Стружкоотвеждащи транспортьори

Механични системиСп. Инженеринг ревю - брой 3/2019 • 06.06.2019

Цел на всяка механична система за стружкоотвеждане е последователното и ефективно отстраняване на стружките от металообработващата машина, без да се допускат остатъци, които да възпрепятстват производството. Съществуват четири основни вида стружкоотвеждащи транспортьори: гумено-транспортни ленти (ГТЛ) с шарнирно свързване, магнитни, филтриращи и дискови. Всяка от тези конструкции притежава характерни особености на дизайна, които я правят подходяща за определен обхват от приложения.

Изграждането на централизирана автоматична система за транспортиране на стружките в цеховете за производство на машинни детайли и метални изделия намалява усилията на работниците, елиминира препятствията за движението в обекта, повишава безопасността и улеснява почистването на работните места и оборудването. При проектирането на такава система е важно да се вземат предвид плановете за евентуално бъдещо разширяване на производството. Транспортьорите обикновено имат доста дълъг експлоатационен живот. Така производственото предприятие може да надвиши капацитета на своята система за стружкоотвеждане само за няколко години и да се наложи нейната подмяна или реконструкция.

По отношение на възможностите за монтаж съществуват няколко вида конфигурации: скрити (за подподово разполагане), наземни и окачени (надземни) транспортьори. В много случаи най-подходящ вариант е монтирането на транспортьора под пода, тъй като така той може да бъде залят директно с бетон или покрит с подови елементи и да стане практически невидим.

Такива конструкции изискват най-малка дължина на транспортьора, тъй като машините обикновено изхвърлят стружките близо до нивото на пода. Въпреки това инсталирането на скрит подподов стружков конвейер в работещ цех е предизвикателство, тъй като налага необходимост от правене на изкопи в пода, което е свързано със значителни капиталовложения и става причина за продължителни прекъсвания на производството и нежелани престои на оборудването. Този вариант не е подходящ и за металообработващи предприятия, в които често се мени разположението на отделните машини.

 

Избор на транспортна система

Има много фактори, които е добре да бъдат взети под внимание при закупуването на стружкоотвеждащ транспортьор за нова металообработваща машина или преоборудването на съществуваща работна станция. С появата на мултифункционалните обработващи центри, които изпълняват множество задачи и отделят различни видове и размери стружки, изборът е още по-комплексен.

Типът транспортьор, който най-точно отговаря на приложението, зависи основно от видовете обработвани материали. Някои системи за стружкоотвеждане са подходящи за работа с даден метал, но може да се окажат неефективно решение при обработката на различни метални сплави, желязо или пластмаси. Съществени фактори са и видът и размерите на образуваните стружки, дали са фини или груби, твърди или крехки, начупени или дълги.

При избор на решение е важно моделът на стружкоотвеждащия транспортьор да бъде съвместим с конкретната металообработваща машина, с която ще работи. Друг въпрос, на който трябва да се отговори, е как ще бъдат събирани и отвеждани стружките. Повечето транспортни системи ги придвижват към бункер, който трябва периодично да се изпразва.

Този съд трябва да е съобразен по обем с количеството материал, който ще бъде отделян в рамките на производствения цикъл. Това ще намали риска от струпване и сбиване на отпадъчните остатъци и преливането им на пода.
Добре е да се предвиди още ще обслужва ли механичният транспортьор машини, образуващи смесени стружки от различни материали или ще се работи само със специфичен материал, например месинг, чугун или пластмаса.

 

Гумено-транспортни ленти (ГТЛ) с шарнирно свързване

Гумено-транспортните ленти с шарнирни скоби са най-разпространеният тип стружкоотвеждащи транспортьори. Те осигуряват гъвкавост, лесна експлоатация и надеждност за широка гама от приложения в областта на машинната обработка. Този тип системи са подходящи за работа с железни, алуминиеви или смесени стружки, включително груби и твърди стърготини.

ГТЛ могат да бъдат използвани и при обработката на пластмаса, при която не се отделят фини стърготини. В голяма част от приложните сценарии тези конвейерни механизми се предпочитат при работа със стругови машини. Те не са най-добрият избор при мултифункционални обработващи центри или други операции, при които се образуват фини стружки, независимо дали приложенията са нестандартни или смесени. Това се дължи на факта, че гумените ленти с шарнирни скоби не могат да филтрират охладителната течност, за да отстранят фините частици, които се отвеждат с флуида и могат да запушат транспортьора, охлаждащите линии и помпите. Използването на ГТЛ в такива приложения води до риск от прекъсване на работния процес и прекомерни разходи за поддръжка.

