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Il fornitore di automobili sostituisce le pompe a pistoni con i dispenser e riduce significativamente i costi di manutenzione

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I requisiti del cliente sono stati superati di quattro volte in modo dimostrabile

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Introduzione

I costi di assistenza e manutenzione sono fondamentali per ridurre il costo totale di proprietà dei macchinari di produzione, e non solo nei processi ad alte prestazioni. In questo contesto, la filiale statunitense di un noto fornitore automobilistico tedesco ha recentemente chiesto informazioni a preeflow. L'azienda utilizza un lubrificante a pressione estrema per proteggere i componenti dalla corrosione e dal grippaggio. Ogni processo di lubrificazione fornisce 100 mg di lubrificante direttamente da un dosatore e con l'ausilio di pompe a pistone. Il processo di erogazione effettivo dura 1,4 secondi. I successivi 100 mg di lubrificante vengono erogati dopo una pausa di 4 secondi. Il risultato è un tempo di funzionamento giornaliero di circa 21,75 ore nei giorni feriali e di 11 ore ciascuno il sabato e la domenica, con i loro periodi di funzionamento ridotti.

Il problema: costi di manutenzione troppo elevati

La pressione di esercizio di 40 bar deve essere regolata prima dell'erogazione e questo è stato identificato come un punto nevralgico del processo. In questo punto si verifica un'agglomerazione dovuta alla separazione di olio e particelle. Di conseguenza, il lubrificante, già estremamente abrasivo a causa dell'alta densità di particelle, presenta un rischio elevato di usura e di intasamento dei dosatori.

Questi due fattori rendono necessaria la sostituzione completa di tutte le valvole ogni 4 settimane, con un costo di circa 1.000 dollari per valvola. Estrapolato a 30 linee parallele, si tratta di 360.000 dollari per anno fiscale. L'azienda ha deciso di ridurre questi costi eccessivi e ha visto il potenziale per farlo modificando tecnicamente il sistema di distribuzione.

Dal campo al laboratorio: Layout di prova e impostazioni tecniche

Il team preeflow guidato da Tobias Unger è stato incaricato di eseguire una serie di test per valutare se fosse possibile eseguire circa 228.000-230.000 cicli di erogazione in un periodo di 30 giorni. Il vincolo principale era che erano consentite variazioni di quantità di soli 50 mg min/max.

È stato inoltre concordato che sarebbero state fornite dichiarazioni specifiche e prove d'immagine relative agli effetti del lubrificante abrasivo sui componenti del pre-flusso.

I test sono stati eseguiti con tre eco-PEN600 con rotori rivestiti in corrente continua + VisLas e utilizzando due eco-Control EC200 2.0. Il software è stato aggiornato per poter registrare ed esportare i dati del motore. È stato utilizzato anche un QC flowplus-MONITOR.

Non erano disponibili dati sulla viscosità del prodotto antigrippaggio e lubrificante di grado regolare oggetto del test. Prima del test sono stati forniti dettagli sull'olio utilizzato e sulle cariche di grafite, scaglie di rame, polvere di alluminio e ossido di zinco.

Le prove sono state eseguite su un banco di prova disposto a T. Il materiale di prova è stato prima trasferito in contenitori diversi, poiché quelli in cui era stato consegnato erano deformati. I dispenser, disposti a T, sono stati collegati alle unità di controllo a sinistra e a destra, secondo la loro disposizione, e hanno funzionato in modalità 2N (sincronizzazione). Il dosatore centrale era collegato a un'unità di controllo, che funzionava in modalità a dosatore singolo (1N). Tutti e tre gli erogatori erano collegati centralmente all'MT-XS. Il sistema è stato calibrato su una densità presunta di 1,24 g/cm³.

La produzione media dei primi 10 colpi di erogazione dopo la calibrazione è stata di 0,100 g ciascuno nei dosatori di sinistra e centrale e di 0,099 g nel dosatore di destra. Il lubrificante è stato erogato per quantità e a una velocità definita di 3,750 g/min, corrispondente a un tempo di erogazione di 1,6 secondi. La pausa tra un'erogazione e l'altra è stata di 0,4 secondi.

Risultati del test promettenti

Dopo 230.000 erogazioni, nonostante le proprietà abrasive della sostanza di prova, i diametri interni degli erogatori non sono cambiati in modo quasi misurabile, come mostrato nella Figura 1. Il dosatore di sinistra impiega ora 0,5 g/min. L'erogatore di sinistra ora preleva 0,107 g di materiale invece di 0,100 g; l'erogatore centrale 0,103 g invece di 0,100 g; e l'erogatore di destra 0,108 g invece dei 0,099 g iniziali. Da queste piccole differenze si può dedurre che il mezzo abrasivo ha solo un'influenza insignificante sulla qualità del materiale, anche con un numero molto elevato di colpi singoli.

Il test è stato proseguito a scopo di ricerca dopo aver raggiunto l'obiettivo del cliente (230.000 dosaggi). Il team preeflow sperava che ciò avrebbe fornito dati concreti sulla durata della serie di test fino al guasto totale del sistema. Quando si verificano le perdite? Quando cala la pressione di erogazione? Domande come queste sono rimaste senza risposta, anche dopo 1.000.000 di erogazioni, poiché non erano misurabili cambiamenti significativi (Figura 2). Anche l'usura visibile causata dal lubrificante abrasivo ad alta pressione è rimasta nei limiti (a sinistra ora 0,106; al centro 0,114; a destra 0,106). Anche l'ispezione visiva finale ha mostrato che tutti i rotori erano in condizioni eccellenti. Gli statori presentavano solo l'usura prevista, che in ogni caso non si discostava significativamente dall'originale, con una media del 3% (diametro esterno) e dell'8%, rispettivamente.

Conclusione

Questi valori dimostrano che i 230.000 colpi di dosaggio richiesti dal cliente possono essere superati molte volte, e anche in questo caso non sono misurabili segni di cedimento in condizioni di laboratorio.

Il passaggio dalle pompe a pistoni all'eco-PEN600 garantisce quindi al cliente un risparmio dimostrabile, in quanto il lungo tempo di erogazione non rende più necessaria la sostituzione delle valvole ogni 4 settimane. Inoltre, i costi di manutenzione di eco-PEN600 si riducono ulteriormente, anche in caso di utilizzo a lungo termine, in quanto è stato dimostrato che i rotori rivestiti in corrente continua non si usurano e le variazioni della quantità erogata in un singolo colpo sono trascurabili in considerazione del loro basso valore (massimo più → 18,9 mg / massimo meno → 7,3 mg). Tutte le apparecchiature, a partire dall'erogatore, hanno mostrato perdite nulle. Non sono state rilevate sostanze contenenti olio né all'interno né sulle tubazioni e sui raccordi. Non sono stati rilevati nemmeno difetti di qualità dovuti a differenze di viscosità. Si può ipotizzare che la ricalibrazione possa aumentare il numero di erogazioni raggiunte (1.000.000) con una qualità analoga e senza affaticamento dei materiali.