Пневматика стала одним із ключових стовпів автоматизації на ливарних підприємствах. У середовищі, де панують екстремальні температури, висока запиленість, вібрації, а обладнання часто працює у режимі 24/7, пневматичні системи пропонують те, що найбільше потрібно: надійність, простоту, безпеку та відносно низькі витрати на обслуговування.

Однак ливарний цех – це не лише печі та заливка форм, це також цілий комплекс установок для транспортування, формування, очищення та пилоуловлювання, які вимагають величезної кількості приводів та обладнання. У багатьох з них центральну роль відіграють пневматичні вироби, які в Польщі постачає, зокрема, компанія ПНЕВМАТ – виробник пневматичних циліндрів та постачальник повного асортименту промислової пневматики: циліндрів, клапанів, шлангів, фітингів, арматури, обладнання для підготовки повітря, газових пружин та технічної хімії.

Нижче наведено комплексний огляд того, яке пневматичне обладнання використовує типова ливарня, з урахуванням конкретних груп продуктів та їхніх функцій на наступних етапах ливарного процесу.

Пневматичні циліндри з металевим скребком для роботи в умовах сильного запилення ливарного цеху

Особливості роботи обладнання на ливарному виробництві та вимоги до пневматичних систем

Умови на ливарному виробництві є «неприхильними» для будь-якого типу обладнання. При проектуванні пневматичних систем необхідно враховувати, зокрема:

високу температуру (печі, заливальні лінії, охолодження форм),
запиленість та наявність абразивних частинок (формовий пісок, пісок для виготовлення стрижнів, пил від обробки, дробинка),
вологість, масляні тумани, пари (сполучні речовини, охолоджувачі),
інтенсивні вібрації та механічні удари (витрушувачі, вібратори, дробарки),
безперервну роботу – часто 2–3 зміни, з обмеженими вікнами для технічного обслуговування,
вимоги з охорони праці, часто також ATEX у зонах, що становлять вибухонебезпеку (металевий пил, пил піску та сполучних речовин, пари).

Все це зумовлює вибір спеціальних конструкцій пневматичних пристроїв, відповідних матеріалів (нержавіюча сталь, нікельована латунь, технополімери), стійкі ущільнення (наприклад, FKM), посилені конструкції приводів (металеві скребки, напрямні), герметичні корпуси клапанів, а також відповідний підбір шлангів і фітингів, які не тріснуть і не піддадуться абразивному зносу.

Обладнання для агресивного середовища ливарних цехів з ущільненнями FKM та деталями з технополімерів

Де в ливарному цеху застосовується пневматика?

Процес у ливарному цеху можна розділити на кілька основних зон, і в кожній з них ми знайдемо різні конфігурації пневматичних елементів:

Підготовка шихти та плавлення — подача брухту, легуючих домішок, керування заслінки та засувки в подавачах, керування повітряними заслінки в печах.
Формування та серцевина – формувальні автомати, преси, надування та ущільнення формувального піску, повітродувки для заповнення формувальних ящиків, маніпуляції з серцевинами.
Заливання форм – керування заслінки заливальних жолобів, позиціонування форм та кокілів, приводи блокувань та притискачів.
Вибивання та охолодження виливків – струшувачі, вібраційні столи, транспортування виливків на охолоджувальних лініях, пневматичні вібратори.
Очищення виливків та обробка – дробеструйні машини, очисні камери, відкривання та закривання камер, приводи засувок дробу, маніпулятори.
Внутрішня логістика та складування – пневматичні захвати, підйомні циліндри, пневматичні кінцеві вимикачі, елементи підйому та кріплення вантажів.
Допоміжні установки – системи пиловідведення, заслінки в рукавних фільтрах, повітряні заслінки, пристрої для дозування технологічних середовищ.

У кожній з цих зон повторюються певні ключові групи пневматичних виробів, які ливарний цех може придбати з асортименту ПНЕВМАТ.

Застосування пневматики в ливарному виробництві: автоматизація процесів плавки та розливу металу

Основні групи пневматичних виробів у ливарному виробництві

Пневматичні циліндри — «м’язи» ливарного виробництва

Серцем більшості систем є пневматичні циліндри — лінійні та поворотні приводи, що забезпечують такі рухи: переміщення, притискання, підйом, опускання, поворот.

