2013-07_PM_Pystr zamena krupn osnast (RU)

ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ оборудование
Замена литьевых форм с массой железнодорожного
локомотива менее чем за 30 мин на больших
литьевых машинах, их подъем, опускание,
поворот и вращение или разделение таких
литьевых форм на части в целях обслуживания не
являются рутинными операциями. Для этих целей
приходится использовать ноу-хау и оборудование
соответствующих опытных специалистов. Именно
эти задачи удалось решить специализирующейся
в области производства крепежных систем
фирме EAS, которая поставила изготавливающей
большие контейнеры фирме SULO необходимое
оборудование, без осложнений эксплуатируемое
уже более четырех лет.
С 1979 г. компанией SULO было изготовлено более 75 млн контейнеров
для раздельного сбора мусора объемом 660, 770 и 1100 л (фото: SULO)
Быстрая замена
крупногабаритной оснастки
Х. Низинк, EAS Europe B. V.
К
о м п а н и я
S U L O
Umwelttechnik GmbH
(г. Херфорд) входит в состав
группы компаний Plastic Omnium
(Франция) и отпра здновала в
2012 г. сразу два юбилея – 120-летие своего существования и 40-летие со дня создания большого
мусорного контейнера из пластика, что стало, наверное, важнейшей инновационной разработкой
в истории фирмы. Речь идет о
снабженном четырьмя колесами
большом контейнере для отходов, имеющем традиционную откидную крышку и емкость 1100 л.
Благодаря значительно меньшей
по сравнению с изготовленным из
оцинкованного стального листа
металлическим контейнером собственной массе новый контейнер
позволил существенно облегчить
манипуляции с отходами и подлежащими утилизации материалами.
Успех этой разработки виден невооруженным глазом: с момента
начала производства подобных
контейнеров в 1979 г. их было произведено около 75 млн (см. фото
у заголовка статьи).
34
Производство больших
контейнеров – это огромные
литьевые изделия и смена
огромных литьевых форм
Этот ставший совершенно привычным (по меньшей мере, в наших широтах) большой контейнер
(четырехколесный контейнер типа
MGB) к моменту его создания совершенно не считался обыденным
изделием. Его появление потребовало разработки целой серии инновационных технических решений
в различных областях, включая
дизайнерское оформление изделия,
концепцию и типоразмеры литьевой формы, соответствующую
литьевую машину и транспортирующие механизмы. В частности,
запущенная в эксплуатацию для изготовления больших контейнеров в
1979 г. литьевая машина с усилием
смыкания 75 000 кН была тогда
самой крупной в мире. Ее специфической особенностью было то, что
эта «сдвоенная» литьевая машина
была оснащена двумя параллельными узлами впрыска и смыкания,
которые могли работать либо независимо друг от друга с различным
временем цикла, либо одновременно как единый узел. Конструкция
литьевой машина позволяла изготавливать либо два различных
двухколесных контейнера, либо
один четырехколесный, для чего
было необходимо лишь синхронизировать работу обоих узлов впрыска за счет поперечного крепления
большой литьевой формы.
