Трубчатые пластины находят широкое применение в таких отраслях, как нефтехимическая промышленность, котельное производство и производство холодильных турбин

Thread Content

1. Технология обработки трубчатых пластин. Трубчатые пластины находят широкое применение в таких отраслях, как нефтехимия, производство котлов, системы охлаждения, турбины и др. Обработка трубчатых пластин является важным этапом в производстве теплообменников и играет ключевую роль в их изготовлении. Точность обработки трубчатой пластины, в частности допуски по расстоянию между отверстиями для труб, диаметру труб, вертикальности и гладкости поверхности, в значительной степени влияют на возможности сборки и эксплуатации теплообменника. По мере увеличения размеров химического оборудования и электростанций, диаметр их теплообменников также становится всё больше. Диаметр трубчатых пластин варьируется от 4 до 5 метров; иногда он достигает 7 метров. Особенностями крупных трубчатых пластин являются большое количество трубных отверстий, их плотная расположенность, малый диаметр отверстий, большая глубина, а также высокие требования к точности и гладкости поверхности. Это ставит высокие требования к процессу обработки трубчатых пластин. 2. Хотя технологии обработки трубных пластин у разных производителей немного отличаются, в целом они сводятся к следующему: сначала наносятся разметочные линии (поскольку эти линии образуют сетку, их называют сеточными линиями), затем делаются контрольные отверстия, после чего маленьким сверлом просверливаются отверстия нужного размера. Если требуется высокая гладкость стенок отверстий, их ещё и растачивают. В конце выполняется зачистка кромок. Давайте проанализируем этот процесс. Начнем с нанесения линий. Если речь идет о стандартных трубчатых пластинах (с сотовой структурой), то все просто. Но если форма сложная, нанесение линий становится довольно сложной задачей. Что касается сверления, то оператор использует дрель с механизмом качания для выполнения работ: сначала он настраивает положение механизма качания, затем опускает сверло, после чего снова поднимает его и корректирует положение механизма. Чтобы просверлить одну дыру, необходимо выполнить несколько действий, поэтому нагрузка на оператора велика, а эффективность работы невысока. В общем, традиционные методы обработки трубчатых пластин характеризуются низкой точностью, длительным временем выполнения работ и большими усилиями, из-за чего их обработка становится узким местом во всем производственном процессе. Как только речь заходит об обработке трубчатых пластин, люди сразу морщатся. 3. Современные методы обработки трубчатых пластин. На самом деле основной проблемой при обработке трубчатых пластин являются проблемы с оборудованием. В традиционной обработке трубчатых пластин основным оборудованием является шпиндельная дрель. Из-за своей ручной конструкции способы управления довольно фиксированы, что затрудняет возможности для совершенствования. Хотя для повышения эффективности можно использовать такие методы, как сверление, это не решает коренной проблемы. Только найдя способ на устройстве, можно решить проблему коренным образом. За рубежом для обработки отверстий широко используются многоприводные ЧПУ-дрели; дрели с рычаговым механизмом больше не применяются. ЧПУ-плоскостные дрели позволяют заменить ручную разметку и сверление, что способствует **повышению точности и эффективности обработки**. В нашей стране в последние годы также началась локализация производства подобных токарных станков, однако у большинства производителей длина шпиндельного корпуса невелика (2–3 м), а количество шпинделей — один или два. Невозможно обрабатывать крупные трубчатые пластины. Не может полностью заменить импортную продукцию. Поэтому для крупных трубчатых пластин, требующих высокой точности обработки (длина более 7 м), обработка может осуществляться только за границей. А импортные числовые программируемые станки дороги, их установка занимает много времени, их трудно ремонтировать, к тому же они не всегда подходят для условий Китая. Существует насущная необходимость в том, чтобы отечественные производители станков выпускали сверхкрупные числовые управляемые сверлильные станки для удовлетворения потребностей предприятий, занимающихся обработкой трубчатых пластин. 4. Применение отечественных сверхкрупных числовых контролируемых сверлильных станков в обработке трубчатых пластин. Компания Shanghai Nickel-based Heavy Industry Co., Ltd. занимается разработкой и производством числовых контролируемых станков. С момента создания в 2003 году первого сверхкрупного числового контролируемого сверлильного станка PD4040A/4 технология его производства постоянно совершенствовалась. Было произведено несколько десятков таких станков, которые находятся в использовании по всей стране. Некоторые пользователи сразу приобрели у компании Fanuc две сверхкрупные числовых режущих станки. Этот числовой программный управляемый сверлильный станок имеет конструкцию с подвижной портальной кареткой и несколькими шпинделями (от 2 до 12). При заказе заказчик может самостоятельно выбрать размер рабочего стола и количество шпинделей. Максимальные размеры обрабатываемых деталей могут достигать 7 м×7 м (по требованию можно изготовить станки для обработки ещё более крупных трубчатых пластин). Основной продукцией являются станки моделей PD4040 с максимальными размерами обрабатываемой детали 4 м×4 м и PD7045 — 7 м×4,5 м. Обычно в таких станках используется 4 оси управления; имеются четыре шпинделя с ЧПУ, которые могут независимо перемещаться. Минимальное расстояние между шпинделями составляет примерно 500 мм. Максимальный диаметр отверстия, которое можно вырезать за один раз, составляет Φ50 мм (по желанию). Толщина детали, которую можно обработать, составляет примерно 200 мм (по желанию). Станок оснащен двойным приводом без зазоров между элементами привода. Всего в станке может быть десять осей управления (по желанию). Станк имеет функцию автоматического преобразования данных с помощью программ CAD/CAM: возможно преобразование файлов CAD в программы обработки, а также ручная программирование. Станок может использоваться для выполнения таких операций, как сверление, расширение отверстий, фрезерование, сглаживание краев и т. д. Таким образом, отпадает необходимость в ручной разметке и сверлении, что обеспечивает качественный скачок в технологии обработки трубных решеток. **Повышена точность обработки и производительность. Благодаря высокой эффективности работу, которая раньше занимала месяц, теперь можно выполнить за несколько дней. Полностью устранены проблемы, связанные с обработкой трубчатых пластин на всех этапах производственного процесса. 5. Конкретный способ использования сверхбольшого числового программного управляемого сверлильного станка. Сверлильные станки сверхбольшого размера, производимые компанией Fa Soo CNC, используют схему управления на основе ПК (компьютера) + ЧПУ (блок числового программного управления) + ПЛК (программируемый логический контроллер). В ПК вводится CAD-модель трубчатой пластины, затем она преобразуется в файл DXF. После этого запускается разработанное самостоятельно программное обеспечение для управления станком, с помощью которого открывается этот файл DXF. Вводятся координаты опорных точек детали, после чего автоматически генерируются программа обработки детали и информация, связанная с ней. Программа для деталей генерируется машиной, что исключает вероятность ошибок, возникающих при ручном составлении таких программ. Затем с помощью программы связи WINDNC между ПК и CNC программа обработки детали передается в CNC, после чего из CNC загружается эта программа для её обработки. Путем связи между ПК и ПЛК осуществляется мониторинг состояния работы оборудования. (6) Ниже приведен пример программы для сверления детали: %, MX, N0001 Z2700.000 N0002 X1360.000 Y2640.000 U720.000 V2000.000 N0003 (B0,C0,D1,E0) N0004 M55 N0005 Z2000.000 N0006 X1360.000 Y2640.000 U720.000 V2000.000 N0007 (B0,C0,D1,E0) N0008 M55 N0009 X1400.000 Y3040.000 U720.000 V2400.000 N0010 (B0,C1,D1,E0) N0011 M55 N0012 Z1500.000 N0013 X1360.000 Y3040.000 U720.000 V2000.000 N0014 (B0,C0,D1,E0) N0015 M55 N0016 M30

