¿Los componentes hidráulicos están cambiando constantemente?

A primera vista:

  • Mitch Eichler, gerente de desarrollo comercial de Parker Hannifin, es un ingeniero mecánico apasionado por comercializar diseños de aplicaciones de válvulas hidráulicas. Comparte ideas de su campo.
  • El sistema de transmisión hidráulica tiene las ventajas de alta densidad de potencia, gran fuerza de salida, movimiento lineal fácil de lograr, etc., y es ampliamente utilizado en maquinaria hidráulica industrial e hidráulica móvil.
  • Con la actualización de componentes puramente mecánicos a componentes electrohidráulicos, se esperan mayores niveles de rendimiento, precisión y escalabilidad.

El aumento actual y el crecimiento esperado en la integración de la electrónica y la hidráulica revelan un cambio de enfoque. Obliga a los fabricantes industriales a reexaminar sus posiciones competitivas para que puedan identificar los sistemas más simples, seguros y económicos que sean escalables y fáciles de mantener. Pero, ¿significa esto también que los sistemas hidráulicos tradicionales se están moviendo constantemente hacia el reemplazo permanente?

Las nuevas tecnologías asociadas con los sistemas hidráulicos de alta presión se vuelven más aplicables con el tiempo a medida que las inversiones se desplazan hacia fuentes de energía renovable. Por ejemplo, las bombas electrohidráulicas se promocionan como la más alta más del 80% La eficiencia es mayor que las contrapartes tradicionales.

Según Mitch Eicher, gerente de desarrollo comercial de Parker Hannifin, los componentes hidráulicos tradicionales siguen siendo críticos para los sistemas que necesitan controlar el flujo, la presión o los actuadores.Él cree que manejar todos los componentes directamente con una solución electromecánica sería oneroso en tamaño y costo, basado únicamente en la fuerza requerida, la velocidad y la energía disipada.

«Aquellas aplicaciones realmente exigentes y de alta resistencia todavía se realizan principalmente con válvulas hidráulicas», dijo Eicher.

En general, los expertos en hidráulica tienden a estar de acuerdo en que la combinación de alta densidad de potencia, alta salida de fuerza y ​​facilidad de movimiento hace que las transmisiones hidráulicas sean líderes en maquinaria hidráulica industrial y móvil.

“Por la forma en que funciona la energía hidráulica, obtienes mucho dinero por ella: es una solución muy densa en un espacio pequeño”, enfatiza Eichler, un ingeniero mecánico especializado en aplicaciones de válvulas hidráulicas.

construir interdependencias

Eichler dice que el debate sobre hidráulica apoya una forma de pensar más académica que práctica. En la división Motion Systems de Parker Hannifin, varias divisiones trabajan juntas.“Ya no es hidráulico, neumático o electromecánico”, explicó.»Los vemos como una solución de sistema. Nuestro enfoque en el departamento de fabricación son las válvulas hidráulicas, pero con la llegada de la electrificación, estas válvulas se están volviendo más inteligentes. En algunas aplicaciones, sus controles o algunos componentes pueden volverse más electromecánicos. «

La próxima generación de Parker Válvula de control DFplus es un ejemplo apropiado de diseño futuro. Como la válvula más dinámica de Parker, existe desde hace 20 años y está diseñada para las aplicaciones más exigentes, como prensas de uso general, máquinas herramienta y moldeo por soplado. La próxima generación de válvulas FP tendrá múltiples protocolos de comunicación, especialmente IO-Link. La gama de funciones incluye valores reales (posición del carrete), temperatura, tiempo de funcionamiento y varios mensajes de error.

En este ejemplo, el objetivo no es desarrollar una tecnología de válvula hidráulica completamente nueva, sino brindar nuevas posibilidades de comunicación a los sistemas hidráulicos existentes, incluida la programación de la válvula con su teléfono, escritorio o computadora a través de NFC (Comunicación de campo cercano). de forma inalámbrica o a través de un protocolo de bus diferente.»Este es el futuro que realmente estamos viendo», dijo Eichler.

