ऊर्जा बचत लक्ष्यों के लिए यूरोपीय मशीन टूल रीबिल्डर्स के सर्वो सिस्टम का मिलान

स्टटगार्ट में बुधवार की सुबह 7:40 बजे फोन आया। दूसरी तरफ एक मध्यम आकार की जर्मन मशीनिंग वर्कशॉप के मेंटेनेंस डायरेक्टर थे - चलिए उन्हें क्लाउस कहते हैं - जिन्हें एक ऐसी समस्या थी जो यूरोपीय विनिर्माण में चिंताजनक रूप से आम होती जा रही थी:उनका पांच साल पुराना सीएनसी मशीनिंग सेंटर मूल स्पेसिफिकेशन शीट में बताए गए से 40% अधिक ऊर्जा का उपयोग कर रहा था, और उनके संयंत्र का कार्बन ऑडिट छह सप्ताह में होना था।

क्लाउस ने मुझे बताया, “हमने दो साल पहले हाइड्रोलिक सिस्टम को ठीक करवाया था। सिस्टम ठीक से काम कर रहा है। लेकिन बिजली की खपत हमें बर्बाद कर रही है। बिजली का बिल हर महीने 18,000 यूरो ज़्यादा आ रहा है, जितना होना चाहिए।”

वह बातचीत एक ऐसे जुड़ाव का आरंभ बिंदु बन गई जिसने मुझे वास्तविक अंतर के बारे में और अधिक सिखाया।हाइड्रोलिक प्रणालीइस लेख में मुझे उन सभी विशिष्टताओं और ऊर्जा प्रदर्शन के बारे में नहीं बताया गया है जिनके लिए कोई पाठ्यपुस्तक मुझे तैयार करती। मैं चाहता हूँ कि हर यूरोपीय मशीन टूल रिबिल्डर को हाइड्रोलिक कंपोनेंट को छूने से पहले इस लेख की सभी बातें समझ आ जाएँ।

ऊर्जा हाइड्रोलिक सिस्टम की विशिष्टताओं में निहित है।

यहाँ एक असहज सच्चाई हैहाइड्रोलिक प्रणालीऊर्जा की खपत:मूल उपकरण निर्माता के डेटा शीट पर बिजली की खपत के आंकड़े आदर्श प्रयोगशाला स्थितियों के तहत मापे जाते हैं, जो वास्तविक दुनिया में मशीन टूल के संचालन के दौरान लगभग कभी प्राप्त नहीं होती हैं।और जब किसी मशीन का पुनर्निर्माण किया जाता है—चाहे वह मशीनिंग सेंटर हो, प्रेस हो, फॉर्मिंग मशीन हो या ट्रांसफर लाइन हो—तोहाइड्रोलिक प्रणालीजो हिस्सा वापस लगाया जाता है, उसे लगभग कभी भी मूल हिस्से के समान ऊर्जा अनुशासन के साथ निर्दिष्ट नहीं किया जाता है।

इसका नतीजा यह है कि पूरे यूरोप में मशीनों का एक बेड़ा मौजूद है जो चुपचाप अपने नाम के अनुरूप ऊर्जा की खपत से कहीं अधिक ऊर्जा की खपत कर रहा है। यूरोपीय संघ के ऊर्जा दक्षता निर्देश और औद्योगिक बिजली की बढ़ती लागत (जो 2020 में €0.19/kWh से बढ़कर 2024 में जर्मनी में औसतन €0.28/kWh तक पहुंच गई) ने उन कारखानों के लिए वित्तीय संकट पैदा कर दिया है जिन्होंने अपने पुनर्निर्माण का सही ढंग से विनिर्देशन नहीं किया था।

समस्या यह नहीं है कि मशीनें काम नहीं करतीं। वे बिल्कुल ठीक काम करती हैं।समस्या यह है किहाइड्रोलिक सर्वो प्रणालीयह वास्तविक कार्यभार के लिए बहुत बड़ा है, सक्रिय कार्य के दौरान ही दबाव की आवश्यकता होने पर भी यह निरंतर दबाव पर चलता है, और इसमें एक ऐसा पंप लगा है जिसे औसत मांग के बजाय चरम मांग के लिए चुना गया था।12 घंटे की उत्पादन शिफ्ट में, आपका मशीनिंग सेंटर 4 घंटे सक्रिय फीड मोड में और 8 घंटे निष्क्रिय या टूल-चेंज मोड में रह सकता है। एक खराब स्पेसिफिकेशन वाला मशीनिंग सेंटरहाइड्रोलिक प्रणालीएक सामान्य प्रणाली पूरे 12 घंटे ऊर्जा खर्च करती है। जबकि एक सही ढंग से समायोजित प्रणाली केवल उन 4 घंटों के दौरान ऊर्जा खर्च करती है जब वास्तव में इसकी आवश्यकता होती है।

मशीन टूल रीबिल्डर के अधिकांश हाइड्रोलिक उपकरण ओवरसाइज़्ड क्यों होते हैं?

