Общее описание
Данное оборудование разработано для реализации процесса очистки поверхности германиевых пластин в моющем растворе на водной основе с последующим ручным ополаскиванием подготовленной водой. Опционально возможно оснащение установки пневматическим пистолетом для ручного обдува деталей.
Блок очистки включает рабочую ёмкость, ультразвуковую систему излучения и два независимых контура циркуляции моющей жидкости. Один из контуров функционирует в процессе работы установки и удаляет всплывающие загрязнения с поверхности зеркала жидкости с помощью последовательной механической фильтрации 25 мкм и 10 мкм. Второй контур предназначен для очистки донной поверхности ёмкости в конце рабочей смены, с помощью механической фильтрации 50 мкм. Каждый контур имеет собственный циркуляционный насос и систему защиты от сухого пуска.
Блок ополаскивания включает зону ополаскивания с защитным экраном. Контур подачи и слива жидкости для ополаскивания независим от блока очистки, что позволяет исключить попадание воды в моющий раствор.
Для удобства эксплуатации, корпус установки имеет сервисную сторону (правая), которая изготовлена таким образом, чтобы оператор или обслуживающий персонал без труда могли визуально осмотреть основные узлы оборудования и при необходимости провести их обслуживание.
Технические характеристики оборудования: автоматизированный комплекс для консервации деталей
| Назначение |
Данный комплекс оборудования разработан специально для консервации большой номенклатуры тангенциальных резцов перед упаковкой в условиях поточного производства. Задача, которую поставил Заказчик заключалась в обеспечении качественной обработки поверхности каждого резца консервационным составом погружным методом, в течении, минимум, 6 минут с последующим удалением остатков жидкости. Также, с целью исключения образования конденсата внутри упаковки, уже обработанные детали должны иметь комнатную температуру, при условии, что рабочая температура консервационного состава 60С. |
|
Описание обрабатываемых деталей |
Консервации подлежат тангенциальные резцы изготовленные из углеродистой стали после технологического процесса обработки в дробеструйной установке. Номенклатура изделий содержит более 30 различных типоразмеров:
На изображении ниже представлен типовой внешний вид тангенциального резца. |
|
Требования к технологическому процессу консервации |
Комплекс оборудования должен обеспечивать производительность 5000 кг в 1 смену (11 рабочих часов). |
|
Описание технологического процесса |
Процесс консервации полностью интегрирован в поточную производственную линию. Для работы комплекса оборудования требуется один оператор. Общая циклограмма технологического процесса консервации резцов выглядит следующим образом:
Функционал оператора на данном участке заключается в:
|
Расчетные данные
Для обеспечения требуемой производительности процесса консервации резцов, представленных в каталоге продукции на страницах 6 – 21 и 23, был произведен расчет скорости движения конвейерного полотна. В частности, габаритные размеры самого большого резца с диаметром хвостовика 43 мм: 242(Д) х 70(Ø) мм/2,7 кг; а самого маленького:84(Д) х 25(Ø) мм / >0,2 кг. При условии, что за 1 смену (11 часов), комплект оборудования должен обеспечить консервацию 5000 кг резцов, следует, что удельная производительность такой производственной линии составляет: 7,576 кг/мин. При грубой оценке минимального требуемого количества резцов, которые должны быть обработаны в течении 1 минуты, получаем, что для случая с самыми большими резцами, необходимое количество 3 шт., а для самых маленьких 38 резцов. С учетом распределения деталей по полотну конвейера (т.е. не скопом/навалом), габаритные размеры сегмента отводящего конвейера были выбраны: 250(Д) х 320(Ш) х 80(В) мм. На основании этих данных, была рассчитана необходимая скорость перемещения деталей на цепном конвейере: 0,4 м/мин.> Следовательно, для удовлетворения требований формирования защитной пленки на поверхности резцов, детали должны пройти 2,4 м, погруженными в рабочий раствор. Полученные значения были приняты в качестве базовых и основных.
Ориентировочная нагрузка на длину 1 м конвейерного полотна составляет 27 кг.
