Nowoczesne układy hydrauliczne Bosch Rexroth na obiektach hydrotechnicznych na przykładzie jazu w Lewinie Brzeskim

Pierwszym projektem realizowanym przy dofinansowaniu UE jest „Poprawa ochrony przeciwpowodziowej Lewina Brzeskiego na rzece Nysie Kłodzkiej”. Podstawowym zadaniem w ramach tego projektu była budowa nowego jazu klapowego z napędem hydraulicznym. Realizacji właśnie tego zadania w części hydraulicznej podjęła się firma Bosch Rexroth na zlecenie generalnego wykonawcy Skanska S.A. i w oparciu o projekt Hydroprojektu Wrocław. Jaz w Lewinie Brzeskim jest jazem trzyprzęsłowym o świetle 3 x 17 m. Dzięki zmianie położenia klap pozwala on na regulację ilości przepływającej wody. W każdym przęśle jest zabudowana 1 klapa, a układ hydrauliczny musi zapewnić jej niezależne sterowanie. Zadanie to jest realizowane za pomocą dwóch siłowników hydraulicznych, z których każdy jest zabudowany po przeciwnej stronie klapy. Ruch tłoczyska siłownika hydraulicznego jest zamieniany poprzez układ dźwigniowy w ruch obrotowy wału, na którym jest osadzona klapa. Układ hydrauliczny napędu i sterowania pojedynczą klapą składa się z:

• siłowników hydraulicznych 360/200x2750 (2 szt.),
• agregatów hydraulicznych (2 szt.),
• instalacji hydraulicznej pomiędzy w/w zespołami (2 kpl.),
• enkoderów (2 szt.).

Dodatkowym wyposażeniem całego układu napędu trzech klap jest agregat pompowy o napędzie spalinowym do awaryjnego zasilania oraz przenośny agregat filtracyjny wykorzystywany do opróżnienia/napełnienia olejem zbiorników agregatów hydraulicznych.

Dostarczone i zabudowane siłowniki hydrauliczne mają szereg specyficznych rozwiązań technicznych wynikających z aplikacji. Podstawowym wymaganiem postawionym przez projektanta była dostawa siłowników hydraulicznych, których tłoczyska będą pokryte powłoką ceramiczną. Firma Bosch Rexroth dostarczyła siłowniki z powłoką Enduroq na tłoczyskach, która w porównaniu do poprzednio stosowanej i dobrze znanej na polskim rynku powłoki Ceramax ma szereg zalet. Powłoka Enduroq jest otrzymywana w oparciu o technologię HVOF, a w przypadku siłowników dostarczonych do Lewina Brzeskiego jest to powłoka typu Enduroq 2000, o grubości warstwy ›250µm, która charakteryzuje się:

• wysoką odpornością na ścieranie,
• wysoką odpornością na korozję,
• bardzo niską porowatością.

Te wszystkie parametry gwarantują bardzo długą trwałość zabezpieczenia powierzchni tłoczysk siłowników. Technologia pokryć jest istotnym, ale nie jedynym aspektem w budowie dużych siłowników hydraulicznych. Równie ważne są zagadnienia związane z technologią uszczelnień. Firma Bosch Rexroth ściśle współpracuje z czołowymi producentami uszczelnień technicznych nad optymalizacją uszczelnień zarówno pod względem materiałowym, jak i konstrukcji. Analizowane są one z wykorzystaniem trybologii pod kątem rodzaju aplikacji przemysłowej, a ich celem jest poprawa trwałości przy zachowaniu pełnej funkcjonalności. W tych pracach Bosch Rexroth bazuje na pięćdziesięcioletnim doświadczeniu, a także informacjach zwrotnych od użytkowników końcowych i producentów maszyn.

Duże siłowniki hydrauliczne produkowane w fabryce Bosch Rexroth w Boxtel (Holandia) mogą być w prosty sposób wyposażone w układ pomiaru położenia tłoczyska w oparciu o system CIMS, który jest doskonale znany na polskim rynku od końca lat dziewięćdziesiątych. W Lewinie Brzeskim odstąpiono jednak od tego sposobu pomiaru położenia tłoczyska, a zastosowano pomiar kąta obrotu wału, na którym zabudowana jest klapa. W tym celu na korpusie oprawy łożysk ślizgowych z obu stron wału zostały zabudowane enkodery. Ponieważ kąt obrotu wału mieści się w przedziale 0-90° i z uwagi na wymóg dużej dokładności pomiaru, zastosowano 16-bitowe enkodery. Pozwalają one na bezwzględny pomiar kąta i dodatkowo zapamiętują mierzoną wartość nawet w przypadku zaniku napięcia zasilania. Dzięki temu nie ma konieczności zerowania układu pomiarowego, co było niedogodnością w przypadku układu CIMS.

Uzupełnieniem omówionego hydraulicznego układu napędu i sterowania jest elektroniczny układ sterowania, który dzięki odpowiednim algorytmom steruje położeniem klap jazu. W efekcie zabezpiecza to wymagany przepływ wody przez jaz w zależności od sytuacji hydrologicznej na Nysie Kłodzkiej.

Modernizacja jazu w Lewinie Brzeskim była pierwszym projektem zrealizowanym w ramach Programu Operacyjnego Infrastruktura i Środowisko. Obecnie realizowane są kolejne projekty, w tym także na górnym biegu Nysy Kłodzkiej. W większości uczestniczy Bosch Rexroth Sp. z o.o. jako dostawca hydraulicznych układów napędu i sterowania.

Źródło: Bosch Rexroth