मैंने दर्जनों मशीन टूल रीबिल्डरों से पूछा है कि वे हाइड्रोलिक्स को उस तरह से क्यों स्पेसिफाई करते हैं। उनके जवाब आश्चर्यजनक रूप से एक जैसे हैं:“हमने हमेशा इसी तरह से स्पेसिफिकेशन तय किए थे।” “मूल सिस्टम में 30 किलोवाट का पंप था, इसलिए हमने 30 किलोवाट का पंप ही लगाया।” “मशीन को फीड चलाने के लिए 200 बार दबाव की आवश्यकता होती है, इसलिए हमने पर्याप्त दबाव बनाए रखने के लिए 250 बार दबाव निर्धारित किया।”

ये सभी तर्कसंगत इंजीनियरिंग सहज ज्ञान हैं — लेकिन ये ठीक वही सहज ज्ञान हैं जो उत्पन्न करते हैंहाइड्रोलिक प्रणालीजो अत्यधिक मात्रा में ऊर्जा बर्बाद करते हैं।

आइए, मैं आपको विस्तार से समझाता हूँ कि ओवरसाइज़िंग किस प्रकार प्रकट होती है।हाइड्रोलिक सर्वो प्रणालीमशीन टूल पुनर्निर्माण के लिए खरीद प्रक्रिया:

स्थिर दबाव का जाल।सबसे आम गलती जो मैं देखता हूँ, वह है एक निश्चित विस्थापन वाले पंप को निर्दिष्ट करना जो सिस्टम रिलीफ प्रेशर पर लगातार चलता है, और एक्चुएटर की गति को नियंत्रित करने के लिए आनुपातिक वाल्व द्वारा प्रवाह को नियंत्रित करना। यह सरल, विश्वसनीय, लेकिन बेहद अक्षम है। थ्रॉटलिंग वाल्व हाइड्रोलिक शक्ति को गर्मी में परिवर्तित करता है - आमतौर परसामान्य मशीन टूल ड्यूटी चक्रों में थ्रॉटलिंग सिस्टम में इनपुट ऊर्जा का 15-25% भाग ऊष्मा के रूप में व्यर्थ हो जाता है।इसके बाद ऊष्मा को हीट एक्सचेंजर द्वारा हटाया जाना आवश्यक हो जाता है, जिससे अतिरिक्त ऊर्जा की खपत होती है। कुल ऊर्जा हानि लोड-सेंसिंग सिस्टम द्वारा समान कार्य के लिए खपत की जाने वाली ऊर्जा से 30-35% अधिक हो सकती है।

पीक-पावर पंप चयन त्रुटि।मशीन टूल के पुनर्निर्माण के लिए हाइड्रोलिक पंप का चयन करते समय, अधिकांश पुनर्निर्माणकर्ता अधिकतम सिस्टम दबाव पर अधिकतम तात्कालिक प्रवाह आवश्यकता के आधार पर पंप का चयन करते हैं। एक स्टैंडअलोन हाइड्रोलिक पावर यूनिट के लिए यह तर्कसंगत है। लेकिन मशीन टूल अनुप्रयोग में, अधिकतम प्रवाह और अधिकतम दबाव लगभग कभी भी एक साथ नहीं होते हैं। अधिकतम दबाव की आवश्यकता 0.8 सेकंड के क्लैंप ऑपरेशन के दौरान होती है। अधिकतम प्रवाह की आवश्यकता 3 सेकंड के रैपिड ट्रैवर्स के दौरान होती है। चक्र के शेष भाग में मध्यम दबाव और मध्यम प्रवाह होता है। अधिकतम मांग के लिए निर्दिष्ट पंप अपने प्रदर्शन मानचित्र के सबसे कम कुशल भाग में, ड्यूटी चक्र के 70% समय के लिए अपनी रेटेड क्षमता के लगभग 35-45% पर चलता है।

संचायक का गलत उपयोग।पीक डिमांड को मैनेज करने के लिए एक्यूमुलेटर शक्तिशाली उपकरण हैं, लेकिन मशीन टूल रीबिल्ड में इनका अक्सर गलत इस्तेमाल किया जाता है। मैंने ऐसे एक्यूमुलेटर देखे हैं जिनका आकार उन कार्यों के लिए प्रवाह प्रदान करने के लिए निर्धारित किया गया है जिन्हें एक छोटा पंप लगातार चलाकर आसानी से पूरा कर सकता है, जिससे एक्यूमुलेटर की लागत पूरी तरह से खत्म हो जाती है। गणित सरल है: एक एक्यूमुलेटर जिसकी कीमत €800 है और जिसे समय-समय पर निरीक्षण और बदलने की आवश्यकता होती है, उसे 24 महीनों के भीतर ऊर्जा बचत से अपनी लागत वसूल कर लेनी चाहिए, जिससे पूंजीगत व्यय उचित ठहराया जा सके। जब यह केवल प्रवाह की एक छोटी सी अनियमितता को ठीक कर रहा हो, जो एक अच्छी तरह से डिज़ाइन किए गए सिस्टम में वैसे भी नहीं होती, तो यह शुद्ध लागत है।

इंजीनियरिंग की बारीकियां: हाइड्रोलिक सर्वो सिस्टम को सही तरीके से कैसे मैच किया जाए

