Ventil / Letnik 30 / 2024 / 1 / Februar ISSN 1318 - 7279 Fakulteta za strojništvo z novo raziskovalno opremo Preprosto: del rešitve Festo osnovni program Prednosti na prvi pogled: • Več kot 35.000 izdelkov v ponudbi • Hitra dostava • Privlačne cene Osnovni program za avtomatizacijo Festo osnovni program je naš izbor najpomembnejših izdelkov in funkcij, ki rešujejo večino vaših nalog v avtomatizaciji. Poenostavite svojo nabavo Samo poiščite modro zvezdo! Festo, d.o.o. Ljubljana Blatnica 8 SI-1236 Trzin Telefon: 01/ 530-21-00 Telefax: 01/ 530-21-25 sales_si@festo.com www.festo.si Letnik 30 / 2024 / 1 / Februar Smernice za konstruiranje nestandardnih čepov Izločanje zraka iz rabljenih mineralnih hidravličnih olj Vzdrževanje hidravličnih naprav SISTEMSKE REŠITVE ZA INDUSTRIJSKE STROJE Celoviti hidravlicni transmisijski pogoni: predelava odpada, lesna industrija, premogovništvo, ladijski vitli, elektrarne, tekoci trakovi … OD PROJEKTIRANJA DO ZAGONA Motorji za industrijske aplikacije Pogonski sklopi Crpalka za HPD Crpalke Poclain Hydraulics d.o.o. Industrijska ulica 2, 4226 Žiri, Slovenija +386 (0)4 51 59 100 Ventili www.poclain-hydraulics.com www.icm.si ehrije Odgovornost? BESEDA UREDNIŠTVA Kaos Večje slovensko podjetje izdeluje elektri nektorje, ki so med seboj zvarjeni z ultra Večino svojih produktov v zadnjem obdo vozi proizvajalcem avtomobilov različnih in različnih cenovnih razredov. Pred ned Vsi tisti, ki vodimo podjetja, vemo, kako premišljeno je dogodilo, da se je nov avto, proizvede je treba investirati, kako je vsako investicijo treba proučiti, kako je že trebapo iskati optimalno kako se pokvar državi, nekaj stoopremo, kilometrih je treba pogajati za ceno in predvsem, kako je treba analizi okvare ugotovili, v vsako investicijo vnestiso amortizacijo, to je, da kakoje bonastala investicija vrnila vloženi denar. ba na električnem konektorju, ki je bil zv V tem času, ko država razpada na vseh koncih, ni težV veliki večini podjetij, nevglede na velikost, je treba Podjetj z ultrazvokom našem podjetju. ko pisati poljubnih uvodnikov, pa čeprav gre za tehničza vsak nakup novega računalnika opisati potrebo, nano revijo. Ko vladajoča struktura ne vidi drugega kot opravilo interno revizijo inpredstaviti ugotovilo, kd men uporabe, lokacijo, kje bo uporabljen, sebe in svoje podpornike, za katere bi lahko zapisal, da osebo, ki ga bo uporabljala, opisati operacijski sistem za nastalo napako. Delavec, ki so mu dok so delomrzneži, bi morali vsi državljani, ki ustvarjamo z vsemi potrebnimi programi. Nekdo v vladi, ki misli, dohodek, plačujemo davke, socialno preskrbo, zdradanapako, je vsemogočen, pa kupi opomina 13.000 računalnikov, je poleg nosilkitudi mat vstvo in skrbimo za blaginjo naroda, kritično pristopiti so menda še neuporabni, za katere se ne ve, kdo jih k problemu in podatiki jasna Tu nekaj mislim predodgovornost, se stališča. bo kar časa bo poznala dohodku uporabljal pri in za njegovem kakšne namene. osebnem Pri tem pa je povsem na gospodarstvo. membna tudi cena teh osiromašenih računalnikov, ki Vsak bančni uslužbenec, ki dela za bančnim okencem inkar strankam izdaja so že pol leta v skladišču, na do sedaj ni še nihče gotov Najbolj skrb vzbujajoče je, da je decembra leta 2023 opozoril. za denar, s katerim razpolaga v svoji denar, sez novembrom zaveda, industrijska da je v celoti odgovoren v primerjavi proizvodnja pri nas padla za dobrih 10 odstotkov.da Kot mora kažejo statistični blagajni. To pomeni, v primeru preveč izdanega denarja stra Še tako majhni obrtniki ali pa kmetje, ki so določeni pogosto podatki, je proizvodnja lani v celotnem letu nazadovala brez posebne ekonomske izobrazbe, tako neumnih inko pokriti iz svojega žepa, v vseh ključnih dejavnostih, skupno pa za s 5,3svojim odstotka. denarjem. vesticij, ki ji izvaja ta vlada, ne bi delali. V predelovalnih dejavnostih je bil padec 4,1-odstoten, Podobno velja v gostinstvu. Če gostinski delavec ni pozoren in da stranki pri vr v rudarstvu 15,7-odstoten, v oskrbi z električno energiDržavni razpis za nevladne organizacije v letošnjem jo, plinom in paro pa 31,9-odstoten če se preveč denarja ali celo,itd. daSkrbi mupa,stranka pobegne brez plačila, bo moral celotni d januarju v višini skoraj sedem milijonov evrov je prava bo decembrski trend padanja proizvodnje nadaljeval. katastrofa. Ali se kdo vpraša, kaj in kdaj bo tu kakšna primanjkljaj obkaže, zaključku sam iz svojega Precej znakov s terena da bo tako.dneva plačati dodana vrednost in kako sedohodka. bo denar vrnil v državno blagajno? Trije konkretni primeri s konkretno odgovornostjo. Verjetno direktor podjetja, Tisti, ki poznamo slovensko industrijsko proizvodnjo, nasomenjene to ne preseneča in niti ne čudi.konektorje Še posebno, če inPotem je električne v katerem se da jenazgodila napaka, ni nosil p se pa čudimo, vseh mednarodnih primerspremljamo ravnanje te vlade in njen odnos do gospojalnih lestvicah kot država padamo. Pa tu ne gre samo odgovornosti. pri osebnem dohodku se mu verjetno ni ničTupoznalo. Tud d darstva in še posebno Tudi do industrije. za ekonomsko svobodo ali inovativnost. gre za bolj usodne so podatke, kotpri je varnost mebank, ki odobrijo kredite, ki se ne vračajo (vsaj nas državljanov, je tako),kot soje brez mate Tu je premalo prostora, da bi lahko zapis zajel vse tedijska svoboda, ki je osnova za demokracijo ali pa za žave v industriji, za katere je kriva trenutna vlada. inflacijo, ki siromaši odgovornosti. Tudi direktorji gostinskih lokalov sedržavljane. verjetno ne vznemirjajo zara pak svojih zaposlenih in posledično slaboindeksa poslovanje podjetja. Prepričan sem, da ni direktorja podjetja ali ravnatelja za Na lestvici ekonomske svobode, ki jo je izvedla neke ustanove, ne pri nas in ne v svetu, ki bi odobril oziroma jo vsako leto izvaja ameriška fundacija Herita- položaj Iz zgornjega opisa lahko preprosto zaključimo, da zaposleni na visokih nakup opreme ali nepremičnine, za katero ne bi imel ge Foundation, smo v enem letu (2023) padli za pet podrobnega opisa, smiselne uporabe,razgledani prodamest. Na varnosti občanov smo ravno tako pa- odgovo običajno tudinamena bolj izobraženi, inlestvici sposobni, ne nosijo nobene jalca in podrobnega opisa cene. Predsednik naše vladli za pet mest. Na lestvici inovativnosti nazadujemo, Zaposleni nanamanj delovnih praviloma z nižjo z ni de je namreč dal dnevni zahtevnih red seje vlade razpravo na mestih, lestvici inflacije smo na slabem mestu.izobrazbo, Podobno o nakupu skoraj osem milijonske zgradbe brez strovelja za lestvico konkurenčnosti naše države. Na priosebnim dohodkom in pogostokrat manj sposobni v inteligentnem smislu nos kovne ocene sodnega cenilca te nepremičnine, brez merjalni mednarodni lestvici pismenosti naših dijakov pogodbe s prodajalcem brez podrobnega padamo. Ljubljanskasi, univerza izgublja kakovosti v odgovornost. Toin pomeni, na opisa čimnavišjem položaju manjša je na tvoja odgovorno mena uporabe te stavbe. primerjavi z drugimi univerzami po svetu. Po številnih Pri tem pa nastopi vprašanje. Kaj pa odgovornost vseh tistih,v pri katerih se kak merilih je naše sodstvo med slabšimi Evropi itd. Celotna vlada je to investicijo odobrila. Menda kar dela zelo težko ali sploh ne more meriti. Kakšno odgovornost imajo politiki, jav dvakrat. To je vsakemu normalno razmišljajočemu čloKaj vse to pomeni za naše občane in za našo mladino? veku popolnoma nerazumljivo, celo škandalo- na univerzah? benci, učitelji, sodnikičeinneprofesorji zno. Odgovorni pa se sklicujejo na uradnike in na svoje Janez Tušek Pogosto se sliši, da učenci po zaključku osnovne šole ne znajo dosti na primer tehnike, tujega jezika ali kakšnega drugega predmeta. Ventil Kdo1 / 2024 je v• Letnik naši30 državi odg 3 za presojo kakovosti izvajanja pouka v osnovnih šolah? Ali se zaposleni v osno podrejene. Krivda je povsem jasna. To je vlada oziroma njen predsednik, ki je odobril takšno investicijo. Povsem nebulozno pa je, da bodo tisti, ki so naredili to napako, sami raziskovali nepravilnosti. Ti ne bodo raziskovali, kdo je kriv, ampak bodo za sabo brisali sledi, da rešijo sebe. Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 HIDRAVLIKA IN PROCESNA TEHNIKA PRODAJA • PROJEKTIRANJE • SERVIS PPT commerce, d.o.o. Celovška cesta 334, 1210 Ljubljana – Šentvid tel. 01/ 514 23 54, fax 01/ 514 23 55, gsm 041 639 008 e-mail: info@ppt-commerce.si www.ppt-commerce.si VSEBINA | DOGODKI • POROČILA • VESTI ................................................................................................................................... 6 | IN MEMORIAM ............................................................................................................................................................................. 10 | PREDSTAVITEV Neža Markelj Bogataj Nova raziskovalna oprema za prebojne raziskave in še bolj poglobljeno sodelovanje z gospodarstvom – 3. del ............................................................................................................................................................ 14 | NOVICE • ZANIMIVOSTI ..................................................................................................................................................... 19 | NOVE INDUSTRIJE Janez Škrlec Vizionarske smernice tehnološkega razvoja za prihajajoče industrije ................................................................... 25 | HIDRAVLIČNI ČEPI Anže Čelik, Boris Jerman, Franc Majdič Smernice za konstruiranje nestandardnih čepov ........................................................................................................... 28 | HIDRAVLIČNE TEKOČINE Milan Kambič, Darko Lovrec Izločanje zraka iz rabljenih mineralnih hidravličnih olj ................................................................................................. 36 | VZDRŽEVANJE HIDRAVLIKE Franc Majdič Vzdrževanje hidravličnih naprav - 14 del ............................................................................................................................ 44 | AKTUALNO IZ INDUSTRIJE Vključno s povratno informacijo (ELESA+GANTER) ................................................................................................... 48 PIAB, nova konfiguracija piCOBOT® plug & play za kobote FANUC CRX (INOTEH) ....................................... 49 | NOVOSTI NA TRGU Univerzalno in domiselno: držalni magneti (ELESA+GANTER) ............................................................................... 50 THOMSON LINEAR: Ojačajte svoja natančna kroglična vretena in razširite njihovo uporabo z novimi možnostmi premazov (INOTEH) ......................................................................................................................... 51 | PODJETJA PREDSTAVLJAJO »Ali lahko moja naprava deluje brez mazanja?« – aplikacija igusGO® ima odgovor (HENNLICH) ...................... 52 Enostopenjski ali dvostopenjski vijačni kompresor? (OMEGA AIR) ............................................................................ 54 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 5 DOGODKI • POROČILA • VESTI Inženirka leta 2023: Vsaka ima krila, samo poleteti mora Na svečani razglasitvi v Linhartovi dvorani Cankarjevega doma je naziv inženirka leta 2023 prejela Ljupka Vrteva, magistrica inženirka strojništva, razvojna inženirka za področje ogrevanja, prezračevanja in hlajenja stavb ter vodja projekta sončne elektrarne v družbi Petrol. Nominiranke je na letošnjem šestem izboru Inženirka leta nagovoril minister za visoko šolstvo, znanost in inovacije dr. Igor Papič. Le tretjina študentk se odloči za naravoslovje in tehniko »Da se več mladih odloči za študij družboslovja in humanistike kot naravoslovja in tehnike, ni presenetljivo,« je zbranim sporočil minister za visoko šolstvo, znanost in inovacije dr. Igor Papič, a dodal: »Težava pa je, da se le tretjina študentk odloči za naravoslovje in tehniko, pri študentih pa je ravno obratno. S tem izgubimo velik del potenciala v znanju, ki ga imamo v dekletih, kar je škoda za celotno družbo. Žal so podobni trendi tudi v tujini. Glavni razlog so, kar je za 21. stoletje sramotno, spolni stereotipi.« Vsi smo v tekmi za najboljše rešitve Ljupka Vrteva, inženirka leta 2023 Izbor Inženirka leta, ki poteka že šesto leto, postavlja pod žaromete inženirko z največjim potencialom za navduševanje in opogumljanje mladih deklet pri kariernem odločanju za inženirstvo, naravoslovje, tehniko in inovativnost. V središču niso dosežki posameznic, temveč njihova osebnost in karierna pot, ki je lahko v navdih bodočim generacijam. Med letošnjimi nominirankami je komisija te sposobnosti najbolj prepoznala v Ljupki Vrtevi, magistrici inženirki strojništva, razvojni inženirki za področje ogrevanja, prezračevanja in hlajenja stavb ter vodji projekta sončne elektrarne v družbi Petrol. Vrteva, ki je ob razglasitvi prejela simbolični kipec od predhodnice, inženirke leta 2022 Rosane Kolar iz Adria Tehnike, je ob tem dejala: »Dekleta, kar pogumno, z glavo naprej. Vsaka je sposobna, vsaka zmore. Vsaka ima krila, samo poleteti mora. Vztrajnost in predanost se obrestujeta. Bodite pogumne in drugačne vedno in povsod.« 6 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 V uvodnem pozdravu je Medeja Lončar, direktorica Siemens Slovenija, predsednica uprave Siemens Hrvaška in direktorica Siemens Srbija ter pobudnica izbora Inženirka leta, poudarila: »Razmik med naravnim razmerjem med spoloma in razmerjem, ki ga opažamo v inženirskem, zlasti visokem izobraževanju, je vedno bil središče delovanja iniciative izbora Inženirka leta. Ta ponuja vzore mladim, da je inženirstvo primerno za vse. Izzivi sodobnega sveta so enako pred vsemi nami in smo v tekmi, kdo bo ponudil najboljše rešitve.« Dodala je še, da bodo ob lanskem zagonu izbora Inženjerke godine v Zagrebu in Beogradu letos v regiji skupaj predstavili že 100 inženirk. Inženirji obvladujejo energijo Zbrane je nagovoril tudi dr. Miha Bobič, vodja poslovne enote Balansiranje in regulacija v podjetju Danfoss ter predsednik projekta Inženirke in inženirji bomo!, pod katerega okriljem poteka izbor Inženirka leta. Po njegovih besedah je inženirstvo gonilna sila napredka: »Inženirstvo je tesno povezano z industrijsko revolucijo, saj smo šele s slednjo začeli uporabljati druge vrste energije. Torej smo inženirji tisti, ki obvladujemo energijo. Omogočili smo, da je človek osvojil najbolj oddaljen kotiček Zemlje, segamo tudi po osončju in vesolju. Letošnje DOGODKI • POROČILA • VESTI Deseterica nominirank šestega izbora Inženirka leta nominiranke delujete na zanimivih in različnih področjih: v robotiki, energetiki, farmaciji, kakovosti in informatiki. Vse te teme so pomembne za sodobno inženirstvo.« V obliki holograma »oživili« prvo doktorico ljubljanske univerze Bobič je na oder povabil doktorico kemije Ano Mayer Kansky, prvo prejemnico doktorskega naziva Univerze v Ljubljani. Slednjo, ki je kot prva doktorandka najstarejše slovenske univerze še danes v navdih, je na odru »oživela« v obliki holograma. Namen organizatorjev prireditve je bil namreč prikazati tudi možnosti, ki nam jih ponuja umetna inteligenca. Bobič jo je povprašal, ali so inženirji tesno povezani z energijo, na kar je Mayer Kansky suvereno odgovorila: »Seveda, inženirstvo se ukvarja s preobrazbami energije v takšnih ali drugačnih oblikah, še posebno kemija – znanost, ki se ukvarja s srčiko energije, atomi, vezmi, elektroni. Inženirstvo je energija, ki spreminja svet.« Udeležence slavnostne podelitve je med drugimi nagovorila tudi lastnica in direktorica družinskega podjetja Medex, diplomirana inženirka elektrotehnike Aleša Mižigoj. V imenu predsednice Republike Slovenije, častne pokroviteljice izbora Inženirka leta, se je dogodka udeležila tudi njena svetovalka za človekovo varnost mag. Tatjana Bobnar. Deset nominirank za Inženirko leta 2023 Izmed 37 prijav za Inženirko leta 2023 so se v letošnji izbor nominirank uvrstile Anka Ilc, vodja laboratorija v podjetju Structum, Jelena Vasiljević, raziskovalnorazvojna inženirka v podjetju Filc, Kristina Batistič, svetovalka za kibernetsko varnost v podjetju NIL, Leja Prezelj, strokovna sodelavka za varnost in kakovost živil v proizvodnji svežih izdelkov v podjetju Ljubljanske mlekarne, Ljupka Vrteva, razvojna inženirka za področje ogrevanja, prezračevanja in hlajenja stavb ter vodja projekta sončne elektrarne v družbi Petrol, Nina Krmac, vodja skupine za IT-koordinacijo v družbi A1 Slovenija, Nina Seifert, samostojna razvojna inženirka za inovacije v družbi Iskraemeco, Petra Osojnik, vodja validacij v aseptični enoti v Lek farmacevtski družbi, Saša Stradovnik, inženirka za robotiko in avtomatizacijo v podjetju Proris ter asistentka in raziskovalka na Fakulteti za elektrotehniko, računalništvo in informatiko Univerze v Mariboru, Simona Kek, podatkovna znanstvenica v podjetju Outbrain. Utemeljitev izborne komisije za inženirko leta 2023 Odraščajoč v družini glasbenikov in ekonomistov je Ljubka Vrteva želela biti drugačna. Kot otrok je veliko ustvarjala, predvsem pa je svojo domišljijo Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 7 DOGODKI • POROČILA • VESTI želela pretvoriti v nekaj, kar je vidno in otipljivo. Pravi, da jo je prav domišljija popeljala na inženirsko pot. Slednja jo je po končani srednji šoli v Makedoniji vodila v Slovenijo z eno samo željo: postati inženirka! Dodiplomski in magistrski študij je zaključila na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani, leta 2019 pa je na Institutu Jožef Stefan opravila še mednarodni izobraževalni program Evropski energetski menedžer – EUREM. Razvila je edinstven računalniški program na področju mehanskega prezračevanja stavbe, sedaj pa se ukvarja s projektiranjem novih, bolj učinkovitih energetskih sistemov. Kot razvojna inženirka za področje ogrevanja, prezračevanja in hlajenja stavb ter vodja projekta sončne elektrarne je danes zaposlena v družbi Petrol. Ljupka nenehno išče nove izzive na področju energetike, predvsem pa svoje znanje in izkušnje s terena predaja naprej z misijo, da vsi postanemo bolj ozaveščeni o učinkoviti rabi energije v stavbah. Kljub marsikateri, na začetku tudi jezikovni oviri, ve, da je bila njena odločitev za inženirstvo prava. Ima energijo in željo, da mlada dekleta spodbuja pri odločanju o njihovem kariernem poslanstvu: »Imam priložnost, da svojo zgodbo prenesem mladim dekletom. Da je vsaka sposobna slediti svojim željam in da bo prišel trenutek v življenju, ko bo hvaležna ter ponosna nase, da se je opogumila in odločila za inženirski poklic.« Njeno osrednje sporočilo mladim je kratko, preprosto, a opogumljajoče: »Vsaka zmore vse. Vsaka ima krila, samo poleteti mora.