Amžina diskusija pramonės automatizavimo srityje ir toliau glumina inžinierius visame pasaulyje: ar kitam projektui rinktis hidraulines, ar pneumatinės sistemas? Abios technologijos maitina milijonus mašinų visame pasaulyje, tačiau pasirinkus netinkamą technologiją, jūsų įmonė gali patirti tūkstančių eurų nuostolių dėl efektyvumo sumažėjimo ir techninės priežiūros problemų.
Pneumatinės sistemos paprastai yra ekonomiškesnės, lengviau prižiūrimos ir saugiau eksploatuojamos daugumoje pramonės sričių, o hidraulinės sistemos puikiai tinka didelės jėgos ir tikslumo reikalaujančioms užduotims, kai labai svarbus galios tankis.
Praėjusį mėnesį kalbėjausi su Mičigano automobilių gamyklos gamybos vadovu Deividu, kuriam teko priimti būtent tokį sprendimą. Jo komandai reikėjo atnaujinti surinkimo linijos pavaras, tačiau pasirinkimas tarp hidraulinių ir pneumatinių sistemų atrodė pribloškiantis, atsižvelgiant į prieštaringus įvairių tiekėjų patarimus.
Turinys
- Kokie yra pagrindiniai hidraulinių ir pneumatinių sistemų skirtumai?
- Kuri sistema užtikrina geresnį sąnaudų efektyvumą pramoninėms programoms?
- Kaip palyginti saugos ir techninės priežiūros reikalavimus?
- Kada reikėtų rinktis hidraulines, o ne pneumatines sistemas?
Kokie yra pagrindiniai hidraulinių ir pneumatinių sistemų skirtumai?
Suprasdami esminius skirtumus, galite išvengti brangiai kainuojančių klaidų.
Hidraulinėse sistemose energijai perduoti naudojamas suslėgtas skystis (paprastai alyva), o pneumatinėse - suslėgtas oras.1, ir taip sukuriami ryškūs jėgos našumo, greičio ir eksploatacinių charakteristikų pranašumai.
Galia ir jėgos pajėgumai
Didžiausias skirtumas - galios perdavimo efektyvumas. Dėl skysčio nesuspaudžiamumo hidraulinės sistemos gali sukurti iki 25 kartų didesnę jėgą nei panašios pneumatinės sistemos.2. Dėl to hidraulika idealiai tinka sunkiems darbams, pvz., statybų įrangai ir dideliems presams.
Pneumatinės sistemos, nors ir ne tokios galingos, pasižymi didesniu greičiu ir reakcija. Mūsų "Bepto" bepakopiai cilindrai gali pasiekti iki 10 kartų didesnį ciklo greitį nei hidrauliniai atitikmenys, todėl puikiai tinka greitoms pakavimo ir surinkimo operacijoms.
Eksploatacinių charakteristikų palyginimas
| Aspektas | Hidraulinės sistemos | Pneumatinės sistemos |
|---|---|---|
| Jėgos išvestis | Labai didelis (iki 5000 PSI) | Vidutinio sunkumo (paprastai 80-120 PSI) |
| Greitis | Vidutinio sunkumo | Labai aukštas |
| Tikslumas | Puikus | Geras |
| Reakcijos laikas | Lėtesnis | Momentinis |
| Galios ir svorio santykis | Puikus | Geras |
Kuri sistema užtikrina geresnį sąnaudų efektyvumą pramoninėms programoms?
Leiskite pasidalyti keliais realiais skaičiais, kurie gali jus nustebinti, kalbant apie ilgalaikes veiklos sąnaudas.
Pneumatinės sistemos, palyginti su hidraulinėmis sistemomis, paprastai pasižymi 40-60% mažesnėmis bendrosiomis nuosavybės sąnaudomis, atsižvelgiant į įrengimo, techninės priežiūros, energijos suvartojimo ir pakeitimo išlaidas per 10 metų laikotarpį.
Pradinė investicijų analizė
Nors hidrauliniai komponentai iš pradžių dažnai kainuoja brangiau, tikrasis sąnaudų skirtumas atsiranda dėl pagalbinės infrastruktūros. Pneumatinėms sistemoms reikia paprastų oro kompresorių ir pagrindinio filtravimo, o hidraulinėms - brangių siurblių, rezervuarų, šilumokaičių ir sudėtingų filtravimo sistemų.
