Jaki układ można nazwać przemysłowym? Na pierwszy rzut oka wydaje się, że to proste pytanie, na które odpowie prawie każdy. Są to wszystkie układy hydrauliczne spotykane w przemyśle. Czy aby na pewno każdy układ hydrauliczny spotykany w zakładach przemysłowych spełnia warunki, aby go nazwać przemysłowym? Jeżeli nie to jakie kryteria muszą być spełnione? Czy inaczej, jakie cechy układu lub jego elementów powodują , że z pełnym przekonaniem możemy powiedzieć, że ten układ jest przeznaczony do przemysłu, a ten już nie. W tym tekście postaram się odpowiedzieć jakie ja, jako praktyk w serwisowaniu maszyn i urządzeń przemysłowych, widzę cechy niezbędne, aby móc powiedzieć o danym układzie hydraulicznym, że jest przemysłowy. Jak wynika z powyższego będą to rozważania praktyka nad teoretyczną materią.
Pierwsza rzecz, która przychodzi mi do głowy, a w sposób oczywisty powoduje, że możemy układ uznać za przemysłowy czy też nie, to natężenie pracy. Wiadomo, że przemysł jako taki nastawiony jest na masową, czyli przemysłową produkcję. Z tego wprost wynika, że urządzenia przemysłowe powinny być przystosowane do pracy w cyklu ciągłym, z zakładaną wydajnością. To z kolei ma przynieść zysk. Więc im więcej wyprodukujemy najtańszym kosztem tym większy osiągniemy zysk. Jak takie założenia produkcyjne będą przekładały się na cechy układów hydraulicznych. Aby maszyna o napędzie hydraulicznym spełniała takie wymagania musi posiadać układ hydrauliczny zbudowany z elementów, które są w stanie zrealizować funkcje maszyny w sposób zapewniający żądaną wydajność i parametry technologiczne. Również zabudowa samego układu może mieć w sobie zawarte cechy, które w założeniu projektowym układu hydraulicznego, pozwolą na zrealizowanie parametrów produkcyjnych maszyny. Z powyższego można wyciągnąć wniosek, że układ hydrauliczny w maszynach przemysłowych powinien zapewnić możliwość długotrwałej eksploatacji przy zachowaniu stałych parametrów technologicznych. Skoro już wiemy co chcemy osiągnąć możemy przystąpić do analizy w jaki sposób to zrealizować.
Jak wcześniej wspominałem do zabudowy układu powinny zostać użyte elementy składowe, które umożliwią realizację założonego celu. Jakie cechy powinny posiadać takie elementy? Po pierwsze powinny być wysokiej jakości. Oznacza to że powinny być wykonane z bardzo dobrych materiałów i z właściwą dokładnością. Jak w praktyce ocenić czy dane elementy spełnią żądane wymagania? Jako użytkownik w zasadzie nie mamy możliwości fizycznej oceny jakości wykonania. Jedynym wykładnikiem, jest to czy dany element pracuje bezawaryjnie długo czy krótko. Oczywiście od razu nasuwa się pytanie: „Co oznacza krótko, a co długo?” Jak by to powiedział polityk: „To zależy”. Na szczęście my zajmujemy się bardziej konkretną materią i możemy odpowiedzieć na to pytanie znacznie precyzyjniej. Moim zdaniem jeżeli producent daje przyzwoitą gwarancję, czyli dwanaście lub dwadzieścia cztery miesiące i element przez ten czas pracuje bez zakłóceń, to znaczy, że jest dobry. Z praktyki wiem, że elementy wytwarzane przez wiodących na rynku producentów spełniają takie wymagania, a przy zachowaniu właściwych reżimów eksploatacyjnych, często wielokrotnie czas użytkowania przekracza okres gwarancji. W bardzo wielkim skrócie można powiedzieć, że w hydraulice siłowej cena przekłada się na jakość. Nie ma możliwości, aby kilkukrotnie tańszy zamiennik był tak samo dobry jak oryginalny element. Choć i tu prawdę