Témata
Reklama

Náhrada parního pohonu bucharů

Takzvaná malá kovárna, která se nachází v areálu plzeňské Škodovky, byla původně součástí společnosti Škoda Kovárny. Koncem 90. let zde ale výroba stagnovala a do výrobních zařízení se prakticky neinvestovalo. Zlom nastal právě v roce 2003, kdy byla malá kovárna převzata soukromou firmou CPF, Czech Precision Forge, v jejímž výrobním programu jsou malé zápustkové výkovky z oceli, hliníku a barevných kovů o hmotnosti od cca 2 kg a velké zápustkové výkovky do hmotnosti kolem 500 kg. Kromě toho firma vyrábí volně kované výkovky na lisech až do hmotnosti 4 t.
Reklama
Reklama
Reklama

Náhrada páry stlačeným vzduchem

Pro výrobu velkých zápustkových výkovků jsou využívány čtyři protiběžné buchary typu Beche 20, Beche 25, Beche 35 a Beche 40, kde až do srpna 2004 byla pracovním médiem pára. Beche 40 je přitom největší protiběžný buchar v ČR, číslo v typovém označení udává velikost úderu v metrtunách. Využití páry pro pohon bucharů značně zvyšovalo energetickou náročnost výroby, nehledě na vysokou cenu tohoto média. Firma CPF proto hledala cestu ke snížení provozních nákladů a rozhodla se pro náhradu páry stlačeným vzduchem. Použití vzduchu pro pohon bucharů sice není žádnou novinkou, ale faktem je, že ostatní kovárny mají přeci jen jiný sortiment a používají odlišnou technologii. V kovárně firmy CPF se totiž vyrábějí jedny z největších zápustkových výkovků, pro jejichž kování je potřeba větší množství ran a velké údery.

Kompresorová stanice

Realizací náhrady média byla pověřena společnost Atmos Engineering, která ve spolupráci s firmou Atmos Chrást provedla potřebné výpočty a dodala kompresorovou stanici. V té se nacházejí čtyři šroubové kompresory typu SEC-2500 o příkonu 250 kW, z nichž každý dodává 2500 m3.h-1 nasátého vzduchu, tlak na výstupu se pohybuje mezi 8 a 9,5 baru. Zvláštností je, že při zapojování kompresorů bylo vyřazeno chlazení vzduchu, neboť stlačením ohřátý vzduch vykazuje lepší provozní parametry - má větší objem a kromě toho u bucharů pracujících s horkým kovem nedochází k tak velkým rozdílům teplot.
Celý pneumatický systém je doplněn třemi vzdušníky, dvěma o objemu 32 m3 a třetím o objemu 10 m3. Kromě nich má každý buchar u sebe ještě jeden zásobník. V provozu je tedy pro první údery spotřebováván vzduch ze vzdušníku, následně kompresory reagují na změnu tlaku a začnou dodávat. Při návrhu se vycházelo ze spotřeby cca 5 m3 nasátého vzduchu na jeden úder a počtu 12 úderů za minutu pro současný provoz dvou bucharů. Tuto spotřebu by měly plně pokrýt tři kompresory, čtvrtý je rezervní. Řídicí systém kompresorové stanice řídí spouštění kompresorů, přičemž zohledňuje počet odpracovaných provozních hodin jednotlivých strojů.

Průběh rekonstrukce

V souvislosti s přechodem na pohon stlačeným vzduchem bylo třeba buchary rozebrat, nově zregulovat a změnit vůle, protože pára pracovala s teplotou kolem 180 °C a tlakem kolem 10 barů, zatímco nyní buchary pracují se vzduchem teplým jen 60 až 70 °C. Kromě kompresorové stanice a instalace vzdušníků bylo dále třeba vybudovat též nové potrubí a položit celkem 13 km kabelu pro přívod elektrické energie ke kompresorům. Mezi dodatečné investiční náklady je nutno započítat i například změnu způsobu vytápění kanceláří a ohřevu užitkové vody, které bylo dříve rovněž napojeno na páru.
Vlastní rekonstrukce byla provedena po etapách tak, aby nebyl narušen průběh výroby. To bylo možné i díky tomu, že v provozu jsou současně vždy jen dva buchary. Nejprve byla vybudována kompresorová stanice a současně byl přestavován buchar Beche 40, zatímco se kovalo na bucharech Beche 20 a 35 ještě pomocí páry. Odstávka prvního bucharu proběhla od 17. května do 8. července, kdy byl zahájen zkušební provoz. Následně byl přepojen stroj Beche 35, který byl zprovozněn 9. srpna a 23. srpna byly dokončeny práce na bucharu Beche 20. Poslední stroj Beche 25 byl rovněž přepojen na vzduch, ale byl ponechán v původním stavu nezregulovaný, neboť se počítá s převedením jeho výroby na jiný buchar, aby nebylo nutno udržovat v provozu 4 stroje.
"Při přechodu z páry na vzduch jsme byli docela překvapeni," uvádí ing. Pavel Bulín, project manager společnosti CPF. "Domnívali jsme se, že vzduch se bude chovat odlišně, ale po regulaci bucharů a utěsnění vůlí má stejný úder jako předtím pára. Úder zůstává razantní, ostrý a můžeme vyrábět stejný sortiment jako na páru, a to při značné úspoře nákladů."

