Стержневые автоматы фирмы Laempe последнего поколения

Статьи от автора: Popov Angel

Angel Popov Gr.

Современный стержневой автомат должен отвечать как минимум следующим критериям:

обеспечивать высокую производительность,
гарантировать достаточно высокое усилие для плотного замыкания стержневого ящика во время заполнения ящика стержневой смесью,
иметь пескострельную головку подходящего объема,
иметь оптимальные размеры плоскости надува,
иметь высокую надежность, простоту обслуживания и ремонта,
обеспечивать в комплексе с периферийными устройствами максимальную быстроту действия при съеме стержней и при замене комплектов стержневой оснастки,
быть оснащенным современным микропроцессорным управлением.

Стержневые автоматы LAEMPE, Германия последнего поколения разработаны с максимальным учетом вышеперечисленных критериев.

Проект «ТВСЗ», г. Тихвин

Для стержневого цеха нового, крупнейшего в России современного сталелитейного производства вагоностроительного завода «ТВСЗ», г.Тихвин фирма LAEMPE, Германия поставила шесть стержневых автоматов, три их которых дают возможность производить крупногабаритные стержни для Ж.Д. (железнодорожных) отливок «балки надрессорной» и «рамы боковой».

Стержневые автоматы LSINGLE разработаны специально для серийного производства крупногабаритных стержней. Они применяются исключительно для получения стержней пескострельным методом с продувкой газом-отвердителем. Конкретно по проекту «ТВСЗ» все стержневые автоматы работают по Coldbox-Амин-процессу.

Отличительные характеристики стержневого автомата LSINGLE:

Максимально допустимые размеры стержневой оснастки с горизонтальным разъемом, применяемой на данном автомате (ширина х глубина х высота) = 1800 x 1600 x 950 мм.
Максимально допустимый вес стержневой оснастки, применяемой на данном автомате около 10 тн.
Объем пескострельной головки - от 50 до 200 литров.
Размеры надувной плоскости (ширина х глубина) = 1600 х 1400 мм.
Максимальное усилие запирания стержневой оснастки, обеспечивающее плотное замыкание ящика во время цикла изготовления стержней (надув и продувка) = 100 тн.
Цикл стержневого автомата на холостом ходу (без надува и продувки) = 40 сек.

Стержневой автомат LSINGLE оснащен всеми необходимыми периферийными устройствами и агрегатами, как, например, смесителем, газогенераторами, гидравлической системой с динамическим изменением усилия прижима стержневой оснастки, всеми необходимыми системами для быстрой наладки и замены комплектов стержневых ящиков, а также манипулятором для съема стержней из нижней части стержневого ящика.

Рис. 1 - Общий вид 200-литрового стержневого автомата LAEMPEна заводе «ТВСЗ», г. Тихвин

Рис. 2 - Общий вид стержневого ящика, установленного на стержневом автомате LAEMPEна заводе «ТВСЗ», г. Тихвин. Данный ящик служит для получения одним циклом 4-х стержней « рессорного проема» для стальной отливки «боковой рамы». Общий вес стержней за цикл 176 кг.

Габаритные размеры стержневого ящика (ширина х глубина х высота) = 1600 х 1600 х 1000 мм.

Пескострельная головка используется для нагнетания стержневой смеси в стержневой ящик. Нагнетание осуществляется воздушным импульсом с вариабельным давлением, учитывающим форму и геометрию формообразующих гнезд стержневого ящика. Она состоит из корпуса в форме ступенчатой пирамиды. Корпус имеет двойные стенки и по бокам снабжен зажимными устройствами с гидравлическим управлением. Для предотвращения образования «мертвых зон» в головке сжатый воздух направляется через пневмораспределитель, установленный на несущей раме головки, по сложной системе трубопроводов.

Пескострельная головка подвешена на каретке, которая передвигается по горизонтальной оси гидравическими цилиндрами. Система линейного позиционирования, установленная на каретке, точно измеряет перемещение при подъеме и опускании пескострельного механизма. Пескострельная плита зажимается к пескострельной головке короткоходовыми гидравлическими цилиндрами. Это конструктивное решение обеспечивает быстрое и безопасное замыкание/размыкание пескострельных плит при замене комплектов стержневой оснастки.

