युरोपियन मशीन टूल रिबिल्डर्सची ऊर्जा-बचतीच्या उद्दिष्टांसाठी सर्वो सिस्टीम जुळवणी

स्टटगार्टमध्ये बुधवारी सकाळी ७:४० वाजता फोन आला. फोनवर एका मध्यम आकाराच्या जर्मन मशिनिंग शॉपचे देखभाल संचालक होते — आपण त्यांना क्लाउस म्हणूया — ज्यांच्यासमोर एक अशी समस्या होती, जी युरोपीय उत्पादन क्षेत्रात चिंताजनकपणे सामान्य होत चालली होती:त्याचे पाच वर्षे जुने सीएनसी मशीनिंग सेंटर मूळ स्पेसिफिकेशन शीटमध्ये नमूद केलेल्या ऊर्जेपेक्षा ४०% जास्त ऊर्जा वापरत होते आणि त्याच्या प्लांटचे कार्बन ऑडिट सहा आठवड्यांत होणार होते.

“आम्ही दोन वर्षांपूर्वी हायड्रॉलिक्सची पुनर्बांधणी केली,” क्लॉसने मला सांगितले. “प्रणाली व्यवस्थित चालते. पण ऊर्जेच्या वापरामुळे आमची मोठी हानी होत आहे. युटिलिटी बिले दरमहा १८,००० युरोंनी जास्त येत आहेत.”

त्या संभाषणातून एका अशा कामाची सुरुवात झाली, ज्यामुळे मला खऱ्या दरीबद्दल अधिक शिकायला मिळालं.हायड्रॉलिक प्रणालीकोणत्याही पाठ्यपुस्तकाने मला तयार केले नव्हते त्यापेक्षा अधिक तपशील आणि ऊर्जा कार्यक्षमता यात आहे. माझी इच्छा आहे की प्रत्येक युरोपियन मशीन टूल पुनर्बांधणी करणाऱ्याने एकाही हायड्रॉलिक घटकाला हात लावण्यापूर्वी हा लेख समजून घ्यावा.

हायड्रॉलिक सिस्टम स्पेक्समधील ऊर्जेचा खोटेपणा

याबद्दलचे कटू सत्य हे आहेहायड्रॉलिक प्रणालीऊर्जा वापर:मूळ उपकरण निर्मात्यांच्या डेटा शीटवरील वीज वापराचे आकडे आदर्श प्रयोगशाळेतील परिस्थितीत मोजले जातात, जी परिस्थिती वास्तविक मशीन टूलच्या कार्यादरम्यान जवळजवळ कधीच साध्य होत नाही.आणि जेव्हा एखाद्या मशीनची पुनर्बांधणी केली जाते — मग ते मशीनिंग सेंटर असो, प्रेस असो, फॉर्मिंग मशीन असो किंवा ट्रान्सफर लाइन असो —हायड्रॉलिक प्रणालीपरत आत टाकल्या जाणाऱ्या भागाची रचना मूळ भागाप्रमाणेच ऊर्जा शिस्तीने केली जात नाही.

याचा परिणाम म्हणजे युरोपभर अशी यंत्रे निर्माण झाली आहेत, जी त्यांच्या नावापुढील माहितीपेक्षा कितीतरी जास्त ऊर्जा नकळतपणे वापरत आहेत. युरोपियन युनियनचा ऊर्जा कार्यक्षमता निर्देश आणि औद्योगिक विजेचा वाढता खर्च (जो जर्मनीमध्ये २०२० मधील €०.१९/kWh वरून २०२४ मध्ये सरासरी €०.२८/kWh पर्यंत पोहोचला) यामुळे, ज्या कंपन्यांनी त्यांच्या पुनर्बांधणीसाठी आवश्यक तपशील योग्यरित्या निश्चित केले नव्हते, त्यांच्यासाठी हे एक आर्थिक संकट बनले आहे.

यंत्रं चालत नाहीत ही समस्या नाही. ती व्यवस्थित चालतात.समस्या ही आहे कीहायड्रॉलिक सर्वो सिस्टमप्रत्यक्ष कार्यभाराच्या तुलनेत जास्त क्षमतेचा आहे, सक्रिय कामादरम्यान दाबाची गरज असताना स्थिर दाबावर चालतो आणि सरासरी मागणीऐवजी उच्च मागणीसाठी निवडलेला पंप आहे.१२ तासांच्या उत्पादन शिफ्टमध्ये, तुमचे मशीनिंग सेंटर ४ तास ॲक्टिव्ह फीडमध्ये आणि ८ तास आयडल किंवा टूल-चेंज मोडमध्ये असू शकते. खराब स्पेसिफिकेशन्स असलेलेहायड्रॉलिक प्रणालीसंपूर्ण १२ तास ऊर्जा वापरते. योग्यरित्या जुळवलेली प्रणाली फक्त गरजेच्या ४ तासांमध्येच ऊर्जा वापरते.

बहुतेक मशीन टूल रिबिल्डर हायड्रॉलिक्स गरजेपेक्षा मोठे का असतात?

मी डझनभर मशीन टूल दुरुस्त करणाऱ्यांना विचारले आहे की ते हायड्रॉलिक्सची रचना तशा प्रकारे का करतात. त्यांची उत्तरे आश्चर्यकारकपणे एकसारखी आहेत:“आम्ही नेहमीच याची रचना अशा प्रकारे केली आहे.” “मूळ प्रणालीमध्ये ३० किलोवॅटचा पंप होता, म्हणून आम्ही ३० किलोवॅटचाच पंप बसवला.” “मशीनला फीड चालवण्यासाठी २०० बारची आवश्यकता असते, म्हणून आम्ही अतिरिक्त क्षमता (हेडरूम) ठेवण्यासाठी २५० बारची रचना केली आहे.”

