Установки для нанесения гелькоута. Установки для нанесения смолы с рубленным ровингом.
Здесь представлено описание устройства и работы машин для нанесения смолы с рубленным ровингом и безвоздушной покраски гелькоутом. В статье приведены эксклюзивные фото от МАСТЕРКОМПОЗИТ, чертежи устройств и действующие координаты специалиста по обслуживанию и работе данных механизмов.
Как ни странно, в Интернете нет подробных описаний таких машин, а фотографии ограничиваются размерами примерно 10Х20 пикселей, или что-то вроде того. Производители и продавцы не стремятся предоставлять этот материал широким кругам. Думаю связано это с опасениями, что несложная механическая конструкция подобных устройств, при их высокой продажной цене (машина средней комплектации стоит для покупателя около 18 тыс. долларов), подтолкнет всякого рода «самодельщиков» к их самостоятельному изготовлению. Особенно велика эта опасность у нас, в Русскоязычных странах, где родился изобретатель автомата Калашникова, где каждый мужчина может на «раз плюнуть» сделать из подручного материала такое, на что у американца могут уйти годы. Скажете, я издеваюсь над ними? Может быть, а зачем они в каждом фильме показывают Русских тупыми? Почему у них Русские солдаты в фильмах 10 и 11 годов ходят небритыми, шмаляя из ППШ, в форме 40-х годов и грязно ругаются? Ну, значит это им в отместку :) ! И так, неопределенность в этом вопросе устранит, для Вас, МАСТЕРКОМПОЗИТ.
По ходу жизни мне пришлось обслуживать вышеуказанные машины двух конкурирующих мировых производителей: это американская фирма GlasCraft и европейская – MVP. Для краткости, далее будем называть эти устройства, просто - «накидочные машины». Таким образом, я получил возможность сравнить качество и удобство устройств обоих производителей. Надо сказать, что, по моему мнению, европейские накидочные машины являются более простыми в обслуживании и надежными в работе. Что касается удобства работы с ними, то по этому признаку они практически равнозначны с американскими.
Области применения накидочных машин:.
- Производство лодок и катеров (низкого качества, такие лодки ценятся меньше, стоят дешевле и быстрее подвергаются осмосу, чем – из листовых материалов, уложенных вручную – прим. МАСТЕРКОМПОЗИТ).
- Производство бассейнов, ванн, аксессуаров для ванных комнат.
- Производство элементов транспорта.
- Производство товаров народного потребления.
- Защита от коррозии.
Немного о производителях.
- Главный офис GlasCraft располагается в городе Индианаполис, Индиана, США. Это дочерняя компания Graco Инк которая официально зарегистрирована под символом NASDAQ GGG.
Компания специализируется на производстве оборудования для нанесения стеклопластика, пенистого полиуретана и промышленных покрытий.
В 1959 году эта компания первой внедрила способ распыления рубленного ровинга в смеси со смолой на покрываемую ламинатом поверхность. Система дозирования соотношения отвердителя и катализатора в смеси запатентована этой фирмой, и признана лучшей в мире.
Так же широко известен разработанный ею пистолет для нанесения смолы и промышленных покрытий – Probler. В этом устройстве впервые был применен оригинальный способ промывки пульверизатора ацетоном из подведенного шланга, не разбирая устройство: оператор просто открывал вентиль, нажимал на курок, и пистолет сам себя промывал, без разборки, гаечных ключей, и кисточек для мытья. Современный пистолет для нанесения смолы с ровингом или - гелькоута имеет все преимущества прежней модели, а еще – модульную пневмо-гидравлическую систему подачи отвердителя и смолы. Он называется Gun P2 Spray Probler.
Одной из современных разработок этой фирмы, является пистолет INDy с внутренним смешиванием смолы с отвердителем, что позволяет увеличить скорость подачи смеси и, как следствие, производительность установки. Дело в том, что при смешивании смолы с отвердителем в воздухе перед соплами пистолета (внешнее смешивание) нельзя беспредельно увеличивать скорость подачи материала, т.к. при больших давлениях струй качество смеси ухудшается. А в пистолете INDy материал и катализатор проходят через смесительную камеру с внутренним статическим шнеком, состоящим из отдельных лепестков,
<;p>
Пистолет Indy производства фирмы Glas Craft. С внутренним смешиванием. Разборка, элементы конструкции.
создающих турбуленцию и обеспечивающих качественное смешивание компонентов. Готовый раствор распыляется через форсунку. Это позволяет получать качественную смесь смолы с катализатором даже на высокой скорости подачи. Поэтому установки с внешним смешиванием могут наносить до 3 кг/мин. смолы с ровингом, а – с внутренним смешиванием – до 7 и более.
К сожалению у меня нет достаточно качественных фотографий этого пистолета, зато есть вот этот ролик, где показан как раз он, во всей красе.
- Компания MVP. Эта аббревиатура означает: Magnum Venus Product. Она образовалась в 2000 году из 2-х компаний, Magnum Industries и Venus Products, занимавшихся производством оборудования для промышленности композиционных материалов. В 2006 году к ним присоединилась компания Plastech Thermoset Techtonics (Великобритания) – производитель оборудования, приспособлений и аксессуаров для изготовления стеклопластиковых изделий по технологии RTM. И с этого времени, объединенная компания называется Magnum Venus Plastech (MVP). Компания занимается как изготовлением отдельных машин для нанесения ламината, - намотки труб, - изготовления изделий по технологии RTM, так и проектированием крупнейших производств «под ключ».
