5.8 Выбор координатно-измерительной машины

5.8.1 Общие сведения о координатно-измерительных машинах

Координатно-измерительные устройства - приборы для измерения положения точек на поверхности элементов деталей в системе плоских пространственных координат /21/. Универсальные средства измерения в определенной мере можно называть однокоординатными измерительными средствами, поскольку с их помощью определяется значение размера по прямой линии (определяют координаты точек, расположенных на одной прямой). Двух координатными измерительными устройствами, в принципе являются инструментальные и универсальные измерительные микроскопы, в которых определяется значение линейных размеров на плоских поверхностях по результатам измерения положения отдельных точек на плоскости, то есть в системе двух координат X и У.

Термин «координатные» закрепился за приборами (чаще всего называемых машинами, хотя они и являются приборами), в которых определяются линейные размеры по результатам измерения в пространстве координат отдельных точек в системе трех ортогональных осей (координат), то есть по осям расположенным в пространстве под прямым углом друг к другу. Такие машины (приборы) называют трех координатными измерительными машинами или, короче координатными измерительными машинами (КИМ).

Трехкоординатная измерительная машина - прибор для измерения координат измерения точек в пространстве. Принципиальная основа измерения на КИМ заключается в том, что любую поверхность можно представить состоящей из бесконечного числа отдельных точек и если известно положение в пространстве какого-то ограниченного числа этих точек (массив точек), то есть, определены их координаты, то по соответствующим формулам (алгоритмам) можно рассчитать размеры этих поверхностей (профилей), а так же расположение поверхностей в пространстве и между собой.

Принципиальная схема всех КИМ одинакова. Она состоит из трех взаимно перпендикулярных устройств для измерения линейных величин и датчика контактов, который может перемещаться в пространстве с отчетом этих перемещений одновременно по трем линейным измерительным устройствам.

КИМ известны давно и до 60-го года прошлого столетия обычно изготавливались на базе координатно-расточных станков, в которых вместо инструмента устанавливались отчетные головки, чаще всего рычажно-зубчатые индикаторы, и производилось измерение детали при перемещениях, аналогичных перемещениям режущего инструмента.

В современных КИМ имеется возможность полностью автоматизировать как процесс измерения координат отдельных точек, так и процесс обработки результатов их измерений. КИМ вполне можно отнести к средствам автоматизации контроля размеров.

Конструктивная схема КИМ состоит из механической части, осуществляющей измерительные перемещения и электронно-вычислительной части с программно-математическим обеспечением.

На данный момент современные тенденции применения КИМ приводят к тому, что появляется целесообразность использования таких машин непосредственно в промышленных, в первую очередь механосборочных, цехах. Предпосылками к этому является, с одной стороны, возросшие требования к скорости проведения, точности и содержанию результатов измерений в современном производстве, а с другой стороны, совершенствование конструкции координатно-измерительных машин, которые позволяют создать “неприхотливые” и недорогие, но при этом достаточно точные, машины.

Огромным преимуществом использования КИМ перед традиционными контрольно-измерительными средствами является высочайшая скорость измерений. Особенно это актуально при изменении изделий сложной конфигурации и изготовленной с малыми допусками, что требует повышенной точности измерений. Таким образом, при наличии высокопроизводительного производственного комплекса, выпускающего высококачественные изделия, неизбежно возникает необходимость быстрого и точного контроля выпускаемых изделий.

5.8.2 Типы координатно-измерительных машин

Конструктивная схема механической части всех КИМ построена таким образом, что деталь, например в виде параллелепипеда, находящаяся на измерительной позиции машины, может быть измерена по всем поверхностям, кроме поверхности на которой она установлена.

Всего совокупность конструктивных решений КИМ можно, в определенной мере условно разделить на три группы в зависимости от конструкции узла и его расположения, на котором находится датчик касания: машины консольного, портального и мостового (на колоннах) типов.

Консольные КИМ - это машины (приборы), в которых датчики касания расположены на консолях. Часто эти КИМ называют машинами стоечного типа, так как при консольном расположении датчика касания устанавливается одна стойка, которая может быть как неподвижной, так и перемещающейся. По своему назначению и по конструкции эти машины могут быть разделены на две группы: КИМ со стойкой легкой конструкции и КИМ со стойкой тяжёлой конструкции

К этому же типу машин можно отнести КИМ, которые получили название измерительные работы.

