發布日期：2022-10-03 點擊率：85
利用多軸擰緊機能明顯加快工業葉片泵的裝配速度：通過視覺操作支持，符合人體工程學的擰緊機可以設置各種裝配操作過程，每一臺工業泵的裝配可以節約數小時的裝配時間。
無論是50kW的葉片泵還是25000kW的葉片泵，都需要利用高強度螺栓把泵體和泵殼緊緊的連接在一起。MD系列工業泵或者GSG系列工業泵4～16級的壓力等級對高強度螺栓的擰緊力矩提出了很高的要求：最大擰緊力矩高達40MPa。因此，這些連接螺栓對葉片泵的性能有著決定性的重要意義。
人工擰緊問題重重
直到3年前，Sulzer工業泵生產廠的裝配工們都還是靠雙手來擰緊高強度鋼材制造的六角螺栓。要擰緊公稱尺寸為M80的高強度材料螺母，螺栓的擰緊力矩高達7000～9000N.m；并且要達到規定的安全系數。但在對人工擰緊螺栓的檢查中發現：各個螺母和螺栓擰緊力矩的差異高達35%。為了達到規定的安全系數和嚴格遵守企業內部制定的偏差為±15%的擰緊力矩技術規范，在使用機械擰緊機之前螺紋規格型號的設計都留有很大余量，加大了25%左右。
Sulzer公司敏銳的發現了其中的改進潛力，因此在MD系列和GSG系列工業泵生產制造過程中引進了機械擰緊機。該產品在Sulzer公司類似的產品生產中已被證明是非常可靠的裝配工具。
圖1 在裝配長達3m的Sulzer工業泵時，可以使用Desoutter公司改進的操作靈活的四軸擰緊機
均分負載的四軸擰緊機
被Sulzer公司稱之為Superbolt的四軸擰緊機把擰緊時的負載均勻的分為8～12個擰緊過程；這樣在每一個擰緊過程中的擰緊力矩就只有310N.m，能夠非常簡單地達到技術規范的要求。但整個裝配過程所需的螺紋擰緊時間卻相應增加了，因為在螺栓預緊之后每一個螺栓要交叉擰緊8～12次。這樣，就要求有更多的裝配工人加入到工業泵的裝配中。也就是說，分級交叉擰緊帶來的好處是以更多的裝配工作量為代價的。因此，Sulzer泵業公司嘗試著對Superbolt進行改進，把每臺泵近4000次的擰緊工序減至最少，同時降低裝配工人的體力勞動強度。
裝配解決方案減小螺紋連接工作量
然而沒有一家擰緊機生產廠能夠立即提供現成的解決方案，因為這還是一個全新的技術應用。基于用戶提出的技術要求，總部位于Maintal市的Desoutter公司最終為Bruchsal市的工業泵專業生產廠提供了相應的解決方案。他們的思路是：可以在生產車間里自由移動、符合人體工程學、配備視覺操作支持、可存儲和紀錄復雜裝配工藝過程和數據的四軸擰緊機（圖1）。此四軸擰緊機的獨特之處在于：基于標準零部件的模塊化系統。它可以在很短時間內利用現有的零部件組裝起來，并且為日后的性能改進留有很大空間和余地。
葉片泵,多軸擰緊機" src="http://data.51spec.com:88/51spec/202002/14/203831671.jpg"/>
圖2 很高的重復精度保證了嚴格的企業裝配技術標準
這種移動式擰緊機工作站的核心部件是4個EME44-350-OF擰緊機軸。它們由側置的有著很小軸間距尺寸的多級行星驅動機構提供80～350N.m的擰緊力矩。盡管使用的是側置驅動機構，但在動力輸出側使用的檢測值傳感器仍是內置式傳感器。這樣，此螺栓擰緊機在機床能力指數Cm>2時的重復精度就可高達±5%，保證了工業泵生產廠家提出的扭矩公差要求（圖2）。在快速卡緊連接導向裝置的幫助下，EME擰緊機能夠全面完成Superbolt擰緊機在M52～M80螺紋之間的螺栓擰緊任務（圖3）。