« Poleteti z razprtimi krili, visoko – tako, kot je poletela Ljupka. Metodologija izbora Na odločitev, katera od letošnjih 10 nominirank predstavlja največji zgled in je navdih mladim dekletom, so s svojimi glasovi enakovredno vplivale štiri komisije: vseh šest generacij nominirank za priznanje inženirka leta, predstavniki medijev, dijakinje in učitelji iz konzorcija gimnazij in šolskih centrov Inženirke in inženirji bomo! ter predstavniki organizatorja in partnerjev izbora Inženirka leta. Skupaj je glasovalo 92 članov in članic komisije. Izbor poteka v soorganizaciji revije IRT3000 in družbe Mediade v sodelovanju s partnerji. Natečaj je del projekta Inženirke in inženirji bomo!, ki mlade z dogodki na gimnazijah in v šolskih centrih že več kot desetletje (od leta 2012) navdušuje za inženirstvo, tehniko, naravoslovje in inovativnost. Več o izboru: http://inzenirka-leta.si/. Revija IRT3000 Foto: Andrej Križ SPLAČA SE BITI NAROČNIK ZA SAMO 50€ DOBITE: ZA SAMO 20€ DOBITE: DIGITALNA NAROČNINA BUTIK IRT3000 • celoletno naročnino na revijo IRT3000 (10 številk) • strokovne vsebine na več kot 140 straneh • vsakih 14 dni e-novice IRT3000 na osebni elektronski naslov • možnost ugodnejšega nakupa strokovne literature • vsak novi naročnik prejme majico in ovratni trak • celoletno naročnino na revijo IRT3000 (4 številke) • strokovne vsebine na več kot 200 straneh • vsakih 14 dni e-novice IRT3000 na osebni elektronski naslov • možnost ugodnejšega nakupa strokovne literature • vsak novi naročnik prejme majico in ovratni trak Naša ekskluzivna spletna trgovina kakovostnih izdelkov s prepoznavnim dizajnom vaše priljubljene revije za inovacije, razvoj in tehnologije. Na voljo tudi naročnina na digitalno različico revije za uporabo V BRSKALNIKU in NA MOBILNIH NAPRAVAH NAROČITE SE! 051 322 442 info@irt3000.si WWW.IRT3000.COM 8 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Revija v m hrvaške jeziku www.irt3000.si/narocilo-revije POLETNI RAZISKOVALNI TABOR ZA DIJAKE 1. - 5. JULIJ 2024 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 9 IN MEMORIAM V spomin mag. Antonu Stušku (1932–2023) 14. decembra 2023 se je za vedno poslovil mag. Anton Stušek, dolgoletni sodelavec Fakultete za strojništvo v Ljubljani, dolgoletni pomočnik glavnega in odgovornega urednika znanstveno-strokovne revije Ventil. En mesec kasneje, 14. januarja 2024, bi praznoval 92. rojstni dan. Fluidna tehnika mu je v veliki meri krojila življenje. dravlika in tu je preživel velik del ustvarjalnih let življenja. Po izstopu iz JLA v letu 1973 pa je svoje znanje podajal študentom Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani in slušateljem v industriji oz. gospodarstvu. V začetku sedemdesetih let so namreč na Fakulteti za strojništvo ob prizadevanju prof. dr. J. Hlebanje v okviru višješolskega študija konstrukterstva uvedli predmet Hidravlika in pnevmatika. V študijskem letu 1972/73 ga je predaval zunanji sodelavec, s študijskim letom 1973/74 pa je bil kot redni predavatelj za ta predmet izvoljen mag. Anton Stušek. Že v letu 1974 je mag. Stušek izdelal skromno zasnovo Laboratorija za fluidno tehniko (LFT), in sicer najprej z osnovnim učnim pripomočkom za pnevmatiko firme Festo Didactic. Laboratorijske vaje na novo uvedenega predmeta Hidravlika in pnevmatika so se zaradi tedanje prostorske stiske na FS izvajale najprej v pomožnih prostorih. Tu sta delovala pnevmatični in hidravlični učni pripomoček UPH 1. Zasnoval ga je mag. Stušek, izdelalo pa podjetje Kladivar Žiri. Mag. Anton Stušek Rojen je bil 14. januarja 1932 v Prapretnem pri Hrastniku. Bil je najstarejši od treh otrok v železničarski družini. Osnovno šolo je obiskoval na Blanci pri Sevnici, sledila je takratna nižja gimnazija, nato srednja tehnična šola. Leta 1959 je zaključil univerzitetni študij na Fakulteti za strojništvo (FS) v Ljubljani. Kmalu po diplomi se je zaposlil v JLA – pač drugačni časi in možnosti. Podiplomsko specializacijo iz strojništva je v večmesečnem šolanju opravil v ZDA, formalni podiplomski študij pa na Fakulteti za strojništvo Univerze v Zagrebu. Mag. Antonu Stušku je fluidna tehnika v veliki meri krojila življenje. Spoznal jo je in delal na tem področju ob službovanju v JLA, in sicer na mornariškem področju. Tu je bila skoraj izključno hi- 10 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Leta 1979 je bil mag. Stušek izvoljen v naziv docent. S tem so se na univerzitetni ravni študija lahko dodatno začela predavanja iz predmeta Fluidna tehnika. Leta 1990 je vodstvo fakultete Laboratoriju za fluidno tehniko dodelilo ustrezen prostor v pritličju nove zgradbe in s tem pokazalo smisel in razumevanje za tedaj novo, hitro razvijajočo se vejo strojništva. Selitev LFT v nove prostore je bila »proslavljena« z dobavo univerzalnega preizkuševališča za hidravliko SUPH-1. Zasnoval ga je mag. Stušek, izdelano pa je bilo v mehanskih obratih podjetja Pionir Novo mesto, torej že v sklopu sodelovanja LFT z gospodarstvom. Osnovni komplet potrebne laboratorijske merilne opreme je bil pridobljen v letih 1990–1993 z lastnimi sredstvi Fakultete za strojništvo ob sofinanciranju tedanje Raziskovalne skupnosti Slovenije. Obsegal je številne merilnike za merjenje hidravličnih in mehanskih veličin. Ta oprema se je v naslednjih letih uporabljala tudi v nekaterih drugih laboratorijih in v gospodarstvu. To je sočasno intenziviralo tudi razvojnoraziskovalno delo na področju fluidne tehnike. IN MEMORIAM Mag. Stušek je sodeloval z več kot 14 takratnimi slovenskimi industrijskimi podjetji ter s številnimi univerzami in visokimi šolami v tujini. Na področju fluidne tehnike je zelo dobro sodeloval z Univerzo v Mariboru. Le za pridobivanje znanstvenih točk (SCI) si ni vzel dovolj časa. Dopolnilno oz. industrijsko izobraževanje je izvajal predvsem v sodelovanju z Zavodom za tehnično izobraževanje v Ljubljani, kjer sem se prvič v življenju z njim srečal in sodeloval. Bil je cenjen senior fluidne tehnike. Kot tak je veljal tudi med študenti. Bil je mentor približno 70 diplomantom na obeh tedanjih nivojih študija. Pod mentorstvom doc. mag Stuška sem leta 1984 zaključil tedanji znanstveni magistrski študij na področju prehodnih pojavov v pogonsko-krmilni hidravliki. Tematika je bila izrednega pomena za postrojenja v takratni Železarni Jesenice, kjer sem bil zaposlen. Ob tem študiju razvite matematične modele pojavov sem v kasnejših letih s pomočjo izboljšane računalniške in merilne opreme uspešno preizkusil v železarstvu in predstavil na svetovno znanih kolokvijih fluidne tehnike v Aachnu in Dresdnu. Upoštevaje moje že večletne izkušnje na področju pogonsko-krmilne hidravlike me je mag. Stušek uspešno vodil skozi magistrski študij in usmerjal v nadaljnjo pot na tem področju. Bil je enciklopedija znanja in veščin s področja fluidne tehnike. Bil je iniciator, eden od ustanoviteljev in prvi predsednik Slovenskega društva za fluidno tehniko (SDFT). Društvo je izdajalo bilten, ki je bil predhodnik revije Ventil. »Rojstvo« obojega je izrazita zasluga mag. Stuška, ki je imel res smisel za tovrstne dejavnosti. SDFT je lani praznovalo 30. obletnico obstoja. V okviru Terminološke sekcije Inštituta za slovenski jezik Frana Ramovša ZRC SAZU je kot član komisije za izdelavo tehniškega slovarja zelo aktivno in dosledno skrbel za slovenski jezik tudi v strokovnem izrazoslovju. V tem pogledu je bil neizprosno strog do študentov. Učil jih je tudi dandanes že nekoliko redkih vrlin: poštenost, strpnost, iskrenost in nesebičnost. Jeseni 1994 me je življenjska pot nekoliko nepričakovano iz industrije pripeljala na Fakulteto za strojništvo, kjer sem ob upokojitvi mag. Stuška prevzel predavanja in vodenje Laboratorija za fluidno tehniko. Nasledil sem urejene razmere, ki so omogočale nadaljnji razvoj laboratorija, meni pa razmeroma hitro pridobitev doktorata in izvolitev v docenta. Pol stoletja je poteklo od začetkov fluidne tehnike na Fakulteti za strojništvo pod začetnim vodstvom mag. Stuška. Pred nekaj več kot 11 leti sem ob upokojitvi pedagoško delo in Laboratorij za fluidno tehniko predal svojemu nasledniku izr. prof. dr. Majdiču. Laboratorij in celotno področje fluidne tehnike ves čas uspešno napredujeta. Zasnove in začetna leta delovanja pod vodstvom mag. Stuška so bila torej dobra osnova za sedanje uspehe. V industriji, med nekdanjimi študenti, znanci ter sodelavci bo mag. Stušek ostal v spominu kot prizadeven, uspešen, nesebičen in spoštovan senior fluidne tehnike. Dr. Jožef Pezdirnik Petnajstletno uspešno sodelovanje v neki organizaciji ali društvu ali nekem drugem sistemu je relativno dolga doba. To še posebno velja za sodelavca, ki skupaj urejata neko revijo kot glavni urednik in kot njegov pomočnik. Petnajst let sem namreč sodeloval z gospodom Antonom Stuškom, magistrom znanosti s področja strojništva, pri urejanju revije Ventil. Gospod Stušek je imel na področju urejanja revije veliko izkušenj in veliko dobrih predlogov, kar je nesebično prenašal na mene, za kar sem mu zelo hvaležen. Ko se oziram nazaj na najino sodelovanje, se šele sedaj zavedam, ko g. Stuška ni več med nami, kako plemenit, sočuten, z znanjem bogat in kako široko razgledan človek je bil. Bil je neverjeten poznavalec slovenskega jezika in še posebno slovenskega tehniškega jezika. V vseh petnajstih letih nisva prišla niti do enega spora ali problema, ki ga ne bi z dialogom, z dobro voljo in razgovorom rešila. G. Stušek, še enkrat hvala za vse. Njegovi ženi in vsem njegovim pa izrekam iskreno sožalje. Janez Tušek Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 11 IN MEMORIAM V spomin spoštovanemu strokovnjaku mag. Petru Vogriču (1931–2023) Peter Vogrič se je rodil l. 1931 v lepi severni Primorski, visoko v cerkljanskih hribih, ki je bila takrat del Kraljevine Italije. Prva leta je preživel v vasi Gorenji Novaki, tik ob takratni italijansko-jugoslovanski meji. Življenje tam je bilo težko, zato je moral že zgodaj od doma k nadomestni družini. Že med vojno in še posebej proti njenemu koncu je v starosti okoli 13 let popolnoma samostojno, brez kakršnekoli podpore, razmišljal o svoji prihodnosti. O možnostih za šolanje in zaposlitev se je pogovarjal in zbiral podatke pri starejših, modrih znancih. Po končani srednji šoli se je zaposlil v Industrijski šoli Litostroj. Ob delu se je še naprej izobraževal in diplomiral na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani. Opravil je tudi magistrsko delo Razvoj in optimizacija preoblikovalnih modulnih sistemov s pomočjo računalnika. V letu 1961 se je Litostroj organiziral v več proizvodnih skupin. Proizvodnja preoblikovalne opreme (PPO), ki se je pod vodstvom Petra Vogriča na novo oblikovala, se je priključila kot zadnja. Načrtni razvoj po lastnih zamislih se je pričel. Tehnično znanje, potrebno za izdelavo strojev in njihovo uporabo, je obstajalo. Vse ostale službe, kot so prodaja, nabava in druge, pa je bilo potrebno še usposobiti. Peter se ni zadovoljil tem, da je opravil le delo, za katero je bil zadolžen. Reševal je tudi težave in zastoje v drugih službah. Obvladal je celoten proces proizvodnje in uporabo proizvedenih strojev in naprav. Vseskozi se je potegoval za poslovno samostojnost svoje poslovne skupine. Peter Vogrič Ko se je vojna končala, je pristal v Kropi v industrijski šoli, praktični del šolanja pa je opravljal v tovarni Plamen. S svojo sposobnostjo, odlično prostorsko predstavo in, kot se je izkazalo kasneje, s smislom za oblikovanje je postal nenadomestljiv risar strojnih delov, izdelanih za potrebe remonta in pri izboljšavah pogonskih naprav. Zaradi odličnega šolskega in delovnega uspeha je dobil možnost nadaljevanja šolanja na Državni tehniški srednji šoli v Ljubljani. Tudi v tem primeru se ni zadovoljil samo s šolanjem. Vzporedno se je izpopolnjeval pri praktičnem delu kot risar in konstruktor hišnih dvigal. 12 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Zasnoval je izredno širok proizvodni program, ki je zajemal izdelavo strojev za preoblikovanje s hidravličnimi, pnevmatičnimi in mehanskimi pogoni. Modularni sistem obravnave celotne dejavnosti je omogočil hitro prilagajanje proizvodnje potrebam trga. Olajšano je bilo delo vseh služb od nabave do servisa. Omogočen je bil dvig kvalitete celotnega poslovanja. Tako je proizvodnja hitro naraščala. Izpolnjeni so bili pogoji za gradnjo nove tovarne, katere temeljni kamen je bil postavljen v letu 1979, odprta pa je bila leta 1980. Nova tovarna je omogočila rast proizvodnje. Povečeval se je izvoz v Nemčijo, Sovjetsko zvezo, Romunijo, ZDA. Delež proizvodnje programa PPO v Litostroju se je ves čas večal: od 1 % v letu 1961 do 40 % v letu1990 pri največjem dohodku na zaposlenega. PPO postane najuspešnejša proizvodna skupina Litostroja. Poleg oblikovanja, razvoja in vodenja enote Proizvodnja preoblikovalne opreme pa je Peter Vogrič IN MEMORIAM pustil neizbrisen pečat tudi pri oblikovanju razvoja in proizvodnje hidravličnih sestavin in naprav v Kladivarju Žiri. PPO je za svoj razvoj in sledenje tehnološkemu razvoju na področju preoblikovalnih strojev potreboval vse več hidravličnih sestavin, katerih uvoz je bil omejen, predvsem pa so bile te sestavine še zelo drage, saj je bila ta panoga takrat še v razvoju, v Sloveniji pa industrijskega znanja o tem sploh še ni bilo. Tako je Litostroj pod njegovim vodstvom pričel razvijati in izdelovati hidravlične sestavine za svoje potrebe kot prvo večje industrijsko podjetje v Sloveniji. Že v začetku sedemdesetih let pa je Vogrič na željo direktorja Kladivarja in hkrati svojega znanca iz Selške doline Venčeslava Ambrožiča pričel prenašati ta razvoj in tehnološko znanje v Kladivar. Po izjavi pričevalca je Peter Vogrič že na prvem sestanku deloval zelo prijazno, razumevajoče in dobronamerno do želje Kladivarja po vstopu na področje oljne POROČILA – VESTI hidravlike in DOGODKI tak ostal –vse do konca sodelovanja. Tako se je po njegovi zaslugi začel ta program počasi prenašati v Kladivar, dokler ni zaupanje zraslo do te mere, da je Litostroj to delo opustil in pričel Viri vse hidravlične sestavine kupovati v Kladivarju. Tudi stranrazvil tekmovanja DBF: zaradi tega se[1]jeUradna Kladivar v največjega proihttp://www.aiaadbf.org/ zvajalca hidravličnih sestavin in sistemov Sloveniji. [2] Letališče podjetja Cessna (CEA): Za usmeritev in http://www.fltplan.com/Airportrazvoj Kladivarja na področje oljne hidravlike in posredno za razvoj in obstoj oljne hiInformation/CEA.htm dravlike v Sloveniji ima zasluge [3] Vreme napionirske letališču CEA v času med drutekmovanja DBF: http://www. gim tudi Peter Vogrič. Skupinska slika v podjetju Bombardier Learjet pred maketo njihovega novega letala Learjet 85 ko (oblikovanje plakatov in logotipa), Dejan Roljič (finance in promocija) in Matej Sehur (pogon in izbor komponent). Tudi ostali študenti so sodelovali pri zgoraj naštetih nalogah in so zaslužni za izvedbo projekta. Wichita je zibelka svetovnega letalstva, zato smo poleg tekmovanja obiskali tri letalska podjetja in dva letalska muzeja. Ogledali smo si proizvodnjo v podjetjih Cessna Aircraft Company, Hawker Beechcraft Defense Company in Bombardier Learjet Business Aircraft ter muzeja Kansas Cosmosphere & Space Center in Kansas Aviation Museum. wunder ground.com/histor y/ airport/KICT/2012/4/13/DailyJanez Zupančič History.html?req_city=NA&req_ Milan Kopač state=NA&req_statename=NA [4] AMA (Academy of Model Aeronautics): http://www.modelaircraft.org/ [5] AIAA (The American Institute of Aeronautics and Astronautics): https://www.aiaa.org/ Izr. prof. dr. Tadej Kosel, UL, Fakulteta za strojništvo, mentor projekta Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 13 PREDSTAVITEV Nova raziskovalna oprema za prebojne raziskave in še bolj poglobljeno sodelovanje z gospodarstvom – 3. del Neža Markelj Bogataj Fakulteta za strojništvo Univerze v Ljubljani je v letu 2023 namenila več kot 3,7 milijona € za najmodernejšo raziskovalno opremo, ki ne bo omogočala le preboja na področju temeljnih raziskav, ki jih izvajajo na fakulteti, temveč bo v tesnem sodelovanju z gospodarstvom in razvojnoraziskovalnimi ekipami prenašala inovativne rešitve v industrijsko okolje. Z visokim nivojem tehničnega in tehnološkega znanja je Fakulteta za strojništvo UL sposobna aktivno sodelovati v številnih zahtevnih evropskih projektih, s pridobljeno merilno in raziskovalno opremo pa bo konkurirala tudi številnim svetovnim institucijam. Temperaturna komora za večkamerni dvostranski merilni sistem Temperaturna komora za večkamerni dvostranski merilni sistem omogoča dvostransko merjenje preizkušancev z optičnim merilnim sistemom, ki zagotavlja zajem velikega števila informacij iz samo enega eksperimenta. Kljub velikemu številu temperaturnih komor, ki že obstajajo v Sloveniji, pridobljena komora omogoča uporabo sodobnega optičnega sistema za merjenje deformacij površin objektov pri različnih temperaturah (na podlagi korelacije digitalnih slik), pri čemer imajo raziskovalci prost pogled na preizkušanec, ki je znotraj komore. Karakteristike in sestavni deli sistema:  Komora zagotavlja doseg in vzdrževanje temperature v razponu od –35 °C do 300 °C, pri čemer lahko čas, potreben za doseg nastavljene temperature, znaša maksimalno 30 min.  Komora omogoča merjenje preizkušancev visokih 700 mm, širokih 400 mm in globokih 350 mm.  Komora ima na sredini zgornje in spodnje ploskve dostopni odprtini premera 50 mm za montažo vpenjal znotraj komore.  Temperatura v komori se meri z dotičnim temperaturnim senzorjem. V sklopu projekta ARIS bodo s pomočjo temperaturne komore lahko izmerili točne mehanske odzive Neža Markelj Bogataj, mag., Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo 14 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Slika 1 : Temperaturna komora za večkamerni dvostranski merilni sistem (Foto: IFP, d. o. o.) posameznih komponent pri štirislojnih zasteklitvah in posledično razvili bolj natančna inženirska orodja oz. smernice za dimenzioniranje, preizkušanje in PREDSTAVITEV gradbeno fiziko gradnje z uporabo štirislojnih zasteklitev. Ne nazadnje bo komora prispevala tudi k napredku raziskav na področju trajnostne uporabe polimerov v gospodinjskih aparatih in bo v okviru raziskovalnega projekta LBNPplan omogočala testiranje merilne opreme, ki se uporablja v vesolju. Sistem za ultra hitro opazovanje procesov Sistem za ultra hitro opazovanje procesov je prvi tovrstni sistem v Sloveniji, ki Fakulteto za strojništvo UL postavlja med vodilne institucije na področju optične analize temeljnih pojavov. Sistem omogoča izredno hiter zajem slike – do 7 milijonov slik/sekundo – in tako predstavlja orodje, ki ga je mogoče uporabiti za širok spekter fluidov (vodni mediji, dvofazni tokovi, plinasti tokovi, reaktivni tokovi) tako za eksperimentalne kot tudi modelsko podprte raziskave. Nova raziskovalna oprema bo omogočala:  vpogled v dinamiko kavitacijskih pojavov – predvsem snemanje dinamike posameznih mehurčkov in udarnih valov v hidrodinamični kavitaciji;  razvoj naprednih laserskih tehnologij in raziskave prehodnih termičnih pojavov v laserskih sistemih;  karakterizacijo razpada in nastanka plinsko fokusiranih kapljevinskih curkov in ravnin za razvoj novih šob za dostavljanje vzorcev pri femtosekundni kristalografiji;  opazovanje izjemno hitrih lasersko vzbujenih pojavov, ki nastajajo ob samem začetku interakcije visokointenzivnostne laserske svetlobe s snovjo. Sem sodijo ionizacija in obsevanje materiala ter širjenje udarnih valov, ki pomembno vplivajo na izkoristek in natančnost procesiranja, kot so na primer mikrostrukturiranje, vrtanje, dolbenje in rezanje;  študije laserskih biomedicinskih posegov, kjer bo nov sistem omogočal razumevanje nastanka optodinamičnih pojavov (širjenje ultrazvočnih motenj, kavitacije in plazme) med obsevanjem tkiva z ultrakratkimi laserskimi bliski, ki so v nekaterih primerih škodljivi, v drugih pa se izkorišča v terapevtske ali diagnostične namene. Slika 3 : Visoko kvalitetni merilni instrumentalni sistem za zajem podatkov, testiranje in kontrolo fizičnih fenomenov proizvodnih procesov (Foto: IFP, d. o. o.) Visokokvalitetni merilni instrumentalni sistem za zajem podatkov, testiranje in kontrolo fizičnih fenomenov proizvodnih procesov za njihovo zeleno preobrazbo in izboljšanje delovnega okolja Predlagana raziskovalna oprema predstavlja skupaj s pripadajočo strojno in programsko opremo najsodobnejši način diagnostike in možnost povratne kontrole proizvodnih procesov. S tehničnega in ekonomskega vidika sistem omogoča celostne raziskave s področja modernih odrezovalnih in izdelovalnih procesov, hitrost, ponovljivost in zanesljivost na enem mestu, kar do sedaj ni bilo mogoče. Oprema kaže velik potencial za zagotavljanje napredka na področju trajnostnega razvoja industrije 4.0 v proizvodnih procesih z vidika digitalizacije in čistosti kot tudi kakovosti obdelanih površin končnih izdelkov. Pri predlagani raziskovalni opremi gre za visokokvalitetno merilno opremo oz. sistem za zajem podatkov, testiranje in kontrolo fizičnih fenomenov proizvodnih procesov, ki je v celoti časovno sinhronizirana in tako omogoča:  karakterizacijo in nadaljnji razvoj različnih izdelovalnih procesov,  kateterizacijo prototipnih inovativnih rešitev,  pospeševanje inovacij in ustvarjanje inovativnih rešitev,  vpeljavo digitalizacije v izdelovalne procese,  karakterizacije in izboljšave vpliva izdelovalnih procesov na delovno okolje in delavca. Visokokvalitetni merilni instrumentalni sistem ne bo na voljo le za raziskovalno dejavnost in izvajanje programov in projektov v okviru nacionalnega raziskovalnega in razvojnega programa, temveč bo omogočal podporo slovenski industriji. Slika 2 : Sistem za ultra hitro opazovanje procesov (Foto: IFP, d. o. o.) Za vsa dodatna vprašanja v zvezi z opremo ter možnostih sodelovanja se lahko obrnete na rr@fs.uni-lj.si. Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 15 PREDSTAVITEV LEAP - razvoj zaščitne embalaže iz alternativnih lignoceluloznih vlaken Gregor Čepon, Gregor Ševerkar, Miha Pogačar, Urška Kavčič, David Ravnjak, Jawad Elomari, Aleš Mihelič, Miha Boltežar Laboratorij LADISK na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani deluje kot koordinator projekta LEAP, katerega cilj je razvoj naslednje generacije trajnostne funkcionalne embalaže. Ta vključuje gradnike iz odpadne biomase invazivnih tujerodnih rastlinskih vrst in omogoča izdelavo novih, konstrukcijsko visoko zmogljivih embalažnih rešitev. Projekt je izjemno pomemben, saj se osredotoča na trajnostni prehod v krožno ekonomijo, ki temelji na biološki razgradljivosti in zmanjšanju porabe deviških materialnih virov, obenem pa obravnava problematiko recikliranja odpadkov tujerodnih rastlinskih vrst. Projekt LEAP se ukvarja z izzivi reševanja problematike odpadne plastične embalaže v strategiji EU v smislu zamenjave z bolj reciklabilnimi materiali (Direktiva (EU) 94/62/ES). Osnovni izziv na tem področju je prehod v odgovornejše ravnanje z viri, ki poleg izdelkov z nizkim okoljskim odtisom zajema tudi celovit sistem zbiranja in izkoriščanja lokalnih obnovljivih surovinskih virov ter zmanjšanja odlaganja in sežiganja odpadne embalaže (Strategija razvoja Slovenije 2030). Embalaža iz celuloze se uveljavlja kot trajnostni pristop v industriji embalaže, ki izkorišča reciklirane in obnovljive vire, kot so lesna vlakna in rastlinska biomasa. Proizvodni postopek obsega razgradnjo teh materialov v kašo, oblikovanje v kalupih, sušenje in končno obdelavo. Tovrstna embalaža igra ključno vlogo pri zmanjševanju okoljskega odtisa zaradi svoje biorazgradljivosti in reciklabilnosti ter hkrati nudi izjemne lastnosti za zaščito izdelkov. Kljub številnim prednostim se industrija sooča z izzivi, povezanimi z ome- Prof. dr. Gregor Čepon, univ. dipl. inž., Gregor Ševerkar, dr. Miha Pogačar, univ. dipl. inž., vsi Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo; dr. Urška Kavčič, univ. dipl. inž., dr. David Ravnjak, univ. dipl. inž., oba Inštitut za celulozo in papir, Ljubljana; dr. Jawad Elomari, SINTEF, Trondheim, Norveška; dr. Aleš Mihelič, univ. dipl. inž., Gorenje, d. o. o., Velenje; prof. dr. Miha Boltežar, univ. dipl. inž., Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo 16 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Slika 1 : Struktura projekta LEAP jeno razpoložljivostjo surovin in energetsko intenzivnostjo proizvodnih procesov. Prav tako pa mehanske lastnosti celulozne embalaže niso primerljive s konvencionalno polimerno embalažo. Embalaža na celulozni osnovi (lita celuloza, karton itd.) predstavlja uveljavljene rešitve za trajnostno embalažo v živilski industriji, vendar pa imajo ti materiali slabše blažilne in zaščitne karakteristike, zato njihova uporaba še ni razširjena na industrijsko embalažo zahtevnejših in transportno bolj obremenjenih produktov. Za reševanje navedenih izzivov se v okviru projekta LEAP vzpostavlja nova inovativna zelena tehnologija razvoja industrijske embalaže PREDSTAVITEV Slika 3 : Izvedba nateznih in tlačnih testov Slika 2 : Prototipni vzorci embalaže iz alternativnih celuloznih vlaken, ki bo primerna tudi za embalažo težjih izdelkov pri zahtevnih transportnih pogojih. Za doseganje ciljnih zaščitnih in blažilnih karakteristik embalaže je predviden razvoj inovativnega odprtokodnega ekspertnega sistema. Poleg tega bo projekt naslavljal problematiko odpadka tujerodnih invazivnih rastlinskih vrst, saj bodo te prepoznane kot strateško pomembne surovine za izdelavo embalaže iz alternativnih celuloznih vlaken. Učinki projekta se bodo odražali v vzpostavitvi nove vrednostne verige, ki bo delovala po principu zaprte zanke krožnega gospodarstva in bo omogočala ekodizajn industrijske embalaže. Najpomembnejši pa bodo okoljski učinki, saj so študije pokazale, da lahko zamenjava plastične z alternativno celulozno embalažo zmanjša količino emisij CO2 v življenjskem ciklu. Sodelujoči partnerji izkazujejo diverzificirano strukturo, tako da strateško razvojno-inovacijsko partnerstvo v okviru projekta pokriva vse stranice trikotnika znanja: Fakulteta za strojništvo Univerze v Ljubljani kot izobraževalno-raziskovalna inštitucija, Inštitut za celulozo in papir in SINTEF kot vrhunski raziskovalni ustanovi in GORENJE ter SUROVINA kot predstavnika industrij, potrebnih za snovanje nove trajnostne embalaže po načelih ekonomije zaključenih snovnih tokov. formiranja smo izdelali luknjičasti kalup s FDM- postopkom 3D-tiska. Materialne lastnosti smo ovrednotili na osnovi nateznih in tlačnih testov na univerzalnem trgalnem stroju (slika 3). Na osnovi izvedenih testov je bilo razvidno, da lignocelulozna vlakna iz invazivnih tujerodnih rastlinskih vrst v splošnem ne povzročajo zmanjšane sposobnosti zaščitne funkcije embalaže. S tega vidika je bila v nadaljevanju izvedena demonstracija načrtovanja embalaže za indukcijsko ploščo DOMINO podjetja Gorenje. Postopek izdelave prototipne embalaže z uporabo 3D natisnjenih orodij je prikazan na sliki 4. Na sliki 5 je prikazana razvita končna embalaža za indukcijsko ploščo Gorenje DOMINO (slika 4). V okviru projekta smo že uspešno demonstrirali funkcionalnost tako razvite embalaže z različnim deležem lignoceluloznih vlaken iz tujerodnih rastlinskih vrst. Za prototipno geometrijo embalaže smo izbrali obliko enostavnega lončka oziroma prisekanega stožca (slika 2). Zaradi enostavnosti smo se odločili za postopek vakuumskega termoformiranja. Postopek je sestavljen iz dveh glavnih korakov, in sicer vakuumskega oblikovanja in sušenja. Za potrebe vakuumskega Slika 4 : Postopek izdelave embalaže za indukcijsko ploščo Gorenje DOMINO Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 17 PREDSTAVITEV Slika 5 : Indukcijska plošča Gorenje DOMINO v zaščitni embalaži Ocenjujemo, da bodo rezultati projekta osnova za razvoj novih poslovnih modelov v tem segmentu tudi po končanju projekta. Tako bodo imela korist od projekta vsa podjetja in raziskovalne inštitucije, ki težijo k uvajanju najnaprednejše zelene tehnologije izdelave embalaže. Preko komunikacijskih aktivnosti projektnih partnerjev, ki bodo zajemale vso vertikalo od osnovnih in srednjih šol, fakultet, podjetij in ostale zainteresirane javnosti, pa bo potekalo izobraževanje o pomenu krožnega gospodarstva in okoljskih vidikov uporabe embalaže iz alternativnih celuloznih vlaken. Rezultati projekta LEAP bodo predstavljeni na javnem dogodku 3. 4. 2024 v prostorih Inštituta za celulozo in papir. Več o dogodku pa lahko preverite na: https://www.project-leap. com/Event.html. Projekt financira Ministrstvo za kohezijo in regonalni razvoj v okviru Norveškega finančnega mehanizma Norway Grants Zasnuj, izdelaj, preizkusi!! Poletna šola strojništva za učence 27. - 30. avgust 2024 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 NOVICE • ZANIMIVOSTI Fakulteta za strojništvo z izračunom ogljičnega odtisa do prve nagrade časnika Finance Laboratorij za termoenergetiko, LTE UL, Fakulteta za strojništvo, je na razpisu za okoljske nagrade 2023, ki ga tradicionalno organizira časnik Finance v sodelovanju z Eko skladom, osvojil prvo nagrado za okolju prijazen postopek. V laboratoriju so oblikovali metodologijo in izdelali orodje za izračun ogljičnega odtisa Ministrstva za obrambo Republike Slovenije z namenom, da se količinsko ovrednoti njegov ogljični odtis, odkrijejo kritične aktivnosti in s tem poda izhodišče za nadaljnji trajnostni razvoj ministrstva. Gre za prvi primer izračuna ogljičnega odtisa velike državne institucije v Sloveniji. Ekipa Laboratorija za termoenergetiko je hkrati razvila tudi orodje, s katerim bo Ministrstvo za obrambo v nadaljnjih letih nadziralo svoj ogljični odtis. Postavljena metodologija ter orodje pa lahko služita tudi pri izračunu ogljičnega odtisa drugih državnih ustanov in podjetij. Celoletni projekt je bil izveden pod vodstvom izr. prof. Mitja Morija, financiranje pa sta v celoti krila MORS in ARRS. In rezultati – v letu 2022 je ogljični odtis Ministrstva za obrambo znašal nekaj več kot 63.000 ton CO2 ekv. Več si lahko preberete na: https://www.finance.si/okolje-energija/izracunali-so-ogljicni-odtis-slovenske-vojske-poglejte-rezultate/a/9017670 www.fs.uni-lj.si Foto: Arhiv FS Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 19 NOVICE • ZANIMIVOSTI Ekipa SpaceDenta uspešno opravila eksperimentalni del pionirske raziskave na področju zobozdravstvenih posegov v vesolju Projekt SpaceDent, znotraj katerega se izvaja raziskava z naslovom Effect of simulated microgravity on the accuracy of dental restorations, je študentom dentalne medicine, strojništva in elektrotehnike omogočil opravljanje raziskav v mikro- in hipergravitaciji. Študenti so eksperimentalni del opravljali med 20. 11. 2023 in 1. 12. 2023 v Bordeauxu v Franciji. Med paraboličnimi leti in mikrogravitacijo so izvajali zobozdravstvene posege v simulirani breztežnosti. Namen raziskave je ugotoviti, ali je sposobnost rokovanja z zobozdravstvenimi instrumenti v mikrogravitaciji dovolj nadzorovana za varno dentalno zdravljenje astronavtov. Ekipa SpaceDent pred Air Zero G letalom Konstrukciji Nad Atlantskim oceanom so študenti med tremi paraboličnimi leti izvedli 93 parabol, kar jim je zagotovilo 30 minut breztežnosti. Parabole so sestavljene iz intervalov mikro- in hipergravitacije, med katerimi so obdobja stabilnega leta. Delo na raziskovalnih vzorcih se je izvajalo med 22-sekundnimi intervali mikrogravitacije, delo na kontrolnih zobeh pa med obdobji stabilnega leta in ko je letalo mirovalo na tleh. Med prvim in drugim poletom sta študenta dentalne medicine z zobozdravstvenim vrtalnikom med 22-sekundnimi intervali mikrogravitacije odstranila z barvo označena kariozna območja plastičnih zob. Med tretjim poletom so med 22-sekundnimi intervali mikrogravitacije s plombirnimi materiali zapolnili vnaprej pripravljene kavitete umetnih zob. zob. Te bodo v naslednjih dneh s pomočjo intraoralnega skenerja poskenirali, poslikali ter primerjali s slikami začetnega stanja, ki so jih pridobili pred odhodom v Francijo. Sledila bo analiza slik s pragovno segmentacijo, kjer bodo izmerili površino premalo in preveč preparirane kariozne lezije ter prostornino preveč in premalo zapolnjenega prostora zobnih zalivk. Za konec bodo primerjali vrednosti parametrov, pridobljenih v obdobju mikrogravitacije, v stabilnem letu na desetinko milimetra natančno in na tleh ter objavili rezultate. Iz obdobij mikrogravitacije, stabilnega leta in mirovanja letala Airbus A310 Zero-G so pridobili 72 vzorcev prepariranih in 36 vzorcev plombiranih 20 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Raziskava je potekala brez večjih zapletov. Med parabolami so študenti obdobja hiper- in mikrogravitacije prestali brez neprijetnih občutkov, zato so lahko delo izvajali celotno obdobje breztežnosti. Nad nadzorom instrumentov v breztežnosti so bili prijetno presenečeni, a kljub obetavnim začetkom bo potrebno počakati na končne rezultate raziskave. NOVICE • ZANIMIVOSTI Lutka iz Centra za učenje kliničnih veščin dentalne medicine Medicinske fakultete Rezultati, ki bodo objavljeni predvidoma v marcu 2024, bodo umeščeni v arhiv HREDA Evropske vesoljske agencije in znanstvenih publikacij, s čimer se bo projekt SpaceDent zaključil. Ugotovitve raziskave in sodelovanje z ESO bodo predstavljeni na znanstvenih in gospodarskih konferencah, služili pa bodo tudi kot navdih mlajšim generacijam za nadaljnje raziskave na področju zobozdravstvenih posegov v vesolju. Ekipa SpaceDent SpaceDent je interdisciplinarna raziskovalna skupina, sestavljena iz študentov dentalne medicine, strojništva in elektrotehnike, ki sodeluje v programu Academy Experiments Evropske vesoljske agencije (ESA). Projekt je zaživel s študentsko pobudo (seznam študentov je na koncu sporočila za medije) in podporo prodekanje UL MF za študijsko področje dentalne medicine prof. dr. Janje Jan, mentorja prof. dr. Aleša Fidlerja, dekana Medicinske fakultete prof. dr. Igorja Švaba in somentorja doc. dr. Simona Omana s Fakultete za strojništvo UL. Strokovno, finančno ter materialno podporo sta zagotovili Medicinska fakulteta UL in Fakulteta za strojništvo UL. Po sprejetju na razpisu Evropske vesoljske agencije je bila študentom omogočena uporaba Peskovnika, odprtega laboratorija Fakultete za strojništvo, kjer je bila izdelana konstrukcija, ki ponazarja poenostavljeno okolje zobozdravstvene ambulante. Paraboličnemu letu prilagojena konstrukcija – Peskovnik Za izvedbo raziskave so študentje strojništva in študent elektrotehnike v Peskovniku, odprtem laboratoriju Fakultete za strojništvo UL, izdelali paraboličnemu letu prilagojeno konstrukcijo, ki ponazarja poenostavljeno okolje zobozdravstvene ambulante. Izdelava konstrukcije zajema izdelavo izoliranega raziskovalnega prostora z zobozdravstvenimi instrumenti, namestitev električnih in filtracijskih sistemov, prilagoditev na spreminjajoče se gravitacijsko okolje parabol ter izpolnitev standardov letalske industrije. V konstrukciji so študenti dentalne medicine izvajali zobozdravstvene postopke na glavah iz Centra za učenje kliničnih veščin dentalne medicine Medicinske fakultete. Pobudnik in projektni vodja projekta je Tine Šefic, študent dentalne medicine, ki je bil odgovoren za pripravo projekta v Sloveniji in njegovo izvedbo v Franciji. Kot raziskovalec je med paraboličnim letom izvajal simulirane zobozdravstvene storitve. Ugotovitve raziskave bodo zagotovile izhodišča za oceno in optimizacijo zobozdravstvenih posegov za varno in učinkovito zobozdravstveno oskrbo pri dolgotrajnih misijah na Luno in Mars. Prof. dr. Sekavčnik Mihael, dekan Fakultete za strojništvo, je poudaril, da »se premikanje meja znanega začne z idejo, pri udejanjanju vsake ideje se rojevajo vedno nove ideje; ustvarjalnost ne pozna meja, gre preko neba v ozvezdje. Dobesedno do tam seže ambicija projekta SpaceDent. Na Fakulteti za strojništvo smo ga z odprtimi rokami podprli in mu odprli vrata odprtega laboratorija Peskovnik. Tu se odvija vztrajno, zavzeto in poglobljeno delo, učenje ter sodelovanje: per aspera ad astra. Tu si pot med zvezde utirajo študenti različnih fakultet UL«. Pritrditev konstrukcij www.fs.uni-lj.si Foto: arhiv SpaceDent Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 21 NOVICE • ZANIMIVOSTI Podatkovno voden simulacijski in Gaussov regresijski model za diagnozo stanja hidravlične stiskalnice Raziskovalci laboratorija LASIM so izvedli študijo obnašanja hidravlične stiskalnice in pri tem uporabili napredne pristope simulacije in algoritmov na osnovi umetne inteligence. Na ta način so mogoči vrednotenje in validacija simulacijskih modelov hidravličnih sistemov in karakterizacija ključnih parametrov, ki vplivajo na spremembe obnašanja hidravlične stiskalnice. Rezultate raziskave so objavili v reviji Advanced Engineering Informatics (IF = 8.8). Slika 1 : Realno stanje hidravlične stiskalnice in shematski prikaz Slika 2 : Sistematična validacija, verifikacija in konfirmacija modela Stabilnost in zanesljivost hidravličnih sistemov je odvisna od nelinearnih lastnosti hidravličnih komponent in od zunanjih okolijskih vplivov. Hidravlične stiskalnice pogosto uporabljamo za preoblikovalne procese, kjer deformacija preizkušanca tvori osno silo, ta pa vpliva na delovanje hidravličnega sistema, to je krmiljenje pozicije hidravličnega valja. Pogosto delovanje hidravlične stiskalnice povzroči spremembe v karakteristikah hidravličnih komponent kot npr. tornih razmer v hidravličnem cilindru ali vodilih hidravlične stiskalnice, obrabe ventila itd., kar predstavlja predmet študije. Število merilnikov, njihova postavitev in kvaliteta merilnega sistema določajo kakovost zajema ključnih in potrebnih informacij za zaznavanje sprememb odziva hidravlične stiskalnice pod različnimi pogoji. nice s pomočjo eksperimentalne, simulacijske in regresijske analize. Predstavili so metodo obdelave podatkov vzorčenja in normalizacije za izločitev najpomembnejših podatkov. V raziskavi so pokazali in potrdili, da je mogoče zaznati spremembe v delovanju hidravlične stiskal- 22 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Simulacijski rezultati temeljijo na podobnosti eksperimentalnih rezultatov, saj v večini analiziranih primerov kažejo na enak trend obnašanja hidravlične stiskalnice. V rezultatih Gaussove regresijske analize so izpostavljene pomanjkljivosti primerjalne analize med virtualnim in realnim okoljem. Predstavljena je korelacijska podobnost merjenih parametrov in izvzeti so merjeni parametri, ki tvorijo največjo vlogo pri razpoznavi različnih stanj hidravlične stiskalnice. Celoten članek si lahko preberete na: https://doi.org/10.1016/j.aei.2023.102276. www.fs.uni-lj.si NOVICE • ZANIMIVOSTI In-situ raziskava razvoja realne kontaktne površine med drsenjem na nivoju vršičkov z upoštevanjem učinkov hrapavosti in normalne obremenitve Razvoj realne kontaktne površine med drsenjem Raziskovalci Laboratorija za tribologijo in površinsko nanotehnologijo (TINT) so izvedli analizo razvoja realne kontaktne površine med drsenjem pri različnih obremenitvah in površinskih hrapavostih. Uporabili so lastno razvito optično preizkuševališče s submikrometrsko lateralno resolucijo analize vršičkov, kar je najbolje objavljeno v literaturi doslej. S tem so pridobili najbolj natančne podatke o realni kontaktni površini med drsenjem, kar jim je omogočilo primerjavo in validacijo enega temeljnih mehanizmov trenja, tj. Taborjevega modela rasti velikosti kontaktov vršičkov. Na osnovi teh ugotovitev v laboratoriju TINT že razvijajo tudi nove modele za določitev trenja v suhih kontaktih v odvisnosti od realne kontaktne površine. Kontakti med površinami so pomembni za učinkovito načrtovanje in zagotavljanje dolge življenjske dobe strojnih delov. Ker so vse realne površine hrapave, dejanski kontakt nastopi kot vsota vseh lokalnih mikrokontaktov med vršički hrapavosti na površinah, tj. na diskretnih točkah med površinami, kar je znano kot realna ali dejanska kontaktna površina. Realna kontaktna površina je vedno manjša od nominalne površine, kar lahko močno vpliva na izračune kontaktnih pogojev, kot so električna in toplotna prevodnost, kontaktni tlak, nosilnost itd. Ker je realna kontaktna površina »skrita« v kontaktu na nivoju le nekaj mikrometrov in je zelo odvisna od kontaktnih pogojev ter lastnosti materialov in površin, je ni enostavno izmeriti. To še posebej velja, če obravnavamo kontakte z relativnim gibanjem, kot so npr. drsni kontakti. V literaturi je na voljo veliko poskusov vzpostavitve zanesljivega teoretičnega modela, ki bi omogočil napovedovanje realne kontaktne površine kot vhodnega podatka za načrtovanje kontaktov. Vendar pa še vedno ni dovolj podrobnih eksperimentalnih dokazov o razvoju realne kontaktne površine v kontaktu več vršičkov med drsenjem, ki bi jih lahko primerjali z modeli in tako zagotovili potrjen vpogled v dejansko vedenje kontaktov na mikronivoju, kjer vršički hrapavosti prenašajo večino obremenitve v kovinskih kontaktih. Poznavanje realne kontaktne površine pa je ključno za uspešno modeliranje tako obrabe kot trenja, kar ostaja pomemben izziv v tribologiji. Raziskovalci TINT so z objavljeno raziskavo pripomogli k novemu znanju na tej poti. Celoten članek je dostopen na povezavi: https://doi.org/10.1016/j.triboint.2023.109171. Shematski prikaz vzorca za analizo realne kontaktne površine med drsenjem www.fs.uni-lj.si Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 23 NOVICE • ZANIMIVOSTI Prvi svetlobni modulator za mehko rentgensko svetlobo Potem, ko smo pred desetimi leti prvi na svetu pokazali edinstveno lastnost materiala, danes predstavljamo prvi nastavljiv svetlobni modulator, ki lahko deluje v ekstremnih ultravijoličnih in rentgenskih spektralnih območjih. Skupina fizikov Odseka za kompleksne snovi Instituta »Jožef Stefan« je skupaj s kolegi z objavo članka v reviji Nature Photonics najbolje strnila deset let raziskovanja in postavila nove temelje za novosti v tehnologiji, proizvodnji čipov in znanosti. Novi modulator Manipulacija z vidno svetlobo je zelo preprosta. Z optičnimi elementi, kot so ogledala ali leče, lahko krmilimo svetlobo po prostoru. Z različnimi barvnimi filtri lahko izbiramo, katere valovne dolžine svetlobe se prepuščajo ipd. Lahko imamo tudi nastavljive elemente, ki nam pomagajo oblikovati svetlobo na kakršen koli način in ustvariti kakršnokoli sliko, ki jo želimo – tako pravzaprav delujejo LCD-zasloni ali digitalni filmski projektorji: električno krmiljeni nizi filtrov pred žarnico se prilagodijo dovolj hitro, da prepuščajo le del svetlobe, kar ustvarja na platnu gladko spreminjajočo se sliko. Situacija je zelo drugačna pri ekstremnih UV- in rentgenskih žarkih, kjer takšno razkošje nastavljivosti ni na voljo. Odsotnost učinkovitih optičnih elementov, še posebej nastavljivih, močno ovira razvoj kakršne koli tehnike, ki temelji na uporabi fotonov z visoko energijo. 