Для облегчения труда обслуживающего персонала при очистке крупногабаритных и сверхтяжелых стержневых ящиков в боковой части стержневого автомата предусмотрена вспомогательная система.

Рис.3 - Cтанция очистки пескострельных плит на стержневом автомате LSINGLE

Станция очистки засоренной остаточной стержневой смесью пескострельной плиты поворачивает плиту так, что остатки смеси падают в предварительно поставленный контейнер на роликах. Наклон поворота выбирается таким образом, чтобы оператор смог подходящими средствами тщательно очистить пескострельную плиту и погружные надувные сопла как щеткой, так и сжатым воздухом или сухим льдом, соблюдая региональные требования персональной защиты.

По завершению операции очистки гидропривод станции поворачивает ее обратно в горизонтальное положение. Пескострельная головка движется из исходного положения от станции очистки, опускается до пескострельной плиты и снова зажимает ее. Пескострельная головка поднимается и перемещается над верхней частью стержневого ящика. Затем следует опускание головки до контакта пескострельной плиты с верхней частью ящика и размыкание фиксаторов, связывающие пескострельную плиту с пескострельной головкой. После повторного подъема пескострельной головки до основного положения комплект стержневой оснастки с очищенной пескострельной плитой можно заменить новым.

Каретка стола с нижней частью стержневого ящика выдвигается из пескострельного автомата и оснавливается над нижним толкательным механизмом. Стол поднимает встроенную в каркас ящика нижнюю толкательную плиту. В результате этого стержни выталкиваются из нижней части ящика и остаются на толкательных штырях.

Съем стержней осуществляется манипулятором.

Крупногабаритная и тяжелая стержневая оснастка требует значительные усилия прижима в зависимости от реальных условий нагрузки.

На стержневых автоматах LSINGLE используется система «Load-Sensing». В настоящее время это самая прогрессивная система управления для гидравлических агрегатов, при которой гидравлический насос работает только с отрегулированным объемным расходом, причем рабочее давление в гидросистеме настраивается на фактическое давление «по нагрузке».

Блок микропроцессорного управления стержневым автоматом LSINGLE, а также интеллектуальная система автоматического опознавания состояния машины в комбинации с модемной связью дают возможность как для локального, так и для дистанционного контроля и быстрого устранения сбоев. Производственные данные от всех стержневых автоматах на стержневом участке «ТВСЗ» поступают в сервер и подвергаются статистическому анализу.

Рис. 4 - Манипуляторы для съема стержней из нижней части стержневого ящика

Рис. 5 - Примеры применяемях на стержневых машинах LAEMPE комплектов стержневой оснастки фирмы MEISSNERAG, Германия

Комплексный стержневой участок стержневого цеха сталелитейного завода «ТВСЗ», г. Тихвин запущен в производство в начале июня 2012 г. До сегодняшнего дня на трех стержневых автоматах LSINGLEотработаны 30 комплектов стержневой оснастки производства немецкой компании MEISSNER, а на остальных трех стержневых автоматах с пескострельными головками от 5-ти до 80-ти литров другие 57 стержневых ящиков для Ж.Д. отливок.

Создание Тихвинского вагоностроительного завода - одна из самых крупных инвестиций в мировом литейном производстве за последние 10 лет. Поставленно плавильное, формовочное и стержневое оборудование, которое произведено, в основном, в Германии компаниями, являющимися мировыми лидерами в своей области. Выбраны самые передовые формовочные и стержневые технологии, которые обеспечивают высокое и надежное качество стальных Ж.Д. отливок в условиях крупносерийного производства.

Проект «DAIMLERAG», г. Мангейм, Германия

Стержневой автомат LTWINcдвумя стержневыми головками, каждая с объемом 100 литров, была впервые показана мировому обществу литейщиков на международной выставке GIFA в 2007 г. Непосредственно после окончания выставки стержневой автомат LTWIN был заказан DAIMLER АG для чугунолитейного завода автомобильного концерна в г. Мангайм.

