W dzisiejszym środowisku biznesowym urządzenia produkcyjne są nieustannie eksploatowane do granic możliwości, a oczekuje się, że będą działały nieprzerwanie, zapewniając ciągłość działalności.
Właściciele sprzętu są coraz bardziej świadomi całkowitych kosztów jego posiadania, co prowadzi do wzrostu popytu na maszyny wymagające minimalnej konserwacji, charakteryzujące się wysoką niezawodnością, precyzyjnością, krótkim czasem cyklu oraz niskim zużyciem energii.
W badaniu przeprowadzonym we współpracy z firmą Schoen + Sandt Machinery, wiodącym niemieckim producentem pras hydraulicznych, wykazano, że wpływ płynu hydraulicznego o wysokim wskaźniku lepkości (VI) na efektywność energetyczną skutkował zmniejszeniem zużycia energii o aż 10 procent.
Specjaliści od maszyn hydraulicznych nie ograniczają się do projektowania i produkcji najwyższej klasy przecinarek hydraulicznych i systemów sterowania, ale także dokładają wszelkich starań, aby zapewnić ciągłe oszczędności dzięki niższemu zużyciu energii, wyższej wydajności dzięki zwiększonej precyzyjności maszyny oraz jej niezawodności przy wydłużonej żywotności.
Lepkość ma duży wpływ na wydajność i zużycie energii
Na dzisiejszym rynku hydraulicznych maszyn tnących efektywność energetyczna stała się niemal tak samo ważna jak innowacje techniczne. Płyn hydrauliczny przekazuje moc, co czyni go jednym z kluczowych elementów układu hydraulicznego. Zastosowanie jednosezonowego płynu hydraulicznego prowadzi do słabego przenoszenia ciepła, strat mocy, zmniejszonej reakcji na sterowanie i stresu oksydacyjnego w układzie hydraulicznym.
Gdy płyn hydrauliczny jest zimny, jest gęsty, a jego lepkość jest wysoka. Ta zwiększona lepkość powoduje wysoki poziom tarcia. Z kolei gorący płyn hydrauliczny staje się cieńszy, a zmniejszona lepkość może prowadzić do wycieków przepływu i uszkodzeń spowodowanych zużyciem. W obu przypadkach wydajność jest obniżona. Tego typu płyn hydrauliczny, którego lepkość znacznie różni się w zależności od temperatury, nazywa się płynem jednosezonowym.
Wysokie temperatury są wrogiem stabilnej lepkości. Wraz ze wzrostem temperatury płyn staje się rzadszy, co w niektórych przypadkach prowadzi do kontaktu metal-metal. Płyn o niskiej lepkości spowoduje zwiększone zużycie, co może prowadzić do kosztownych napraw i przestojów maszyny.
Płyny hydrauliczne, które są specjalnie formułowane, aby utrzymać optymalny poziom lepkości w szerokim zakresie temperatur, nazywane są płynami wielosezonowymi. Płyny wielosezonowe chronią maszyny, równoważąc wydajność hydromechaniczną i objętościową w sprzęcie.
Niech płynie
Bez równowagi układy hydrauliczne mogą napotkać dylemat strat hydromechanicznych przy płynie o wysokiej lepkości oraz strat mocy objętościowej przy płynie o zbyt niskiej lepkości. Z jednej strony, sprawność mechaniczna układu hydraulicznego skorzystałaby na płynie, który jest bardzo rzadki i łatwo płynący.
Jednak zbyt rzadka ciecz prowadzi do niskiej wydajności objętościowej, ponieważ wewnętrzne przecieki pochłaniają znaczną część energii pompy, a ciecz zapewnia słabe smarowanie.
Z drugiej strony, gęsty płyn jest korzystny dla wydajności objętościowej, ponieważ straty wynikające z wewnętrznego wycieku pompy są minimalne. Jednakże, taki płyn jest trudny do przepłynięcia i powoduje straty hydrodynamiczne oraz mieszanie w systemie. Idealny wybór płynu to kompromis
Misja i maszyny
Testy płynów przeprowadzono na prasie hydraulicznej 6005BA o sile cięcia 1250 kiloniutonów (kN). Takie hydrauliczne przecinarki z wysuwanymi belkami to uniwersalne prasy dziurkujące przeznaczone do małych i średnich partii materiałów arkuszowych i rolkowych.
W ramach próby mierzono następujące parametry, aby określić wpływ lepkości na wydajność maszyny: moc w kW, ciśnienie pompy w barach, temperaturę oleju i temperaturę otoczenia.
Oryginalny producent sprzętu (OEM) w tym studium przypadku porównał dwa wielosezonowe płyny hydrauliczne do jednego oleju referencyjnego jednosezonowego. Olej referencyjny był typowym płynem o powszechnym stopniu lepkości ISO 46, którego lepkość nie była zaprojektowana do wytrzymywania zmian temperatury roboczej.
Pierwszy olej testowy, płyn A, był taki sam jak olej referencyjny, z tą różnicą, że został opracowany w celu stabilizacji lepkości w szerokim zakresie temperatur. Drugi olej testowy, płyn B, miał klasę lepkości ISO 32 i był rzadszym płynem hydraulicznym, który również był w stanie stabilizować lepkość w szerokim zakresie temperatur.
Formuła sukcesu
Płyn wielosezonowy A nie wykazał żadnych znaczących zalet w porównaniu z konwencjonalnym płynem referencyjnym jednosezonowym. Można to wyjaśnić tym, że wpływ strat mechanicznych na ogólną sprawność układu hydraulicznego jest znacznie wyższy niż zysk wydajności objętościowej.
Wybór płynu przyczynia się do poprawy niezawodności i wydajności, jednocześnie redukując przestoje sprzętu i całkowity koszt posiadania. Dlatego lepkość płynu ma duży wpływ na wydajność systemu.
Płyn wielosezonowy B wykazał wzrost wydajności do 10 procent w porównaniu do konwencjonalnego płynu referencyjnego monograde. Gdy układ hydrauliczny jest narażony na ciepło i ciśnienie, płyn o zoptymalizowanej lepkości, taki jak płyn B, transportuje więcej energii pompy ze względu na wyższą lepkość i mniejsze straty spowodowane wyciekiem. W standardowych temperaturach przepływa lepiej i stawia mniejszy opór pompie.
Skupienie się na niezawodności i efektywności wykorzystania zasobów
Wydajność i oszczędności można pewnie przewidzieć, stosując płyn hydrauliczny ISO 32, opracowany w taki sposób, aby wytrzymywał i stabilizował lepkość w szerokim zakresie temperatur, co zostało sprawdzone w laboratorium oraz potwierdzone testami przeprowadzonymi na sprzęcie producenta OEM i użytkownikach końcowych w terenie.
W porównaniu z płynami referencyjnymi typu monograde konsekwentnie odnotowano wzrost wydajności na poziomie 4–11 procent, a do tego doszły dodatkowe korzyści, takie jak niższa temperatura oleju, ochrona sprzętu i dłuższe okresy między wymianami oleju.
Korzyści są liczne. Teraz istnieje możliwość zwiększenia niezawodności, wydłużenia żywotności sprzętu, obniżenia całkowitego kosztu posiadania, wydłużenia okresów między wymianami oleju oraz stania się liderem w zakresie efektywności energetycznej.