24 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Raziskovalci dr. Igor in Yevhenii Vaskivskyi, dr. Anže Mraz, dr. Rok Venturini, Gregor Jecl so pod vodstvom prof. dr. Dragana Mihailovića in v sodelovanju s kolegi iz Italije predstavili prvi ultrahiter nastavljiv svetlobni modulator, ki deluje v ekstremnih ultravijoličnih in rentgenskih spektralnih območjih. Naprava temelji na fotoinduciranih faznih prehodih v tako imenovana skrita stanja v elektronskem kristalu 1T-TaS2. S prostorsko moduliranim svetlobnim žarkom na površini vzorca avtorji najprej vtisnejo periodično elektronsko strukturo, ki zaradi sočasne deformacije kristalne rešetke deluje kot uklonska mrežica za rentgenske žarke. Vtisnjena mrežica ne poškoduje kristala, a je kljub temu izjemno stabilna in ne potrebuje zunanjega vira energije. Po drugi strani pa jo lahko zlahka izbrišemo ali spremenimo vzorec s ponovno osvetlitvijo. S svojo zelo visoko učinkovitostjo, možnostjo programiranja in nastavljivostjo v širokem razponu valovnih dolžin je nova vrsta svetlobnega modulatorja obetavna za široko paleto aplikacij. Na primer: do sedaj se rentgenska spektroskopija opira predvsem na razmeroma preproste optične postavitve. To je posledica zelo omejene izbire optičnih elementov, ki delujejo na ali za?? fotone z visoko energijo. Predlagana naprava omogoča prenos drugih tehnično zahtevnejših konfiguracij, ki se običajno uporabljajo z vidno ali infrardečo svetlobo, v rentgensko spektralno območje in preučevanje novih kompleksnih materialov. Še najbolj obetavna pa je uporaba pri izdelavi zahtevnih elektronskih čipov z nanometrskimi elementi. Polona Strnad, Dr. Igor Vaskivskyi oba IJS, Ljubljana NOVE INDUSTRIJE Vizionarske smernice tehnološkega razvoja za prihajajoče industrije Janez Škrlec Prejšnje industrijske revolucije kažejo, da se proizvodni sistemi in strategije nenehno spreminjajo v smeri večje produktivnosti in učinkovitosti. Nova prihajajoča industrijska paradigma bo zahtevala novo standardizacijo in uvajanje novih tehnologij, ki potrebujejo lastno infrastrukturo in drugačen razvoj. Ta industrija bo prinesla velike izzive na področju medsebojnega delovanja človek-stroj (HMI), saj bo stroje zelo približala vsakdanjemu življenju vsakega človeka. Danes je uporaba digitalnih tehnologij v industriji in podjetjih realnost. Večina naprednih podjetji veliko vlaga v digitalizacijo, hkrati pa že sledijo razvojnim usmeritvam in trendom, ki bodo nastali v postdigitalni dobi. Vedno pogosteje se izpostavljajo tako imenovane tehnologije DARQ, ki jih je Accenture, podjetje za strateško svetovanje na področju industrije in inovacij, razdelilo v štiri sklope, in sicer: tehnologije blokovnih verig (DLT), umetne inteligence (AI), razširjene resničnosti (XR) in kvantno računanje (Q). Te tehnologije bodo pomemben katalizator sprememb v svetu, v katerem vsaka industrija že ima velik arzenal digitalnih orodij. Tehnologije DARQ že danes močno vplivajo na različne panoge. Umetna inteligenca igra kritično vlogo pri optimizaciji procesov in vplivanju na strateško odločanje. Razširjena in obogatena resničnost ustvarja povsem nove načine, kako lahko ljudje doživljajo in se ukvarjajo s svetom okoli sebe. Tehnologije blokovnih verig so morda najbolj znane v kripto valutah, vendar že danes širijo omrežja in zmogljivosti na številna druga področja. Kvantno računalništvo je tehnologija DARQ, ki ostaja za enkrat bolj eksperimentalna, spodbudila pa bo nove načine in pristope ter reševanja najtežjih računskih nalog. Tehnologije DARQ bodo podprle vrhunske inovacije in priložnosti, ki bodo edinstveno povezane s prihajajočo postdigitalno dobo. Ameriška nacionalna znanstvena fundacija pa že na veliko izpostavlja tudi tehnologije NBIC (nano-bio-info-cogno). Ker živimo v dobi tehnoznanosti, je tehnološki razvoj prevzel vodilno vlogo pri znanstvenih raziskavah. Na podlagi povečanih tehnoloških zmogljivosti imajo obstoječe in nove znanstvene teorije zdaj več praktičnih uporab kot kdaj koli prej. Niso tudi zanemarljive napovedi, Janez Škrlec, inž., Uredništvo revije Ventil da bo biodigitalna konvergenca več kot le tehnološka sprememba, saj bo spremenila ekonomske in trgovinske modele ter industrije. Kakšne značilnosti se pričakujejo v prihajajoči industrijski paradigmi? Spreminjanje proizvodnega okolja, za katero so značilne agresivna konkurenca na svetovni ravni in hitre spremembe procesnih tehnologij, danes zahtevajo ustvarjanje novih proizvodnih sistemov, ki jih bo mogoče preprosto nadgraditi in v katere se lahko nove tehnologije in nove funkcije tudi zlahka integrirajo. Nova industrijska paradigma bo spremenila proizvodne sisteme po vsem svetu tako, da bo ljudem odvzela dolgočasne, ponavljajoče se naloge, kadar koli bo to le mogoče. Inteligentni roboti in sistemi bodo silovito prodrli v proizvodne dobavne in prodajne verige. To bo omogočeno z uvedbo cenejših in zelo sposobnih robotov, sestavljenih iz naprednih materialov. Industrija bo povezana z močnejšimi procesi obdelave podatkov (tako imenovanimi velikimi podatkovnimi bazami in umetno inteligenco) in široko mrežo inteligentnih senzorjev. S tem se bosta povečali produktivnost in operativna učinkovitost. Zmanjšale se bodo delovne poškodbe in skrajšali časovni cikli proizvodnje. Veliko število delovnih mest bo ustvarjenih v okolju inteligentnih sistemov, na področjih robotike, vzdrževanja, usposabljanja, načrtovanja, preurejanja in izumljanja novih proizvodnih robotov. Vse to bo spodbudilo ustvarjalnost v delovnem procesu in inovativno uporabo različnih oblik robotov na delovnem mestu. Da bi se danes lahko proizvodna podjetja lahko hitro odzvala na povpraševanje kupcev in ostala konkurenčna, morajo uvajati nove vrste proizvodnih sistemov, (kot na primer, aditivna proizvodna s tako imenovanimi dodajalnimi tehnologijami). Današnji sistemi, tako imenovani FMS (Flexible ManufactuVentil 1 / 2024 • Letnik 30 25 NOVE INDUSTRIJE Predstavitev projekta Hybrid Neuro na MOS 2023 (Foto: FERI UM) ring Systems), žal nimajo takih značilnosti. Globalni svetovni trg tako zahteva spremembo proizvodnih sistemov ter stroškovno učinkovite proizvodne sisteme. Na te zahteve bi po mnenju mnogih lahko odgovorili z novim razvojnim konceptom BAS (Bionic Assembly System), ki temelji na konceptih avtonomije, sodelovanja in inteligence svojih enot. Sistem predlaga uporabo avtonomnih mobilnih robotov neposredno v proizvodnem okolju. Razvoj BAS rešuje pomanjkanje prilagodljivosti pri raznovrstnih izdelkih in njihovi uporabi, pomanjkanje fleksibilnosti pri zamenjavi opreme, upoštevajoč vse večjo kompleksnost proizvodnih sistemov. Glavni elementi predlaganega sistema so avtonomni mobilni roboti, ki morajo delovati samostojno, prilagodljivo in močno povezani med seboj in z okoljem. Bionski sistem sestavlja torej nov koncept samoreguliranja multirobotskih sistemov. Ker se število mobilnih robotov v sistemu povečuje, načrtuje in nadzoruje, sistem postaja vse bolj kompleksen in zapleten. Načrtuje se, da se bodo v prihodnosti v proizvodnji zaposlovali strokovnjaki z visokimi znanji v razumevanju robotov in interakcije z njimi. Ti strokovnjaki se bodo imenovali Chief Robotics Officer (CRO) in bodo odgovorni za dodajanje in odstranjevanje robotov iz tovarniškega okolja oziroma procesa v luči doseganja optimalnih zmogljivosti in učinkovitosti. CRO bodo imeli znanje o robotiki, umetni inteligenci, modeliranju, človeških dejavnikih in medsebojnih odnosih človek-stroj. 26 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Nove razvojne smernice in vključevanje slovenskih strokovnjakov v EU projekte Obzorja 2020 Skupina TechVision ponuja nabor novih strateških storitev, ki so usmerjene v prihodnost in so povezane z novim pristopom ustvarjanja inovacij, tudi s pomočjo umetne inteligence, bioničnih razvojnih konceptov in z interaktivnim pristopom strokovnjakov za tehnologijo in industrijo. Njihove storitve opolnomočijo uporabnike širom po svetu z idejami in strategijami za izkoriščanje prebojnih tehnologij in inovacij za spodbujanje transformacijske rasti še zlasti njihovih organizacij. Pri nas v Sloveniji žal takšnih storitev praktično še ne poznamo. Advanced Manufacturing TechVision Opportunity Engine (TOE) tedensko pokriva globalne inovacije in razvoj v zvezi s proizvodnjo in industrijsko avtomatizacijo. Inovacije so osredotočene na izboljšanje sledljivosti izdelkov, energetske učinkovitosti in zmanjševanje okoljskih odtisov, vključevanje zasnove izdelkov in proizvodnih vidikov za skrajšanje časa do trženja. Področja, ki se osredotočajo na raziskave, so hitra izdelava prototipov (aditivna proizvodnja), lažji izdelki, izdelani z novimi materiali in bioničnim oblikovanjem (spojitev več materialov, proizvodnja plastike in kovin, proizvodnja kompozitov na osnovi ogljikovih vlaken in drugo, pametna robotika, humanoidni roboti, robotski humanoidi, koboti (kolaborativni roboti), spremljanje NOVE INDUSTRIJE in nadzor (brezžično krmiljenje), pametna omrežja, vmesniki človek-stroj, modeliranje (programska oprema za načrtovanje in oblikovanje). Danes se veliko govori in piše tudi o področju bioničnega inženiringa, ki intenzivno preučuje in razvija tehnološke sisteme na podlagi posnemanja funkcij živih organizmov. Biološke strukture, metode in sistemi se namreč vedno bolj uporabljajo pri načrtovanju inženirskih sistemov in sodobnih tehnologij ter ustvarjanja bioničnih algoritmov. Navdih za bionično inženirstvo prihaja predvsem iz dobrega opazovanja, da evolucijski pritiski prisilijo biološke organizme, da se prilagodijo in razvijejo strukture in procese, ki imajo optimalno učinkovitost za preživetje. Bionika kot interdisciplinarno področje združuje inženirstvo in znanost o življenju. Glede na izpostavljeno temo je potrebno omeniti tudi to, da so nekateri evropski projekti Obzorja 2020 (Horizon 2020) že usmerjeni v zgoraj opisane tehnološke smeri, tudi v smeri inovacij, ki bodo nastale s pomočjo bioničnega inženirstva. Mogoče bi v zaključku še izpostavili projekt HybridNeuro, v katerem sodeluje tudi Slovenija, in sicer FERI Univerze v Mariboru, in združuje strokovno znanje vodilnih evropskih partnerjev na področju nevronskih vmesnikov za vzpostavitev novih poti analize človeškega motoričnega sistema in človeških gibov ter prenos akademskih raziskav v klinično in industrijsko prakso. HybridNeuro je bil predstavljen tudi na 55. Mednarodnem sejmu obrti in podjetništva (MOS) v Celju. V okviru projekta in obogatene resničnosti je bil pod vodstvom prof. dr. Aleš Holobarja in sodelavcev predstavljen 3D- model človeškega telesa z notranjimi organi, mišicami, živčevjem in skeletnim sistemom. (Obogatena resničnost je interaktivna izkušnja, ki izboljša resnični svet z računalniško ustvarjenimi zaznavnimi informacijami). Virtualno človeško telo je imelo vgrajene bionične vsadke, kot so nevrostimulatorji za lajšanje motoričnih motenj, nizi elektrod za neinvazivno pridobivanje površinskih elektromiogramov in sistem za merjenje elektroencefalogramov. Obiskovalci so lahko uživali v pogledu na tridimenzialno človeško telo skozi očala Microsoft Hololens in sodelovali z deli telesa v razširjeni resničnosti, da bi bolje raziskali njegovo notranjost in funkcionalnost bioničnih vsadkov in nizov elektrod. Poleg virtualnega človeškega telesa so v projektu predstavili elektrode za neinvazivno pridobivanje površinskih elektromiogramov in elektroencefalogramov ter različne aplikacije za snemanje elektromiogramov in elektroencefalogramov, od objektivnega merjenja rehabilitacije do lajšanja simptomov patološkega tremorja. Ta projekt je pomemben tudi za to, da se slovensko znanje prepoznava v evropskih projektih in pri oblikovanju novih industrij in podpornih tehnologij za zdravstvo in medicino ter industrijo. automation OPL avtomatizacija, d.o.o. Dobrave 2 SI-1236 Trzin, Slovenija Tel. +386 (0) 1 560 22 40 Tel. +386 (0) 1 560 22 41 Mobil. +386 (0) 41 667 999 E-mail: info@opl.si www.opl.si Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 27 HIDRAVLIČNI ČEPI Smernice za konstruiranje nestandardnih čepov Anže Čelik, Boris Jerman, Franc Majdič Izvleček: Prispevek prikazuje in pojasnjuje eksperimentalne aktivnosti, izvedene z namenom vrednotenja mehanskega odziva nestandardnega čepa kot posledice različnih vrst obremenitev. Poglobljeno razumevanje mehanskega odziva pripomore k pravilni določitvi smernic za načrtovanje tovrstnih komponent. V prvem koraku so bile izbrane različne velikosti obstoječih nestandardnih čepov (upoštevanje učinka velikosti). Izbrani so bili tudi različni materiali, in sicer z namenom analize vpliva vrste materiala. Za eksperimentalno vrednotenje (vgradnja merilnih lističev) in primerjave z numeričnim pristopom so bili čepi konstrukcijsko nekoliko spremenjeni. Številne eksperimentalne aktivnosti so bile izvedene zaradi vrednotenja notranjih napetosti in spenjalnih sil (kot posledice zateznega momenta), kontaktnih sil in krmilnega tlaka, ki služi za aktivacijo bata itd. Analiza je razkrila številne podrobnosti glede mehanskega odziva čepa, ki prej niso bile poznane. Novo pridobljeno znanje tako pripomore k ustreznejši postavitvi smernic za konstruiranje čepov. Ključne besede: nestandardni čep, eksperimentalni pristop, spenjalna sila, zatezni moment, smernice za konstruiranje 1 Splošno o hidravličnih čepih Z vidika hidravlike se čepi večinoma uporabljajo za zapiranje tehnoloških izvrtin (t. i. zapirni čepi) in drugih pretočnih kanalov ter tako preprečujejo puščanje tekočine navzven. Med drugim se čepi uporabljajo tudi za omejevanje giba bata (t. i. omejevalniki giba). Za podrobnosti glej sliko 1. Standardni čepi se navadno izberejo na osnovi ponudbe v katalogu dobavitelja (poz. 1 na sliki 1), nestandardni čepi pa so običajno plod lastnega razvoja (poz. 2 na sliki 1). Za slednje se v fazi razvoja večinoma uporablja teorija vijačnega spoja. Obstaja več različnih standardov (npr. ASTM, ISO, SAE …) in smernic (npr. VDI 2230), ki podpirajo in vodijo konstrukterja med razvojem komponente ([1], [2], [3]). 1.1 Hidravlični čepi in njihova uporaba v podjetju Standardni čepi se uporabljajo v številnih različnih hidravličnih komponentah (npr. hidravlični motorji, črpalke, ventili …). Za zadovoljevanje proizvodnih mag. Anže Čelik, univ. dipl. inž., Poclain Hydraulics, d. o. o., Žiri; prof. dr. Boris Jerman, univ. dipl. inž., izr. prof. dr. Franc Majdič, univ. dipl. inž., oba Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo 28 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Slika 1 : Čepi v različnih funkcijah (Vir: Poclain Hydraulics) potreb se uporabljajo različni dobavitelji čepov. Izbira standardnega čepa je relativno preprosta. Konstrukter ga izbere na podlagi kataloških podatkov dobavitelja (primer na sliki 2). Glavni konstrukcijski parametri so sledeči: velikost čepa, delovni/nazivni tlak in površinska zaščita. Konstrukterju ni potrebno določiti oz. izbrati vrste materiala in izvesti končne validacije (če so obremenitve v predpisanem območju). To je odgovornost proizvajalca čepa. Nestandardni čepi (slika 3) pa so povsem prilagojene konstrukcijske rešitve, ki jih načeloma ni možno kupiti na tržišču. Konstruiranje poteka z upoštevanjem prej omenjenih norm in smernic. Izpolnjevanje konstrukcijskih zahtev glede trajnosti, funkcionalnosti, zakonodaje in predpisov je torej povsem na strani razvojne ekipe podjetja. Konstrukter ima HIDRAVLIČNI ČEPI Slika 2 : Izbira čepa iz proizvajalčevega kataloga(Vir: [4]) Slika 3 : Tipičen primer nestandardnega čepa (Vir: Poclain Hydraulics) sicer precej več svobode oblikovanja, a tudi veliko več odgovornosti, primerjajoč z uporabo standardnih čepov. Nestandardni čepi so izdelani iz različnih, toda standardiziranih materialov različnih velikosti (npr. M8– M33), različnih vrst navojev (npr. metrični, UNF), različnih oblik tesnjenja (npr. O-tesnilo, ED-tesnilo) in z različno površinsko zaščito (npr. cinkanje, barvanje). Za namene te raziskave so bile uporabljene naslednje velikosti čepov: M19x1, M27x1.5 in M33x2. Material se običajno izbere glede na nivo obremenitve: za visoke obremenitve se uporablja predvsem 42CrMo4, za srednje pa se običajno izbere 11SMn30 ali ETG100. Omenjeni materiali so uporabljeni tudi za to študijo. 1.2 O konstrukcijski metodi Nestandardni čepi so zasnovani v skladu s smernicami po VDI 2230 ter z nekaterimi spremembami Slika 4 : Parametri za izračun sile prednapetja (faza privijanja) (Vir: [5]) in poenostavitvami za čep. Zaradi specifične geometrije čepa je izračun spenjalne sile FPM poenostavljen: 𝐹𝐹𝑃𝑃𝑃𝑃 = 𝑇𝑇𝑃𝑃𝑃𝑃 𝑑𝑑2 𝑑𝑑 { ∙tan(𝛼𝛼+𝜌𝜌`)+𝜇𝜇𝑃𝑃 ∙ 𝑚𝑚 } 2 2 (1) kjer se parametri TPR, d2, α, ρ, μP, dm nanašajo na za𝐹𝐹𝑆𝑆𝑆𝑆 𝜑𝜑 = moment, = 0,613 tezni premer navoja, kot navoja, torni kot, 𝐹𝐹𝐴𝐴 trenja pod glavo čepa (glej tabelo sl. 5) ter koeficient srednji premer navoja. Podrobnosti prikazuje slika 4. Pomen oznak na sliki 4: FtrP je sila trenja naležne površine, FPN je sila privijanja navoja, FN je normalna sila, FR je rezultanta sil, FV pa je sila v vijaku. Poleg geometrijskih parametrov, ki so odvisni od Tabela 1 : Različni primeri koeficientov trenja (Vir: [6]) Koeficient trenja (brez dimenzijsko število) Material suho statični mazano dinamični statični dinamični jeklo (mehko) / jeklo (trdo) 0,74 0,57 - 0,09-0,19 jeklo (trdo) / jeklo (trdo) 0,78 0,42 0,05-0,11 0,029-0,12 jeklo / cink (prevleka) 0,50 0,45 - Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 29 HIDRAVLIČNI ČEPI izračun z ozirom na utrujenost, ki sta podprta z razpoložljivimi standardi in smernicami. Razvojni ekipi v podjetju je potrebno zagotoviti metodo kot orodje, ki omogoča zanesljiv in enostaven pristop h konstruiranju. V ta namen je potrebno izvesti poglobljeno analizo vpliva obremenitev s pripadajočimi induciranimi mehanskimi napetostmi in pomiki, slonečo na eksperimentalnem in/ali numeričnem pristopu. Slika 5 : Dogovorno poimenovanje delov čepa (Vir: Poclain Hydraulics) 3 dejanske konstrukcije čepa, obstajajo tudi kontaktni parametri (koeficient trenja pod glavo čepa in med navoji). Na splošno niso znani, vendar pomembno vplivajo na izračun spenjalne sile. Za nekatere vnaprej določene pare materialov so podatki podani v ustreznih tabelah (primer tabela 1). Kljub večletnim izkušnjam konstruiranja čepov še vedno ostajajo nekateri fizikalni fenomeni, ki niso bili podrobno raziskani niti niso dostopni v javno objavljeni literaturi. Na podlagi izkušenj obstoječa teorija vijačnih spojev precenjuje razmerje oz. povezavo med zateznim momentom in pripadajočo spenjalno silo v čepu. Posledično je konstrukcija čepa običajno predimenzionirana, in sicer z namenom, da bi zadostila teoretičnim in/ali numeričnim napovedim (npr. lokalne koncentracije napetosti). 1.3 Dogovorno poimenovanje delov na čepu V izogib zmedi in nepravilnemu razumevanju poimenovanja sestavnih delov čepa, so ti v nadaljevanju primerno označeni. Čep kot konstrukcijski element je mogoče razdeliti na različne geometrijske domene, in sicer: glava čepa, telo, vrat in koren čepa (slika 5). Odvisno od nestandardne konstrukcije čepa njegovo telo v nekaterih primerih ni jasno prepoznavno. Za to študijo je izraz čep vedno mišljen kot hidravlični čep z navojem. 1.4 Obremenitve Na čep kot navojno zvezo so uvedene sledeče obremenitve:  spenjalna sila kot posledica zateznega momenta,  (notranji) torzijski moment kot posledica (zunanjega) zateznega momenta,  časovno spremenljiva kontaktna sila kot posledica omejitve giba bata med prekrmiljenjem,  sila tlaka kot posledica krmilnega tlaka. Eksperimentalni pristop Zato je bilo vloženega veliko truda v ustrezno in natančno oceno mehanskega odziva čepa z ozirom na predpisane obremenitve. Izvedenih je bilo več različnih eksperimentov. 3.1 Merjenje spenjalne sile Eden od nepoznanih konstrukcijskih parametrov je spenjalna sila. Pojavi se kot posledica uvedbe zateznega momenta na glavi čepa. Zatorej je za potrebe natančnega vrednotenja spenjalne sile bistvenega pomena pravilna in natančna izmera zateznega momenta. 3.1.1 Konstrukcija momentnega ključa Za pravilno in natančno izmero zateznega momenta je bilo skonstruirano namensko orodje (t. i. Zgoraj omenjene obremenitve so bile uporabljene za potrebe eksperimentalnega, numeričnega in analitičnega pristopa. 2 Obseg raziskave Cilj te raziskave je razviti metodo za hitro (tj. približno oz. okvirno) dimenzioniranje nestandardnih čepov. Metoda mora upoštevati statični izračun in 30 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Slika 6 : Namensko razvit momentni ključ (Vir: Poclain Hydraulics) HIDRAVLIČNI ČEPI kriti z distančniki, ki omogočajo zajem aksialnih sil, vključno s silo prednapetja. Za zaščito senzorjev pred mehanskimi poškodbami so bili merilni lističi prekriti z namensko oblikovano silikonsko gumo (slika 8 – desno). Slika 7 : Merilni lističi na momentnem ključu (Vir: Poclain Hydraulics) momentni ključ). Merjenje zateznega momenta je mogoče na osnovi vgrajenih merilnih lističev. Za podrobnosti glej sliki 6 in 7. Pozicije na sliki 6 se nanašajo na: (1) modularni nastavek ključa, (2) distančnik, (3) vzvod, (4) pritrdilni vijak, (5) matica, (6) merilni lističi. Merilni lističi so bili povezani v polno mostično vezavo, pri kateri sta dva merilnika napetosti obremenjena natezno, dva pa tlačno. Vsi senzorji so bili nadalje povezani s sistemom za zajemanje podatkov in merilno postajo (oboje proizvajalca National Instruments Corporation). 