Энергосбережение – вопрос для современного машиностроения ключевой. Пожалуй, сложно назвать проблему, актуальность и острота которой росли бы столь неуклонно и динамично. Как следствие – оборудование, в котором воплощены инновации, позволяющие экономить, обретают все более весомые конкурентные преимущества. Одним из частных подтверждений этому является растущий интерес заказчиков к продукции компании SMC Corporation (Япония)
Как бы парадоксально это не выглядело на первый взгляд, но пневмоавтоматика экономит вовсе не воздух. В этом, к слову, проблема перестройки сознания: зачастую заказчику экономия на бесплатном, по определению, воздухе представляется абсурдом и, таким образом, вопрос технологической оптимизации пневмомагистралей переходит в разряд третьестепенных. Между тем, утечки, преждевременный износ, понижение надежности оборудования, несовершенная структура магистрали и плохо подготовленный воздух – все это выражается в «звонкой монете». Потеря из-за утечек всего лишь 1 атмосферы на линии с рабочим давлением в 6 атмосфер способна принести убыток в размере €10-20 тыс. в год.
Что экономит воздух?
Существуют более впечатляющие и более конкретные примеры. Специалистами Корпорации «Пневмотек» (официального представителя SMC Corporation в Украине) был проведен ультразвуковой контроль утечек на пневмомагистрали одного из крупнейших производителей безалкогольных напитков. Результаты показали, что из-за утечек производитель на одной линии ежегодно теряет €50-60 тыс. Всего же таких линий – 13. Вывод, таким образом, предельно прост: пневмооборудование способно экономить энергоносители и материалы, увеличивать ресурс машин и линий, а также уменьшать время их внеплановых простоев. То есть, в конечном итоге, экономить деньги.
Перейдем к еще большей конкретике и рассмотрим частные случаи экономии на каждом участке пневмомагистрали, воплощенной с помощью оборудования SMC. Схематически пневмомагистрали можно разделить на три участка: оборудование подготовки воздуха, управляющая аппаратура и исполнительные механизмы. Рассмотрим энергосберегающий потенциал каждого вида в отдельности.
Чистота – залог здоровья всей системы
Из компрессора в систему фильтрации воздух попадает со следующими характеристиками: микрочастицы размером до 60 мкм, влага – около 25 мг/м3 и масло – до 50 мг/м3. Задача подготовки воздуха – обеспечить пневмооборудованию, установленному далее по пневмомагистрали, необходимое качество воздуха для работы.
Стандартные требования к размеру микрочастиц после очистки – не более 20 мкм. На это значение ориентировано подавляющее большинство оборудования подготовки воздуха, представленного на рынке Украины. Существует и тонкая очистка. Как правило, после нее речь идет о присутствии в воздухе частиц размером не более 5 мкм.
Стандартом, принятом в компании SMC Corporation, считается размер частиц, попадающих в систему после очистки – 5 мкм, тонкая же очистка позволяет проникать в систему лишь микрочастицам размером в 0,01 мкм. Сколь обоснованным экономически выглядит повышение стандарта на порядок? Для ответа на этот вопрос рассмотрим несколько технологических нюансов.
Последствия загрязнения
Например, попадая в распределитель, воздух должен не только пройти сквозь него на исполнительный механизм, но и переключить этот распределитель в нужное положение. Все дело в том, что воздух, попадая в пилотный клапан распределителя, воздействует на золотник и переключает его. При этом нужно учитывать, что отверстие между пилотом и корпусом золотника настолько мало, что попадание даже масла способно «закупорить» его, не говоря уже о твердых частицах. Подобное, естественно, приводит к неработоспособности такого распределителя. Результат – остановка линии, то есть внеплановый простой, который в условиях массового производства имеет очень высокую цену.
Далее, уже в цилиндре, загрязненный крупными частицами воздух приводит к преждевременному износу уплотнений на поршне. Вывод прост: чем чище воздух – тем меньше процент износа уплотнителей.
Не менее важен и вопрос влагоотделения: при попадании в систему конденсата происходит вымывание смазки (особенно – в цилиндрах), в результате движение поршня сопровождается сухим трением. Поэтому логичнее использовать более качественную подготовку воздуха.
Что мы предлагаем
Одним из «коньков» компании является именно подготовка воздуха: магистральные фильтры с минимальными потерями по давлению (0,01 МПа) и расходом до 72 тыс. л/мин., а также влагоотделители, способные удалять 99% капельной влаги из воздуха. Такие показатели пока что не практикует ни один из конкурентов.
В целом, суммирование эффектов дает четкую констатацию: применение фильтров тонкой очистки SMC увеличивает надежность и срок службы пневмосистемы как минимум на 20%. При этом решение не дороже конкурентных аналогов.