 

Филтриращи транспортьори

Стружкоотвеждащите транспортьори с възможност за филтриране и рециклиране на охлаждащата течност обратно към металообработващата машина са достъпни в различни конфигурации. Сегментът включва модели със сменяеми филтри; такива с постоянни, самопочистващи се и филтриращи барабани, изработени от неръждаема стомана или други материали; както и скреперни системи, които използват перфорирани филтърни кутии.

Отново, от решаващо значение за правилния избор на филтриращ транспортьор за стружкоотвеждане е доброто познаване на приложението. Някои системи от този тип са проектирани така, че са ефективни само при работа с фини стружки, докато други могат да се справят с фини, груби, начупени и дълги стружки еднакво добре. Част от обработваните материали, например пластмасите и чугуните, създават специални предизвикателства пред системите за филтриране. Ако се предвижда обработка на такива материали, това е препоръчително да бъде взето предвид при оценката на критериите за избор на системна конфигурация.

 

Магнитни транспортьори

Магнитните транспортьори са предназначени за операции, включващи придвижване на железни стружки и частици. При обработката на чугун обикновено се отделят натрошени железни стърготини, така че този процес е отличен кандидат за интегриране на магнитни конвейери в производството. Въпреки това работата с дълги железни стружки (с дължина по-голяма от разстоянието между отделните магнити в транспортьора) не е подходящо приложение.

Тъй като със силата на магнитното поле транспортните системи от този тип привличат железни стружки с всякакви размери и форми, те улавят всички железни остатъци в смазочния флуид и му позволяват да изтича под конвейера, оставяйки метала зад себе си. Използването на магнитни конвейери при обработка на цветни метали е в разрез с предназначението им, тъй като съществува риск стружките да останат в охлаждащата течност, а течните линии, помпите и резервоарът за смазочен флуид да се запушат и повредят.

 

Дискови транспортни системи

Дисковите стружкоотвеждащи транспортни системи са подходящи за големи машини, цели цехове и фабрики. Автоматизирайки процеса, те елиминират разходите за непряк труд, свързан с отвеждането на стружките извън цеха. Конструкцията им включва сегментирани тръбни секции, комбинирани с транспортьори и трошачки, които разрушават дългите проточени стружки.

Системите от този тип могат да бъдат конфигурирани да работят с различни видове стружки, да ги насочват към отделни изходни точки и същевременно да осигуряват рециклиране на охлаждащата течност. Тези почти универсални механизми дават голяма свобода при проектирането, тъй като могат да бъдат разположени практически навсякъде и пренастройвани за работа с всякакви размери стружки. На пазара са достъпни варианти с различни диаметри, които лесно се преконфигурират в зависимост от производствените изисквания.

Основно предимство на дисковите транспортьори е, че спестяват пространство. Бункерите за стружки заемат ценно място в цеховете. Дисковият конвейер може да работи както в подподова, така и в наземна, окачена или смесена конфигурация, като така е възможно най-пълноценно оползотворяване на наличното място.
В допълнение, системите от този тип позволяват обслужване на множество работни точки. Всички металообработващи машини в дадена фабрика могат да бъдат свързани с един-единствен дисков транспортьор, независимо от наличието на различни материали и видове стружки. Дисковите транспортьори позволяват пренасяне и на други материали освен отпадъчните стърготини, например сухи прахове и суспензии.

Тъй като дисковите системи могат да работят непрекъснато и напълно автоматизирано – без нужда от наблюдение и с минимална поддръжка, те са идеално решение за работа в Lights-out приложения без човешка намеса или в производства с нощни смени.

 

Особености на дизайна

Автоматизирането и оптимизирането на процеса по стружкоотвеждане е важна задача при проектирането на цехове за механична обработка. Най-подходящото време за това е още при конструирането на самия обект. Тогава е възможна най-голяма свобода при избора и интегрирането на стружкоотвеждащ транспортьор. В много случаи обаче внедряването на подобна система се случва не във фаза изграждане, а на етап преоборудване на съществуващи фабрики.

Малките по обем производства обикновено изискват инсталацията на опростени транспортни системи за производствени клетки с шест до осем машини. Когато обаче липсват предварително обособени за целта шахти, рентабилното разполагане и пускане в експлоатация на стружкоотвеждащите системи може да се окаже предизвикателство.

В големите цехове и заводи често се подхожда към конструирането на цялостни системи за централизирано управление на стружкоотвеждането. Такива са производствените съоръжения в автомобилната и космическата индустрия, а най-логичният избор за такива приложения са подподовите системи.
При струговата обработка на детайли, свързана с образуването на дълги и жилави стружки, процесът на транспортиране до известна степен се усложнява, а конструкцията на конвейерния механизъм е необходимо да отчита всички работни условия и възможни отклонения при материала.