3.1.2 Modifikacija nestandardnega čepa Zaradi pomanjkanja prostora za pritrditev merilnih lističev in dosego ustreznih jakosti izmerjenih signalov na merilnih lističih, so bili nestandardni čepi dodatno spremenjeni. Vrat čepa je bil podaljšan v aksialni smeri, da se pridobi prostor za merilne lističe (slika 8 – levo). Modificirani vratovi so bili pre- Ustrezne dimenzije spremenjenih čepov so bile pridobljene na osnovi številnih trdnostnih analiz po metodi končnih elementov (MKE), kjer so bila simulirana napetostno-deformacijska stanja čepov pri maksimalnih pričakovanih obremenitvah. Pri spremembi geometrije čepa je bila posebna pozornost namenjena temu, da konstrukcijske spremembe bistveno ne vplivajo na mehanske lastnosti spremenjenih konfiguracij čepov glede na izvirne. 3.1.3 Kalibracija merilnika sile Za kalibracijo senzorja sile v čepu je bil zasnovan poseben sistem, ki omogoča simulacijo natezne aksialne sile v čepu (slika 9). Omenjeni sistem je sestavljen iz ročice oz. vzvoda in puše za pritrditev čepa. Slika 9a prikazuje sistem za kalibracijo senzorja sile. Spremenjeni čep M33x2 z vstavljeno obremenitveno osjo in jekleno kroglico je prikazan na sliki 9c. Ležajna kroglica omogoča pravilen prenos sile z ročice na obremenitveno os. Primer kalibracije merilnika sile na čepu M33x2 je prikazan na sliki 10, vključno s pripadajočim približkom (t. i. trendna črta) in vrednostmi R-kvadrata, ki odražajo visoko stopnjo linearnosti (saj je vrednost R2 ≈ 1). Omenjeni koeficient (R2) se uporablja kot kazalnik ustreznosti uporabljene (linearne) regresije. V da- Slika 8 : Modificiran čep M33x2, opremljen z merilnimi lističi (Vir: Poclain Hydraulics) Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 31 HIDRAVLIČNI ČEPI Slika 9 : Sistem za kalibracijo merilna sile (Vir: Poclain Hydraulics) nem primeru je torej 99,97 % točk na grafu popisanih z linearno regresijo. 3.1.4 Karakteristika sile prednapetja Slika 11 prikazuje silo prednapetja (FPM) v odvisnosti od zateznega momenta (TPR) na čepu M27x1,5, in sicer za več zaporednih meritev ter za mazan in suh kontakt. V primeru mazanega kontakta so bile izvedene štiri ponovitve, v primeru suhega kontakta pa tri. Pomembna lastnost, ki jo je mogoče opaziti na sliki 11: majhna razlika v spenjalni sili za mazane in suhe (tj. nemazane) pogoje. To je bistvena razlika v primerjavi z rezultati enačbe (1), kjer se spenjalna sila bistveno spreminja s spreminjanjem tornih razmer v kontaktu. Prav tako je smiselno omeniti, da se pri drugih dveh čepih (M19x1 in M33x2) opazi večji raztros rezultatov meritev (slednje niso zajete v tem članku). Ven- dar je potrebno upoštevati, da evropski standard EN 13001 predpostavlja raztros sile prednapetja za ±23 %, kadar zategovanje poteka s predpisanim momentom ali kotom privijanja. Mazani kontakt je bil vzpostavljen na osnovi nanosa hidravličnega olja na področje stičnih površin (navoji, glava čepa). 3.2 Merjenje kontaktne (dinamične) sile Naslednji korak študije se nanaša na merjenje dinamičnih kontaktnih sil, ki delujejo na čep med gibom bata. Vrednotena sta bila dva scenarija: dinamična sila na glavi in v korenu čepa (slika 5). 3.2.1 O hidravličnem preizkuševališču Sile, ki delujejo na čep, so bile izmerjene pri petih različnih pilotnih tlakih (20, 30, 40, 60 in 80 barov, dobljenih z nastavitvijo varnostnega ventila) in za dva primera povratnega tlaka: s povratnim tlakom Slika 10 : Karakteristika senzorja sile na čepu M33x2 (Vir: Poclain Hydraulics) 32 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 HIDRAVLIČNI ČEPI Slika 12 : Shema (Vir: Poclain Hydraulics) Slika 11 : Sile prednapetja na čepu M27x1,5 (Vir: Poclain Hydraulics) v vzmetni komori ali brez njega (v velikosti enega bara, slika 12). Frekvenca vzorčenja za vse merjene količine je bila 10 kHz. Hidravlično olje, uporabljeno na preizkuševališču (slika 13), je ISO VG 46. 3.2.2 Dinamične sile na glavi čepa Meritev kontaktnih sil na čepu je bila mogoča na osnovi vgraditve merilnih lističev. Slika 14 prikazuje pet zaporednih vklopov in izklopov potnega ventila (poz. 1, slika 12), ki krmili glavni ventil (poz. 2, slika 12). Med vsako aktivacijo se spenjalna sila v čepu poveča s statične vrednosti (tj. sila prednapetja) do najvišje vrednosti (kontakt bata) in se nato zmanjša na aktivirano statično vrednost (sila krmilnega tlaka) ter se končno vrne na svojo začetno statično vrednost (izklop potnega ventila). Med vsakim aktiviranjem ventila se sila v glavi čepa spremeni na podoben način. Iz grafa na sliki 14 je mogoče opaziti različne prehodne pojave in na osnovi dobljenih vrednosti meritev je možno določiti nekatere pomembne faktorje. Eden od teh je faktor obremenitve ϕ. Z ozirom na smernice po VDI 2230 je delovna sila v prednapeti vijačni zvezi FSA znižana za omenjeni faktor ϕ glede Slika 13 : Slika preizkuševališča (Vir: Poclain Hydraulics) na zunanjo obremenitev FA. Relacija je sledeča: FSA = ϕ ∙ FA (2) kjer se sila FSA nanaša na razliko obremenjenosti vijačne zveze po aktivaciji in pred aktivacijo zunanje sile FA. Slednja je dobljena kot produkt krmilnega tlaka in površine bata ter nato znižana za silo prednapetja vzmeti. Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 33 HIDRAVLIČNI ČEPI Slika 14 : Dinamične sile na glavi čepa M33x2 (Vir: Poclain Hydraulics) V danem primeru 𝑇𝑇𝑃𝑃𝑃𝑃 je faktor obremenitve ϕ izračunan 𝐹𝐹𝑃𝑃𝑃𝑃 = 𝑑𝑑2 𝑑𝑑 sledeče: { ∙tan(𝛼𝛼+𝜌𝜌`)+𝜇𝜇𝑃𝑃 ∙ 𝑚𝑚 } 2 2 𝜑𝜑 = 𝐹𝐹𝑆𝑆𝑆𝑆 = 0,613 𝐹𝐹𝐴𝐴 (3) Vrednost, dobljena z enačbo (3), se precej razlikuje od tipičnih vrednosti za vijačni spoj; te so običajno med 0,1 in 0,4. 3.2.3 Dinamične sile v korenu čepa Podobno so bile detajlno preučene tudi dinamične sile v korenu čepa. V nadaljevanju rezultati niso podrobno predstavljeni. Vendar so bili opaženi podobni trendi in podatki so bili prav tako obdelani na podoben način (glej sliko 15). Očitno je, da so rezultati pri vseh zaporednih aktivacijah ventila približno enaki. 4 Zaključek Cilj celotne raziskave je razviti konstrukcijsko metodo za hitro dimenzioniranje hidravličnih čepov. V prvem koraku so bile izvedene obsežne meritve na čepih velikosti M19x1, M27x1,5 in M33x2 (le del teh meritev je prikazan v tem članku). Razvite in uporabljene so bile nekatere inovativne rešitve (npr. momentni ključ, spremembe konfiguracij čepov …), ki omogočajo natančne in ponovljive meritve različnih spremenljivk. Uporaba merilnih lističev omogoča merjenje sil, pomikov in napetosti na vratu, glavi in v korenu čepa. Ustrezen sistem zajemanja podatkov je omogočal natančno zajemanje prehodnih pojavov med fazo gibanja bata. To je obstoječemu znanju in izkušnjam razvojne skupine Poclain prineslo nova spoznanja oz. dodano vrednost. Rezultati teh aktivnosti bodo v nadaljevanju omogočili razvoj potrebnega orodja za konstruiranje. Slika 15 : Dinamične sile v korenu čepa M33x2 (Vir: Poclain Hydraulics) 34 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 HIDRAVLIČNI ČEPI Reference [3] [1] [4] [2] https://www.boltscience.com/, nazadnje ogledano 14. 1. 2024. https://www.bossard.com/global-en/assembly-technology-expert/expert-design/calculation-of-bolted-joint/, nazadnje ogledano 26. 7. 2023. [5] [6] http://www.vdi2230.de/, nazadnje ogledano 16. 1. 2024. https://www.parker.com/parkerimages/euro_ tfd/cat/english/C150.PDF, nazadnje ogledano 26. 7. 2023. https://www.scribd.com/doc/257813953/6-Vijacne-zveze#, nazadnje ogledano 26. 7. 2023. Simcenter Amesim Help, rev. 2021.2 . Design guidelines for non-standard plugs Abstract: The paper shows and explains mechanical response of non-standard plug as a consequence of different loading type. In-depth understanding of plug behavior helps to setup design guidelines for such components. In the first step, different sizes of existing non-standard plugs have been selected in order to take into account the size effect. Then, three different materials have been selected in order to evaluate effect of plug material. For the purposes of experimental evaluation and comparison with numerical approach, selected plugs have been additionally modified to allow installation of strain gauges. Numerous experimental activities have been performed with the aim to evaluate induced stresses and preload forces due to tightening torque, contact forces and piloting pressure due to spool shifting, etc. Tests have unrevealed several details regarding mechanical response on plug that have not been known previously. New obtained knowledge helps to define plug design guidelines more appropriately. Keywords: non-standard plug, experimental investigation, preload force, tightening torque, design guidelines Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 HIDRAVLIČNE TEKOČINE Izločanje zraka iz rabljenih mineralnih hidravličnih olj Milan Kambič, Darko Lovrec Izvleček: Prisotnost zraka v hidravličnem sistemu ali v sami hidravlični tekočini, bodisi v svoji osnovni obliki, npr. kot zračni žep ali mehurček, bodisi v obliki raztopljenega zraka povzroča veliko nevšečnosti. To se kaže v obliki neželenega delovanja hidravličnega sistema, ki povzroča pospešeno staranje tekočine, predvsem mineralnega olja. Poleg ukrepov za preprečevanje vdora zraka v hidravlični sistem je pomembno poznati tudi nagnjenost vsake vrste hidravličnega olja k penjenju in njegovo sposobnost izločanja zraka. Razprava o lastnostih mineralnega olja glede izločanja zraka se običajno nanaša na različne vrste svežih hidravličnih olj. Kako se ta lastnost odraža in spreminja v primeru že uporabljenih in kemično degradiranih hidravličnih olj, obravnavamo v tem prispevku. Ključne besede: hidravlično olje, izločanje zraka, rabljena olja, testiranje, rezultati 1 Uvod Zrak v hidravlični tekočini je v svoji elementarni obliki kot zračni žepi ali zračni mehurčki vsekakor zelo nezaželen, nadležen in agresiven onesnaževalec, ki povzroča celo vrsto nevšečnosti. Z mehanskega vidika povzroča povečano stisljivost in preveč elastično delovanje hidravličnega sistema, s kemičnega vidika pa hitrejše staranje hidravličnega olja. Poleg povečane stisljivosti tekočine in posledičnega vpliva na togost hidravličnih komponent in celotnega sistema, počasnejših reakcijskih časov ter pojava nihanja v sistemu v mehanskem smislu zrak povzroča celo vrsto drugih nevšečnosti, npr. zaradi nepopolne napolnjenosti komore črpalke vpliva tudi na zmanjšanje dejanskega pretoka črpalke in s tem nižji volumetrični izkoristek, povečano segrevanje črpalke in hrup, pojav kavitacije in s tem povezano obrabo materiala, slabši mazalni učinek tekočine in zmanjšano nosilnost mazalnega filma, dizelski učinek, poškodbe tesnil in gladkih površin itd. Poleg tega zrak negativno vpliva tudi na pospešeno oksidacijo (staranje), npr. v hidravličnih siste- Dr. Milan Kambič, univ. dipl. inž., Olma, d. o. o., Ljubljana; Prof. dr. Darko Lovrec, univ. dipl. inž., Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo Prispevek je bil v originalni obliki, v angleškem jeziku, predstavljen na mednarodni konferenci Fluidna tehnika/Fluid Power 2023. 36 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 mih, kjer povzroča nastanek usedlin v rezervoarju in na komponentah (mulj in lak). Glede na celotno paleto negativnih vplivov je zrak v hidravličnem sistemu nezaželen in se obravnava kot zelo »agresiven« onesnaževalec ter preprečuje in zmanjšuje njegova prisotnost v hidravličnem sistemu. Zato ga je treba odstraniti in zagotoviti, da na različne načine ne pride v hidravlični sistem. V literaturi najdemo celo vrsto različnih nasvetov in priporočenih ukrepov za preprečevanje vdora zraka v hidravlični sistem ali za nastajanje zraka v samem sistemu. Pravilna zasnova oblike in notranjosti rezervoarja in skrb za brezhibno tesnjenje hidravličnih priključkov je vsekakor en sklop ukrepov. Drugi sklop ukrepov se nanaša na možnosti izločanja zraka. V zvezi s tem so vsekakor potrebni skrbno odzračevanje sistema ob prvem zagonu hidravličnega sistema ter ukrepi za učinkovito odpravo zračnih mehurčkov. Če pa so se zračni mehurčki že pojavili v sistemu, npr. v rezervoarju, jim moramo na kakršen koli način preprečiti dostop do sesalnega priključka črpalke. Ko govorimo o zraku v hidravličnem sistemu, ne smemo misliti samo na zrak v njegovi elementarni obliki, na zračne mehurčke. Pomisliti moramo tudi na nezanemarljiv delež kemično raztopljenega zraka v olju, ki se pod določenimi pogoji lahko sprosti iz olja in se pojavi v svoji elementarni obliki kot zračni mehurček. Precej manj se omenja kemično vezan, raztopljen zrak v sami hidravlični tekočini in njegov negativni HIDRAVLIČNE TEKOČINE učinek, čeprav vemo, da je v mineralnem hidravličnem olju od 7 % do 9 % ali celo nekaj več odstotkov raztopljenega zraka. Raztopljenega zraka s prostim očesom ne vidimo. Ker ni prisoten in viden v svoji elementarni obliki kot zračni mehurček, neposredno v tej obliki ne povzroča omenjenih škodljivih učinkov. Zato je v tej obliki drugotnega pomena in vpliva na delovanje naprave in stanje olja. Razmere se spremenijo, ko zaradi spremembe tlaka ta v lokalnem delu hidravličnega sistema pade pod vrednost parnega tlaka (določen podtlak) in se raztopljeni zrak sprosti kot zračni mehurček. 2 Mehanizem sproščanja zračnih mehurčkov Prisotnost zraka v različnih oblikah in v tekočinah je že dolgo predmet številnih raziskav. Enako velja za študije, povezane s poznavanjem fizikalnega ozadja nastajanja in izločanja zraka ter vpliva na delovanje hidravličnega sistema. Ugotovitve so povzeli številni avtorji. ([1] do [11]) Ko se pojavijo zračni mehurčki, jih moramo, ne glede na vzrok njihovega izvora, čim hitreje odstraniti iz hidravličnega sistema. Učinkovitost odstranjevanja zračnih mehurčkov je odvisna od številnih dejavnikov: od oblike in dimenzij rezervoarja, od pogojev pretoka v rezervoarju, od načina vračanja hidravlične tekočine nazaj v rezervoar, od pogojev delovanja v hidravličnem sistemu, npr. delovne temperature, pa tudi od vrste vgrajene hidravlične tekočine, največkrat mineralnega hidravličnega olja. Ob tem ne smemo pozabiti na prisotnost drugih onesnaževalcev, kot so voda in trdni onesnaževalci, ter na stopnjo razgradnje tekočine, kar vse dodatno vpliva na učinkovitost izločanja zraka. 2.1 Preglednica 1 : Raztopljeni zrak v mineralnem olju Vrsta tekočine Bunsenov koeficient Mineralno olje 0,07 do 0,09 Silikonsko olje 0,15 do 0,25 Fosfatni ester 0,09 Rastlinsko (bio)olje 0,09 Voda 0,0187 Vrednosti, navedene v preglednici 1, kažejo, da je prostorninska vsebnost zraka v mineralnih hidravličnih oljih med 7 % in 9 %. Bunsenov koeficient podaja prostorninsko razmerje med količino plina, raztopljenega v tekočini pri normalnih pogojih, in prostornino tekočine. Raztapljanje zračnih mehurčkov ob povečanju tlaka zahteva določen čas. Za mineralna olja z nizko viskoznostjo (10 mm2/s pri 40 °C) in 20 bar znaša to približno 20 s. Olje z višjo viskoznostjo, 40 mm2/s pri 40 °C, potrebuje približno 60 s. [6] Z naraščanjem tlaka se topnost zraka v mineralnem olju povečuje po zakonu Henryja Daltona. Za proizvode iz mineralnih olj je mogoče izračunati topnost različnih plinov po metodi ASTM D 2779. Treba je poznati le vrednost gostote olja in vrsto raztopljenega plina. Standard ASTM D 3827 določa metodo izračuna, ki ne velja samo za izdelke iz mineralnih olj, ampak tudi za druge organske tekočine (sintetična olja). Izločanje zračnih mehurčkov pri znižanju tlaka poteka veliko hitreje kot absorpcija plina pri povečanju tlaka. Topnost zraka se zmanjšuje z večanjem viskoznosti baznega olja, to je z naraščanjem povprečne molekulske mase, kar prikazuje preglednica 2. [12] Topnost plinov v olju Kot je bilo rečeno, je pomemben delež raztopljenega zraka. Na splošno lahko mazalna olja, vključno s hidravličnimi olji, raztopijo znatne količine plinov (tukaj zraka). Poleg vrste baznega olja je količina bistveno odvisna od tlaka in temperature. Stopnja rafiniranosti mineralnega olja, viskoznost in prisotnost aditivov nimajo izrazitega vpliva na topnost v zraku. Za prostornino raztopljenega plina za volumen enega ml velja Henry-Daltonov zakon: 𝑉𝑉𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 𝑝𝑝2 Preglednica 2 : Raztopljeni zrak v mazalnem olju Poprečna molekulska masa [g/mol] Volumski delež zraka [%] 670 7,83 610 7,92 570 8,43 530 8,78 400 9,03 (1) (1) Opomba: Gostota in molekulska masa kemikalije sta med seboj premo sorazmerni, gostota in pro ·0,0015·X (2) kemikalije pa obratno sorazmerni. Ko se zrak = olje +  Preglednica 1 olje podaja približne vrednosti raztopljene- stornina ga zraka v odstotkih, značilne za različna mazalna molekulska masa kemikalije poveča, se poveča gostota kemikalije. olja pri normalnih pogojih (20 °C in 1013 mbar). [6] 𝑉𝑉𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = 𝛼𝛼𝑉𝑉 4 𝑝𝑝1 [ml] [ml] 𝐹𝐹vzgon = 𝜋𝜋 (𝜌𝜌tekočina − 𝜌𝜌zrak )𝑟𝑟 3 𝑔𝑔 3 [N] (3) Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 37 4 [N] (3 HIDRAVLIČNE TEKOČINE 𝐹𝐹vzgon = 𝜋𝜋 (𝜌𝜌tekočina − 𝜌𝜌zrak )𝑟𝑟 3 𝑔𝑔 2.2 Fino porazdeljen zrak v mazalnem olju privede do izraza za hitrost dviga zračnega mehurčka: Poleg raztopljenega zraka lahko mazalna olja absorbirajo dodatno količino zraka, ki se med delovanjem fino porazdeli kot disperzna faza. To porazdelitev zraka v olju pogosto imenujemo aeroemulzija, zračna emulzija ali tudi sferična pena. Disperzije zrak v olju so skoraj v vseh primerih pri delovanju hidravličnih sistemov nezaželene, saj iz prisotnosti prostega zraka izhajajo številne (že omenjene) slabosti. [13], [14], [15] 𝑣𝑣 = 3 Zrak, razpršen v olju, vodi do povečanja viskozno𝑉𝑉𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 𝑝𝑝2 sti, ki=jo 𝑉𝑉 𝛼𝛼𝑉𝑉je mogoče oceniti [ml] z naslednjo aproksima𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 𝑝𝑝1 ([16]): cijsko enačbo zrak = olje + olje·0,0015·X (2) Enačba kaže, da 10-odstotna prostorninska vsebnost zraka v olju povzroči približno 15-odstotkov 4 𝐹𝐹 = 𝜋𝜋 (𝜌𝜌tekočina − 𝜌𝜌zrak )𝑟𝑟 3 𝑔𝑔 [N] vzgon viskoznost. višjo 3 —’‘”ൌ͸ 2 9 ” [N] (𝜌𝜌tekočina − 𝜌𝜌zrak ) 𝑟𝑟 3 𝑔𝑔 𝜂𝜂 [m/s] [m/s] (5) Tu v enačbah (3), (4) in (5) r predstavlja polmer mehurčka, ρtekočina gostoto tekočine in ρzrak gostoto zraka. Po raziskavi Haywarda [16] je najpogostejši premer mehurčkov od 0,25 mm do 0,5 mm. Delovna viskoznost za večino industrijske hidravlike je med 20 mm2/s in 30 mm2/s. Glede na to je čas, potreben, da se mehurček dvigne za meter v mirnem olju, teoretično v povprečju približno 6 do 9 minut. (1) Ker je viskoznost hidravlične tekočine zelo odvisna od temperature, se zračni mehurčki zaradi nižje viskoznosti (2) dvignejo hitreje pri višjih temperaturah. Dejanski čas vzpona je bistveno daljši, odvisno od vrste olja, nečistoč/kontaminantov in vsebnosti vode, zato je treba to dejstvo v zadostni meri upoštevati(3) pri načrtovanju rezervoarja za olje. Porazdelitev neraztopljenega zraka v mazivu lahko zmanjšamo z že omenjenimi konstrukcijskimi  ssestavo ” [N] —’‘”ൌ͸ ukrepi in/ali olja. Konstrukcijske možnosti vključujejo naslednje ukrepe, od katerih so bili nekateri že omenjeni: nizko obtočno število zaradi velike količine olja, nizka višina rezervoarja za olje, 2 𝑟𝑟 3 𝑔𝑔 𝑣𝑣 = (𝜌𝜌 − 𝜌𝜌zrak ) velike razdalje med vstopno točko olja[m/s] v rezervoartekočina 9 𝜂𝜂 ju in sesalnim vodom, naprave za izpust zraka, pritrditev sesalnega cevovoda čim nižje pod površino in izogibanje ostrim zavojem v sistemu. Na podlagi Stokesove enačbe je razvidno, da se hitrost dviganja mehurčkov zmanjšuje, ko mehurčki postajajo (4) manjši, kar prikazuje slika 1. Materialni dejavniki hidravličnega olja, ki igrajo pomembno vlogo pri izločanju zraka, so: stopnja rafinacije mineralnega olja, viskoznost in prisotnost nekaterih aktivnih sestavin, npr. prisotnost vode, produktov staranja olja in tudi stopnja čistosti olja. Na sposobnost izločanja zraka iz mineralnih olj vplivajo viskoznost, temperatura in prisotnost aditivov. Glede na Stokesov zakon je pri višji viskoznosti iz- 2.3 Mehanizem sproščanja zraka 5 x10-2 Hitrost dviganja mehurčka [cm/s] Vsi ti dejavniki vplivajo tudi na hitrost in učinkovitost odstranjevanja zračnih mehurčkov iz tekočine. Sposobnost tekočine, da izloči razpršene zračne mehurčke, imenujemo sposobnost izločanja zraka – LAV (5) (pogosto uporabljena okrajšava LAV izvira iz nemškega jezika: Luftabscheidevermögen). Poleg okrajšave LAV se za isti namen pogosto uporablja tudi okrajšava ARV − Air release value. Teoretični čas dviganja zračnega mehurčka v či𝑝𝑝2 stem olju 𝑉𝑉na osnovi je mogoče izračunati 𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜mineralni 𝑉𝑉𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = 𝛼𝛼𝑉𝑉 [ml] (1) 𝑝𝑝 1 z dobrim 𝑉𝑉približkom z uporabo Stokesovega zako𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜𝑜 𝑝𝑝2 𝑉𝑉𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝 = 𝛼𝛼𝑉𝑉 [ml] (1) 𝑝𝑝1 na. Sorazmeren je s kinematično viskoznostjo tekočine =inobratno sorazmeren s kvadratom premera  zrak olje + olje·0,0015·X mehurčka. Sila vzgona zračnega mehurčka je izrazrak = olje + olje·0,0015·X žena kot [11]: 4 [N][N] (3) 𝐹𝐹vzgon = 𝜋𝜋 (𝜌𝜌tekočina − 𝜌𝜌zrak )𝑟𝑟 3 𝑔𝑔 3 4 3 𝐹𝐹vzgon = 𝜋𝜋 (𝜌𝜌tekočina − 𝜌𝜌zrak )𝑟𝑟 𝑔𝑔 [N] 3 Upoštevanje sile upora pri gibanju sferičnih teles po Stokesu za zelo majhna Reynoldsova števila: —’‘”ൌ͸ —’‘”ൌ͸ 2 ” ” [N] [N] [N] 𝑟𝑟 3 𝑔𝑔 𝑣𝑣 (𝜌𝜌tekočina − 𝜌𝜌zrak ) 303 1 / 2024 • Letnik 38= 29 Ventil 𝑟𝑟 𝜂𝜂 𝑔𝑔 𝑣𝑣 = (𝜌𝜌tekočina − 𝜌𝜌zrak ) 9 𝜂𝜂 (4) 5 x10-4 5 x10-6 5(2)x10-8 (2) (3) 5(3) x10-10 10-8 10-6 10-4 10-2 Polmer mehurčka [cm] (4) (4) Slika 1 : Hitrost dviganja zračnih mehurčkov v odvisnosti od njihovega polmera [m/s] [m/s] (5) (5) (4 (5 HIDRAVLIČNE TEKOČINE Hitrost dviganja mehurčka [cm/s] 1.6 t. i. nukleacijska jedra v teoriji negativno vplivajo na sposobnost izločanja zraka. Ali lahko ta vpliv pri inhibitorjih oksidacije, korozije in pri detergentih zanemarimo, ker je njihov prispevek zanemarljiv, ali pa ga ne smemo, bi bilo potrebno za vsako vrsto navedenega aditiva preveriti z eksperimentom. 