ПНЕВМАТ спеціалізується на виробництві пневматичних циліндрів, що відповідають стандартам ISO 15552, ISO 6431 та ISO 6432, які охоплюють низку серій (зокрема Flowmatik, ISOline, NWT, PSC, безпоршневі SLN/SLNP) з діаметрами поршня від 8 до 320 мм та безпоршневі до 63 мм.

Високотемпературні пневмоциліндри для автоматизації заливки форм та кокілів у ливарному виробництві

У ливарному цеху зазвичай використовуються:

Профільні циліндри ISO 15552 / 6431 — для приводів засувок, заслінок, механізмів затискання формувальних ящиків, блокувань, притискачів форм.
Компактні циліндри — у місцях з обмеженим простором для монтажу (формувальні лінії, модулі верстатів).
Круглі циліндри ISO 6432 – для легших допоміжних приводів, кінцевих притискних пристроїв, блокувань.
Пневмоциліндри безштокові – для довших ходів при обмеженій довжині монтажу, наприклад, транспортування форм, позиціонування візків, направляючих.

Спеціальні циліндри:

з металевим скребком для роботи в забрудненому середовищі (пісок, металевий пил)
у високотемпературному виконанні (відповідні ущільнення та мастила),
циліндри з направляючими,
виконання з нержавіючої сталі для зон миття або в хімічно агресивних середовищах.

На практиці ливарний цех потребує як стандартних приводів, так і приводів, спроектованих та виготовлених за індивідуальними розмірами – ПНЕВМАТ пропонує такі рішення, а також послугу відновлення приводів, що має велике значення в умовах важких умов експлуатації та високих витрат, пов’язаних із простоєм.

Пневмоциліндри з направляючими для прецизійного притиску ливарних форм на автоматизованій лінії

Пневматичні клапани та електромагнітні клапани — регулювання потоку

Другою ключовою групою є арматура для регулювання потоку повітря:

розподільні клапани 3/2, 5/2, 5/3, механічні, пневматичні, ручні,
пневматичні електроклапани, також у клапанних островах,
електромагнітні мембранні клапани, що використовуються, зокрема, для рукавних фільтрів у системах пиловідведення, як імпульсні клапани.

Застосування у ливарному цеху:

керування рухом приводів у формувальних автоматах, пресах, затискачах,
керування заслінки в системах пилоуловлювання – імпульси регенерації рукавних фільтрів
керування заслінки повітря та вихлопних газів у печах,
керування вібраційними транспортними пристроями та струшувачами,
керування приводами захватів, поворотників, маніпуляторів.

Ливарний цех звертає увагу на:

ступінь захисту IP (пил, волога),
стійкість котушки до підвищеної температури,
можливість безперервної роботи (duty cycle),
доступність котушок для різних напруг (24 В постійного струму, 230 В змінного струму),
простоту обслуговування та заміни (котушки на засувці, роз'єми DIN).

ПНЕВМАТ як постачальник клапанів, електромагнітних клапанів та клапанних островів дозволяє підібрати рішення з відповідним терміном служби та параметрами потоку (KV, Qn) відповідно до вимог конкретної лінії у ливарному цеху.

Електромагнітні клапани з високим ступенем захисту IP для керування ливарними печами в умовах високих температур

Підготовка стисненого повітря – FRL у важких умовах

Щоб пневматична система у ливарному цеху працювала надійно, недостатньо лише хорошого приводу чи клапана – вирішальне значення має підготовка стисненого повітря. Це особливо важливо в умовах запиленості, коливань температури та великої кількості конденсату.

На практиці застосовуються:

фільтри для механічного очищення повітря,
редуктори тиску (стабілізація робочих параметрів приводів і клапанів),
змащувачі (там, де потрібне туманне змащування елементів),
комплектні блоки FRL (Filter – Regulator – Lubricator) у модульному виконанні.

В асортименті ПНЕВМАТ є блоки підготовки повітря, редуктори та фільтри тиску, які є основою кожного пневматичного гнізда в ливарному цеху.

У ливарному цеху додатково часто застосовуються:

адсорбційні або охолоджувачі – для обмеження конденсату та корозії,
сепаратори конденсату та автоматичні зливи,
точні фільтри для чутливих приладів управління.