हे सर्व तर्कसंगत अभियांत्रिकी सहजप्रवृत्ती आहेत — पण नेमक्या याच सहजप्रवृत्ती उत्पादन करतात.हायड्रॉलिक प्रणालीज्यामुळे प्रचंड प्रमाणात ऊर्जेचा अपव्यय होतो.

ओव्हरसायझिंगचे नेमके परिणाम मी तुम्हाला समजावून सांगतो.हायड्रॉलिक सर्वो सिस्टमयंत्रसामग्रीच्या पुनर्बांधणीसाठी खरेदी:

स्थिर-दाब सापळा.माझ्या पाहण्यात येणारी सर्वात सामान्य चूक म्हणजे, सिस्टम रिलीफ प्रेशरवर सतत चालणाऱ्या फिक्स्ड-डिस्प्लेसमेंट पंपाची निवड करणे, ज्यामध्ये ॲक्ट्युएटरचा वेग नियंत्रित करण्यासाठी प्रवाह नियंत्रित करणारा प्रोपोर्शनल व्हॉल्व्ह असतो. ही पद्धत सोपी, विश्वासार्ह, पण अत्यंत अकार्यक्षम आहे. थ्रॉटलिंग व्हॉल्व्ह हायड्रॉलिक शक्तीचे उष्णतेत रूपांतर करतो — साधारणपणेमशीन टूलच्या सामान्य कार्यचक्रात, थ्रॉटलिंग सिस्टीममध्ये दिलेल्या ऊर्जेपैकी १५-२५% ऊर्जा उष्णतेच्या स्वरूपात वाया जाते.त्यानंतर उष्णता एका उष्णता विनिमयकाद्वारे काढून टाकावी लागते, ज्यामुळे अतिरिक्त ऊर्जेचा वापर होतो. त्याच कामासाठी भार-संवेदन प्रणालीला लागणाऱ्या ऊर्जेपेक्षा एकूण ऊर्जेचा वापर ३०-३५% पर्यंत जास्त असू शकतो.

पीक-पॉवर पंप निवडीतील त्रुटी.मशीन टूलच्या पुनर्बांधणीसाठी हायड्रॉलिक पंपाची निवड करताना, बहुतेक पुनर्बांधणी करणारे कमाल सिस्टीम दाबावर आवश्यक असलेल्या कमाल तात्कालिक प्रवाहाच्या आधारावर पंपाची निवड करतात. एका स्वतंत्र हायड्रॉलिक पॉवर युनिटसाठी हे योग्य आहे. परंतु मशीन टूलच्या वापरामध्ये, कमाल प्रवाह आणि कमाल दाब जवळजवळ कधीही एकाच वेळी येत नाहीत. ०.८ सेकंद चालणाऱ्या क्लॅम्प ऑपरेशन दरम्यान कमाल दाबाची आवश्यकता असते. ३ सेकंद चालणाऱ्या जलद ट्रॅव्हर्स दरम्यान कमाल प्रवाहाची आवश्यकता असते. उर्वरित चक्रात मध्यम दाब आणि मध्यम प्रवाह असतो. कमाल मागणीसाठी निवडलेला पंप त्याच्या कार्यक्षमतेच्या नकाशातील सर्वात कमी कार्यक्षम भागात, म्हणजेच ७०% ड्युटी सायकलसाठी, त्याच्या निर्धारित क्षमतेच्या कदाचित ३५-४५% क्षमतेवर चालतो.

संचयकाचा गैरवापर.उच्च मागणीचे व्यवस्थापन करण्यासाठी ॲक्युम्युलेटर ही शक्तिशाली साधने आहेत — परंतु मशिन टूलच्या पुनर्बांधणीमध्ये त्यांचा अनेकदा चुकीचा वापरही केला जातो. मी असे ॲक्युम्युलेटर पाहिले आहेत, जे अशा कार्यांसाठी प्रवाह पुरवण्याकरिता बनवलेले असतात, जी कार्ये सतत चालणाऱ्या एका लहान पंपाद्वारे सहजपणे पार पाडली जाऊ शकतात, ज्यामुळे ॲक्युम्युलेटरचा खर्च पूर्णपणे वाचतो. यामागील गणित सोपे आहे: €८०० किमतीच्या आणि नियमित तपासणी व बदलीची आवश्यकता असलेल्या ॲक्युम्युलेटरने, भांडवली खर्चाचे समर्थन करण्यासाठी, २४ महिन्यांच्या आत ऊर्जेच्या बचतीतून आपली किंमत वसूल केली पाहिजे. जेव्हा तो केवळ प्रवाहातील एक लहान अनियमितता दूर करत असतो, जी एका सु-रचित प्रणालीमध्ये मुळात नसतेच, तेव्हा तो निव्वळ खर्चच ठरतो.

अभियांत्रिकी विश्लेषण: हायड्रॉलिक सर्वो सिस्टीम प्रत्यक्षात कशी जुळवावी

चला आता अभियांत्रिकीकडे वळूया. जर तुम्ही एखादे मशीनिंग सेंटर किंवा तत्सम सीएनसी मशीन टूल पुनर्निर्मित करत असाल आणि तुम्हाला त्याचे तपशील निश्चित करायचे असतील तर...हायड्रॉलिक सर्वो सिस्टमवास्तविक ऊर्जा-बचतीची उद्दिष्ट्ये पूर्ण करण्यासाठी, मी माझ्या ग्राहकांसोबत वापरत असलेली कार्यप्रणाली खालीलप्रमाणे आहे:

पायरी १: नेमप्लेटवरील तपशिलानुसार नव्हे, तर प्रत्यक्ष ड्युटी सायकलचे स्वरूप निश्चित करा.