1.4 1,2 1,0 3 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0 10 20 30 40 50 60 70 Viskoznost [mm2/s] Slika 2 : Teoretična hitrost dviganja zračnih mehurčkov različnih premerov, odvisno od viskoznosti olja ločanje zraka počasnejše. Splošnega razmerja, ki velja za vsa bazna olja, ni mogoče podati, ker imajo glede na izvor in postopek rafiniranja različno medfazno napetost in s tem različno velikost mehurčkov, kar prikazuje slika 2. Na vrednost viskoznosti močno vpliva temperatura olja. Ko se temperatura poveča in posledično viskoznost zmanjša, se izločanje zraka izboljša. Vse učinkovine, ki zmanjšujejo površinsko napetost tekočine, negativno vplivajo na sposobnost izločanja zraka. Prav tako vse spojine, ki lahko tvorijo Preglednica 3 : Lastnosti izločanja zraka različnih olj [19] Vrsta olja Razred Minut do 0,2 viskoznosti % vol. zraka 25 °C 50 °C A Hidravlično ISO 32 – 3 B Turbinsko ISO 32 4 2 C Hidravlično ISO 46 – 6 D Turbinsko ISO 46 7 3 E Turbinsko – 10 5 F E + 1,0 % olja J 10 5 G E + 0,5 % vode 56 – – 13 H Hidravlično ISO 100 I Turbinsko ISO 100 14 6 J MIL-L-2104B dizel SAE 30 77 – K J + 0,5 % vode 115 – Metoda merjenja izločanja zraka različnih hidravličnih tekočin Standardizirana metoda za določanje sposobnosti izločanja zraka (LAV) je tako imenovana Impingerjeva metoda po standardu DIN 51381. V ta namen pri določeni temperaturi sedem minut vpihujemo zrak skozi kapilaro v olje v plinski pralni jeklenki (impinger). Izločanje razpršenega zraka spremljamo s hidrostatično tehtnico, z merjenjem gostote, dokler ne dosežemo vrednosti vzorca brez zračnih mehurčkov. LAV je podan v minutah za čas, po katerem olje še vedno vsebuje 0,2 % prostornine razpršenega zraka. Za določanje penjenja, vsebnosti zraka in njegovega izločanja obstaja več standardnih in nestandardnih metod, ki so si bolj ali manj podobne (glej [17]). Danes je najbolj razširjena metoda določanja LAV po standardu ASTM D 3427-19. Preizkusni postopek se izvaja pri standardiziranem nizu preskusnih pogojev in tako omogoča primerjavo sposobnosti olj za ločevanje vnesenega zraka v pogojih, kjer je na voljo čas ločevanja. [18] V skladu s standardom ASTM D 3427-19 se čas, ki je potreben, da tekočina sprosti vsebovani zrak, meri pri različnih temperaturah, pri 25 °C, 50 °C in 75 °C. Za praktika je zagotovo najbolj zanimiva izvedba testa pri 50 °C, ki velja za priporočeno delovno temperaturo, pri kateri hidravlična naprava tudi večino časa deluje. Odvisno od sestave hidravlične tekočine, tako glede baznega olja kot paketa aditivov, ki jih vsebuje, se lahko lastnosti izločanja zraka bistveno razlikujejo. Preglednica 3 prikazuje razpon vrednosti časa izločanja zraka, povezanih z različnimi vrstami mineralnega olja. [19], [20] Ko gre za zračne mehurčke v olju, se rezultati običajno nanašajo na sveža hidravlična olja ali druge vrste hidravličnih tekočin. Ni pa skoraj nikjer natančno navedena ali pa je le izjemoma navedena mejna vrednost za hitrost izločanja zračnih mehurčkov v različno degradiranih rabljenih oljih. 4 Lastnosti izločanja zraka rabljenih mineralnih hidravličnih olj Res je, da sta izločanje zraka različnih vrst in sestav svežega olja nedvomno pomembna, vendar imamo Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 39 HIDRAVLIČNE TEKOČINE v večini industrijskih hidravličnih sistemov veliko večjo količino rabljenega kot pa svežega olja. Prav tako ni nobenega zagotovila, da bo učinkovito izločanje zraka iz svežega olja zagotovilo tudi učinkovito izločanje zraka iz rabljenega olja. Že zaradi tega je smiselno iskati korelacije med različnimi stopnjami degradiranosti olja in spremembami fizikalno-kemijskih lastnosti olja ter sposobnostjo izločanja zraka. Sposobnost izločanja zraka bi morda lahko bila eden od parametrov, na podlagi katerega bi presodili primernost olja za nadaljnjo uporabo. povišani temperaturi (150 °C) prisotnost bakra in kisika v zraku v vlogi katalizatorjev oziroma pospeševalcev razgradnje olja povzročila hitrejšo razgradnjo olja. Več podrobnosti o postopku in izvedbi testa najdete v [21]. Toplotna obremenitev vzorca je trajala določeno število ur, nato pa so bile izmerjene vse tiste fizikalno-kemijske lastnosti, ki so običajno spremenjene zaradi razgradnje in lahko vplivajo tudi na LAV. Rezultati so povzeti v preglednici 4. Za preizkus smo uporabili mineralno hidravlično olje vrste HL in viskoznostnega razreda ISO VG 46. Na sposobnost izločanja zraka in nagnjenost k penjenju negativno vplivajo onesnaževalci, kot so delci in voda, pa tudi produkti staranja, npr. povečanje viskoznosti zaradi oksidacije olja in porabe aditivov. Prav tako mešanje različnih vrst olj vpliva na sposobnost izločanja zraka in nagnjenost k penjenju, npr. zaradi vnosa nezdružljivih aditivov. Onesnaževalci lahko izvirajo iz zunanjih in notranjih virov. Primeri zunanjih virov so lahko druge vrste olja, druge tekočine, npr. voda in umazanija. Prisotnost vode lahko zmanjša viskoznost, saj ta delno emulgira. Preglednica 3 vključuje nekaj primerov škodljivega vpliva majhnih količin vode na izločanje zraka. Preglednica 4 jasno prikazuje tiste fizikalno-kemijske parametre in njihove vrednosti, ki so v ospredju obravnave − LAV in penjenje. Naraščajoče vrednosti za viskoznost, nevtralizacijsko število, oksidacijo, FT-IR ter tudi vrednosti za barvo in električno prevodnost jasno kažejo stopnjo razgradnje olja kot posledico toplotne obremenitve pod vplivom pospeševalcev procesa staranja. Prav tako produkti procesa toplotne razgradnje ali staranja olja povzročijo spremembo viskoznosti in gostote. Enako velja za kisle produkte oksidacije, ki posledično vodijo do sprememb LAV. [19] 4.1 Izločanje zraka iz pospešeno staranih olj Za ugotavljanje sprememb fizikalno-kemijskih lastnosti različno degradiranih mineralnih hidravličnih olj smo uporabili lastno razvit postopek za pospešeno toplotno degradacijo olja, tako imenovani suhi toplotni test. Test je podoben testu TOST, kjer je pri Iz rezultatov je razvidno in zanimivo, da se po pospešenem toplotnem staranju olja vrednost LAV skorajda ni spremenila (majhna nihanja vrednosti so možna posledica natančne ocene določitve konca testa − razlika v časih znaša 6 %). Načeloma spremembe LAV sovpadajo s spremembami gostote, ki se je minimalno spremenila. Vendar pa se je viskoznost staranega olja močno spremenila, penjenje olja pa se je zelo povečalo. Ker je bilo v tem primeru uporabljeno pospešeno toplotno staranje olja, pri katerem ni bilo zaznati omembe vrednih sprememb LAV, je vsekakor smiselno preveriti, ali se podoben vzorec sprememb pojavlja tudi pri »naravno« staranih oljih – po določenem času delovanja. Treba je opozoriti, da so ure pospešenega procesa toplotne razgradnje enakovredne nekaj mesecem ali celo letom naravno staranega olja. Preglednica 4 : Rezultati analize vzorcev po določenem številu ur pospešenega staranja Hidravlično olje HL ISO VG 46 HL 0 HL 40 HL 60 HL 110 0 40 60 110 2,0 6,0 > 8,0 > 8,0 876 876 877 879 Viskoznost pri 40 °C [mm /s] 46,45 48,35 49,30 62,18 Viskoznost pri 100 °C [mm /s] 6,91 7,06 7,18 8,08 Nevtralizacijsko št. [mg KOH/g] 0,54 0,65 0,72 1,9 Oksidacija FT-IR [-] 0,31 0,43 0,64 2,30 LAV pri 50 °C [min] 5,7 6,1 5,8 6,1 Penjenje – Sekvenca I [ml/ml] 0/0 20/0 0/0 610/0 Čas trajanja testa [h] Barva [–] Gostota pri 20 °C [kg/m ] 3 2 2 Penjenje – Sekvenca II [ml/ml] 30/0 20/0 10/0 30/0 Penjenje – Sekvenca III [ml/ml] 0/0 0/10 0/0 570/50 Električna prevodnost [pS/m] 607 853 1121 9219 40 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 HIDRAVLIČNE TEKOČINE Preglednica 5 : Primerjava viskoznosti, penjenja in sposobnosti izločanja zraka naravno staranih hidravličnih olj Vzorec Hidravlično olje ISO VG 46 Datum 9. 2022 11. 2022 1. 2023 3. 2023 2. 2023 7. 2023 Gostota pri 20 °C [kg/m ] 871 871 871 871 871 871 Viskoznost-40 °C [mm /s] 45,76 46,43 46,48 46,60 46,31 46,59 Viskoznost-100 °C [mm /s] 3 2 7,199 6,859 6,886 6,963 6,939 6,976 LAV pri 50 °C [min] 6,3 4,8 4,7 5,4 4,4 4,4 Penjenje-Sek. I [ml/ml] 0/0 0/0 0/0 0/0 190/0 430/0 Penjenje-Sek. II [ml/ml] 70/0 20/0 40/0 50/0 30/0 30/0 Penjenje-Sek. III [ml/ml] 20/0 20/0 0/0 270/0 30/0 480/0 2 4.2 Izločanje zraka naravno staranih olj Podobne spremembe veličin, navedenih v prejšnjem poglavju, lahko pričakujemo tudi pri naravno staranem olju na pravi hidravlični napravi, le da je čas nastanka spremembe bistveno daljši (nekaj deset dni ali celo mesecev). Spremljanje stanja fizikalno-kemijskih parametrov hidravličnih olj v industrijski uporabi se praviloma izvaja v določenih časovnih intervalih, običajno na dva meseca. V tem primeru izvajalec testiranja običajno ne pozna dejanskega števila obratovalnih ur v tem obdobju, zato lahko pride do odstopanj ali manj verodostojnih rezultatov. Na interpretacijo rezultatov vplivajo tudi obratovalni pogoji, kot je npr. temperatura okolja, vlažnost okolja ali kaj drugega. V preglednici 5 so prikazani le nekateri parametri sicer širokega nabora celovite analize za primer naravno staranega olja in dvomesečni interval vzorčenja za obdobje osmih mesecev. V ospredju sta vrednosti LAV in penjenja. Kot olje je bilo uporabljeno mineralno hidravlično olje ISO VG 46. Tudi pri naravno staranem olju se je izkazalo, da se vrednost LAV spreminja zelo malo, penjenje pa veliko bolj. Izločanje zraka je veliko bolj odvisno od vrste tekočine, osnovnih fizikalno-kemijskih vrednosti, kot sta gostota in viskoznost, ter tudi od vrste aditivov. 6 Zaključek Na delovanje hidravličnega sistema zagotovo vplivajo vrsta vgrajene tekočine in njene osnovne lastnosti, kot so gostota in viskoznost, temperaturno obnašanje, vrsta baznega olja in aditivov, prisotnost zraka in možnost, da se ta sprosti. Kot je znano, zrak v hidravlični tekočini povzroča celo vrsto negativnih učinkov, od neposrednega vpliva na dinamično obnašanje sistema do posrednega vpliva na hitrejše staranje tekočine, na primer hidravličnega olja na mineralni osnovi. Iz tega razloga je sposobnost tekočine, da kar najhitreje odstrani zrak iz sistema, ena od pomembnih lastnosti, ki ni dovolj podrobno opisana. Slednjo lastnost ugotavljamo s standardnim testom za določanje hitrosti izločanja zraka. V prispevku so predstavljeni mehanizmi, ki vplivajo na sproščanje zraka, in povzeti nekateri izsledki prejšnjih študij. Običajno te ugotovitve veljajo za neuporabljena, sveža hidravlična olja. V nadaljevanju prispevka smo se osredotočili na sposobnost izločanja zraka iz rabljenih, že delno degradiranih hidravličnih olj. Rezultati, povezani z učinkovitostjo izločanja zraka in pojavom penjenja, so prikazani za dva primera: za primer pospešeno toplotno degradiranega olja in za primer naravno degradiranega olja v realnih industrijskih obratovalnih pogojih. Tako pri olju s pospešenim staranjem kot pri naravno staranem olju iste vrste je bilo ugotovljeno, da se hitrost izločanja zraka zelo malo spremeni, peni pa se veliko bolj. Na podlagi tega lahko sklepamo, da ima veliko večji vpliv na hitrost izločanja zraka vrsta tekočine, predvsem njena gostota in viskoznost ter vrsta baznega olja. Viri [1] [2] [3] [4] [5] Hayward, A. T. J. (1961). Aeration in Hydraulic Systems - It's Assessment and Control, Proc. Inst. Medi. Eng. Conf. Oil Hydraulic Power and Control, Instn. Mech. Engrs., 216–224. Hayward, A. T. J. (1963). How to keep Air Out of Hydraulic Circuits. A publication of the National Engineering Laboratory, East Kilbride, Glasgow. Magorien, V. G. (1968). How Hydraulic Fluids Generate Air. Hydraulics & Pneumatics, 104– 108. Fowle, T. I. (1981). Aeration in Lubrication Oils, Tribol. Int., 14, 151–157 Staeck, D. (1983). Gases in Hydraulic Oils. Tribologie & Schmierungstechnik, Vol 34, No. 4, 201–207. Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 41 HIDRAVLIČNE TEKOČINE [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] Hamann, P. W., Menzel, O., Schroeder, H. (1978). Gase in Ölen. Fluid, 12, Nr 9, 24–28. Claxton P.D. (1972). Aeration of Petroleum Based Steam Turbine Oils. Tribology, February, 8–13. Tsuji, S., Katakura, H. (1978). A Fundamental Study of Aeration in Oil 2nd Report. The Effects of the Diffusion of Air on the Diameter Change of a Small Bubble Rising in a Hydraulic Oil, Bulletin of the JSME, 21 (156), 1015–1021, https://doi.org/10.1299/jsme1958.21.1015. Blok, P. (1995). The Management of Oil Contamination, Koppen & Lethem, Aandriftechnieck B.V. Neederland, ISBN: 9090084584. Suzuki, R. (2019). Removing Entrained Air in Hydraulic Fluids and Lubrication Oils. Machinery Lubrication, Noria Corporation, www. machinerylubrication.com/Read/373/entrained-air-oil-hydraulic Möller, U. W., Nassar, J. (2002). Schmierstoffe im Betrieb, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, ISBN 978-3-642-62620-3, pages 873. Hörner, D. (1980). Luft-Aufnahme und-Abgabeverhalten (LAAV) von Getriebeölen und Hydraulikflüssigkeiten. Mineralöltech 25 Nr. 6: 1–23. Hofer K. (1978). Luft im Öl. Betriebstech. 16 Nr 11: 29–30. [14] Magorien, V. G. (1980). Keeping air out of hydraulic systems. Mach. Design. 52 Nr 18: 71–76. [15] Fowle, T. J. (1981). Aeration in lubricating oils. Tribology Int. 9 Nr 6. 151–15. [16] Hayward, A. T. J. (1962). The viscosity of bubbly oil. J. Inst. Pet. 48 Nr 461, 156–164[17] Totten, G. E., De Negri, V. J. (2011). Handbook of Hydraulic Fluid Technology, CRC Press; 2nd edition, 982 pages. [18] ASTM D3427-19. (2020). Standard Test Method for Air Release Properties of Hydrocarbon Based Oils, ASTM International, West Conshohocken, PA, last Updated: Jan 22, 2020. [19] Phillips, W. D. (2006). The high-temperature degradation of hydraulic oils and fluids, Journal of Synthetic Lubrication, 23: 39–70, Published online in Wiley Interspine, daoi: 10.1002/ jsl.11. [20] Jackson, T. L. (1981). Hydraulic oil blackening. Proc. 6th Int. Fluid Power Symp. Cambridge, April, Paper B1. [21] Tič, V., Lovrec, D. (2017). On-line condition monitoring and evaluation of remaining useful lifetimes for mineral hydraulic and turbine oils. 1st ed. University of Maribor Press, ISBN 978961-286-130-8. doi: 10.18690/978-961-286130-8. Air release of used hydraulic mineral-based oils Abstract: The presence of air in the hydraulic system or in the hydraulic fluid itself, either in its elementary form e.g., as an air pocket or bubble, or in the form of dissolved air, causes much inconvenience. This is manifested in the form of unwanted operation of the hydraulic system, causing accelerated ageing of the fluid, especially mineral oil. Apart from knowing the measures to prevent air intrusion into the hydraulic system, it is also important to know the tendency of each type of hydraulic oil to foam and its air release property. A discussion of the air release property of mineral oil usually refers to different types of fresh hydraulic oils. How this property is reflected and changes in the case of already used and chemically degraded hydraulic oils is discussed in the present paper. Keywords: hydraulic oil, air release, used oils, test, results 42 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 www.icm.si Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 VZDRŽEVANJE HIDRAVLIKE Vzdrževanje hidravličnih naprav – 14. del Franc Majdič V 13. delu Vzdrževanja hidravličnih naprav smo predstavili kako ovrednotiti servisno hidravlično podjetje. Preden se odločite, ali boste za popravilo vaše hidravlične naprave izbrali dobavitelja stroja, proizvajalca hidravličnih komponent ali pa neodvisen servis, se najprej pozanimajte o njihovih zmožnostih in referencah. Poleg osnovnih pogojev, kot so čisto in suho okolje, je pomembno, da ima izbrani serviser tudi ustrezne izkušnje in servisno ter merilno opremo. V drugem delu zadnjega prispevka smo bralce seznanili z možnimi prevarami posameznih serviserjev pri popravilu vaše hidravlične opreme. V 14. delu o vzdrževanju hidravličnih naprav bomo diskutirali o »vzdrževalnih nakupih« hidravličnih komponent, različnosti cen, zamenljivosti ter nedostopnosti in/ali prikrivanju tehničnih podatkov komponent. Rezervni deli so vsakdanji »pojem« – izraz v vzdrževalnih delovnih okoljih. Ob tem se srečujemo tudi z možnostmi ali celo nujnostjo manjših (ali tudi večjih) sprememb projektov hidravličnih naprav. Uvodoma pa želimo najprej opozoriti, ko beremo ta zapis, da se zavedamo, ali gre za vzdrževalne zamenjave razmeroma enostavnih komponent (hidravlični cilindri, enostavni ventili, zobniške črpalke, …) ali za zelo zahtevne komponente (regulacijske črpalke, proporcionalni in servoventili, zahtevni filtri z visoko in »selektivno« izločljivostjo …). Zapis v tem članku načelno velja tudi za tovrstne komponente, vendar je potreben pristop z visokim nivojem specialnega znanja. Kako kupiti hidravlične rezervne dele po najnižji možni ceni Najprej bosta predstavljena nakup in obnova hidravličnih komponent, ki lahko precej znižata strošek popravila hidravlične naprave. Pogosto se bo zgodilo, da obnova nedelujoče komponente ne bo mogoča ali ekonomsko upravičena in jo bo zato treba nadomestiti z novo. Pri nakupu nove komponente vedno gledamo na najnižjo možno ceno. Razložili bomo, kako deluje hidravlična industrija in kako uporabiti te informacije, da privarčujete pri nakupu novih komponent ali njihovih rezervnih delov. Dobaviteljske poti hidravličnih komponent in kako jih zaobiti Medtem ko nekateri proizvajalci hidravličnih komponent prodajajo neposredno končnim kupcem, drugi prodajajo preko proizvajalcev hidravličnih strojev ali preko trgovin s hidravličnimi deli. Ko potrebujete nadomestno hidravlično komponento, to lahko kupite od distributerja strojev ali pa od trgovine s hidravličnimi komponentami. Običajno dobite boljšo ceno hidravličnih komponent, če jih kupite v trgovini s hidravlično opremo Izr. prof. dr. Franc Majdič, univ. dipl. inž., Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo 44 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 različnih proizvajalcev. Vedno pa to ni tako preprosto, ker proizvajalci strojev skušajo nadzirati prodajne verige hidravličnih komponent, ki so sestavni deli njihovih strojev. To je najpogosteje pri serijsko izdelanih strojih. Proizvajalci strojev se zavedajo, da končni kupec ne sme ugotoviti proizvajalca in vrste vgrajene hidravlične opreme, ker lahko izgubijo del zaslužka. Da bi se proizvajalci strojev zavarovali pred možnostjo odkritja proizvajalca vgrajene hidravlične opreme, to sami označijo s svojimi tablicami in svojimi – nerazumljivimi –oznakami. Če želite dobiti najbolj ugodno ceno vgrajene hidravlične opreme, morate odkriti njihovega proizvajalca in točne oznake posameznih komponent. Ko to odkrijete, lahko kupite komponento prosto na trgu ali pa se lažje pogajate za boljšo ceno pri dobavitelju stroja. Da pa to storite, morate ugotoviti, kako deluje