Nell'attuale contesto industriale, le apparecchiature di produzione sono costantemente spinte al limite, con l'obiettivo di operare ininterrottamente per garantire la continuità delle attività.
I proprietari di attrezzature sono sempre più consapevoli del costo totale di proprietà, il che ha portato a una spinta verso macchine che richiedono poca manutenzione e sono caratterizzate da elevata affidabilità, elevata precisione, tempi di ciclo brevi e basso consumo energetico.
In uno studio condotto in collaborazione con Schoen + Sandt Machinery, un produttore leader di presse idrauliche in Germania, l'impatto sull'efficienza energetica di un fluido idraulico con un elevato indice di viscosità (VI) ha portato a un risparmio fino al 10 percento nel consumo di kilowattora (kWh).
Questi specialisti di macchine idrauliche non si limitano a progettare e produrre frese idrauliche e sistemi di controllo di alta qualità, ma fanno anche il possibile per contribuire a realizzare risparmi continui attraverso un minor consumo energetico, una maggiore produttività grazie a una maggiore precisione della macchina e un'affidabilità della macchina con una durata utile prolungata.
La viscosità ha un impatto importante sull'efficienza e sul consumo energetico
Nel mercato odierno delle macchine da taglio idrauliche, l'efficienza energetica è diventata quasi importante quanto l'innovazione tecnica. Il fluido idraulico trasmette potenza, rendendolo uno dei componenti chiave di un sistema idraulico. L'uso di un fluido idraulico monogrado comporta uno scarso trasferimento di calore, perdite di trasmissione di potenza, ridotta reattività ai controlli e stress ossidativo nel sistema idraulico.
Quando il fluido idraulico è freddo, è denso e la sua viscosità è elevata. Questa maggiore viscosità crea alti livelli di attrito. Tuttavia, il fluido idraulico caldo diventa sottile e la sua ridotta viscosità può causare perdite di flusso e danni da usura. In entrambi i casi, le prestazioni ne risentono. Questo tipo di fluido idraulico in cui la viscosità varia notevolmente a seconda della temperatura è chiamato fluido monogrado.
Le alte temperature sono nemiche della viscosità stabile. Con l'aumentare della temperatura, il fluido si assottiglia, creando in alcuni casi un contatto metallo-metallo. Questo fluido a bassa viscosità causerà una maggiore usura, con conseguenti costose riparazioni e tempi di fermo macchina.
I fluidi idraulici appositamente formulati per mantenere un livello ottimale di viscosità su ampi intervalli di temperatura sono definiti multigrade. I fluidi multigrade proteggono le macchine bilanciando l'efficienza idromeccanica e volumetrica nell'attrezzatura.
Lascialo scorrere
Senza un bilanciamento, i sistemi idraulici possono affrontare il dilemma delle perdite idromeccaniche con un fluido ad alta viscosità e delle perdite di potenza volumetrica con un fluido a viscosità troppo bassa. Da un lato, l'efficienza meccanica del sistema idraulico trarrebbe vantaggio da un fluido molto sottile e facilmente scorrevole.
Tuttavia, un fluido troppo fluido offre una scarsa efficienza volumetrica, poiché le perdite interne consumano gran parte dell'energia della pompa e il fluido fornisce una scarsa lubrificazione.
D'altro canto, un fluido denso è buono per l'efficienza volumetrica, poiché la perdita dovuta alla perdita interna della pompa è minima. Tuttavia, questo fluido denso sarebbe difficile da far scorrere e provocherebbe perdite per attrito idrodinamico e per agitazione nel sistema. La scelta ideale del fluido è un compromesso.
Missione e macchinari
Il test dei fluidi è stato condotto su una pressa idraulica 6005BA con una forza di taglio di 1.250 kilonewton (kN). Tali cesoie idrauliche con travi retrattili sono punzonatrici multiuso per lotti di piccole e medie dimensioni per la lavorazione di materiali in fogli e rotoli.
Per la prova, i parametri misurati per determinare l'influenza della viscosità sulle prestazioni della macchina sono stati la potenza in kW, la pressione della pompa in bar, la temperatura dell'olio e quella ambiente.
In questo studio di caso, il produttore di apparecchiature originali (OEM) ha confrontato due fluidi idraulici multigrado con un olio di riferimento monogrado. L'olio di riferimento era un fluido tipico, con un grado di viscosità comune di ISO 46 e una viscosità che non era formulata per resistere alle variazioni di temperatura di esercizio.
Il primo olio di prova, fluido A, era uguale al fluido di riferimento, tranne per il fatto che era stato formulato per stabilizzare la viscosità in un intervallo di temperatura. Il secondo olio di prova, fluido B, aveva un grado di viscosità ISO di 32 ed era un fluido idraulico più sottile, anch'esso in grado di stabilizzare la viscosità in un intervallo di temperatura.
Formula per il successo
Il fluido multigrado A non ha mostrato alcun vantaggio significativo rispetto al fluido di riferimento monogrado convenzionale. Ciò può essere spiegato dall'influenza della perdita meccanica sull'efficienza complessiva del sistema idraulico, che è molto più elevata del guadagno di efficienza del volume.
La scelta del fluido contribuisce a migliorare l'affidabilità e la produttività, riducendo al contempo i tempi di fermo delle apparecchiature e i costi totali di proprietà. Pertanto, la viscosità del fluido ha un impatto importante sull'efficienza del sistema.
Il fluido multigrado B ha mostrato guadagni di efficienza fino al 10 percento rispetto al fluido di riferimento monogrado convenzionale. Quando un sistema idraulico è esposto a calore e pressione, un fluido con viscosità ottimizzata come il fluido B trasporta più energia della pompa grazie alla maggiore viscosità e a minori perdite di trafilamento. A temperature normali, scorre meglio e crea meno resistenza alla pompa.
Attenzione all'affidabilità e all'efficienza delle risorse
Come dimostrato in laboratorio e corroborato dai test sulle apparecchiature degli OEM e sul campo dagli utenti finali, le prestazioni e i risparmi possono essere previsti con sicurezza utilizzando un fluido idraulico ISO 32 formulato per resistere e stabilizzare la viscosità in un'ampia gamma di temperature.
Sono stati costantemente misurati guadagni di efficienza del 4-11 percento rispetto ai fluidi di riferimento monogrado, insieme ad altri vantaggi quali temperatura dell'olio più bassa, protezione delle apparecchiature e intervalli di cambio carica più lunghi.
Non mancano i vantaggi. Ora esiste l'opportunità di aumentare l'affidabilità, prolungare la durata di servizio delle apparecchiature, ridurre il costo totale di proprietà, estendere gli intervalli di cambio dell'olio e diventare un trendsetter nell'efficienza energetica.
