Alegerea echipamentelor de debitare cu jet de apă

Alegerea echipamentelor de debitare cu jet de apă

Alegerea echipamentelor de debitare cu jet de apă: problematici și sfaturi pentru o decizie reușită

Deși solicitările pentru echipamente automate de debitare cu jet de apă sunt, în ultimii ani, în continuă creștere, informațiile la care potențialii cumpărători au acces sunt relativ reduse și din acest motiv de cele mai multe ori deciziile de achiziție se iau fără a exista o bază solidă de informații. Din acest motiv se dorește ca articolul de față să ușureze luarea unei decizii în ceea ce privește achiziționarea unui astfel de echipament.

În primul rând pornesc de la câteva precizări referitoare la debitarea cu jet de apă, precizări care, deși sunt foarte simple, de multe ori nu sunt luate în considerare în procesul de achiziție:

Jetul de apa este cel mai versatil procedeu automat de debitare, permitand utilizatorilor sa debiteze aproape toate materialele existente: de la hartie, carton, cauciuc, sticla, marmura pana la aluminiu, inox, titan si multe alte materiale mai mult sau mai putin utilizate in industrie.

Este cel mai rapid si economic procedeu de debitare in cazul in care se doreste debitarea aluminiului.

Este singurul procedeu de debitare care nu influenteaza termic materialele debitate.

Desi viteza de debitare este relativ mica, este singurul procedeu de debitare care ofera posibilitatea prelucrarii de grosimi mari de tabla (de exemplu, otel inoxidabil cu grosime de 250 mm).

În cazul echipamentelor de debitare cu jet de apă și pulbere abrazivă sunt patru componente importante care fac diferența și care, dacă sunt analizate cu atenție, vă vor ghida către alegerea optimă.

Aceste componente sunt: structura mecanică a echipamentului și masa/bazinul mașinii, pompa de înaltă presiune, capul de debitare și sistemul de dozare pentru pulberea abrazivă.

 

În cele ce urmează le voi analiza pe rând punctând aspectele importante de care trebuie să țineți cont:

Foto 1 – echipament automat de debitare cu jet de apă

Structura mecanică a echipamentului:

Pe piață pot fi întâlnite multe tipuri diferite de echipamente automate de debitare cu jet de apă, având structuri mecanice dintre cele mai diverse (de la mașini cu un braț în consolă, de-a lungul căruia se deplasează capul de debitare, până la portaluri cu motoare la ambele capate, în vederea obținerii unei bune precizii de poziționare) însă, în funcție de necesitățile de utilizare, este foarte important să se țină cont de următoarele informații:

In scopul asigurarii unei bune precizii de pozitionare (ceruta de insasi tehnologia de debitare cu jet de apa care ofera o precizie de debitare foarte mare), pe toata durata de viata a masinii, este important ca masina sa fie de tip portal cu doua motoare pe axa longitudinala, iar caile de rulare sa fie separate de masa/bazinul masinii. Separarea cailor de rulare fata de bazinul masinii este foarte importanta, deoarece in timpul debitarii masa de apa din interiorul bazinului se incalzeste si in timp duce la deformarea peretilor bazinului si implicit a ghidajelor masinii, in cazul in care acestea sunt montate pe lateralele bazinului. Pentru a evita aceasta problema se recomanda ca structura masinii si bazinul acesteia sa fie doua entitati complet separate.

Un alt aspect important in alegerea tipului de masina este acela de a se lua in considerare daca aceasta va trebui prelungita ulterior. In acest caz va fi obligatoriu ca structura masinii sa fie separata de bazinul acesteia, iar transmisia miscarii pe axa longitudinala sa se faca pe sistem pinion-cremaliera cu dinti inclinati. In acest fel constructia va putea fi modulara, iar calea de rulare se va putea prelungi. Echipamentele clasice bazate pe transmisie prin surub cu bile sunt destinate sa ramana la lungimea la care au fost fabricate.

Bazinul masinii trebuie sa respecte si el cateva cerinte minime si anume: trebuie sa fie realizat din tabla de hotel sau inox avand o grosime minima de 3 – 4 mm, sa aiba o structura de rezistenta foarte bine realizata si sa amortizeze cat mai mult intoarcerea jetului de apa. In acest fel se reduc la minim deformatiile dimensionale care apar in timp din cauza incalzirii apei, iar o intoarcere cat mai redusa a jetului de apa garanteaza mentinerea pozitiei materialului de debitat pe masa masinii.

Nu in ultimul rand este foarte important ca toate ghidajele masinii precum si motoarele sa fie foarte bine incapsulate pentru a se evita patrunderea apei si a pulberii abrazive.

Foto 2 – debitare de precizie pentru realizarea unei site din inox de 5 mm grosime

Sistemul de dozare pentru pulberea abrazivă:

Sistemul de dozare pentru pulberea abrazivă joacă și el un rol important în funcționarea corectă a unui echipament automat de debitare cu jet de apă și pulbere abrazivă, având implicații deosebite asupra calității și costurilor de debitare.

Este foarte important ca acest sistem să permită o dozare exactă a cantității de pulbere abrazivă în scopul reducerii costurilor de debitare și de asemenea pentru optimizarea calității debitării.