結構緊湊的四軸擰緊機最小的軸間距只有82mm。據Desoutter公司介紹，如此高的擰緊力矩和如此小的軸間距是該擰緊機的絕對優勢。在精確控制4根擰緊機軸時只需兩個Twin-CVI控制器就足夠了。每一個Twin-CVI控制器可以控制兩個擰緊軸，能夠為每一個擰緊軸存儲250個擰緊操作程序。而在完成這些任務時其只需一根導線即可，從而大大減少了接口數量。對于Sulzer公司來講此擰緊機的另一個重要優點是：節約占地面積。安裝在裝配車底部的Twin控制器取代了傳統多軸擰緊機固定的粗大而笨拙的電氣柜。
圖3 在快速卡緊連接導向裝置的幫助下，四軸擰緊機能夠全面完成Sulzer工業泵螺紋規格從M52～M80螺紋之間的螺栓擰緊任務
整個設備都可安裝在普遍應用的手推車上，可以在很短時間內推到其他裝配或使用地點。只需一個簡單的平衡器就可以把四軸擰緊機吊掛在車間的起重設備上使用。可以從4個方向操作的特點使Sulzer公司的裝配工人非常滿意，對這一裝配工具給予了很高的評價。
在裝配MD工業泵時，8個重載螺栓為一組。每一個螺栓都有一個原Superbolt擰緊機使用的屈服極限為700～1100MPa的SW 14擰緊扳手負責。而四軸擰緊機的端面則安裝有4根擰緊軸，能夠實現同步驅動8個擰緊扳手進行擰緊工作，并同時實現扭矩控制和扭轉角監控（圖4）。擰緊一組螺栓后四軸擰緊機移到下一螺栓組處，開始擰緊下一組螺栓。
圖4 電子控制的四軸擰緊機利用8個環形配置的Superbolt擰緊機頭擰緊工業泵端面的螺栓
Desoutter擰緊機從有著8個螺栓的螺栓系處換到另一個螺栓系處，直到完成8組即64個螺栓的連接擰緊，并達到規定的擰緊力矩。四軸擰緊機能夠同時擰緊4個螺栓，相比于Sulzer工業泵一個個螺栓單獨擰緊可以節約幾百道擰緊工序：過去為了避免在部件中產生擰緊應力和預緊應力要對每一個螺栓交替進行15次交叉擰緊，而現在借助于精確的螺栓擰緊技術每組螺栓只需交替進行5次交叉擰緊就可以了。該擰緊機明顯提高了生產力，在減少了擰緊機轉換移動次數的同時能擰緊4個螺栓，可以把裝配時間縮短80%以上。
可視化監測系統可監控整個裝配過程
除了減少裝配時間和更好的人體工程學效果之外，此多軸擰緊機還大大提高了螺栓擰緊工作過程的可靠性。擰緊機上的顯示屏可以清清楚楚的告訴裝配工人擰緊螺栓時的操作步驟，并指導裝配工一步步的完成裝配任務。
圖5 Posco-Vision顯示器能清清楚楚的告訴裝配工人已經完成的裝配工步。圖示畫面為高強度螺栓的擰緊順序
它所使用的Desoutter可視化系統Posco-Vision（圖5）可以存儲1000道單一的操作步驟；可以自由編寫擰緊機工作程序，減輕了從規定的擰緊點到整個特殊擰緊操作程序的編制工作任務。借助于3個易于理解的擰緊操作指導菜單，操作者可以對擰緊機進行更多的參數設置。就是在擰緊過程中裝配工稍事休息之后，他也能清楚的知道下一步工序是什么，或者是否要結束裝配。倍受歡迎的可視化指導避免了裝配過程中可能出現的偏差和錯誤。
把裝配數據保存在數據庫或者網絡中
這一擰緊機具有經WLAN把裝配數據傳送給企業網絡和存儲到數據庫中的能力。Sulzer公司可以根據需要事后調用和讀取這些裝配數據和紀錄，發送給用戶或者技術服務人員，以便簡化工業泵的維護和保養。
四軸擰緊機的投資回收速度非常快。從葉片泵性能測試結束到最后出廠，通常要進行5次拆卸和重新組裝。產品質量典型的密封性檢測、功能檢測和功率檢測都要求多次拆卸和重新裝配葉片泵。而過去一次裝配就需要5個半小時，現在只需40min。
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