José Antonio de Toledo
Engenheiro Senior
Engenharia de Aplicações e Sistemas
Mobile Sales Division
0
Introducción
• Evoluciones
–
–
Tecnológica
Operacional
1
Introducción
1 - Evoluciones Tecnológica y Operacional
1.1 - Aspectos Generales
1.1.1 – El Mercado globalizado y concurrido: Empresas
más eficientes y competitivas, buscan minimizar los
costos operacionales:
• Commodities
• Todo “on-line”:
• Elevada velocidad de la información
2
Introducción
1 -
1.1
Evoluciones Tecnológica
- Aspectos Generales
y Operacional
1.1.2 - – Equipos que, operando en régimen severo,
presentan alta productividad, confiabilidad y bajos operacionales y de mantenimiento:
costos
• Bajos Costos:
•
•
•
Elevada eficiencia energética.
Bajo nível de problemas.
Fácil y rápida solución de los eventuales
problemas.
• Serviciabilidad.
3
Introducción
1.2 – Evolución de los Equipos y de sus necesidades operacionales:
Resumiendo, los equipos tienen que ser más:
•
•
•
•
productivos
eficientes
durables
confiables
4
Introducción
1.2 - Evolución de los Equipos necesidades operacionales
Aliando:
• mejor relación potencia / peso
y de sus
•
•
mejor
mejor
serviciabilidad
relación costo / beneficio
5
Introducción
1.3 – Evolución de los Sistemas Respectivos Componentes
Hidráulicos y
• Objetivando disminuir tamaño y hidráulico:
peso del sistema
• Necesario el uso de Presiones Operacionales más Elevadas:
• Nt = Nh = Depende del trabajo.
• Nh = p (presión) x Q (caudal)
6
Introducción
1.3 - Evolución de los Sistemas Hidráulicos y Respectivos Componentes
• Accionamiento Eléctrico, Electrónico y Electrónico
Computadorizado
Objetivo: Operaciones más Precisas y Eficientes
• Sistemas de Control de Carga, de Velocidad y de
Demanda de Potencia
Objetivo: Operaciones más Precisas con Menor Consumo de Potencia
7
Introducción
1.3 - Evolución de los Sistemas Respectivos Componentes
Recursos Utilizados:
Hidráulicos y
Materiales con Mayor Resistencia Mecánica •
• Tolerancias dimensionales, de forma y de precisión
• Mejor Acabamento Superficial
• Utilización de nuevos materiales y de nuevas tecnologías.
8
Introducción
1.3 - Evolución de los Sistemas Respectivos Componentes
Hidráulicos y
Resultados:
• Holguras menores
• Menor Fuga Interna
• Mayor Precisión y Mayor Velocidad de los Movimientos.
9
Introdução
1.3 - Evolución de los Sistemas Respectivos Componentes
Consecuencias:
Hidráulicos y
Se tornan más susceptibles a las fallas provenientes de:
• Mantenimiento Incorrecto
• Aplicación y Operación Inadecuadas
• Nível de contaminación arriba de los límites
permitidos.
10
Aceites-Hidráulicos
11 11
Sistemas
Sistemas Aceite-Hidráulicos
Rendimiento = Cómo maximizar?