चलिए अब इंजीनियरिंग की बात करते हैं। अगर आप किसी मशीनिंग सेंटर या इसी तरह की सीएनसी मशीन टूल का पुनर्निर्माण कर रहे हैं और आप उसमें कुछ खास स्पेसिफिकेशन जोड़ना चाहते हैं, तो...हाइड्रोलिक सर्वो प्रणालीऊर्जा बचत के वास्तविक लक्ष्यों को पूरा करने के लिए, मैं अपने ग्राहकों के साथ इस ढांचे का उपयोग करता हूं:

चरण 1: वास्तविक ड्यूटी साइकिल का निर्धारण करें, न कि नामपट्ट पर दिए गए विनिर्देश का।

हर मशीन टूल रिबिल्डर को यहीं से शुरुआत करनी चाहिए, लेकिन उनमें से लगभग कोई भी ऐसा नहीं करता। ओरिजिनल OEM डेटा शीट आपको बताती है कि मशीन क्या है।कर सकनाहाँ, कर सकते हैं। लेकिन यह आपको यह नहीं बताता कि आपके ग्राहक के संचालन में यह वास्तव में क्या करता है।

एक सामान्य सीएनसी मशीनिंग सेंटर के लिए, मैं एक पूरे उत्पादन शिफ्ट के लिए हाइड्रोलिक सर्किट में प्रेशर ट्रांसड्यूसर और फ्लो मीटर लगाता हूँ — बेहतर होगा कि दो शिफ्टों के लिए लगाऊँ, क्योंकि दूसरी शिफ्ट की चक्रीय विशेषताएँ अक्सर पहली शिफ्ट से भिन्न होती हैं। मैं जो जानना चाहता हूँ वह यह है:मशीनिंग चक्र के प्रत्येक चरण के दौरान वास्तव में कितना दबाव आवश्यक होता है? वास्तव में कितना प्रवाह आवश्यक होता है? प्रत्येक चरण की अवधि कितनी होती है? प्रति घंटे कितने चक्र होते हैं?

डेटा लगभग हमेशा कुछ इस तरह दिखता है (यह बवेरिया में एक 5-एक्सिस मशीनिंग सेंटर के लिए मेरे द्वारा दस्तावेजित एक वास्तविक मामले पर आधारित है):

त्वरित ट्रावर्स:180 बार, 45 लीटर/मिनट, 8 सेकंड प्रति चक्र, 40 चक्र प्रति घंटा
कार्यशील फ़ीड:120 बार, 18 लीटर/मिनट, 45 सेकंड प्रति चक्र, 40 चक्र प्रति घंटा
टूल परिवर्तन:80 बार, 8 लीटर/मिनट, 6 सेकंड प्रति चक्र, 8 चक्र प्रति घंटा
निष्क्रिय/दरवाजा खुला:20 बार, 2 लीटर/मिनट, चक्र का शेष भाग

जब आप इस ड्यूटी चक्र में भारित औसत ऊर्जा खपत की गणना करते हैं, तो आपको पता चलता है किमशीन को वास्तव में अपने काम के लिए लगभग 11.3 किलोवाट हाइड्रोलिक शक्ति की आवश्यकता होती है, लेकिन फिक्स्ड-डिस्प्लेसमेंट पंप सिस्टम लगातार 24 किलोवाट ऊर्जा की खपत कर रहा है।अंतर ऊष्मा के रूप में नष्ट हो रहा है।

चरण 2: वास्तविक कार्य चक्र के लिए पंप का प्रकार चुनें

एक बार जब आप ड्यूटी साइकिल का निर्धारण कर लेते हैं, तो पंप का चयन एक अनुमान के बजाय एक तर्कसंगत इंजीनियरिंग निर्णय बन जाता है।

अत्यधिक परिवर्तनशील प्रवाह और दबाव की मांगों वाले मशीन टूल अनुप्रयोगों के लिए - जो कि अधिकांश सीएनसी मशीनिंग, प्रेसिंग और फॉर्मिंग में होता है -प्रेशर कंपनसेशन वाला वेरिएबल डिस्प्लेसमेंट पिस्टन पंप सही डिफ़ॉल्ट विकल्प है।इस प्रकार का पंप मांग के अनुसार अपनी विस्थापन क्षमता को समायोजित करता है, और केवल वर्तमान प्रवाह/दबाव बिंदु के लिए आवश्यक ऊर्जा की खपत करता है। ऊपर वर्णित कार्य चक्र में, एक उच्च गुणवत्ता वाला परिवर्तनीय विस्थापन पिस्टन पंप (कोई सस्ता आनुपातिक पंप नहीं - बल्कि एक वास्तविक दबाव-क्षतिपूर्ति इकाई) औसत बिजली खपत को 24 किलोवाट से घटाकर लगभग 13-14 किलोवाट कर देगा। जर्मनी में €0.28/kWh की दर से, 6,000 घंटे वार्षिक रूप से चलने वाली मशीन के लिए यह लगभग €19,500 प्रति वर्ष की बचत होगी।

उच्च गुणवत्ता वाले वेरिएबल डिस्प्लेसमेंट पिस्टन पंप की कीमत फिक्स्ड डिस्प्लेसमेंट गियर पंप की तुलना में आमतौर पर €2,800-4,500 अधिक होती है। इसका निवेश निवेश की वसूली में चार महीने से भी कम समय लेता है।

