Mașină de curățare pentru blocuri și arbori cotiți ai motoarelor marine cu diesel: soluții robuste de curățare pentru componente de până la 30 de tone

Prezentare generală

Componentele motoarelor marine cu combustie internă pot fi semnificativ mai mari și mai grele decât cele destinate autovehiculelor. Blocurile motoare pot ajunge la 30 de tone în greutate , în timp ce arborele cotit poate avea o lungime de câțiva metri.

Dimensiunile lor mari, cavitățile interne complexe și reziduurile substanțiale rezultate în urma prelucrării mecanice necesită echipamente de curățare proiectate special pentru manipulare robustă, acoperire completă a suprafețelor de curățat, eliminarea reziduurilor, uscare și siguranța operatorului .

Big Bird Industrial a dezvoltat sisteme de curățare robuste pentru componente ale motoarelor marine și ale generatoarelor, inclusiv blocuri motoare și arbori cotiți. Acest articol analizează provocările legate de curățarea acestor componente și explică modul în care transportul, curățarea prin pulverizare cu scanare, curățarea țintită la presiune ridicată, uscarea și filtrarea sunt configurate pentru piese de dimensiuni mari.

1. De ce necesită componentele motoarelor marine soluții specializate de curățare?

Motoarele marine cu diesel sunt, în mod obișnuit, bazate pe proiecte de motoare cu cilindri mari și turație scăzută. Blocurile motorului și arborele cotit pot fi mult mai mari și mai grele decât componentele utilizate în vehiculele pentru pasageri sau în cele comerciale.

Un bloc motor marin poate cântări până la 30 tone , iar arborele cotit poate atinge câțiva metri în lungime.

Aceste componente prezintă, de asemenea, următoarele caracteristici:

• Cavități interne mari
• Canale de ulei de diametru mare, dar complexe
• Reziduuri semnificative de turnare
• Șpanuri grele rezultate din prelucrare
• Suprafețe exterioare extinse
• Timpuri lungi de procesare și manipulare

Toleranța mai mare de prelucrare și cavitățile interne mari pot duce la o cantitate considerabilă de nisip rezidual, așchii și alte contaminanți.

În același timp, valoarea ridicată și greutatea componentelor fac manipularea fiabilă deosebit de importantă.

Sistemul de curățare trebuie, așadar, să îndeplinească simultan două cerințe:

Acoperire eficientă la curățare + manipulare sigură și stabilă a pieselor grele

2. Soluția pentru blocul motor: Transfer cu vagonet și curățare prin pulverizare cu scanare

Mașina de curățare pentru blocul motor diesel marin de înaltă performanță utilizează un sistem de transport bazat pe vagonete.

Un proces tipic este:

Încărcare pe vagonet → Intrare cu viteză redusă → Curățare prin pulverizare cu scanare → Curățare manuală dirijată → Suflare cu scanare → Suflare manuală dirijată → Descărcare cu viteză redusă

Blocul motor pătrunde în camera de curățare lent, pe un vagonet robust. Echipamentul de pulverizare cu scanare se deplasează pe întreaga suprafață a piesei pentru a asigura o acoperire completă la curățare.

Zonele dificil de accesat cu sistemul de pulverizare de scanare, cum ar fi deschiderile pentru trecerea uleiului și deschiderile pentru manta de răcire cu apă, pot beneficia de o curățare suplimentară manuală la presiune înaltă.

Parametri cheie

• Timp de ciclu: Aproximativ 60 de minute
• Greutate maximă piesă de prelucrat: 30 tone
• Aplicație: Blocuri de motoare diesel marine grele
• Transport: Troleu robust
• Metoda principală de curățare: Curățare prin pulverizare cu scanare
• Curățare direcționată: Curățare manuală la presiune înaltă
• Uscare: Suflare cu aer prin scanare + suflare direcționată manuală

Această echipament a fost exportat în Japonia în 2018 , demonstrând aplicarea sa în curățarea motoarelor diesel marine robuste.

Trei considerente importante de proiectare

1. Deplasare lentă a trolului

O piesă de prelucrat care cântărește zeci de tone are o inerție semnificativă în timpul accelerării și decelerării.

