Millised on mineraalvalu marmorvoodiga töötlemiskeskuse eelised?
Mineraalvalandid (tehisgraniit ehk vaikbetoon) on tööpinkide tööstuses konstruktsioonimaterjalina laialdaselt aktsepteeritud juba üle 30 aasta.
Statistika kohaselt kasutab Euroopas iga kümnes tööpink mineraalvalusid alusmaterjalina. Ebaõige kogemuse, mittetäieliku või vale teabe kasutamine võib aga tekitada kahtlust ja eelarvamusi mineraalvalu suhtes. Seetõttu on uute seadmete valmistamisel vaja analüüsida mineraalvalu eeliseid ja puudusi ning võrrelda neid teiste materjalidega.
Ehitusmasinate baas jaguneb üldiselt malmiks, mineraalvaludeks (polümeer- ja/või reaktiivvaikbetoon), teras-/keeviskonstruktsioonideks (vuugitäidisega/mittevuugitäidisega) ja looduskiviks (näiteks graniit). Igal materjalil on oma omadused ja ideaalset konstruktsioonimaterjali pole olemas. Ideaalse konstruktsioonimaterjali saab valida ainult materjali eeliste ja puuduste uurimise teel vastavalt konkreetsetele konstruktsiooninõuetele.
Konstruktsioonimaterjalide kaks olulist funktsiooni – komponentide geomeetria, asukoha ja energia neeldumise tagamine – esitavad vastavalt toimivusnõuded (staatiline, dünaamiline ja termiline jõudlus), funktsionaalsed/struktuurilised nõuded (täpsus, kaal, seina paksus, juhtsiinide lihtsus) materjalide paigaldamiseks, materjali ringlussüsteemiks, logistikaks ning kulunõuded (hind, kogus, saadavus, süsteemi omadused).
I. Konstruktsioonimaterjalide toimivusnõuded
1. Staatilised omadused
Aluse staatiliste omaduste mõõtmise kriteeriumiks on tavaliselt materjali jäikus – minimaalne deformatsioon koormuse all, mitte suur tugevus. Staatilise elastse deformatsiooni puhul võib mineraalvalusid pidada isotroopseteks homogeenseteks materjalideks, mis järgivad Hooke'i seadust.
Mineraalvalandite tihedus ja elastsusmoodul on vastavalt 1/3 malmi omast. Kuna mineraalvalanditel ja malmidel on sama erijäikus, on sama raskuse korral raudvalandite ja mineraalvalandite jäikus sama, arvestamata kuju mõju. Paljudel juhtudel on mineraalvalandite seina paksus tavaliselt 3 korda suurem kui raudvalanditel ja see konstruktsioon ei tekita toote ega valu mehaaniliste omaduste osas probleeme. Mineraalvalandid sobivad töötamiseks staatilistes keskkondades, mis kannavad survet (nt voodid, toed, sambad) ja ei sobi õhukeseinaliste ja/või väikeste raamidena (nt lauad, kaubaalused, tööriistavahetid, kärud, spindlitoed). Konstruktsiooniosade kaalu piirab tavaliselt mineraalvalandite tootjate varustus ning üle 15-tonnised mineraalvalandid on üldiselt haruldased.
2. Dünaamilised omadused
Mida suurem on võlli pöörlemiskiirus ja/või kiirendus, seda olulisem on masina dünaamiline jõudlus. Kiire positsioneerimine, kiire tööriistavahetus ja suur etteandekiirus tugevdavad pidevalt masina konstruktsiooniosade mehaanilist resonantsi ja dünaamilist ergastust. Lisaks komponendi mõõtmetele mõjutavad materjali summutusomadused oluliselt ka komponendi läbipaindet, massijaotust ja dünaamilist jäikust.
Mineraalvalude kasutamine pakub neile probleemidele hea lahenduse. Kuna see neelab vibratsioone 10 korda paremini kui traditsiooniline malm, võib see oluliselt vähendada amplituudi ja omavõnkesagedust.
Mehaanilise töötlemise ja muude töötlemistoimingute puhul võib see kaasa tuua suurema täpsuse, parema pinnakvaliteedi ja pikema tööriista eluea. Samal ajal toimisid mineraalvalandid hästi ka müra mõju osas, võrreldes ja kontrollides erinevatest materjalidest valmistatud aluseid, ülekandevalandeid ja tarvikuid suurte mootorite ja tsentrifuugide jaoks. Löögimüra analüüsi kohaselt võib mineraalvala saavutada helirõhutaseme lokaalse vähenemise 20%.