Ekonomika provozu

Již první výsledky prokázaly radikální snížení výrobních nákladů. Změna média současně nijak neomezila technické možnosti a tytéž výrobky, které byly kovány pomocí páry, lze kovat i na vzduch. Kompresorová stanice je majetkem investora, kterým je firma Atmos Engineering. Společnost CPF platí pouze za odebraný vzduch a za elektrickou energii. Měsíčně se spotřebuje cca 2 mil. m3 vzduchu, což představuje kolem 200 000 Kč za vzduch a 450 000 Kč za elektrickou energii. Celkové náklady za spotřebu vzduchu činí tedy 650 000 Kč a jen za měsíc srpen bylo dosaženo úspory 1,5 mil. Kč.
-Mk-
Reklama
Vydání #12
Kód článku: 41212
Datum: 15. 12. 2004
Rubrika: Výroba / Tváření
Autor:
Firmy
Související články
Požadavky na lisy a nástroje při výrobě převodovek

Stoupající požadavky na redukci CO2 ve výfukových plynech automobilů vedly k jejich narůstající hybridizaci a elektrifikaci. Z těchto důvodů se výrazně zvyšují nároky na plechové díly nejenom v konstrukci karoserií osobních automobilů, ale také v jejich pohonech. Jsou to především požadavky na kvalitu a rozměrovou přesnost. Zvyšuje se komplexnost těchto dílů, a proto také nabývají na významu nároky na tvářecí stroje a nástroje.

První krok od ohraňovacího lisu k servo-elektrické ohýbačce

Požadavky na trhu se mění a zpracovatelé stále více čelí situacím, kdy jsou velké série a objemy nahrazeny potřebouči poptávkou vyrábět malé série, navíc postavené na bázi just-in-time dodávek.

Trendy ve výrobě plochých polotovarů tvářených za tepla

Využití plechových dílů tvářených za tepla patří dnes již běžně k produkci karoserií osobních automobilů a od jejich prvního nasazení nás dělí bezmála dvacet let. Tento trvalý trend souvisí s požadavkem na maximální zužitkování pohonných hmot a s tím spojené i redukce samotné hmotnosti karoserie. Dalším aspektem jsou limity snižující objemy škodlivých exhalací při spalování paliva, které nutí dlouhodobě producenty osobních i užitkových vozidel hledat alternativní konstrukční řešení. Emisní limity nastavené Evropskou unií, platné od roku 2020, stanovují průměrnou emisi všech modelů v nabídce na 95 g CO2.km-1. To odpovídá spotřebě 3,54 litru nafty či 4,06 litru benzinu na sto kilometrů.

Související články
Aditivní výroba ve tváření plechů

Trojrozměrný (3D) tisk, označovaný také jako aditivní výroba (additive manufacturing - AM), zaznamenal v poslední době značný rozvoj. Touto technologií je umožněna výroba i velmi tvarově komplikovaných trojrozměrných produktů. Objekty nebo výrobky jsou vytvářeny z podkladu digitálních 3D modelů nebo jiných elektronických datových zdrojů. Aplikační možnosti 3D tisku se s ohledem na progresivní vývoj této technologie jeví jako neomezené.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Trendy v tváření: Víceosá řídicí technika pro válcování profilů

Na příkladu novodobého stroje k výrobě nosníků nákladních automobilů profilováním lze vysvětlit výrobní řetězec konstrukce výrobku, konstrukce nástrojů, simulace výroby, vývoj regulace i praktické ověření v průmyslové výrobě.

Lehké konstrukce automobilů – využití hořčíku

Využití hořčíku a jeho slitin v automobilovém průmyslu má poměrně dlouhou tradici, sahající až do roku 1920, kdy byl tento materiál prvně použit v konstrukci sportovních vozů. O několik desetiletí později se objevil i v komerčních vozech, například u typu Volkswagen Beetle, kde jeho obsah činil téměř 20 kilogramů. Nicméně do popředí zájmu se tento specifický materiál dostává v posledních letech v souvislosti s nárůstem ekologických a legislativních požadavků na provoz vozidel.