Generación Control Aplicación
EM1 EH1 EH2 EH3 EH4 EM2
12
Conexión
Sistemas Aceite-Hidráulicos
Características del Trabajo a ser Efectuado
A – Requiere Movimiento Linear
Uso: Cilindro Hidráulico
13
“L”
Carga
Carga
Movimiento Linear,
Cilindro de Dupla Acción
Neutral (Hold)
14
Movimiento Linear,
Cilindro de Dupla Acción
Hi PSI Port A
15
Movimiento Linear,
Cilindro de Dupla Acción
Hi PSI Port B
16
Movimiento Linear,
Cilindro de Dupla Acción
Hi PSI Port B
17
Sistemas Aceite-Hidráulicos
[v]
18
Velocidad
Caudal
[Q]
Fuerza (Carga)
[F]
Presión
[p]
[Nm] = F . v
Nh = p . Q
Potencia Mecánica
[Nm]
Potencia Hidráulica
[Nh]
Transformación de Potencia
Sistemas Aceite-Hidráulicos
B – Requiere Movimiento Rotativo
19
Carga
Carga
Uso: Motor Hidráulico
Movimiento Rotativo,
Motor de Dupla Acción
Neutral (Float)
20
Movimiento Rotativo,
Motor de Dupla Acción
Hi-PSI Port A
21
Movimiento Rotativo,
Motor de Dupla Acción
Hi-PSI Port B
22
Sistemas Aceite-Hidráulicos
23
Rotación
[n]
Caudal
[Q]
Torque (Carga)
[T]
Presión
[p]
[Nm] = T . n
Nh = p . Q
Potencia Mecánica
[Nm]
Potencia Hidráulica
[Nh]
Transformación de Potencia
Sistemas Aceite-Hidráulicos
3 – Clasificación
3.1– Cuanto al tipo de bomba:
• Desplazamiento Fijo
•
•
•
Engranajes
Paletas
Pistones
• Desplazamiento
• Paletas
• Pistones
Variable
24
Sistemas Aceite-Hidráulicos
3 – Clasificación
3.2 – Cuanto al tipo de circuito:
• Centro Abierto:
• Bombas de Desplazamiento
Centro Cerrado:
• Bombas de Desplazamiento Compensador de Presión
Centro Cerrado:
• Bombas de Desplazamiento Sensing (Sensor de Carga)
Centro Cerrado:
• Bombas de Desplazamiento Control Electronico
Fijo
•
Variable, con
•
Variable, Load
•
Variable,
25
Tipos de circuitos
• Centro Abierto: Desplazamiento Fijo
100 bar
30 l/min 50
Caudal l/min
30
200 bar
0 100 200
Presión bar
50 l/min
26
ENERGÍA
REQUERIDA
PÉRDIDA DE ENERGÍA
Tipos de circuitos
• Centro Abierto: Desplazamiento Fijo
100 bar Caudal lpm
30 l/min
40
30
PÉRDIDA DE
ENERGÍA
150 bar
10 l/min 40 l/min 0 100 150
Presión bar
27
E
ENERGÍA
REQUERIDA
Tipos de circuitos
• Centro Abierto: Desplazamiento Fijo
100 bar Caudal lpm
30 l/min
PÉRDIDA DE ENERGÍA 5 l/min
35
30
110 bar
110 bar 35 l/min
0 100 110
Presión bar
28
ENERGÍA
REQUERIDA
Tipos de circuitos
• Centro Cerrado:
100 bar
30 l/min
50
Caudal l/min
30
0 100 200 30 l/min 200 bar
Presión bar
29
ENERGÍA
REQUERIDA
PÉRDIDA DE
ENERGÍA
Tipos de circuitos
• Centro Cerrado
100 bar
30 l/min
50
Caudal l/min
30
DE
0 100 140 30 l/min 140 bar
Presión bar
30
ENERGÍA
REQUERIDA
PÉRDIDA
ENERGÍA
Tipos de circuitos
• Centro Cerrado con “load sensing”:
100 bar
30 l/min 50
Caudal lpm
30
PÉRDIDA DE ENERGÍA
0 100 200
110 bar Presión bar 30 l/min
31
ENERGÍA
REQUERIDA
Tipos de circuitos
• Centro Cerrado con load sensing:
32
Tipos de circuitos
• Centro Cerrado con load sensing:
• Ideal
33
Tipos de circuitos
• Centro Cerrado con load sensing:
• Real
34
Tipos de circuitos
• Centro Cerrado con load sensing:
• Real
35
Tipos de circuitos
• Alternativa para load sensing:
36
Tipos de circuitos
• Alternativa para load sensing:
37
Tipos de circuitos
• Comparativo
38
Bombas Hidráulicas
de Engrenagens Externas
39
Bombas
Bombas de Engrenagens, Corpo de Aluminio
40
18,0% 24,9% -6,9% 11,5%
