Čisticí stroj pro námořní dieselové motory – bloky motorů a klikové hřídele: Těžká čisticí řešení pro součásti do hmotnosti 30 tun

Přehled

Součásti námořních dieselových motorů mohou být výrazně větší a těžší než jejich automobilové protějšky. Bloky motorů mohou dosahovat hmotnosti 30 tun , zatímco klikové hřídele mohou mít délku několik metrů.

Jejich velké rozměry, složité vnitřní dutiny a významné množství obráběcích zbytků vyžadují, aby zařízení pro čištění bylo speciálně navrženo s ohledem na těžké manipulace, úplné pokrytí povrchu při čištění, odstranění zbytků, sušení a bezpečnost obsluhy .

Společnost Big Bird Industrial vyvinula robustní systémy pro čištění součástí námořních motorů a generátorových motorů, včetně bloků motorů a klikových hřídelů. Tento článek analyzuje výzvy spojené s čištěním těchto součástí a vysvětluje, jak jsou pro velké díly konfigurovány doprava, čištění stříkáním s automatickým skenováním, cílené čištění vysokým tlakem, sušení a filtrace.

1. Proč vyžadují součásti námořních motorů specializovaná řešení pro čištění?

Námořní dieselové motory jsou obvykle založeny na konstrukcích velkoobjemových motorů s nízkými otáčkami. Bloky válců a klikové hřídele mohou být mnohem větší a těžší než součásti používané v osobních nebo nákladních vozidlech.

Bloky válců námořních motorů mohou vážit až 30 tun , zatímco klikové hřídele mohou dosahovat několika metrů v délce.

Tyto součásti mají také často:

• Velké vnitřní dutiny
• Komplexní olejové kanály s velkým průměrem
• Významné zbytky z lití
• Těžké obráběcí třísky
• Rozsáhlé vnější povrchové plochy
• Dlouhé doby zpracování a manipulace

Větší obráběcí přípusť a rozsáhlé vnitřní dutiny mohou vést k významnému množství zbytkového písku, třísek a jiných nečistot.

Zároveň vysoká hodnota a hmotnost součástí činí spolehlivé zacházení zvláště důležitým.

Čisticí systém musí proto splňovat dvě požadavky současně:

Účinné čištění celého povrchu + bezpečné a stabilní manipulace s těžkými obrobky

2. Řešení pro blok motoru: Přeprava vozíkem s čištěním stříkáním ve skenovacím režimu

Čisticí stroj pro těžké námořní dieselové bloky motorů využívá dopravní systém na bázi vozíků.

Typický postup je:

Naložení na vozík → pomalý vjezd → čištění stříkáním ve skenovacím režimu → ruční cílené čištění → odvání stříkáním ve skenovacím režimu → ruční cílené odvání → pomalý vykládkový proces

Blok motoru vstupuje do čisticí komory pomalu na těžkém vozíku. Skenující stříkací zařízení se pohybuje přes obrobek, aby zajistilo úplné čištění celého povrchu.

Oblasti, které je obtížné dosáhnout systémem stříkání čisticího prostředku, například otvory pro olejové kanály a otvory pro vodní pláště, lze doplnit ručním čištěním vysokým tlakem.

Klíčové parametry

• Čas cyklu: Přibližně 60 minut
• Maximální hmotnost obrobku: 30 tun
• Použití: Těžké lodní dieselové bloky motorů
• DOPRAVA: Těžká vozíková jednotka
• Hlavní metoda čištění: Čištění roztokem pomocí skenovacího stříkání
• Cílené čištění: Ruční čištění vysokým tlakem
• Sušení: Skenovací odstřik vzduchem + ruční cílený odstřik vzduchem

Toto zařízení bylo v roce 2018 vyvezeno do Japonska , čímž bylo prokázáno jeho využití při čištění těžkých námořních dieselových motorů.

Tři důležité konstrukční úvahy

1. Pomalý pohyb vozíku

Součást o hmotnosti desítek tun má značnou setrvačnost při zrychlování i zpomalování.