3. Termilised omadused
Ekspertide hinnangul on umbes 80% tööpinkide kõrvalekalletest põhjustatud termilistest mõjudest. Protsessi katkestused, näiteks sisemised või välised soojusallikad, eelsoojendus, toorikute vahetamine jne, on kõik termilise deformatsiooni põhjused. Parima materjali valimiseks on vaja selgitada materjalinõudeid. Kõrge erisoojus ja madal soojusjuhtivus võimaldavad mineraalvaludel omada head termilist inertsi mööduvate temperatuurimõjude (näiteks toorikute vahetamise) ja ümbritseva õhu temperatuuri kõikumiste suhtes. Kui on vaja kiiret eelsoojendust, näiteks metallvoodi puhul või kui voodi temperatuuri reguleerimine on keelatud, saab temperatuuri reguleerimiseks otse mineraalvalusse valada kütte- või jahutusseadmeid. Sellise temperatuuri kompenseerimise seadme kasutamine võib vähendada temperatuuri mõjust tingitud deformatsiooni, mis aitab parandada täpsust mõistliku hinnaga.
II. Funktsionaalsed ja struktuurilised nõuded
Terviklikkus on eristav omadus, mis eristab mineraalvalusid teistest materjalidest. Mineraalvalandite maksimaalne valamistemperatuur on 45 °C ning koos ülitäpsete vormide ja tööriistadega saab osi ja mineraalvalusid koos valada.
Täiustatud ümbervalamise tehnikaid saab kasutada ka mineraalvalandite toorikute puhul, mille tulemuseks on täpne kinnitus ja rööpapinnad, mis ei vaja töötlemist. Nagu teisedki alusmaterjalid, kehtivad ka mineraalvalanditele spetsiifilised konstruktsiooniprojekteerimise reeglid. Seina paksus, kandevõime, ribide vahetükid, laadimis- ja mahalaadimismeetodid erinevad kõik teatud määral teistest materjalidest ja neid tuleb projekteerimisel eelnevalt arvesse võtta.
III. Kulunõuded
Kuigi tehnilisest vaatenurgast on oluline kaaluda, näitab kulutõhusus üha enam oma olulisust. Mineraalvalude kasutamine võimaldab inseneridel märkimisväärselt kokku hoida tootmis- ja tegevuskulusid. Lisaks töötlemiskulude kokkuhoiule vähenevad vastavalt ka valamise, lõppmontaaži ja kasvavad logistikakulud (ladustamine ja transport). Arvestades mineraalvalude kõrgetasemelist funktsionaalsust, tuleks seda vaadelda kui tervikprojekti. Tegelikult on mõistlikum teha hinnavõrdlus siis, kui alus on paigaldatud või eelpaigaldatud. Suhteliselt kõrge algkulu on mineraalvaluvormide ja tööriistade maksumus, kuid see kulu võib pikaajalisel kasutamisel (500–1000 tükki/terasvorm) lahjendada ja aastane tarbimine on umbes 10–15 tükki.
IV. Kasutusala
Konstruktsioonimaterjalina asendavad mineraalvalandid pidevalt traditsioonilisi konstruktsioonimaterjale ning selle kiire arengu võti peitub mineraalvalandites, vormides ja stabiilsetes liimstruktuurides. Praegu on mineraalvalandeid laialdaselt kasutatud paljudes tööpinkide valdkondades, näiteks lihvimismasinates ja kiirtöötlemises. Lihvimismasinate tootjad on olnud tööpinkide sektoris teerajajad, kasutades mineraalvalandeid masinavoodite jaoks. Näiteks on maailmakuulsad ettevõtted nagu ABA z&b, Bahmler, Jung, Mikrosa, Schaudt, Stude jne alati kasutanud mineraalvalandite summutust, termilist inertsi ja terviklikkust, et saavutada lihvimisprotsessis suur täpsus ja suurepärane pinnakvaliteet.
Üha suurenevate dünaamiliste koormuste tõttu eelistavad mineraalvalusid üha enam ka maailma juhtivad tööriistalihvijate ettevõtted. Mineraalvaluvoodil on suurepärane jäikus ja see suudab hästi kõrvaldada lineaarmootori kiirendusest tuleneva jõu. Samal ajal võib hea vibratsiooni neeldumise ja lineaarmootori orgaaniline kombinatsioon oluliselt parandada tooriku pinnakvaliteeti ja lihvketta kasutusiga.
Postituse aeg: 18. jaanuar 2022