Egy vagy két vágófejjel hatékonyabb az abrazív vízvágás?

Számos olyan esettanulmánnyal találkozhatunk, ahol a több vágófejet alkalmazó vízsugaras vágógépek kiemelkedő hatékonyságáról számolnak be. Azt azonban nem árt megvizsgálni, hogy minden esetben megéri-e növelni a vágófejek számát, vagy valamilyen más módon is elérhető ugyanaz az eredmény.

Ha például egy két fejjel működő gép hatékonyságát tekintjük, meglepő eredményeket tapasztalhatunk. A két vágófejet alkalmazó gép által produkált teljesítmény elérhető pusztán a nyomás növelésével is. Tekintsük a mai iparban általánosan használt paramétereket:

Teljesítmény – A legtöbb műhelyben 30-50 lóerő (22-37 kW) jut egy vágófejre. A két vágófejes rendszerek esetében általában egy 100 lóerős (74 kW) erősítő pumpát kötnek két fejre, így logikusan egy-egy fejre 50 lóerő jut. Összességében tehát kimondhatjuk, hogy a legáltalánosabb felállás az, hogy egy vágófejre 50 lóerő jut.

Nyomás – Általában kb. 350-410 MPa (50.000-60.000 psi) közti nyomást szoktak alkalmazni, de az elmúlt 10 évben végbement fejlődésnek köszönhetően a legmodernebb műhelyekben akár 600 MPa (87.000 psi) nyomáson is dolgozhatnak. Azonban fontos megjegyezni, hogy a vágófejek száma nem áll kapcsolatban a nyomással.

Miután megvizsgáltuk a nyomás és vágófejek száma, valamint a teljesítmény és a vágófejek számának kapcsolatát, a megmunkálási paramétereket kell összehasonlítanunk a két megoldás esetében. A legáltalánosabb felállás, egy 50 lóerős erősítő pumpa, ami kb. 350 Mpa-os nyomás előállítására képes egy vágófej esetében. Két vágófejnél egy 100 lóerős pumpa 50-50 lóerőt juttat a két vágófejre. Ideális esetben ez az egységnyi idő alatt legyártott alkatrészek számának megduplázódását jelenti, így tehát a két vágófejes megoldás sokkal hatékonyabbnak számít, mint a hagyományos rendszerek. A tapasztalatok azonban mást mutatnak.

Sokkal hatékonyabban végezhetjük a megmunkálást, ha a 100 lóerős pumpát kettő helyett egyetlen vágófejjel alkalmazzuk. Ebben a konstrukcióban az 1 pumpára jutó 100 lóerőnek köszönhetően 600 MPa nyomás érhető el, ami rendkívüli mértékben gyorsítja a vágás sebességét.

blog-head-compare

Ahogy az az adatokból is látszik, nagyon hasonlóak az eredmények. Ennek több oka is lehet, melyek az egy- és két vágófejes rendszerek természetéből fakadnak.

Egy gépen alkalmazni két vágófejet nem egyszerű feladat, legyen szó vízsugaras vagy plazmavágó gépről. Az egyik legnagyobb probléma, hogy a két fejnek ugyanazon a magasságon kell végeznie a vágás (ha nem szabályozható külön a vágófejek magassága – a szerk.). Ez nehéz feladat, még a nagy tűrésű alkatrészek esetében is, viszont egy kis tűrésű, kritikus alkatrésznél, amikor rendkívül precíz megmunkálásra van szükség, szinte lehetetlen. További probléma lehet, hogy az egyes alkatrészek természetükből fakadóan más élettartamokkal rendelkeznek. Ebből kifolyólag nem egyenletesen kopnak, így a két vágófej eltérő pontossággal fog dolgozni, ami kritikus alkatrészek esetében nem megengedhető.

A leglényegesebb különbség azonban az abrazív anyag felhasználás. A 100 lóerővel, 600 MPa nyomáson működő vágófej ugyanis feleannyi abrazív homokot használ, mint egy két vágófejes, 410 MPa-on működő rendszer. A két rendszer között jelentős eltérések figyelhetők meg a megmunkálási költségekben, hiszen az abrazív vízsugaras vágásnál a felhasznált abrazív homok ára a gép működési költségének felével egyezik meg. Ha az egy vágófejes megoldást választjuk nem csak pénzt, de a jelentősen megnövekedő abrazív anyag fogyasztás miatti tároló kapacitást is megspórolhatjuk.

Abrazív anyag felhasználás:

Két 50 lóerővel, 410 MPa nyomással dolgozó vágófej percenként kb. fél kg abrazív homokot használ fel egyenként, így a teljes rendszer összesen kb. 1 kg homokot fogyaszt percenként.

Ha egy vágófejjel dolgozunk, ami 600 MPa nyomáson működik, a fogyasztás összesen kb 5 kg percenként.

A 100 lóerő, 410 MPa nyomást alkalmazó esetet azért nem vizsgáljuk, mert a vágófej ebben a konfigurációban nem tudna hatékonyan dolgozni. A vízvágó berendezések ugyanis nem képesek 410 MPa nyomáson tökéletesen kihasználni a 100 lóerőt, ha egy vágófejet alkalmazunk. A fúvókanyílás és a keverőcső átmérői túl nagyok, így egyre nagyobb mennyiségű abrazív anyagra lenne szükség azonos vágási sebesség fenntartásához. Ezért az egyetlen megoldás, hogy a 100 lóerőt ki tudjuk használni egy egy vágófejes rendszeren, ha növeljük a nyomást. Megfigyelhető, hogy az átlagos nyomásértékek folyamatosan emelkednek, mivel ez a teljesítmény növelésének alapvető módja.

Source flowwaterjetblog.com

További információ:

flowwaterjetblog.com oldalon.