Якісна підготовка повітря безпосередньо впливає на термін служби пневмоциліндрів і клапанів, а також зменшує ризик заклинювання та поломок – що в ливарному цеху означає мінімізацію витрат, пов’язаних із простоєм.

Промислові блоки підготовки повітря FRL та системи фільтрації для видалення конденсату в ливарному цеху

Шланги та пневматичні трубопроводи — «кровоносна система» установки

Розвинена інфраструктура ливарного цеху вимагає десятків, а нерідко й сотень метрів шлангів та пневматичних трубопроводів. ПНЕВМАТ пропонує широкий асортимент шлангів для стисненого повітря та каліброваних трубопроводів з поліаміду (PA) і поліуретану (PU), пристосованих, зокрема, до мастил, палива, оливи та стисненого повітря, з робочим тиском у діапазоні 17–27 бар і діапазоном температур від -10 °C до +80 °C.

У ливарному цеху застосовуються:

трубопроводи з PA/PU для з'єднань «привід–клапан», «клапанна острівця–виконавчі елементи»,
гумові шланги та ПВХ-шланги для живлення ручних інструментів, продувки виливків, очищення робочих місць,
спіральні шланги в зонах, де потрібна пружність трубопроводу (ручні робочі місця),
шланги, стійкі до стирання – при контакті з піском, дробом, твердими частинками,
у деяких зонах – шланги у вогнетривкому виконанні або з підвищеною термостійкістю.

Важливим елементом є правильне прокладання шлангів (кріплення, направляючі, захисні кожухи) та правильний вибір внутрішнього діаметра – занадто малий діаметр спричиняє падіння тиску та уповільнення роботи приводів, що у ливарному цеху швидко виявляється як проблема з продуктивністю лінії.

Зносостійкі пневматичні шланги та трубки PA і PU для роботи в агресивних умовах ливарного цеху

Фітинги, різьбові з'єднувальні елементи та швидкороз'ємні з'єднання — деталі, від яких залежить надійність

Навіть найкраще спроектована пневматична система може мати проблеми з надійністю, якщо в ній використовуються дешеві, неточні фітинги.

ПНЕВМАТ постачає, зокрема:

вставні фітинги – прямі, колінчасті, трійники, прохідні фітинги,
гвинтові з'єднання – для більших діаметрів та важчих умов,
різьбову арматуру – ніпелі, муфти, перехідники, коліна, трійники з нікельованої латуні
пневматичні швидкороз'ємні з'єднання – гнізда та штекери для шлангів та систем стисненого повітря,
фітинги для текалану та трубопроводів PA/PU,
кульові крани для відключення ділянок системи.

У ливарному цеху особливо важливими є механічна міцність і корозійна стійкість покриттів (нікельована латунь, нержавіюча сталь), а також надійне ущільнення (наприклад, О-кільця з NBR або FKM, різьблення з ущільненням з PTFE). Негерметичність у ливарному цеху – це не тільки ризик падіння тиску та проблеми з роботою обладнання, а й реальні втрати енергії, тому періодичний контроль системи та використання якісних деталей мають ключове значення.

Різьбова латунна арматура з PTFE ущільненням для запобігання витокам у пневматичних системах

Газові пружини та промислові амортизатори

У багатьох машинах ливарного цеху — від заслінок і кришок до кожухів та сервісних дверей — використовуються газові пружини та промислові амортизатори, які пропонує компанія ПНЕВМАТ .

Застосування:

підтримка при відкриванні важких кришок (наприклад, оглядових у печах, фільтрах, дробеструйних машинах),
контрольоване закривання дверцят машин,
гасіння руху рухомих частин у кінцевих положеннях ходу,
стабілізація положення маніпуляційних елементів.

Правильно підібрані газові пружини підвищують безпеку експлуатації (відсутність ризику падіння важкої кришки) та ергономіку роботи.

Вимірювальна техніка – манометри, датчики, контроль тиску

Стабільні параметри повітря у ливарному цеху неможливі без відповідної вимірювальної апаратури.