Řízený pohyb v nízké rychlosti pomáhá snížit mechanické rázy a zajišťuje stabilnější manipulaci při vjezdu a výjezdu do čisticí komory.

Dopravní systém je proto třeba považovat za nedílnou součást čisticího zařízení, nikoli pouze za doplňkové zařízení pro manipulaci s materiálem.

2. Skenovací postřik jako hlavní čisticí metoda

Pohyblivý postřikovací rám skenuje povrch motorového bloku, aby pokryl jeho vnější plochy.

Tento přístup je vhodný pro velké součásti, protože čisticí systém může postupně pokrýt celou součást bez nutnosti otáčet celou součástí.

3. Ruční čištění kritických oblastí

Velké motorové bloky obsahují oblasti, které nemusí být plně dostupné pro skenovací postřikový systém.

Otevřené průchody pro olej, otvory pro vodní plášť a jiná kritická místa lze proto dodatečně cíleně čistit pomocí vysokotlakého čisticího pistole.

Tato kombinace automatizované celkové čištění + cílené ruční čištění poskytuje praktické řešení pro extrémně velké součásti.

3. Řešení pro klikový hřídel: Skenovací čištění s cíleným vysokotlakým čištěním průchodů pro olej

Požadavky na čištění velkého námořního klikového hřídele se liší od požadavků na čištění bloku motoru.

Protože je klikový hřídel dlouhý hřídelový díl, systém využívá jinou konfiguraci dopravy a klade zvláštní důraz na čištění průchodů pro olej.

Typický proces je:

Ruční zvedání a navažování → celkové skenovací postřikové čištění → robotické cílené čištění průchodů pro olej → vysokotlaké čištění 10 MPa → celkové skenovací odvádění vzduchu → vykládka paralelním válečkovým dopravníkem

Klíčové parametry

• Čas cyklu: Přibližně 20 minut, bez zavádění a vykládky
• Celková čistota: ≤40 mg
• Kritérium nejvyšší čistoty obrobku: ≤200 mg
• Tlak při čištění olejových kanálů: 10 MPa
• DOPRAVA: Paralelní válečkový dopravník
• Cílené čištění: Malý robot se specializovanou tryskou
• Sušení: Skenování proudem stlačeného vzduchu

Tento typ zařízení byl dodán v roce 2017 .

Proč používat tlak 10 MPa pro olejové kanály lodních klikových hřídelí?

Požadavek na čisticí tlak pro lodní klikovou hřídel nelze jednoduše porovnat s požadavkem pro automobilovou klikovou hřídel.

Automobilové klikové hřídele mohou mít relativně menší a složitější olejové kanály. Například u aplikace klikové hřídele nákladního vozidla se může používat přibližně 50 MPa čištění vysokotlakou insercí.

Olejové kanály lodních klikových hřídelí mohou mít větší průměr a relativně rovnější tokové dráhy. V této konfiguraci se používá cílený čistící proces při tlaku 10 MPa spolu s robotickým umístěním trysky může zajistit dostatečnou čisticí účinnost pro dané použití.

Tlak však nesmí být posuzován samostatně.

Příslušný čisticí tlak závisí na:

• Průměru olejového průchodu
• Délce a geometrii průchodu
• Materiál součásti
• Charakteristik kontaminace
• Návrh trysky
• Umístění trysky
• Požadované úrovni čistoty

Konečný proces proto musí být stanoven prostřednictvím validace procesu a testování čistoty.

4. Proč jsou kritéria čistoty ≤40 mg a ≤200 mg?

U aplikace lodního klikového hřídele se používají dvě kritéria čistoty:

Celková čistota: ≤40 mg

Kritérium pro maximální velikost součásti: ≤200 mg

Velké námořní součásti se mohou výrazně lišit ve velikosti a vnitřním objemu.

Použití stejného absolutního limitu kontaminace pro každý klikový hřídel by mohlo vést k nevhodnému přijímacímu standardu pro různé rozměry součástí.

