油圧システムのアップグレードで押出プレスの効率を大幅向上

押出プレス業界が直面する新たな課題は、老朽化した油圧技術です。多くのプレスが非効率で信頼性の低い油圧ポンプを使用し続けています。

Superior Extrusion社の課題

Superior Extrusion社は最近この状況に直面しました。1996年に中古の1,650トンFarrelプレスを購入。1971年から使用されているこの7インチプレスは、ミシガン州の同社で2億ポンド以上のアルミニウム押出製品を生産してきました。現在は1日10時間の1シフトで稼働しており、将来的には2シフト体制への移行を計画しています。

油圧コンポーネントの摩耗とメンテナンス負担

この規模のアルミニウム押出プレスでは、油圧コンポーネントが常に大きな摩耗と損耗を受けます。数十年にわたる多品種生産の後、特に油圧ポンプのメンテナンス頻度が増加し、プレスの稼働率と生産性が低下していました。

類似モデルのポンプを使用する多くの顧客と同様に、部品の入手がほぼ不可能になり、資格を持つ技術者も見つかりにくくなっていました。ポンプの老朽化による主要な結果の一つは、作動油漏れの増加です。Superior社では年間65〜70時間のダウンタイムを漏れ修理に費やし、修理費用と配管やその他部品の社内製作コストが発生していました。

ドロップイン型油圧ポンプアップグレードソリューション

Superior社はBosch Rexrothにソリューション開発を依頼しました。過去に新規システムと設備アップグレードの両方で協力実績があったためです。「Bosch Rexrothは長年の実績があり、品質とサービスで定評があります。押出業界では部品が故障した際、ホームセンターで代替品を買うわけにはいきません」とSuperior社の社長兼CEOであるBradley Couture氏は語ります。

Bosch RexrothのプレスアプリケーションエンジニアMichael Kramer氏によると、従来のポンプはタンクの上に設置され、リザーバーから油を吸い上げ、2つの供給ポートを通じてシステムに供給していました。一方、最新のポンプは単一の供給ポートで動作するため、新しいポンプの設置にはシステム再構成が必要でした。

また、Superior社とBosch Rexrothは比較的簡単なアップグレードを設計する必要がありました。

事前開発されたドロップインソリューション

Superior社との取り組み以前から、Bosch Rexrothチームはこのポンプスタイルが陳腐化しつつあることを認識していました。対応として、ペンシルベニア州ベツレヘムのエンジニアリングチームがドイツの関係者と協力し、ポンプ/マニホールド/制御装置の交換ユニットを設計・開発しました。

ベツレヘム施設での150時間のテストと、Rexroth顧客の2,400トン押出プレスでの2,000時間以上の本番テストを経て、新しいドロップインソリューションが同社の性能と信頼性基準を満たすことが検証されました。

Superior社のプロジェクトは、テスト済みのドロップインコンセプトを適用する最初の機会となりました。その核心にはRexroth A4VSO 500アキシャルピストンポンプがありました。「吸引管の底部に逆止弁を追加し、部分的な充填量を管内に注入することで、起動時や最小流量条件下でも管入口が満たされた状態を確保できます」とKramer氏は説明します。

既存配管を活かしたカスタムマニホールド回路

ドロップインアップグレードには、従来の2ウェイ機能を同じ場所にある2つの圧力ポートで再現するカスタムマニホールド回路が組み込まれました。2ウェイカートリッジバルブが油を正しいポートに導くため、既存の油圧配管の大部分を保持し、設置を容易にしました。

圧力ポートを通る流量を制御するため、HACDデジタル電子制御を設定し、従来のポンプを制御していた既存のアナログ信号を受け取り、それらの出力を用いてA4VSOポンプと制御バルブの両方を制御します。これにより、既存システムと新世代油圧システムの統合における制御課題が簡素化されました。

結果として、完全なアップグレードや交換に伴う大幅なダウンタイムやコストなしに、プレスを近代化するドロップインソリューションが実現しました。

ダウンタイム削減を超える測定可能な成果

油圧ポンプのレトロフィットは、ほぼ即座に測定可能な成果をもたらし、プレス速度が大幅に向上しました。「アップグレード前は毎時約2,000ポンドの生産でしたが、現在は毎時約2,400ポンド、約14%の増加です」とCouture氏は述べます。

プレス速度が向上したため、ある特定のダイスで毎時2,800ポンドで稼働した際、Superior社のオーブンが生産ペースに追いつけなくなりました。新しいレトロフィットがこれほど効率的に動作するため、200馬力モーターをより省エネな150馬力モーターに置き換えることができました。オイル温度も低下し、環境負荷と冷却コストの削減に貢献しています。

Superior社のCEOによると、このレトロフィットは、同社の生産性と運用効率を阻害していた持続的な問題に対する、設置が容易でスマートなソリューションを提供しました。Rexrothの事前設計された油圧ポンプ交換品により、Superior社はコスト効率の良いソリューションでプレスの運用寿命を延ばし、迅速に投資収益を実現できました。

この記事はBosch Rexroth（ペンシルベニア州ベツレヘム）により寄稿されました。詳細はこちら .