Dołącz do czytelników
Brak wyników

Hydraulika i pneumatyka

6 października 2021

NR 5 (Wrzesień 2021)

Przyspieszenie czy optymalizacja? Oto jest pytanie!

0 40

Postawione w tytule pytanie niech będzie punktem wyjścia do rozważenia problemu, przed którym stanął lub stanie każdy menedżer służb utrzymania ruchu czy ktokolwiek inny odpowiadający za techniczną stronę procesu produkcji. W dowolnym – małym czy dużym – zakładzie.

Wpraktyce zawodowej serwisanta układów hydraulicznych i automatyki przemysłowej od czasu do spotykam się z takimi pytaniami i od razu powiem, że nie są one proste. Argumenty za i przeciw nie są jednoznaczne, a w dodatku negatywne efekty często są znacznie oddalone w czasie. Na początku może rozprawmy się z tytułem. O ile „przyspieszenie maszyny” jest dosyć prostym i czytelnym kierunkiem działania, o tyle „optymalizacja układu hydraulicznego” w maszynie już tak prosta w rozumieniu nie jest. 
Zgodnie z definicją SJP PWN optymalizacja to:

  • „organizowanie jakichś działań, procesów itp. w taki sposób, aby dały jak największe efekty przy jak najmniejszych nakładach”,
  • „poszukiwanie za pomocą metod matematycznych najlepszego, ze względu na wybrane kryterium, rozwiązania danego zagadnienia gospodarczego, przy uwzględnieniu określonych ograniczeń”.

Jak widać, obie definicje w dobry sposób wprowadzają nas w kwestie przyspieszenia i optymalizacji działania układu hydraulicznego napędzającego maszynę. Jeżeli zbierzemy w jednym zdaniu najważniejsze dla nas kwestie z obydwu definicji, uzyskamy taką oto treść:

Optymalizacja jest to zbiór działań dających jak największe efekty przy jak najmniejszych nakładach, przy uwzględnieniu określonych ograniczeń.
Poświęciłem temu kilka zdań, bo jest to świetne wprowadzenie do praktycznego przeanalizowania problemu. Temat nie jest abstrakcyjny, choć na pierwszy rzut oka wydawać by się mogło, że trochę wydumany. Dodatkowo w prosty sposób prowadzi do konfliktu w większości zakładów między działem utrzymania ruchu a działem produkcji. Jedni widzą jedynie zyski, a drudzy jedynie awarie. Z punktu widzenia produkcji jeżeli udałoby się przyspieszyć pojedynczy cykl produkcyjny choćby o sekundę, dałoby to dodatkową wydajność. Z punktu widzenia utrzymania ruchu każdy dodatkowy cykl pracy jest przyczynkiem do szybkiego zużycia elementów maszyny. 
W czasie przerwy remontowej w okresie zimowym w jednej z obsługiwanych przeze mnie firm w trakcie ustalania zakresu prac przewidzianych na przerwę remontową zadano mi pytanie, czy nie można by przyśpieszyć maszyny. Po przeprowadzeniu napraw spróbowałem przyspieszyć maszynę. Okazało się, że przy prawidłowo wyregulowanym układzie hydraulicznym niemożliwe jest uzyskanie szybszego działania maszyny. Co oznacza „prawidłowe wyregulowanie”? Mam na myśli nastawy zaworów i regulatorów zgodne z podanymi w schemacie hydraulicznym maszyny. Można w tym momencie powiedzieć, że układ miał optymalne nastawy i regulacje przewidziane przez producenta, a żaden z podzespołów nie wykazywał zużycia, bo wcześniej przeprowadzona została diagnostyka układu, w skład której weszło testowanie pompy i badanie porównawcze strumienia oleju w wytypowanych punktach maszyny. Z powyższego wynikało, że bez korekty nastaw nominalnych ciśnienia roboczego układu nie jest możliwe przyspieszenie pracy maszyny. Z czego taka sytuacja wynika? Aby zrozumieć problem, trzeba sobie odpowiedzieć na pytanie: od czego uzależniona jest szybkość przepływu oleju ? Odpowiedź na nie daje poniższa definicja. 
Szybkość przepływu cieczy o określonej gęstości i temperaturze zależy od powierzchni przekroju poprzecznego przewodu, w którym płynie ciecz i ciśnienia, przy którym przepływ się odbywa.
Wynika z tego, że jeżeli w danym obwodzie hydraulicznym osiągniemy maksymalny przepływ przy określonym ciśnieniu, to nawet gdybyśmy do tego układu dostarczyli dodatkowy strumień oleju, to i tak opory przepływu spowodują, że strumień ten zostanie skierowany przez zawór przelewowy do zbiornika, bo po osiągnięciu zakładanego ciśnienia otworzy się zawór przelewowy. Jedyną rzecz, jaką możemy w ten sposób osiągnąć,, stanowi większa dynamika narastania ciśnienia, co może objawiać się „nerwowymi” ruchami napędzanych elementów. Dodatkowym objawem będzie grzanie się oleju ze względu na nadmiar dostarczanej energii do układu w postaci zbyt dużego strumienia oleju. Jaki z tego wynika wniosek? Najprościej mówiąc, aby uzyskać większy przepływ w układzie, zgodnie z definicją, trzeba albo powiększyć średnice kanałów, w których płynie...

Dalsza część jest dostępna dla użytkowników z wykupionym planem

Przypisy