Témata
Reklama

Hydraulika a pneumatika. Quo vadis?

Vážení čtenáři, opět po roce se vám dostává do rukou letní vydání magazínu MM Průmyslové spektrum věnované hydraulice a pneumatice. Ve své úvaze se pokusím najít odpověď na úvodní otázku, tedy kam tyto tradiční obory směřují.

Určitě jste stejně jako já zaznamenali, že v posledních letech se z diskuzí, článků či reportáží o technice vytratily pojmy jako konstrukce, projekce, funkcionalita, procesy atd. Naproti tomu všude slyšíme: Industry 4.0, IoT, IIoT , ICT, IT apod. Právě tyto zkratky a označení prezentují aktuální trend, který v následujícím období přinese do vývojových, výrobních či logistických procesů zcela nový inovativní přístup, v konečném důsledku směřující k větší efektivitě lidského konání.

Nezapomínejme však na elementární základ, kterým jsou všechny ty pohony, motory, aktuátory, ventily, válce, hadice, šroubení filtry, čerpadla, bez nichž by vyšší technologie nebyly ničím – jen krásnými idejemi.

Na platformě CHAP často debatujeme o tom, jak se tradiční pojetí a úloha hydrauliky a pneumatiky mění, jak jsou hydraulické a pneumatické pohony nahrazovány elektrickými a dříve ryze hydraulické pohony jsou nejen v industriálních, ale i mobilních zařízeních nahrazovány elektromotory. Někteří starší kolegové to nesou nelibě, obávají se ztráty pozic pro „tradiční“ hydrauliku a pneumatiku, výrazy jako „elektrické lisování a spojování“ jsou pro ně neakceptovatelné. Já patřím mezi příznivce inovativního přístupu, propojování a vzájemné kooperace technologií a jsem rád, že mezi mými kolegy v CAHP tento názor převažuje. Současné tendence se proto snažíme zahrnout v obsahové náplni odborných seminářů, které připravujeme pro širokou technickou veřejnost. Letos v září v Praze pořádáme 24. mezinárodní konferenci Hydraulika a pneumatika a již nyní je z témat dosud přihlášených příspěvků zřejmé, že obsahová náplň bude mixem informací napříč obory nejen z oblasti fluidní techniky.

Jisté je, že bez základních stavebních kamenů všech strojů a zařízení, tedy hydraulických a pneumatických prvků, to zatím prostě nejde. Znovu jsem si to uvědomil při návštěvě letošního veletrhu IAMD v Hannoveru. Více než 40% podíl měli vystavovatelé z oblasti nových informačních a komunikačních technologií, vedle nich však mnoho vystavovatelů z různých zemí světa prezentovalo výsledky inovací, dlouhodobého vývoje a vylepšování výrobků právě ve sféře těchto základních kamenů.

Reklama
Reklama
Elektrohydraulický regulovaný pohon

A jaké jsou tedy klíčové současné směry?

Podle mých zkušeností jde o zvyšování výkonové hustoty komponent, hledání úspor nejen ve výrobě a spotřebě tlakových médií, ale také při jejich distribuci od zdroje ke spotřebiči, o odklon od tradičních výrobních postupů směrem k aditivní výrobě a hlavně o zlomové rozšíření komunikačních možností jednotlivých komponent směrem k nadřazeným systémům, zásadní rozšiřování portfolia monitorovacích prvků a systémů pro téměř všechna pracovní média. Cílem je maximální účinnost výrobních procesů, vysoká operativní účinnost a optimalizace/minimalizace vlastnických nákladů.

Pracovní tlaky v hydraulice byly dříve 160 bar, později 210, a když jsme se někdy před 25 lety dostali na 350 bar jmenovitého tlaku, domnívali jsme se, že výš už to nejde. Díky novým materiálům se však postupem času mnoho výrobců dostalo až na hladinu 450–500 bar, případně i výše, a to se nebavíme jen o mobilních aplikacích, ale o možném budoucím industriálním standardu. 100 dm3.min-1 při 200 barech je energeticky totéž jako 50 dm3.min-1 při 400 barech, což ovšem znamená, že pro průtok 50 dm3.min-1 je vše menší, ale ne nezbytně těžší. Občas se sám sebe ptám, kde se tento trend nakonec zastaví. Přidáme-li stále větší podíl elektricky regulovaných zdrojů – čerpadel –, dojdeme k energetickým úsporám v řádech desítek procent, což zejména u mobilních zařízení znamená přeneseně nižší emise a ekologičtější provoz.

