Macchina per la pulizia di blocchi motore e alberi a gomiti di motori diesel marini: soluzioni di pulizia pesante per componenti fino a 30 tonnellate

Panoramica

I componenti dei motori diesel marini possono essere significativamente più grandi e pesanti rispetto ai loro omologhi automobilistici. I blocchi motore possono raggiungere 30 tonnellate di peso , mentre gli alberi a gomiti possono estendersi per diversi metri di lunghezza.

Le loro grandi dimensioni, le complesse cavità interne e i consistenti residui di lavorazione richiedono attrezzature per la pulizia progettate appositamente per garantire movimentazione pesante, copertura completa della pulizia, rimozione dei residui, asciugatura e sicurezza dell’operatore .

Big Bird Industrial ha sviluppato sistemi di pulizia pesanti per componenti di motori marini e di gruppi elettrogeni, inclusi blocchi motore e alberi a gomiti. Questo articolo esamina le sfide legate alla pulizia di tali componenti e spiega come vengono configurati il trasporto, la pulizia a spruzzo con scansione, la pulizia mirata ad alta pressione, l’asciugatura e la filtrazione per pezzi su larga scala.

1. Perché i componenti dei motori marini richiedono soluzioni di pulizia specializzate?

I motori marini a gasolio sono comunemente basati su progetti di motori a grande alesaggio e bassa velocità. I loro blocchi motore e alberi a gomiti possono essere molto più grandi e pesanti rispetto ai componenti utilizzati nei veicoli passeggeri o commerciali.

Un blocco motore marino può pesare fino a 30 tonnellate , mentre gli alberi a gomiti possono raggiungere diversi metri di lunghezza.

Questi componenti presentano inoltre spesso:

• Cavità interne di grandi dimensioni
• Canali dell’olio di grande diametro ma complessi
• Residui significativi di fusione
• Trucioli di lavorazione pesanti
• Aree superficiali esterne di grandi dimensioni
• Tempi prolungati di lavorazione e movimentazione

Un maggiore sovrappiù di lavorazione e ampie cavità interne possono generare una notevole quantità di sabbia residua, trucioli e altri contaminanti.

Allo stesso tempo, l’elevato valore e il peso dei componenti rendono particolarmente importante una movimentazione affidabile.

Il sistema di pulizia deve quindi soddisfare contemporaneamente due requisiti:

Copertura efficace della pulizia + movimentazione sicura e stabile di pezzi pesanti

2. Soluzione per blocchi motore: trasferimento su carrello con pulizia a spruzzo a scansione

La macchina per la pulizia dei blocchi motore marini diesel pesanti utilizza un sistema di trasporto basato su carrello.

Un processo tipico è:

Caricamento sul carrello → ingresso a bassa velocità → pulizia a spruzzo a scansione → pulizia mirata manuale → soffiatura a scansione → soffiatura mirata manuale → scaricamento a bassa velocità

Il blocco motore entra nella camera di pulizia lentamente su un carrello pesante. L’attrezzatura di spruzzo a scansione si muove lungo il pezzo per garantire una copertura complessiva della pulizia.

Aree difficili da raggiungere con il sistema di spruzzatura per scansione, come gli aperture dei canali dell’olio e le aperture della giacca d’acqua, possono ricevere un’ulteriore pulizia manuale ad alta pressione.

Parametri principali

• Tempo di ciclo: Circa 60 minuti
• Peso massimo del pezzo in lavorazione: 30 tonnellate
• Applicazione: Blocchi motore diesel marini pesanti
• TRASPORTO: Carrello pesante
• Metodo principale di pulizia: Pulizia a spruzzo con scansione
• Pulizia mirata: Pulizia manuale ad alta pressione
• Asciugatura: Soffiaggio ad aria mediante scansione + soffiaggio manuale mirato

Questo equipaggiamento è stato esportato in Giappone nel 2018 , dimostrandone l’applicazione nella pulizia di motori diesel marini pesanti.

Tre importanti considerazioni progettuali

1. Movimento lento del carrello

Un pezzo in lavorazione che pesa decine di tonnellate ha un’inerzia notevole durante l’accelerazione e la decelerazione.

Un movimento controllato a bassa velocità contribuisce a ridurre gli urti meccanici e garantisce una manipolazione più stabile durante l’ingresso e l’uscita dalla camera di pulizia.

