Использование насосов Hydra Cell в обрабатывающих центрах STAR Micronics GB

В металлообрабатывающей промышленности широко используются преимущества подачи охлаждающей жидкости под давлением на режущий инструмент или на шлифовальный круг. Потенциал усовершенствований в области контроля удаления отходов металла после обработки, данных для расчета режимов резания, срока службы инструментов, качества обработки деталей и производительности при модернизации за счет перехода от систем низкого давления (например, 10 бар) к системе высокого давления уже подробно описан. Но это не просто замена насоса подачи охлаждающей жидкости низкого давления на насос, работающий с давлениями 70 бар и выше.

Боб Хант (Bob Hunt), управляющий директор компании Star Micronics GB, обращает особое внимание на этот аспект эффективности резки. Четыре года назад он пригласил расположенную в графстве Уорвик компанию Pumps & Equipment, специализирующуюся на системах охлаждения, для того, чтобы заново оценить требования собственной компании к охлаждению за счет подачи жидкости под высоким давлением для станков продольного точения и фрезерно-токарных станков Star. В компании уже применялась подача охлаждающей жидкости на станки под высоким давлением, но эта система имела некоторые ограничения.

Среди рассмотренных вопросов была потребность работы с оптимальной скоростью и темпом подачи, максимизация времени пребывания в исправном состоянии, максимизация срока службы инструментов, удаление отходов металла от механической обработки из области резки и минимизация размера производимых отходов.

После оценки, разработки проекта и прототипа компанией Pumps & Equipment была предложена полностью адаптированная к условиям заказчика система подачи охлаждающей жидкости под высоким давлением (ОЖВД/HPC), отвечающая всем критериям – с гарантией надежной и постоянной работы в течение длительного периода.

Сконструированная в виде пакета «включи и работай», система включает блок питания, органы управления, систему трубопроводов, фитинги и приспособленные к заданным условиям распылительные насадки.. В результате зародившегося конструктивного рабочего сотрудничества компания Pumps & Equipment сегодня стала полностью интегрированным поставщиком фирмы Star Micronics GB, а система ОЖВД (HPC) в новом виде внесла вклад в появление значительных прикладных достижений.

Насос высокого давления является одним из ключевых компонентов в сегодняшней системе компании Star.

Многие системы ОЖВД для инструментов машинной обработки используют винтовые насосы, поршневые насосы или центробежные многоступенчатые насосы – и все они конструктивно неэффективны, поскольку включают динамические уплотнения (всегда подвергающиеся износу) и спроектированы с небольшими зазорами между неподвижными и движущимися поверхностями. Поэтому их производители требуют, чтобы насосы были защищены при помощи тонких фильтров. Ранее применявшаяся в компании Star в Великобритании система ОЖВД использовала поршневые насосы с давлением 140 бар, защищенными фильтрами с ячейками до 5 микрон. Однако, уровни фильтрации выражаются номинально в пределах допуска. В реальности «5-микронный» фильтр может пропускать частицы гораздо большего размера, в зависимости от их формы. Это является причиной, подтвержденной на практике, преждевременных поломок насосов, а также постоянного снижения характеристик потока и давления по мере изнашивания прокладок.
Использование фильтров также вносит коррективы к подпору на входе насоса, для снижения риска кавитации при работе и возникновения сухого хода, который критичен для многих традиционных конструкций насосов, создающих высокое давление.

Специалисты компании Pumps & Equipment были уверены, что выбранные ими насосы ОЖВД – из серии безсальниковых насосов Hydra-Cell производства компании Wanner – продлят ожидаемый срок службы систем охлаждения компании Star и поддержат на оптимальном уровне значения потока и давления. Поскольку прокладки отсутствуют, потери производительности из-за износа сальников не происходит. «Безсальниковая конструкция является причиной уверенности в надежности насосов Hydra-Cell, – утверждает Ли Ботт (Lee Bott), директор по оценке технических характеристик P&E (performance & evaluation). – Насос малочувствителен к частицам при возникновении проблем с фильтром и может работать с любым типом смазочно-охлаждающей жидкости – от масла без примесей до эмульсий с низкой смазочной способностью». Он также на низкоамплитудные пульсации на выходе насоса с несколькими гидравлически сбалансированными диафрагмами. Другими факторами являются прочность конструкции, простота сборки (и простота обслуживания), способность работать без смазки без поломок и высокая эффективность с вытекающим отсюда низким потреблением энергии. И не последнее по значимости – поток при любом давлении прямо пропорционален скорости двигателя, и эта линейная зависимость делает управление насосами Hydra-Cell очень легким.

Автомобильные заводы в США, Японии, Германии, Италии, Франции и Индии входят в число основных пользователей систем охлаждения для станков механической обработки, включающих насосы Hydra-Cell. Для механизмов компании Star, оснащенных в Великобритании, компания Pumps & Equipment в настоящее время поставляет модели G10 и G04 –используемые компанией Pumps & Equipment для применения в системах ОЖВД с давлением 70 и 140 бар. Пользователи этих механизмов отмечают существенный рост их производительности и эффективности и снижение стоимости эксплуатации.

В компании B&D Patterns, ведущего поставщика узлов для самолетных двигателей Роллс Ройс (Rolls Royce), для современного производства деталей из нержавеющей стали применяются токарные станки компании Star с подачей охлаждающей жидкости под давлением 140 бар. При производстве некоторых деталей, ранее изготовлявшихся на станках с неподвижной передней бабкой без ОЖВД, экономия времени составила 25% и более. А английский субподрядчик DKW Engineering (где, как было отмечено «ОЖВД существенно способствует механической обработке нержавеющей стали») за счет получения новых заказов на более сложные виды работы смог компенсировать потери заказов, которые ушли в Китай. Теперь 15% оборота этой компании – экспорт в Китай.