В настоящее время на этом заводе работают два автоматизированных пескострельных центра на базе стержневых автоматов LTWIN, причем второй центр служит для производства стержней для крупногабаритных (до 300 кг) спаренных стержневых пакетов для грузового блочного литья.

Рис. 6 - Общий вид двухпозиционного стержневого автомата LTWIN2х200 л на чугунолитейном заводе DaimlerAG в г. Мангейм

Рис. 7 - Фрагменты из производственной практики DaimlerAG в зоне действия стержневого автомата LAEMPEтипа LTWIN 2x100л

Отличительные характеристики стержневого автомата LTWIN:

Двухпозиционный стержневой автомат с одной или двумя надувными головками.
Обе позиции могут работать как одновременно, так и последовательно.
Максимально допустимые размеры применяемой на каждой из двух позиций стержневой оснастки (ширина х глубина х высота) = 2100 x1500 x 950 мм.
Максимально допустимый вес применяемой на каждой из двух позиций стержневой оснастки = 10 т.
Объем пескострельной головки - от 50 до 1000 литров.
Размеры надувной плоскости (ширина х глубина) = 1900 х 1300 мм.
Максимальное усилие запирания стержневой оснастки, обеспечивающее плотное замыкание ящика во время цикла изготовления стержней (надув и продувка) = 150 тн.
Цикл стержневого автомата на холостом ходу (без надува и продувки) для каждой позиции = макс. 40 сек.

Конструктивные особенности стержневого автоматаLTWINсравнимы с общим устройством стержневого автомата LSINGLE. С некотором смысле автомат LTWIN можно рассматиривать как сдвоенную версию стержневого автомата LSINGLE.

Проект «MEC», г. Чончин (Chongqing), Китай

В 2012 г. китайская компания ChongqingMachinery & ElectricHoldings (Group) Corporation разместила на фирме LAEMPEзаказ на поставку комплексного стержневого участка для производства стержневых пакетов для грузовых блоков из чугуна. Новый чугунолитейный завод холдинга находится в миллионном городе Чончин и специализируется на производстве грузовых блоков, в том числе и CUMMINS. Годовая производительность 300 000 т годных отливок, в основном с мехобработкой.

Разработанный в 2010 г. стержневой автомат LAEMPE типа LHL – последнее поколение высокопроизводительной стержневой техники. Прототип стержневого автомата LHL был показан впервые на международной выставке GIFA в 2011 г.

LHL предназначен для серийного производства стержней в стержневых ящиках с горизонтальным разъемом.

Стержневой автомат может быть выполнен как для «холодной», так и для «горячей» оснастки. Конструктивное исполнение отвечает основному требованию автомобильной промышленности – постоянная нагрузка 24 часа, безостановочный режим работы.

Отличительные характеристики стержневого автомата LHL:

Максимально допустимые размеры применяемой стержневой оснастки (ширина х глубина х высота) = 1600 x2000 x 950 мм.
Максимально допустимый вес применяемой стержневой оснастки = 10 т.
Объем надувной головки - от 40 до 300 литров.
Размеры надувной плоскости (ширина х глубина) = 1350 х 1600 мм.
Максимальное усилие запирания стержневой оснастки, обеспечивающее плотное замыкание ящика во время цикла изготовления стержней (надув и продувка) = 100 т.
Цикл стержневого автомата на холостом ходу (без надува и продувки) = 25 сек.

Рис. 8 - Общий вид прототипа стержневого автомата LAEMPE типа LHL. Премьера на стенде LAEMPE во время выставки GIFA, Дюссельдорф, Германия, 2011 г.

