TM 03/2010 - TechMagazín

Téma: technikaVLIV ČISTOTY OLEJE NA SPOTŘEBU ELEKTRICKÉENERGIE HYDROSTATICKÉHO MECHANIZMUČistota oleje se stává jednoznačně nejdůležitějšímfaktorem pro bezproblémovýchod hydrostatického mechanizmu. Dosaženímnejvyšší možné hranice čistoty olejea celého systému je důležité nejen pro životnostmechanizmu, ale i pro energetickoubilanci v současných provozních podmínkách.Hydrostatické systémy využívají k přenosu energietlakovou energii kapaliny, v našem případě hydraulickéhooleje. V reálném prostředí dochází připřenosu tlakové energie k její přeměně. Tlakováenergie se přemění na energii: Mechanickou – na výstupu z hydrogenerátoru Tepelnou – na hydraulických odporech protipohybu (škrtící ventil, rozvaděč, tlakový ventil,ve vedení apod.) Kinetickou – na hydraulických odporech protizrychlení (hmota pístnice, hmota zátěže, hmotakapaliny ve vedení apod.) Deformační – na odporu proti deformaci (v akumulátoru,v pružné hadici, vlastní olej apod.)Hydrostatické systémy moderních strojů a zvláštěvstřikovacích lisů jsou konstruovány jako energetickyúsporné. Většina tlakové energie se přeměnív mechanickou práci a pouze část v energiitepelnou. Pomineme-li fakt možnýchkonstrukčních a projekčních nedostatků hydrostatickýchmechanizmů, lze úspor elektrickéenergie docílit hlavně snížením koeficientu třenína styčných plochách mechanizmu a sníženímodporu proti proudění oleje ve vedení a škrtícíchmístech. Místem, kde dochází k největšímu přenosuenergie a kde lze očekávat nejvýraznějšíúspory, je hydrogenerátor.Hydrogenerátor je vlastně vysokotlaké hydrostatickéčerpadlo. Při použití v hydrostatickém mechanizmunení určující přečerpávání objemu oleje, alevytváření (generování) tlaku oleje. Požadavky kladenéna hydrogenerátory, které souvisí s úsporouenergie, lze shrnout: Hydrogenerátor má mít co nejmenší mezerymezi pevnými a pohyblivými částmi Odpor proti pohybu kapaliny v hydrogenerátorumá být co nejmenšíDatumměřeníTyp strojea hydrogenerátoruJmenovitá hodnotaelektrického proudu (A)Před ELC Odpor proti pohybu rotujících a pohyblivýchčástí hydrogenerátoru má být co nejmenší Olej, který slouží jako tlakové médium, je ve většiněpřípadů využíván pro mazání styčných plochhydrogenerátoru a má mít co nejvyšší čistotuZákladní a současně nejpoužívanější typy hydrogenerátorůjsou: Zubové hydrogenerátory Lamelové hydrogenerátory Pístové hydrogenerátoryZ uvedených požadavků lze předjímat určitousouvislost mezi koeficientem tření ve styčnýchplochách a spotřebou dodané energie. Hydrogenerátorvždy pracuje v reálných podmínkáchstlačitelné a vazké kapaliny, s vůlemi mezi činnýmprvkem (rotorem) a tělesem (statorem), s odporyv ložiskách a ucpávkách a také s možnými výrobnímitolerancemi i vadami. Reálnost podmínek seprojeví nejen na docílených skutečných výkonovýchparametrech hydrogenerátoru, ale takéna hodnotě skutečného příkonu pohonnéhoelektromotoru.Většina teoretických statí se vlivem čistoty olejea hydraulického systému na spotřebu elektrickéenergie nezabývá. Firma Kleentek provedla ve spoluprácise svými zákazníky měření průběhu elektrickéhoproudu při práci různých hydrostatickýchagregátů. Provedená