Televizyon, gazete, radyo, dergi ve çevrimiçi medyadan her gün maruz kaldığımız bilgi yağmuru ile günün birkaç saati, enerji tüketimimize dikkat etmenin ne kadar önemli olduğunun hatırlatılmasından özgürleşmeyi içeriyor. Kabul edelim, bırakın altmış yıl öncesini, altı hafta öncesine kıyasla enerjiye daha az bağımlı değiliz. Bir çevreciyseniz, gezegenimizden enerji kaynakları çıkarmanın ne kadar zor olduğunu ve bu süreçlerin bazılarının içerdiği yansımaları anlarsınız. Bir muhasebeciyseniz, enerjinin ne kadar pahalı olduğunu anlıyorsunuz ve hiç de ucuzlamıyor.
Atık yaygındır
Endüstriyel hidrolik, geleneksel olarak bir verimlilik şampiyonu olmamıştır. Herhangi bir uygulama için hidrolik sistem kullanmanın nedenlerini sıralayacak olsanız bunun içerisinde enerji verimliliği olmayacaktır. Endüstriyel hidrolik tarihinin çoğu, gelişmiş hidrolik sistemlerin üstün olduğu tüm alanlarda güç yoğunluğu, güvenilirlik ve yanıt vermede kaydedilen ilerlemeleri yansıtmak için yazılmıştır. Bu faktörlerin her birinin verimliliğe en azından bir miktar zararı vardı ve sadece son on yılda sistematik olarak ele alındılar.
Güç yoğunluğu, mümkün olan en küçük aktüatörle elde edilebilecek kuvvet miktarını tanımlar. Hidrolik’in bu konuda emsali yoktur. Başka hiçbir kuvvet aktarım sistemi, bu kadar küçük cihazlardan bu kadar çok kuvvet üretemez. Hidroliğin yüksek kuvvet yoğunluğunun anahtarı, kuvveti aktarmak için kullanılan sıvının yüksek basıncıdır. Sıvıyı büyük bir aktüatöre doldurmak için küçük bir pompa kullanarak, elde edilebilecek kuvvet seviyesi korkunçtur.
Ancak bu yüksek basınç nedeniyle enerji israfı potansiyeli yüksektir. Yüksek basınç, sıvının daha büyük yoğunlukta atlayacağı ve/veya sızacağı anlamına gelir. Hidroliğin temel bir temeli, yararlı işler oluşturmak için kullanılmayan herhangi bir sıvının bir ısı yan ürünü olarak israf edilmesidir. Bu daha yüksek basınç, daha yüksek bir basınç düşüşüne eşittir ve daha yüksek basınç düşüşü, daha yüksek bir enerji israfı anlamına gelir. Bir hidrolik pompadaki bir pistondan sızan sıvının, basınçtaki artışla orantılı olarak verimlilikte bir düşüş yaratacağını hayal edebilirsiniz; örneğin, 5.000 psi sızıntı, 2.500 psi sızıntıdan daha fazla enerji harcar.
Aynı derecede önemli olan, yüksek basınçta bir basınç valfi üzerinden kaybedilen enerjinin dikkate alınmasıdır. Basınç yüksek olduğunda sızıntı yoluyla daha fazla enerji harcanması gibi, örneğin bir tahliye vanası üzerinden kaybedilen enerji de basınç ayarıyla doğru orantılıdır. Her iki durumda da akış eşitse, bir kez daha 5.000 psi’lik bir rölyef üzerine üfleme, 2.500 psi’nin iki katı enerji israfına neden olacaktır.
Akıllı devre tasarımı anahtardır
Yüksek basınçlı hidrolik sistemlerle ilgili enerji israfını gidermek için akıllı devre tasarımı bir zorunluluktur ve verimli bileşenlerin doğru seçimine dikkat edilmelidir. Gücü kontrol etmek için tahliye valflerine dayanan bir hidrolik devre, sıvı jetleri geri dönüş hattını ısıtmaktan başka bir şey yapmamış olarak tanka geri püskürtülürken sadece ısı israfına neden olur. Ancak bir aktüatör uygun şekilde boyutlandırılmışsa, bir tahliye vanasının üzerinden hiç geçmeden işlemek üzere tasarlandığı yükleri çalıştıracaktır. Ayrıca, tüm hidrolik valfler eşit yaratılmamıştır ve çoğu kalite ve üretim süreçlerinde ne kadar rafine olduklarından dolayı bazılarının iç boşlukları diğerlerinden daha sıkıdır. Şüphe duyduğunuzda, yalnızca en kaliteli bileşenleri kullanın.
Dahili sızıntıyı azaltın
Hidrolik silindirler, motorlar, pompalar ve valfler, etkin ve verimli çalışması için yağlama ve sızdırmazlık gerektirir. Değişken bir pompanın piston pabucu, yağlama olmadan lens plakası boyunca kayıyorsa hızla erir. Yağlama, hidrolik sıvının temel özelliklerinden biridir ve kullanılan tüm çeşitli bileşenlerin çalışmasına izin vermek için gereklidir. Yağlama olmadan, birçok hidrolik bileşenin metalden metale yüzey sürtünmesi, işlevlerini imkansız hale getirir.