mówiąc mogą się zdarzyć chlubne wyjątki. Dlaczego tak może być i z czego to wynika to już temat na inne rozważania. Wracając do cech jakie powinien spełniać dobry, czytaj przemysłowy element układu hydraulicznego, to po jakości, powinien mieć cechy zamienności. Chodzi oto by w ramach części zamiennych można było taki element zastąpić innym. Zamienność to cecha bardzo przydatna w procesie utrzymania sprawności maszyny. W gruncie rzeczy ma to ścisłe powiązanie z kolejną cechą elementów składowych układu hydraulicznego, jaką jest ich wpływ na technologiczność remontów. Jeżeli elementy są ze sobą zamienne, to znaczy, że mają te same przyłącza, ten sam zakres parametrów roboczych i te same wymagania eksploatacyjne. Czyli zapewniają możliwie najlepszą „podatność” maszyny czy urządzenia na remonty. Technologiczność remontów to również cecha zawarta w samej budowie przemysłowych układów hydraulicznych, ale o tym później. W przypadku przemysłowych układów hydrauliki siłowej technologiczność remontów jest jedną z kluczowych kwestii. Uzyskanie prawidłowej wydajności w przemysłowym procesie produkcji jest bezpośrednio związane z serwisem maszyn, zarówno tym planowanym jak i tym nie planowanym, czyli z awariami. Jak mówi powszechnie znane Prawo Murphy’ego: „Jeżeli coś się może zdarzyć, to się zdarzy. Tylko w najmniej spodziewanym momencie.” Ja znam taką definicję, można przytoczyć inne, ale wszystkie sprowadzają się do jednego wniosku. Awarie, były, są i będą, tylko nigdy nie wiemy kiedy nastąpią. Rzecz tak naprawdę zawiera się w rozwiązaniu jednego problemu, jak w najkrótszym czasie usunąć awarię i wznowić produkcję. Wynika więc z tego, że jedną z głównych cech przemysłowego układu hydraulicznego jest łatwość w serwisowaniu lub odporność na uszkodzenia
Teraz przeanalizujemy cechy przemysłowego układu hydrauliki siłowej z punktu widzenia jego budowy ogólnej, czy raczej sposobu zabudowy ze względu na charakter eksploatacji. Jak już wcześniej wspomniałem przemysł wymaga dużego natężenia pracy maszyn i urządzeń. Układ przemysłowy hydrauliki powinien sprostać stawianym wymaganiom. Aby to osiągnąć już na etapie projektu maszyny trzeba wiedzieć co ma wpływ na parametry technologiczne maszyn i urządzeń z napędami hydraulicznymi. Tu oczywiście przyda się znajomość podstawowych cech układów, w których nośnikiem energii jest ciecz, a w tym wypadku olej hydrauliczny. Jeżeli utrzymamy jego parametry robocze, czyli: temperaturę, lepkość, ciśnienie, szybkość przepływu i czystość, to uczynimy proces produkcji stabilnym, a co za tym idzie osiągniemy właściwy wynik ekonomiczny, co jest niezbywalną cechą przemysłowych procesów produkcyjnych. Jak to osiągnąć? Albo inaczej. Jak sprawić żeby układ miał w sobie zawarte te wszystkie cechy, które decydują o tym czy jest to układ hydrauliki przemysłowy, czy nie? Aby uzyskać stabilny układ hydrauliczny czyli nadający się do przemysłowej produkcji musimy go wyposażyć w określone elementy, które nie mają bezpośredniego wpływu na realizację poszczególnych funkcji maszyny, ale powodują, że są one powtarzalne w długim okresie produkcji, czytaj eksploatacji. Tutaj muszę trochę wrócić do podstaw hydrauliki siłowej. Jeżeli nośnikiem energii jest olej i dzięki niemu następuje transport energii do elementów przetwarzających ją na pracę to zgodnie z zasadą zamiany energii jej część jest tracona w postaci ciepła . W układach hydraulicznych gro ciepła przejmuje olej. Jeżeli