Bombas de Engrenagens, Corpo de Ferro
Fundido, Mancais de Buchas,Séries 300
23,3% 42,1%
41
Bombas de Engrenagens, Corpo de Ferro
Fundido, Mancais de Buchas,Séries 600
42
Bombas de Palhetas
de Palhetas
43 43
Bombas
Bombas de Palhetas
44 44
Evolução Bombas Palhetas
Aumento de pressão com baixo nivel de ruído e
elevada eficiência volumétrica
150
45 45
pre
ss
ure
in
ba
r
DENISON Hydraulics Vane Pump evolution
350
T7
300
T6
250
T5
200
T2 & T3
T1
100
1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010
Vane pumps families
T6C
(T6CM) T7D /DS
(T6DM) T7E /ES
(T6EM) T7AS T7B /BS
From B02
6 cc/rev
From B03
10 cc/rev
From B14
47 cc/rev
From B06
6 cc/rev
From 042
132 cc/rev
to B15
50 cc/rev to B31
100 cc/rev
to B50
158 cc/rev
to B25
25 cc/rev
to 072
227 cc/rev
Up to 320 bar
Up to 275 bar
Up to 300 Up to 300 bar
46
Up to 240 bars bar
46
Bombas de Palhetas, Lábio Duplo
Resistência à Contaminação
Padrões de Desgaste Devido à Contaminação Abrasiva na Sucção
Palhetas de Lábio Duplo Palhetas de Lábio Simples
Lábio de Sucção e Pressão Óleo Pressurizado
No Leakage
Path Vazamento Lábio dePresssão
Labio Sucção
Direção de deslocamento Direção de deslocamento da Palheta da Palheta
47 47
48
Bombas de Palhetas,
Lábio Duplo vs Resistência à Contaminação
• A palheta da concorrência tem
um único lábio
• Denison: com dois
projeto lábios
48
Sucção
de Pistões
50 50
Bombas & Motores
Bombas & Motores de Pistões
Gold Cup (350 bar) - 100, 120, 180, 230, 400, 500
P2/P3 (320 bar) - 60, 75, 105, 145
P1/PD (280 bar) - 18, 28, 45, 60, 75, 100, 140,
450 10 150 300
Maximum Displacement (cc)
51
600
Bombas & Motores de Pistões
• P1 Mobile application and market
• PD Mobile application and market
52
•
•
•
Customer : Atlas Copco
Application : Underground – Face drill rig (Boomer)
Product used : P1100
•
•
•
Customer : Atlas Copco
Application : Surface Core drilling – Mustang 5 and 10
Product used : P1060+ P1060 + P1045
•
•
•
Customer : Atlas Copco
Application : Surface Core drilling – Christensen CS14
Product used : P1140-P1075-P1028 or P1100-P1060-P1028
53
Mining
•
•
•
Customer : Terex
Application : Hauling truck (Brake and steering)
Product used : P1075 & P1100
•
•
•
Customer : Atlas Copco
Application : Surface Core drilling – Mustang 5 and 10
Product used : P1060+ P1060 + P1045
•
•
•
Customer : Atlas Copco
Application : Surface Core drilling – Christensen CS14
Product used : P1140-P1075-P1028 or P1100-P1060-P1028
54
Mining
•
•
•
Customer : John Deere
Application : 524 Wheel Loader
Product used : P1075
•
•
•
Customer : John Deere
Application : ADT 460E
Product used : P2145, P1028, M5
•
•
•
Customer : John Deere
Application : 624 Wheel Loader
Product used : P1100
55
Construction
•
•
•
Customer : John Deere
Application : Crawler Dozer 750 / 850 K
Product used : P1100
•
•
•
Customer : John Deere
Application : Motor Grader 570
Product used : P1045, M5
•
•
•
Customer : Linklbelt
Application : Rough Terrain Crane S3
Product used : P1028 (Fan drive)
56
Construction
•
•
•
Customer : Multiquip
Application : Concrete pumper
Product used : P1100
•
•
•
Customer : Kormann Rockster
Application : Crusher R1100DE
Product used : P1045 (Electronic)
•
•
•
Customer : Amkodor