Veiklos sąnaudų suskirstymas
Energijos vartojimo efektyvumas pasakoja įdomią istoriją. Nors hidraulinės sistemos yra efektyvesnės energijos naudojimo metu (85-90%, palyginti su 20-25% pneumatinėse sistemose), pneumatinės sistemos nereikalauja nuolatinio siurblio veikimo, todėl sumažėja bendras energijos suvartojimas pertraukiamo naudojimo srityse.
Prisimenate Davidą iš Mičigano? Po to, kai jis perėjo prie mūsų pneumatinės be strypo cilindrų „Bepto“, jo gamykla sumažino techninės priežiūros išlaidas 65% ir nebereikėjo samdyti specializuotų hidraulikos technikos specialistų, todėl vien darbo sąnaudų sutaupyta daugiau nei $50 000 per metus!
Kaip palyginti saugos ir techninės priežiūros reikalavimus?
Saugos sumetimai gali lemti arba nulemti sistemos pasirinkimą, ypač šiuolaikinėje reguliavimo aplinkoje.
Pneumatinės sistemos iš esmės yra saugesnės, nes jose nėra gaisro pavojaus, nuotėkio poveikis aplinkai yra minimalus, o paprastesnės techninės priežiūros procedūros sumažina nelaimingų atsitikimų darbe skaičių ir teisės aktų laikymosi išlaidas.
Pneumatinių sistemų saugos privalumai
Suslėgto oro nuotėkis yra matomas, girdimas ir nekenksmingas aplinkai, o dėl hidraulinio skysčio nuotėkio kyla slydimo pavojus ir aplinkos užteršimo rizika.3. OSHA statistika rodo, kad nelaimingi atsitikimai hidraulinėse sistemose įvyksta 3 kartus dažniau nei pneumatinėse.
Priežiūros sudėtingumas
Pneumatinėms sistemoms reikalinga pagrindinė profilaktinė priežiūra: filtrų keitimas, drėgmės šalinimas ir retkarčiais sandariklių keitimas. Hidraulinėse sistemose reikia atlikti skysčių analizę, stebėti temperatūrą, kontroliuoti užterštumą ir taikyti specialias panaudotos alyvos šalinimo procedūras.4
Kada reikėtų rinktis hidraulines, o ne pneumatines sistemas?
Nepaisant pneumatikos privalumų, tam tikrose srityse būtinai reikia hidraulinės galios.
Hidraulines sistemas rinkitės, kai reikia didesnės nei 10 000 svarų jėgos, tikslaus padėties nustatymo veikiant didelėms apkrovoms arba nuolatinio didelės galios darbo, kai energijos vartojimo efektyvumas yra svarbesnis už kitus veiksnius.
Idealios hidraulinės programos
- Sunkioji statybinė įranga
- Didelės liejimo mašinos
- Orlaivių valdymo sistemos
- Didelio tonažo presai
- Jūrų laivų vairavimo sistemos
Pneumatinės sistemos privalumai
"Bepto" patirtis rodo, kad pneumatinės sistemos pasižymi:
- Pakavimas ir maisto perdirbimas
- Surinkimo linijos automatizavimas
- Medžiagų tvarkymas
- Švarių patalpų naudojimas
- Didelio greičio komplektavimo ir vietos nustatymo operacijos
Išvada
Pasirinkimas tarp hidraulinių ir pneumatinės sistemų galiausiai priklauso nuo jūsų konkrečių taikymo reikalavimų, tačiau daugeliui pramonės automatizavimo poreikių pneumatinės sistemos siūlo didesnę vertę dėl mažesnių sąnaudų, lengvesnės priežiūros ir saugesnio veikimo.
DUK apie hidraulines ir pneumatines sistemas
K: Ar pneumatinės sistemos gali pakeisti hidraulines sistemas, kai naudojama didelė jėga?
Šiuolaikinės pneumatinės sistemos su stiprintuvais gali pasiekti iki 50 000 svarų jėgą, todėl jos gali tapti perspektyvia alternatyva hidraulikos sistemoms daugelyje tradicinių hidraulinių programų, nors ir sunaudoja daugiau oro.
K: Kuri sistema yra ekologiškesnė?