प्रत्येक मशीन टूल पुनर्बांधणी करणाऱ्याने येथूनच सुरुवात केली पाहिजे, पण जवळजवळ कोणीही तसे करत नाही. मूळ OEM डेटा शीट तुम्हाला सांगते की मशीनमध्ये काय आहे.कॅनकरा. ते तुमच्या ग्राहकाच्या कामकाजात प्रत्यक्षात काय करते हे ते तुम्हाला सांगत नाही.

एका सामान्य सीएनसी मशीनिंग सेंटरसाठी, मी एका संपूर्ण उत्पादन शिफ्टकरिता हायड्रॉलिक सर्किटमध्ये प्रेशर ट्रान्सड्यूसर आणि फ्लो मीटर बसवतो — शक्यतो दोन शिफ्टसाठी, कारण दुसऱ्या शिफ्टची चक्र वैशिष्ट्ये अनेकदा पहिल्यापेक्षा वेगळी असतात. मला जे जाणून घ्यायचे आहे ते हे आहे:मशीनिंग चक्राच्या प्रत्येक टप्प्यात प्रत्यक्षात किती दाब आवश्यक असतो? प्रत्यक्षात किती प्रवाह आवश्यक असतो? प्रत्येक टप्पा किती कालावधीचा असतो? प्रति तास किती चक्रे होतात?

डेटा जवळजवळ नेहमीच साधारणपणे असा दिसतो (बव्हेरियामधील एका ५-ॲक्सिस मशीनिंग सेंटरसाठी मी नोंदवलेल्या एका प्रत्यक्ष केसवर आधारित):

जलद प्रवास:१८० बार, ४५ लिटर/मिनिट, ८ सेकंद प्रति चक्र, ४० चक्रे प्रति तास
कार्यरत फीड:१२० बार, १८ लिटर/मिनिट, ४५ सेकंद प्रति चक्र, ४० चक्रे प्रति तास
साधन बदलणे:८० बार, ८ लिटर/मिनिट, ६ सेकंद प्रति चक्र, ८ चक्रे प्रति तास
निष्क्रिय/दरवाजा उघडा:२० बार, २ लिटर/मिनिट, चक्राचा उर्वरित भाग

जेव्हा तुम्ही या कार्यचक्रामधील भारित सरासरी ऊर्जा वापराची गणना करता, तेव्हा तुमच्या लक्षात येते कीयंत्राला त्याच्या कामासाठी प्रत्यक्षात सुमारे ११.३ किलोवॅट हायड्रॉलिक शक्तीची आवश्यकता असते — परंतु स्थिर-विस्थापन पंप प्रणाली सतत २४ किलोवॅट शक्ती वापरत आहे.फरक उष्णतेच्या स्वरूपात वाया जात आहे.

पायरी २: प्रत्यक्ष कार्यचक्रासाठी पंपाचा प्रकार निवडा

एकदा तुम्ही ड्युटी सायकलचे स्वरूप निश्चित केले की, पंपाची निवड ही केवळ एक अंदाज न राहता, एक तर्कसंगत अभियांत्रिकी निर्णय बनते.

ज्या मशीन टूल ॲप्लिकेशन्समध्ये प्रवाह आणि दाबाची मागणी अत्यंत बदलणारी असते — म्हणजेच बहुतांश सीएनसी मशीनिंग, प्रेसिंग आणि फॉर्मिंगमध्ये —दाब भरपाईसह व्हेरिएबल डिस्प्लेसमेंट पिस्टन पंप हा योग्य डीफॉल्ट पर्याय आहे.या प्रकारचा पंप मागणीनुसार स्वतःचे विस्थापन समायोजित करतो आणि केवळ सध्याच्या प्रवाह/दाब बिंदूसाठी आवश्यक असलेली ऊर्जा वापरतो. मी वर वर्णन केलेल्या कार्यचक्रात, एक दर्जेदार व्हेरिएबल डिस्प्लेसमेंट पिस्टन पंप (स्वस्त प्रोपोर्शनल पंप नव्हे, तर एक खरे प्रेशर-कॉम्पेन्सेटेड युनिट) सरासरी वीज वापर २४kW वरून अंदाजे १३-१४kW पर्यंत कमी करेल. जर्मनीमध्ये €०.२८/kWh दराने, वर्षाला ६,००० तास चालणाऱ्या मशीनसाठी ही अंदाजे €१९,५०० ची बचत आहे.

फिक्स्ड डिस्प्लेसमेंट गिअर पंपाच्या तुलनेत दर्जेदार व्हेरिएबल डिस्प्लेसमेंट पिस्टन पंपासाठी साधारणपणे €2,800-4,500 चा प्रीमियम लागतो. परताव्याचा कालावधी चार महिन्यांपेक्षा कमी आहे.

ज्या अनुप्रयोगांमध्ये अत्यंत स्थिर दाब आणि प्रवाहाची आवश्यकता असते — जसे की काही प्रेस अनुप्रयोग, काही क्लॅम्पिंग सर्किट्स — तिथे योग्य आकारमानाची गणना केलेला फिक्स्ड डिस्प्लेसमेंट पंप देखील योग्य ठरू शकतो. महत्त्वाचे म्हणजे, आकारमानाचा निर्णय पूर्वीच्या सवयीवर नव्हे, तर प्रत्यक्ष ड्युटी सायकलच्या माहितीवर आधारित असावा.