Il sistema di trasporto deve quindi essere considerato parte integrante dell’attrezzatura per la pulizia, non semplicemente un accessorio per la movimentazione dei materiali.

2. Pulizia principale mediante spruzzo a scansione

Una struttura mobile per lo spruzzo esegue una scansione lungo il blocco motore per coprirne le superfici esterne.

Questo approccio è adatto a pezzi in lavorazione di grandi dimensioni, poiché il sistema di pulizia può coprire progressivamente l’intero componente senza richiedere la rotazione completa del pezzo.

3. Pulizia manuale di aree critiche

I blocchi motore di grandi dimensioni contengono zone che potrebbero non essere completamente raggiungibili dal sistema di spruzzo a scansione.

Pertanto, aperture per il passaggio dell’olio, aperture per la giacca d’acqua e altre posizioni critiche possono essere sottoposte a una pulizia mirata aggiuntiva mediante una pistola di pulizia ad alta pressione.

Questa combinazione di pulizia automatica globale + pulizia manuale mirata offre una soluzione pratica per componenti estremamente grandi.

3. Soluzione per alberi a gomiti: pulizia con scansione e pulizia mirata ad alta pressione dei fori per l’olio

I requisiti di pulizia per un albero a gomiti marino di grandi dimensioni differiscono da quelli di un basamento motore.

Poiché l’albero a gomiti è un componente a forma di albero lungo, il sistema utilizza una configurazione di trasporto diversa e pone particolare enfasi sulla pulizia dei fori per l’olio.

Un processo rappresentativo è:

Sollevamento e caricamento manuali → Pulizia globale con spruzzo a scansione → Pulizia robotizzata mirata dei fori per l’olio → Pulizia ad alta pressione a 10 MPa → Soffiatura globale ad aria a scansione → Scarico su rulliera parallela

Parametri principali

• Tempo di ciclo: Circa 20 minuti, esclusi caricamento e scaricamento
• Pulizia complessiva: ≤40 mg
• Criterio di pulizia massima del pezzo in lavorazione: ≤200 mg
• Pressione di pulizia dei passaggi dell'olio: 10 MPa
• TRASPORTO: Rulliera parallela
• Pulizia mirata: Piccolo robot con ugello specializzato
• Asciugatura: Soffiatura a getto d'aria compressa con scansione

Questo tipo di attrezzatura è stato consegnato nel 2017 .

Perché utilizzare 10 MPa per i canali dell'olio degli alberi a gomiti marini?

Il requisito di pressione di pulizia per un albero a gomito marino non può essere semplicemente confrontato con quello di un albero a gomito automobilistico.

Gli alberi a gomito automobilistici possono presentare canali dell'olio relativamente più piccoli e complessi. Ad esempio, un'applicazione per veicoli commerciali potrebbe impiegare circa 50 MPa pulizia ad inserimento ad alta pressione.

I canali dell'olio degli alberi a gomito marini possono avere diametri maggiori e percorsi di flusso relativamente più lineari. In questa configurazione, un processo di pulizia mirato a 10 MPa combinato con il posizionamento robotizzato dell’ugello può garantire un’azione di pulizia adeguata per l’applicazione specificata.

Tuttavia, la pressione non deve essere valutata in modo indipendente.

La pressione di pulizia appropriata dipende da:

• Diametro del passaggio per l’olio
• Lunghezza e geometria del passaggio
• Materiale del componente
• Caratteristiche della contaminazione
• Design dell'Ugello
• Posizionamento ugello
• Livello di pulizia richiesto

Il processo finale deve quindi essere definito mediante validazione del processo e test di pulizia.

4. Perché i criteri di pulizia sono ≤40 mg e ≤200 mg?

L’applicazione relativa all’albero a gomiti marino prevede due criteri di pulizia:

Pulizia complessiva: ≤40 mg

Criterio massimo per pezzo: ≤200 mg

I componenti marini di grandi dimensioni possono variare notevolmente per dimensioni e volume interno.

Applicare esattamente lo stesso limite assoluto di contaminazione a ogni albero a gomiti potrebbe generare uno standard di accettazione inadeguato per componenti di dimensioni diverse.

Un approccio basato su due criteri può quindi distinguere tra il requisito generale di produzione e il livello massimo consentito di contaminazione per i componenti più grandi.

