Stosowanie części pompy górniczej i zaworu w Chile: Jak bezstopniowe sterowanie prędkością stabilizuje prędkość cięcia większej części

Chile jest największym na świecie producentem miedzi, a popyt na pompy i zawory wydobywcze w tym kraju koncentruje się na sprzęcie o dużej wytrzymałości, takim jak pompy do transportu szlamu, pompy dolnoprzepływowe zagęszczacza i wysokociśnieniowe pompy do odpadów poflotacyjnych. Elementy ścieżki przepływu tych pomp — wirniki, przednie i tylne płyty ścieralne, korpusy pomp — są zwykle wykonane z żeliwa wysokochromowego lub stali nierdzewnej typu duplex, przy czym średnice części często sięgają 1200–1600 mm, a masa pojedynczych elementów przekracza dwie tony.

Cechą charakterystyczną tych materiałów jest wąskie okno prędkości skrawania. Żeliwo o wysokiej zawartości chromu ma zazwyczaj HRC 58–62; przekroczenie zalecanej prędkości skrawania powoduje szybkie spalanie krawędzi narzędzia. Stal nierdzewna typu duplex ma silną tendencję do utwardzania; prędkość skrawania poniżej optymalnego zakresu powoduje narost na krawędzi, pogarszający jakość powierzchni. Precyzyjne kontrolowanie prędkości skrawania jest zatem warunkiem wstępnym obróbki pomp i zaworów górniczych w Chile.

Dylemat prędkości skrawania ręcznych VTL na częściach o dużej średnicy

Ręczne tokarki rewolwerowe oferują zazwyczaj prędkości wybrane przez stałe koło zębate. W typowym modelu czterobiegowym prędkości stołu roboczego mogą wynosić 10, 20, 40 i 80 obr./min. To oznacza:

• Podczas toczenia średnicy zewnętrznej 1500 mm cztery dostępne prędkości odpowiadają prędkościom skrawania 47, 94, 188 i 377 m/min. Zalecany zakres prędkości skrawania węglików spiekanych dla żeliwa wysokochromowego wynosi 60–100 m/min. Z czterech prędkości tylko 20 obr./min (94 m/min) mieści się w zalecanym zakresie. W przypadku obróbki zgrubnej, która wymaga mniejszej prędkości, 10 obr./min (47 m/min) jest zbyt niskie; do wykańczania, które wymaga większej prędkości, 40 obr./min (188 m/min) już przekracza bezpieczny zakres.

• Z tej samej części stosunek prędkości skrawania pomiędzy średnicą zewnętrzną 1500 mm i otworem 400 mm wynosi 3,75:1. Przy stałej prędkości wrzeciona żadne pojedyncze ustawienie przekładni nie zapewnia rozsądnych parametrów skrawania jednocześnie dla średnicy zewnętrznej i otworu. Typową praktyką chilijskiego warsztatu jest obróbka ich w dwóch oddzielnych konfiguracjach przy różnych prędkościach – kosztem odchylenia współosiowości i dodatkowych godzin pracy.

Wartość procesowa bezstopniowej regulacji prędkości

Tokarka pionowa CNC CK5116A oferuje płynną regulację prędkości obrotowej stołu roboczego w zakresie 15–160 obr./min. Zapewnia to trzy bezpośrednie korzyści dla chilijskiej obróbki pomp i zaworów górniczych:

Precyzyjne dopasowanie okna cięcia materiału.W przypadku obracania średnicy zewnętrznej wirnika z żeliwa o wysokiej zawartości chromu o średnicy 1500 mm operator może ustawić prędkość stołu roboczego na 18 obr./min, uzyskując prędkość skrawania 85 m/min — dokładnie w zalecanym przedziale 60–100 m/min. Taka precyzja jest nieosiągalna w przypadku VTL o stałym przełożeniu.

OD i otwór w jednym ustawieniu.Podczas obróbki wirnika średnicę zewnętrzną 1500 mm można obracać z prędkością 20 obr./min (prędkość skrawania 94 m/min), natomiast otwór 400 mm można obracać z prędkością 75 obr./min (prędkość skrawania 94 m/min) — prędkość dostosowuje się automatycznie do średnicy, utrzymując stałą prędkość skrawania przez cały czas. Toczenie średnicy zewnętrznej i wykańczającego otworu odbywa się bez drugiego ustawienia, co pozwala zachować koncentryczność.

Dwubiegowa hydrauliczna skrzynia biegów zapewniająca szeroki zakres prędkości.W maszynie zastosowano napęd serwomotoru prądu przemiennego połączony z dwubiegową hydrauliczną skrzynią biegów. Zakres niskich prędkości pozwala na obróbkę zgrubną o dużej średnicy; zakres dużych prędkości umożliwia obróbkę wykańczającą małych średnic. Przerzutka hydrauliczna pozwala uniknąć uderzeń i zużycia powierzchni czołowej przekładni związanych z mechaniczną zmianą biegów wideł, utrzymując niezawodność układu napędowego w ciągłych partiach produkcyjnych elementów pomp i zaworów górniczych.