Достоинство всех машин консольного типа по сравнению с другими машинами - хороший доступ к измерительной позиции.

Портальные КИМ - приборы, в котором датчик касания расположен на портале.

У этого вида машин обычно большая скорость измерения, что обеспечивает высокую производительность.

По сравнению с консольными, портальные машины обладают большой жесткостью, а следовательно, в таких конструкциях можно обеспечить высокую точность измерения. Все известные точные КИМ, как правило, портального типа.

Мостовые КИМ - приборы в которых подвесной элемент располагается на колоннах (стойках) и при измерении датчик касания перемещается по всем координатам. В принципе, мостовые КИМ аналогичны по конструкции портальным машинам с неподвижным порталом.

Помимо рассмотренных типов машин (консольных, портальных, мостовых) имеются комбинированные конструкции, например сочетание консольного и мостового типа, по этому рассмотренную классификацию можно считать довольно условной.

5.8.3 Автоматическое измерение изделий

Устройства активного контроля являются важным компонентом при автоматизации многоцелевых станков с ЧПУ. Они позволяют обеспечить стабильное по качеству производство.

В усовершенствованном технологическом процессе мы предлагаем использовать кооординатно-измерительную машину Призмо (Prismo) (рис. 5. 8. 2. 1).

Данная производственная координатно-измерительная машина недорогая, гибкая для обеспечения качества в производстве.

Большие пределы измерений и стационарный стол из твердого камня позволяет производить измерение деталей большого объема или серий меньших деталей в многократном закреплении.

Устойчивая к изменению температуры. Безвибрационные воздушные подставки с маленьким воздушным зазором и незначительным расходом воздуха гарантирует самые малые отклонения от направляющих. Установка тяжелых деталей не оказывает влияния на направляющие или предел перемещений.

Исключение вибраций на мелкие установки за счет появления пневматических элементов, регулирующих уровень.

Координтно-измерительная машина оснащена переключающейся головкой.

Интегрируемый в координатно-измерительную машину датчик для контроля шероховатости, автоматически сменяемый. Данные о шероховатости поверхности обрабатываются и выводятся в протокол измерения.

При помощи центрального электронного контактного датчика она позволяет производить быстрое измерение с низкой погрешностью и придает машинам исключительные свойства:

Прием данных независимо от направления высокочувствительным датчиком еще до отклонения механической точки изгиба с помощью измерительного устройства 0.01Н

Широкие базы точки изгиба, выбираемое предварительное натяжение, податливость в 6-и направляемых, большой диапазон отклонений в случае столкновения.

Переключающая щуповая головка благодаря своим конструкционным и функциональным особенностям позволяет производить ощупывание в граничащих зонах, например, одновременно несколькими щупами или внутри длинных отверстий с маленькими диаметрами.

Смена щупов производится при помощи магнитного зажима и поворотным патроном для щупов.

Данная машина может оснащаться измерительными компонентами КНМ фирмы изготовителя. Он повышают их производительность, возможности применения и удобство в управлении.

КНМ - компонент дополнительного оснащения из переключающей щуповой головки с автоматическим растрированием направления ощупывания, микропроцессорной электроники, пульта управления, а так же производительной ЭВМ с матобеспечением.

Компоненты КНМ позволяют иметь единое управление машинами и изображение протокола измерений. Они обеспечивают совместимость программ измерения в автоматическом и ручном решении с управлением от ЭВМ.

Координатно-измерительная машина может оснащаться крупными поворотными столами.

В качестве четвертой оси они упрощают измерения деталей в форме тела вращения, а так же и призматических деталей. Благодаря им ощупывание производится более простыми комбинациями щупов.

Измерительная головка оснащена наборов щупом. Все щуповые системы ZEISS имеют возможность смены щупов в режиме ЧПУ

Данные координатно-измерительные машины снабжают микропроцессорной электроникой, пультом управления производительной ЭВМ с матобеспечением УМЕСС - МАН. Стандартная программа УМЕСС является базой для всех других модульных программ, используемых для расширений возможностей. По этому все подпрограммы из нее могут использоваться для определения системы координат деталей, а так же для других измерений.