Существует и еще одно преимущество. Стоимость фильтрующих элементов компании SMC составляет 10% от стоимости всего фильтра, что в несколько раз ниже, чем у работающих на рынке Украины компаний. А добавив к этому еще и простоту в эксплуатации, когда замена фильтрующего элемента занимает 2 минуты и не требует дополнительных инструментов, в результате мы получаем идеальный блок подготовки воздуха. Вообще, стоит отметить, что политика компании сводится к тому, что ремонтные комплекты на всю продукцию стоят не более 15% от стоимости нового продукта.
Тотальный контроль и know-how
Компания SMC активно использует пневмоострова с единой системой управления машиной. Выглядят они как компактный контроллер, консолидирующий и анализирующий все входящие сигналы и, с их учетом, корректирующий выходные сигналы и, следовательно, управляющий всеми узлами и блоками машины.
Такие блоки входят в проект Energy saving program (ESP) – энергосберегающая программа, способная решать задачу управления технологическими процессами глобально. Замена всего управляющего интерфейса кардинально изменит и обычное представление о линии: она становится более компактной, мобильной, легко контролируемой и простой в управлении.
Если говорить об экономическом эффекте, то его показатели, естественно, зависят от конкретного проекта. Как показывает опыт, в случаях применения ESP на протяженных магистралях крупных производственных линий непрерывного цикла экономия может составить не один миллион евро.
Из экономических соображений…
Для наглядности, приведем лишь один частный пример: потребляемая мощность стандартного электромагнита компании SMC Corporation – 0,4 Вт (для распределителей Серии SY с индикацией). А электромагнита с энергосберегающим исполнением – 0,1 Вт (для того же типа распределителей). Конкурентные аналоги отсутствуют.
Неудивительно, что заказчики, производящие, например, упаковочное оборудование, ставят распределители SMC исключительно из экономических соображений: подача управляющего сигнала на весь блок в 4 Вт (1 Вт для энергосберегающего исполнения) или в 100 Вт – это «две большие разницы» (сравнение блоков распределителей по 10 шт. на одной плите).
Говоря об управляющих механизмах, нельзя не упомянуть о распределителях от компании SMC, в которых воплощены ноу-хау последних лет. Распределители SMC не имеют резиновых уплотнений, их функциональная замена – стальной притертый золотник (распределители серии VS).
Ресурс такого распределителя составляет 200 млн циклов. Ресурс распределителей с уплотнением – 20-30 млн циклов, с эластичным напылением на золотнике – до 50. При этом разница в стоимости составляет не более 15-20%.
Сделаем акцент: распределители нового типа соответствуют стандарту ISO и они совместимы с любыми агрегатами, в том числе советского образца. То есть ими можно заменить любой устаревший распределитель.
Особенность механизмов
Технологичность исполнительных механизмов SMC может варьироваться в весьма широком диапазоне – в зависимости от комплекса задач. Кроме того, исполнение продукции определяется нюансами – возможностью блокировки в различных положениях, отслеживанием точного позиционирования (с точностью до 0,1 мм) и т.д. Поэтому отметим лишь наиболее общие преимущества.
Например, цилиндры для пищевой промышленности исполняются из нержавеющей стали с высоким прочностным ресурсом и не требуют смазки, что позволяет говорить об их гигиеничности.
Абсолютно все цилиндры, от стандартных до специализированных, имеют оригинальную форму уплотнения. Она не прямоугольная, а грушевидная – со специальным вырезом, что сводит к минимуму площадь контакта и позволяет добиться уменьшения минимального рабочего давления (0,05 МПа), а, следовательно, увеличения срока службы цилиндра. Ресурс таких цилиндров – 10 тыс. км, то есть в несколько раз выше, чем у конкурентных аналогов.
Существует ряд цилиндров, вообще не имеющих резиновых уплотнений. Взаимодействие металла с металлом дает еще меньшее давление страгивания (0,005 МПа) – в 10 раз меньше, чем у стандартных цилиндров. Ресурс этих цилиндров – более 50 тыс. км.
Вообще серия продукции «металл по металлу» – еще одно принципиальное отличие SMC. В частности, эта схема применена не только в конструкции распределителей и цилиндров, но также фитингов и коллекторов специальной серии, имеющих встроенный подшипник. За счет чего передача пневматического сигнала происходит с высокой частотой вращения (до
3 000 об./мин.).
В 2011 г. SMC Corporation (Япония) заняла 49-е место в списке 100 лучших и перспективных инновационных компаний в мире по версии американского журнала Forbes.
Корпорация «ПНЕВМОТЕК»
(официальный представитель SMC Corporation в Украине)
04074, Киев, ул. Вышгородская, 23а, оф.2
тел./факс: (044) 460-61-77
e-mail: smc@smc.ua
www.smc.ua
