Témata
Reklama

Aplikace čerpadel na NC frézovací centra

Čerpadla, odborně nazývaná hydrogenerátory, slouží k přeměně mechanické energie na tlakovou a kinetickou energii kapalin. Na obráběcích strojích se většinou jako kapaliny používají vodní emulze, hydraulické oleje a mazací oleje.

Tomu odpovídají i různé typy používaných čerpadel. Pojďme se nyní podívat, jaké typy čerpadel jsou používány na obráběcích strojích firmy Tajmac-ZPS Zlín.
Reklama
Reklama
Reklama

Čerpadla pro vodní emulze (vodní hospodářství)

Tato čerpadla slouží k dopravování chladicího média s mazacími účinky (v našem případě vodní emulze s minimálně 2 % mazacích olejů) do místa řezu za účelem odvodu tepla (má vliv na výkon obrábění a životnost nástroje), odplavení třísek (má vliv na kvalitu obráběné plochy) a nebo přimazávání (má vliv na životnost nástroje a na kvalitu obráběné plochy). Tato čerpadla se dělí na:
Čerpadla nízkotlaká
Tato čerpadla se zejména používají pro vnější chlazení nástroje, oplachování pracovního prostoru, oplachování obrobku po ukončené výrobní operaci a přečerpávání kapaliny do filtrační stanice.
Konfigurace, a tím i počet čerpadel, závisí na požadavku zákazníka (1 až 4 čerpadla). Každá funkce má jedno čerpadlo. Zapínání těchto čerpadel je řízeno z řídicího systému stroje a podléhá jistým omezením. Není tedy možné, aby všechna čerpadla pracovala současně libovolně dlouhou dobu, a to z důvodu návratnosti kapaliny z pracovního prostoru přes dopravníky třísek zpět do hlavní nádrže. Používají se tedy takové pracovní režimy, kdy například oplachování pracovního prostoru tzv. cykluje (zapíná se v pravidelných intervalech) a oplachování obrobku se provede až po ukončení pracovní operace. Původně používaná koncepce vodního hospodářství byla založena na principu jednoho či dvou velkých čerpadel s řadou ventilů, které se zapínaly podle požadované funkce. Toto řešení mělo následující nevýhody:
  • nutnost velkého čerpadla i pro jednu funkci;
  • změna parametru toku kapaliny při zapínání/vypínání jednotlivých funkcí (například nasměrování trysek vnějšího chlazení se v průběhu procesu obrábění měnilo);
  • menší spolehlivost celého systému (ventily jsou další prvek v řetězu spolehlivosti - často propouštěly).
  • Proto se od tohoto způsobu řešení postupně upustilo.
    Jako nízkotlaká čerpadla se ve většině případů používají odstředivá čerpadla ve velikostech podle požadovaného průtoku, jedno- či vícestupňová podle požadovaného tlaku. Tato čerpadla mají velice měkkou charakteristiku průtok-tlak, to znamená, že průtok těchto čerpadel je závislý na výstupním tlaku, reprezentovaném odporem ve vedení. Při úplném zaškrcení výstupu tohoto typu čerpadla (průtok = 0) je dosažen maximální tlak a příkon čerpadla se dokonce sníží. Tato vlastnost čerpadel zjednodušuje hydraulický obvod, protože není nutné do těchto obvodů vřazovat pojišťovací ventil.