Программа УМЕСС - стандартная программ для ручного или автоматического измерения деталей с правильно ограниченными поверхностями, такими как плоскости, окружности, цилиндры, конусы и шары.

Обеспечивается легко управляемый режим диалога с вызовом программ при помощи клавиш. Существует свыше 100 подпрограмм измерения, автоматическое распознавание каждого случая исключает дополнительные вводы. Возможно неограниченное определение с помощью влияния системы координат детали в пространстве со всеми программами мультиточек и любыми соединениями.

Возможен пересчет и соединение всех результатов измерения с программирующими математическими инструкциями.

Чрезвычайно изобильное в управлении и экономящее время управляющее программирование для измерения в автоматическом режиме или ручное управление с помощью компьютера и неограниченным принятием всех программ измерения.

Сокращение времени программирования за счет программных циклов и смещения положения для измерения одинаковых признаков в различных местах детали или одинаковых деталей.

Короткое время измерения возможно за счет обработки результатов во время операции позиционирования или ощупывания на координатно-измерительной машине.

Отсутствует многократное ощупывание, которое осуществляется обратным вызовом прежних результатов измерений, возможен обратный вызов результатов для определения новых систем координат и обратный вызов прежних систем координат.

Программа УМЕСС позволяет составить обратный протокол измерений с графическим изображением.

Программа УМЕСС-ГРАФИК предоставляет следующие возможности:

– наглядное графическое изображение результатов измерений на подготовительных форматах чертежей;

– занесение на чертежи любых алфавитно-цифровых строк текста;

– запись измеренных значений в виде таблицы со сравнением заданных и действительных значений;

– изображение отклонений двух координат в одной плоскости с помощью векторной диаграммы;

– влияние отклонений непосредственно рядом с размерами на чертеже

Измерение изделий вне станка на координатно-измерительной машине- лучший способ измерения для автоматизированного производства при средних и крупных партиях. На измерение изделий вне станка на затрачивается машинное время. Устройством активного контроля данные измерения перерабатываются в величины коррекции инструмента и передаются системе ЧПУ. Величина коррекции учитывается при обработке следующей детали.

На измерение изделий вне станка не затрачивается машинное время. Устройством активного контроля данные измерения перерабатываются в величины коррекции инструмента и передаются системе ЧПУ. Величина коррекции учитывается при обработке следующей детали. Схема контроля параметров плоских поверхностей показана на рис. 5. 8. 3. 6.

Схема контроля отклонений от плоскостности

Схема контроля отклонений от параллельности

Схема контроля отклонений от прямолинейности

Рис. 5. 8. 3. 6. Схема контроля параметров плоских поверхностей на КИМ.

Таким образом, использованная нами координатно-измерительная машина представляет собой точную, автоматизированную удобную систему измерения, что очень важно для современного технологического процесса.

5.9 ТЕМ - установка для снятия заусенцев

Для удаления заусенцев в настоящее время применяют различные методы.

Универсальным методом для обработки любого типа деталей является электрохимический, когда съем материала, происходит анодным растворителем и снятие заусенцев термовзрывным способом.

Для устранения внутренних и наружных заусенцев применяется метод термического снятия заусенцев (ТЕМ) (рис. 5. 9. 1): заготовки укладываются в напорную камеру, камера закрывается, наполняется газовой смесью, после чего смесь зажигается. При возникающем кратковременном нагреве заусенцы сгорают, так как поверхность велика по отношению к объему, заготовки при этом нагреваются лишь незначительно.

При применении ТЕМ достигается высокая экономичность обработки, так как газовые расходы низкие при высокой производительности процесса. Кроме того возможна быстрая переналадка ТЕМ установки для обработки другого вида заготовок или заготовок из другого материала.

Процесс снятия заусенцев, то есть их сгорания занимает доли секунды. В большинстве случаев время загрузки и выгрузки заготовок определяет период цикла. Даже время максимального оперативного цикла, обусловленное техническими возможностями машины, дает возможность многократного повышения производительности снятия заусенцев.