Application : Backhoe loader
Product used : P1075
57
Construction
•
•
•
Customer : Manitowoc
Application : All Terrain Crane
Product used : P1028 + P1028
•
•
•
Customer : Taylor Machine
Application : Reachstacker
Product used : P1075, P1100
•
•
•
Customer : Pettibone
Application : Extendo
Product used : P1060 (unloading comp)
58
Material handling
•
•
•
Customer : John Deere
Application : Knuckle Boom loader
Product used: P1075
•
•
•
Customer : John Deere
Application : Grapple Skidder 648H/L, 748H/L, 848H/L
Product used : P1060
•
•
•
Customer : Malwa
Application : Forwarder
Product used : P1028
59
Forestry
•
•
•
Customer: El Forest
Application : Forwarder
Product used: P1100 / P1140
•
•
•
Customer :
Application :
Product used :
•
•
•
Customer :
Application :
Product used :
60
Forestry
Fixed Bent-axis motor
F11 F12
61
Our Spherical Piston
Concept
Unique Features
High speed capability
High acceleration capability
Unbeatable efficiency
Insensitive to temperature
High power capability
shock
62 62
63
Parker Technology vs.
Competition
• There must be some differences!
63
Our Bent Axis Concept
Parker Bent Axis
•
•
•
Lower centrifugal forces
Lower sliding friction
Better mechanical
efficiency
• Less
• Less
Hp to drive motors
losses = Less heat
64 64
Our Bent Axis Concept
Parker Bent Axis
• No bending forces piston
• Lower rotating friction
• Better mechanical
efficiency
on
•
•
Less
Less
Hp to drive motors
losses = Less heat
65 65
Product Programme
Series F11/F12
Displacement: 5 cc – 250 cc
Max.Pressure: Up to 480 bar
Max.Speed: Up to 14 000 rpm Pressure (bar)
F11
F12
Displacements
(cc/ rev)
66 66
Competition
Leduc M series Rexroth A2FM Sunfab SCM
5 cc up to 1000
• Full range of
cc 12 cc up to 126 cc
• Limited range of
hydraulic components
• Cylindrical bearing
• Price aggressive
• Lower efficiency
12 cc up to 130 cc
• Limited range of
hydraulic components
• Similar to F1 motor
concept
• Price aggressive
• Much lower
efficiency
hydraulic components
• Very long lead times
• Drilled thru tapered
piston concept
• Lower efficiency
67 67
Unbeatable Efficiency
Efficiency @ 8000 rpm Efficiency @ 6000 rpm Efficiency @ 3000 rpm Parker: 90% Parker: 92% Parker: 94% Rexroth: 88%
Sunfab: 84% Rexroth: 90%
Sunfab: 87% Rexroth: 91%
Sunfab: 89%
68 68
Po
we
rlo
ss
es k
W
Powerlosses at 250 bar
10,00
9,00
8,00 Powerlosses Parker 14,3
7,00 Powerlosses Sunfab 17,3
6,00 Powerlosses Rexroth 16,4
5,00
4,00
3,00
2,00
1,00
0,00
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000
Speed rpm
Speed sensor availability
• All F11 and F12 (except 5 cc and 150 cc)
69 69
y
Where and Why
Saw motors •
•
•
•
•
High speed capability
Temperature shock capabilit
Shaft load capability
Robust and reliable motor
Withstand high accelerations
Saw Drives
Movie
70 70
Where and Why
Fan drives •
•
•
•
•
High speed capability
Integrated functions
High efficiency
Reliability Military cooling fan
Insensitive to severe environment
Dust collector
71 71
Comandos Hidráulicos, Centro
Aberto
Produtos Projetados pela Divisão de Comandos, Hicksville, Ohio, USA.
72
Tipos de Circuitos, Centro
Abert
o
• Paralelo – Alimentação da linha de pressão (linha paralela)
– Descarga na linha de tanque.