měření v reálných provozníchpodmínkách ukazují, jak může čistota oleje ovlivňovatspotřebu elektrické energie a jaké ekonomicképřínosy lze očekávat.Měření probíhala vždy podle stejného schématu.Na vybraném stroji byl nejprve změřen průběhelektrického proudu a odebrán vzorek hydraulickéhooleje pro vyhodnocení znečištění oleje.Následně proběhlo za provozu stroje elektrostatickéčištění oleje přístrojem Kleentek ELC-R50SP.Doba čištění se odvíjí od celkového objemu oleje,viskozity oleje, provozní teploty a dalších parametrů.Po skončení čištění oleje byl opět změřenprůběh elektrického proudu. Měření byla prováděnavždy při identickém nastavení parametrůstroje, tedy například na vstřikovacích lisech připrodukci stejných dílů. Jednalo se o lisy pětirůzných evropských značek.Ke snímání elektrického proudu byl používánměřicí transformátor PK 460 a grafický záznambyl proveden pomocí univerzálního zapisovacíhopřístroje VAREX 10 na papírový pásek. Hodnotyproudu byly snímány na přívodním vodiči elektrickéhomotoru hydrogenerátoru.Docílené výsledky měření a předběžné vyčísleníúspor jsou uvedeny v tabulkách.Úspora proudu se nejvíce projevila na modernějšíchtypech pístových hydrogenerátorů. Naměřenéhodnoty jsou velmi výrazně ovlivněnystářím stroje a oleje a stupněm zatěžování hydrogenerátoru.U strojů bez péče o olej a takéu strojů zatěžovaných na horní hranici výkonuhydrogenerátoru (např. dlouhá doba dotlaku přivstřikování plastů) byl po vyčištění naměřenpodstatně výraznější pokles elektrického proudu.Pokud se měření spotřeby provádělo na strojích,Po ELCÚspora el.proudu(%)Úspora elektrickéhovýkonu za24 hodin (kW)01.11.04 Vstřik. stroj / zubový 10 9,4 6 5,1611.11.04 Vstřik. stroj / pístový 21 19,45 7,3 13,2528.11.04 Vstřik. stroj / pístový 87,5 80,5 9,2 60,2408.11.04 Vstřik. stroj / pístový 36 32 11 33,606.12.04 Vstřik. stroj / pístový 77,5 67,5 15,5 86,413.01.05 Vstřik. stroj / pístový 42 40 5 16,801.02.05 Vstřik. stroj / pístový 44 36 18 68,802.02.05 Vstřik. stroj / pístový 31 25 19 51,6DatumměřeníTyp stroje a hydrogenerátoruÚspora elektrickéhovýkonu za 24 hodin (kW)Průměrná úspora nastroj za rok (Kč)01.11.04 Vstřik. stroj / zubový 5,16 3.065,-11.11.04 Vstřik. stroj / pístový 13,25 7.870,-28.11.04 Vstřik. stroj / pístový 60,24 35.782,-08.11.04 Vstřik. stroj / pístový 33,6 19.958,-06.12.04 Vstřik. stroj / pístový 86,4 51.321,-13.01.05 Vstřik. stroj / pístový 16,8 9.979,-01.02.05 Vstřik. stroj / pístový 68,8 40.867,-02.02.05 Vstřik. stroj / pístový 51,6 30.650,-kde bylo již dříve aplikováno elektrostatickéhočištění oleje, naměřená úspora proudu byla výrazněnižší, což lze přičíst celkově vyšší čistotěoleje. Výsledky měření ukazují na výraznější vlivčistoty oleje a systému stroje, než uvádí odbornáliteratura o hydrostatických mechanizmech. Životnosta účinnost hydrogenerátoru není ovlivňovánapouze čistotou oleje, ale velmi důležitáje také celková konstrukce hydrostatického mechanizmua již zmíněné zatížení. V každém případěje čistota oleje jediným faktorem, kterýmůže uživatel hydrogenerátoru výrazně ovlivňovat,a to péčí o olej. Ing. Milan Soukup, Kleentekwww.kleentek.cz3/201025