Servohydraulique et servovibration : forger la compétitivité « à double cœur » des équipements haut de gamme de fabrication de briques
Dans le secteur des machines pour matériaux de construction, équipement de fabrication de briques La fabrication de briques connaît actuellement une profonde révolution technologique. Les machines traditionnelles ont longtemps souffert d'une forte consommation d'énergie, d'un faible rendement et d'une densité de production irrégulière. L'introduction de la servocommande bouleverse fondamentalement la donne. Si la structure et la précision des moules d'une machine à fabriquer des briques en constituent le « corps », les systèmes servo-hydrauliques et servo-vibratoires en sont le « cœur intelligent » et le « moteur », assurant ainsi son fonctionnement optimal. Ensemble, ils forment une barrière technologique difficilement égalable par les machines à fabriquer des briques haut de gamme actuelles.
Servohydraulique : de la « force brute » au « guidage de précision »
Les machines traditionnelles de fabrication de briques utilisent souvent des pompes à cylindrée fixe ou variable associées à des électrovannes. À l'instar d'un homme fort qui ne recourt qu'à la force brute, le moteur tourne constamment à plein régime, quelle que soit la demande, gaspillant ainsi une grande quantité d'énergie sous forme de chaleur en veille et en cas de surrégime. Les statistiques montrent que la puissance effective des systèmes hydrauliques traditionnels, sur un cycle complet de fabrication de briques, est souvent inférieure à 50 %.
L'innovation de système servo-hydraulique L'innovation réside dans le remplacement du moteur asynchrone traditionnel par une combinaison de servomoteur et de pompe à engrenages. Son principe fondamental est celui de l'« alimentation en huile à la demande » : le contrôleur ajuste avec précision la vitesse et le couple du servomoteur en fonction des besoins en pression et en débit en temps réel de chaque étape du processus (alimentation en matériau, pressage, démoulage, etc.). Ceci permet des avancées majeures sur deux plans :
PremièrementIl s'agit d'une avancée majeure en matière d'efficacité énergétique. En production, les équipements utilisant un système de commande servo-électrohydraulique permettent d'économiser plus de 30 % d'énergie par rapport aux moteurs classiques. Dans le cadre de la double stratégie carbone (réduction des émissions de carbone et des émissions de gaz à effet de serre), cette innovation présente un intérêt économique et environnemental direct pour les fabricants de matériaux de construction énergivores.
DeuxièmementUn progrès qualitatif majeur en matière de précision de contrôle. Lors du moulage et du pressage, les systèmes hydrauliques traditionnels, en raison d'importantes fluctuations de pression, entraînent facilement une densité irrégulière des ébauches de briques. Le système servo-hydraulique, grâce à une régulation en boucle fermée et à des capteurs de pression, permet de contrôler ces fluctuations avec une extrême précision. Ceci est crucial pour la production de produits à haute valeur ajoutée tels que les pavés haute résistance et les briques imitation pierre : seule une pression précise permet de minimiser la porosité et les microfissures à l'intérieur de la brique, et d'atteindre, en termes de résistance et d'aspect, le niveau d'exigence des matériaux de construction haut de gamme.
Vibrations des servomoteurs : briser la « malédiction de la résonance » et le « dilemme de la synchronisation »
Si les systèmes hydrauliques résolvent le problème de la « puissance », les systèmes vibratoires résolvent les problèmes de « densité » et d'« efficacité ». Lors de la fabrication de briques, les matériaux doivent être réorganisés et compactés par vibration à haute fréquence à l'intérieur du moule. Les moteurs de vibration à fréquence variable traditionnels présentent une forte inertie au démarrage et à l'arrêt, ce qui provoque facilement une résonance du bâti, entraînant des niveaux de bruit élevés, une durée de vie réduite de l'équipement et une transmission inefficace de l'énergie vibratoire au matériau.
L'intérêt principal des servovibrations réside dans leur rapidité et leur précision.servomoteurs Ces appareils présentent des temps de réponse de l'ordre de la milliseconde, avec un démarrage et un arrêt effectués en 0,2 à 0,3 seconde. Ceci permet d'éviter totalement la zone de résonance : les temps de démarrage et d'arrêt sont extrêmement courts et la fréquence de vibration dépasse rapidement la fréquence naturelle du châssis, ce qui améliore considérablement la stabilité de l'équipement.
Pour les systèmes de vibration multiaxes haut de gamme, la synchronisation représente un atout technologique majeur. Par exemple, le servo-vibrateur breveté de troisième génération de Qunfeng Machinery utilise un servomoteur à quatre axes et atteint une réponse ultra-dynamique grâce à un contrôleur de mouvement intégré, garantissant ainsi la synchronisation permanente de la phase et de la vitesse des quatre moteurs. En l'absence de synchronisation des axes de vibration, les forces d'excitation s'annulent ou génèrent un couple nuisible. Une synchronisation précise, en revanche, permet la superposition vectorielle des forces d'excitation, optimisant ainsi l'efficacité du moulage. Les données montrent que ce système de vibration servo avancé permet de réduire la consommation d'énergie de plus de 12 %, d'accroître l'efficacité d'excitation de plus de 10 % et d'améliorer la vitesse de démarrage des vibrations de plus de 20 %.
Double atout : Créer un avantage concurrentiel pour les équipements haut de gamme
Lorsque les systèmes servo-hydrauliques et servo-vibratoires sont profondément intégrés dans un seul système de commande, l'effet combiné est inégalé par les équipements traditionnels.
En termes d'efficacité de production, le temps de réponse extrêmement court du système servo comprime le cycle de moulage. Associé à un contrôle de phase précis, l'équipement peut adapter sans interruption les paramètres de production à différents types de briques, garantissant ainsi une production flexible. En termes de qualité du produit, le pressage hydraulique précis et travail efficace de servo-vibration L'ensemble permet d'obtenir des briques plus denses et une consommation de ciment moindre, produisant ainsi des briques plus résistantes à partir des mêmes matières premières.
Plus important encore, cela constitue un écosystème technologique difficile à imiter. Un système de servocommande performant ne peut être obtenu par la simple acquisition de servomoteurs et de variateurs. Il exige des fabricants d'équipements une expertise pointue des algorithmes sous-jacents (tels que les algorithmes de synchronisation de phase des vibrations et les algorithmes PID en boucle fermée de pression), de l'intégration du système (adéquation du réseau hydraulique aux stratégies de commande électrique) et des bases de données de processus (combinaisons de paramètres de servocommande pour différents matériaux et types de briques). Des entreprises leaders comme Quanzhou Machinery, Qunfeng Machinery et Sanlian Machinery ont toutes développé leurs propres technologies brevetées fondamentales dans le domaine de la servocommande, ce qui leur permet de rivaliser avec les fabricants européens et américains établis sur le marché mondial.
Conclusion
Il est prévisible que la concurrence future dans l'industrie de la briqueterie ne se résumera plus à une simple épreuve d'épaisseur d'acier ou de précision des moules, mais plutôt à une compétition fondée sur une compréhension approfondie des technologies et des procédés sous-jacents de la servocommande électrohydraulique. Celui qui saura le faire l'emportera. servohydraulique Une meilleure compréhension de la force de pression et une meilleure compréhension de la densité des matériaux grâce aux servovibrations permettront à celui qui saura dominer le marché haut de gamme de la fabrication de briques de s'imposer. L'hydraulique et les servovibrations constituent les deux clés essentielles de cet avenir.