Pneumatinės sistemos yra daug ekologiškesnės, nes suslėgtas oras yra švarus, atsinaujinantis, o jo nuotėkis nedaro žalos aplinkai, priešingai nei hidraulinio skysčio nuotėkis, kurį reikia brangiai išvalyti ir pašalinti.
K: Kaip skiriasi abiejų sistemų techninės priežiūros intervalai?
Pneumatinių sistemų techninę priežiūrą paprastai reikia atlikti kas 2-3 mėnesius (keisti filtrus), o hidraulinių sistemų skysčio patikrą reikia atlikti kas mėnesį, filtrus keisti kas ketvirtį, o skystį - kasmet, todėl pneumatinių sistemų 60-70% techninei priežiūrai reikia mažiau.
K: Kuo paprastai skiriasi hidraulinių ir pneumatinių komponentų tarnavimo laikas?
Kokybiški pneumatiniai komponentai, pavyzdžiui, mūsų "Bepto" belazdiniai cilindrai, tinkamai prižiūrimi tarnauja 8-12 metų, o hidrauliniai komponentai vidutiniškai tarnauja 6-10 metų dėl skysčio užterštumo ir didesnio darbinio slėgio, kuris sukelia didesnį nusidėvėjimą.
K: Ar yra hibridinių sprendimų, kuriuose derinamos abi technologijos?
Taip, egzistuoja elektrohidraulinės ir pneumatinės-hidraulinės hibridinės sistemos, kurios užtikrina pneumatikos greitį ir hidraulinės jėgos padauginimą, tačiau dėl to bendra sistemos konstrukcija tampa sudėtingesnė ir brangesnė.
-
“Kas yra skysčių galia?”,
https://nfpahub.com/about-fluid-power/what-is-fluid-power/. Nacionalinė skysčių energetikos asociacija aiškina, kad hidraulikoje energijai perduoti naudojami skysčiai, o pneumatikoje - dujos. Evidence role: general_support; Source type: industry. Palaiko: Hidraulinėse sistemose galiai perduoti naudojamas suslėgtas skystis (paprastai alyva), o pneumatinėse - suslėgtas oras. ↩ -
“Minkštųjų robotų hidraulinių ir pneumatinių pavarų apžvalga”,
https://www.mdpi.com/2076-3417/13/16/9202. Apžvalgoje aptariamas pneumatinis suspaudžiamumas, hidraulinis nesuspaudžiamumas ir dėl to atsirandantys jėgos ir valdymo galimybių skirtumai tarp šių dviejų pavaros metodų. Įrodymų vaidmuo: mechanizmas; Šaltinio tipas: mokslinis tyrimas. Palaiko: Dėl skysčio nesuspaudžiamumo hidraulinės sistemos gali sukurti iki 25 kartų didesnes jėgas nei panašios pneumatinės sistemos. Apimties pastaba: šaltinis patvirtina inžinerinį mechanizmą ir bendrą jėgos pranašumą; tikslus 25 kartų palyginimas priklauso nuo sudedamųjų dalių dydžio ir darbinio slėgio. ↩ -
“Hidrauliniai presai”,
https://www.osha.gov/hydraulic-presses. OSHA nurodo hidraulinių presų keliamus pavojus ir saugos aspektus, susijusius su hidraulinės įrangos eksploatavimu ir apsauga. Evidence role: general_support; Source type: government. Palaiko: dėl hidraulinio skysčio nuotėkio kyla slydimo pavojus ir aplinkos užteršimo rizika. Apimties pastaba: OSHA puslapis palaiko hidraulinės sistemos pavojų kontekstą, tačiau nepriklausomai nepatvirtina straipsnyje pateikto lyginamojo nelaimingų atsitikimų dažnumo teiginio. ↩ -
“ISO 4413:2010. Hidraulinių skysčių galia. Bendrosios taisyklės ir saugos reikalavimai sistemoms ir jų sudedamosioms dalims”,
https://www.iso.org/standard/54472.html. ISO standarto puslapyje apibrėžiami saugos reikalavimai mašinų hidraulinių skysčių maitinimo sistemoms ir komponentams. Evidence role: general_support; Source type: standard. Palaiko: Hidraulinės sistemos reikalauja skysčio analizės, temperatūros stebėsenos, užterštumo kontrolės ir specialių panaudotos alyvos šalinimo procedūrų. ↩
