Melhorando o desempenho da prensa de extrusão com atualização hidráulica

Um desafio emergente para a indústria de prensas de extrusão é a tecnologia hidráulica mais antiga. Muitas prensas continuam usando bombas hidráulicas ineficientes e não confiáveis.

A Superior Extrusion enfrentou recentemente esta situação. Em 1996, a empresa comprou uma prensa Farrel usada de 1.650 toneladas. Em uso desde 1971, a prensa de 7 polegadas já produziu mais de 200 milhões de libras de extrusões de alumínio para o fabricante com sede em Michigan. Atualmente, a imprensa executa um turno de 10 horas por dia, com planos de passar para dois turnos no futuro.

Em uma prensa de extrusão de alumínio deste tamanho, os componentes hidráulicos sofrem desgaste significativo e constante. Depois de décadas produzindo uma ampla gama de peças, a manutenção hidráulica - especialmente na bomba hidráulica - tornou-se mais frequente, reduzindo o tempo de operação e a produtividade da prensa.

Tal como acontece com muitos clientes que utilizam bombas de modelos semelhantes, as peças tornaram-se quase impossíveis de obter e técnicos qualificados tornaram-se mais difíceis de encontrar. Uma das principais consequências da condição de envelhecimento da bomba foi o aumento dos vazamentos de fluido hidráulico. A Superior começou a registrar de 65 a 70 horas de inatividade todos os anos para reparar vazamentos, juntamente com os custos de reparo e fabricação de tubulações e outras peças internamente.

A solução de atualização da bomba hidráulica drop-in

A Superior procurou a Bosch Rexroth para ajudar a desenvolver a solução, uma vez que eles já haviam trabalhado juntos em outros projetos hidráulicos no passado, tanto para novos sistemas quanto para atualizações de equipamentos. “A Bosch Rexroth existe há anos e tem uma reputação de qualidade e serviço. Isso foi importante para nós porque na indústria de extrusão, quando uma peça cai, você não pode simplesmente correr para a loja de ferragens para comprar uma nova na prateleira”, disse Bradley Couture, presidente e CEO da Superior.

De acordo com Michael Kramer, Engenheiro de Aplicação de Imprensa da Bosch Rexroth, a bomba herdada ficava em cima do tanque, extraindo óleo do reservatório e fornecendo-o ao sistema através de duas portas de abastecimento. A maioria das bombas modernas opera com apenas uma porta de alimentação, portanto, a instalação de uma nova bomba exigia a reconfiguração do sistema.

Além disso, a Superior e a Bosch Rexroth precisavam projetar uma atualização relativamente simples.

Antes de trabalhar com a Superior, a equipe da Bosch Rexroth reconheceu que esse estilo de bomba estava se tornando obsoleto. Em resposta, sua equipe de engenharia em Bethlehem, PA, colaborou com associados na Alemanha para projetar e projetar uma substituição de bomba/coletor/controles.

Após 150 horas de testes nas instalações de Bethlehem e mais de 2.000 horas de testes em produção na prensa de extrusão de 2.400 toneladas de um cliente da Rexroth, a equipe validou que a nova solução drop-in atendeu aos padrões de desempenho e confiabilidade da empresa.

O projeto da Superior foi a primeira oportunidade de aplicar o conceito drop-in testado. No coração da solução estava uma bomba de pistão axial Rexroth A4VSO 500. “Ao adicionar uma válvula de retenção na parte inferior do tubo de sucção e injetar um volume de enchimento parcial no tubo, podemos garantir que a entrada do tubo esteja cheia na partida ou sob condições de fluxo mínimas”, disse Kramer.

A atualização drop-in incorporou um circuito manifold personalizado que replica a função bidirecional mais antiga com duas portas de pressão exatamente no mesmo local da bomba herdada. Válvulas de cartucho de duas vias direcionam o óleo para a porta correta; este projeto preservou grande parte da tubulação hidráulica existente e facilitou a instalação.

Para controlar o fluxo através das portas de pressão, um controle eletrônico digital HACD foi configurado para receber os sinais analógicos existentes que anteriormente controlavam as bombas legadas e usar essas saídas para controlar tanto a bomba A4VSO quanto as válvulas de controle. Isso simplificou o desafio dos controles de instalar uma nova geração de sistemas hidráulicos com os sistemas existentes.

O resultado foi uma solução imediata que modernizaria a impressora sem o tempo de inatividade significativo ou custo associado a uma atualização ou substituição completa.

Resultados mensuráveis ​​além da redução do tempo de inatividade

O retrofit da bomba hidráulica produziu resultados mensuráveis ​​quase imediatamente, com aumentos significativos na velocidade da prensa. “Antes da atualização, a prensa girava em torno de 2.000 libras por hora”, disse Couture. “Agora, ele gira em torno de 2.400 libras por hora, cerca de 14% de aumento”.

A velocidade da prensa aumentou tanto que quando uma matriz em particular funcionava a 2.800 libras por hora, o forno da Superior não conseguia acompanhar a produção. A Superior descobriu que o novo retrofit operava com muito mais eficiência que poderia substituir motores de 200 cavalos de potência por motores de 150 cavalos de potência mais eficientes. A temperatura do óleo também diminuiu, ajudando a reduzir os custos ambientais e de refrigeração.

De acordo com o CEO da Superior, o retrofit forneceu uma solução inteligente e fácil de instalar para um problema persistente que prejudicava a produtividade e a eficiência operacional da empresa. Ao ter um substituto Rexroth pré-projetado para a bomba hidráulica, a Superior conseguiu estender a vida útil operacional da prensa com uma solução econômica que forneceu rapidamente um retorno mensurável do investimento.

Este artigo foi contribuído por Bosch Rexroth (Belém, PA). Para mais informações, visite aqui .