    Výrobci čerpadel často kompletují tato čerpadla přímo s elektromotorem příslušného výkonu, čímž vznikne kompaktní elektročerpadlo s požadovanými parametry. V současné době na světových odbytištích strojů Tajmac-ZPS jsou požadována elektročerpadla s univerzálními motory pro různá napětí a frekvence (Evropa: 3x400 V/50 Hz, USA: 3x230 V/60 Hz, USA a Kanada: 3 x 480 V/60 Hz), což i výrobci vzhledem k menším výkonům elektromotorů akceptují. Tato univerzálnost použitých elektromotorů má značný vliv na zjednodušené plánování subdodávek a snížení sortimentu skladových zásob jak pro výrobu, tak i pro náhradní díly. Změna parametrů elektročerpadel v důsledku rozdílné frekvence elektrické sítě (rozdílné otáčky - 2900/3200 ot.min-1) je v toleranci uváděných technických parametrů a je to jistá daň za univerzálnost těchto jednotek.
    Pro stroje řady MCFV jsou v současné době používána nízkotlaká čerpadla od firmy Grundfos, kde je podle zkušeností zlínských konstruktérů nejlepší poměr mezi cenou a kvalitou. Jedná se o elektročerpadlo s univerzálním motorem typové řady CHK, které splňuje požadavky pro všechny výše zmiňované funkce.
    Pro stroj MCFH 63 a pro nově vyvíjený stroj TurnMill 1250, kde jsou větší požadavky na průtok a tlak, jsou používána elektročerpadla s univerzálním motorem taktéž od firmy Grundfos typové řady SPK.
    Pro stroje MCV 4020 vyráběné ve spolupráci s firmou Okuma jsou montovány na základě požadavku zákazníka čerpadla od firmy Willy Vogel typové řady PRT.
    Čerpadla vysokotlaká
    Tento druhý typ čerpadel se používá pro osové chlazení nástroje, hlavně při vrtání hlubokých děr. Tím se značně zvyšuje produktivita (vyšší posuv do řezu) a kvalita obrobené díry
    Používané typy čerpadel se liší podle požadavku zákazníka. Pro nižší tlaky se používají odstředivá vícestupňová čerpadla. Mají taktéž velice měkkou charakteristiku průtok-tlak, takže obvod může být bez pojišťovacího ventilu. Tato čerpadla mohou čerpat znečištěnou kapalinu. Filtr nutný pro správnou funkci a životnost velice choulostivého rotačního přívodu, který je součástí vřetenové jednotky, je až za tímto čerpadlem. Jedná se tedy o jednodušší a tím i levnější variantu agregátu pro osové chlazení. Pro vyšší tlaky jsou na strojích Tajmac-ZPS v současné době používána šneková čerpadla příslušné velikosti. Mají však již poněkud tvrdší charakteristiku průtok-tlak, a je tedy nutné tento obvod dovybavit pojišťovacím ventilem z důvodu ochrany samotného čerpadla a elektromotoru a z důvodu ochrany následující části obvodu. Tato čerpadla mohou nasávat pouze přefiltrovanou kapalinu. V tomto případě bývá tedy obvod poněkud složitější a předpokládá použití tzv. podávacího čerpadla. Podávací čerpadlo nasává znečištěnou kapalinu a přes filtrační zařízení napájí vysokotlaké čerpadlo.
    Opět i v tomto případě výrobci čerpadel velice často kompletují čerpadla přímo s elektromotorem příslušného výkonu, čímž vznikne kompaktní elektročerpadlo s požadovanými parametry. Avšak vzhledem k větším výkonům a z důvodu rozdílných průtokových a hlavně tlakových poměrů při používání elektročerpadel na různé elektrické frekvence 50 či 60 Hz nelze použít univerzální elektromotory.
    Na většině strojů vyráběných ve firmě Tajmac-ZPS jsou používána pro osové chlazení pro tlak max. 25 barů elektročerpadla od firmy Grundfos typové řady CRK. Pro tlaky standardně 50 barů (možno až 70 barů) jsou používána čerpadla od firmy Knoll typové řady KTS.