В такива приложения често са необходими и стружкови шредери, мелници или трошачки, които да намаляват размера и обема на стружките.
Наземните стружкоотвеждащи транспортьори не изискват правене на изкопи в цеха, по-лесни са за инсталация и като цяло струват по-малко от подподовите конфигурации. Недостатък при тези системи обаче е рискът да попречат на движението в цеха. Често се налага реорганизация на работните места и преместване на производственото оборудване така, че транспортьорът да може ефикасно да бъде монтиран на пода. В някои случаи са необходими рампи или стълби, за да могат работниците да преминават от едната до другата му страна.

За приложения, които е най-подходящо да бъдат обслужвани от надземни/окачени системи, обикновено се избират стружкоотвеждащи транспортьори от стоманени ленти с шарнирни свръзки или плъзгащи се по направляващи ленти, които са подходящи и за подподови и наземни приложения. Т. нар. въздушни транспортьори могат да се монтират лесно в съществуващи съоръжения, без да се създават препятствия за движението и без да са необходими изкопи.

Недостатък е, че са необходими повече транспортни секции на всяка машина, за да се свърже с надземната система. Много производители използват надземни системи с височина от порядъка на 4 до 6 м за транспортиране не само на стружките, но и на обработваните детайли. В тези сценарии е задължително да се предприемат мерки за обезопасяване на пространствата под и около транспортьорите поради риск от падане на детайлите.

 

Екстремни приложения

При транспортьорите, които работят с абразивни материали или такива с висока якост на опън, се наблюдава по-голямо износване на компонентите на конвейерната система и по-кратък експлоатационен живот в сравнение с решенията за конвенционални приложения. При избор и закупуване на стружкоотвеждащ транспортьор производителите обикновено извършват анализ на очакваните разходи и потенциалните ползи.

В него се отчитат различни материали, които се предвижда да бъдат обработвани и възможните конструкции според пространствените особености на цеха и разположението на обработващото оборудване. Особено предизвикателство е проектирането и изграждането на решение за стружкоотвеждане, предназначено да работи при екстремни условия.

Наличните материали за изработка на стружкови транспортьори варират от мека стомана до закален удароустойчив манган. Начините за удължаване на живота на транспортния механизъм включват изработване на движещите се части и направляващи от неръждаема стомана или устойчиви на износване и втвърдени метали, подобряване на смазването, осигуряване на изчистени и специализирани конструкции, които предотвратяват проникване на материала в транспортната лента или подобряват отделянето на материала от лентата.

Добър пример за екстремно приложение на пренасящ стружки и детайли транспортьор е придвижването на товара през камера за охлаждане след преминаване на детайлите през пещ за топлинна обработка. За такава среда се препоръчва използването на магнитни конвейери с напълно херметична конструкция. При други конфигурации на транспортьора всякакви малки стружки, останали върху детайла, могат да бъдат отнесени от охлаждащия флуид, да влязат в корпуса му и да износят вътрешните компоненти в ролята си на абразив.

Друго екстремно приложение е транспортирането на щамповани части с остри ръбове. Те могат да надраскат или разкъсат повърхнините на транспортьора в зависимост от материала на конвейерната система. Ето защо острите ръбове трябва да бъдат взети предвид при избора на тип и материал на стружкоотвеждащия транспортен механизъм.

 

Стружкоотвеждане при обработващите центри

Обработващите центри обикновено образуват стружки с различни размери, форма и материал. Този тип машини често са част от комплексни приложения като производството на детайли за помпи и други компоненти за ОВК, в които се работи например с чугун и бронз едновременно. Системата за пренасяне на стружки в такива сценарии трябва да е подходяща за работа с микс остатъчни материали и стружки.

Едно примерно решение за такова приложение може да включва филтриращи транспортьори на всяка машинна станция, свързани с общ дисков конвейер, който отвежда стружките до централна точка за изхвърляне. Филтриращите транспортьори е препоръчително да включват самопочистващи се филтърни кутии, които не изискват допълнителни филтри.

Тези перфорирани контейнери филтрират охлаждащата течност при преминаването й от транспортната към “чистата” страна на охладителния резервоар. Трансмисионните връзки на механизма изстъргват стружките по дъното на конвейерното тяло и ги придвижват нагоре по наклон. Транспортьорът предава товара към автоматизираната централна дискова система за стружкоотвеждане. Конструкцията й включва непрекъсната верига от съчленени сегменти, чрез които стружките се изтеглят през херметична тръба към централния бункер за съхранение.

Новият брой 3/2019

брой 3-2019

ВСИЧКИ СТАТИИ | АРХИВ

Top