Средой для ТЕМ является смесь горючего газа и кислорода, которая проникает во все полости и труднодоступные места, так что все заусенцы, даже внутренние, легко достигаются и снимаются. ТЕМ-процесс подчиняется только физическим и химическим законам, влияние человека не отражается на процессе, в результате чего достигается высокое и равномерное снятие заусенцев. Для снятия заусенцев с заготовок при помощи ТЕМ-установки возможны 3 варианта загрузки камеры:

Укладывание заготовок непосредственно на тарелку замыкания, в случае обработки больших и тяжелых заготовок;

Рис. 5. 9. 1. ТЕМ установка

Наполнение установки заготовками в виде насыпного материала, в случае обработки мелких заготовок, горшков и корзин, манипулируемых как насыпной материал;

Вставляют или насаживают заготовки на перфорированные плиты, на втулочно-пальцевые крепления и другие элементарные приспособления в случае обработки заготовок, у которых следует закрепить определенные места или нужно снимать заусенцы целенаправленно.

5.9.2 Принцип метода термического снятия заусенцев

Название “термохимическое снятие заусенцев” уже указывает на то, что происходит обработка материалов при помощи тепловых процессов. Под влиянием тепла происходит химический процесс. При ТЕМ-обработке удаляемый материал окисляется посредством кислорода, то есть сгорает и этим снимается.

Чтобы привести реакцию в действие следует довести горючий газ до соответствующей температуры, при которой возможно соединение его с кислородом. Чем выше температура, тем интенсивнее происходит сгорание вообще и тем сильнее происходит съем материала при помощи теплового процесса. Для регулирования сгорания следует разогреть заготовку именно в тех местах, где следует снимать заусенцы. Остальные части должны оставаться сравнительно холодными по отношению к заусенцам. Температура сгорания газа 2500-3500 °С.

Принцип действия машины С-образной конструкции (рис. 5. 9. 2. 1).

Устойчивая сварная станина С-образной конструкции амортизирует при зажигании. Наверху в С-образном отверстии смонтирована камера для снятия заусенцев. Камера для снятия заусенцев закрывается герметически посредством тарелок замыкания. Шесть тарелок замыкания служат одновременно опорной поверхностью для закрепления заготовок. Тарелки загружаются и разгружаются вне рабочей зоны и поворачиваются в зависимости от такта под камеру снятия заусенцев. Коленчатый рычаг, приводимый в действие гидравлически по одной тарелке замыкания к камере и затягивает это приспособление в пределах упругой деформации С-образной станины.

Переходом верхней мертвой точки коленчатого рычага осуществляется механическая блокировка. Необходимое количество газа, соответствующее каждому процессу снятия заусенцев дозируется при помощи регулируемых редукторов в двух газодозировочных цилиндрах вручную, и газ подается гидравлически в камеру для снятия заусенцев.

Рис. 5. 9. 2. 1. Машины С-образной конструкции

В смесительном блоке газы перемешиваются равномерно и зажигаются при замыкании клапанов.

ТЕМ-установка последующей обработки (правильная и консервирующая установка).

При термическом снятии заусенцев образуются в зависимости от материала окиси. Для удаления этих оксидов, которые осаждаются на поверхность заготовки, существуют ТЕМ-установки последующей обработки (рис. 5. 9. 2. 2). Она сконструирована как полностью автоматизированная поточная установка для травления и консервирования, с общей погрузочной и разгрузочной станцией. Детали укладываются в корзину из высококачественной стали, которая после этого задвигается в поворотную стойку и перемещается посредством механизма для перемещений (подвесной ходовой механизм) от позиции к позиции.

Рис. 5. 9. 2. 2. ТЕМ-установкв последующей обработки

Установка состоит из следующих частей: загрузка-разгрузка;

травление (для травления предусмотрены две ванны, температура примерно 70 °С);

стационарная промывка;

поточная промывка

консервирование (при температуре порядка 70 °С).

ТЕМ-установка может быть дополнительно оснащена сушильной установкой.

ТЕМ-установка оборудована механизмом перемещения с автоматическим программным управлением. Переключение режимов работы может осуществляться в ручную. При промывке и консервировании предусмотрено многократное погружение, чтобы поддержать обмен жидкости на поверхности детали и для ограничения занесения кислотных остатков. Механизм перемещения выполнен в виде подвесного ходового механизма. Вдоль всего пробега вмонтирована система ходовых рельсов, которая имеет проводник для включающегося кабеля в несущем каркасе. Загрузочная стойка смонтирована так, что оператор ТЕМ-установки может проводить загрузку корзин изделий у травильной установки. Корзины изделий из высококачественной стали, налажены на изделие, подлежащее обработке и их держит крышка с растровым замком.