industrija, ter razumeti, kakšna je struktura cene hidravlične opreme. Struktura industrijskih cen in marže distributerjev Proizvajalci hidravličnih komponent določijo priporočljive maloprodajne cene za svoje izdelke ter jih prodajo distributerskim mrežam s popustom glede na maloprodajno ceno. Medtem ko so popusti različni, obstajata dve glavni kategoriji: distributerji in preprodajalci. Popusti za distributerje so običajno v območju med 35 % in 55 %, medtem ko so popusti za preprodajalce med 20 % in 30 % od maloprodajne cene. VZDRŽEVANJE HIDRAVLIKE Na primer: če je maloprodajna cena hidravlične črpalke 1.000 EUR, plača distributer pri 50 % popustu le 500 EUR, torej pri tem zasluži 500 EUR. To pomeni zelo velik dobiček za distributerja, ki s tem pokriva stroške zaloge, promocije in prodaje končnemu kupcu. Cena iste črpalke za preprodajalca je pri 25-odstotnem popustu 750 EUR, to pomeni, da preprodajalec zasluži le 250 EUR od prodane črpalke. Tako je zelo pomembno, da veste, kdo ima še rezervo za pogajanja o čim nižji ceni. Na primer: če se pogajate za 10-odstotni popust cene črpalke, boste plačali zanjo 900 EUR. Če vam bo črpalko prodal distributer, bo zaslužil 400 EUR, če preprodajalec, pa le 150 EUR. Torej je jasno, da imate precej več možnosti, da dobite boljši popust pri distributerju. Razlikovanje med distributerji in preprodajalci Ni vedno lahko ločiti distributerja in preprodajalca. Če podjetje navaja proizvajalca v svoji paleti ponudbe, to še ne pomeni, da je zanj zastopnik. Običajno so posamezna trgovska podjetja zastopniki (distributerji) za enega ali dva proizvajalca in preprodajalci za druge. Splošno pravilo je, da pravi zastopnik posameznega proizvajalca navede, da je njegov »avtorizirani« zastopnik. Razumevanje vaše nakupne situacije Zastopniki hidravlične opreme so v poslu zato, da ustvarjajo čim večje zaslužke in teh se zlahka ne odrečejo. Lahko je dobiti zastopnika hidravlične opreme, če veste, kako razmišljajo. Najprej pa morate razumeti vašo situacijo. Z vidika zastopnika ste vi stranka, ki spada v eno od treh možnih situacij. Te so: direktni nakup, prilagojen nakup ali nova nakupna situacija. Oglejmo si to na primeru izdelave cepilnika drv (slika 1). Pogon že imate (domači traktor), ogrodje boste izdelali sami, hidravlične komponente pa želite kupiti prosto na trgu. Potrebujete torej hidravlično črpalko, potni ventil, hidravlični valj in še nekaj drugih sestavin. Če pri tem niste prepričani, kako določiti njihovo pravo velikost glede na želeno silo in hitrost gibanja cepilnika, torej če nimate niti toliko znanja, da bi izdelali mini projekt, pokličete zastopnika in ga prosite za ponudbo primernih hidravličnih komponent za vaš cepilnik. Preden vam zastopnik lahko pripravi ponudbo, mora njihov razvojni inženir najprej zasnovati hidravlični tokokrog in določiti potrebne hidravlične sestavine za vaš cepilnik. To lahko traja nekaj ur. Zastopnik vam teh ur ne bo zaračunal ločeno, ampak vam bo skušal prodati hidravlične komponente po polni ceni brez popusta. To je nova nakupna situacija, ki pomeni veliko tehničnega dela s strani zastopnika, in v takem primeru bo zastopnik zelo težko dal več popusta na ponujeno hidravlično opremo. Poglejmo drug scenarij: vi že imate star cepilnik drv, ki ima obrabljeno črpalko (slika 2). Ko kupujete novo črpalko, ugotovite, da je prvotni proizvajalec črpalke propadel. Potrebujete torej ekvivalentno črpalko, ki bo imela podobne karakteristike kot prvotna. Staro črpalko odnesete prodajalcu hidravlične opreme. Preden vam ta lahko ponudi novo črpalko, mora določiti vse pomembnejše specifikacije obstoječe črpalke, kot so oblika in dimenzije gredi, način pritrditve, sesalni in tlačni priključek ter iztisnina. Za to prodajni inženir potrebuje uro ali več. Tudi v tem primeru vam zastopnik ne bo dodatno zaračunal tega časa, ampak vam bo zaračunal polno ceno nove črpalke brez popusta. Tej situaciji rečemo prilagojeni nakup. Zaradi dodatnega dela zastopnika, da vam določi ustrezno črpalko, vam tudi v tem primeru ne bo želel dati popusta. Slika 1 : Primer vertikalnega hidravličnega cepilnika drv proizvajalca Uniforest [4] Tretja situacija pa je, da vi iz obrabljene črpalke cepilnika preberete proizvajalca in njeno točno oznako ter pokličete zastopnika. Ta v svojem sistemu najde točno tako črpalko, ki jo ima npr. na zalogi, in vam jo ponudi. V takem primeru vam lahko nudi večji popust, saj z vami ni imel dela in je to najlažje zaslužen denar. Torej imate v tretji situaciji največje možnosti dobiti večji popust. Taki situaciji pa rečemo direktni nakup (preprodaja). Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 45 VZDRŽEVANJE HIDRAVLIKE Obstajajo pa poti, kako dobiti točno oznako vaše komponente. Če poznate podjetje, ki ima enak hidravlični stroj kot vi, jih vprašajte, ali so že zamenjali to komponento. Če so jo in jo kupili na prostem trgu, jih prosite za oznako. Če imate res veliko željo, lahko sami na internetu prosto najdete komponento, ki jo iščete, z njeno točno oznako. To vam lahko uspe, če na obstoječi črpalki pomerite glavne dimenzije in te primerjate s tistimi na internetu. Te podatke poskusite uskladiti s podatki v katalogu. Ko ugotovite točno oznako, imate veliko možnosti za večji popust. Slika 2 : Primer obrabljene zobniške črpalke z notranjim ozobjem Ustvarjanje konkurenčne napetosti Zelo pomembno si je zapomniti, v kakšni nakupni situaciji ste. Nič ne preprečuje zastopniku, da proda del po nižji ceni od priporočene s strani proizvajalca. Če to ne bi veljalo, bi govorili o fiksni ceni, kar je ilegalno v številnih državah. To pomeni, da kupca nič ne ustavi, da ustvari konkurenčno napetost in od različnih dobaviteljev poskusi iztržiti čim nižjo ceno za isti izdelek. Kupec lahko kliče zastopnika in mu pove, da ima tri enake ponudbe in da v primeru znižanja cene za določeno vrednost kupi pri njem. Če se prvi ponudnik ne odzove, lahko poskusite še pri drugih. Obstaja velika možnost, da bo eden izmed njih znižal ceno, saj gre za močno nabavno situacijo. Nakup nadomestnih hidravličnih komponent Če potrebujete nadomestno komponento za obstoječo hidravlično napravo, boste v prednostni nabavni situaciji. Če ima komponenta tovarniško tablico in vidno celotno oznako, je to za vas »darilo«. Ste v situaciji, pri kateri lahko iztržite največji popust. Če ima vaša nedelujoča komponenta samo oznako proizvajalca stroja, ste v slabši situaciji – prilagojeni nakup. Dobavitelj hidravlične opreme mora v tem primeru na podlagi oznake proizvajalca stroja najprej določiti pravo, originalno oznako želene komponente. V taki situaciji vam bo prodajalec poskusil prodati komponento po polni ceni, ki pa bo malo nižja od novega dela, kupljenega pri proizvajalcu stroja. Kako priti do močne nakupne situacije Kot smo že omenili, je pogajanje za popust lažje, če poznate točno oznako proizvajalca komponente. Dobavitelj, ki bo identificiral staro komponento, vam običajno ne bo želel dati oznake nove. Razlog je v želji, da vi ne povprašujete okoli za nižjo ceno. 46 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 To se sliši lahko, a če ne poznate proizvajalca komponente in ne, kakšna je njena funkcija, potem boste zelo težko prišli do točne oznake. V takem primeru je bolje, da prosite trgovca, da on poišče zamenjavo za vašo komponento in s tem privarčujete na vašem času. Dobra novica v tem primeru je, da boste lahko naslednjič kupili to komponento po nižji ceni, saj imate sedaj njeno točno oznako. Posebne izvedbe komponent s strani proizvajalcev strojev Lahko se zgodi, da ne bo mogoče kupiti okvarjene komponente na prostem trgu. V nekaterih primerih proizvajalci strojev prilagodijo posamezne hidravlične komponente njihovim potrebam, zato takih ni mogoče kupiti na prostem trgu. Spremembe so včasih nenadomestljive, včasih pa lahko samo prilagodite standardno komponento. Nekateri močni proizvajalci hidravličnih strojev tudi sami izdelujejo hidravlične komponente. To jim seveda dviguje ceno in onemogoča uporabo drugih nadomestnih delov. Nakupovanje med konkurenčnimi blagovnimi znamkami Pomembno je poznati zastopnike hidravličnih komponent, ki vedno iščejo priložnosti prodati zamenljivo komponento z drugim konkurenčnim proizvajalcem. V številnih primerih je poznavanje možne zamenjave dobro izhodišče pri pogajanju za ugodno ceno. Primer: dobili ste tri ponudbe različnih dobaviteljev za isto hidravlično komponento, npr. proizvajalca A. Priporočeno je kontaktirati tudi njihovo konkurenco in vprašati, ali vam lahko ponudi ekvivalentno komponento, npr. proizvajalca B. Če bodo lahko ponudili ekvivalentno komponento, bo verjetno cena nižja. Tako se lahko za druge komponente pogajate s proizvajalcem A, saj mu pokažete na konkurenco (proizvajalec B). Seveda pri tem predpostavljamo, da imata proizvajalec A in B podobno kvaliteto. Zamenljivost komponent različnih proizvajalcev Nekatere hidravlične komponente so izdelane po industrijskih standardih. Na primer zobniške čr- VZDRŽEVANJE HIDRAVLIKE Slika 3 : Segment hidravličnih komponent proizvajalca Poclain Hydraulics [5] palke so lahko izdelane po standardu DIN ali SAE, hidravlični cilindri po standardu NFPA, priključne plošče potnih ventilov po standardu ISO ali CETOP. Omenjeni standardi omogočajo zamenjavo komponent različnih proizvajalcev. Če na primer vaša okvarjena komponenta ni izdelana po standardu, bo zelo težko najti nadomestno komponento drugega proizvajalca. Menjava nestandardnih komponent pogosto povzroča stroške zaradi prilagajanja nove komponente na obstoječe mesto stare. Pri tem je velik izziv, kako najti hidravlično komponento, ki jo potrebujete. Ko pomislite na številne izvedbe, velikosti in variante hidravličnih komponent ter številne proizvajalce, je zelo težko najti želeno. To je, kot pravi pregovor, iskanje bucike v kupu sena. Zelo dobro si pri iskanju ustrezne komponente lahko pomagate z internetom. Viri [1] Varčevanje denarja s presežnimi komponentami [2] Zelo pogosto se spregleda možnost precejšnjega prihranka pri ceni hidravlične komponente, če kupimo take, ki so presežne. To pride še posebej v poštev, če so ukinili proizvodnjo vaših komponent ali pa so te ekstremno drage. [3] Ni neobičajno za distributerje hidravlične opreme (slika 3) in za lastnike hidravličnih strojev, da si nakopičijo večje število komponent, ki sčasoma postanejo višek. Lastniki takih zalog so pogosto zainteresirani za prodajo po znatno znižani ceni. [4] [5] Casey, B.: Insider secrets to hydraulics, Brendan Casey, West Perth, 2002. Pezdirnik, J., Majdič, F.: Hidravlika in pnevmatika, skripta; Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo, Ljubljana, 2011. Findeisen, D.: Ölhydraulik, 5. Auflage, Berlin, 2005. Uniforest: Cepilniki drv, spletna stran: https:// uniforest.si/proizvodi/cepilniki-drv, Zadnjič dostopano: 17. 02. 2024 Poclain Hydraulics: Poclain Hydraulics group's division dedicated to hydrostatic and electrohydraulic transmissions, spletna stran: https://poclain.com/ Zadnjič dostopano: 17. 02. 2024. of Hydraulic Circuits. A publication of the Nation Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 47 AKTUALNO IZ INDUSTRIJE Vključno s povratno informacijo Inteligentni standardizirani deli Elesa+Ganter poskrbijo za več varnosti, več učinkovitosti in stabilnejše procese. zaklepanje. To služi varnosti ali varčevanju z energijo, npr. če je za učinkovito hlajenje v stikalnih omarah treba zapreti vrata. Bližinska stikala GN 893 so opremljena z induktivnimi senzorji in so nameščena v močnostne vpenjalnike ter signalizirajo pravilno vpenjanje obdelovanca v pripravo. Poleg teh senzorjev paleta Elesa+Ganter vključuje tudi druge krmilne elemente: cevasti strojni ročaji GN 331 in GN 332 zagotavljajo informacije o stanju s svetlobnimi signali, gumb lahko prikliče dodatne funkcije, stikalo za zaustavitev v sili, ki je prav tako vgrajeno, pa prekine varnostno verigo sistema in ga varno zaustavi, da zaščiti osebje pred poškodbami in na koncu tudi stroj pred gmotno škodo. Inteligentni standardizirani deli Elesa+Ganter Nastavitveni vijaki s kablom? Ročaj s signalno lučko? Prikazovalnik ravni olja, ki ne podaja samo vizualnih informacij, temveč s kontaktom REED pošilja tudi elektronski signal? Tu ne more biti dvoma: standardizirani elementi Elesa+Ganter so vedno bolj funkcionalni ali natančneje multifunkcionalni. Primerni so za široko paleto aplikacij, na primer za daljinsko spremljanje napolnjenosti in temperature v hidravličnih rezervoarjih, prikazovanje stanja procesov ali signaliziranje položaja delov v pripravah. Pametni nastavitveni vijak GN 251.2 z vgrajenim stikalom za končni položaj pokaže, ali so 48 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 obdelovanci v procesu strojne obdelave natančno nameščeni. Zaskočni sorniki GN 817.6 in njihovi pnevmatsko krmiljeni, popolnoma združljivi vrstniki iz serije GN 817.7 pošljejo močan signal takoj, ko je sornik uspešno zaskočen. Stikalni tečaji standardizirane skupine GN 139, ki so na voljo iz tlačno litega cinka, plemenitega jekla in poliamida, ojačanega s steklenimi vlakni, zagotavljajo informacije o varnostno pomembnih odpiranjih. Od kota odvisno preklopno točko je mogoče individualno nastaviti in skupaj z zgoraj omenjenim zapornim vijakom ustvariti kombinirano poizvedbo za zapiranje in Tudi ročaji GN 422 delujejo z gumbom, vendar brez zaustavitve v sili. Okrogle tipke GN 3310 zagotavljajo neposredne povratne informacije z rdečim ali zelenim osvetljenim obročem okrog okrogle tipke. Podjetje Elesa+Ganter v vseh primerih namerno ne uporablja brezžičnega prenosa signala in se namesto tega zanaša na kabelske povezave, saj je tako integracija v krmilne sisteme lažja in tudi zanesljivejša. Vir: ELESA+GANTER Austria GmbH, Franz Schubert-Straße 7, AT2345 Brunn am Gebirge, Tel.: +43 2236 379 900 23, Fax: +43 2236 379 900 20, e-mail: j.plesnik@elesa-ganter.at, GSM: 386 41 362 859, internet: www.elesa-ganter.at AKTUALNO IZ INDUSTRIJE THOMSON LINEAR: Ojačajte svoja natančna kroglična vretena in razširite nji- hovo uporabo z novimi možnostmi premazov. Naša priljubljena kroglična vretena, ki omogočajo rotacijsko in linearno gibanje na eni gredi, je zdaj mogoče naročiti s premazi po meri, da bolje izpolnjujejo posebne zahteve vaših aplikacij. TRDI KROM: ČRNI OKSID: NIKLJANJE:  izjemna trdota,  odpornost proti koroziji,  podaljšana življenjska doba,  idealno za najzahtevnejša okolja.  globoko črn, estetsko privlačen zaključek,  izboljšana odpornost proti koroziji,  idealno za okolja z nizko vlažnostjo in blago zunanjo izpostavljenost.  odlična odpornost proti koroziji,  zmanjšano trenje,  lahko služi kot osnovni premaz za kasnejše obdelave ali kasnejše končne postopke. Več informacij o aktuatorjih proizvajalca THOMSON LINEAR dobite pri podjetju INOTEH. Vir: INOTEH, d. o. o., K železnici 7, 2345 Bistrica ob Dravi, tel.: +386(0)2 673 01 34, faks: +386(0)2 665 20 81, e-mail: gp@inoteh.si, internet: www.inoteh.si Vitka proizvodnja. Sistem item Lean Production združuje preprosto rokovanje in visoko stabilnost konstrukcije. S profilnim sistemom D30 nastajajo rešitve, ki jih lahko preprosto prilagajamo na licu mesta. item. Your ideas are worth it.® Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 www.inoteh.si Inoteh d.o.o. K železnici 7 2345 Bistrica ob Dravi NOVOSTI NA TRGU Univerzalno in domiselno: držalni magneti Novi materiali, nove zasnove, novi magnetni sistemi in surovi magneti: Elesa+Ganter razširja svojo ponudbo še za dodatne domiselne uporabe. Magneti omogočajo skoraj univerzalne in domišljene rešitve za pritrditve, zapore ali začasne povezave. Z novimi zasnovami pri Elesa+Ganter razširjamo ponudbo magnetnih sistemov in surovih magnetov. Med najpomembnejšimi novimi izdelki je držalni magnet GN 50.8. Zatesnjeno ohišje iz plemenitega jekla, ki obdaja močan magnet SmCo, je kot nalašč za uporabo v korozivnih okoljih. Poleg tega ima tudi dolgo življenjsko dobo in temperaturno odpornost do 350 °C, tako da je primeren za uporabo tudi na vročih podlagah, kot so vrata peči. Magnetni sistem je mogoče naročiti v premerih med 16 in 32 mm, vse velikosti pa imajo zunanji navoj M6. Novost je tudi magnetni sistem GN 51.8. Neodimov magnet je v celoti obdan s TPE-elastomerom. Tako je GN 51.8 še zlasti primeren za uporabo na občutljivih površinah, kot so lakirane površine, na primer za pritrditev zaščitnih pokrovov. Ti se nato lahko pritrdijo na magnet s sredinsko izvrtino, ki je primerna za vijake z ugreznjeno glavo. Obloga iz TPE zagotavlja tudi večje površinsko trenje, kar poveča silo, ki je potrebna za premik. Temperaturna odpornost je do 80 °C. Tudi držalni magnet GN 52.6 ima zaščitno naležno površino iz gumijastega materiala. Cilindrično ohišje iz plemenitega jekla neodimov magnet v notranjosti ščiti pred agresivnimi mediji. Držalni magneti 53.1 in 53.2 so namenjeni za standardne uporabe v pisarniškem okolju, delavnicah in proizvodnji in imajo močne neodimove magnete, ki so vdelani v okrogla ali pravokotna ohišja 50 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Držalni magneti iz umetne mase (na voljo v štirih barvah). Držalni magnet GN 53.3 je bil zasnovan za enostavno delo in ima zato držalo iz umetne mase, ki je na voljo v stožčasti ali ploski izvedbi. Pri ploski izvedbi je dodatno na voljo še varovalno očesce. Pri magnetu GN 53.4 je držalo narejeno iz ponikljanega jekla, obloga iz TPE (izbirno) pa ščiti občutljive površine. Pri Elesa+Ganter so poleg teh optimiziranih magnetnih sistemov na voljo tudi surovi magneti iz trdega ferita, neodima, SmCo in AlNiCo v različnih oblikah in ve- likostih, s pritrdilnimi izvrtinami ali brez njih. Te magnete serij GN 55.1 do GN 55.4 kot tudi GN 57.1 do GN 57.3 je mogoče brez težav pobarvati, prelepiti ali vdelati in se lahko uporabljajo na primer za pritrditev kabelske napeljave. Vir: ELESA+GANTER Austria GmbH, Franz Schubert-Straße 7, AT2345 Brunn am Gebirge, Tel.: +43 2236 379 900 23, Fax: +43 2236 379 900 20, e-mail: j.plesnik@elesa-ganter. at, GSM: 386 41 362 859, internet: www.elesa-ganter.at NOVOSTI NA TRGU INOTEH: PIAB, nova konfiguracija piCOBOT® plug & play za kobote FANUC CRX Piab nadaljuje projekt, da bi bil najpomembnejši program kobot orodja na voljo vsem končnim uporabnikom. Zdaj ponuja piCOBOT® in piCOBOT®L v vseh pogledih popolnoma prilagojenih različicah FANUC CRX. Plug & Play. Fanuc Robot CRX Piabovo pametno orodje na koncu roke piCOBOT® je na trgu opreme za kobote že skoraj desetletje. Uspeh je povezan s samo enoto – njeno kompaktno, uporabniku prijazno zasnovo in neprimerljivo natančnostjo. Seveda njegova zmogljivost ni vprašljiva. Kljub omejeni teži – le 720 g – lahko ta EOAT (End of arm tooling) dvigne predmete do 7 kg. Leta 2022 je uspehu sledil še močnejši model piCOBOT®L z dvižno zmogljivostjo do 16 kg. PiCOBOT® in piCOBOT®L sta bila pri premiernih predstavitvah posebej prilagojena več različnim proizvajalcem kobotov, med katerimi je tudi FANUC – partner iz nekaterih prejšnjih prilagoditev. »Po naših certificiranih prilagoditvah piCOBOT® in piCOBOT®L za robote FANUC CR4/CR7 in LR Mate 200 je bilo smiselno uporabiti enako usklajeno nastavitev na njihovi seriji CRX. In točno tam smo pristali danes – pravi plug and play!« pravi Madeleine Sheikh, produktni vodja oddelka Piab Vacuum Automation. Nova konfiguracija Fanuc CRX je celoten paket, vključno s programskim vtičnikom, mehanskim vmesnikom, določenim kablom in cevjo za stisnjen zrak, kar bo kot celota podpiralo varno in preprosto uporabo kobot interakcije za končnega kupca. Seveda, ko gre za rešitve Piab, nastavitve spremlja naša vedno večja ponudba priseskov in dodatkov, ki zagotavljajo aplikacije po meri vsakega uporabnika. »Naši novi paketi piCOBOT® in piCOBOT®L so v celoti testirani, odobreni in certificirani s FANUC napravami CRX in se bodo kot taki tudi prodajali,« zaključuje Madeleine Sheikh. Poleg opreme za kobote, ki jo trži FANUC, sta piCOBOT® in piCOBOT®L na voljo na piab.com in ju je mogoče v celoti konfigurirati s paketom CRX kot dopolnilo prejšnjim prilagoditvam. Vir: INOTEH, d. o. o., K železnici 7, 2345 Bistrica ob Dravi, tel.: +386(0)2 673 01 34, faks: +386(0)2 665 20 81, e-mail: gp@inoteh.si, internet: www.inoteh.si Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 51 PODJETJA PREDSTAVLJAJO »Ali lahko moja naprava deluje brez mazanja?