– Permite atuação simultânea de várias funções.
– Vazões de acordo com as cargas
73
Circuito “Paralelo”
74
Tipos de Circuitos,
Centr
o
Abert
o
• Série – –
–
Alimentação da Linha “By-Pass”
Descarga na linha By Pass, da saída
Somatório de pressões
75
Circuito “Série”
76
Corpo Trabalho, DA, Circuito ‘Série’
A B Neutral (Hold)
77
Corpo Trabalho, DA, Circuito ‘Série’
Hi PSI Port A
A B
Spool out
Opposite
Spool Logic
vs Parallel, Tandem
78
Corpo Trabalho, DA, Circuito ‘Série’
A B Hi PSI Port B
Spool in
Opposite
Spool Logic
vs Parallel, Tandem
79
Tipos de Circuitos,
Centr
o
Abert
o
• Tandem ou Prioritário – Alimentação da linha “By-Pass”.
– Descarga na linha de tanque
– Prioriza alimentação à secção anterior.
80
Corpo Trabalho, DA,
Circuito “Prioritário”
81
Corpo Trabalho, DA,
Circuito “Prioritário”
B A B A B
Parallel 1 Tandem Parallel 2
82
A
Corpo Trabalho, DA,
Circuito “Prioritário”
B A B A B
Parallel 1 Tandem Parallel 2
83
A
Corpo Trabalho, DA,
Circuito “Prioritário”
B A B A B
Parallel 1 Tandem Parallel 2
84
A
Corpo Trabalho, DA,
Circuito “Prioritário”
A B
Neutral (Hold)
85
Corpo Trabalho, DA,
Circuito “Prioritário”
A B
Hi-PSI Port A
86
Corpo Trabalho, DA,
Circuito “Prioritário”
A B
Hi-PSI Port B
87
Comandos Hidráulicos,
Centro fechado
Válvulas de Controle Direcional
October 27, 2014 88
Comandos Hidráulicos,
Centro fechado
Post Compensated
LS Mono-block
Pre Compensated
89 89
Post Compe
LS Mono-bl
Pre Compen
Flow l/min VA40 -60
100 200 300 400 500 600
VPL/L90 -110
VP120 -140
VP170 -180
K170/220 -200
PC55 -300
M250 -350
VP400 -500
M402 -500
Comandos Hidráulicos,
Centro fechado, Pós Compensados
Válvulas
5000
Pressure Rating (PSI)
4000
10 20 30 40 50 60 70 80
Workport Flow (GPM)
90 90
VP170
VP120 PC55
Comandos Hidráulicos,
Centro fechado, Pós Compensados
4500
VP120 Series 4000
3500
Flow: 4-42 Gpm 3000
Pressure Rating (PSI)
2500
Pressure: 4500 psi
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Applied Flow (GPM)
91 91
VP120
Comandos Hidráulicos,
Centro fechado, Pós Compensados
VP170 5000
VP170 Series 4000
Pressure Rating 3500
(PSI)
3000
Flow: 40-60 gpm
Pressure: 5000 psi 2500
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
Applied Flow (GPM)
92 92
Comandos Hidráulicos,
Centro fechado, Pós Compensados Pump 30 GPM
System Requires 30
GPM
Cylinder 20 GPM
2000 PSI Post Compensated Flow Sharing
Motor 10 GPM
1000 PSI
Result: Functions require
pump is capable of so no
interaction problems
flow the
93 93
Comandos Hidráulicos,
Centro fechado,
Pós Compensados
Pump 30 GPM
System Requires 30
GPM
Cylinder 20 GPM
2000 PSI Pre Compensated Pressure Limiting
Motor 10 GPM
1000 PSI
Result: Functions require
pump is capable of so no
interaction problems
flow the
94 94
Comandos Hidráulicos,
Centro fechado,
Pós Compensados
Pump 30 GPM
System Requires 35
GPM
Cylinder 20 GPM
2000 PSI Post Compensated Flow Sharing
Motor 15 GPM
1000 PSI
Result: Pump is over demanded
95 95
M
Comandos Hidráulicos,
Centro fechado,
Pós Compensados Pump 30 GPM
Flow Available
30 GPM
Cylinder 17 GPM
2000 PSI
ath: 35 GPM/30
GPM then
multiplied by the
flow needed at
each function
Post Compensated Flow Sharing
Motor 13 GPM
1000 PSI
Result: Post Compensation causes