जिन अनुप्रयोगों में स्थिर दाब और प्रवाह की आवश्यकता होती है — जैसे कुछ प्रेस अनुप्रयोग, कुछ क्लैम्पिंग सर्किट — उनमें उचित आकार निर्धारण के साथ एक निश्चित विस्थापन पंप उपयुक्त हो सकता है। महत्वपूर्ण बात यह है कि आकार निर्धारण का निर्णय वास्तविक कार्य चक्र डेटा के आधार पर किया जाए, न कि पूर्व अनुभव के आधार पर।

चरण 3: सर्वो वाल्व और नियंत्रणों को केवल गतिशीलता के लिए नहीं, बल्कि दक्षता के लिए भी निर्दिष्ट करें।

मशीन टूल्स पर हाइड्रोलिक सर्वो सिस्टम दो कार्य करते हैं: सटीक और प्रतिक्रियाशील गति नियंत्रण प्रदान करना ("सर्वो" भाग) और इसे कुशलतापूर्वक करना ("ऊर्जा-बचत" भाग)। अधिकांश रीबिल्डर हाइड्रोलिक स्पेसिफिकेशन का चयन करते समय पहले कार्य को प्राथमिकता देते हैं और दूसरे को अनदेखा करते हैं।

महत्वपूर्ण विकल्प:

सर्वो वाल्व का चयन।मशीन टूल फीड अक्ष अनुप्रयोगों के लिए,स्थिति प्रतिक्रिया के साथ प्रत्यक्ष-अभिनय आनुपातिक वाल्व(कभी-कभी इसे सर्वो-प्रोपोर्शनल वाल्व भी कहा जाता है) एक वास्तविक इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक सर्वो वाल्व की तुलना में काफी कम लागत पर पर्याप्त डायनामिक रिस्पॉन्स (अधिकांश CNC फीड एक्सिस आवश्यकताओं के लिए आमतौर पर 50-100Hz बैंडविड्थ) प्रदान करता है। ऊर्जा दक्षता के लिहाज से, बेहतर डिज़ाइन वाला प्रोपोर्शनल वाल्व, जिसमें कम आवृत्ति पर अच्छी स्थिरता होती है, आपको क्लोज्ड-सर्किट प्रेशर कंट्रोल लागू करने की अनुमति देता है, जिससे थ्रॉटलिंग लॉस कम हो जाते हैं। वास्तविक सर्वो वाल्व (जेट पाइप या फ्लैपर-नोजल स्टेज वाले) में बेहतर डायनामिक्स होते हैं, लेकिन आमतौर पर उनमें आंतरिक लीकेज अधिक होता है, जिससे स्टैंडबाय स्थिति में दक्षता कम हो जाती है।

नियंत्रण वास्तुकला।शुद्ध एनालॉग वाल्व नियंत्रण के दिन समाप्त हो रहे हैं। एक आधुनिकहाइड्रोलिक सर्वो प्रणालीमशीन टूल के पुनर्निर्माण के लिए, वाल्व एम्पलीफायरों के साथ CANopen या EtherCAT संचार वाले PLC या CNC-अक्ष नियंत्रक का उपयोग किया जाना चाहिए। इससे नियंत्रक को यह सुविधा मिलती है कि वह...मशीनिंग चक्रों के बीच सिस्टम को कम-शक्ति वाली स्टैंडबाय स्थिति में रखें।सिस्टम के दबाव को पूर्ण कार्यशील दबाव पर छोड़ने के बजाय 5-8 बार तक कम करना (गुरुत्वाकर्षण भार के विरुद्ध स्थिति को बनाए रखने के लिए पर्याप्त)। 45 सेकंड के औसत मशीनिंग चक्र और 6 सेकंड के टूल परिवर्तन वाले मशीनिंग सेंटर पर, इससे अकेले ही हाइड्रोलिक ऊर्जा खपत में लगभग 18% की बचत होती है।

दबाव/प्रवाह संवेदन।आप जिस चीज को माप नहीं सकते, उसे प्रबंधित भी नहीं कर सकते।हाइड्रोलिक सर्वो प्रणालीमशीन टूल के पुनर्निर्माण के लिए तैयार विनिर्देशों में एक्चुएटर पोर्ट पर प्रेशर ट्रांसड्यूसर और सप्लाई लाइन में फ्लो मीटर शामिल हैं। सीएनसी या पीएलसी इन सिग्नलों को पढ़कर पंप के विस्थापन और वाल्व कमांड को अनुकूलित करता है। सिग्नलों के बिना, सिस्टम अंधेरे में तीर चला रहा होता है - यह वास्तविक मांग के अनुसार समायोजित नहीं हो सकता।