Основные конструктивные особенности стержневого автомата LHL:

Стабильная 4-х колонная несущая конструкция, на которой подвешены верхняя рама машины и траверсы для крепления верхних частей стержневых ящиков. К верхней раме машины прикреплена каретка пескострельного и продувного механизма. К основанию корпуса машины прикреплены каретка стола с встроенным роликовым транспортером для установки и подачи стержневой оснастки в машину.
Автоматизированная система линейного позиционирования стержневого ящика на машине.
Пескострельный механизм с протяжной и сменной головкой. При необходимости возможно исполнение стержневого автомата LHL с двумя надувными головками. Гидравлические фиксаторы для быстрой замены надувных головок, а также для замыкания/размыкания пескострельных плит в надувных головках. Оптическая система контроля уровня заполнения надувной головки стержневой смесью.
Общая каретка для пескострельного и продувного механизма. В случае исполнения стержневого автомата для «холодных» процессов, продувной механизм выполен с встроенной верхней толкательной плитой. В случае исполнения стержневого автомата для «горячих» процессов с газовым нагревом, продувной механизм заменяется кожухом с встроенной плитой горелок.

В рамках заказа по проекту «МЕС» LAEMPE поставила 6 стержневых автомата LHL, из которых:

ва выполнены с двумя надувными головками, каждая cобъемом 130 л. Автоматы служат для получения стержней в стержневой оснастке с горизонтальным разъемом,
два выполнены с двумя надувными головками, каждая с объемом 65 л. Автоматы служат для получения стержней в стержневой оснастке с комбинированным разъемом,
два выполнены с двумя надувными головками, каждая с объемом 40 л. Автоматы служат для получения стержней в стержневой оснастке с комбинированным разъемом,

А также

все необходимое периферийное оборудование, включая газогенераторы, смесители, автоматизированные системы для замены комплектов стержневой оснастки, роботизированные комплексы в зоне действия каждого стержневого автомата, центральные станции снабжения связующим и отвердителем.

Вышеназванный заказ относиться к первой части проекта. Вторая часть предусматривает поставку 4-х дополнительных автоматизированных производственных центров на базе стержневых автоматов LHL.

Проект «FAW», г. Чангчун, Китай

FAW- лидирующий автомобильный концерн Китая. FAW выпускает более 7 миллионов единиц машин собственной разработки, в том числе тяжелых и легких грузовиков, легковых машин и автобусов, которые находят сбыт более чем в 70 странах мира. Концерн работает в кооперации с небезызвестными фирмами Mazda, Toyota, VW, Deutz, ThyssenKrupp. Чугунолитейный завод концерна находится в милионном городе Чангчун (недалеко от Харбина) и специализируется на производстве блочного литья для собственных потребностей FAW.

В 2012 г. китайский автомобильный концерн FAW разместил на фирме LAEMPEзаказ на поставку комплексного стержневого участка для производства стержневых пакетов для блоков двигателей грузовых машин. В рамках данного проекта поставлены восемь роботизированных производственных центров на базе 45-литрового стержневого автомата LCB.

LCB– стержневой автоматпоследнего поколения, разработанныйLAEMPEв соответствий с потребностями автомобильной промышленности в высокой производительности при безостановочном режиме работы для стержней блоков или головок блоков длиной 600...800 мм.

Прототип стержневого автомата LCB был показан впервые на международной выставке GIFA в 2011 г. Стержневой автомат может быть выполнен одновременно как для «холодной», так и для «горячей» оснастки на одной машине.

Рис. 9 -Общий вид прототипа стержневого автомата LAEMPE типа LCB. Премьера на стенде LAEMPEво время выставки GIFA, Дюссельдорф, Германия, 2011 г.

Отличительные характеристики стержневого автомата LCB:

Максимально допустимые размеры применяемой стержневой оснастки (ширина х глубина х высота) = 1400 x 1800 x 1000 мм.
Максимально допустимый вес применяемой стержневой оснастки = 5 т.
Объем пескострельной головки - от 30 до 100 литров.
Размеры надувной плоскости (ширина х глубина) = 1200 х 1600 мм.
Максимальное усилие запирания стержневой оснастки, обеспечивающее плотное замыкание ящика во время цикла изготовления стержней (надув и продувка) = 125 т.
Цикл стержневого автомата на холостом ходу (без надува и продувки) = 30 сек.

Рис. 10 - Часть стержневого участка с оборудованием LAEMPE на чугунолитейном заводе FAW, г. Чангчун, Китай

Сотрудничество с китайскими литейщиками, которые при создании литейных заводов с ответственной производственной тематикой заказывают только самые прогрессивные и надежные технологии и оборудование в мире, продолжается.