Dvoukritériový přístup tak umožňuje rozlišit mezi obecným požadavkem na výrobu a maximální přípustnou úrovní kontaminace u větších součástí.

Přesná metoda odběru vzorků, extrakční proces, kontrolní plocha, požadavky na velikost částic a přijímací kritéria by měly být vždy stanoveny v technické dohodě týkající se zařízení.

5. Čtyři zvláštní požadavky na čištění námořních motorů

Vysoce výkonné zařízení pro čištění námořních motorů má několik požadavků, které jsou u konvenčního čištění automobilových součástí méně kritické.

1. Bezpečné zacházení s těžkými součástmi

Součásti o hmotnosti desítek tun vyžadují vhodné zvedací zařízení, kvalifikované obsluhy, dostatek místa pro nakládání a spolehlivé struktury pro polohování a vedení.

Rozmístění zařízení musí zajistit dostatečný volný prostor pro operace nakládání a vykládání.

2. Stabilní doprava

Vozy a válečkové dopravníky musí být schopny řízeného zrychlení a zpomalení.

U extrémně těžkých součástí může náhlé spuštění nebo zastavení vyvolat významné setrvačné síly, které ovlivňují jak zařízení, tak obrobek.

3. Vysoká kapacita pro zbytky

Velké litinové součásti mohou generovat významné množství písku, třísek a jiných obráběcích zbytků.

Filtrační a odváděcí systém pro zbytky proto potřebuje dostatečnou kapacitu pro maximální rozměr obrobku a očekávané znečištění.

Možnosti jako automatická filtrace a odvádění zbytků mohou pomoci snížit nepotřebnou prostojovou dobu kvůli ručnímu čištění.

4. Důkladné sušení

Velké dutiny a hluboké průchody mohou po čištění udržet významné množství vody.

Jediný proces odvádění vzduchem nemusí být pro každou geometrii dostačující.

K řešení obtížně přístupných míst a zlepšení celkového stavu usušení lze použít kombinaci skenovacího odvádění vzduchem a cíleného ručního odvádění vzduchem.

6. Jak vybrat čisticí zařízení pro námořní motory a generátorové motory?

Při výběru čisticího zařízení pro námořní motory nebo generátorové motory je prvním krokem stanovení maximální hmotnosti a rozměrů obrobku .

Tyto parametry určují požadované:

• Způsob zvedání
• Konstrukci vozíku nebo dopravníku
• Zatížitelnost zařízení
• Rozměry komory
• Systém pozicování
• Bezpečnou vzdálenost

Dalším krokem je stanovení přesných kritérií přijatelné čistoty.

Například určete, zda se čistota hodnotí:

• Jako celková hodnota součásti
• Podle konkrétních oblastí
• Podle vnitřních průchodů
• S použitím kritéria maximálního dílce
• Společně s limitem velikosti částic

Toto rozhoduje, zda je vyžadováno cílené čištění olejových průchodů nebo jiné specializované čisticí procesy.

Doba výrobního cyklu by poté měla být vyhodnocena ve vztahu ke skutečným požadavkům na výstup.

U velkých námořních součástí je cyklus procesu trvá 20 až 60 minut to není nutně nevýhodou. Velké součásti mají značně odlišné požadavky na zpracování a manipulaci než automobilové díly vysokého objemu a pokus o optimalizaci výhradně za účelem dosažení nejkratšího cyklu může vést k nadbytečné složitosti zařízení.

Nakonec je třeba vyhodnotit infrastrukturu továrny, včetně:

• Nosnost mostového jeřábu
• Nosná schopnost podlahy
• Dostupný výrobní prostor
• Tras pro manipulaci s materiálem
• Volného prostoru pro náklad a vykládku
• Požadavků na odvodnění a úpravu vody

Big Bird Industrial dodala robustní čistící zařízení pro námořní aplikace a aplikace generátorových motorů, včetně systémů navržených pro válcové bloky motorů v kategorii třídy 30 tun .