Podobný trend předpokládám i v pneumatice, kde mnozí mají stále tendenci vycházet ze statusu, že pro pneumatiku je určeno 6 bar. Jenže na trhu jsou běžně prvky umožňující pracovat se jmenovitým tlakem až 16 bar, což znamená při stejných rozměrech aktuátoru téměř trojnásobnou sílu, respektive pro stejnou sílu až o dvě velikosti menší aktuátor, a tedy i nižší spotřebu vzduchu. Přitom 16 bar nemusí být konečná hodnota – už nyní existují zdroje, které dokážou vyrobit stlačený vzduch o tlaku až 40 bar! Předmětem tohoto textu je náhled do budoucnosti v průmyslové a mobilní standardní pneumatice, nezmiňuji zde proto specifické aplikace pracující s tlaky ještě vyššími – letectví, kosmonautika atd. Přidá-li se větší rozšíření technologií pro úspory spotřeby vzduchu (obecně označované jako „air savery“), doprovázené kontinuálním monitoringem média v rozvodné síti, rázem dojde ke snížení energetické náročnosti stejných operací ne o jednotky procent, ale o desítky procent. Navíc údržbář již nemusí „obíhat“ provoz, ale všechny klíčové parametry vidí v reálném čase ve svém počítači, tabletu nebo chytrém telefonu.

Další velký potenciál spatřuji v optimalizaci návrhu skladby celých systémů: příkon a ostatní veličiny v souladu s reálnými provozními podmínkami, v optimalizaci velikosti nejen výkonových členů, ale hlavně zdrojů, kde se tvoří největší úspory. Klíčová je rovněž optimalizace zdrojů s ohledem na skutečné provozní podmínky – generuji jen tolik příkonu, kolik v danou chvíli potřebuji, čímž dochází k minimalizaci ztrát v rozvodech pracovních médií. Typickým příkladem jsou elektrohydraulické pohony/aktuátory. Ty v řadě aplikací nahradily standardní hydraulické válce ovládané ventilovými bloky, které jsou napájeny prostřednictvím rozsáhlých sítí potrubních rozvodů regulujících stovky nebo i tisíce litrů oleje. Kompaktní elektrohydraulický pohon je usazen na místě původního hydraulického válce a místo trubek k němu vede jeden kabel a olejová náplň je minimální. Vzhledem k tomu, že takové autonomní zařízení je vybaveno řadou senzorů monitorujících provozní a poruchové stavy, současně komunikuje s nadřazeným systémem, ostatními zařízeními v procesu, servisním portálem atd. A tady se kruh uzavírá, protože zkratky Industry 4.0, IoT, IIoT a další prezentují tento vyšší způsob komunikace mezi stroji a zařízeními. Pokrok, který je tady a bude pokračovat.

Systém pro on-line monitoring kvality stlačeného vzduchu

Jaká je tedy má odpověď na úvodní otázku?

Hydraulika a pneumatika směřují ke stále výkonnějším, sofistikovaným výrobkům a komponentům, které budou spolupracovat s ostatními technologiemi napříč různými technickými obory. V některých aplikacích ustoupí ze svých pozic, ale bez hydrauliky a pneumatiky se ještě hodně dlouho neobejdeme a v některých aplikacích zřejmě nebudou nahrazeny nikdy, ale to ukáže čas.

Všichni výrobci hydraulických a pneumatických prvků a systémů investují nemalé částky do vývoje, protože věří, že jejich výrobky budou stále potřeba. Ovšem část těchto prostředků bohužel zůstává nevyužita, protože chybí mozky a ruce, které by vývojové a trendové programy realizovaly. Ani univerzitní pracoviště nejsou schopna nabídnout dostatečnou lidskou kapacitu v rámci externí spolupráce na řadě zajímavých projektů. Je škoda, že nedostatek kvalifikovaných strojních a elektrotechnických inženýrů takovým způsobem limituje tvořivou a kreativní činnost, jakou vývoj a zkoušení nových výrobků a technologií dozajista je. Jsem si vědom, že tento problém my, hydraulikáři a pneumatikáři, nevyřešíme, to je úkol pro vládu a ministerstva.

Vážení čtenáři, věřím, že vás má úvaha zaujala, případně vás inspirovala k zamyšlení nad budoucností fluidní techniky. Všem vám přeji příjemné a hlavně odpočinkem naplněné léto.

Radim Olšovský

ROlsovsky@parker.com

www.parker.com/cz

Reklama
Firmy
Související články
25. mezinárodní konference Hydraulika a pneumatika

Novotného lávka v centru Prahy bude ve dnech 8.–9. června 2022 hostit již 25. mezinárodní konferenci Hydraulika a pneumatika, jejímž cílem je výměna odborných zkušeností a nových poznatků ve výzkumu a vývoji hydraulických a pneumatických prvků a systémů.

Více propojujme vysoké školy s praxí

Profesor Jaroslav Kopáček patří zcela bez pochyb mezi nestory oboru hydrauliky a pneumatiky v naší zemi ve druhé polovině 20. století, a proto mu byla na Mezinárodním strojírenském veletrhu 2019 v Brně udělena po zásluze Zlatá medaile za celoživotní tvůrčí technickou práci a inovační činy. Při příležitosti ocenění práce pana profesora jsme připravili malý medailonek tohoto skromného a entuziastického člověka. Pan profesor nám při této příležitosti sdělil i několik svých zajímavých postřehů.

Aplikace moderních postupů a technologií v obrábění

Společnost Hofmeister pravidelně svým zákazníkům představuje novinky a inovace nejen vlastní, ale také svých obchodních partnerů. Účast na listopadových zákaznických dnech svědčí o velkém zájmu.