चरण 4: हीट एक्सचेंजर का सही आकार निर्धारित करें

यहां एक विरोधाभासी बात है:अधिक कुशलहाइड्रोलिक प्रणालीइसके लिए एक छोटे हीट एक्सचेंजर की आवश्यकता होती है।थ्रॉटलिंग लॉस कम करने से कम गर्मी उत्पन्न होती है। जिस सिस्टम में 8 किलोवाट गर्मी बर्बाद होती है, उसे 12 किलोवाट के हीट एक्सचेंजर की आवश्यकता होती है। वहीं, जिस सिस्टम में 2 किलोवाट गर्मी बर्बाद होती है, उसे केवल 3 किलोवाट के हीट एक्सचेंजर की आवश्यकता होती है - जो कम खर्चीला होता है, कम पंखे या पंप की शक्ति का उपयोग करता है और कम शोर करता है।

मैं अक्सर देखता हूं कि मरम्मत करने वाले मूल OEM के हीट लोड अनुमान के आधार पर हीट एक्सचेंजर का स्पेसिफिकेशन तय करते हैं, जो मूल सिस्टम के (खराब तरीके से अनुकूलित) ऊर्जा संतुलन पर आधारित था। जब आप एक कुशल सिस्टम में अपग्रेड करते हैंहाइड्रोलिक सर्वो प्रणालीवास्तविक ऊष्मा भार की पुनर्गणना करें और तदनुसार हीट एक्सचेंजर का विनिर्देशन निर्धारित करें। हीट एक्सचेंजर की लागत में होने वाली बचत अक्सर अधिक कुशल पंप और वाल्वों के लिए लगने वाले अतिरिक्त शुल्क के एक महत्वपूर्ण हिस्से की भरपाई कर देती है।

वास्तविक डेटा: ऊर्जा-बचत वाले हाइड्रोलिक रेट्रोफिट वास्तव में क्या प्रदान करते हैं

मैं सिद्धांत से आंकड़ों की ओर बढ़ना चाहता हूं, क्योंकि आंकड़े ही संयंत्र प्रबंधकों और खरीद टीमों को उचित निवेश करने के लिए प्रेरित करते हैं।हाइड्रोलिक सर्वो प्रणालीविनिर्देश। जर्मनी और ऑस्ट्रिया में मशीन टूल पुनर्निर्माण से संबंधित तीन प्रलेखित मामले यहां दिए गए हैं:

केस 1 — बवेरियन एयरोस्पेस कंपोनेंट शॉप, 5-एक्सिस मशीनिंग सेंटर

यह मशीन 2011 मॉडल की 5-एक्सिस मशीनिंग सेंटर है जिसमें 22 किलोवाट का फिक्स्ड-डिस्प्लेसमेंट गियर पंप लगा है और यह प्रति वर्ष 6,200 घंटे चलती है। मरम्मत करने वाले (स्टटगार्ट में एक क्षेत्रीय विशेषज्ञ) ने मूल प्रोपोर्शनल वाल्वों को नए से बदल दिया था और मशीन को फिर से पेंट कर दिया था। लेकिनहाइड्रोलिक प्रणालीयह एक निश्चित विस्थापन वाला पंप बना रहा जो लगातार 200 बार के राहत दबाव पर चलता रहा।

हमारी नियुक्ति के बाद: फिक्स्ड-डिस्प्लेसमेंट पंप को एक नए पंप से बदल दिया गया।रेक्सरोथ A10VSO परिवर्तनीय विस्थापन पिस्टन पंपदबाव क्षतिपूर्ति के साथ, स्टैंडबाय दबाव प्रबंधन के लिए हाइड्रोलिक नियंत्रण मॉड्यूल वाला सीमेंस एस7 पीएलसी जोड़ा गया, और प्रत्येक अक्ष पर स्थिति प्रतिक्रिया के साथ एक आनुपातिक दिशात्मक वाल्व स्थापित किया गया। सिस्टम को मुख्य रेल पर एक प्रेशर ट्रांसड्यूसर भी मिला।

90 दिनों की निगरानी अवधि के बाद प्राप्त परिणाम:हाइड्रोलिक ऊर्जा की खपत औसतन 24.1 किलोवाट से घटकर औसतन 12.8 किलोवाट हो गई।€0.27/kWh और 6,200 घंटे/वर्ष की दर से, बिजली के खर्च में लगभग €18,900 की वार्षिक बचत होती है। पंप, वाल्व, पीएलसी मॉड्यूल, ट्रांसड्यूसर और इंस्टॉलेशन सहित पुराने पंपों को लगाने का खर्च €14,200 है।सरल वापसी अवधि: 9 महीनेऔर इसमें पिछली प्रणाली के नियमित रूप से अधिक गर्म होने के कारण होने वाले शटडाउन की बची हुई लागत शामिल नहीं है, जिसके कारण प्रति माह अनुमानित 3-4 घंटे का अनियोजित डाउनटाइम होता था।

केस 2 — ऑस्ट्रियन प्रेस मैन्युफैक्चरिंग शॉप, 630 टन हाइड्रोलिक प्रेस

एयरोस्पेस घटकों के निर्माण के लिए प्रयुक्त 630 टन की हाइड्रोलिक प्रेस। इस प्रेस का पहले एक अन्य मरम्मतकर्ता द्वारा पुनर्निर्माण किया गया था, जिसने मूल प्रेस के समान ही 75 किलोवाट का फिक्स्ड-डिस्प्लेसमेंट पंप लगाया था। प्रेस काम तो कर रही थी, लेकिन ऊर्जा की खपत बहुत अधिक थी: केवल हाइड्रोलिक ऊर्जा पर ही प्रति वर्ष €43,000 खर्च होते थे, साथ ही हीट एक्सचेंजर फैन की बिजली पर प्रति वर्ष €8,000 खर्च होते थे।