Yağlama ile ilgili sorun, kaçak olarak tüketilmesi gerekmesi ve herhangi bir yağlama sağlamamasıdır. Sızıntı sıvısı boşluklardan akar, sınır yağlama ve sızdırmazlık sağlar, ancak her zaman daha düşük basınç alanına doğru hareket eder. Bu nedenle ve daha önce de belirtildiği gibi, verimliliğe önem veriyorsanız, yalnızca yüksek kaliteli bileşenler kullanılmalıdır. Daha sıkı toleransları nedeniyle yağlamayı sürdürmek için daha az sızıntı gerektireceklerdir.
Sızıntı, verimli hidrolik için böyle bir endişe kaynağı olduğundan, üst düzey üreticiler bileşenlerinden kaynaklanan sızıntı oranlarını ele almıştır. Gelişmelerin çoğu metalurji ve rafine işleme süreçlerindedir. Örneğin bir pistonlu pompanın pistonlarında, döner grubunda ve aşınma plakasında kullanılan gelişmiş metaller, daha düşük sürtünme özelliklerine sahip daha sert bir yüzey kalitesi sağlar. Ayrıca, bu bileşenlerin geliştirilmiş işlenmesi, daha tutarlı yağlama ve bunu elde etmek için daha az gerekli sızıntı ile sonuçlanan boşluklar yaratır.
Valf seçiminde dikkatli olun
Valfler için iyileştirilmiş sızdırmazlık, malzeme kalitesi ve işleme süreçlerindeki aynı ilerlemelerin bir sonucudur. Örneğin, spool valflerin, spool ile gövde arasındaki büyük boşluklardan dolayı yüksek sızıntı sergiledikleri geleneksel olarak bilinmektedir. Ancak makara ve gövde arasında daha sıkı ve tutarlı bir boşluk ve ısıtıldığında bükülmeyen veya genişlemeyen iyileştirilmiş malzeme kalitesi sayesinde, sızdırmazlık ve yağlamada çok az sıvı harcarlar.
Servovalves, hidrolik valf performansında uzun süredir altın standart olmuştur ve kendi türlerinin en hızlı yanıt veren tasarımını temsil etmektedir. Pahalı ve kurnaz küçük adamlar, boyutlarına göre hidrolik yağ nehirleri akıtabiliyorlar. Hızlı geçici ve frekans tepkileri ile kolayca alabileceğiniz en duyarlı valflerdir. Ancak, bunu başarmak için kesinlikle saçma basınç düşüşlerine ihtiyaç duyarlar. Başka bir deyişle, sadece bu yüksek performansı elde etmek için, verilen akış hızında 600 ila 4.000 psi arasında herhangi bir yerde sıvı tüketirler. Tam gaz bir Formula 1 arabasına eşdeğerler, ki bu kendi alanlarında açıkça zirvenin kralıdır, ancak belki bir Corvette yeterli olabilir.
Hidrolik valflerin Corvette’i oransal valftir. En basit biçimleriyle, makarayı bir yandan diğer yana çarpmak yerine gövde içinde konumlandırmak için manyetik alanlarını değiştirebilen değişken bobinlere sahip spool valflerdir. Bu, iş portlarına akışı değiştirmesine izin verir. Geçmişteki sorun, o kadar doğru veya duyarlı olmamaları ve basınç ve akış kuvvetlerine duyarlı olmalarıdır.
Endüstri, yerleşik elektronik ve makara konumu geri bildirimini kullanan oransal bir valf olan Corvette “Z06”yı yaratarak yanıt verdi. Valf, bobinin nerede olması gerektiğini algılar, ardından elektronikler ona gerçekte nerede olduğunu söyler ve konumu buna göre ayarlar. Yüksek performanslı “prop” valfler, neredeyse servo valflerin performansına denk gelecek kadar gelişmiştir. Şu anda performans açısından çok yakın olduklarından, bu performansı elde etmek için minimum basınç düşüşü gerektirdiklerinden, makine verimliliğini artırmada servo valflere göre mükemmel bir seçenektirler.
Değişken hız, enerji israfını azaltır
Endüstriyel hidrolik pazarına giren en yeni teknoloji, servo motor kontrollü pompalardır. Geleneksel olarak, bir hidrolik devreye akışı değiştirmek istiyorsanız, en iyi seçenek değişken deplasmanlı pompalar kullanmaktı. Ancak, bu pompalar tam akıştan daha azını pompalarken, optimum verimlilikte değillerdir. Sabit deplasmanlı bir pompa kullanarak, ancak hızını bir servo veya VFD motorla değiştirerek, pompa minimum sızıntı ve enerji israfı ile gerektiği kadar az veya çok akış sağlayabilir.
Bu teknoloji, kapalı döngü kontrollü gelişmiş elektronikler gerektirir, ancak mevcut projeler ve çalışmalar büyük enerji tasarruflarıyla sonuçlanmaktadır. Bekleme modundayken, pompa sadece sızıntıyı ve basıncı korumak için yeterli enerjiyi kullanarak kısmi hızda dönecektir. Halihazırda pahalı bir teknoloji olmasına rağmen, yine de ileri teknoloji uygulamalar için gerekçelendirilecek yeterli yatırım getirisi sağlıyor ve her yeni teknolojide olduğu gibi, pazarı çoğalttıkça daha ekonomik hale gelecek. Bu öngörü gerçekleştiğinde, hidrolik, verimliliğin altın çağına girecek ve makine çalıştırma için birincil tercih olarak alaka düzeyini yeniden canlandıracaktır.
Kaynak: https://www.fluidpowerworld.com/5833-2/