Технические новшества, касающиеся конструктивного исполнения изготавливаемого изделия и
литьевой формы, характеризуются
специфическим сочетанием рецептуры перерабатываемых материалов, центрального впрыска
с нижней стороны, минимальной
толщины с тенок изделия при
большом пути течения расплава
и нео бходимым интенсивным
охлаждением нижней части. В случае четырехколесных контейнеров
емкостью 1100 л к этому добавился еще один параметр: превышающая 100 т масса литьевых форм
подняла на очень высокий уровень
требования к системам внутризаводского транспорта. О возможности смены литьевых форм с
2013 / № 7
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ оборудование
помощью кранов не приходилось
и думать. Руководитель сектора
технического планирования компании SULO Торстен Йоханвилле
(Thorsten Johannwille) в связи с
этим вспоминает: «Подлежащие
перемещению массы превосходили все разумные с экономической
точки зрения конструктивные возможности производственных зданий. Во-первых, экономически не
могло быть никак оправдано создание цеха, конструкция которого
была бы в состоянии выдерживать нагрузки, возникающие при
работе крана соответствующей
грузоподъемности. Во-вторых,
восемь колонн сдвоенного узла
смыкания все равно не обеспечивали бы возможности вертикального перемещения литьевой
формы в обоих направлениях. В
результате не оставалось никакого
иного способа, кроме извлечения
закрепляемой с нижней стороны
огромной литьевой формы из машины по рольганговым мостикам
с помощью полиспастов и перемещения ее на рельсовую тележку
для дальнейшей транспортировки
к станции обслуживания. Этот
способ был связан с очень жесткой схемой, в которую с большим
трудом вписывались (или вообще
не вписывались) дополнительные
машины и устройства аналогичных типора змер ов. Да же для
выполнения относительно небольших работ по ремонту требовалось транспортировать форму к
www.polymerbranch.com
ствии с поступающими заказами
и при минимальных складских запасах. Ключевыми условиями для
успешной реализации этой концепции являются минимизация
затрат времени на планирование
и переналадку производственного
оборудования. Основой для этого
стал парк оборудования, включающий в себя группы литьевых
машин с одинаковыми размерами
и усилиями смыкания, каждой их
которых соответствует определенная группа литьевых форм.
Все разъемы между машинами и
литьевыми формами были стандартизированы и выполнены с
учетом обеспечения возможности автоматизированной смены
форм. В соответствии с этим все
литьевые формы были оснащены
адаптерными плитами для быстрого закрепления. Процессы
Многолетний опыт работы
соединения систем подачи рабов области смены литьевых форм чих веществ и выталкивателей
С о з д а н и е в 1 9 8 7 – 1 9 8 8 г г. также были полностью автомав г. Херфорде нового высоко- тизированы. Для этого в адаптеравтоматизированного литьевого ных плитах были предусмотрены
производства для изготовления нормированные соединительные
изделий средних типоразмеров блоки для подключения электрипредоставило реальные шансы ческих устройств, соединения
для внедрения новых принципов контуров циркуляции воды и гиавтоматизации производствен- дравлических жидкостей, а выталного процесса и проверки их киватель изделий был оборудован
возможностей. Красной линией пневматическим соединительным
производс твенной концепции устройством.
была и остается организация изВ результате всех этих мероготовления изделий собственной приятий литьевые формы после
программы поставок по принципу предыдущего (также програм«точно по графику» в соответ- мируемого) предварительного
стороннему изготовителю форм.
Для перегрузки на специальный
транспорт мы смонтировали на
станции обслуживания отдельный
портальный кран. Несмотря на все
эти меры, в то время для смены литьевой формы требовалось около
24 ч. Благодаря многочисленным
частным усовершенствованиям
о борудования и технологического процесса нам удалось сократить эти затраты времени на
протяжении 1990-х гг. до 8 ч. Это
было большим достижением, но
в условиях увеличивающегося
многообразия видов выпускаемых крупногабаритных изделий и
такие затраты времени являлись
серье зным тормозом с точки
зрения производительности. Это
вынудило нас искать иные возможности».
35
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ оборудование
а
б
Фото 1. Используемые компанией SULO большие литьевые машины оснащены адаптированными крепежными системами компании EAS.
Расположение этих систем позволяет выполнять смену литьевой формы как сверху с помощью крана, так и с боковой стороны с помощью
тележки для смены форм. На фото – полуформа с пуансоном для изготовления мусорного контейнера емкостью 240 л, закрепленная
на крепежной плите с помощью гидравлических крепежных элементов (а) и крепежная плита литьевой машины с усилием смыкания
55 000 кН с восьмью крепежными элементами (б) (фото: EAS и ENGEL)
нагрева, после автоматической
установки на машину с помощью
станции замены форм или после
выполняемой посредством крана
с верхней стороны замены оказываются в полной готовности к работе. Каждая отдельная литьевая
машина является основной составной частью высокоавтоматизированной производственной ячейки,
в которую входят также станции
предварительного нагрева и смены
литьевых форм и материального
цилиндра, робот для извлечения
изделий со станцией для смены головок и система транспортировки
поддонов с готовыми изделиями,
которая посредс твом напольной транспортирующей системы
соединена с центральным складом.