पायरी ३: सर्वो व्हॉल्व्ह आणि नियंत्रणे केवळ गतिशीलतेसाठीच नव्हे, तर कार्यक्षमतेसाठीही निर्दिष्ट करा.

मशीन टूल्सवरील हायड्रॉलिक सर्वो सिस्टीम दोन कार्ये करतात: अचूक, प्रतिसादक्षम गती नियंत्रण प्रदान करणे ("सर्वो" भाग) आणि ते कार्यक्षमतेने करणे ("ऊर्जा-बचत" भाग). बहुतेक पुनर्बांधणी करणारे हायड्रॉलिक स्पेसिफिकेशन निवडताना पहिल्या कार्याला अधिक प्राधान्य देतात आणि दुसऱ्या कार्याकडे दुर्लक्ष करतात.

महत्त्वाच्या असलेल्या विशिष्ट निवडी:

सर्वो व्हॉल्व्हची निवड.मशीन टूल फीड ॲक्सिस ॲप्लिकेशन्ससाठी,पोझिशन फीडबॅकसह डायरेक्ट-ॲक्टिंग प्रोपोर्शनल व्हॉल्व्ह(कधीकधी सर्वो-प्रोपोर्शनल व्हॉल्व्ह म्हटले जाते) हे खऱ्या इलेक्ट्रो-हायड्रॉलिक सर्वो व्हॉल्व्हपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी खर्चात पुरेसा डायनॅमिक प्रतिसाद (बहुतेक CNC फीड ॲक्सिसच्या गरजांसाठी साधारणपणे ५०-१००Hz बँडविड्थ) प्रदान करते. ऊर्जा कार्यक्षमतेसाठी अधिक महत्त्वाचे म्हणजे, चांगल्या कमी-फ्रिक्वेन्सी स्थिरतेसह एक सु-रचित प्रोपोर्शनल व्हॉल्व्ह तुम्हाला क्लोज्ड-सर्किट प्रेशर कंट्रोल लागू करण्याची परवानगी देतो, ज्यामुळे थ्रॉटलिंगमुळे होणारे नुकसान कमी होते. खऱ्या सर्वो व्हॉल्व्हमध्ये (जेट पाईप किंवा फ्लॅपर-नोजल स्टेजसह) उत्कृष्ट डायनॅमिक्स असते, परंतु त्यात सामान्यतः अंतर्गत गळती जास्त असते, ज्यामुळे स्टँडबाय स्थितीत कार्यक्षमता कमी होते.

नियंत्रण वास्तुरचना.शुद्ध अॅनालॉग व्हॉल्व्ह नियंत्रणाचे दिवस संपत आहेत. एक आधुनिकहायड्रॉलिक सर्वो सिस्टममशीन टूलच्या पुनर्बांधणीसाठी, व्हॉल्व्ह अॅम्प्लिफायर्सशी CANopen किंवा EtherCAT कम्युनिकेशनसह PLC किंवा CNC-अॅक्सिस कंट्रोलर वापरावा. यामुळे कंट्रोलरला पुढील गोष्टी करण्याची परवानगी मिळते:मशीनिंग चक्रांच्या दरम्यान सिस्टमला कमी-ऊर्जा स्टँडबाय स्थितीत ठेवासिस्टमचा दाब पूर्ण कार्यरत दाबावर ठेवण्याऐवजी, तो ५-८ बारपर्यंत (गुरुत्वाकर्षणाच्या भारांविरुद्ध स्थिती टिकवून ठेवण्याइतकाच) कमी करणे. सरासरी ४५ सेकंदांचे मशीनिंग चक्र आणि ६ सेकंदांत टूल बदलण्याची प्रक्रिया असलेल्या मशीनिंग सेंटरवर, केवळ यामुळे हायड्रॉलिक ऊर्जेच्या वापरात अंदाजे १८% बचत होते.

दाब/प्रवाह संवेदन.जे तुम्ही मोजत नाही, ते तुम्ही व्यवस्थापित करू शकत नाही. प्रत्येकहायड्रॉलिक सर्वो सिस्टममशीन टूलच्या पुनर्बांधणीच्या तपशिलामध्ये ॲक्ट्युएटर पोर्ट्सवर प्रेशर ट्रान्सड्यूसर आणि सप्लाय लाइनमध्ये फ्लो मीटरचा समावेश असतो. सीएनसी किंवा पीएलसी हे सिग्नल्स वाचतात आणि त्यांचा वापर पंप डिस्प्लेसमेंट व व्हॉल्व्ह कमांडला ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी करतात. सेन्सिंगशिवाय, ही प्रणाली अंधारात काम करत असते — ती प्रत्यक्ष मागणीनुसार स्वतःला जुळवून घेऊ शकत नाही.

पायरी ४: उष्णता विनिमयकाचा आकार योग्यरित्या निश्चित करा

हा एक अनपेक्षित मुद्दा आहे:अधिक कार्यक्षमहायड्रॉलिक प्रणालीलहान उष्णता विनिमयकाची आवश्यकता असतेत्यापेक्षा मोठा नाही. जेव्हा तुम्ही थ्रॉटलिंगमधील ऊर्जा हानी कमी करता, तेव्हा कमी उष्णता निर्माण होते. जी प्रणाली उष्णतेच्या स्वरूपात 8kW ऊर्जा वाया घालवत होती, तिला 12kW क्षमतेच्या हीट एक्सचेंजरची आवश्यकता असते. जी प्रणाली उष्णतेच्या स्वरूपात 2kW ऊर्जा वाया घालवते, तिला फक्त 3kW क्षमतेच्या हीट एक्सचेंजरची आवश्यकता असते — ज्याची किंमत कमी असते, पंखा किंवा पंपाची वीज कमी वापरली जाते आणि तो अधिक शांत असतो.