विश्लेषण से पता चला कि प्रेस का वास्तविक चक्र इस प्रकार था:250 बार पर उच्च दबाव वाला क्लैंप (12 सेकंड), 200 बार पर स्ट्रोक बनाना (35 सेकंड), छोड़ना और वापस आना (15 सेकंड), निष्क्रिय (प्रति चक्र 85 सेकंड)75 किलोवाट का पंप पूरे चक्र के दौरान पूर्ण क्षमता पर चल रहा था।

हमने इसे इससे बदल दियादोहरी पंप संरचना: उच्च प्रवाह क्लैम्प चरण के लिए 37 किलोवाट का परिवर्तनीय विस्थापन पंप और निम्न दबाव निर्माण चरण के लिए 15 किलोवाट का स्थिर विस्थापन पंप।इसमें एक लॉजिक वाल्व व्यवस्था है जो दबाव की मांग के आधार पर पंपों को बारी-बारी से चालू करती है। पीक क्लैम्प फ्लो के लिए एक संचायक जोड़ा गया है, जिससे हमें क्लैम्प पंप को और कम करने में मदद मिली।

परिणाम:हाइड्रोलिक ऊर्जा की खपत औसतन 71 किलोवाट से घटकर 38 किलोवाट हो गई।वार्षिक बिजली बचत: €0.24/kWh की दर से €26,400। हीट एक्सचेंजर फैन की शक्ति 4.2kW ​​से घटकर 1.8kW हो गई। कुल नवीनीकरण लागत: €31,000।भुगतान अवधि: 14 महीनेप्लांट मैनेजर ने मुझे बताया कि इस एक ही सुधार कार्य की बदौलत उनके प्लांट की प्रति पार्ट कार्बन तीव्रता उनके सबसे बड़े एयरोस्पेस ग्राहक की आपूर्तिकर्ता आवश्यकताओं द्वारा निर्धारित सीमा से नीचे आ गई।

केस 3 — उत्तरी जर्मन ऑटोमोटिव टियर 2, ट्रांसफर लाइन

इंजन ब्लॉक की मशीनिंग के लिए 12 स्टेशनों वाली एक ट्रांसफर लाइन, जो दो शिफ्टों में प्रतिदिन 19 घंटे चलती है।हाइड्रोलिक प्रणालीतीन साल पहले इसका पुनर्निर्माण किया गया था, जिसमें ट्रांसफर लाइन की चरम मांग (तेज़ सूचकांक के दौरान सभी स्टेशन एक साथ सक्रिय) के लिए उपयुक्त आकार के निश्चित विस्थापन वाले पंप लगाए गए थे। समस्या यह थी कि सभी स्टेशनकभी नहींएक साथ सक्रिय। सूचकांक चक्र का अर्थ था कि किसी भी समय केवल 6-8 स्टेशन ही सक्रिय रूप से डेटा फीड कर रहे थे।

हमने मूल तीन-पंप व्यवस्था (3 × 18 किलोवाट निश्चित विस्थापन) को एक नई व्यवस्था से बदल दिया।प्रत्येक स्टेशन पर अलग-अलग लोड-सेंसिंग वाल्व के साथ एक 30 किलोवाट वेरिएबल डिस्प्लेसमेंट पंप का उपयोग करने वाली लोड-सेंसिंग प्रणालीलोड-सेंसिंग आर्किटेक्चर का मतलब है कि पंप किसी भी समय सबसे अधिक मांग वाले स्टेशन द्वारा आवश्यक दबाव और प्रवाह ही उत्पन्न करता है - और जैसे-जैसे सूचकांक स्टेशनों से गुजरता है, यह लगातार समायोजित होता रहता है।

परिणाम:हाइड्रोलिक ऊर्जा की खपत में 41% की कमी आई।वार्षिक बचत: बिजली में €31,000 की बचत। लोड-सेंसिंग सिस्टम ने स्टेशन 4 और 7 पर व्याप्त अत्यधिक गर्मी की समस्या को भी समाप्त कर दिया, जो डिज़ाइन तापमान से 8-10°C अधिक तापमान पर चल रहे थे और वाल्व गाइड बोर मशीनिंग में रुक-रुक कर गुणवत्ता संबंधी खामियों का कारण बन रहे थे।

अधिकांश पुनर्निर्माणकर्ता इसे क्यों निर्दिष्ट नहीं करेंगे — और आपको क्यों करना चाहिए

मैं ऊर्जा-कुशलता के असली कारण को संबोधित करना चाहता हूँ।हाइड्रोलिक सर्वो प्रणालीयूरोप भर में मशीन टूल पुनर्निर्माण के लिए s डिफ़ॉल्ट विनिर्देश नहीं हैं:इसका स्पेसिफिकेशन तैयार करना कठिन है, इसमें शुरुआत में अधिक इंजीनियरिंग समय लगता है, और बचत मशीन ऑपरेटर को मिलती है, न कि रीबिल्डर को।.