Efektivní procesy ve skladu i ve výrobě

Lisování, řezání laserem, ohraňování – seznam výrobních prací v průmyslu zpracování plechu je dlouhý. Stále více výrobců proto zadává tyto úkoly tzv. job shopům (výrobním dílnám), aby se mohli koncentrovat na svůj hlavní předmět činnosti. Požadavky na výrobní podniky jsou odpovídajícím způsobem vysoké. Kromě flexibility a rychlosti je základním předpokladem dobrý poměr ceny a výkonu. Aby mohly pracovat efektivně a se ziskem, jsou job shopy stále více odkázány na optimálně koordinované a automatizované procesy ve skladování a ve výrobě. Moderní metody zásobování a centralizace celé skladové logistiky přitom nabízejí mnoho výhod.

Lehké konstrukce automobilů - použití lisů ve výrobě hybridních dílů

V předchozích článcích ze seriálu Lehké konstrukce automobilů o možném použití nových materiálů pro stavbu lehkých konstrukcí a jejich aplikacích na karoseriích osobních automobilů nebyly zpravidla detailně rozebrány možnosti výroby těchto specifických materiálů. Uvedeme je v tomto článku.

Lehké konstrukce automobilů - sendvičové materiály

O prodejnosti a úspěšnosti vozidla v silném konkurenčním prostředí dnes rozhoduje z velké míry tvar a funkčnost karoserie. Mezi technickým vybavením jednotlivých výrobců dnes není propastný rozdíl a proto první, čím automobil promlouvá k zákazníkovi, jsou právě silueta vozu, linie hran, elegance i vizuální dynamika. Na karoserii jsou proto kladeny náročné požadavky v řadě případů z hlediska technologie výroby protichůdné.

Lehké konstrukce automobilů - hybridní materiály

Automobilový průmysl je specifické odvětví, které je významně poháněno společenskými tlaky na ekologický provoz vozidel, tedy na snižování emisní zátěže i obecné spotřeby pohonných hmot a kontinuální vývoj elektromobility. Tyto trendy se dotýkají jak konstrukce vozu, tak i technologické zpracovatelnosti jednotlivých komponentů. Jenom v horizontu 10 let se předpokládá redukce dílů z oceli o 20 % a jejich nahrazení speciálními materiály na bázi kompozitu.

Lehké konstrukce osobních automobilu - použití hliníku

Kontinuální trend v oblasti snižování hmotností karoserií osobních vozů je důsledkem tlaku na eliminaci CO2 do roku 2020 až na 95 g.km-1. Konstrukční úpravy v oblasti hnacích agregátů nebo náprav vozů jsou do určité míry také možné, nicméně stále častěji obtížně realizovatelné. Již od 80. a 90. let se v konstrukci vozu využíval hliník a plastové hmoty, nicméně dominantním materiálem je i nadále ocel.

Lehké konstrukce karoserií osobních automobilů

Rostoucí požadavky na snižování spotřeby pohonných hmot a emisní limity vytvářejí soustavný tlak na snižování hmotnosti karoserií. Druhou alternativou, která se nadále rozvíjí, je rozšířené nasazení alternativních hybridních pohonů automobilů, zejména kombinace spalovacích motorů s elektropohony. Nedodržení emisních limitů osobních automobilů 95 g/100 km by mělo být od roku 2020 navíc finančně postihováno. Jak ukazují aktuální problémy koncernů Volkswagen Group a Citroen, je tato problematika rozšířena ještě o NOx. Je však zřejmé, že se to týká prakticky všech výrobců osobních i nákladních vozů. Tato problematika je zásadní s ohledem na vyráběné množství. V konstrukci letadel, raket a vesmírné techniky je řada nových výrobních technologií již delší dobu používána. Je to nejenom otázka vhodných materiálů, jejich dostupnosti a možností použitých výrobních technologií. V souvislosti s lehkými konstrukcemi všechny tyto oblasti stojí před dlouhodobým a zásadním rozvojem.

Zvýšení produktivity, efektivity a kvality kovových výlisků

Výrobní společnost ANC Components a výzkumná společnost Comtes FHT spolupracují na výzkumném projektu Eureka s cílem zefektivnit výrobní proces a zvýšit produktivitu a kvalitu přesně lisovaných dílců a plně eliminovat dodatečné sekundární operace. Výsledky ze čtyř etap zmíněného projektu přinášejí rentabilitu technologie přesného střihu a konkurenční výhodu společnosti ANC Components v této oblasti. Řešení projektu bylo již dříve prezentováno ve vydání MM 10/2012, MM 1, 2/2015 a dále v Hutnických listech 4/2013.

Vodní paprsek s CNC řízením

Řezání vodním paprskem poskytuje uživatelům oproti jiným způsobům řezání, jako je řezání pilou nebo plazmatem, kdy je obrobek namáhán tepelně nebo mechanicky, mnoho výhod. Při použití vhodného CNC řízení lze řezat tvrdé ne-bo měkké materiály přesněji a operativněji.

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