Deplasarea controlată la viteză redusă contribuie la reducerea șocurilor mecanice și asigură o manipulare mai stabilă în momentul intrării și ieșirii din camera de curățare.

Sistemul de transport trebuie, prin urmare, considerat o componentă integrantă a echipamentului de curățare, nu doar un accesoriu pentru manipularea materialelor.

2. Curățare prin pulverizare cu scanare ca metodă principală

Un cadru mobil de pulverizare efectuează o scanare transversală pe blocul motor pentru a acoperi suprafețele exterioare.

Această abordare este potrivită pentru piese de prelucrat mari, deoarece sistemul de curățare poate acoperi progresiv întregul component fără a necesita rotirea completă a piesei de prelucrat.

3. Curățare manuală a zonelor critice

Blocurile motoare mari conțin zone care pot fi parțial sau deloc accesibile sistemului de pulverizare cu scanare.

Deschiderile pentru trecerea uleiului, deschiderile pentru manta de răcire cu apă și alte locații critice pot fi, astfel, supuse unei curățări suplimentare țintite, folosind o pistoletă de curățare sub presiune înaltă.

Acestui amestec de curățare automată generală + curățare manuală țintită oferă o soluție practică pentru componente extrem de mari.

3. Soluția pentru arborele cu manivele: curățare prin scanare cu curățare țintită sub presiune înaltă a canalelor de ulei

Cerințele de curățare pentru un arbore cu manivele marin de mare dimensiune diferă de cele ale unui bloc motor.

Deoarece arborele cu manivele este un component în formă de ax lung, sistemul utilizează o configurație de transport diferită și acordă o atenție deosebită curățării canalelor de ulei.

Un proces reprezentativ este:

Ridicare și încărcare manuală → curățare prin pulverizare cu scanare generală → curățare robotică țintită a canalelor de ulei → curățare sub presiune de 10 MPa → suflare cu aer prin scanare generală → descărcare pe bandă cu role paralele

Parametri cheie

• Timp de ciclu: Aproximativ 20 de minute, exclusiv timpul de încărcare și descărcare
• Curățenia generală: ≤40 mg
• Criteriul de curățenie maxim admis pentru piesa de prelucrat: ≤200 mg
• Presiunea de curățare a canalelor de ulei: 10 MPa
• Transport: Bandă cu role paralele
• Curățare direcționată: Robot mic cu duză specializată
• Uscare: Suflare cu aer comprimat prin scanare

Acest tip de echipament a fost livrat în 2017 .

De ce se folosesc 10 MPa pentru canalele de ulei ale arborelui cotit marin?

Cerința de presiune pentru curățarea canalelor de ulei ale arborelui cotit marin nu poate fi comparată simplu cu cea a arborelui cotit auto.

Arborii cotiți auto pot avea canale de ulei relativ mai mici și mai complexe. De exemplu, o aplicație pentru arbori cotiți de vehicule comerciale poate utiliza aproximativ 50 MPa curățare prin injecție la presiune înaltă.

Canalele de ulei ale arborelui cotit marin pot avea diametre mai mari și trasee de curgere relativ mai drepte. În această configurație, un proces de curățare direcționat la 10 MPa combinat cu poziționarea robotică a duzei poate oferi o acțiune de curățare suficientă pentru aplicația specificată.

Totuși, presiunea nu trebuie evaluată independent.

Presiunea adecvată de curățare depinde de:

• Diametrul trecerii pentru ulei
• Lungimea și geometria trecerii
• Material component
• Caracteristicilor contaminării
• Designul duzei
• Poziționarea duzei
• Nivelul de curățenie necesar

Procesul final trebuie, așadar, stabilit prin validare procesuală și teste de curățenie.

4. De ce sunt criteriile de curățenie ≤40 mg și ≤200 mg?

Aplicația arborelui cotit marin folosește două criterii de curățenie:

Curățenia generală: ≤40 mg

Criteriul maximului de piese: ≤200 mg

Componentele marine mari pot varia semnificativ ca dimensiune și volum intern.

Aplicarea exact aceleiași limite absolute de contaminare pentru fiecare arbore cu came ar putea crea un standard de acceptare nepotrivit pentru dimensiuni diferite ale componentelor.

