Анализ технологических возможностей современных клещевых и валковых подач

Анализ технологических возможностей современных клещевых и валковых подач

Автоматическая подача материалов и в частности листового металла, швеллеров, уголков и т.д. в зону обработки существует с давних пор, видимо с того времени, когда началось массовое изготовление изделий. С того же времени подачи делятся по принципу работы на клещевые и валковые*.

Клещевые подачи (КП) работают в возвратно-поступательном цикле, когда величина подачи определяется взаимным расположением передних и задних упоров.

Валковые подачи (ВП) работают в цикле прерывистого вращения валков, а величина подачи определяется углом их поворота.

Во времена отсутствия дешевых и надежных систем управления клещевые и валковые подачи имели механический привод с забором мощности от технологического оборудования, например, пресса.При этом механический привод подач при интенсивной работе оборудования терял свои точностные параметры, что приводило к потере точности шага подачи.

Сегодня на смену механическим системам управления (кулачкам, рейкам-шестерням и т.д.) пришли электронные (электрические) системы. Автономные подачи стали проще, универсальней и надежней.

В данной статье проанализируем технологические возможности, преимущества и недостатки клещевых и валковых подач с автономными системами управления.

В качестве клещевой рассмотрим одну из импортных подач, поставляемых на российский рынок – см. рис 1. kleschevaya.gifКак правило, такая подача устанавливается на кронштейне, который крепится к прессу или штампу. Подача совершает заданный ход в промежуток времени, когда инструмент не касается материала. Команда на движение подачи с зажатой лентой поступает от командоаппарата пресса (сигнал электрический). Величина подачи настраивается наладчиком вручную с использованием штангенциркуля или мерных плиток. Чем точнее нужно настраивать подачу, тем тщательней проводится эта операция. Тем больше времени она занимает. Время настройки подачи также зависит от её типоразмера, квалификации наладчика и т.п. и колеблется от 5 до 30 мин.

Клещевые подачи из-за соображений технологических возможностей производства имеют ограничения по ширине материала и шагу подачи. Так подачи фирмы «HERRBLITZ» имеют более 60-ти типоразмеров, но при этом ограничены наибольшей шириной подаваемого материала – 610 мм и шагом подачи не более 400 мм.

Заявленная точность подач составляет ±0,02 мм, что является высоким показателем, однако у производственников существует мнение, что в процессе длительной эксплуатации клещевых подач, из-за постоянных ударных нагрузок, действующих на каретки и другие детали подач, точность их работы существенно снижается. Производительность КП, т.е. количество циклов в минуту при максимальном шаге составляет для ширины ленты 50 мм и шаге 100 мм – 200 ц/мин, а для ленты шириной 610 мм и шаге 400 мм соответственно 55 ц/мин.

Подводя итог краткому рассмотрению технологических возможностей КП можно сказать следующее:

- Подачи имеют ограниченные возможности по ширине подаваемого материала (до 610 мм) и шагу подачи (до 400 мм);

- Большая номенклатура подач затрудняет их выбор заказчиком и требует консультаций квалифицированных специалистов;

- Для настройки подач на заданный шаг необходимо использовать специальный инструмент и затратить значительное время;

- Точность подач изменяется во времени и может быть восстановлена толькопутем замены дорогостоящих комплектующих;

- Производительность подач в основном обеспечивает работу отечественного оборудования в режиме «автомат».

На рис. 2 представлена для примера фотография валковой программируемой подачи, изготавливаемой ООО «Ассоциацией ПП КПО».ПВ(С)-250

Рассмотрим вкратце технические возможности свободно программируемых валковых подач и в частности гамму подач, изготавливаемых ООО «Ассоциация ПП КПО».

В таблице 1 приведены модели подач этой гаммы и их краткие технические характеристики. Из приведенных в таблице данных видно, что технические возможности ВП по ширине подаваемого материала (1250 мм вместо 610мм) и шагу подачи значительно лучше чем у клещевых.tablica

Перепрограммирование ВП на другой шаг занимает у оператора не более 3 мин. и не требует специального инструмента. Существенным преимуществом ВП перед клещевыми подачами является возможность отрабатывать по программе определенное количество перемещений с одним шагом и без остановки менять шаг подачи на другой с повторением таких циклов сколько угодно раз. Такой режим подачи материала бывает часто востребован в реализации технологических процессов различных производств.

