У того, кто видит этих монстров в деле, не остается сомнений: самые большие в мире гидромолоты - это инструменты для серьезной работы. Изготовление сменного оборудования весом до 10 т требует наивысшей точности и соблюдения пропорций для самих инструментов и спецтехники. Этому способствуют многие ноу-хау, разработанные специалистами компаний Weiler (Германия) и Kennametal (США).
Гидравлические монстры и целый ряд "меньших" моделей производятся Atlas Copco в немецком городе Эссен. Завод на улице Хелененштрассе, построенный в 1917 году, ранее был подразделением сталелитейного производства Krupp. Прежде чем Krupp начали производить большие гидромолоты в 60-ые годы, здесь среди прочего изготавливались локомотивы. В 2002 году шведский концерн Atlas Copco перекупил производство. Благодаря этому шведы еще больше расширили собственный ассортимент гидравлических молотов.
В Эссене производятся исключительно большие устройства - гидромолоты от 400 кг до десятитонных моделей. Специалисты употребляют термин "рабочий вес", который включает вместе с весом корпуса гидромолота и соединительный элемент для монтажа на экскаватор. От размеров экскаватора зависит то, какой вес можно монтировать на его стреле спереди. Для самого тяжелого гидравлического молота экскаватор должен уже весить от 85 до 140 т. Свое гидравлическое давление примерно в 200 бар гидромолот также получает из гидравлики экскаватора. Во всем мире эти тяжеловесы применяются преимущественно для работ по сносу сооружений и в горнодобывающей промышленности. В каменоломнях они пользуются спросом в качестве низкозатратной альтернативы взрывным работам.
Гидравлический молот состоит в большинстве случаев из 4 основных компонентов, спрятанных в желтом корпусе: цилиндра, крышки цилиндра, нижней части и клина/пики. Каждая из этих частей производится из цельной заготовки. Самые большие крышки цилиндра весят в среднем 1,8 т, вес цилиндров и нижних частей достигает даже 2,5 т. «Ординарные решения при разработке этих деталей не рассматриваются», - утверждает главный инженер Ромуальд Каульбах, ведущий разработчик Atlas Copco.
Вместе с эссенским производством Atlas Copco получил также в большинстве своем очень опытный коллектив, что позволило в дальнейшем совершенствовать продукцию. Каульбах, например, 15 лет конструировал гидравлические молоты. Он знает каждую шпоночную канавку и каждое отверстие в чертежах. Нужно заметить, что внутреннее пространство цилиндров сработано действительно филигранно. Здесь есть маслопроводящие канавки, герметизирующие канавки, для сглаживания пульсаций давления и для распределения давления.
Для маленьких гидромолотов могут изготавливаться литые крышки цилиндра, в то время как Atlas Copco для более крупных моделей из-за более высоких нагрузок использует исключительно сталь. Без закаленной высокопрочной стали в качестве материала для цилиндров не обойтись. Их изготавливают из слитка азотированной стали, которая прочна и износоустойчива, в то же время, однако, очень жестка. Жесткость составляет от 850 до 1000 Ньютонов/мм2.
Преодоление размера
Обработка цилиндра начинается с того, что в слитке высверливается сквозная дыра – с внутренним диаметром от 140 до 250 мм, в зависимости от модели гидромолота. Затем вырезаются внутренние контуры посредством борштанги и различных инструментальных головок для канавок и углублений. То, что составляет основную проблему при вполне поддающемся обработке материале, - это размеры деталей и, следовательно, также размеры необходимых инструментов. Применяются борштанги длиной до 1,50 м!
Когда стал расти объем заказов и прежде всего увеличиваться спрос на все более тяжелые гидравлические молоты, у эссенцев поначалу в самом деле были проблемы с инструментами, зажимными устройствами и станками – и все это в условиях нехватки времени. Частые поломки инструмента, быстрый износ и недостаточная стабильность системы побуждали сотрудников Atlas Copco искать новые решения.
Они нашли их вместе с Kennametal. Инструменты WIDIA уже давно применяются эссенским металлообрабатывающим производством – в конце концов, WIDIA долгое время была собственностью Krupp, пока ее не приобрел американский концерн. За пару месяцев Kennametal сконструировала для Atlas Copco новые зажимы для инструмента. С системой Kennametal KM был положен конец прежним частым поломкам инструмента – и это при том, что использовалась та же самая борштанга, что и раньше. Хотя длинная штанга защищена от вибрации, все же в первую очередь более стабильное соединение препятствует тому, чтобы присутствующие остаточные колебания приводили к поломке инструмента и станка. В результате получаются более правильные поверхности, и при прорезании шпунтов ничего больше не гремит.
Тройной зажим для большей нагрузки
«В нашей системе KM есть 3 контактных зоны», рассказывает об особенностях зажимной системы KM для инструментов Экгарт Ремер, специалист продукта Kennametal. Отличие от других зажимных систем с коническим наконечником и торцовочным устройством состоит в том, что в Kennametal KM конус прилегает также на конце, что создает дополнительную контактную зону. Это повторное прилегание исключает любое смещение. «Даже при высоких нагрузках инструмент надежно закреплен», говорит Ремер. Для обрабатываемых в Atlas Copco больших деталей это было самым жестким, самым надежным креплением инструмента.
Все же, только лишь с помощью инструментов и зажимных систем нельзя было добиться всего: здесь нужно было новое конструктивное решение и для станков. Для изготовления самых больших гидравлических молотов было не достаточно размеров применяемых тогда вертикальных токарных станков. Atlas Copco и без этого планировали переходить с вертикальной на горизонтальную обработку, которая рассматривалась как более низкозатратная и более подходящая перспектива. Выбор упал на станки Weiler. Предприятие из Эмскирхена не имело под рукой готовых решений для эссенских заказчиков, однако, было способно разработать подходящий вариант. Совместно с Atlas Copco и Kennametal Weiler оснастила свой прецизионный токарный станок E150 специально для обработки тяжелых, громоздких деталей. Между тем, на заводе установлено 3 станка типа E150x3000.
С половинной нагрузкой к цели
«Это было проверкой наших возможностей», - объясняет Франц Рехбергер, главный конструктор и директор по развитию компании Weiler. Если все правильно настроить один раз, станок работает без выхода на предельные мощности. «От имеющихся в распоряжении 65 кВт производительности станку требуется самое большее — половина», - улыбается Рехбергер. То же самое относится и к числу оборотов: E150 работает, как правило, только на половине из возможных 900 оборотов. Обработка происходит с подачей 0,5 до 0,6 мм при глубине реза 5 мм. При этом в качестве поворотных режущих пластинок служат Kennametal KC9125 и KC9110.
При помощи инструментов Kennametal Atlas Copco может за один раз просверлить в цельной заготовке диаметр до 175 мм – с глубиной сверления 650 мм! Этому хорошо способствуют крутящий момент в 10 700 Нм на шпинделе и сила подачи в 30 000 Н.
«Можно решить любую конструкторскую и производственную задачу, но если при этом резко возрастают издержки, тогда и нет никакого смысла над ней работать», утверждает Михаэль Айслер, член правления Weiler, обобщая результаты совместных усилий этих трех компаний.
По материалам журнала “maschine+werkzeug”, 7-8/2008, (пер. с нем.)
Все статьи >>>
|
|
|