Модуль очистки
Назначение данного модуля заключается в удалении грубых загрязнений с поверхности резцов, которые могли остаться после технологических операций, предшествующих консервации. Процесс очистки поверхности деталей осуществляется за счет интенсивного перемешивания рабочей жидкости воздушно-пузырьковой смесью распространяющейся от донной грани рабочей ёмкости модуля к зеркалу жидкости. Данный процесс называется барботированием, а некоторые эффекты, образующиеся в объеме жидкости, аналогичны процессу кипения. Применение трубок из вспененной керамики, в качестве трубок барботёра, позволяет создать равномерную мелкодисперсную воздушно-пузырьковую смесь.
Также, в результате обработки в данном модуле, резцы будут нагреваться, что позволит снизить нагрузку на систему автоматического поддержания рабочей температуры раствора в модуле консервации, в условиях постоянной загрузки новых деталей.
В качестве рабочей жидкости можно использовать подготовленную воду, без добавления каких-либо ПАВ. Для нормального функционирования данного модуля, конструкция позволяет использовать, как проточный контур водооборота, так и замкнутый контур циркуляции.
Промежуточный модуль обдува
Назначение данного модуля заключается в удалении остатков жидкости и возможных загрязнений с поверхности резцов, оставшихся после обработки в модуле очистки. В результате, данный модуль позволяет свести к минимуму перенос жидкости в рабочую ёмкость модуля консервации, тем самым увеличивая срок службы консервационного раствора.
Также, для снижения нагрузки на систему автоматического поддержания рабочей температуры раствора в модуле консервации, в качестве источника подачи сжатого воздуха используются многоканальные плоскоструйные форсунки Whisperblast из нержавеющей стали. Данная конструкция распылительного сопла обеспечивает необходимый объемный поток с постоянными параметрами факела распыла, даже при нестабильных и минимальных значениях давления в магистрали подачи воздуха. При этом, диапазон рабочей температуры среды позволяет производить одновременный нагрев обрабатываемых деталей до 500⁰С.
Модуль консервации
Назначение данного модуля заключается в обеспечении погружения деталей в растворе в течении 6 минут с учетом поддержания заданной температур в диапазоне от 60⁰С до 80⁰С.
Для удовлетворения данных требований, был произведен расчет скорости перемещения транспортной системы с учетом распределенного позиционирования изделий на полотне конвейера, который позволил определить геометрические параметры рабочей ёмкости модуля. Полученные данные позволили однозначно определить параметры ультразвуковой системы и основные параметры сопутствующих модулей.
В качестве источников ультразвукового излучения, модуль оснащен двумя погружными излучателями ГРАД ПИ-1320-35, расположенными на данной грани рабочей ёмкости модуля (под полотном цепного конвейера). Выходная мощность генератора ультразвука составляет 2640 Вт, при рабочей частоте 35 кГц. В результате озвучивания консервационного раствора, кавитационное поле уменьшает коэффициент поверхностного натяжения жидкости, также производит её нагрев и обеспечивает протекание некоторых других физико-химических процессов, которые, по совокупности влияния, интенсифицируют технологические процессы в целом. На основе вышеизложенного, процесс формирования защитной плёнки на поверхности обрабатываемых резцов будет протекать эффективнее (быстрее + равномернее) при обработке погружением в кавитационно-активированной жидкости, по сравнению с стационарной не активированной средой.
Модуль обдува
Назначение данного модуля заключается в удалении остатков влаги и жидкости с поверхности резцов, а таже обеспечения условий, исключающих образование конденсата внутри упаковки.
На основании проведенных предварительных экспериментов, специалистами Заказчика, установлено, что процесс сушки деталей скопом/навалом неприменим для данной задачи. Так как, предложенное решение основано на распределении резцов по полотну транспортной системы, то для удаления остатков жидкости можно применять обдув сжатым воздухом, без нагрева. При использовании многоканальных плоскоструйных форсунок Whisperblast изготовленных из полипропилена, модуль обдува обеспечит подачу резцов в буферную зону разгрузки, готовых к упаковке с температурой нагрева комфортной для оператора и исключающей образование конденсата внутри упаковки.