Il metodo esatto di campionamento, il processo di estrazione, l’area di ispezione, il requisito relativo alle dimensioni delle particelle e i criteri di accettazione devono sempre essere definiti nell’accordo tecnico sull’attrezzatura.

5. Quattro requisiti speciali per la pulizia dei motori marini

Le attrezzature per la pulizia di motori marini pesanti presentano diversi requisiti che risultano meno critici nella pulizia convenzionale di componenti automobilistici.

1. Movimentazione sicura di pezzi pesanti

I componenti del peso di decine di tonnellate richiedono attrezzature di sollevamento adeguate, operatori qualificati, spazio sufficiente per il caricamento e strutture affidabili per il posizionamento e la guida.

La disposizione dell’attrezzatura deve garantire uno spazio sufficiente per le operazioni di caricamento e scaricamento.

2. Trasporto stabile

I carrelli e i trasportatori a rulli devono essere in grado di accelerare e decelerare in modo controllato.

Per componenti estremamente pesanti, l’avvio o l’arresto improvviso possono generare forze d’inerzia notevoli, influenzando sia l’attrezzatura che il pezzo in lavorazione.

3. Elevata capacità di raccolta residui

I componenti fusi di grandi dimensioni possono generare quantità significative di sabbia, trucioli e altri residui di lavorazione.

Il sistema di filtrazione e di scarico dei residui deve quindi disporre di una capacità sufficiente per il pezzo in lavorazione massimo e per il carico di contaminazione previsto.

Opzioni come la filtrazione e lo scarico dei residui automatizzati possono contribuire a ridurre i tempi di fermo non necessari legati alla pulizia manuale.

4. Asciugatura completa

Cavità ampie e passaggi profondi possono trattenere notevoli quantità d’acqua dopo la pulizia.

Un singolo processo di soffiaggio ad aria potrebbe non essere sufficiente per ogni geometria.

La combinazione di soffiaggio ad aria con scansione e soffiaggio manuale mirato può essere utilizzata per affrontare le aree difficili e migliorare complessivamente le condizioni di asciugatura.

6. Come scegliere le attrezzature per la pulizia di motori marini e di gruppi elettrogeni?

Nella scelta delle attrezzature per la pulizia di motori marini o di gruppi elettrogeni, il primo passo consiste nel definire il peso massimo e le dimensioni del pezzo in lavorazione .

Questi parametri determinano quanto segue:

• Metodo di sollevamento
• Progettazione del carrello o del nastro trasportatore
• Capacità di carico dell’attrezzatura
• Dimensioni della Camera
• Sistema di Posizionamento
• Spazio di sicurezza

Il passo successivo consiste nell’individuare con precisione i criteri di accettazione della pulizia.

Ad esempio, stabilire se la pulizia viene valutata:

• Come valore complessivo del componente
• Per aree specifiche
• Per i passaggi interni
• Utilizzando un criterio di massimo pezzo lavorato
• Insieme a un limite di dimensione delle particelle

Ciò determina se è necessaria una pulizia mirata dei passaggi dell’olio o altri processi di pulizia specializzati.

Il tempo di ciclo produttivo deve quindi essere valutato in relazione ai requisiti effettivi di produzione.

Per componenti marini di grandi dimensioni, un ciclo di processo da 20 a 60 minuti non è necessariamente uno svantaggio. I componenti di grandi dimensioni presentano requisiti di lavorazione e movimentazione sostanzialmente diversi rispetto ai componenti automobilistici ad alto volume, e cercare di ottimizzare esclusivamente per il ciclo più breve può comportare una complessità non necessaria dell’attrezzatura.

Infine, occorre valutare l’infrastruttura dello stabilimento, inclusi:

• Capacità di sollevamento delle gru a ponte
• Capacità di carico del pavimento
• Spazio disponibile in fabbrica
• Percorsi di movimentazione materiali
• Spazio disponibile per caricamento e scaricamento
• Requisiti di drenaggio e trattamento delle acque

Big Bird Industrial ha fornito attrezzature per la pulizia pesante destinate ad applicazioni marittime e per motori di generatori, compresi sistemi progettati per blocchi motore nella classe da 30 tonnellate .

Domande frequenti

Perché i cicli di pulizia dei blocchi motore e degli alberi a gomiti marini richiedono così tanto tempo?