ПНЕВМАТ пропонує, зокрема, манометри для вимірювання тиску (наприклад, осьові 0–12 бар з приєднанням 1/8"), які дозволяють здійснювати постійний контроль тиску в головних магістралях та вузлах установки.

У ливарному цеху застосовуються:

локальні манометри біля розподільників та клапанних островів,
датчики тиску з електричним виходом для інтеграції з системою управління,
перетворювачі перепаду тиску, наприклад, у системах фільтрації та вентиляції, для моніторингу ступеня забруднення фільтрів.

Завдяки цьому можна здійснювати прогнозний моніторинг (наприклад, зростаючі перепади тиску вказують на забруднення фільтрів або негерметичність шлангів) і реагувати до того, як відбудеться зупинка ливарної лінії.

Промислова хімія та сервісне обслуговування пневматики

З точки зору технічного обслуговування ливарного цеху важливе значення має не тільки сама арматура, але й промислова хімія – мастила, миючі засоби, антикорозійні препарати, засоби для герметизації різьблень – а також сервісні послуги.

ПНЕВМАТ, окрім постачання компонентів, також надає такі послуги: проектування та монтаж пневматичних установок, нагляд за технічним обслуговуванням, аудит енергоефективності та регенерація приводів.

У ливарному цеху це особливо важливо, оскільки:

пневматична система схильна до швидкого зносу,
впровадження ефективних стратегій змащування, герметизації та очищення сприяє зменшенню аварійності,
аудити стисненого повітря допомагають зменшити витрати на енергію (витоки, надмірний тиск, неефективна підготовка повітря).

Приклади застосування пневматики в конкретних вузлах ливарного цеху

Щоб краще проілюструвати роль пневматики, варто розглянути кілька типових технологічних вузлів і вказати, які конкретні групи продуктів там працюють.

Застосування пневматики в автоматичних формувальних лініях ливарного цеху для виготовлення металевих виливків

Формувальні автомати та формувальні лінії

У піщаних формувальних лініях пневматика відповідає, зокрема, за:

затискання та блокування формувальних ящиків — циліндри ISO 15552 з більшим діаметром поршня та відповідним зусиллям,
притискання моделі, штампа, пресування піску — лінійні та компактні циліндри,
переміщення формувальних ящиків, позиціонування на транспортній лінії – безпоршневі циліндри,
керування засипними клапанами піску, заслінки, дозатори.

Елементи системи:

пневматичні циліндри (часто з металевим скребком при сильному запиленні),
клапанних островів та електроклапани (керування рухом),
шланги PA/PU, штекерні з'єднувачі,
FRL на входах до секцій лінії.

Сърцевинний цех – серцевинні машини, вдування піску та сполучних речовин

У серцевинних цехах важливими є швидкість циклу та повторюваність:

вдування піску та сполучних речовин у серцевинні коробки – клапани, електромагнітні клапани, дросельні заслінки,
затискання серцевинних форм, позиціонування, притиск – профільні та компактні циліндри,
дегазація та продування серцевинних форм – повітряні форсунки, електромагнітні клапани.

Необхідні елементи:

електроклапани з високою динамікою та великою пропускною здатністю,
підготовка повітря (фільтрація, осушення – щоб не допустити потрапляння вологи в пісок),
шланги з відповідною стійкістю до стирання.

Заливання форм і кокілів – безпека та точність

Етап заливання виливків (гравітаційним, напірним або напівавтоматичним способом) вимагає безпечного та точного керування:

заслінки заливальних жолобів та засувки – лінійні приводи з великою силою, стійкі до високої температури навколишнього середовища,
позиціонування форм та кокілів – лінійні, безпоршневі, поворотні приводи,
запобіжні блокування – приводи, часто з пружиною повернення (функція безпеки).

У системах заливки часто застосовуються додаткові:

датчики положення приводів (наприклад, магнітні),
запобіжні клапани (наприклад, швидке відключення подачі повітря).

Термостійкі пневмоциліндри для автоматизації заливки ливарних форм та кокілів на промисловому виробництві

Вібраційні сита, вібраційні решітки, охолоджувальні столи

При вибиванні виливків з форм та їх попередньому охолодженні застосовуються вібраційні пристрої та струшувачі, в яких пневматика забезпечує:

привід пневматичних вібраторів,
керування заслінки та засувки,
позиціонування охолоджувальних столів, амортизацію руху.