मी सातत्याने पाहतो की पुनर्बांधणी करणारे हीट एक्सचेंजरची निवड मूळ OEM च्या उष्णता भाराच्या अंदाजानुसार करतात, जो मूळ प्रणालीच्या (अयोग्यरित्या ऑप्टिमाइझ केलेल्या) ऊर्जा संतुलनावर आधारित होता. जेव्हा तुम्ही कार्यक्षम प्रणाली बसवून अपग्रेड करता...हायड्रॉलिक सर्वो सिस्टमप्रत्यक्ष उष्णता भाराची पुनर्गणना करा आणि त्यानुसार उष्णता विनिमयकाची वैशिष्ट्ये निश्चित करा. उष्णता विनिमयकाच्या खर्चातील बचत अनेकदा अधिक कार्यक्षम पंप आणि व्हॉल्व्हसाठी लागणाऱ्या अतिरिक्त शुल्काचा एक महत्त्वपूर्ण भाग भरून काढते.

वास्तविक आकडेवारी: ऊर्जा-बचत करणारे हायड्रॉलिक रेट्रोफिट्स प्रत्यक्षात काय देतात

मला सिद्धांताकडून आकड्यांकडे जायचे आहे, कारण आकडेच प्लांट मॅनेजर आणि खरेदी संघांना योग्य गोष्टींवर पैसे खर्च करण्यास प्रवृत्त करतात.हायड्रॉलिक सर्वो सिस्टमविनिर्देश. जर्मनी आणि ऑस्ट्रियामधील मशीन टूलच्या पुनर्बांधणीची तीन नोंदवलेली प्रकरणे येथे दिली आहेत:

प्रकरण १ — बव्हेरियन एरोस्पेस कंपोनंट शॉप, ५-अक्षीय मशीनिंग सेंटर

यंत्र: २०११ सालचे ५-अक्षीय मशीनिंग सेंटर, ज्यामध्ये २२ किलोवॅट क्षमतेचा स्थिर-विस्थापन गिअर पंप असून ते वर्षाला ६,२०० तास चालते. पुनर्बांधणी करणाऱ्याने (स्टटगार्टमधील एक प्रादेशिक विशेषज्ञ) मूळ प्रोपोर्शनल व्हॉल्व्ह बदलून नवीन बसवले होते आणि यंत्राला पुन्हा रंग दिला होता. पण...हायड्रॉलिक प्रणालीस्थिर-विस्थापन पंप 200 बार रिलीफवर सतत चालू राहिला.

आमच्या करारानंतर: स्थिर-विस्थापन पंपाच्या जागी एकरेक्स्रॉथ A10VSO व्हेरिएबल डिस्प्लेसमेंट पिस्टन पंपप्रेशर कॉम्पेन्सेशनसह, स्टँडबाय प्रेशर मॅनेजमेंटसाठी हायड्रॉलिक कंट्रोल मॉड्यूल असलेला सीमेन्स S7 PLC जोडण्यात आला आणि प्रत्येक अक्षावर पोझिशन फीडबॅकसह एक प्रोपोर्शनल डायरेक्शनल व्हॉल्व्ह स्थापित करण्यात आला. सिस्टीमला मेन रेलवर एक प्रेशर ट्रान्सड्यूसर देखील मिळाला.

९० दिवसांच्या निरीक्षण कालावधीनंतर मिळालेले मोजमापाचे परिणाम:जलविद्युत ऊर्जेचा वापर सरासरी २४.१ किलोवॅटवरून सरासरी १२.८ किलोवॅटपर्यंत कमी झाला.€0.27/kWh आणि वर्षाला 6,200 तास या दराने, वीज खर्चात अंदाजे €18,900 ची वार्षिक बचत होते. रेट्रोफिटचा खर्च (पंप, व्हॉल्व्ह, पीएलसी मॉड्यूल, ट्रान्सड्यूसर, इन्स्टॉलेशन): €14,200.सरळ परतफेड: ९ महिनेआणि यामध्ये पूर्वीच्या सिस्टीमच्या नियमितपणे होणाऱ्या अतिउष्णतेमुळेच्या शटडाऊनचा टळलेला खर्च समाविष्ट नाही, ज्यामुळे दर महिन्याला अंदाजे ३-४ तासांचा अनियोजित डाउनटाइम होत होता.

प्रकरण २ — ऑस्ट्रियन प्रेस उत्पादन कारखाना, ६३०-टन हायड्रॉलिक प्रेस

एरोस्पेस घटकांच्या निर्मितीसाठी वापरला जाणारा एक ६३०-टन क्षमतेचा हायड्रॉलिक प्रेस. या प्रेसची यापूर्वी एका वेगळ्या दुरुस्ती करणाऱ्याने एकदा पुनर्बांधणी केली होती, ज्याने मूळ पंपाप्रमाणेच ७५kW क्षमतेचा स्थिर-विस्थापन पंप बसवला होता. प्रेस कार्यरत होता, परंतु त्याचा ऊर्जा वापर प्रचंड होता: केवळ हायड्रॉलिक ऊर्जेवर वर्षाला €४३,००० आणि त्याव्यतिरिक्त हीट एक्सचेंजर फॅनच्या विजेवर वर्षाला €८,००० खर्च येत होता.