Вращательное движение корзин изделий в самой установке и во время каплепадания над ваннами достигается при помощи вращающегося механизма, в который корзина вставляется и блокируется. Приводом служит 42-х вольтовый двигатель трехфазного тока с редуктором.

Корпусы ванн из высококачественной листовой стали, оборудованы необходимыми арматурами и клапанами. Пары, поднимающиеся из ванн отсасываются, при помощи вентилятора через воздушный фильтр. Выполнение программы происходит в двух циклах:

Цикл первый:

1. Старт (поз. 1) механизма перемещения без носителя изделий в поз. 6;

2. Захватывание носителя изделия с травлеными деталями в поз. 6;

3. Переехать в поз. 5, стационарно промыть детали и оставить носитель изделий;

4. Переехать из поз. 5 в поз. 1 без носителя изделий, принимать носитель изделий с нетравлеными деталями, переехать в поз. 6, травить и оставить носитель изделий;

5. Переехать из поз. 6 в поз. 5 без носителя изделий, прижимать носитель изделий в поз. 5, реверсировать и переехать в поз. 3;

6. В поз. 4 - поточная промывка, реверсировать и переехать в поз. 3;

7. В поз. 3 - поточная промывка, реверсировать и переехать в поз. 2;

8. В поз. 2 - консервировать, реверсировать и переехать в поз. 1;

9. В поз. 1 - разгружать травленые детали.

Цикл второй:

1.Старт (поз. 1) механизма перемещений без носителя изделий в поз. 7;

2.Захватывание носителя изделий с травлеными деталями в поз. 7;

3.Переехать в поз. 5, стационарно промыть детали и оставить носитель изделий;

4.Переехать из поз. 5 в поз. 1 без носителя изделий, принимать носитель изделий с нетравлеными деталями, переехать в поз. 7 травить и оставить носитель изделий;

5.Переехать из поз. 7 в поз. 5 без носителя изделий, принимать носитель изделий в поз. 5, реверсировать и переехать в поз. 4;

6.В поз. 4 поточная промывка, реверсировать и переехать в поз. 3;

7.В поз. 3 поточная промывка, реверсировать и переехать в поз. 2;

8.В поз. 2 консервировать, реверсировать и переехать в поз.1;

9.В поз. 1 разгружать травленые детали.

Материалы для травления и консервирования.

Для травления используется соляная кислота 10% концентрации. Промывка осуществляется технической водой. Для консервации применяется сульфат натрия.

В усовершенствованном технологическом процессе мы предлагаем использовать установку ТЕМ-Р 300. Ее технические характеристики приведены в таблице 5. 9. 2. 1.

Таблица 5. 9. 2. 1

5.10 Дробеструйная установка для снятия заусенцев и облоя

Актуальность струйной обработки в современном промышленном производстве не вызывает сомнений. Если раньше на многих предприятиях такому виду обработки отводили второстепенную или даже “необязательную” роль, а то и вовсе пренебрегали ей, то теперь повышенные требования к качеству и внешнему виду продукции, а также жесткие требования санитарных норм для данного вида работ, заставляют предприятия более тщательно подходить к вопросам организации производственного процесса, связанного со струйной обработкой, и выбору соответствующего оборудования /22/.

Основные задачи струйной обработки:

– обработка изделий перед покраской и нанесением различных покрытий. Обеспечивает повышение качества наносимого в последующем покрытия и его долговечность;

– очистка металлических изделий от коррозии, окалины, остатков и т. п. Обеспечивает повышение качества и внешнеговида поверхности, а также повышение стойкости металлорежущего инструмента при последующей механической обработке;

– зачистка сварных швов;

– поверхностное упрочнение изделий;

– придание поверхностям изделий качественного внешнего вида (матирование и т. д.).

Итак, переходим к оборудованию, на котором мы собираемся осуществлять струйную обработку.

По принципам функционирования принято различать следующие типы установок:

– напорные установки;

– инжекционные установки;

– дробеметные установки.