एक निश्चित विस्थापन पंप प्रणाली का स्पेसिफिकेशन तैयार करना आसान है। आप OEM डेटा शीट देखते हैं, मूल पंप से थोड़ा बड़ा पंप चुनते हैं, कैटलॉग से आनुपातिक वाल्व जोड़ते हैं, और वायरिंग कर देते हैं। यह काम करता है। मशीन चलने लगती है। मरम्मत करने वाला कंपनी काम का बिल बनाती है, अपना मार्जिन कमाती है और आगे बढ़ जाती है।

लोड सेंसिंग, स्टैंडबाय प्रेशर मैनेजमेंट और उचित सेंसिंग से युक्त एक ऊर्जा-कुशल वेरिएबल डिस्प्लेसमेंट सिस्टम के लिए निम्नलिखित की आवश्यकता होती है: वास्तविक ड्यूटी साइकिल माप या विस्तृत सिमुलेशन, पंप-परफॉर्मेंस-मैप विश्लेषण, कंट्रोल आर्किटेक्चर डिजाइन और पीएलसी/हाइड्रोलिक एकीकरण के लिए कमीशनिंग समय।इसमें इंजीनियरिंग का समय लगता है जो पुनर्निर्माणकर्ता की लागत को बढ़ाता है और इसे आसानी से एक अलग मद के रूप में बिल में शामिल नहीं किया जा सकता है।.

जो पुनर्निर्माणकर्ता इसे बखूबी करते हैं, उन्होंने ऊर्जा बचत के कुछ हिस्से को अपनी कीमत में शामिल करने का तरीका खोज लिया है — या तो प्रदर्शन अनुबंध (ऊर्जा कटौती, बचत का एक हिस्सा बिल में शामिल करना) के माध्यम से, या फिर प्रीमियम सेवा मूल्य निर्धारण के माध्यम से जो उनके द्वारा प्रदान किए गए इंजीनियरिंग मूल्य को दर्शाता है। जो पुनर्निर्माणकर्ता इसे नहीं समझ पाते, वे अंततः निश्चित विस्थापन प्रणालियों के मुकाबले कीमत के मामले में पिछड़ जाते हैं, काम खो देते हैं, और फिर अगले दशक तक ग्राहक को उच्च ऊर्जा लागतों से जूझते हुए देखते रहते हैं।

मशीन टूल के मालिक या प्लांट मैनेजर के लिए जो इसे पढ़ रहे हैं:जब आपको हाइड्रोलिक सिस्टम के पुनर्निर्माण का कोटेशन मिले, तो प्रस्तावित सिस्टम के ऊर्जा प्रदर्शन विनिर्देश के बारे में विशेष रूप से पूछें।अनुमानित औसत बिजली खपत क्या होगी, यह पूछें। साइजिंग गणना में ड्यूटी साइकिल की क्या धारणा है, यह पूछें। स्टैंडबाय बिजली खपत क्या होगी, यह पूछें। यदि पुनर्निर्माणकर्ता इन सवालों का सटीक जवाब नहीं दे पाता है, तो उन्होंने ऊर्जा-कुशल सिस्टम के लिए इंजीनियरिंग नहीं की है - और आपको दक्षता संबंधी किसी भी दावे पर संदेह करना चाहिए।

प्रमाणन स्तर: हाइड्रोलिक घटकों के लिए CCS/DNV/ABS/BV/LR क्यों महत्वपूर्ण हैं

यूरोपीय मशीन टूल पुनर्निर्माण विनिर्देशों में, विशेष रूप से विनियमित उद्योगों में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के लिए, एक व्यावहारिक बिंदु जो अक्सर सामने आता है:हाइड्रोलिक घटकों का प्रमाणीकरण केवल समुद्री बाजार के लिए ही महत्वपूर्ण नहीं है, बल्कि इससे कहीं अधिक महत्वपूर्ण है।.

जब किसी हाइड्रोलिक कंपोनेंट पर CCS (चाइना क्लासिफिकेशन सोसाइटी), DNV, ABS, BV, या लॉयड्स रजिस्टर का सर्टिफिकेशन होता है, तो इसका मतलब है कि किसी तृतीय-पक्ष सत्यापन निकाय ने स्थापित मानकों के अनुसार कंपोनेंट के डिज़ाइन, निर्माण प्रक्रिया और गुणवत्ता आश्वासन प्रणाली की समीक्षा की है। ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस या मेडिकल डिवाइस निर्माण में मशीन टूल के पुनर्निर्माण के लिए, यह तृतीय-पक्ष सत्यापन इस बात का प्रमाण प्रदान करता है कि आपकी मशीन में लगे कंपोनेंट ट्रेस करने योग्य गुणवत्ता मानकों को पूरा करते हैं।