विश्लेषणातून असे दिसून आले की प्रेसचे वास्तविक चक्र पुढीलप्रमाणे होते:२५० बारवर उच्च-दाब क्लॅम्प (१२ सेकंद), २०० बारवर फॉर्मिंग स्ट्रोक (३५ सेकंद), सोडणे आणि परत लावणे (१५ सेकंद), निष्क्रिय (प्रत्येक चक्रासाठी ८५ सेकंद)75kW चा पंप संपूर्ण चक्रभर पूर्ण क्षमतेने चालू होता.

आम्ही ते एका ने बदललेदुहेरी-पंप रचना: उच्च-प्रवाह क्लॅम्प टप्प्यासाठी ३७ किलोवॅट क्षमतेचा व्हेरिएबल डिस्प्लेसमेंट पंप आणि कमी-दाबाच्या फॉर्मिंग टप्प्यासाठी १५ किलोवॅट क्षमतेचा फिक्स्ड डिस्प्लेसमेंट पंप.लॉजिक व्हॉल्व्हच्या व्यवस्थेसह, जी दाबाच्या मागणीनुसार पंपांना टप्प्याटप्प्याने चालवते. कमाल क्लॅम्प प्रवाहासाठी एक अतिरिक्त ॲक्युम्युलेटर जोडला, ज्यामुळे आम्हाला क्लॅम्प पंप आणखी कमी करता आला.

निकाल:जलविद्युत ऊर्जेचा वापर सरासरी ७१ किलोवॅटवरून सरासरी ३८ किलोवॅटपर्यंत कमी झाला.वार्षिक वीज बचत: €0.24/kWh दराने €26,400. हीट एक्सचेंजर फॅनची शक्ती 4.2kW ​​वरून 1.8kW पर्यंत कमी झाली. एकूण नूतनीकरण खर्च: €31,000.परताव्याचा कालावधी: १४ महिनेप्लांट मॅनेजरने मला सांगितले की, या एकाच रेट्रोफिटमुळे त्यांच्या प्लांटमधील प्रति भागाची कार्बन तीव्रता, त्यांच्या सर्वात मोठ्या एरोस्पेस ग्राहकाच्या पुरवठादार आवश्यकतांनी ठरवलेल्या मर्यादेपेक्षा कमी झाली.

प्रकरण ३ — उत्तर जर्मन ऑटोमोटिव्ह टियर २, हस्तांतरण वाहिनी

इंजिन ब्लॉक मशीनिंगसाठी असलेली १२-स्टेशनची ट्रान्सफर लाईन, जी दोन शिफ्टमध्ये दिवसाला १९ तास चालते.हायड्रॉलिक प्रणालीतीन वर्षांपूर्वी त्याची पुनर्बांधणी करण्यात आली होती, ज्यामध्ये ट्रान्सफर लाईनच्या सर्वाधिक मागणीसाठी (रॅपिड इंडेक्स दरम्यान सर्व स्टेशन्स एकाच वेळी सक्रिय असताना) योग्य आकाराचे स्थिर-विस्थापन पंप बसवण्यात आले होते. समस्या अशी होती की: सर्व स्टेशन्स...कधीही नाहीएकाच वेळी सक्रिय. इंडेक्स सायकलमुळे कोणत्याही क्षणी फक्त ६-८ स्टेशन्स सक्रिय फीडमध्ये होती.

आम्ही मूळ तीन-पंपांची रचना (3 × 18kW स्थिर विस्थापन) बदलून एक नवीन पंप बसवला.प्रत्येक स्टेशनवर स्वतंत्र लोड-सेन्सिंग व्हॉल्व्हसह एकच ३०kW व्हेरिएबल डिस्प्लेसमेंट पंप वापरणारी लोड-सेन्सिंग प्रणालीलोड-सेन्सिंग आर्किटेक्चरमुळे, पंप कोणत्याही क्षणी केवळ सर्वाधिक मागणी असलेल्या स्टेशनला आवश्यक असलेला दाब आणि प्रवाह निर्माण करतो — आणि इंडेक्स स्टेशन्समधून पुढे सरकत असताना तो सतत स्वतःला समायोजित करतो.

निकाल:जलविद्युत ऊर्जेचा वापर ४१% ने कमी झाला.वार्षिक बचत: विजेमध्ये €31,000. लोड-सेन्सिंग प्रणालीने स्टेशन ४ आणि ७ वरील दीर्घकाळ चालणारी अतिउष्णतेची समस्या देखील दूर केली, जी डिझाइन तापमानापेक्षा ८-१०°C जास्त तापमानावर चालत होती आणि त्यामुळे व्हॉल्व्ह गाइड बोअर मशीनिंगमध्ये अधूनमधून गुणवत्तेत घट होत होती.

बहुतेक पुनर्बांधणी करणारे हे का निवडत नाहीत — आणि तुम्ही ते का निवडावे

मला ऊर्जा-कार्यक्षमतेमागील खऱ्या कारणावर भाष्य करायचे आहे.हायड्रॉलिक सर्वो सिस्टमसंपूर्ण युरोपमध्ये मशीन टूलच्या पुनर्बांधणीसाठी 's' हे डीफॉल्ट स्पेसिफिकेशन नाहीत:याचे तपशील ठरवणे अधिक कठीण आहे, यासाठी सुरुवातीला जास्त अभियांत्रिकी वेळ लागतो आणि होणारी बचत ही पुनर्बांधणी करणाऱ्याला नव्हे, तर मशीन ऑपरेटरला मिळते..