I componenti di grandi dimensioni hanno superfici molto più estese e volumi interni maggiori.

I sistemi a spruzzo con scansione potrebbero richiedere più passaggi per garantire una copertura adeguata, mentre le cavità di grandi dimensioni necessitano di ulteriore tempo per la circolazione del liquido di pulizia, lo scarico e l’essiccazione.

La movimentazione stessa può richiedere anche molto tempo, quando il componente pesa decine di tonnellate.

Per il sistema rappresentativo del blocco motore descritto sopra, il ciclo di 60 minuti comprende l’intero processo di ingresso, pulizia ed uscita .

Per il sistema albero a gomiti, il ciclo di 20 minuti non include il tempo di caricamento e scaricamento .

10 MPa sono sufficienti per la pulizia dei canali dell’olio su alberi a gomiti marini?

La pressione richiesta dipende dal diametro, dalla lunghezza, dalla geometria dei canali dell’olio, dal materiale del componente, dal tipo di contaminazione e dalla configurazione della punta dell’ugello.

Per l’applicazione riferita su alberi a gomiti marini, viene impiegata una pulizia mirata a 10 MPa con posizionamento robotico dell’ugello.

I criteri di accettazione per questa applicazione includono la pulizia complessiva di ≤40 mg , con un criterio massimo del pezzo in lavorazione di ≤200 mg .

In ultima analisi, l’adeguatezza della pressione deve essere verificata mediante test effettivi di pulizia e validazione del processo.

Si dovrebbe utilizzare un carrello o un nastro trasportatore a rulli per i componenti dei motori marini?

Il metodo di trasporto appropriato dipende principalmente dalle dimensioni, dal peso, dalla geometria e dal tipo di movimento richiesto del componente.

Il trasporto con carrello è adatto a componenti estremamente grandi e pesanti con una superficie di appoggio stabile. Offre un’elevata capacità di carico e un movimento controllato.

Il trasporto con nastro trasportatore a rulli è adatto a componenti la cui geometria consente un trasporto continuo o a passi stabile.

Le lunghe alberi a gomiti possono essere trasportati assialmente mediante rulli paralleli, riducendo la necessità di rotazione del pezzo in lavorazione durante il processo.

Come deve essere specificata la pulizia per le attrezzature per la pulizia di motori marini?

Una specifica tecnica di accettazione deve definire chiaramente il metodo di misurazione della pulizia e i criteri di accettazione.

Per componenti di grandi dimensioni con volumi significativamente diversi, è necessaria una combinazione di un criterio di pulizia complessivo e un criterio massimo per singolo pezzo può essere utilizzato.

Per il sistema di pulizia riferito per alberi a gomiti marini pesanti, i criteri sono ≤40 mg complessivi e ≤200 mg nella condizione di massimo singolo pezzo .

Lo standard finale di accettazione deve sempre essere concordato nella specifica tecnica dell’attrezzatura.

Conclusione

La pulizia di componenti per motori diesel marini richiede un approccio fondamentalmente diverso rispetto alla pulizia convenzionale di componenti per veicoli passeggeri o commerciali.

Ablocco motore da 30 tonnellate richiede trasporto su carrello pesante, movimentazione controllata, pulizia a spruzzo con scansione su ampia superficie e pulizia mirata delle aperture critiche.

Un grande albero a gomiti marino richiede una configurazione diversa, che combina la pulizia con scansione e pulizia mirata dei canali dell’olio a 10 MPa , seguita da soffiatura ad aria con scansione e scarico controllato.

In entrambe le applicazioni, la progettazione dell’attrezzatura deve tenere conto di fattori che vanno oltre la pressione di pulizia e il tempo di ciclo. Peso del pezzo in lavorazione, dimensioni, geometria interna, stabilità durante il trasporto, capacità di trattenere i residui, asciugatura, infrastruttura dello stabilimento e criteri di accettazione della pulizia devono tutti essere considerati congiuntamente.

Big Bird Industrial fornisce soluzioni industriali per la pulizia pesante di motori diesel marini, motori per generatori e altri componenti su larga scala, con configurazioni di attrezzature sviluppate intorno alle specifiche dimensioni del pezzo in lavorazione, ai requisiti di processo e alle condizioni produttive.