Igavene arutelu tööstusautomaatika valdkonnas paneb insenere kogu maailmas jätkuvalt muretsema: kas oma järgmise projekti jaoks peaksite valima hüdraulilised või pneumaatilised süsteemid? Mõlemad tehnoloogiad kasutavad miljoneid masinaid kogu maailmas, kuid vale tehnoloogia valimine võib teie ettevõttele maksma minna tuhandeid kulutusi tõhususe vähenemise ja hoolduse tõttu.
Pneumaatilised süsteemid pakuvad enamiku tööstuslike rakenduste puhul tavaliselt paremat kulutasuvust, lihtsamat hooldust ja ohutumat käitamist, samas kui hüdraulilised süsteemid on suurepärased suure jõu ja täpsust nõudvate ülesannete puhul, kus võimsustihedus1 on kriitiline.
Just eelmisel kuul rääkisin Davidiga, ühe Michigani autotehase tootmisjuhiga, kes võitles täpselt sellise otsuse üle. Tema meeskonnal oli vaja uuendada oma koosteliini ajamid, kuid valik hüdrauliliste ja pneumaatiliste süsteemide vahel tundus üle jõu käiv, arvestades erinevate tarnijate vastuolulisi nõuandeid.
Sisukord
- Millised on peamised erinevused hüdrauliliste ja pneumaatiliste süsteemide vahel?
- Milline süsteem pakub paremat kulutasuvust tööstuslike rakenduste puhul?
- Kuidas võrrelda ohutus- ja hooldusnõudeid?
- Millal peaksite valima hüdraulilised süsteemid pneumaatiliste süsteemide asemel?
Millised on peamised erinevused hüdrauliliste ja pneumaatiliste süsteemide vahel?
Põhiliste erinevuste mõistmine võib teid säästa kulukate vigade eest.
Hüdraulikasüsteemid kasutavad jõu ülekandmiseks rõhu all olevat vedelikku (tavaliselt õli), samas kui pneumaatilised süsteemid kasutavad suruõhku, mis annab selgeid eeliseid jõu väljundis, kiiruses ja tööomadustes.
Võimsus ja jõu võimekus
Kõige olulisem erinevus seisneb jõuülekande tõhususes. Hüdraulikasüsteemid võivad tekitada kuni 25 korda suuremaid jõude kui võrreldavad pneumaatilised süsteemid tänu vedeliku kokkusurutavus2. See muudab hüdraulika ideaalseks raskete rakenduste, näiteks ehitusseadmete ja suurte presside jaoks.
Pneumaatilised süsteemid on küll vähem võimsad, kuid pakuvad paremat kiirust ja reageerimisvõimet. Meie Bepto vardata silindrid võivad saavutada kuni 10 korda kiirema tsükli kiiruse kui hüdraulilised analoogid, mistõttu sobivad need ideaalselt kiirete pakkimis- ja koostetööde jaoks.
Tööomaduste võrdlus
| Aspekt | Hüdraulikasüsteemid | Pneumaatilised süsteemid |
|---|---|---|
| Jõu väljund | Väga kõrge (kuni 5000 PSI) | Mõõdukas (80-120 PSI tüüpiline) |
| Kiirus | Mõõdukas | Väga kõrge |
| Täpsus | Suurepärane | Hea |
| Reageerimisaeg | Aeglasem | Hetkeline |
| Võimsuse ja kaalu suhe3 | Suurepärane | Hea |
Milline süsteem pakub paremat kulutasuvust tööstuslike rakenduste puhul?
Lubage mul jagada mõningaid reaalseid numbreid, mis võivad teid üllatada pikaajaliste tegevuskulude kohta.
Pneumaatiliste süsteemide kogukulu on tavaliselt 40-60% madalam kui hüdrauliliste süsteemide puhul, kui võtta arvesse paigaldamist, hooldust, energiatarbimist ja asenduskulusid 10 aasta jooksul.
Esialgse investeeringu analüüs
Kuigi hüdraulilised komponendid maksavad sageli algselt rohkem, ilmneb tegelik kuluerinevus toetavas infrastruktuuris. Pneumaatilised süsteemid vajavad lihtsaid õhukompressoreid ja lihtsat filtreerimist, samas kui hüdrosüsteemid vajavad kalleid pumpasid, mahuteid, soojusvaheteid ja keerukaid filtreerimissüsteeme.
Tegevuskulude jaotus
Energiatõhusus räägib huvitavat lugu. Kuigi hüdraulikasüsteemid on töö ajal energiatõhusamad (85-90% vs. 20-25% pneumaatika puhul), ei ole pneumaatiliste süsteemide puhul vaja pumba pidevat tööd, mis vähendab üldist energiatarbimist vahelduva kasutusega rakendustes.
Mäletate Davidit Michiganist? Pärast üleminekut meie Bepto pneumaatilistele vardata silindritele vähendas tema tehas hoolduskulusid 65% võrra ja kaotas vajaduse spetsiaalsete hüdraulikatehnikute järele, säästes ainuüksi tööjõukuludelt üle $50,000 aastas!
Kuidas võrrelda ohutus- ja hooldusnõudeid?
Ohutusega seotud kaalutlused võivad teie süsteemi valiku teha või katkestada, eriti tänapäeva regulatiivses keskkonnas.