स्थिर-विस्थापन पंप प्रणालीची वैशिष्ट्ये ठरवणे सोपे असते. तुम्ही OEM डेटा शीट पाहता, मूळ पंपापेक्षा किंचित मोठा पंप निवडता, कॅटलॉगमधून प्रमाणशीर व्हॉल्व्ह जोडता आणि त्याची जोडणी करता. ते काम करते. मशीन चालते. पुनर्बांधणी करणारा कामाचे बिल बनवतो, आपला नफा कमावतो आणि निघून जातो.

लोड सेन्सिंग, स्टँडबाय प्रेशर मॅनेजमेंट आणि योग्य सेन्सिंगसह ऊर्जा-कार्यक्षम व्हेरिएबल डिस्प्लेसमेंट सिस्टमसाठी आवश्यक आहे: प्रत्यक्ष ड्युटी सायकल मापन किंवा तपशीलवार सिम्युलेशन, पंप-परफॉर्मन्स-मॅप विश्लेषण, कंट्रोल आर्किटेक्चर डिझाइन आणि पीएलसी/हायड्रॉलिक इंटिग्रेशनसाठी कमिशनिंग वेळ.यासाठी लागणारा अभियांत्रिकी वेळ पुनर्बांधणी करणाऱ्याच्या खर्चात भर घालतो आणि ही बाब स्वतंत्रपणे बिलात दाखवणे सोपे नसते..

जे पुनर्बांधणी करणारे हे काम चांगल्या प्रकारे करतात, त्यांनी ऊर्जा बचतीच्या मूल्याचा काही भाग आपल्या दरांमध्ये कसा समाविष्ट करायचा हे शोधून काढले आहे — एकतर कार्यप्रदर्शन कराराद्वारे (ऊर्जा कपात, बचतीच्या काही भागाचे बिल लावणे), किंवा त्यांनी आणलेल्या अभियांत्रिकी मूल्याला प्रतिबिंबित करणाऱ्या प्रीमियम सेवा दरांद्वारे. ज्या पुनर्बांधणी करणाऱ्यांना हे जमत नाही, ते अखेरीस निश्चित-विस्थापन प्रणालींशी किमतीच्या बाबतीत स्पर्धा करतात, काम गमावतात, आणि मग पुढील दशकभर ग्राहकाला वाढलेल्या ऊर्जा खर्चाशी झगडताना पाहतात.

हे वाचणाऱ्या मशीन टूल मालक किंवा प्लांट मॅनेजर यांच्यासाठी:हायड्रॉलिक पुनर्बांधणीचे दरपत्रक घेताना, प्रस्तावित प्रणालीच्या ऊर्जा कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्यांविषयी विशेषतः विचारा.अंदाजित सरासरी वीज वापर किती असेल हे विचारा. आकार निश्चित करण्याच्या गणनेत ड्युटी सायकलचे गृहीतक काय आहे, हे विचारा. स्टँडबाय पॉवरचा वापर किती असेल, हे विचारा. जर पुनर्बांधणी करणारा या प्रश्नांची उत्तरे विशिष्ट आकड्यांसह देऊ शकत नसेल, तर त्यांनी ऊर्जा-कार्यक्षम प्रणालीची वैशिष्ट्ये निश्चित करण्यासाठी आवश्यक अभियांत्रिकी काम केलेले नाही — आणि तुम्ही कार्यक्षमतेच्या कोणत्याही दाव्यांवर संशय घेतला पाहिजे.

प्रमाणन स्तर: हायड्रॉलिक घटकांसाठी CCS/DNV/ABS/BV/LR का महत्त्वाचे आहे

युरोपियन मशीन टूल पुनर्बांधणी विनिर्देशांमध्ये वारंवार येणारा एक व्यावहारिक मुद्दा, विशेषतः नियामक उद्योगांमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या उपकरणांसाठी:हायड्रॉलिक घटकांचे प्रमाणीकरण केवळ सागरी बाजारपेठेपुरतेच मर्यादित नाही..

जेव्हा एखाद्या हायड्रॉलिक घटकावर CCS (चायना क्लासिफिकेशन सोसायटी), DNV, ABS, BV, किंवा लॉइड्स रजिस्टरचे प्रमाणपत्र असते, तेव्हा याचा अर्थ असा होतो की एका त्रयस्थ पडताळणी संस्थेने त्या घटकाची रचना, उत्पादन प्रक्रिया आणि गुणवत्ता हमी प्रणाली स्थापित मानकांनुसार तपासली आहे. ऑटोमोटिव्ह, एरोस्पेस किंवा वैद्यकीय उपकरण निर्मितीमधील मशीन टूलच्या पुनर्बांधणीसाठी, ही त्रयस्थ पडताळणी हे दस्तऐवजीकरण प्रदान करते की तुमच्या मशीनमधील घटक पडताळणीयोग्य गुणवत्ता मानकांची पूर्तता करतात.

व्यवहारात, हे खालील कारणांसाठी महत्त्वाचे आहे:एरोस्पेस आणि वैद्यकीय पुरवठा साखळ्यांमधील शोधक्षमतेच्या आवश्यकता (AS9100, ISO 13485), जिथे तुम्हाला प्रत्येक घटकाच्या उगमाची नोंद करणे आवश्यक आहे;दायित्व संरक्षण, जिथे प्रमाणित घटकांमध्ये उत्पादकाच्या उत्तरदायित्वाचा एक अतिरिक्त स्तर असतो; आणिविमा आवश्यकताजेथे काही प्लांट विमा कंपन्या तृतीय-पक्ष प्रमाणित घटक असलेल्या उपकरणांसाठी कमी प्रीमियम आकारतात.