    Čerpadla pro hydraulické agregáty

    Čerpadla tvoří základ hydraulických agregátů a jsou dodávána přímo výrobci agregátů. Existuje velice široká škála typů těchto čerpadel podle požadovaného průtoku, tlaku a způsobu regulace. Hydraulický agregát jako celek musí mít zajištěný způsob regulace. V aplikaci zlínských strojů je nejčastější způsob regulace na konstantní tlak, to znamená mít k dispozici trvalý konstantní tlak oleje bez ohledu na odebírané množství. Některá čerpadla svou koncepcí jsou regulační (lamelová, pístová), jiná ne (zubová) a musí být proto dovybavena dalším regulačním prvkem.
    Pro stroje řady MCFV jsou používány malé hydraulické agregáty instalované přímo na stojanu stroje, dodávané firmou Hytos Vrchlabí. Nejjednodušší a nejvíce používaný agregát slouží pouze k uvolňování nástroje ve vřetenu stroje. Sestává pouze z malé válcové nádrže, sacího filtru, malého zubového čerpadla s elektromotorem a přepouštěcího ventilu zajišťujícího regulaci na konstantní tlak. Agregát je trvale v klidu a zapíná se pouze při výměně nástroje. Další typ hydraulického agregátu je podobný předešlému, má však vysokotlaký filtr na výstupu a tlakový spínač. Slouží kromě uvolňování nástroje i k doplňování oleje do hydraulického akumulátoru vyvažovacího systému vřeteníku stroje. Zde regulaci na konstantní tlak zajišťuje řídicí systém stroje, který na základě signálu z tlakového spínače zapíná a vypíná elektromotor čerpadla, které doplňuje olej do akumulátoru.
    Pro starší stroj MCFH 63 je použit hydraulický agregát dodávaný firmou Rexroth Brno. Slouží k uvolňování nástroje, k ovládání manipulátoru výměníku nástrojů, k ovládání stolu při výměně palety a k vyvažování vřeteníku. Jedná se tedy o poněkud větší agregát, jehož základem je zubové dvojčerpadlo. Na tomto agregátu jsou použity dva způsoby regulace na konstantní tlak. Jeden okruh (vybavený hydraulickým akumulátorem) je řízen odlehčovacím ventilem. Druhý okruh (vysokotlaký), sloužící pouze k uvolňování nástroje, je vybaven přepouštěcím ventilem a hydraulickým rozváděčem, který trvale propojuje výstup tohoto čerpadla s odpadem a pouze při výměně nástroje se přepne, čímž se zvedne tlak na hodnotu nastavenou přepouštěcím ventilem.
    Pro nově vyvíjený stroj TurnMill 1250 bude použit hydraulický agregát od firmy Hytos Vrchlabí. Bude poněkud větší koncepce a jeho základ bude tvořit regulační pístové čerpadlo s regulací na dvě tlakové úrovně pro dodávku oleje do dvou hydraulických okruhů - vyvažovací a ostatní funkce.
    Pro stroje MCV 4020 vyráběné ve spolupráci s firmou Okuma je použit malý hydraulický agregát od firmy Parker. Základem tohoto agregátu je pístové regulační čerpadlo.

    Čerpadla pro mazací agregáty

    Tato čerpadla jsou součástí mazacích agregátů ztrátového mazání a nejsou trvale v chodu. Zapínají se podle mazacího intervalu z vlastní řídicí jednotky nebo přímo z řídicího systému stroje.
    Na většině strojů vyráběných ve firmě Tajmac-ZPS jsou používány mazací agregáty od firmy Willy Vogel, jejichž součástí je malé zubové čerpadlo s univerzálním elektromotorem. Tlak je omezen přepouštěcím ventilem na max. 3 MPa.
    Reklama
    Vydání #6
    Kód článku: 20620
    Datum: 12. 06. 2002
    Rubrika: Trendy / Čerpadla a armatury
    Autor:
    Firmy
    Související články
    Jednoduché regulátory průtoku REG

    Součástí téměř každého provozu jsou potrubní systémy zajišťující dodávku vody nebo jiného kapalného média ke koncovým strojům, spotřebičům či spotřebitelům.

    Spojky pro jednoduchou instalaci tlakového potrubí

    Jak rychle a jednoduše spojit tlakové polyetylenové potrubí i v náročných podmínkách a bez přístupu k energiím? S řešením přichází švýcarská firma Straub. Tradiční výrobce potrubních spojek, kterého v České republice zastupuje firma Hennlich, představil novou řadu řešení spojování trubek – Straub-Plast-Pro.

    Strojírenské podniky v době pandemie

    Pandemie koronaviru uzavřela hranice naší republiky a zahraniční pracovníci se nedostanou do zaměstnání. Řada domácích zaměstnanců musela nastoupit do karantény. Mnoho českých strojírenských podniků se tak dostalo do nemalých problémů. Firma Grumant hledala recept, jak se takovým problémům vyhnout nebo alespoň minimalizovat jejich následky.

    Související články
    Pohodlné upínání magnetem

    Pokud jde o úsporu času při seřízení a upnutí obrobků bez deformace, je elektricky aktivovaná technologie permanentních magnetů považována za špičkový systém. S trochou konstrukční zručnosti mohou být během sekundy a bez deformace upnuty a z pěti stran obrobeny především velkoformátové díly. Ani v oblasti standardních modulů nezůstává vývoj bez odezvy. Moderní magnetické upínací desky umožňují optické nebo automatizované monitorování upínacího procesu.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    Přesnost zvyšující produktivitu

    Zakoupení obráběcího centra Pama umožnilo společnosti Tajmac-ZPS zvýšit nejen její celkovou produktivitu, ale také geometrickou přesnost při výrobě důležitých komponent pro její vícevřetenové automaty.