Ниже мы более подробно рассмотрим последовательно все перечисленные типы установок, основной упор при этом сделав на напорные установки, как на одни из наиболее распространенных и наиболее универсальных, способных работать как отдельно, так и в составе целых комплексов с различной степенью автоматизации.

5.10.1 Напорные установки

В установках напорного типа подача струйного материала и его смешивание с потоком сжатого воздуха производится из напорной емкости, находящейся под давлением, через регулирующий клапан или кран, установленный, как правило, в нижней части самой емкости. Это определяет характерный конструктивный признак, по которому напорные установки можно легко отличить от инжекционных: у напорных установок подвод материала и сжатого воздуха к соплу производится через один шланг.

Напорные струйные установки одинаково пригодны как для обработки крупных металлических изделий и конструкций, так и для изделий сравнительно небольших габаритов и массы, что достигается возможностью регулирования потока подаваемого струйного материала.

При внешней простоте устройства напорные установки требуют тщательной проработки всех конструктивных элементов, которые влияют на эффективность и безопасность процесса обработки.

Характерным признаком плохо сконструированной установки являются большие потери в давлении и расходе при прохождении сжатого воздуха, а также отсутствие конструктивных элементов, обеспечивающих удобство и безопасность управления установкой.

Особенности конструкции установок напорного типа

Большинство напорных струйных установок приспособлено для работы с давлением сжатого воздуха 5-8 атм., а при необходимости и выше (до 10 атм.). При этом, естественно, установка должна быть проверена и оставаться безопасной при давлении, значительно превышающем рабочее.

Хорошо сконструированная установка обеспечивает подачу сжатого воздуха с минимальными потерями, проста и безопасна в управлении, наладке и обслуживании.

Все предлагаемые установки напорного типа для ручной обработки являются мобильными. Они снабжены двумя колесами и удобной ручкой для транспортировки на незначительные расстояния без использования специальных подъемно-транспортных средств.

Напорная емкость

Для удобной загрузки абразивного материала внутрь установки через загрузочный клапан в верхней части емкости располагается воронка, имеющая вогнутую полуэллиптическую форму.

Кроме того, на емкость может устанавливаться легко снимаемое сито для просеивания загружаемого материала.

Емкости всех струйных установок должны иметь люки достаточного размера (обычно 150-200 мм) на боковых стенках для проникновения внутрь с целью свободного доступа к механизмам и элементам, расположенным внутри емкости.

При приобретении струйной установки надо обратить внимание на вместимость емкости для струйного материала. Вместимость определяется требуемым временем непрерывной работы установки. Задав необходимое время непрерывного процесса обработки и определив по технической документации расход струйного материала в зависимости от расхода сжатого воздуха, потребляемого установкой, и диаметра установленного сопла, можно посчитать примерную необходимую вместительность. Обычно достаточной считается вместимость, обеспечивающая непрерывную обработку в течение 20-30 мин.

Емкость меньшей вместимости следует выбирать в случае, если требуется частое перемещение струйной установки от одной позиции обработки к другой. В случае же, когда установка длительное время размещается на одном месте или предусматривается ее постоянное стационарное размещение на специально организованном участке для струйной обработки, вместимость целесообразно выбирать с учетом максимального времени непрерывной обработки.

Предлагаемые на рынке модели напорных установок с объемом емкости до 30 л наиболее подходят для легких работ незначительной продолжительности.

Установки с емкостью 60-140 л наилучшим образом подходят для работ средней тяжести и там, где требуется частое перемещение установки.

Установки емкостью 200-300 л предназначены для очистки сильнозагрязненных поверхностей со слоями ржавчины, окалины, старого покрытия и т. п. значительной толщины в течение длительного времени.

Загрузочный клапан

Емкость напорной струйной установки должна быть снабжена автоматическим загрузочным клапаном. При подаче сжатого воздуха клапан срабатывает, закрывая загрузочное отверстие, и внутри емкости создается рабочее давление.

При сбросе давления клапан вновь открывает отверстие для загрузки струйного материала.

Для плотного прилегания клапан обычно выполняется обрезиненным.

