Trung tâm gia công đa năng Longmen cần bao nhiêu khí nén mỗi giờ cho việc thay dao, làm mát và các chức năng khác?

Mở đầu: Vai trò của khí nén trong trung tâm gia công cầu ganh

Trong quá trình vận hành, khí nén là nguồn năng lượng và môi trường hỗ trợ không thể thiếu của trung tâm gia công Longmen. Khí nén không chỉ được sử dụng để vận hành cơ cấu thay dao tự động, mà còn được ứng dụng rộng rãi trong các khâu như làm mát trục chính, thổi phoi từ phôi và các thiết bị kẹp khí nén. Việc nắm rõ tình hình tiêu thụ khí của từng hệ thống có ý nghĩa quan trọng trong việc bố trí hợp lý thiết bị cung cấp khí và giảm chi phí vận hành của nhà xưởng.

Đặc điểm tiêu thụ khí của hệ thống thay dao tự động (ATC)

Hệ thống thay dao tự động là một trong những bộ phận tiêu thụ khí nén lớn nhất của máy công cụ. Các chuyển động thay dao chủ yếu được thực hiện nhờ xylanh khí để xoay lật bệ đỡ dao, tay robot gắp – nhả dụng cụ cắt và trục chính thực hiện thao tác nới – siết dao.

• Lưu lượng khí tiêu thụ tức thời lớn: Trong mỗi lần thay dao, ở thời điểm tức thì cần áp suất và lưu lượng khí cao để đảm bảo chuyển động nhanh chóng và êm ái.
• Thời gian mỗi lần ngắnMặc dù lưu lượng tức thời lớn, nhưng mỗi lần thay dao chỉ mất từ vài giây đến hơn mười giây.
• Bị ảnh hưởng bởi nhịp độ gia công: Tổng lượng khí tiêu thụ mỗi giờ phụ thuộc trực tiếp vào tần suất thay dao trong quá trình gia công. Khi gia công các chi tiết phức tạp đòi hỏi phải thay dao thường xuyên, lượng khí tiêu thụ mỗi giờ của hệ thống sẽ tăng lên đáng kể.

Sự tiêu hao liên tục của hệ thống làm mát và thổi phoi

Hệ thống làm mát và thổi phoi chiếm tỷ trọng lớn trong mức tiêu thụ khí cơ bản hàng giờ của máy công cụ, với đặc điểm là tiêu thụ khí liên tục hoặc với tần suất cao.

• Đệm khí trục chínhĐể ngăn chặn dung dịch cắt và bụi bẩn xâm nhập vào ổ đỡ trục chính, đầu trước của trục chính thường được lắp đặt một hệ thống làm kín bằng màng khí; phần này đòi hỏi phải cung cấp liên tục khí nén.
• Thổi phoi từ phôi và ray dẫn hướngTrong quá trình gia công, súng phun khí áp suất cao hoặc vòi phun cố định được sử dụng để thổi sạch phoi sắt trên bề mặt chi tiết gia công và trên tấm che bảo vệ ray dẫn hướng; lượng khí tiêu thụ phụ thuộc vào số lượng vòi phun và thời gian mở.
• Tăng áp khí–lỏng tại đầu ra của trung tâm: Hệ thống phun nước qua trục chính của một số máy công cụ sử dụng bơm tăng áp khí–lỏng, đòi hỏi tiêu thụ lượng lớn khí nén để tạo ra áp suất cao.

Đánh giá mức tiêu thụ khí của các hệ thống khí nén phụ trợ khác

Ngoài các chức năng cốt lõi là thay dao và phun khí làm mát để thổi phoi, trung tâm gia công kiểu giàn còn có nhiều khâu phụ trợ khác cũng cần tiêu thụ khí nén:

• Kẹp khí nén: Tấm ép khí nén hoặc đồ gá dùng để cố định phôi, trong quá trình kẹp giữ luôn tiêu hao khí.
• Bộ che bảo vệ co giãn: Một số bộ phận của tấm che bảo vệ ray dẫn hướng trên các máy tiện cầu lớn sử dụng cơ cấu truyền động khí nén, khi co giãn cần tiêu hao khí.
• Bình tích năng thủy lực: Một số hệ thống thủy lực của máy công cụ sử dụng khí nén làm môi chất tăng áp cho bình tích năng, do đó cần bổ sung khí định kỳ.

Phương pháp đánh giá mức tiêu thụ khí tổng hợp theo giờ

Do các trung tâm gia công cầu dao có quy cách khác nhau, với sự chênh lệch lớn về kích thước hành trình, công suất trục chính và số lượng linh kiện khí nén, nên không thể đưa ra một tiêu chuẩn tiêu thụ khí cố định tuyệt đối cho mỗi giờ. Phương pháp đánh giá khoa học như sau:

• Tham khảo nhãn mác thiết bịTrên nhãn mác hoặc sổ tay kỹ thuật của máy công cụ thường ghi “Lưu lượng tiêu thụ khí nén” (đơn vị thường là lít/phút hoặc mét khối/phút). Lấy lưu lượng tiêu thụ khí nén mỗi phút được ghi trên nhãn nhân với 60, ta sẽ tính được lưu lượng tiêu thụ khí nén lý thuyết theo giờ.
• Xem xét tổn thất trong mạng lưới đường ốngKhi bố trí máy nén khí trong nhà xưởng thực tế, cần phải tính đến hiện tượng rò rỉ đường ống khí và tổn thất do sụt áp; thông thường, cần bổ sung thêm từ 10% đến 20% so với lượng tiêu thụ khí theo lý thuyết.
• Đánh giá nhu cầu cao điểmNếu trong phân xưởng có nhiều thiết bị, cần tính đến lưu lượng khí tối đa khi nhiều máy công cụ cùng lúc thay dao hoặc thổi phoi, nhằm tránh tình trạng áp suất trong mạng ống giảm đột ngột.

Các khuyến nghị thiết thực để tối ưu hóa việc sử dụng khí nén

Để giảm mức tiêu thụ khí nén và bảo đảm máy công cụ vận hành ổn định, nhà xưởng có thể áp dụng các biện pháp tối ưu hóa sau:

• Kiểm tra rò rỉ định kỳRò rỉ khí nén là nguồn lãng phí vô hình lớn nhất; cần thường xuyên kiểm tra đường ống, các đầu nối và van điện từ, đồng thời kịp thời sửa chữa các điểm rò rỉ.
• Điều chỉnh áp suất hợp lýTrong điều kiện đáp ứng nhu cầu gia công, cần điều chỉnh giảm áp suất khí thổi mảnh vụn một cách hợp lý để tránh cung cấp khí quá mức.
• Tối ưu hóa chương trìnhThông qua việc tối ưu hóa chương trình gia công CNC, giảm thiểu các chuyển động không tải không cần thiết và rút ngắn thời gian thổi phoi khi không cắt, từ đó giảm tổng mức tiêu thụ khí nén.