У цьому вузлі особливо важливими є:

механічна стійкість приводів і з'єднувальних елементів до вібрацій,
належне кріплення трубопроводів,
використання трубопроводів і шлангів з підвищеною механічною міцністю.

Процес очищення ливарних відливків та пневматичне керування дверима дробоструйної камери

Дробеструйні машини та очищення виливків

У дробеструйних машинах (барабанних, камерних, підвісних) пневматика відповідає, зокрема, за:

відкривання та закривання дверей дробеструйних камер,
керування засувками дробу (дозування абразивного матеріалу),
заслінки повітря в системах пиловідведення та вентиляції,
механізми підйому та блокування візків, підвісок, транспортерів.

Тут особливо важливо:

застосування приводів посиленої конструкції,
арматура у виконанні, стійкому до стирання та пилу (нікельована латунь, нержавіюча сталь),
надійні ущільнення, щоб шрот і пил не проникали в механізми.

Системи пиловідведення та вентиляції

Системи пиловідведення мають ключове значення з точки зору охорони праці та охорони навколишнього середовища. Пневматика виконує тут кілька функцій:

імпульсні мембранні клапани, що керують регенерацією рукавних фільтрів,
приводи заслінок, що керують напрямком потоку повітря та його кількістю,
приводи обвідних заслінок (байпас), зворотних заслінок,
приводи в механізмах спорожнення бункера фільтра.

Правильний підбір клапанів і приводів з точки зору стійкості до запилення та температури тут є абсолютно ключовим.

Системи знепилення та промислова вентиляція з використанням імпульсних мембранних клапанів у цеху

Як підібрати пневматичне обладнання для ливарного цеху?

При підборі пневматичного обладнання для ливарного цеху слід враховувати кілька ключових критеріїв:

1. Умови навколишнього середовища

максимальна температура навколишнього середовища,
рівень запиленості та наявність абразивних частинок,
вологість, можливий контакт з водою, охолоджувальними рідинами, хімікатами.

2. Параметри середовища (стисненого повітря)

робочий та максимальний тиск,
клас чистоти повітря, точка роси,
можливі вимоги щодо змащування.

3. Технологічні вимоги

швидкість руху приводів та кількість циклів на годину,
допустимі часи перемикання клапанів,
точність позиціонування.

4. Безпека та стандарти

вимоги з охорони праці, евентуально ATEX,
необхідність резервування та безпечної зупинки у разі втрати тиску,
стандарти для приводів (ISO 15552, 6431, 6432) для легкої взаємозамінності.

5. Економіка експлуатації

мінімізація витоків повітря (підбір з'єднувальних елементів, арматури),
оптимізація робочого тиску (занадто високий тиск означає більший витрата енергії),
простота обслуговування (стандартизація елементів, доступ до запасних частин).

Застосування пневматичних інструментів у ливарних цехах

У промислових ливарних цехах сировина переробляється на конструктивні елементи та різноманітні компоненти, для їх обробки використовуються пневматичні інструменти.

Завдяки надійності, відповідній потужності та стійкості до специфічних умов роботи вони є основою ефективного та безперебійного виробництва.

Пневматичні інструменти завдяки дії стисненого повітря забезпечують високу довговічність роботи в запиленому та агресивному середовищі, додатково забезпечуючи комфорт роботи, оскільки інструменти не нагріваються.

Завдяки пневматичному рішенню ми можемо розраховувати на постійне забезпечення повної робочої потужності без падіння продуктивності, що виникає внаслідок нагрівання інструменту, що є типовим обмеженням електричних рішень

1. Підготовка та ущільнення форм

Одним із ключових етапів виробництва виливків є підготовка форм — їх ущільнення, вирівнювання та видалення надлишку матеріалу. Для цих завдань ідеально підходять ущільнювачі форм Chicago Pneumatic.

Наприклад, серія ущільнювачів форм CP0200 від Chicago Pneumatic була розроблена спеціально для інтенсивного використання у ливарному виробництві — вона забезпечує велику кількість ударів на хвилину, високу продуктивність роботи та виняткову довговічність навіть при безперервній експлуатації в складних умовах.

