Kelikatan dan Kecekapan Tenaga dalam Sistem Hidraulik
Dalam persekitaran perniagaan semasa, peralatan perkilangan sering didorong ke hadnya, dengan jangkaan agar ia beroperasi secara berterusan untuk memastikan operasi berjalan tanpa gangguan. Oleh itu, pemilik peralatan semakin menyedari kos pemilikan keseluruhan, yang menyebabkan permintaan untuk mesin yang memerlukan penyelenggaraan rendah, mempunyai kebolehpercayaan tinggi, ketepatan yang tinggi, masa kitaran yang pendek, dan penggunaan tenaga yang rendah.
Dalam satu kajian yang dijalankan bersama Schoen + Sandt Machinery, sebuah pengeluar mesin press hidraulik terkemuka dari Jerman, kesan kecekapan tenaga daripada cecair hidraulik dengan indeks kelikatan (VI) yang tinggi menghasilkan penjimatan penggunaan kilowatt jam (kWh) sehingga 10 peratus lebih rendah.
Kajian ini menekankan bagaimana pengeluar mesin hidraulik tidak hanya memberi tumpuan kepada reka bentuk dan pembuatan pemotong hidraulik dan sistem kawalan terbaik, tetapi juga berusaha untuk membantu perniagaan mencapai penjimatan berterusan melalui pengurangan penggunaan tenaga, peningkatan ketepatan mesin dan kebolehpercayaan mesin untuk jangka hayat yang lebih lama.
Kesan Kelikatan terhadap Kecekapan dan Penggunaan Tenaga
Dalam pasaran mesin pemotong hidraulik hari ini, kecekapan tenaga telah menjadi hampir sama pentingnya dengan inovasi teknikal. Cecair hidraulik mentransmisikan kuasa, menjadikannya salah satu komponen utama dalam sistem hidraulik. Penggunaan cecair hidraulik monogred mengakibatkan pemindahan haba yang buruk, kerugian pemindahan kuasa, penurunan respons terhadap kawalan dan tekanan oksidatif dalam sistem hidraulik.
Apabila cecair hidraulik sejuk, kelikatannya tinggi, menyebabkan cecair menjadi pekat dan menghasilkan geseran yang tinggi. Sebaliknya, apabila cecair menjadi panas, ia menjadi nipis dan kelikatannya berkurangan, yang boleh menyebabkan kebocoran aliran dan kerosakan haus. Kedua-dua keadaan ini memberi kesan kepada prestasi mesin. Cecair hidraulik monogred, yang mengalami variasi kelikatan yang besar bergantung kepada suhu, boleh mengakibatkan ketidakcekapan.
Suhu yang tinggi memburukkan kestabilan kelikatan. Apabila suhu meningkat, cecair menjadi lebih nipis, yang boleh menyebabkan sentuhan logam-ke-logam dan meningkatkan haus. Ini menyumbang kepada pembaikan yang mahal dan masa henti mesin.
Untuk mengatasi masalah ini, cecair hidraulik multigred diformulasikan untuk mengekalkan kelikatan yang stabil merentasi julat suhu yang luas, menawarkan perlindungan yang lebih baik dengan mengoptimumkan kecekapan hidro-mekanikal dan volumetrik.
Menyeimbangkan Kecekapan dan Aliran
Sistem hidraulik menghadapi dilema antara kecekapan dan kelikatan cecair. Jika cecair mempunyai kelikatan yang tinggi, ia boleh menyebabkan kerugian hidro-mekanikal, manakala jika kelikatannya terlalu rendah, kerugian kuasa volumetrik berlaku.
Di satu pihak, kecekapan mekanikal sistem hidraulik akan mendapat manfaat daripada cecair yang nipis dan mengalir dengan mudah. Walau bagaimanapun, cecair yang terlalu nipis memberikan kecekapan volumetrik yang lemah kerana kebocoran dalaman menggunakan sebahagian besar tenaga pam dan cecair tidak memberikan pelinciran yang baik.
Sebaliknya, cecair dengan kelikatan tinggi adalah baik untuk kecekapan volumetrik, kerana kerugian daripada kebocoran dalaman pam adalah minimum. Walau bagaimanapun, cecair pekat ini sukar untuk mengalir dan mengakibatkan geseran hidrodinamik dan kerugian dalam sistem. Penyelesaian ideal adalah cecair yang menawarkan kompromi yang seimbang, mengoptimumkan kedua-dua kecekapan volumetrik dan mekanikal.
Ujian Cecair dan Keputusan
Ujian cecair dijalankan pada sebuah press hidraulik 6005BA dengan daya pemotongan sebanyak 1,250 kilonewton (kN). Pemotong hidraulik ini direka untuk memproses bahan lembaran dan gulungan, serta berfungsi sebagai mesin penumbuk serba guna untuk saiz lot kecil dan sederhana.
Bagi ujian ini, parameter seperti kuasa kW, tekanan pam, suhu minyak, dan suhu persekitaran diukur untuk menentukan kesan kelikatan terhadap prestasi mesin.
Pengeluar peralatan dalam kajian kes ini membandingkan dua cecair hidraulik multigrade dengan satu minyak rujukan monogred. Minyak rujukan, dengan gred kelikatan ISO 46, tidak diformulasikan untuk menahan perubahan suhu operasi, yang mengakibatkan prestasi yang kurang cekap.
- Cecair A adalah cecair hidraulik multigrade yang stabil kelikatannya merentasi julat suhu.
- Cecair B mempunyai kelikatan ISO 32 dan merupakan cecair hidraulik yang lebih nipis, juga mampu menstabilkan kelikatan merentasi julat suhu.
Keputusan Prestasi
Cecair A tidak menunjukkan sebarang kelebihan yang ketara berbanding cecair rujukan monogred, kerana kerugian mekanikal dalam sistem mempunyai kesan yang lebih besar terhadap kecekapan keseluruhan berbanding peningkatan kecekapan volumetrik yang diberikan oleh cecair A.
Sebaliknya, Cecair B menunjukkan peningkatan kecekapan sehingga 10 peratus berbanding cecair rujukan monogred. Apabila sistem hidraulik terdedah kepada haba dan tekanan, cecair yang dioptimumkan kelikatannya seperti Cecair B mengangkut lebih banyak tenaga pam disebabkan oleh kelikatan yang lebih tinggi dan kurang kerugian kebocoran. Pada suhu normal, ia mengalir dengan lebih baik dan menghasilkan rintangan yang lebih rendah kepada pam.
Fokus kepada Kebolehpercayaan dan Kecekapan Sumber
Melalui ujian makmal dan pengesahan oleh pengeluar peralatan, serta maklum balas daripada pengguna akhir, jelas bahawa penggunaan cecair hidraulik ISO 32 yang diformulasikan untuk menstabilkan kelikatan merentasi julat suhu yang luas memberikan prestasi yang boleh dipercayai dan penjimatan tenaga.
Peningkatan kecekapan antara empat hingga sebelas peratus telah diukur secara konsisten dengan cecair multigrade berbanding cecair monogred, bersama manfaat tambahan seperti suhu minyak yang lebih rendah, perlindungan peralatan, dan selang penukaran minyak yang lebih panjang.
Kesimpulannya, kini terdapat peluang untuk meningkatkan kebolehpercayaan mesin, memanjangkan jangka hayat peralatan, mengurangkan kos pemilikan keseluruhan, melanjutkan selang penukaran minyak, dan menjadi pelopor dalam kecekapan tenaga.