Pneumaatilised süsteemid on oma olemuselt ohutumad, ei ole tuleohtlikud, nende lekete mõju keskkonnale on minimaalne ja nende hooldusprotseduurid on lihtsamad, mis vähendavad tööõnnetusi ja õigusnormide täitmisega seotud kulusid.
Pneumaatiliste süsteemide ohutusega seotud eelised
Suruõhu lekked on nähtavad, kuuldavad ja keskkonnale ohutud, samas kui hüdraulilise vedeliku lekked tekitavad libisemisohtu ja keskkonna saastumise ohtu. OSHA statistika4 näitavad, et hüdraulikasüsteemi õnnetusi juhtub 3 korda sagedamini kui pneumaatilisi õnnetusi.
Hoolduse keerukus
Pneumaatilised süsteemid vajavad põhilist ennetavat hooldust: filtrite vahetamine, niiskuse eemaldamine ja aeg-ajalt tihendite vahetamine. Hüdraulikasüsteemid nõuavad vedeliku analüüsi, temperatuuri jälgimist, saastumise kontrollimist ja kasutatud õli spetsiaalset kõrvaldamist.
Millal peaksite valima hüdraulilised süsteemid pneumaatiliste süsteemide asemel?
Vaatamata pneumaatika eelistele, on teatud rakendustes tingimata vaja hüdraulilist jõudu.
Valige hüdraulikasüsteemid, kui vajate üle 10 000 naela ulatuvat jõudu, täpset positsioneerimist raskete koormuste all või pidevat suure võimsusega tööd, kus energiatõhusus kaalub üles muud tegurid.
Ideaalsed hüdraulilised rakendused
- Rasked ehitusseadmed
- Suured survevalu masinad
- Õhusõidukite juhtimissüsteemid
- Kõrgtonnaažiga pressid
- Laevade juhtimissüsteemid
Pneumaatilise süsteemi magusad kohad
Meie Bepto kogemus näitab, et pneumaatilised süsteemid paistavad silma järgmistes valdkondades:
- Pakendamine ja toiduainete töötlemine
- Koondamisliini automatiseerimine
- Materjalide käitlemine
- Puhaste ruumide rakendused
- Kiireid pick-and-place operatsioone
Järeldus
Valik hüdrauliliste ja pneumaatiliste süsteemide vahel sõltub lõppkokkuvõttes teie konkreetsetest rakendusnõuetest, kuid enamiku tööstusautomaatika vajaduste puhul pakuvad pneumaatilised süsteemid tänu madalamatele kuludele, lihtsamale hooldusele ja ohutumale kasutamisele paremat väärtust.
Korduma kippuvad küsimused hüdrauliliste ja pneumaatiliste süsteemide kohta
K: Kas pneumaatilised süsteemid võivad asendada hüdraulilisi süsteeme suure jõu rakendustes?
Kaasaegsed pneumaatilised süsteemid koos võimendajatega võivad saavutada jõudu kuni 50 000 naela, mis muudab need paljudes traditsiooniliselt hüdraulilistes rakendustes elujõuliseks alternatiiviks hüdraulikale, kuigi suurema õhutarbimise juures.
K: Milline süsteem on keskkonnasõbralikum?
Pneumaatilised süsteemid on oluliselt keskkonnasõbralikumad, kuna suruõhk on puhas, taastuv ja lekked ei põhjusta keskkonnakahju, erinevalt hüdraulilise vedeliku lekkimisest, mis nõuab kulukat puhastamist ja kõrvaldamist.
K: Kuidas on kahe süsteemi hooldusintervallid võrreldavad?
Pneumaatilised süsteemid vajavad tavaliselt hooldust iga 2-3 kuu tagant (filtri vahetus), samas kui hüdraulilised süsteemid vajavad igakuist vedeliku kontrolli, kvartaalset filtri vahetust ja iga-aastast vedeliku vahetust, mistõttu pneumaatilised süsteemid 60-70% on vähem hooldust nõudvad.
K: Milline on tüüpiline erinevus hüdrauliliste ja pneumaatiliste komponentide elueas?
Kvaliteetsed pneumaatilised komponendid, nagu meie Bepto vardata silindrid, kestavad nõuetekohase hoolduse korral 8-12 aastat, samas kui hüdraulikakomponendid kestavad keskmiselt 6-10 aastat, kuna vedeliku saastumine ja suurem töörõhk põhjustavad suuremat kulumist.
K: Kas on olemas hübriidlahendused, mis kombineerivad mõlemat tehnoloogiat?
Jah, on olemas elektrohüdraulilised ja pneumaatilis-hüdraulilised hübriidsüsteemid, mis pakuvad pneumaatika kiirust koos hüdraulilise jõu korrutamisega, kuigi need muudavad süsteemi üldise konstruktsiooni keerulisemaks ja kallimaks.
-
Õppige tundma võimsustihedust ja seda, miks see on kriitiline tulemusnäitaja vedelikutehnikas. ↩
-
Uurige vedelike kokkusurutavuse põhimõtet ja seda, kuidas see võimaldab suure jõu hüdraulilisi rakendusi. ↩
-
Saate aru, kuidas arvutatakse võimsuse ja kaalu suhet ning miks see on süsteemi projekteerimise ja jõudluse võtmetegur. ↩
-
Vaadake läbi tööohutuse ja töötervishoiu ameti (OSHA) ohutusaruanded ja andmed vedelikutehnika süsteemide kohta. ↩