Кроме того, нам была необходима
система транспортировки литьевых форм для того, чтобы без привязки к технологически негибкой
рельсовой системе обеспечивать
дополнительные литьевые машины литьевыми формами. Для
решения этой задачи мы начали
поиск партнера, располагающего
необходимыми ноу-хау для дооснащения наших машин. Такого
партнера мы нашли в конце концов
в лице нидерландской компании
EAS Europe B.V., специализирующейся в области смены литьевых
форм, которая представила нам
убедительные и многочисленные
свидетельства своей компетенции
в этом вопросе».
Самой простой частью задачи
было дооснащение крепежных
систем узлов смыкания машин.
Выбор пал на гидравлические
крепежные элементы типа MOD
4010 с усилием зажатия 400 кН.
По шесть таких элементов, устанавливаемых на каждой стороне
литьевой машины с усилием
смыкания 32 000 кН, и по восемь
элементов, устанавливаемых на
каждой стороне литьевой машины с усилием смыкания 55 000 кН,
Принцип «время – деньги»
особенно важен для самых
больших машин
Используя этот богатый опыт,
компания SULO с середины 1990х гг. начала одновременно с развитием успеха на рынке MGB расширять свой парк больших машин. По
этому поводу Торстен Йоханвилле
отмечает: «С каждой новой производственной инновацией увеличивалась потребность в техническом
решении для повышения гибкости
процесса переналадки и сокращения затрат времени на каждую
переналадку. Учитывая возросшую
частоту смены форм, мы уже не
могли мириться с затратами времени 8 ч на каждую переналадку.
36
Фото 2. Техника загрузки и выгрузки больших литьевых форм со стеллажей склада
для их хранения (фото: SULO)
2013 / № 7
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ оборудование
а
б
Фото 3. Созданная компанией EAS тележка для смены литьевых форм на воздушных подушках, предназначенная для форм массой
до 110 т (а), и увеличенное изображение системы соединения тележки со складским модулем для размещения литьевых форм (б).
Предусмотрена также аналогичная система соединения тележки с литьевой машиной (фото: EAS)
обеспечивают соответственно
усилие удержания 2400 и 3200 кН
(фото 1).
Сокращение затрат времени
на смену литьевых форм
с 8 ч до 24 мин
Сложнее обстояло дело с системой транспортировки литьевых
форм. Первоочередное требование
заключалось в уменьшении затрат времени на смену 110-тонной литьевой формы по меньшей
мере до 30 мин. Второй задачей
было обеспечение возможности
подъема и опускания до уровня
введения литьевой формы в машину в процессе ее перемещения
на 300 мм в каждом направлении.
www.polymerbranch.com
Это требование обусловливалось
тем, что колонны литьевых машин,
над которыми предстояло перемещать литьевые формы, располагались на разных уровнях. Кроме
того, транспортирующая система
должна обладать возможностью
свободного перемещения по полу
производственного помещения
(без привязки к рельсовым путям),
поворота в определенных местах
и подсоединения как к станции
складирования форм (фото 2), так
и к литьевой машине. Поперечное
перемещение литьевой формы с
тележки для ее транспортировки
должно было осуществляться не в
одном, а в обоих направлениях и
по меньшей мере на 1200 мм выше
уровня защитной дверки для достижения узла смыкания.
