No ambiente de negócios atual, os equipamentos de fabricação estão constantemente sendo levados ao limite, com a expectativa de funcionar continuamente para manter as operações sem interrupção.
Os proprietários de equipamentos estão cada vez mais atentos ao custo total de propriedade, o que tem levado a uma pressão por máquinas de baixa manutenção e alta confiabilidade, alta precisão, tempos de ciclo curtos e baixo consumo de energia.
Em um estudo realizado em conjunto com a Schoen + Sandt Machinery, fabricante líder alemã de prensas hidráulicas, o impacto na eficiência energética de um fluido hidráulico de alto índice de viscosidade (VI) resultou em ganhos de até 10% menos no consumo de quilowatts-hora (kWh).
Esses especialistas em máquinas hidráulicas não se limitam a projetar e fabricar cortadores hidráulicos e sistemas de controle de ponta, mas também se esforçam para ajudar a obter economia por meio de menor consumo de energia, maior produção por meio de maior precisão da máquina e confiabilidade da máquina com vida útil prolongada.
A viscosidade tem um grande impacto na eficiência e no consumo de energia
No mercado atual de máquinas de corte hidráulicas, a eficiência energética se tornou quase tão importante quanto a inovação técnica. O fluido hidráulico transmite potência, tornando-o um dos principais componentes de um sistema hidráulico. O uso de um fluido hidráulico monoviscoso resulta em transferência de calor ruim, perdas na transmissão de potência, capacidade de resposta reduzida aos controles e estresse oxidativo no sistema hidráulico.
Quando o fluido hidráulico está frio, ele é espesso e sua viscosidade é alta. Essa viscosidade aumentada cria altos níveis de atrito. No entanto, o fluido hidráulico quente se torna fino e sua viscosidade reduzida pode levar a vazamentos e danos por desgaste. Em ambos os casos, o desempenho é comprometido. Esse tipo de fluido hidráulico em que a viscosidade tem uma alta variação de acordo com a temperatura é chamado de fluido monoviscoso.
Altas temperaturas são inimigas da viscosidade estável. Conforme a temperatura sobe, o fluido se afina, criando contato metal com metal em alguns casos. Esse fluido de baixa viscosidade causará maior desgaste, resultando em reparos caros e tempo de inatividade da máquina.
Fluidos hidráulicos que são especialmente formulados para manter um nível ótimo de viscosidade em amplas faixas de temperatura são chamados de multiviscosos. Fluidos multiviscosos protegem as máquinas equilibrando a eficiência hidromecânica e volumétrica no equipamento.
Deixe fluir
Sem um equilíbrio, os sistemas hidráulicos podem enfrentar o dilema de perdas hidromecânicas com um fluido de alta viscosidade e perdas de potência volumétrica com um fluido de viscosidade muito baixa. Por um lado, a eficiência mecânica do sistema hidráulico se beneficiaria de um fluido muito fino e de fácil fluxo.
Entretanto, um fluido muito fino proporciona baixa eficiência volumétrica, pois o vazamento interno consome grande parte da energia da bomba e o fluido proporciona baixa lubrificação.
Por outro lado, um fluido mais espesso é benéfico para a eficiência volumétrica, pois as perdas por vazamento interno da bomba são mínimas. No entanto, esse fluido mais denso apresenta dificuldade de escoamento e gera atrito hidrodinâmico e perdas por agitação no sistema. A escolha ideal do fluido é um equilíbrio entre esses fatores.
Missão e Maquinário
O teste de fluido foi conduzido em uma prensa hidráulica 6005BA com uma força de corte de 1.250 quilonewtons (kN). Tais cortadores hidráulicos com vigas retráteis são prensas de punção multiuso para tamanhos de lotes pequenos e médios para processamento de materiais em folha e rolo.
No teste, a potência em kW, a pressão da bomba em bar, o óleo e as temperaturas ambiente foram os parâmetros medidos para determinar a influência da viscosidade no desempenho da máquina.
O fabricante do equipamento original (OEM) neste estudo de caso comparou dois fluidos hidráulicos multiviscoso a um óleo de referência monoviscoso. O óleo de referência era um fluido típico, com um grau de viscosidade comum de ISO 46 e uma viscosidade que não foi formulada para suportar mudanças de temperatura operacional.
O primeiro óleo testado, fluido A, era o mesmo que o fluido de referência, exceto por ter sido formulado para estabilizar a viscosidade em uma faixa de temperatura. O segundo óleo testado, fluido B, tinha um grau de viscosidade ISO 32 e era um fluido hidráulico mais fino, também capaz de estabilizar a viscosidade em uma faixa de temperatura.
Fórmula para o Sucesso
O fluido multiviscoso A não apresentou vantagens significativas em comparação ao fluido de referência monoviscoso convencional. Isso pode ser explicado pela influência da perda mecânica na eficiência geral do sistema hidráulico ser muito maior do que o ganho de eficiência de volume.
A escolha do fluido contribui para a confiabilidade e produtividade aprimoradas, ao mesmo tempo em que reduz o tempo de inatividade do equipamento e o custo total de propriedade. Portanto, a viscosidade do fluido tem um grande impacto na eficiência do sistema.
O fluido multiviscoso B mostrou ganhos de eficiência de até 10% em comparação ao fluido de referência monoviscoso convencional. Quando um sistema hidráulico é exposto ao calor e à pressão, um fluido otimizado para viscosidade, como o fluido B, transporta mais energia da bomba devido à maior viscosidade e menos perda por vazamento. Em temperaturas normais, ele flui melhor e cria menos resistência à bomba.
Foco na confiabilidade e eficiência de recursos
Comprovado em laboratório e corroborado pelos próprios testes de equipamentos do fabricante original (OEM) e por usuários finais em campo, o desempenho e as economias podem ser previstos com confiança ao utilizar um fluido hidráulico ISO 32 formulado para resistir e estabilizar a viscosidade em uma ampla faixa de temperatura.
Ganhos de eficiência entre 4% e 11% foram consistentemente medidos em comparação com fluidos monoviscoso de referência, além de benefícios adicionais como menor temperatura do óleo, proteção dos equipamentos e intervalos de troca mais longos.
Não faltam benefícios. Existe agora uma oportunidade real de aumentar a confiabilidade, prolongar a vida útil dos equipamentos, reduzir o custo total de propriedade, ampliar os intervalos de troca de óleo e se tornar referência em eficiência energética.
