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切割自动化
水射流的操作成本是一个常见问题,因为人们很难理解运行典型等离子切割机与水雾切割机之间的区别。有不同的耗材,不同的电力要求、水成本,最重要的是,磨料成本。石榴石磨料可占水雾切割系统每小时总操作成本的 75%。因此,了解其使用推动因素和其成本对考虑使用水雾切割机的客户而言非常重要。
为了更深入地探究这个问题,我们来看看六种不同的水射流系统配置,包括:
对于上述每一种配置,电力、磨损部件、水和磨料的成本(每小时成本)如下图所示。其中每项成本都代表了每台泵在其最大压力下可以驱动的最大孔中的最大水量和磨料流量。
假设采用相同的数据,看看每个数字占总成本的百分比,结果如下:
我们需要考虑到所有操作组件,以了解构成水雾切割成本的要素。水雾切割涉及的各种操作组件包括:
蛋糕中最小的一块是水成本。我使用的是每 1000 加仑 3.51 美元的全国平均价格。我们包括水力的最大切割水量和冷却水。每年的成本在 1,200 美元到 2,500 美元之间。这还没有考虑到任何额外下水道成本,因此,根据您所在的地区,成本可能会更高。
下一大块成本是运行增强泵的电力。假设平均每千瓦时 7.46 美分,每年的成本将在 3,700 美元到 9,400 美元之间。这是假设泵每天运行 6 小时,泵的功率在 50HP 到 125HP 之间。
第二个最大的成本是易损件成本。这包括更换孔板、聚焦管、泵密封件,以及以每小时成本为单位计算的其他泵部件的成本。这将在每小时 5 美元到 22 美元之间,因此,基于相同的假设,每年将达到 7,700 美元到 32,000 美元。
最大的成本来自磨料。典型石榴石磨料的成本约为每磅 22 至 30 美分,这取决于磨料类型、购买量和商定的折扣。
石榴石主要有两种类型:硬岩型和冲积型。硬质岩石或压碎岩石取自更大的石榴石块,将其碾碎,直至达到特定大小。坚硬的石榴石更锋利,因此切割速度更快。冲积石榴石是从海滩和河床开采而来的,已经被自然力量磨成沙子。因此,其颗粒比较圆润,切割速度也比较慢。这样,硬岩型就比冲积型更昂贵。平均来说,我们考虑每磅 25 美分。
我们还需要考虑磨料的流速。大多数金属板材切割每分钟要用到 1 到 2.3 磅。因此,平均而言,每小时将在磨料上花费 18 至 36 美元。假设每天 6 个小时的切割时间,那么每天需要在磨料上花费 110 至 220 美元,每周 550 至 1,100 美元,每月 2,200 至 4,400 美元,每年 26,000 至 55,000 美元。
现在,为了使这些数字有用,我们需要考虑切割速度的差异,因此,我们可以计算每英寸成本,或每部分成本,这在比较不同过程时更有用。在这个计算中,我们假设从 1 英寸厚的低碳钢上切割一个 4 英寸 x 4 英寸的部分,总共切割长度为 16 英寸。算出来的每部分成本如下所示。
实际值将根据材料类型和部分尺寸而变化,但相对成本将保持不变。上表似乎有助于说明高压泵节省成本的优势:即使每小时实际成本更高,但最终的每部件成本更低。
然而,拼图中仍缺少一块重要的部分,这会带来重大影响。上图不包括人工成本、管理费用或一般费用。一旦这些因素包括每小时费用,我们就可以计算出不同类型泵的 ROI(投资回报率)差异,这有助于证明购买高价泵的合理性。
下图显示了代表人工和管理的每小时费用。该费用分摊在一段时间内可以切割的部分总数。下面最终图表显示了使用更高压力泵提高切割速度对总体成本的影响程度。
当然,计算不一定要到此为止。其他各种关键因素也需要加以考虑。比如,每天可以切割的部分数量的增加,以及可从这些部分中获得的利润的增加。我们还需要考虑设备成本的差异,所有这些都会影响最终 ROI 的计算。但该主题将在之后的文章中进行讨论。