На рис. 3 показан ориентировочный график производительности клещевых и валковых подач для усредненного шага подачи равного 100 мм и толщины стальной ленты 1 … 1,5 мм. Из графика очевидно, что производительность валковых подач выше, чем клещевых. Это объясняется тем, что число циклов от ширины ленты зависит не значительно, т.к. в более широких ВП используются более мощные двигатели и валки больших размеров. Незначительное снижение числа циклов происходит за счет увеличения времени разгона – торможения более мощных двигателей.

График

Точность отработки заданного размера является важным параметром любой подачи. Как правило, дискретность задания размера на ВП составляет 0,02 мм., а реальная точность позиционирования заготовки находится в пределах ± 0,1 мм, что является вполне достаточным для нормальной работы оборудования в комплексе с ВП. Следует отметить при этом, что заявленная точность КП равная ± 0,02 мм, на практике из-за колебаний и вибрации системы пресс – подача – инструмент находится в пределах тех же ± 0,1 мм.

Сравнение по надёжности и долговечности подач на наш взгляд так же не в пользу КП, т.к. они работают с знакопеременными ударными нагрузками, что приводит к относительно быстрому износу деталей.

ВП, осуществляя подачу заготовки вращением сжатых между собой закаленных валков не подвержены интенсивному износу и как показывает опыт их эксплуатации служат более длительный срок, чем КП.

Несколько слов о стоимости рассматриваемых подач. Обращаясь к опыту создания и совершенствования ВП в ООО «Ассоциация ПП КПО» следует отметить, что первые образцы подач отличались излишней усложненностью и металлоёмкостью, что означало их достаточно высокую цену. В процессе совершенствования их конструкции и повышения технологичности изготавливаемых деталей появилась возможность снижения трудоёмкости их изготовления, а значит и стоимости, которая в настоящее время сопоставима со стоимостью клещевых подач. При этом ООО «Ассоциация ПП КПО» , например, предлагает покупателям три варианта поставки ВП: на стойках, на кронштейне и чисто ВП (без стоек и кронштейна).

Подводя итоги краткому анализу технических характеристик и технологических возможностей автономных клещевых и валковых подач, можно отметить следующее:

- Автономные электронноуправляемые клещевые и валковые подачи вытесняли из производственного процесса подачи с механическим приводом от базового оборудования (прессы, ножницы и т.п.).

- Валковые подачи по сравнению с клещевыми обладают значительно большими возможностями по ширине подаваемого материала и величине шага подачи.

- Точность отработки заданных перемещений подач сопоставимы.

- Производительность валковых подач на 15…20% выше клещевых.

- Валковые подачи более долговечны, а стоимость их сопоставима с клещевыми подачами.

- Валковые подачи более «гибкие» при часто меняющейся номенклатуре изделий, т.к. их переналадка на новую продукцию занимает меньше времени.

- Клещевые подачи с использованием сжатого воздуха в виде энергоносителя менее энергозатратны по сравнению с валковыми подачами, где вращение валков производится от электродвигателей.

- Обслуживание клещевых подач, сложнее и более затратно, т.к. приходится менять или чистить воздушный фильтр, заливать дорогостоящее масло в маслораспылитель, следует также сказать о том, что высокие скорости клещевых подач достижимы при высоком давлении сжатого воздуха (10 бар), а в цеховых пневмосетях, как правило, давление воздуха ≤ 6 бар.

На основании выше приведенных данных на наш взгляд, можно сделать следующий вывод:

При вновь комплектуемых комплексах и линях с применением автономных автоматических подач, предпочтение следует отдавать подачам валковым.

P.S. : в настоящее время в Ассоциации ПП КПО завершается разработка усиленных ВП для подачи металла толщиною до 3 мм (опционально и выше).

* В статье не рассматриваются технические возможности и особенности подач револьверных, шиберных и т.п. т.к. применяемость их в области обработки металла ограничена.

Скачать статью


Возврат к списку