« – aplikacija igusGO® ima odgovor Klemen Šobak Odkrijte neverjetne možnosti uporabe gibljive plastike z novo aplikacijo podjetja igus®! Z uporabo umetne inteligence (UI) vam aplikacija v samo nekaj sekundah razkrije več kot 450 načinov, kako lahko izkoristite prednosti gibljive plastike. Prepustite se in pustite, da umetna inteligenca olajša vašo izbiro in razširi možnosti oblikovanja! Enostavno izboljšanje vaše naprave je sedaj na dosegu roke z novo aplikacijo igusGO. Pri podjetju igus®, strokovnjaku za gibljivo plastiko, so ustvarili edinstveno aplikacijo za iskanje pravih izdelkov s pomočjo umetne inteligence. Samo poslikajte svojo napravo v njenem okolju in igusGO vam bo prikazal, katere izdelke, ki ne zahtevajo mazanja, lahko uporabite za oblikovanje. Poleg tega vam aplikacija ponuja nasvete o tem, kako lahko še dodatno izboljšate svojo napravo in tako zmanjšate stroške. Iskanje pravih komponent med procesom oblikovanja naprave lahko vzame veliko časa, še posebej, če je izbira med številnimi različnimi izdelki. Zato je podjetje igus razvilo aplikacijo igusGO, s katero želi strankam olajšati izbiro pravih komponent za njihove naprave na igriv način. Aplikacija omogoča strankam, da odkrijejo, kje in kako lahko uporabijo igusove izdelke v svojih napravah, s čimer dodatno izboljšajo njihovo delovanje. Komponente naprav, ki ne zahtevajo mazanja in vzdrževanja, so izdelane iz lahke visokozmogljive plastike, kar podaljšuje življenjsko dobo naprav in zmanjšuje stroške vzdrževanja. Uporaba aplikacije igusGO je preprosta: uporabnik preprosto fotografira svojo napravo, aplikacija pa s pomočjo uporabniškega vmesnika (UI) prepozna napravo in prikaže možnosti uporabe igusovih izdelkov v njej. Aplikacija temelji na bazi podatkov projektov, ki so jih uporabniki izvedli s komponentami podjetja igus. Z enim klikom uporabnik dobi dodatne informacije o drsnih ležajih, linearni tehnologiji ali energijski verigi ter lahko izdelek takoj naroči v spletni trgovini ali izve pričakovano življenjsko dobo igusove komponente v svoji napravi. Klemen Šobak, Hennlich, d. o. o., Kranj 52 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Z aplikacijo igusGO je mogoče v samo nekaj sekundah odkriti potencial optimizacije v več kot 450 različnih aplikacijah, pri čemer je cilj odpraviti potrebo po mazanju. Frank Blase, direktor podjetja igus, poudarja: »Veliko naših strank se niti ne zaveda, koliko možnosti uporabe ponujajo naši izdelki. Zato smo razvili aplikacijo igusGO kot dodatek k naši ponudbi storitev, ki je na voljo 24 ur na dan, 7 dni v tednu.« Inteligenca igusGO raste iz dneva v dan Aplikacija igusGO že vsebuje več kot 450 različnih aplikacij in naprav v svojem »miselnem« jedru, pri čemer se vsak dan dodaja še več novih. Te obsegajo raznolike kategorije: od avtomatov za kavo, prehrambnih polnilnic do letal in gradbenih strojev. Glavni cilj igusGO je ne le služiti kot vir navdiha, ampak tudi ustvariti skupnost, kjer lahko vsak posameznik deli svoje projekte z drugimi. Blase dodaja: »Če aplikacija ne prepozna naprave, uporabnik lahko to takoj sporoči. Naš cilj je odzvati se v roku 24 ur in predstaviti možnosti za izboljšave.« Prvi preizkuševalci aplikacije so v zadnjih nekaj PODJETJA PREDSTAVLJAJO mesecih že imeli priložnost preizkusiti funkcionalnosti ter predlagati izboljšave. Aplikacija je dostopna v angleškem in nemškem jeziku ter podprta na operacijskih sistemih Android in iOS, prav tako pa je na voljo spletna različica (https://app.igusgo.cloud). Naslednji korak v razvoju vključuje integracijo pogovornega bota, ki bo namenjen odgovarjanju na vprašanja uporabnikov. Tudi igus uporablja umetno inteligenco za prepoznavanje izdelkov V podjetju igus uporabljajo UI na področju iskanja rezervnih delov svojih energijskih verig. »S prepoznavnostjo naših izdelkov želimo pomagati vsem zaposlenim pri hitrem naročanju rezervnih delov,« pravi Peter Wirth, vodja spletne prodaje in trženja. Tudi tukaj je koncept povsem enostaven: fotografirajte svojo verigo z uporabo aplikacije (https://app. synthavo.de) za prepoznavanje izdelkov. Izpopolnjena umetna inteligenca, ki jo je razvil igus, zlahka prepozna najprimernejši model med skoraj 50 serijami energijskih verig. S preprostim klikom usmeri uporabnika v spletno trgovino, kjer lahko brez nepotrebnega iskanja med prejšnjimi naročili takoj naroči svojo novo verigo v želeni dolžini. Vir: Podjetje igus GmbH ZA ODLIČEN PRITISK ... IN IDEALNO TEMPERATURO! » Membranski akumulatorji » Akumulatorji z mehurjem » Hladilniki z motorjem » Oljno/zračni hladilniki www.hennlich.si HENNLICH d.o.o., Ul. Mirka Vadnova 13, 4000 Kranj / Pokličite nas: 041 302 077 Oglaševalci  FESTO, d. o. o., Trzin............................................. 1, 60  OPL AVTOMATIZACIJA, d. o. o, Trzin.............1, 27  GIA-S, d. o. o., Grosuplje..........................................60  PODKRIŽNIK, d. o. o., Nazarje..................................1  HENNLICH, d. o. o., Kranj........................................ 53  PARKER HANNIFIN (podružnica v N. M.),  HPE, d. o. o., Ljubljana..................................................1  ICM, d. o. o., Vojnik.................................................... 43  INOTEH, d. o. o., Bistrica ob Dravi.......................49  JAKŠA, d. o. o., Ljubljana......................................... 13 Novo mesto......................................................................1  POCLAIN HYDRAULICS, d. o. o, Žiri.................. 1, 2  PPT COMMERCE, d. o. o., Ljubljana...................1, 4  PROFIDTP, d. o. o., Škofljica.............................. 8, 59  SEAL & TRADE, d. o. o., Maribor..............................1  La & Co., d. o. o., Limbuš.............................................1  STROJNISTVO.COM, Ljubljana............................. 24  OLMA, d. o. o., Ljubljana.............................................1  UL, Fakulteta za strojništvo............................... 9, 18  OMEGA AIR, d. o. o., Ljubljana.......................... 1, 56  YASKAWA, d. o. o., Ribnica.......................................9 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 53 PODJETJA PREDSTAVLJAJO Enostopenjski ali dvostopenjski vijačni kompresor? Danes smo bolj kot kadarkoli prej soočeni z zahtevami po povečanju energetske učinkovitosti, predvsem v industriji. Vodje proizvodnih obratov nenehno preučujejo in iščejo nove načine za zmanjšanje proizvodnih stroškov, razvijanje izboljšav v proizvodnih procesih z največjim možnim donosom naložbe ter kako doseči, da bo strošek na enoto proizvoda čim manjši. (7/8/10/12 ali več bar), moč aktivnega kompresorja v kW, vse to pa je opredeljeno na enoto časa. Ti parametri nam podajo podatek o učinkovitosti trenutnega kompresorskega sistema. Ta podatek se imenuje specifična poraba energije, izražena v številu porabljenih kW energije za proizvodnjo 1 m3 zraka na minuto ali uro. Manjša/nižja, kot je specifična porabljena energija, bolj učinkovit je sistem in tako generiramo nižji strošek energije za izdelavo proizvoda – rezultat je nižja lastna cena proizvoda. Slika 1 : Animacija kompresije v vijačnem elementu Med različnimi sistemi, ki jih upravljajo odgovorni za proizvodnjo, prav sistem za oskrbo s stisnjenim zrakom ponuja največ možnosti za izboljšave in splošne prihranke, saj gre za najdražji energent. V podjetju OMEGA AIR d. o. o. Ljubljana, si prizadevamo, da sledimo svetovnim trendom proizvajalcev vijačnih kompresorjev blagovne znamke OMEGA AIR. Pri tehnologiji proizvodnje stisnjenega zraka imajo največji vpliv na izkoristek kompresorja naslednji dejavniki: 1. vijačni element, 2. pogonski motor, 3. prenos moči, 4. hladilnik olja in zraka, 5. krmilnik. V poplavi številnih proizvajalcev kompresorske tehnike je ključna izbira ustrezne in učinkovite tehnologije kompresorjev. Batni ali vijačni kompresor? Nespremenljiva hitrost motorja ali frekvenčno krmiljeni pogonski motor? Oljno mazani ali brezoljni kompresor? Enostopenjski ali dvostopenjski vijačni kompresor? Ustrezen izbor tehnologije kompresorja je vsekakor velik izziv za investitorja. Najpomembnejši parametri, ki izkazujejo učinkovitost (ali neučinkovitost) obstoječega sistema: V kompresorskih sistemih je kapaciteta kompresorja izražena v l/min ali m3/h, delovni tlak v bar 54 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Enostopenjski ali dvostopenjski vijačni element? Enostopenjski vijačni element je sestavljen iz seta 2 rotorjev, ki sta nameščena v eno ohišje in neposredno gnana z elektromotorjem, direktno ali preko zobniškega predležja ali jermenskega prenosa. Dvostopenjski vijačni element je sestavljen iz dveh setov sinhroniziranih rotorjev, ki so lahko v skupnem ohišju (v dizajnu »zgoraj/spodaj«) ali v dveh ločenih ohišjih statorja, povezanih v tandem (v dizajnu »konec-konec«). Razlika med enostopenjskimi in dvostopenjskimi vijačnimi kompresorji ni toliko v končnem rezultatu (kapaciteti) kakor v količini energije, ki se porabi za doseganje tega končnega rezultata. Poleg osnovnega dejstva nizke porabe energije ima dvostopensjki vijačni element številne prednosti:  znižano kompresijsko razmerje posamezne kompresijske stopnje,  nizki diferenčni tlaki,  nizka termična obremenitev,  nizka poraba energije pri delni obremenitvi,  stalen sistemski tlak znižuje nihanje tlaka v sistemu in splošne potrebe po zraku,  nizki vrtljaji moških rotorjev povečajo zmogljivost in zanesljivost,  profil rotorja 5/6 ustvarja optimalne zmogljivosti in hkrati zmanjšuje porabo energije,  vstopni ventil z neposrednim tokom zagotavlja zanesljiv nadzor zmogljivosti, PODJETJA PREDSTAVLJAJO Slika 2 : Dvostopenjski vijačni element Slika 3 : Notranjost dvostopenjskega vijačnega kompresorja  zmanjšana poraba energije zmanjša ogljični odtis in prihrani stroške.  učinkovitost motorja 96 %,  prodajna cena kompresorja 65.000,00 EUR. Strošek električne energije, potrebne za delovanje kompresorja, predstavlja kar 75 % skupnih stroškov lastništva vijačnega kompresorja, zato lahko prihranki energije z uporabo dvostopenjskega vijačnega kompresorja predstavljajo pomembne koristi. Opcija B ponuja:  160-kW dvostopenjski vijačni kompresor,  kapaciteta 30 m3/min pri 8 bar,  poraba 188 kW pri polni obremenitvi,  učinkovitost motorja 96 %,  Prodajna cena kompresorja 78.000,00 EUR. Primerjava porabe električne energije enostopenjskega in dvostopenjskega vijačnega kompresorja Predpostavimo, da tovarna deluje 24 ur/dan, 7 dni/ teden (8.736 delovnih ur), poraba stisnjenega zraka je 28 m3/min pri 8 bar in strošek električne energije 0,15 EUR/kWh. Opcija A ponuja:  200-kW enostopenjski vijačni kompresor,  kapaciteta 29 m3/min pri 8 bar,  poraba 212,6 kW pri polni obremenitvi, Opcija A s ponudbo enostopenjskega vijačnega kompresorja lahko predstavlja učinkovito rešitev v primerjavi z drugimi enostopenjskimi vijačnimi kompresorji, vendar je še vedno potrebno upoštevati potencial dvostopenjskih vijačnih kompresorjev: formula: kW x delovne ure x cena kWh / učinkovitost motorja Strošek energije opcije A (enostopenjski vijačni kompresor moči 200 kW): 212,6 x 8.736 x 0,15/ 0,96 = 290.199,00 EUR/leto. Slika 4 : Primerjava kompresije med eno- in dvostopenjskim kompresorjem Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 55 PODJETJA PREDSTAVLJAJO Dvostopenjska kompresija Enostopenjska kompresija PREDNOSTI dvostopenjske kompresije s sistemom vmesnega hlajenja brez sistema vmesnega hlajenja izotermna kompresija nizka stopnja netesnosti med rotorji visoka stopnja netesnosti med rotorji znižanje kompresijskega razmerja višja kapciteta zraka nižja kapciteta zraka povišanje pretoka zraka za 18-15 % nizka poraba energije visoka poraba energije višji prihranki energije nizka termična obremenitev visoka termična obremenitev boljša učinkovitost hlajenja majhne sile na rotorje visoke sile na rotorje zanesljivost nizke obremenitve ležajev visoke obremenitve ležajev daljša obratovalna doba ležajev zasnova aksialnega vstopa zraka direkten vstop zraka optimizirana učinkovitost kompresije Strošek energije opcije B (dvostopenjski vijačni kompresor moči 160 kW): 188,0 x 8.736 x 0,15/ 0,96 = 256.620,00 EUR/leto. Oba kompresorja zagotavljata zahtevano količino stisnjenega zraka pri zahtevanem tlaku, vendar je dvostopenjski vijačni kompresor energetsko učinkovitejši (s prihrankom kar 33.579,00 EUR/leto). OMEGA AIR more than air OMEGA AIR d.o.o. Ljubljana Cesta Dolomitskega odreda 10 SI-1000 Ljubljana, Slovenija www.omega-air.si T +386 (0)1 200 68 00 info@omega-air.si RAZPON TLAKOV 1000 mbar 16 bar, 50 bar 100 bar, 250 bar 420 bar MEDIJI stisnjen zrak vakuum N2, O2 , CNG, dihalni zrak CO2, H2, He 56 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Glede na trend podražitev energentov gre tudi trend svetovnih proizvajalcev vijačnih kompresorjev v smer energetskih izboljšav, zato je dvostopenjski vijačni kompresor za velike porabnike stisnjenega zraka logičen izbor za dosego energetske učinkovitosti. www.omega-air.si NOVICE • ZANIMIVOSTI Odkritje novega elektrokemijskega odziva baterijskih materialov s fazno separacijo Raziskovalci Laboratorija za motorje z notranjim zgorevanjem in elektromobilnost so v sodelovanju z raziskovalci Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo ter Kemijskega inštituta premaknili meje razumevanja elektrokemijskega odziva baterijskih materialov s fazno separacijo. Na osnovi inovativnih izpeljav fundamentalne termodinamike materialov, elektrokemijskih meritev, napredne mikroskopije in najnaprednejših simulacijskih modelov so na primeru materiala LiFePO4 odkrili in prvič pojasnili elektrokemijske odzive znotrajdelčnega fazno separiranega stanja. Tako so odkrili, da ima elektroda, če se nahaja v znotraj- ali meddelčno separiranem stanju, pri enakem stanju napolnjenosti in pri enaki temperaturi različne kemijske potenciale in tako tudi različne električne potenciale (Slika). Kot specifičen primer vstopa v znotrajdelčno separirano stanje so dodatno pokazali, da je med dinamičnim delovanjem baterije možno vstopiti v napetostno histerezo (Slika), ki je do sedaj veljala za področje, v katerem baterija ne more delovati pri končnih tokovih. Dodatno so eksperimentalno in modelsko potrdili, da je za obe stanji značilen tudi izrazito drugačen impedančni odziv elektrode. Slika 1 : a Različna elektrokemijska odziva med- in znotrajdelčno separiranega stanja ter inovativni pulzno osnovani eksperiment, ki omogoča prehod iz meddelčno separiranega stanja preko prehodnega stanja, ki je značilno za visoke prenapetosti, v znotrajdelčno separirano stanje. Barvna mapa STEM-EELS, ki prikazuje preferenčno b meddelčno in c znotrajdelčno fazno separacijo materiala LiFePO4 . (Avtorji: Tomaž Katrašnik, Jože Moškon, Klemen Zelič, Igor Mele, Francisco Ruiz-Zepeda, Miran Gaberšček) Ta odkritja premikajo meje razumevanja elektrokemije materialov s fazno separacijo in odstirajo možnosti naprednega nadzora in diagnostike baterij ter virtualnih zaznaval, ki so eno izmed prebojnih področij razvoja baterijskih sistemov, na katerih avtorji sodelujejo v mnogih mednarodnih projektih. Rezultate so objavili v priznani reviji Advanced materials, ki ima faktor vpliva 32.1. Članek si lahko preberete na spletni strani: https://doi. org/10.1002/adma.202210937. www.fs.uni-lj.si Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 57 IMPRESUM © Ventil 30(2024)1. Tiskano v Sloveniji. Vse pravice pridržane. © Ventil 30(2024)1. Printed in Slovenia. All rights reserved. Internet: E-mail: http://www.revija-ventil.si ventil@fs.uni-lj.si ISSN 1318-7279 UDK 62-82 + 62-85 + 62-31/-33 + 681.523 (497.12) VENTIL Volume Letnik Year Letnica Number Številka Revija za fluidno tehniko, avtomatizacijo in mehatroniko Journal for Fluid Power, Automation and Mechatronics 30 2024 1 Revija je skupno glasilo Slovenskega društva za fluidno tehniko in Fluidne tehnike pri Združenju kovinske industrije Gospodarske zbornice Slovenije. Izhaja šestkrat letno. Ustanovitelja: Izdajatelj: Glavni in odgovorni urednik: Pomočnik urednika: Tehnični urednik: Znanstveno-strokovni svet: Oblikovanje naslovnice in oglasov: Lektoriranje: Prelom in priprava za tisk: Tisk: Marketing in distribucija: Naslov izdajatelja in uredništva: Naklada: Cena: SDFT in GZS – ZKI-FT Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo prof. dr. Janez Tušek izr. prof. dr. Miroslav Halilovič Roman Putrih                             Erih ARKO, YASKAWA, Ribnica prof. dr. Ivan BAJSIĆ, Univerza v Novem mestu, Fakulteta za strojništvo mag. Aleš BIZJAK, POCLAIN HYDRAULICS, Žiri doc. dr. Andrej BOMBAČ, FS Ljubljana prof. dr. Alexander CZINKI, Fachhochschule Aschaffenburg, ZR Nemčija prof. dr. Janez DIACI, FS Ljubljana prof. dr. Jože DUHOVNIK, FS Ljubljana prof. dr. Niko HERAKOVIČ, FS Ljubljana dr. Robert IVANČIČ, INTECH-LES, Rakek dr. Milan KAMBIČ, OLMA, Ljubljana doc. dr. Gorazd KARER, FE Ljubljana prof. dr. Mitjan KALIN, FS Ljubljana prof. dr. Roman KAMNIK, FE Ljubljana izr. prof. dr. Damjan KOLBČAR. FS Ljubljana prof. dr. Darko LOVREC, FS Maribor izr. prof. dr. Franc MAJDIČ, FS Ljubljana prof. dr. Hubertus MURRENHOFF, RWTH Aachen, ZR Nemčija izr. prof. dr. Dragica NOE, FS Ljubljana Bogdan OPAŠKAR, FESTO, Ljubljana dr. Jože PEZDIRNIK, FS Ljubljana izr. prof. dr. Jože RITONJA, FERI Maribor prof. dr. Katarina SCHMITZ, RWTH Aachen, ZR Nemčija prof. dr. Riko ŠAFARIČ, FERI Maribor Janez ŠKRLEC, inž., uredništvo revije Ventil doc. dr. Marko ŠIMIC, FS Ljubljana prof. dr. Željko ŠITUM, Fakultet strojarstva i brodogradnje Zagreb, Hrvaška prof. dr. Janez TUŠEK, FS Ljubljana prof. dr. Hironao YAMADA, Gifu University, Japonska Narobe Studio, d. o. o., Ljubljana Marjeta Humar, prof., Andrea Potočnik Grafex agencija | tiskarna Tiskarna Present, Ljubljana Roman Putrih UL, Fakulteta za strojništvo – Uredništvo revije Ventil Aškerčeva 6, POB 394, 1000 Ljubljana Telefon: +(0)1 4771-704 Faks: +(0)1 4771-772 in +(0)1 2518-567 1.000 izvodov 5,00 EUR – letna naročnina 30,00 EUR Revijo sofinancira Javna agencija za znanstvenoraziskovalno in inovacijsko dejavnost Republike Slovenije (ARIS). Revija Ventil je indeksirana v podatkovni bazi INSPEC. Na podlagi 25. člena Zakona o davku na dodano vrednost spada revija med izdelke, za katere se plačuje 5-odstotni davek na dodano vrednost. 58 Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 2024 SISTEMSKE REŠITVE ZA INDUSTRIJSKE STROJE Celoviti hidravlicni transmisijski pogoni: predelava odpada, lesna industrija, premogovništvo, ladijski vitli, elektrarne, tekoci trakovi … OD PROJEKTIRANJA DO ZAGONA NEPOGREŠLJIV VIR INFORMACIJ ZA STROKO Predstavitev strokovnih prispevkov Motorji za industrijske aplikacije Crpalka za HPD Strokovna razstava I Aktualna okrogla miza Podelitev priznanja TARAS FORUM ZNANJA IN IZKUŠENJ Pogonski sklopi Crpalke Dogodek je namenjen vsem, ki delujejo v industrijskem okolju ali za industrijo. Na forumu predstavljamo dosežke in novosti, inovativne rešitve, primere prenosa znanja in izkušenj ter njihove uporabe v industrijskem okolju, pri čemer je pozornost usmerjena tako na nove zamisli, zasnove in metode, kot tudi na tehnologije in orodja. Forum je tudi prostor, kjer osvetlimo resnično stanje v industriji, njene zahteve in potrebe. Posebna pozornost je namenjena uspešnim aplikativnim projektom raziskovalnih organizacij, inštitutov in univerz, izvedenih v industrijskem okolju, ter prenosu uporabnega znanja iz znanstveno-raziskovalnega okolja v industrijo. Ventili Portorož, 10. in 11. junij 2024 Glavni pokrovitelji Razvojna partnerja Vsebinski partner Priznanje TARAS za najuspešnejše sodelovanje znanstvenoraziskovalnega okolja in gospodarstva na področju inoviranja, razvoja in tehnologij. www.forum-irt.si Nacionalni pokrovitelji Pokrovitelji Poclain Hydraulics d.o.o. Industrijska ulica 2, 4226 Žiri, Slovenija +386 (0)4 51 59 100 www.poclain-hydraulics.com Dodatne informacije: Industrijski forum IRT, Motnica 7 A, 1236 Trzin I tel.: +386 51 322 442 e-naslov: info@forum-irt.si I www.forum-irt.si I Organizator dogodka: PROFIDTP, d. o. o., Gradišče VI 4, 1291 Škofljica Organizacijski vodja dogodka: Darko Švetak, darko.svetak@forum-irt.si Ventil / Letnik 30 / 2024 / 1 / Februar ISSN 1318 - 7279 Fakulteta za strojništvo z novo raziskovalno opremo Preprosto: del rešitve Festo osnovni program Prednosti na prvi pogled: • Več kot 35.000 izdelkov v ponudbi • Hitra dostava • Privlačne cene Osnovni program za avtomatizacijo Festo osnovni program je naš izbor najpomembnejših izdelkov in funkcij, ki rešujejo večino vaših nalog v avtomatizaciji. Poenostavite svojo nabavo Samo poiščite modro zvezdo! Festo, d.o.o. Ljubljana Blatnica 8 SI-1236 Trzin Telefon: 01/ 530-21-00 Telefax: 01/ 530-21-25 sales_si@festo.com www.festo.si Letnik 30 / 2024 / 1 / Februar Smernice za konstruiranje nestandardnih čepov Izločanje zraka iz rabljenih mineralnih hidravličnih olj Vzdrževanje hidravličnih naprav