विक्स हायड्रॉलिकच्या वेन पंप आणि सर्वो सिस्टीम उत्पादन श्रेणीला संपूर्ण CCS/DNV/ABS/BV/LR प्रमाणीकरण प्राप्त आहे, म्हणूनच युरोपमधील नियामक-उद्योगांमधील मशीन पुनर्बांधणीच्या विनिर्देशांमध्ये त्याचा समावेश आहे. जर तुम्ही एरोस्पेस किंवा वैद्यकीय पुरवठा साखळीतील ग्राहकासाठी उपकरणांची पुनर्बांधणी करत असाल, तर सिस्टीम तयार करण्यापूर्वी तुमच्या हायड्रॉलिक घटक पुरवठादाराकडून त्यांच्या प्रमाणीकरण दस्तऐवजांची मागणी करा.

तुमच्या पुढील पुनर्बांधणीसाठी याचा काय अर्थ आहे

मधील अंतरहायड्रॉलिक प्रणालीते काम करते आणि एकहायड्रॉलिक प्रणालीकार्यक्षमतेने काम करण्याची क्षमता प्रचंड असते — आणि हे पूर्णपणे अभियांत्रिकी तपशीलांच्या गुणवत्तेवर अवलंबून असते. व्हेरिएबल डिस्प्लेसमेंट पंपाची सुरुवातीची किंमत जास्त असते. पीएलसी-आधारित नियंत्रणामुळे गुंतागुंत वाढते. ड्युटी सायकलच्या विश्लेषणाला वेळ लागतो. या सर्वांमध्ये प्रत्यक्ष खर्च आणि प्रत्यक्ष श्रम यांचा समावेश असतो.

पण जेव्हा तुम्ही योग्य स्पेसिफिकेशन्स असलेल्या उपकरणाची आकडेवारी तपासताहायड्रॉलिक सर्वो सिस्टममशीन टूलच्या पुनर्बांधणीसाठी, आर्थिक बाजू आकर्षक आहे. २०२४-२०२५ च्या जर्मन औद्योगिक विद्युत वातावरणात,ऊर्जा-कार्यक्षम हायड्रॉलिक स्पेसिफिकेशनमधील €15,000 ची गुंतवणूक केवळ विजेच्या बचतीतूनच साधारणपणे ९-१८ महिन्यांत वसूल होते.— आणि मग मशीनच्या कार्यकाळातील उर्वरित ७-१० वर्षांसाठी पैसे वाचवत राहतो.

८-१२ सीएनसी मशीनिंग सेंटर्स चालवणाऱ्या प्लांटमध्ये, संपूर्ण फ्लीटमधील योग्य हायड्रॉलिक स्पेसिफिकेशनमुळे होणारी एकत्रित ऊर्जा बचत दरवर्षी €८०,००० ते €१५०,००० पर्यंत पोहोचू शकते. हा देखभालीचा खर्च नाही. ही एक स्पर्धात्मकतेमधील गुंतवणूक आहे, ज्यामुळे कार्बन उत्सर्जन तीव्रता देखील कमी होते.

जर तुम्ही मशीन टूलच्या पुनर्बांधणीची योजना आखत असाल आणि खालील गोष्टींवर काम करू इच्छित असाल तरहायड्रॉलिक सर्वो सिस्टमप्रत्यक्ष कार्यचक्रांचे मॉडेलिंग करण्याची आणि वास्तविक ऊर्जा बचतीची गणना करण्याची अभियांत्रिकी क्षमता असलेल्या टीमसोबत तपशीलवार नियोजन करणे.विक्स हायड्रॉलिकची तांत्रिक टीम युरोपियन मशीन टूल पुनर्बांधणी करणाऱ्यांसोबत थेट काम करते. on हायड्रॉलिक सर्वो सिस्टमसंपूर्ण ॲप्लिकेशन इंजिनिअरिंग सपोर्टसह घाऊक खरेदी. मी पाहिले आहे की, तांत्रिक भागीदारीमुळे स्पेसिफिकेशनमधील त्या चुका टाळता येतात, ज्यांमुळे मशिन शॉप्सना उपकरणांच्या आयुष्यभरात वाया जाणाऱ्या ऊर्जेपोटी हजारो युरोंचा खर्च येतो.

लेखकाबद्दल
डेमी जीई या हायड्रॉलिक सोल्युशन्स तज्ञ आहेत.विक्स हायड्रॉलिक२००७ मध्ये स्थापित, विक्स हा एक राष्ट्रीय उच्च-तंत्रज्ञान उपक्रम आहे, जो वेन पंप, सर्वो सिस्टीम आणि एकात्मिक ऊर्जा-बचत हायड्रॉलिक सोल्यूशन्समध्ये विशेषज्ञ आहे. विक्स ६ जागतिक-अग्रणी उत्पादन लाइन्स चालवते, ज्या दरवर्षी ८०,००० पेक्षा जास्त वेन पंप तयार करतात आणि जगभरातील सागरी, लष्करी आणि औद्योगिक ऑटोमेशन क्षेत्रांना सेवा देतात. CCS/DNV/ABS/BV/LR-प्रमाणित घटकांमध्ये तज्ञ. फेसबुकवर संपर्क साधा: demi.ge.611.