В качестве технического решения появилась тележка с четырьмя поддерживающими воздушными подушками и четырьмя пневматическими фрикционными приводами для колес, смонтированными на консолях базовой конструкции тележки и обеспечивающими постоянный силовой контакт с поверхностью пола благодаря управлению, синхронизированному с подъемом тележки, обусловленным действием воздушных подушек (фото 3). Необходимая для
работы привода энергия поступает от инфраструктуры предприятия в виде подаваемого по систе-
37
ВСПОМОГАТЕЛЬНОЕ оборудование
а
б
Фото 4. Компанией EAS была создана и станция обслуживания больших литьевых форм, которая также может перемещаться с помощью
тележки на воздушных подушках (а). Передаваемые с боковой стороны по рольгангам литьевые формы фиксируются с помощью зажимных
элементов. После этого может осуществляться поворот всей литьевой формы массой до 110 т или одной из ее частей на 90°. Обслуживание
такой большой формы облегчается при использовании передвижной платформы (б) (фото: EAS)
ме пневмошлангов сжатого воздуха со стандартным давлением 6 бар.
Для изменения высоты установки
литьевой формы на отдельной несущей раме смонтированы рольганги для формы, причем несущая
рама может перемещаться в вертикальном направлении с помощью четырех винтовых механизмов с электроприводами. Перемещение литьевой формы в поперечном направлении (в обе стороны)
осуществляется с помощью приводимого в действие гидравлическим
приводом телескопически выдвигающегося устройства с двумя ползунами и винтовыми механизмами.
Приемосдаточных испытаний
ждали с большим волнением. Руководитель сектора продаж компании EAS Клаус Херманн (Klaus
Hermann), вспоминая то время,
отметил: «Фактические мощности
и нагрузки при работе с изделиями
подобных типоразмеров перед поставкой оборудования только моделируются, но не воспроизводятся в
реальных производственных условиях. По этой причине волнение в
день «Х» было действительно очень
высоким. Несмотря на это, если говорить коротко, все наши ожидания
оправдались в полной мере. Вместо
требуемых 30 мин полный цикл
смены литьевой формы удалось выполнить за 24 мин. Для того чтобы
полностью осознать важность этого
достижения, необходимо сопоста-
38
вить полученный результат с предыдущими 8-часовыми затратами
времени на переналадку». Торстен
Йоханвилле добавил: «Учитывая тот
факт, что описываемое приемочное
тестирование проходило более
10 лет назад, мы можем утверждать, что полученный результат
вовсе не был единичным случаем.
Мы и сейчас работаем на этом же
уровне. А созданная тележка допускает и другие возможности. В
частности, с ее помощью можно
осуществлять транспортировку и
передачу литьевых форм такой же
массы на станции их обслуживания,
разработанные и изготовленные
также компанией EAS».
Поворот и вращение
100-тонных изделий
В отличие от практики прошлых
времен, когда большие литьевые
формы даже для выполнения мелкого ремонта приходилось со значительными затратами транспортировать на другие предприятия,
занимающиеся их производством, в
настоящее время непосредственно
на своем предприятии может осуществляться демонтаж литьевых
форм вплоть до сервисного обслуживания горячеканальных систем.
Станция обслуживания компании
EAS позволяет в удобных условиях
открыть поступившую литьевую
форму (ход открытия – 3200 мм) после ее освобождения от крепежных
устройств, а затем повернуть одну
часть на 90о. И это еще не все. Оборудование позволяет также выполнять контролируемый поворот всей
литьевой формы с общей массой до
110 т. В комбинации с заводским
краном это предоставляет возможность комплексного демонтажа
литьевой формы для ее очистки и
ремонта (фото 4).
Заключение
Таким образом, существующие
в настоящее время средства механизации и автоматизации позволяют и в секторе литья крупногабаритных изделий на больших литьевых машинах добиваться практически такой же высокой технологической гибкости и производительности, как при эксплуатации малых и
средних литьевых машин. Необходимые для этого капиталовложения следует сопоставлять с возможной экономией за счет повышения коэффициента использования оборудования.
Перевод А. П. Сергеенкова
Quick Change of Large-Sized Injection
Molds
H. Nijzink
The paper describes the
technological capabilities of
change and maintenance
injection molds weighing up
more.
principle and
the system for
of large-sized
to 100 tons or
2013 / № 7