De asemenea, trebuie ca sistemul de dozare să aibă o incintă închisă în care intră pulberea și să permită eliminarea suprapresiunii de aer prin intermediul unei supape de sens. În acest fel surplusul de aer comprimat va fi eliminat prin această supapă, fără a permite aerului din atmosferă să intre în incinta în care se află pulberea abrazivă. Acest lucru este foarte important deoarece pulberea abrazivă trebuie să fie ferită de umiditate, iar aerul din imediata apropiere a echipamentelor de debitare cu jet de apă este umed. În cazul în care în pulberea abrazivă intră umiditate se vor bloca componentele echipamentului (sistemul de dozare și capul de tăiere), iar acest lucru va duce la timpi morți datorați operațiilor laborioase de curățare a componentelor și la aruncarea pulberii abrazive în care a pătruns umezeala.

Pompa de înaltă presiune:

În ceea ce privește pompele de înaltă presiune pot spune că în acest moment pe piață există două tipuri consacrate de pompe și anume pompele hidraulice cu intensificator și atenuator de presiune și cele electrice cu acționare directă (sau așa numitele Direct Drive Pumps). Între aceste două tipuri de pompe există multe diferențe, iar alegerea lor se face în funcție de aplicațiile pe care dorește să le facă utilizatorul și de bugetul pe care îl are disponibil pentru investiție.

Pentru o alegere reușită între cele două tipuri de pompe se pot lua în considerare următoarele informații structurate în tabelul de mai jos:

CaracteristiciPompe cu intensificatorPompe cu actionare directa
Modul de functionarePe scurt pompele cu intensificator sunt compuse dintr-un motor electric, o pompa hidraulica, un multiplicator de presiune (intensificator) si un atenuator. Acestea sunt pompe care furnizeaza presiune constanta: in momentul in care consumabilele se uzeaza si pompa incepe sa piarda apa intensificatorul mareste ciclul de lucru si compenseaza pierderile, mentinand presiunea constanta. In acest fel puteti continua lucrul o perioada destul de lunga de timp dupa ce pompa a inceput sa piarda apa, deoarece pompa nu se opreste decat atunci cand incepe sa scape apa in jet continuu. In acest fel in momentul in care pompa incepe sa piarda apa ea anunta utilizatorul aspura faptului ca trebuie sa comande noi consumabile. De asemenea, aceste pompe nu elimina apa decat atunci cand taie. In repaus sau in cazul deplasarii intre piesele de debitat nu se consuma apa.Pompele cu actionare directa (Direct Drive Pumps) sunt compuse dintr-un motor electric, un arbore cotit cu pistoane si un hidrofor cu rezervor. Sunt pompe care furnizeaza debit constant: in acest fel in momentul in care consumabilele se uzeaza si pompa incepe sa piarda apa, ea pierde rapid si presiunea, oprindu-se fara a da semnale premergatoare. Din aceasta cauza utilizatorul trebuie sa tina tot timpul piese de schimb in stoc. De asemenea, fiind pompe cu debit constant, in momentul in care pompa este in repaus sau masina se deplaseaza intre doua taieri, se elimina apa pe la valva de siguranta (crescand semnificativ consumul de apa).
Ciclul de lucruAu circa 50 de cicluri / minut, fiind in acest fel foarte stabile si avand uzura redusa. Intervalele de mentenanta putand ajunge pana la 800 de ore, in functie de tipul de pompa si de producator.Au circa 2000 de cicluri / minut, devenind instabile si accelerand uzura componentelor. Intervalele de mentenanta sunt de circa 400 de ore.
Randamentul, puterea si viteza de taiereAu un randament de circa 65-70%, fara insa a pierde din puterea de debitare. Lucreaza in mod continuu la o presiune intre 3800 si 6200 de bari (in functie de pompa aleasa). Au o buna viteza de taiere, fara a fi necesar compromisul prin care sa se utilizeze focalizatoare de diametre inferioare celor normale. In acest fel un focalizator standard de 80 de euro are o durata de viata de circa 80 – 100 de ore de lucru.Au un randament superior, de circa 85%-90%. Sunt proiectate pentru presiuni maxime de circa 3600 – 3800 de bari, insa incep sa aiba probleme si uzuri accentuate la presiuni mai mari de 2800 de bari. Au o mai mare putere in capul de taiere la aceeasi presiune, putandu-se utiliza orificii cu diametre mai mari. Insa pentru a transforma puterea intr-o buna viteza de taiere este nevoie sa se utilizeze un focalizator de diametru relativ mic fapt ce mareste foarte mult uzura consumabilelor, crescand semnificativ costurile de utilizare. In acest fel durata de viata a unui focalizator de circa 180 de euro in cazul lor este de circa 60 de ore de functionare.
Costuri de utilizareConsum redus de apa si pulbere abraziva. Durate de functionare simtitor mai lungi intre operatiile de mentenanta. Durata de viata net superioara atat pentru focalizatorul de taiere cat si pentru orificiu.Consum ridicat de apa (consuma apa chiar si in timpul in care nu taie, pentru a mentine debitul constant). Operatii de mentenanta mult mai dese si mai costisitoare. Durate mici de viata pentru orificiu si focalizatorul de taiere.

Capul de debitare cu jet de apă:

În cazul acestuia este primordial să fie realizat din cât mai puține componente și să permită autoalinierea dintre tubul colimator, orificiu și focalizator. Capetele de debitare care nu oferă această posibilitate de autoaliniere (în general cale realizate din multe componente, dar fără a ne limita la acestea) prezintă uzuri accelerate pentru orificiu și focalizator, duratele lor de viață fiind mult mai mici iar costurile de achiziție fiind mult mai mari față de cazul componentelor pentru capetele de debitare cu autoaliniere.