Каналы перемещения сжатого воздуха и трубопроводная арматура

Потери при прохождении сжатого воздуха через струйную установку неизбежно возникают при наличии каких-либо помех в трубопроводах: изгибы труб, соединительные муфты, вентили и краны, фильтры, различные датчики и т. п. Для минимизации таких потерь все каналы прохождения воздуха должны иметь круглое сечение постоянного на всей длине диаметра. Кроме того, различные устройства, перечисленные выше, встраиваемые в трубопровод - целесообразно выбирать даже большего диаметра, чем основные трубы.

Диаметр струйного шланга, по которому струйный материал вместе со сжатым воздухом подается к соплу, также должен быть согласован с диаметром трубопроводов. Диаметр же устанавливаемого сопла целесообразно выбирать в 3-4 раза меньше по отношению к диаметру шланга. Так, для шланга со стандартным внутренним диаметром 32 мм оптимальным будет использование сопел диаметром 7-10 мм. Такое соотношение диаметров рекомендуется для длины шланга до 30 м. При использовании более длинного шланга соотношение диаметров должно быть еще больше.

Ниже приведена таблица ориентировочной величины потерь давления сжатого воздуха при прохождении через наиболее распространенные помехи, встречающиеся в трубопроводах струйных установок:

Потери давления сжатого воздуха при прохождении через элементы трубопровода 25 мм (для величины рабочего давления 7 атм.):

Кроме того, трубопроводная аппаратура струйной установки должна быть сконструирована с учетом потерь таким образом, чтобы давление внутри напорной емкости, под действием которого подается абразивный материал, примерно соответствовало давлению потока сжатого воздуха, с которым он (материал) смешивается.

В случае если давление потока сжатого воздуха заметно превысит давление в напорной емкости, струйный материал может начать поступать обратно в емкость, что может привести к преждевременному износу и поломке клапана регулирования подачи струйного материала, а также соединительных элементов, с помощью которых установлен этот клапан.

Клапан регулирования подачи струйного материала

Данный регулирующий клапан обеспечивает подачу для смешивания со сжатым воздухом требуемого количества струйного материала.

Слишком низкое содержание струйного материала в потоке воздуха приводит к снижению производительности установки и, соответственно, к увеличению времени обработки изделия. Слишком же высокое его содержание приводит к слипанию частиц струйного материала в комки, что вызывает дополнительные потери при их перемещении, а также отрицательно сказывается на качестве обработанной поверхности.

Достаточно опытный оператор струйной установки способен по звуку различать содержание абразивного материала в потоке сжатого воздуха. Более высокий свистящий звук характерен для небольшого количества подаваемого материала, для слишком большого количества характерен беспорядочный, неустойчивый пульсирующий звук.

Раньше конструкции регулирующих клапанов различались в зависимости от вида применяемого в установке струйного материала.

Сейчас высокий технический уровень клапанов современной конструкции позволяет работать практически со всеми существующими видами струйных материалов. Использование таких клапанов в напорных установках для струйной обработки делает их еще более универсальными и значительно расширяет их возможности в различных областях применения.

При выборе напорных установок предпочтение следует отдавать установкам с клапанами несложной конструкции, которые обладают более высокой надежностью и при этом полностью обеспечивают удобство регулировки и подачу струйного материала.

Дистанционное управление

Наличие дистанционного управления позволяет оператору самостоятельно начинать и прерывать процесс струйной обработки без необходимости подхода непосредственно к установке, что позволяет ему в одиночку полностью осуществлять управление установкой.

Кроме того, согласно современным требованиям к органам дистанционного управления, их устройство и расположение должны автоматически прекращать процесс обработки в случае потери оператором контроля над ними. Так, подача сжатого воздуха со струйным материалом должна прекращаться в любом случае, если оператор выпускает шланг из рук. В противном случае, выпавший из рук шланг может стать причиной тяжелых травм или даже смерти оператора и окружающих.

Наличие дистанционного управления также позволяет экономить струйный материал. При его отсутствии же оператор вынужден тратить некоторое время на ожидание, пока кто-либо не отключит установку. А подача струйного материала производится в это время вхолостую, т. к. процесс обработки поверхности уже закончен.

