Вакуумная сушка: все зависит от насоса

Многие производственные линии моторостроительного завода VW в Зальцгиттере оснащены встроенными станциями для очистки деталей. Каждая станция очистки имеет систему вакуумной сушки. Вакуум в вакуумной камере создается винтовым вакуумным насосом Elmo Rietschle, который является проверенным, экономически эффективным решением.

Elmo Rietschle案例研究大众汽车形象1。

Главный моторостроительный завод находится в Зальцгиттере. В течение дня рабочие собирают до 7000 карбюраторных и дизельных двигателей для легковых автомобилей и автофургонов. Выпускаемые здесь двигатели имеют от 3 до 16 цилиндров с рядным, V-образным и W-образным расположением и мощность от 55 кВт.

Механическое производство завода включает обработку основных компонентов двигателя, таких как головка блока цилиндров, блок цилиндров, коленчатый вал, распределительный вал и шатуны, а также производство крепежных деталей, модулей и небольших компонентов двигателей.

Повышение требований к производительности современных двигателей внутреннего сгорания и связанных с ними компонентов, достижение более высоких экологических целей для получаемых изделий и производственного процесса, а также стратегия энергосбережения концерна — все это требует постоянного развития технологий производства в отношении механической обработки. При этом очень важную роль играет чистота компонентов двигателя.

Высокие требования к чистоте компонентов

Концерн Volkswagen установил очень высокие стандарты чистоты для всех компонентов, соблюдение которых возможно только при использовании соответствующих технологий и методов очистки.

В качестве основного метода очистки в Зальцгиттере применяется очистка жидкой средой. Здесь используется более 130 систем очистки на основе жидкой среды. Многие из этих систем очистки используются для процессов мойки, при которых после влажной очистки компоненты должны быть полностью высушены.

В очень требовательных компонентах, таких как головки блоков цилиндров и коленчатые валы, с технической и технологической точек зрения это требование может быть достигнуто только за счет использования вакуумной сушки из-за сложной внешней геометрии и наличия множества полостей и отверстий в компоненте.

Конструкция вакуумных станций сушки стандартизирована, как и системы очистки. Для создания необходимого вакуума в камере используются вакуумные насосы. В процессе вакуумной сушки компонент с остаточной влагой на поверхности, в отверстиях и резьбах подвергается воздействию вакуума в закрытой герметичной камере.

Вакуум снижает температуру кипения воды. В результате остатки воды испаряются даже при низких температурах. Таким образом отверстия и поверхности компонента освобождаются от воды (высушиваются). При испарении остатков воды тепловая энергия отводится от компонента, обеспечивая его охлаждение.

Elmo Rietschle case study VW image 2

От ротационно-пластинчатых насосов со смазкой маслом до винтовых вакуумных насосов

Первоначально ротационно-пластинчатые насосы использовались в вакуумных процессах промывочных систем для создания вакуума. В системе очистки головки блока цилиндров или коленчатого вала должны использоваться два ротационно-пластинчатых вакуумных насоса мощностью порядка 7,5 кВт каждый, что продиктовано геометрией и размерами компонента, а также коротким временем цикла промывочной системы.

Петер Томашевски из отдела технического обслуживания завода в Зальцгиттере сказал: «Это требует больших затрат времени и ресурсов, которые мы хотели бы сократить, особенно учитывая то, что некоторые изнашиваемые детали, такие как фильтрующий элемент маслоотделителя, должны утилизироваться отдельно. Кроме того, при проведении любых мероприятий технического обслуживания требуется полное отключение системы».

Ротационно-пластинчатые вакуумные насосы оказались в центре внимания также благодаря своему большому сроку службы и технологической безопасности. В связи с этим в 2007 году на заводе в Зальцгиттере была проверена и испытана альтернативная насосная система, показавшая в результате свою высокую эффективность.

 
Výkon S-VSI

Благодаря высоким показателям производительности вакуума насосов S-VSI
время высушивания очищенных деталей сократилось
на 25%.

 
 
Porovnání nákladů na nemazanou šroubovou vývěvu a olejem mazanou vývěvu

Сравнительные затраты на винтовой сухой вакуумный насос
и вакуумный насос со смазкой

 

Более быстрое высыхание и низкое энергопотребление

После глубокого изучения рынка и продолжительных испытаний при интенсивной поддержке компании Gardner Denver было принято решение о покупке винтового вакуумного насоса S-VSI 300 без смазки от Elmo Rietschle, подразделения компании Gardner Denver.

Поскольку насос работает без смазки, подача масла не требуется, при этом он обеспечивает максимальный предельный вакуум 0,1 мбар (абс.) и вакуумную производительность до 360 м3/ч. Это создает хорошие условия для сокращения времени откачки, что является критически важным фактором для поточной сушки.

Технология винтовых вакуумных насосов обеспечивает значительные улучшения и экономию. Более высокая эффективность и безопасность винтовых вакуумных насосов позволили сократить количество необходимых насосов до одного на систему вместо двух, как было раньше. Это также позволило снизить требования к энергопотреблению примерно до 7,5 кВт для каждой промывочной системы.

Даже общий срок службы насосов удовлетворяет предъявляемым требованиям. Более высокие первоначальные инвестиции амортизируются за счет меньшего количества простоев системы и значительного сокращения требований к техобслуживанию. Интервал технического обслуживания винтовых вакуумных насосов составляет 7500 рабочих часов, что в три раза больше, чем у обычных ротационно-пластинчатых насосов.

 

Петер Томашевски отметил и другое преимущество нового стандарта: «Эксплуатация насосов без смазки оказывает значительно меньшее влияние на окружающую среду, поскольку в этом случае не требуется утилизация больших количеств отработанного масла и фильтрующих элементов маслоотделителей. Благодаря насосам без смазки улучшилось качество воздуха на заводе, поскольку исчезли пары масла, которые часто образуются при работе обычных ротационно-пластинчатых насосов».

Инициатива по совместному улучшению: насос с циркуляционным охлаждением

Насос S-VSI 300 со встроенной системой циркуляционного охлаждения


Сотрудничество было настолько успешным, что компания Elmo Rietschle разработала индивидуальный вариант насоса S-VSI 300 по запросу концерна Volkswagen. Свен Фингер, ответственный за планирование технологии очистки в отделе разработки двигателей Volkswagen в Зальцгиттере, сказал: «Мы всегда ищем возможности для улучшения. Обычно для насосов требуется подключение хладагента. Но в некоторых случаях это очень сложно организовать. Поэтому мы используем насосы с циркуляционным охлаждением».

В данном случае компания Elmo Rietschle установила воздушно-водяное охлаждение, что позволяет использовать насос по принципу «подключи и работай» без подачи внешнего хладагента.

 

Поскольку концерн Volkswagen руководствуется принципами «лучшей практики» на всех своих заводах, насосы «Twister» от компании Elmo Rietschle были установлены не только в системах очистки на заводе в Зальцгиттере. Винтовые вакуумные насосы также используются на заводах Volkswagen в Китае, Мексике и Польше.

Обзор дополнительных преимуществ

  • Винтовые вакуумные насосы без смазки, не требующие подачи масла, которые обеспечивают достаточную производительность и предельный вакуум для быстрой откачки в условиях поточной сушки
  • Использование 1 винтового вакуумного насоса на систему вместо 2 позволяет снизить требования к потреблению электроэнергии и затраты на техническое обслуживание
  • Увеличенные интервалы технического обслуживания, заметно меньшее количество отказов и продолжительный срок службы новых насосов
  • Индивидуальная модификация путем установки циркуляционного охлаждения на насосы Elmo Rietschle, позволяющая использовать их в качестве решения «подключи и работай» без подачи внешнего хладагента
  • Модели со встроенной системой охлаждения становятся стандартом для всей компании в соответствии с принципами «лучшей практики» и также используются на других заводах