    Prediktivní diagnostika přesnosti CNC strojů

    Jak přesný je náš stroj? Můžeme jeho parametry nějak zlepšit? Je stále ještě ve stavu, který předpokládáme? Často je obráběcí stroj pro uživatele černou skříňkou, která v optimálním případě produkuje shodné výrobky. Nemusí to tak zůstat a stav strojů lze i cíleně zlepšovat.

    Kloubový robot uvnitř stroje

    V oboru obráběcích strojů není potřeba japonskou společnost Okuma podrobně představovat. Je známá svým širokým sortimentem soustružnických, frézovacích a brousicích číslicově řízených obráběcích strojů. Nyní na trh přináší vlastní automatizační řešení v podobě robota Armroid.

    Přesné měření nejmenších hmotnostních průtoků

    Je dobře známou skutečností, že jestliže je vyžadována vysoká přesnost, Coriolisovy průtokoměry jsou bezkonkurenční. Ale je také fakt, že dosud nebyly na trhu žádné přístroje schopné nepřetržitě a spolehlivě měřit > 0 kg.

    Ochranný kryt pro stroje všech výšek

    Již několik let má firma P.E.I. ve své nabídce střešní kryt pro portálové frézky značky Wave Sky. Kryt se vyrábí ze speciální průsvitné tkaniny a brání úniku výparů, prachu a třísek z pracovního prostoru obráběcího stroje. V průběhu let byl původní návrh dále rozšiřován. Verzi s motorem usnadňující otvírání a zavírání střechy nad strojem následuje inovativní modulární konstrukce s integrovaným nízkonapěťovým motorem.

    Zásadní pokrok ve vyvrtávání válců motorů

    Vyvrtávání válců je v automobilovém průmyslu všeobecně považováno za jednu z nejdůležitějších obráběcích úloh. Tradiční způsob výroby válců bloku motoru zahrnoval celou řadu hrubovacích, polodokončovacích a dokončovacích operací. Díky využití nejnovějších technologií obráběcích nástrojů však lze nyní hrubovací a polodokončovací nástroje zkombinovat do jediného řešení, kterým je vyvrtávací tyč určená pro obrábění na jediný průchod, což umožňuje úsporu drahocenného času cyklu bez jakýchkoli kompromisů z hlediska kvality. Dokonce i nepatrná úspora délky času cyklu může při výrobě válců znamenat významné snížení nákladů, protože objem výroby je velmi vysoký, takže dojde-li k zásadnímu pokroku z hlediska tohoto celkového objemu, lze s jistotou tvrdit, že u této kritické obráběcí operace bylo dosaženo skokové změny.

    Stroje pro nejnáročnější obory

    Na veletrh EMO 2019 v Hannoveru přichází letos společnost TOS Varnsdorf se strojem WHT 130 v konfiguraci vodorovná vyvrtávačka, vybavený robotickou výměnou nástrojů. Tento univerzální obráběcí stroj je druhou letošní novinkou ve výrobním programu společnosti.

    Ve znamení produktivity i dlouhé životnosti

    Firmy z různých průmyslových oblastí, mezi jinými výrobci velkých valivých ložisek, výrobci automobilů a jejich dodavatelé patří mezi zákazníky německého výrobce transferových obráběcích center a speciálních obráběcích strojů Elha-Maschinenbau Liemke KG.

    Středicí svěrák s rychlovýměnným systémem čelistí

    Nový středicí svěrák Garant Xtric s rychlovýměnným systémem čelistí zkracuje časy na přípravu při upínání polotovarů i hotových dílů.

    Novinka z varnsdorfské líhně

    Přední evropský výrobce obráběcích strojů, TOS Varnsdorf, letos představil nečekanou novinku, která významně rozšiřuje nabídku výkonných obráběcích strojů z varnsdorfské líhně.

    Reklama
    Předplatné MM

    Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

    Proč jsme nejlepší?

    • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
    • Vysoký podíl redakčního obsahu
    • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

    a mnoho dalších benefitů.

    ... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

        Předplatit