2. Видалення ливників, очищення та обробка виливків

Після відливання деталей необхідно видалити ливники, наливи та надлишки шлаку. Тут неоціненну роль відіграють різні типи пневматичних молотків, які здатні швидко та ефективно видаляти зайві фрагменти металу без надмірного навантаження на оператора.

Ударні молотки та скребки, доступні в асортименті Chicago Pneumatic, розроблені з урахуванням роботи на ливарних підприємствах, де часто використовуються важкі матеріали і необхідна велика потужність інструменту. Промислові моделі оснащені додатковими елементами, що обмежують вібрацію та покращують комфорт роботи, що є важливим при тривалому використанні.

Використання пневматичного молотка для видалення ливників та фінішної очистки металевих відливків

3. Шліфування, шліфування з грануляцією та обробка поверхні

Після видалення формувальних елементів виливки потребують ретельної обробки поверхні, такої як шліфування, шліфування з грануляцією, усунення дефектів або підготовка до подальших процесів (наприклад, фарбування, нанесення покриття).

У цій сфері широке застосування знаходять різні типи пневматичних шліфувальних машин, які забезпечують як високу потужність, так і легкість контролю процесу обробки.

Прямі шліфувальні машини з поворотним механізмом — універсальні шліфувальні машини для точних оздоблювальних робіт та видалення матеріалу у важкодоступних місцях,
Пневматичні кутові та вертикальні шліфувальні машини — пропонуються в різних серіях, розроблені для роботи при високих навантаженнях, типових для ливарних цехів.

Шліфування є одним з найбільш трудомістких етапів після механічної обробки виливків — пневматичні інструменти добре зарекомендували себе тут як з точки зору ергономіки, так і ефективності.

Фінішне шліфування поверхні металевого відливку за допомогою промислової пневматичної шліфувальної машини

4. Свердління, нарізування різьби та монтаж допоміжних елементів

У багатьох випадках оброблюваний елемент вимагає не тільки поверхневої обробки, але й подальшого монтажу компонентів (наприклад, кріплень, гвинтів, втулок). Тут використовуються різні типи промислових пневматичних дрилів, які завдяки живленню стисненим повітрям забезпечують високий крутний момент і стійкість до перевантажень.

Промислові моделі різної потужності та розмірів дозволяють свердлити та нарізати різьбу в широкому спектрі матеріалів — від чавуну до легких сплавів.

Використання промислової пневматичної дрилі для свердління та слюсарної обробки металевих деталей

5. Монтаж та демонтаж кріпильних елементів

У повсякденних роботах з технічного обслуговування на ливарних підприємствах часто виникає потреба у швидкому монтажі або демонтажі великих елементів, форм чи кріплень. Для цього ідеально підходять пневматичні ударні гайкові ключі.

Пневматичні ударні гайкові ключі Chicago Pneumatic – компактні рішення для швидкого монтажу різьбових з'єднань (доступні у версії ATEX)

Такі гайкові ключі незамінні під час заміни ливарних форм, демонтажу обладнання або під час обслуговування установок.

У ливарних цехах пневматичні інструменти є основою ефективного та безпечного виробництва після відповідної підготовки робочих місць та з'єднувальних елементів — від моменту підготовки форм, через обробку виливків, аж до остаточної обробки та монтажу. Завдяки стисненому повітрю можна досягти високої потужності роботи, одночасно зберігаючи довговічність інструментів та комфорт операторів у складних умовах.

Пропозиція компанії Chicago Pneumatic охоплює широкий асортимент пневматичних інструментів — від ущільнювачів форм, ударних молотків та шліфувальних машин до дрилів, ударних гайкових ключів та інструментів для обробки. Завдяки цьому ці інструменти є ідеальним рішенням для сучасних ливарних цехів, які очікують як надійності, так і високої продуктивності роботи.

ПНЕВМАТ як постачальник комплексних пневматичних систем може підтримати ливарний завод вже на етапі проектування — від підбору елементів, через виконання монтажу, аж до аудитів енергоефективності та сервісного обслуговування.

Вас може зацікавити:

Автор

Захар Магеровський

Оператор

+38-(067)-75-53-862

[email protected]

Графік роботи:

9:00 - 17:00