Każdego dnia konstruktorzy maszyn podejmują decyzję o przejściu z pras hydraulicznych na rozwiązania elektryczne. Poprawne zwymiarowanie elektrycznego zamiennika gwarantuje, że konwersja z hydrauliki zakończy się sukcesem, zapewniając użytkownikom aplikacji korzyści związane z procesem, jakością i redukcją całkowitego kosztu posiadania (TCO). Wielu osobom zdarza się jednak popełniać popularny błąd przy określaniu parametrów nowego modułu liniowego.

Unikaj kosztownej pułapki wymiarowania

Jak konstruktorzy obliczają rozmiar siłownika? Często jako punkt wyjścia służy im określenie maksymalnej wydajności układu hydraulicznego. W niektórych przypadkach rezultatem obliczeń są rzeczywiste wymagania aplikacji opartej na elektronice. Częściej jednak ta metoda zawodzi – siłownik oraz napędy potrzebne do sterowania siłownikiem są przewymiarowane, a do układu dodaje się zbędne elementy, takie jak przekładnie. Wszystko to powoduje zwiększenie zapotrzebowania na powierzchnię, generuje niepotrzebne koszty i zaburza analizę całkowitego kosztu posiadania (TCO).

Istnieją na szczęście doskonalsze metody określania siły ciągu w układzie hydraulicznym. Zamiast prostego wzoru “powierzchnia x ciśnienie”, zalecamy pomiar ciśnienia po obu stronach cylindra, aby określić siły na podstawie całkowitego skutecznego nacisku powierzchniowego. Pomiar ciśnienia tak blisko cylindra jak to możliwe i przy użyciu poniższego wzoru pozwala na dokładniejsze obliczenie wymagań dotyczących siły aplikacji.

Siła = (powierzchnia1 x ciśnienie1) – (powierzchnia2 x ciśnienie2)

Szczegóły dotyczące pomiaru wyjaśnione zostały w poniższym wideo:

Siłowniki elektryczne a zwrot z inwestycji

Po poprawnym dobraniu siłowników elektrycznych i zainstalowaniu ich w miejscu dawnego układu hydraulicznego, nowe komponenty generują znaczne oszczędności w kosztach operacyjnych. Można to sprawdzić za pomocą kilku prostych metod obliczania kosztów eksploatacyjnych zarówno dla systemów opartych na płynach, jak i tych całkowicie elektrycznych. Nawet przy różnych kosztach utrzymania, eksploatacja rozwiązań całkowicie elektrycznych pozwala zaoszczędzić kilkanaście tysięcy złotych, zapewnia szybki zwrot z inwestycji (ROI) i równoważy korzyści, które wynikałyby z niskiej ceny zakupu komponentów hydraulicznych. Zdarza się też, że pojedynczy siłownik elektryczny kosztuje mniej niż budowa całego systemu hydraulicznego o takich samych parametrach.

Czas to pieniądz

Od niedawna obserwujemy, że w firmach coraz bardziej popularna staje się analiza wydatków, która wykracza poza koszty komponentów oraz koszty eksploatacji. Poważny wpływ na końcowe powodzenie inwestycji ma czas instalacji, nieoczekiwane przestoje w procesie związane z awariami sprzętu lub niewłaściwą obsługą maszyny, a także czas, który trzeba poświęcić na konserwację i utrzymanie systemów. Najlepiej obrazuje to reguła góry lodowej. W przypadku układów hydraulicznych niska cena jest na pozór atrakcyjną zachętą do zakupu. Niektórzy zapominają, że sam komponent stanowi jedynie ułamek całkowitego kosztu posiadania (TCO), do którego należy doliczyć czas poświęcony na utrzymanie dodatkowego sprzętu, na płyny, filtry, dostosowanie systemu w celu utrzymania dotychczasowej wydajności oraz wiele innych. To wszystko sprawia, że siłowniki hydrauliczne nie prezentują się już tak zachęcająco.

Więcej niż tylko design

Udowodniono, że instalacja siłowników elektrycznych przynosi cały szereg korzyści, które należy wziąć pod uwagę w procesie oceny technologii. Rozwiązania sterowania ruchem mogą dostarczać wielu informacji na temat działania siłownika i przebiegu procesu. W układzie elektrycznym przebieg procesu jest ściśle kontrolowany. Operator otrzymuje dane na temat prądu, położenia, prędkości czy potencjalnych błędów, co pozwala zapobiegać poważniejszym problemom i przeciwdziałać całkowitemu uszkodzeniu np. poprzez konfigurację sprzętu czy wymianę zużytego oprzyrządowania.

Na temat konwersji z systemu hydraulicznego na elektryczny pisaliśmy też w artykule 15 korzyści ze zmiany systemu hydraulicznego na elektryczne rozwiązania ruchu liniowego

Oryginalna wersja artykułu pochodzi z bloga Tolomatic i można ją znaleźć tutaj