Často kladené otázky

Proč trvají čistící cykly námořních válcových bloků motorů a klikových hřídelí tak dlouho?

Velké součásti mají mnohem větší povrchové plochy a vnitřní objemy.

Systémy stříkacího čištění mohou vyžadovat několik průchodů pro dosažení dostatečného krytí, zatímco u velkých dutin je potřeba navíc čas na cirkulaci čistící kapaliny, odvod a sušení.

Samotné manipulování může také trvat značnou dobu, pokud součást váží desítky tun.

Pro výše popsaný reprezentativní systém motorového bloku 60minutový cyklus zahrnuje celý proces vstupu, čištění a výstupu .

Pro systém klikového hřídele 20minutový cyklus nezahrnuje čas na naložení a vyložení .

Je tlak 10 MPa dostačující pro čištění olejových kanálků námořních klikových hřídelí?

Požadovaný tlak závisí na průměru, délce, geometrii olejových kanálků, materiálu součásti, stupni kontaminace a konfiguraci trysek.

Pro zmíněnou námořní aplikaci klikového hřídele 10 MPa je cílový tlak pro čištění se používá s robotickým nastavením polohy trysky.

Přijímací kritéria pro toto použití zahrnují celkovou čistotu ≤40 mg , přičemž maximální kritérium pro obrobek je ≤200 mg .

Konečně by měla být dostatečnost tlaku ověřena skutečným testováním čistoty a validací procesu.

Měly by se pro součásti námořních motorů používat vozíky nebo válečkové dopravníky?

Příslušná dopravní metoda závisí především na rozměru, hmotnosti, geometrii a požadovaném pohybu součásti.

Doprava vozíkem je vhodná pro extrémně velké a těžké součásti se stabilní opěrnou plochou. Poskytuje vysokou nosnost a řízený pohyb.

Doprava válečkovým dopravníkem je vhodná pro součásti, jejichž geometrie umožňuje stabilní spojitý nebo krokový dopravní pohyb.

Dlouhé klikové hřídele lze přepravovat axiálně pomocí rovnoběžných válců, čímž se snižuje potřeba otáčení obrobku během zpracování.

Jak má být specifikována čistota zařízení pro čištění námořních motorů?

Technická přijímací specifikace by měla jednoznačně definovat metodu měření čistoty a kritéria přijetí.

Pro velké součásti s výrazně odlišnými objemy kombinace celkového kritéria čistoty a kritéria maximálního obrobku mohou být použity.

U odkazovaného těžkého námořního čisticího systému pro klikové hřídele jsou kritéria ≤40 mg celkem a ≤200 mg pro podmínku maximálního obrobku .

Konečný přijímací standard by měl být vždy dohodnut v technické specifikaci zařízení.

Závěr

Čištění součástí námořních dieselových motorů vyžaduje zásadně odlišný přístup k zařízení než čištění součástí konvenčních osobních nebo nákladních vozidel.

Ablok motoru třídy 30 tun vyžaduje přepravu na těžkém vozíku, řízený pohyb, čištění stříkáním s velkoplošným skenováním a cílené čištění kritických otvorů.

Velký námořní klikový hřídel vyžaduje jinou konfiguraci, která kombinuje čištění se skenováním s cíleným čištěním olejových kanálů za tlaku 10 MPa , následovaným skenovacím odvětřením stlačeným vzduchem a řízeným vykládáním.

V obou aplikacích musí být při návrhu zařízení zohledněno více než pouze čistící tlak a doba cyklu. Hmotnost obrobku, jeho rozměry, vnitřní geometrie, stabilita při přepravě, kapacita pro zbytky, sušení, infrastruktura továrny a kritéria přijatelné čistoty musí být vzájemně zohledněny.

Big Bird Industrial poskytuje průmyslová řešení pro intenzivní čištění námořních dieselových motorů, generátorových motorů a dalších velkorozměrových komponentů; konfigurace zařízení jsou vyvíjeny speciálně pro konkrétní rozměry obrobků, technologické požadavky a výrobní podmínky.