(7) Ниже приведена информация о программе обработки детали: 1. Метод программирования: CAD. 2. Файл, который обрабатывается: D:PD4040BDXF3270f30.dxf. 3. Количество удаленных лишних отверстий: 0. 4. Общее количество сверлений: 5500. 5. Проверка общего количества сверлений: 5500. 6. Количество сверлений в группах 1#, 2#, 3#, 4#: 1239, 1428, 1559, 1274 соответственно. 7. Количество раз, когда устройство для сверления было свободно: 1020. 8. Уровень использования устройства для сверления: 84,36%. 9. Количество единиц для сверления: 1630. 10. Диаметр сверла: 30,000. 11. Диаметр трубной пластины: 3270,000. 12. Количество рядов отверстий: 931. 13. Последний номер в программе: N4984. 14. Координаты точки отсчета по оси U: 2000,000. 15. Координаты точки отсчета по оси Z: 2000,000. 16. Направление движения по оси Z: в положительном направлении. 17. Тип трубной пластины: стандартный. 18. Время обработки программы: 2005-2-3 12:49:44. Просмотр информации о программе позволяет проанализировать ее и снизить вероятность ошибок. Правильный выбор сверхкрупной ЧПУ-дрельной машины при обработке трубчатых пластин — это необходимый способ повышения точности обработки и производительности. Раннее внедрение сверхкрупных числовых контролируемых сверлильных станков имеет положительное значение для повышения качества продукции, увеличения её технологической составляющей, повышения конкурентоспособности предприятий, а также для подготовки специалистов в области применения числового программного управления.