Mejora de la Eficiencia en Prensas de Extrusión mediante Actualizaciones Hidráulicas

Un desafío emergente para la industria de prensas de extrusión es la tecnología hidráulica obsoleta. Muchas prensas continúan utilizando bombas hidráulicas ineficientes e poco fiables.

El Caso de Superior Extrusion

Superior Extrusion enfrentó recientemente esta situación. En 1996, la compañía adquirió una prensa Farrel usada de 1.650 toneladas. En uso desde 1971, la prensa de 7 pulgadas ha producido desde entonces más de 200 millones de libras de extrusiones de aluminio para el fabricante con sede en Michigan. La prensa funciona actualmente en un turno de 10 horas al día, con planes de pasar a dos turnos en el futuro.

En una prensa de extrusión de aluminio de este tamaño, los componentes hidráulicos están sujetos a un desgaste significativo y constante. Después de décadas produciendo una amplia gama de piezas, el mantenimiento hidráulico — especialmente en la bomba hidráulica — se había vuelto más frecuente, reduciendo el tiempo de actividad y la productividad de la prensa.

Como ocurre con muchos clientes que usan bombas de modelo similar, las piezas se volvieron casi imposibles de obtener y los técnicos cualificados más difíciles de encontrar. Una consecuencia mayor del envejecimiento de la bomba fue el aumento de fugas de fluido hidráulico. Superior comenzó a registrar 65 a 70 horas de inactividad al año para reparar fugas, junto con los costes de reparación y fabricación de tuberías y otras piezas internamente.

Solución de Actualización de Bomba Hidráulica "Drop-In"

Superior se acercó a Bosch Rexroth para ayudar a desarrollar la solución, ya que habían trabajado juntos en otros proyectos hidráulicos, tanto para nuevos sistemas como para actualizaciones de equipos. "Bosch Rexroth lleva años en el mercado y tiene una reputación de calidad y servicio. Eso era importante para nosotros porque en la industria de la extrusión, cuando una pieza falla, no puedes simplemente ir a la ferretería a comprar una nueva de estantería", dijo Bradley Couture, Presidente y CEO de Superior.

Según Michael Kramer, Ingeniero de Aplicaciones de Prensa en Bosch Rexroth, la bomba heredada se situaba sobre el tanque, extrayendo aceite del depósito y suministrándolo al sistema a través de dos puertos de suministro. La mayoría de las bombas modernas operan con un solo puerto de suministro, por lo que instalar una nueva bomba requería una reconfiguración del sistema.

Además, Superior y Bosch Rexroth necesitaban diseñar una actualización relativamente sencilla. Antes de trabajar con Superior, el equipo de Bosch Rexroth reconoció que este estilo de bomba se estaba volviendo obsoleto. En respuesta, su equipo de ingeniería en Bethlehem, PA, colaboró con asociados en Alemania para diseñar e ingeniar un reemplazo de bomba/colector/control.

Tras 150 horas de pruebas en la instalación de Bethlehem y más de 2.000 horas de pruebas en producción en una prensa de extrusión de 2.400 toneladas de un cliente de Rexroth, el equipo validó que la nueva solución "drop-in" cumplía con los estándares de rendimiento y fiabilidad de la compañía.

El proyecto de Superior fue la primera oportunidad para aplicar el concepto "drop-in" probado. En el corazón de la solución estaba una bomba de pistones axiales Rexroth A4VSO 500. "Al añadir una válvula de retención en la parte inferior del tubo de aspiración e inyectar un volumen parcial de llenado en el tubo, podíamos asegurar que la entrada del tubo estuviera llena al arranque o bajo condiciones de flujo mínimo", dijo Kramer.

La actualización "drop-in" incorporó un circuito de colector personalizado que replica la función bidireccional antigua con dos puertos de presión en la misma ubicación exacta que la bomba heredada. Válvulas de cartucho bidireccionales dirigen el aceite al puerto correcto; este diseño preservó gran parte de la tubería hidráulica existente y permitió una instalación más fácil.

Para controlar el flujo a través de los puertos de presión, se configuró un control electrónico digital HACD para tomar las señales analógicas existentes que controlaban anteriormente las bombas heredadas y usar esas salidas para controlar tanto la bomba A4VSO como las válvulas de control. Esto simplificó el desafío de control de instalar una nueva generación de hidráulica con los sistemas existentes.

El resultado fue una solución "drop-in" que modernizaría la prensa sin el tiempo de inactividad significativo o el coste asociado a una actualización o reemplazo completo.

Resultados Medibles Más Allá de la Reducción de Tiempo de Inactividad

La modernización de la bomba hidráulica produjo resultados medibles casi inmediatamente, con aumentos significativos en la velocidad de la prensa. "Antes de la actualización, la prensa funcionaba alrededor de 2.000 libras por hora", dijo Couture. "Ahora funciona alrededor de 2.400 libras por hora, aproximadamente un aumento del 14 por ciento."

La velocidad de la prensa aumentó tanto que cuando un troquel particular funcionaba a 2.800 libras por hora, el horno de Superior no podía seguir el ritmo de la producción. Superior descubrió que la nueva modernización operaba de manera mucho más eficiente, permitiéndoles reemplazar motores de 200 caballos de fuerza con motores de 150 caballos más eficientes energéticamente. La temperatura del aceite también disminuyó, ayudando a reducir costes ambientales y de refrigeración.

Según el CEO de Superior, la modernización proporcionó una solución inteligente y fácil de instalar para un problema persistente que obstaculizaba la productividad y la eficiencia operativa de la compañía. Al tener un reemplazo prediseñado de Rexroth para la bomba hidráulica, Superior pudo extender la vida operativa de la prensa con una solución rentable que entregó rápidamente un retorno medible de su inversión.