व्यवहार में, यह निम्नलिखित के लिए मायने रखता है:एयरोस्पेस और चिकित्सा आपूर्ति श्रृंखलाओं में पता लगाने की क्षमता संबंधी आवश्यकताएं (AS9100, ISO 13485)जहां आपको प्रत्येक घटक की उत्पत्ति का दस्तावेजीकरण करना होगा;देयता सुरक्षाजहां प्रमाणित घटकों में निर्माता की जवाबदेही की एक अतिरिक्त परत होती है; औरबीमा आवश्यकताएँजहां कुछ संयंत्र बीमाकर्ता तृतीय-पक्ष प्रमाणित घटकों वाले उपकरणों पर कम प्रीमियम लागू करते हैं।

विक्स हाइड्रोलिक की वेन पंप और सर्वो सिस्टम उत्पाद श्रृंखला को पूर्ण CCS/DNV/ABS/BV/LR प्रमाणन प्राप्त है, यही कारण है कि यह पूरे यूरोप में विनियमित उद्योग मशीन पुनर्निर्माण के विनिर्देशों में शामिल है। यदि आप किसी एयरोस्पेस या चिकित्सा आपूर्ति श्रृंखला ग्राहक के लिए उपकरण का पुनर्निर्माण कर रहे हैं, तो सिस्टम बनाने से पहले अपने हाइड्रोलिक घटक आपूर्तिकर्ता से उनके प्रमाणन दस्तावेज़ प्राप्त करें।

इसका आपके अगले पुनर्निर्माण पर क्या प्रभाव पड़ेगा?

एक के बीच का अंतरहाइड्रोलिक प्रणालीजो काम करता है और एकहाइड्रोलिक प्रणालीकुशलतापूर्वक काम करने वाले पंपों की संख्या बहुत अधिक होती है—और यह पूरी तरह से इंजीनियरिंग विनिर्देशों की गुणवत्ता पर निर्भर करता है। परिवर्तनीय विस्थापन पंप की प्रारंभिक लागत अधिक होती है। पीएलसी-आधारित नियंत्रण जटिलता को बढ़ाता है। ड्यूटी साइकिल विश्लेषण में समय लगता है। यह सब वास्तविक लागत और वास्तविक प्रयास है।

लेकिन जब आप उचित विशिष्टताओं वाले किसी उत्पाद पर गणना करते हैं, तोहाइड्रोलिक सर्वो प्रणालीमशीन टूल के पुनर्निर्माण के लिए, आर्थिक दृष्टिकोण से यह काफी आकर्षक है। 2024-2025 के जर्मन औद्योगिक विद्युत परिवेश में,ऊर्जा-कुशल हाइड्रोलिक विनिर्देशों में €15,000 का निवेश आमतौर पर केवल बिजली की बचत के माध्यम से 9-18 महीनों में ही वसूल हो जाता है।और फिर मशीन के परिचालन जीवन के शेष 7-10 वर्षों तक पैसे बचाना जारी रखता है।

8-12 सीएनसी मशीनिंग सेंटर चलाने वाले संयंत्र के लिए, पूरे बेड़े में उचित हाइड्रोलिक विनिर्देशों से होने वाली कुल ऊर्जा बचत प्रति वर्ष €80,000-150,000 तक पहुंच सकती है। यह रखरखाव लागत नहीं है। यह प्रतिस्पर्धात्मकता में किया गया निवेश है जो कार्बन उत्सर्जन को कम करने में भी सहायक है।

यदि आप मशीन टूल के पुनर्निर्माण की योजना बना रहे हैं और इस प्रक्रिया को पूरा करना चाहते हैं तो...हाइड्रोलिक सर्वो प्रणालीऐसी टीम के साथ विनिर्देश तैयार करें जिसके पास वास्तविक कार्य चक्रों का मॉडल बनाने और वास्तविक ऊर्जा बचत की गणना करने के लिए इंजीनियरिंग की पर्याप्त विशेषज्ञता हो।विक्स हाइड्रोलिक की तकनीकी टीम यूरोपीय मशीन टूल रीबिल्डरों के साथ सीधे काम करती है। on हाइड्रोलिक सर्वो प्रणालीसंपूर्ण अनुप्रयोग इंजीनियरिंग सहायता के साथ थोक खरीद। मैंने देखा है कि तकनीकी साझेदारी उन विनिर्देश त्रुटियों को रोकती है जिनकी वजह से मशीन वर्कशॉप को उपकरण के पूरे जीवनकाल में ऊर्जा की बर्बादी के रूप में हजारों यूरो का नुकसान होता है।

लेखक के बारे में
डेमी जी एक हाइड्रोलिक समाधान विशेषज्ञ हैं।विक्स हाइड्रोलिकविक्स एक राष्ट्रीय उच्च-तकनीकी उद्यम है जिसकी स्थापना 2007 में हुई थी और यह वेन पंप, सर्वो सिस्टम और ऊर्जा-बचत वाले हाइड्रोलिक समाधानों में विशेषज्ञता रखता है। विक्स 6 विश्व-अग्रणी उत्पादन लाइनों का संचालन करता है जो प्रति वर्ष 80,000 से अधिक वेन पंपों का उत्पादन करती हैं और दुनिया भर में समुद्री, सैन्य और औद्योगिक स्वचालन क्षेत्रों को सेवाएं प्रदान करती हैं। यह CCS/DNV/ABS/BV/LR प्रमाणित घटकों में विशेषज्ञ है। फेसबुक पर हमसे जुड़ें: demi.ge.611।