O abordare cu două criterii poate, așadar, distinge între cerința generală de producție și nivelul maxim admis de contaminare pentru componente mai mari.

Metoda exactă de eșantionare, procesul de extracție, zona de inspecție, cerința privind dimensiunea particulelor și criteriile de acceptare trebuie întotdeauna definite în acordul tehnic privind echipamentul.

5. Patru cerințe speciale pentru curățarea motoarelor marine

Echipamentele pentru curățarea motoarelor marine de mare putere au mai multe cerințe care sunt mai puțin critice în curățarea obișnuită a componentelor auto.

1. Manipulare sigură a pieselor grele

Componentele care cântăresc zeci de tone necesită echipamente adecvate de ridicare, operatori calificați, spațiu suficient pentru încărcare și structuri fiabile de poziționare și ghidare.

Amplasarea echipamentelor trebuie să asigure un spațiu suficient pentru operațiunile de încărcare și descărcare.

2. Transport stabil

Talerele și benziile rulante trebuie să poată efectua accelerare și decelerare controlate.

Pentru componente extrem de grele, pornirea sau oprirea bruscă pot genera forțe inerțiale semnificative și pot afecta atât echipamentul, cât și piesa de prelucrat.

3. Capacitate ridicată de reținere a reziduurilor

Componentele turnate mari pot genera cantități importante de nisip, așchii și alte reziduuri rezultate în urma prelucrării.

Sistemul de filtrare și evacuare a reziduurilor necesită, prin urmare, o capacitate suficientă pentru piesa de prelucrat maximă și pentru sarcina de contaminare prevăzută.

Opțiuni precum filtrarea automată și evacuarea automată a reziduurilor pot contribui la reducerea timpilor nejustificați de nefuncționare pentru curățarea manuală.

4. Uscare completă

Cavitățile mari și pasajele adânci pot reține cantități considerabile de apă după curățare.

Un singur proces de suflare cu aer poate să nu fie suficient pentru fiecare geometrie.

Suflarea cu aer prin scanare, combinată cu suflarea manuală dirijată, poate fi utilizată pentru a aborda zonele dificile și pentru a îmbunătăți starea generală de uscare.

6. Cum trebuie selectate echipamentele de curățare pentru motoare marine și motoare generatoare?

La selectarea echipamentelor de curățare pentru motoare marine sau motoare generatoare, primul pas este definirea masei maxime și a dimensiunilor piesei de prelucrat .

Acești parametri determină necesarul:

• Metoda de ridicare
• Proiectarea troleului sau a benzi transportoare
• Capacitatea de încărcare a echipamentului
• Dimensiuni Cameră
• Sistem de Poziționare
• Distanța de siguranță

Următorul pas este stabilirea exactă a criteriilor de acceptare privind curățenia.

De exemplu, stabiliți dacă se evaluează curățenia:

• Ca valoare globală a componentei
• Pe zone specifice
• Pe trecerile interne
• Folosind un criteriu al dimensiunii maxime a piesei
• Împreună cu o limită de dimensiune a particulelor

Aceasta determină dacă este necesară curățarea trecerilor de ulei sau alte procese specializate de curățare.

Timpul de ciclu de producție trebuie apoi evaluat în raport cu cerințele reale de producție.

Pentru componente marine mari, un ciclu de proces de 20–60 de minute nu este neapărat un dezavantaj. Componentele mari au cerințe de procesare și manipulare semnificativ diferite față de piesele auto de înalt volum, iar încercarea de a optimiza exclusiv pentru cel mai scurt ciclu poate duce la o complexitate inutilă a echipamentelor.

În final, trebuie evaluată infrastructura fabricii, inclusiv:

• Capacitatea podurilor rulante
• Capacitate de încărcare a solului
• Spațiu disponibil în fabrică
• Traseele de manipulare a materialelor
• Spațiul disponibil pentru încărcare și descărcare
• Cerințele de drenaj și tratare a apei

Big Bird Industrial a livrat echipamente industriale de curățare robuste pentru aplicații marine și motoare de generator, inclusiv sisteme concepute pentru blocuri motor în clasa de 30 de tone .