olej się rozgrzewa to zmienia swoje parametry czyli lepkość i gęstość. To z kolei ma wpływ na zmianę wydatku pompy i opory przepływu. Zmiana szybkości przepływu i wydajności pompy powoduje zmianę parametrów technologicznych maszyny napędzanej hydraulicznie, a to przekłada się na parametry produkcyjne maszyny i może skutkować zakłóceniem procesu produkcji, a w efekcie przełożyć się na jakość produktu. To niestety już ma wpływ na wynik ekonomiczny projektu, co decyduje o opłacalności produkcji. Na podstawie powyższego dochodzimy do wniosku, że przemysłowy układ hydrauliki siłowej powinien gwarantować utrzymanie parametrów oleju hydraulicznego, bo to one decydują o stabilności procesu produkcji. Aby to osiągnąć przemysłowe układy hydrauliczne są wyposażone w zasilacze hydrauliczne wyposażone w elementy pozwalające stabilizować temperaturę roboczą oleju i utrzymać właściwą jego czystość. Za stabilizację temperatury oleju w zasilaczach hydraulicznych opowiadają układy termostatowania. Taki układ może składać się z chłodnicy oleju. Termostatowanie może polegać również na podgrzewaniu oleju w zbiorniku. Jest to uzależnione od miejsca zainstalowania maszyny, ale również od technologii. Przemysłowy układ hydrauliczny powinien gwarantować stałą temperaturę oleju od początku do końca procesu produkcji. Wcześniej wspominałem o remontach i czasie eksploatacji. Temperatura oleju ma bardzo duży wpływ na awaryjność układów hydrauliki, a zwłaszcza na czas między kolejnymi awariami lub remontami planowymi. Drugim parametrem, o którym wspomniałem przy gwarancji na elementy składowe układu, to czystość oleju, którą zapewnia filtracja oleju. Czy układ jest przemysłowy bo ma filtr? To raczej błędna ocena bo w zasadzie każdy układ hydrauliczny ma filtrację oleju nawet jeżeli nie posiada filtra. W tym momencie pewnie niektórzy powiedzą, że coś tu nie gra. Otóż można olej hydrauliczny filtrować przy pomocy grawitacji pozostawiając jak to nasi dziadkowie mówili: „Żeby się odstał”. Niestety ma to mało wspólnego z produkcją przemysłową bo o ile maszyny i urządzenia nie przemysłowe w dużej części swojego życia czekają na użycie, czyli mają czas na „ odstanie oleju”, o tyle przemysłowe układy są eksploatowane na tyle intensywnie, że muszą być wyposażone w filtry. Zasady filtracji w maszynach przemysłowych to spory temat więc nie będę go rozwijał w tym tekście bo sprowadzało by się to do szczegółowych rozważań gdzie i w jakim stopniu filtrować. Najważniejsze jest jednak, z punktu widzenia podstawowego tematu tego tekstu, że rozbudowana filtracja oleju jest jednym z atrybutów przemysłowych układów hydrauliki siłowej.
Podsumowując i chcąc odpowiedzieć na pytanie postawione na początku tekstu. Przemysłowy układ hydrauliczny to taki, który pozwala na zrealizowanie przemysłowego założenia produkcyjnego, a jego atrybutami niezależnie od realizowanego procesu produkcji są :
- Stabilność procesu technologicznego
- Bezawaryjność
- Podatność na remonty
Nie wiem czy jako praktyk w serwisowaniu maszyn podołałem temu stricte teoretycznemu zadaniu rozważenia jakie cechy powinien mieć przemysłowy układ hydrauliki siłowej i wskazaniu jego cech szczególnych. Mam jednak nadzieję, że lektura tego tekstu pomoże Państwu we wszelkiego rodzaju rozważaniach i analizach związanych z zastosowaniem i eksploatacją maszyn przemysłowych o napędach hydraulicznych w trakcie realizacji powierzonych lub własnych projektów zawodowych.