Проект «Volkswagen», г. Познан, Польша

Алюминиевый литейный завод немецкого автомобильного концерна Volkswagenв польском городе Познань является 100% дочерним предприятием VWи, начиная с 1993 г, производит не менее чем 4,5 миллиона отливок, включая головки цилиндров. Около 74% всей заготовительной продукции предназначены для экспорта. Метод производства отливок типа «головки цилиндров» легковых машин – гравитационное литье в кокиль.

В 2011 г. центральный плановый отдел концерна VWпринял решение о расширении производства на литейном заводе в г. Познань. В рамках данного проекта фирма LAEMPEвыиграла тендер на поставку 9 стержневых центров на базе стержневого автомата LCB, каждый с 25 л надувной головкой. Все стержневые автоматы работают как с нагреваемой, так и с ненагреваемой стержневой оснасткой. Изготовление стержней происходит в основном по двум процессам: Coldbox-Амин-процесс и BeachBox-процесс.

Рис. 11 - Общий вид одного из девяти стержневых центров на базе автомата LCB25, которые поставлены LAEMPEна литейный завод Volkswagen Poznan

Проект «NEMAK», г. Диллинген, Германия

Созданный в 1979 г. мексиканский концерн NEMAK – один из самых крупных изготовителей и поставщиков алюминиевых отливок для автомобильной промышленности в мире. Концерну принадлежат 28 литейных заводов, на которых работают более 15000 сотрудников. Концерн специализируется на производстве отливок для легковых машин таких брендов как Audi, BMW, Chevrolet, Citroen, Daimler, Fiat, Ford, GM, Hyundai, Holden, Jaguar, Kia, Mazda, Mitsubishi, Nissan, Opel, Porsche, Peugeot, Renault, Skoda, Smart, SsangYong, Suzuki, Toyota, Vauxhall, VW.

Алюминиевый литейный завод NEMAKв г. Диллинген, Германия, оснащен тремя технологическими линиями для производства отливок рядных и V-образных блоков и головок блока цилиндров методом литья в стержнях под низким давлением с общей годовой производительностью не менее 2-х миллионов отливок. Этим методом возможно получение сверхсовременных и исключительно сложных блочных отливок. Третья технологическая линия предназначена для крупносерийного производства V-образных блоков для легковых машин среднего и высокого класса в основном для автомобильных концернов Ford, Audi, Daimlerи BMW.

В 2011 г. в связи с увеличенным спросом на подобное сложное и ответственное литье, NEMAKразработал проекто созданиичетвертой технологической линии, как расширение возможностей третей. Тендер в рамках данного проекта выиграла фирма LAEMPE.

Рис. 12 - Вид сзади 4-х стержневых центров LAEMPE на базе автоматов LCB30 на заводе NEMAK в городе Дилинген, Германия (за кабинами автоматов размещены станции автоматической замены комплектов стержневой оснастки)

В рамках первого этапа данного проекта в 2012 г. были поставлены 4 стержневых центра на базе стержневого автомата LCB с 30-ти литровыми надувными головками. Каждый центр оснащен газогенератором по Coldbox-Амин-процессу, а также системой автоматической замены комплектов стержневой оснастки в задней части стержневого автомата.

Стержни снимаются автоматически роботами, которые перемещают их на монтажно-сборочный конвейер, собирая постепенно отдельные стержни в пакет.

Рис. 13 - Вид спереди стержневого автомата LCB30 на заводе NEMAK в городе Дилинген, Германия (для съема стержней предусмотрены подвешенные роботы)

В настоящее врямя проводятся проектные работы в связи с поставкой дополнительного оборудования LAEMPE для второго этапа проекта со сравнимым объемом поставки как по первому этапу. Взаимовыгодное многолетнее сотрудничество с NEMAK-ом успешно продолжается.

По всем вопросам стержневого оборудования обращайтесь в представительство фирмы Laempe в Украине: +7 (499) 907-5000, 907-5255; laempe@nln.ru

Опубликовано: ИТБ "Литьё Украины", №03 (151) 2013 г.