all the functions to
proportional to the
required
share flow section flow
96 96
Comandos Hidráulicos,
Centro fechado
Pós Compensados
Pump 30 GPM
System Requires 35
GPM
Cylinder 20 GPM
2000 PSI Pre Compensated Pressure Limiting
Motor 15 GPM
1000 PSI
Result: Pump is over demanded
97 97
Comandos Hidráulicos,
Centro fechado
Pós Compensados
Pump 30 GPM
Flow Available
30 GPM
Cylinder 15 GPM
2000 PSI Pre Compensated Pressure Limiting
Motor 15 GPM
1000 PSI
Result: Pre Compensated, LS, or
Open Center system’s lowest
pressure function will take over
98 98
Comandos Hidráulicos,
Centro fechado,
Pós Compensados
Example #1
Pump Flow
Available
Worksection #1
Requirement
Worksection #2
Requirement
Total Flow
Requirement Result
(34 GPM x .87) (12 GPM x .87)
Math: 40 GPM available divided by 46 GPM requested = 40/46 = .87
Or, both requested flows reduced by 13%
99 99
Result 40 GPM 29.6 GPM 10.4 GPM Flow Sharing
Request 40 GPM 34 GPM 12 GPM 46 GPM Overdemand
Start 40 GPM 28 GPM 12 GPM 40 GPM System Satisified
Comandos Hidráulicos,
Centro fechado,
Pós Compensados
5000
Pressure Rating (PSI)
Parker VP120 (4650 PSI) 4500
PSI) SI)
Husco SCX120 (4060 PSI)
4000
10 20 30 40 50 60 70 80
Workport Flow (GPM)
100 100
Parker VP120 (4650 PSI
Rexroth SC12/14 (4350
Wavoil DPX100 (4350 P
Husco SCX120 (4060
VP120 Applications
Telehander
• Flow share – post compensation
• Margin control – Can be used for
power control and boost function
• Force feed back – dynamic
dampening
• Integrated steer priority and inlet -
by pass
• Emergency stop – inlet dump
101 101
•
VP120 Applications
Mini Excavator
• Flow share – post compensation
• Margin control – Can be used for
power control and expert novice
Force feed back – Tactile force
control
• Sectional pressure limitation
• Electric proportional for aux
functions
• Straight Track Technology 102
102
VP120 Applications
Backhoe Loaders
• Flow share – post compensation
• Margin control – Can be used for
power control and boost function
• Force feed back – Tactile force
control
• Integrated steer priority and inlet
by pass
-
• Sectional pressure limitation
• Four position float 103
103
VP120 Applications
Compact Loaders
• Flow share – post compensation
• Margin control – Can be used for
power control and boost function
• Integrated steer priority
by pass
and inlet -
• Four position float
104 104
VP120 Applications
Refuse Truck
Flow Share – Post Compensation
– Multifunctioning ASL Arm
Margin Control
– Power on demand
Meter to Tank– Dynamic dampening
– Slow to stop to reduce wag
Bypass Inlet
– Fixed Displacement Pumps
PLQ
–
Sectional Pressure Limitation
Gripper auto stop
105 105
VP120 Applications
Hooklift
• Flow share – post compensation
• Margin control – Can be used for
power control and boost function
• Integrated inlet - by pass
• Sectional pressure limitation
• Electrical control – position feed
back
• High pressure capability
106 106
VP120 Applications
Truck Cranes
• Flow share – post compensation
• Margin control – Can be used for
power control and boost
function
• Force feed back – Tactile force
control
• Sectional pressure limitation
• Emergency stop – inlet dump
107 107
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