Întrebări frecvente

De ce durează atât de mult ciclurile de curățare pentru blocurile motoare și arborele cu came marine?

Componentele mari au suprafețe mult mai mari și volume interne considerabile.

Sistemele de pulverizare pentru scanare pot necesita mai multe treceri pentru a obține o acoperire suficientă, în timp ce cavitățile mari necesită un timp suplimentar pentru circulația, scurgerea și uscarea lichidului de curățare.

Manipularea în sine poate dura, de asemenea, un timp considerabil atunci când componenta are mase de zeci de tone.

Pentru sistemul reprezentativ de bloc motor descris mai sus, ciclul de 60 de minute include întregul proces de intrare, curățare și ieșire .

Pentru sistemul de arbore cu came, ciclul de 20 de minute nu include timpul de încărcare și descărcare .

Este presiunea de 10 MPa suficientă pentru curățarea canalelor de ulei ale arborelui cu came marin?

Presiunea necesară depinde de diametrul, lungimea, geometria canalelor de ulei, materialul componentei, tipul de contaminare și configurația duzelor.

Pentru aplicația marină de arbore cu came menționată, curățarea țintită la 10 MPa se folosește cu poziționarea robotică a duzelor.

Criteriile de acceptare pentru această aplicație includ curățenia generală a ≤40 mg , cu un criteriu maxim pentru piesa de prelucrat de ≤200 mg .

În final, adecvarea presiunii trebuie verificată prin teste reale de curățenie și validare a procesului.

Trebuie utilizat un troleu sau o bandă rulantă pentru componente ale motoarelor marine?

Metoda de transport potrivită depinde în primul rând de dimensiunea, greutatea, geometria și mișcarea necesară a componentei.

Transportul cu troleu este potrivit pentru componente extrem de mari și grele, cu o suprafață de susținere stabilă. Asigură o capacitate ridicată de încărcare și o mișcare controlată.

Transportul cu bandă rulantă este potrivit pentru componente cu o geometrie care permite un transport stabil, continuu sau indexat.

Arborii cu manete lungi pot fi transportați axial folosind role paralele, reducând astfel necesitatea de rotire a piesei de prelucrat în timpul procesării.

Cum trebuie specificată curățenia pentru echipamentele de curățare a motoarelor marine?

O specificație tehnică de acceptare trebuie să definească clar metoda de măsurare a curățeniei și criteriile de acceptare.

Pentru componente mari cu volume semnificativ diferite, o combinație dintre un criteriu general de curățenie și un criteriu maxim pentru piesa de prelucrat poate fi utilizat.

Pentru sistemul de curățare referit pentru arborele cu manete marin de înaltă rezistență, criteriile sunt ≤40 mg în total și ≤200 mg în condiția de piesă de prelucrat maximă .

Standardul final de acceptare trebuie întotdeauna stabilit prin acord în specificația tehnică a echipamentului.

Concluzie

Curățarea componentelor motoarelor diesel marine necesită o abordare echipamentală fundamental diferită față de curățarea convențională a componentelor destinate vehiculelor de pasageri sau comerciale.

Abloc motor de clasa 30 tone necesită transportul cu troleu robust, deplasarea controlată, curățarea prin pulverizare cu scanare pe suprafețe mari și curățarea direcționată a deschiderilor critice.

Un arbore cotit marin de dimensiuni mari necesită o configurație diferită, care combină curățarea prin scanare cu curățarea direcționată a canalelor de ulei la 10 MPa , urmată de suflare aer prin scanare și descărcare controlată.

În ambele aplicații, proiectarea echipamentului trebuie să țină cont de mai mult decât presiunea de curățare și timpul de ciclu. Greutatea piesei de prelucrat, dimensiunile, geometria internă, stabilitatea în timpul transportului, capacitatea de reținere a reziduurilor, uscarea, infrastructura fabricii și criteriile de acceptare privind curățenia toate trebuie luate în considerare împreună.

Big Bird Industrial oferă soluții industriale robuste de curățare pentru motoare diesel marine, motoare generatoare și alte componente de dimensiuni mari, iar configurațiile echipamentelor sunt dezvoltate în funcție de dimensiunile specifice ale pieselor de prelucrat, cerințele procesuale și condițiile de producție.