Принципы действия устройств дистанционного управления

Существует два основных способа прекращения процесса обработки с помощью дистанционного управления. Первый способ основан на отключении и сбросе давления во всей напорной установке. А второй способ обеспечивает лишь прерывание подачи сжатого воздуха со струйным материалом через шланг к струйному соплу, при этом сама установка продолжает оставаться под давлением.

И тот, и другой способ обладает определенными преимуществами и недостатками.

Устройства первого типа имеют более простую конструкцию, а также делают возможным автоматическую дозагрузку струйного материала во время прерывания обработки без применения специальных устройств.

Устройства второго типа сокращают цикл приостановки и возобновления обработки, поскольку при их использовании отпадает необходимость в повторном поднятии давления в напорной установке, что занимает некоторое время. Кроме того, устройства этого типа отличаются большим быстродействием при прерывании подачи сжатого воздуха со струйным материалом, что особенно важно при аварийном отключении.

Управление устройствами обоих типов возможно двумя способами: с помощью управляющей пневматической либо электрической цепи. Первый принцип более распространен и используется в конструкции большинства современных установок. Его достоинствами является высокая надежность и отсутствие необходимости подключения к установке электрического питания, что исключает возможное поражение оператора электрическим током.

Электрическая цепь управления имеет преимущество при использовании струйных шлангов значительной длины, когда обработка ведется на значительном удалении от установки и время срабатывания пневматической цепи в этом случае возрастает.

Требования к шлангам для струйной обработки

В процессе обработки из-за постоянного трения абразивных частиц о стенки шланга в нем постепенно накапливается заряд статического электричества. Поражение таким зарядом оператора, как правило, не вызывает серьезных последствий для здоровья, однако может послужить причиной возникновения болезненных ощущений, из-за которых оператор может временно терять контроль над процессом обработки.

Современные высококачественные шланги для струйной обработки имеют антистатическое покрытие, позволяющее избегать накапливания заряда.

В случае если обработка ведется в непосредственной близости от емкостей с легковоспламеняющимися жидкостями, возникновение искры из-за разряда статического электричества может стать причиной серьезной аварии. В этом случае металлический корпус струйной установки с одной стороны и металлическое сопло с другой обязательно должны быть заземлены.

Шланги, специально предназначенные для струйной обработки, изготавливаются из износостойкой резины, увеличивающей срок службы шланга.

Повышенный износ возникает из-за наличия изгибов шланга, которые неизбежны в процессе обработки. Тем не менее следует избегать слишком сильных перегибов и следить за тем, чтобы они были достаточно плавными.

Следует избегать использования шлангов, не предназначенных для струйной обработки. Наряду с повышенным износом и возникновением зарядов статического электричества внутренняя поверхность таких шлангов может обладать повышенным коэффициентом трения, что станет причиной возникновения дополнительных потерь при подаче сжатого воздуха со струйным материалом.

Как уже было отмечено выше, диаметр применяемого шланга не должен быть меньше остальных труб и воздухопроводов струйной установки. Использование шланга меньшего диаметра приведет к значительному снижению производительности установки. Кроме того, диаметр шланга должен быть хотя бы в 3 раза (а еще лучше в 4 раза) больше диаметра устанавливаемого на него сопла.

С учетом всего вышесказанного, струйный шланг, даже самого высокого качества, является самым быстро изнашиваемым элементом установки для струйной обработки. Он требует ежедневного ухода и контроля за его состоянием.

После окончания работ шланг следует продуть сжатым воздухом при закрытом клапане регулирования подачи материала для удаления остатков абразивных частиц.

Ежедневно следует проверять наружную поверхность шланга, и в случае наличия повреждений шланг должен быть немедленно отремонтирован или заменен. Даже небольшое на первый взгляд повреждение может стать причиной внезапного разрыва шланга, что в свою очередь может вызвать серьезные последствия для окружающих.

Кроме того, в конце рабочего дня для контроля состояния стенок и внутренней поверхности шланг следует вручную сжимать через каждые 150-200 мм по всей длине. В случае если на некоторых участках шланг легко проминается до смыкания противоположных стенок, это говорит о том, что внутренняя поверхность в этих местах сильно изношена и шланг требует вырезания изношенных отрезков либо полной замены.

При эксплуатации и хранении струйный шланг следует оберегать от попадания на него воды, различных химических веществ, а также от грубых воздействий, способных вызвать его повреждения.