Související články
Hydropneumatické odpružení

Hydropneumatické odpružení je rychlejším a cenově příznivějším řešením díky stavebnicovým/modulárním regulačním systémům. Hydropneumatické systémy odpružení nápravy vozidla nebo kabiny vozidla zvyšují komfort a výkonnost vozidel.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Aplikace systémů řízení vzduch/voda ve výrobních závodech

Automobilový průmysl patří mezi hlavní hnací motory naší ekonomiky. A nejen naší - celosvětově se ročně vyrobí přes 80 miliónů osobních a malých nákladních vozidel. Všechny tyto dopravní prostředky se vyrábějí na moderních automatizovaných linkách, kde část procesu zajišťují roboty a část lidská pracovní síla. Tato součinnost se využívá i při výrobě karosérii vozidel.

Hydraulika & pneumatika

Hydraulika je technická disciplína zaměřená na využití mechanických vlastností tekutin nejen pro technické účely. Pneumatika je technický obor zabývající se přeměnou stlačeného vzduchu na mechanický pohyb.

Řízení pohybu

Díky ročnímu obratu přes 13 miliard dolarů je společnost Parker Hannifin velkým hráčem na poli technologií a systémů pro řízení pohybu, který poskytuje specializovaná řešení pro komerční, mobilní, průmyslové a letecké obory.

Proporcionální technika

Česká asociace pro hydrauliku a pneumatiku, sekce České strojnické společnosti, pořádá odborný seminář na téma Proporcionální technika. Půjde o proporcionální techniku v oboru hydrauliky. Představeny budou proporcionální ventily a servoventily pro řízení tlaku a průtoku pracovní kapaliny v hydraulických obvodech, včetně ukázek jejich aplikace v hydraulických mechanismech.

Cesta k budoucímu růstu vede přes investice

Rok 2020 by se dal přejmenovat na Rok černých labutí. Ekonomové k těmto původem australským ptákům přirovnávají události, které nikdo nečeká a které hluboce zasáhnou samotné základy hospodářství. Tak jako to dokázala pandemie nového typu koronaviru. Ze dne na den donutila vlády, aby vypnuly na několik měsíců nejen českou, ale také další klíčové ekonomiky pro české exportéry.

Současný vývoj v oblasti řezných nástrojů

Vývojové trendy v segmentu obráběcích řezných nástrojů jsou navázány na progresi ve strojírenské výrobě a reagují na aktuální potřeby průmyslu. Výzkum a vývoj již dlouhodobě soustřeďuje svou pozornost na vývoj řezných materiálů, systémů povlakování, konstrukce moderních nástrojů využívajících princip minimálního mazání a chlazení MQL, koncepty inovativních upínacích soustav. V současnosti jsou rozvíjeny technologie pro inteligentní výrobu s aplikací předností Průmyslu 4.0, včetně automatizace výrobního procesu, sběru dat o zařízeních, procesech a vyráběných dílcích. Na veletrhu EMO Hannover 2019 byly společnostmi představeny chytré technologie a řešení inteligentního řízení procesu obrábění. Digitalizace a konektivita jsou nyní důležitější než kdykoliv předtím.

Digitalizujeme svět obrábění

Digitalizace v oblasti obráběcích strojů je poměrně nový fenomén. Svět digitalizace se stává svébytným ekosystémem a Siemens jako jediný má pro jeho vytvoření a fungování potřebnou škálu nástrojů – od simulačních programů pro plánování a virtuální zprovoznění strojů, výrobků i procesů přes řídicí systémy a další prvky průmyslové automatizace po monitoring a sběr dat, cloudová úložiště i manažerské nadřazené systémy. Jaké výhody digitalizace přináší, ukázal Siemens na letošním Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně mimo jiné také na prototypu multifunkčního obráběcího centra MCU450 společnosti Kovosvit MAS.

Regulační pohony hydraulických čerpadel

V posledních letech se hledají možnosti úspor energie i u hydraulických systémů. Tyto pohony jsou pomalu vytlačovány v oblasti menších sil a momentů elektromechanickými pohony. V oblasti vyšších výkonů - desítky a více kW - však hydraulické pohony stále představují hlavní možnost řešení, a to zpravidla ve spolupráci se stále se rozvíjející elektronikou. I tady však už existují čistě elektrická řešení. U vyšších výkonů i několik procent úspor dělá výrazné snížení spotřeby energie.

Pohony a hydraulika

Společnost Gates Corporation je celosvětová diverzifikovaná průmyslová společnost, která poskytuje vyspělá řešení přenosu síly a hydrauliky. Přináší totiž produkty a služby, které snižují celkové náklady na vlastnictví pro širokou řadu aplikací.

Na cestě ke zrození stroje, část 5: Zakázka

Série deseti článků, jejichž autorem je konstruktér Michal Rosecký, popisuje proces výroby obráběcího stroje. Krok po kroku nás provází tímto náročným procesem, na jehož závěru je po stránce vývoje a výroby rentabilní moderní výrobní zařízení s inovativními prvky, o které trh projeví zájem a po uvedení do provozu přinese zákazníkovi deklarovanou profitabilitu, technické parametry a návratnost investic.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit