最適なクーラント・システムの設計

グルンドフォス設計ツールで部品コストを16%削減

通常の工作機械では、ポンプは機械のエネルギー消費量の約35%を消費します。

これらのポンプの多くは切削工程へのクーラント(冷却潤滑)液の供給に用いられています。

これらの用途で使用するポンプは寸法が不十分または過度であることが多く、そうでなくても流量や圧力/供給揚程の点で最適なデューティポイントで運転していません。そのため通常は、費用効率が高くない状態で動作していることになります。

エネルギー費用はポンプのライフサイクルコストの推定85%に相当します。従って、工作機械ユーザーは工程に合わせて適切なポンプやクーラント液供給システムを選択し、適応させることで大きな節約を実現できます。グルンドフォス設計ツールを使うことでクーラント液供給システムの専門的で最適な設定が、簡単かつ容易に理解できるかたちで行えます。

未知の要素の決定が可能に


多くのポンプユーザーは、ポンプとマシニング工程の関係によって大きな費用節減が可能であることを知りません。この関係がコストにどのような影響を及ぼすかは、これまで明らかではありませんでした。まず、多くの場合、特定の加工作業に必要となるクーラント液の一般的な量が分かりません。一方、どのようなポンプ性能データが得られれば一定要求量のクーラント液を効率的かつ費用効果の高い方法で加工作業に供給できるのかも知られていません。これらのニーズに基づいて、グルンドフォスは RWTHアーヘン大学の工作機械・生産技術研究所であるWZL Grindaix GmbHに、グルンドフォス設計ツールの共同開発を要請しました。
現在このツールは本ウェブサイトより利用可能です。

ユーザーにとって使い易く、分かり易いアプリケーションである本ツールを使うことで、工作機械専門設計者が加工作業の定義に基づいて供給システム全体を設計し、最適なポンプを選択することが初めて可能になったのです。

ユーザーへのツールのメリット


グルンドフォス設計ツールは、加工作業の仕様に応じてユーザーに適切なクーラント液使用条件(体積流量、吐出速度)を提示します。また、ツールによって様々な種類のノズルに対する冷却用ノズルの圧力損失が計算されます。既存の配管・ホースやバルブなどのすべての固定具にて構成されるポンプと吐出ノズル間の供給経路の設計に基づき、ツールがポンプの望ましいデューティポイントを自動的に表示します。

デューティポイントが決定されたら、ユーザーは初期費用やポンプ運転によるエネルギー消費コストを考慮して、運転コストが最も低い最適なポンプを幅広いグルンドフォス製品の中から選択できます。異なる加工作業に対応する場合、あるいは工作機械へのクーラント液供給要件が変化する場合には、幾つかのデューティポイントを計算し、検討することも可能です。


回転数制御オプション


グルンドフォス設計ツールなら、回転数制御可能なポンプが適切なソリューションかどうかも評価できます。これらのポンプは初期投資額こそ高いものの、異なる性能要件に対して適応できるため、大きなエネルギー節約が可能です。

このように本ツールは、特定のマシニング用途に最適なポンプの選択、現在使用している条件やコンポーネントが対象構成に適切かどうかの評価、そしてノズル/配管システム/ポンプに関する潜在的なエネルギー節約の計算を含めたシステム最適化など、ユーザーに幅広いメリットを提供します。

クーラント液の使用量が少なくて済むため、例えばクーラント・システムの保守および修理、あるいはフィルター技術、さらには排気システムや廃液処理などに関する二次的な費用節減も可能です。クーラント・システムに関するこれらの一次的/二次的効果をすべて併せると、グルンドフォス設計ツールは生産部品当たり16%の費用削減が実現可能です。

文:Grindaix GmbH業務執行社員Dirk Friedrich博士、業務執行社員Bastian Maier博士

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