Gestionar la complejidad

¿La introducción de nueva tecnología simplifica o complica las características de diseño?Hasta cierto punto, la industria está siendo testigo de ambos.“A fines de la década de 1980 y principios de la de 2000, cuando la electrohidráulica comenzó a ser más común, los controles de las válvulas eran en su mayoría mecánicos”, explicó Eichler.

«Por lo general, lo comparo con un reloj suizo», agregó.»Toda la detección y la lógica se realizan mediante carretes, diferentes resortes y orificios, y una gran cantidad de mecanismos que hacen el trabajo. Esta es la única manera de hacerlo. Pero ahora que vemos que los sistemas se vuelven más avanzados, también se vuelven más simples. En lugar de usar todos estos orificios, carretes y elementos sensores mecánicos diferentes, puede reducir la cantidad de piezas y la complejidad de la válvula cerrando el bucle alrededor del carrete. «

En lugar de usar un compensador que siempre te da una caída de presión fija («da un cierto caudal a la válvula, lo que le da una cierta velocidad al sistema»), puedes hacerlo de forma más sencilla con una válvula con electrónica avanzada que te asegura alcanzar ese caudal.»Y, si necesita abrir más la válvula, lo hará, en lugar de depender de las piezas mecánicas internas para llegar a través de los controles hidráulicos tradicionales», dijo Eichler.

Para la Industria 4.0

A medida que el diseño de la válvula evoluciona con la incorporación de la electrónica, también lo hace la comprensión del rendimiento de la máquina. Eichler señaló que la industria quiere ser más inteligente, más eficiente y reducir los costos, y quiere poder realizar un mantenimiento más predictivo.

La integración sinérgica de tecnologías digitales y electromecánicas significa que las válvulas industriales pueden monitorear y realizar diagnósticos en línea y proporcionar un control más eficiente. Esto también se aplica a equipos de tipo fuera de carretera/carretera.

Considere la eficiencia de un camión de basura automatizado de carga lateral, donde el conductor controla un brazo robótico desde el costado del camión. Los camiones más antiguos dependían de la actuación de la válvula de control direccional accionada por palanca. Por el contrario, las máquinas más nuevas usan válvulas secuenciales o pueden tener componentes electrónicos integrados y sensores avanzados en el sistema hidráulico, lo que se puede hacer con solo presionar un botón o una palanca.“Te estás deshaciendo de muchas mangueras y conexiones mecánicas, estás colocando cables, estás presionando un botón”, dijo Eichler.

Junto con el nuevo diseño compacto y la mayor productividad, también hay beneficios para la salud y la seguridad. La automatización reduce el estrés físico en las rutinas de trabajo manual y mantiene a los operadores fuera de peligro, dijo Eichler.

Si «inteligente» es el objetivo final, la tecnología para respaldar las funciones hidráulicas nunca se queda atrás.“Si los fabricantes hacen todo lo posible para que cada válvula detecte cualquier cosa que podamos imaginar, es posible que nunca sea una solución competitiva en costos para el usuario final”, dijo.

En cambio, la primera opción es trabajar con los OEM y sus usuarios finales caso por caso y comprender cuál es su proceso de recopilación de datos. Eichler sugiere hacer la pregunta de resolución de problemas: «¿Para qué lo van a usar?¿Cómo lo usarán?¿A qué nivel vale la pena?¿Es esto algo que deben verificar por minuto, por hora, por día? «Todos estos tipos de variaciones se pueden integrar en diferentes válvulas según la aplicación.

«Queremos asegurarnos de que no solo ensamblamos juguetes para ingenieros», bromeó Eichler.“Cuantos más silbatos y campanas tenga la válvula, mejor. A veces es necesario integrarlo en la válvula porque le recordará que debe realizar un seguimiento de las cosas que no cree que sean importantes y le enseñará algo sobre su máquina. Pero todo se reduce a la escala, el costo y la propuesta de valor total. «

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