Одной из ее современных оригинальных разработок, является Многоконфигурационная MVP UltraMAX. Она совмещает две системы:
Установку для нанесения гелькоута со средней производительностью 2,7 кг/мин; установку для нанесения смолы и рубленого стеклоровинга со средней производительностью 5,4 кг/мин. Переключение осуществляется за несколько минут оператором установки. До этого для переделки с одного устройства на другое требовалось не менее суток, а также – замена распылительных форсунок, чоппера и другого оборудования при помощи сложной разборки-сборки специалистом.
Такая тенденция прослеживается во всей архитектуре установок этой компании и называется «Системой Быстрого Доступа для упрощения технического обслуживания».
Система компелектуется пистолетом Pro Gun с внутренним смешиванием и поворотным клапаном (такого нет на установках GlasCraft), позволяющим добиться наиболее равномерного смешивания.
Как GlasCraft, так и MVP на пистолетах с внутренним смешиванием всегда ставят пневматический привод. Это связано с большим необходимым давлением на курок для подачи смеси, чем на пистолетах с внешним смешиванием. Потому что в таких устройствах материал идет под большим давлением, для обеспечения большей производительности. Пневмопривод повышает удобство работы оператора, но и увеличивает количество критических узлов, выходящих из строя, требующих обслуживания и ремонта. Поэтому для небольших объемов, таких как изготовление 30 кунгов, или 50 ванн в день, лучше приобретать комплектацию с пистолетом внешнего смешивания. А при больших нагрузках на одну установку – пистолет с внутренним смешиванием. В таком случае увеличившиеся затраты на обслуживание и ремонты окупаются повышенной производительностью данных устройств.
RS Gun производства Magnum Venus Plastech(MVP). (Каждая картинка имеет полную версию с пояснениями, просто кликните на нее. Здесь находится миниальбом).
Ролик, демонстрирующий работу накидочной машины.
Для установок с меньшей производительностью MVP предлагает пистолет с внешним смешиванием RS Gun. Он легче предыдущего на 44%, в нем реализована технология Air Assist Containment- снижающая аэрозольный эффект и позволяющая более эффективно напылять материал без потерь на рассеивание по стенкам покрасочной камеры, применена система запорных игл с возможностью свободного доступа для очистки и ежедневного обслуживания. В размещенном здесь видеоролике наш оператор установки производит нанесение ламината как раз из такого пистолета. Посмотрите, как красиво и почти без потерь ложится материал.
Принцип работы пистолета с внешним смешиванием заключается в том, что независимые потоки материала: смолы или гелькоута, и катализатора сталкиваются на выходе из распылительных наконечников. Благодаря действию поддувочного воздуха катализатор переходит во взвешенное состояние и поддерживается потоком воздуха в локальном вихре у сопла распыления смолы. При этом происходит качественное перемешивание материалов. Это препятствует осаждению отвержденного материала внутри механизма, как может произойти в пистолетах с внутренним смешиванием. Поэтому последние комплектуются еще дополнительным шлангом подачи ацетона под давлением и системой промывки, что (вместе с пневмоприводами) влечет за собой повышение веса пистолетов с внутренним смешиванием.
Чоппер - устройство для рубки нитей стеклоровинга. Приводится в действие специальной турбиной от сжатого воздуха. В процессе работы регулировка скорости подачи ровинга осуществляется небольшим вентилем с колесиком, расположенным на корпусе чоппера. Вентиль при вращении изменяет пропускное сечение магистрали подачи воздуха, в следствие чего обороты турбины возрастают, или снижаются. При работе бывает необходимо отключить подачу ровинга, чтобы дополнительно промочить чистой смолой участок укладываемого ламината. Для этого в задней части чоппера на входном воздушном патрубке имеется отсекатель. Он легко перещелкивается большим пальцем руки в положение "ВЫКЛ" - "ВКЛ". При работе устройства нить ровинга подается из 1-3 бобин по стреле "накидочной машины", через поддерживающие кольца. Затем нить затягивается в чоппер, где измельчается между режущем валом и "наковальней". Режущий вал это барабан с закрепленными поперечными лезвиями. Наковальня - это ответный валик из резины, поджимающий нить ровинга к лезвиям. Регулировочная рукоятка на чоппере позволяет ослаблять, или увеличивать давление наковальни на режущий барабан. Если прижатие слишком слабое, ровинг будет проскальзывать и плохо измельчаться, если - слишком сильное - резиновая наковальня быстро износится. В режущий барабан могут устанавливаться 4, 6, 8 лезвий - в зависимости от того, какая нужна длина накидываемых нитей ровинга. Чаще всего используют барабан с 4 лезвиями. при этом длина выходящего волокна 2,8 см. Если стоит 6 ножей, длина волокна - 2 см. При установке 8 ножей - 1,4 см.
Чоппер для RS Gun (MVP). (Каждая картинка имеет полную версию с пояснениями, просто кликните на нее).
Чоппер GlasCraft. (Каждая картинка имеет полную версию с пояснениями и переводом, просто кликните на нее).
На фотографиях Вы можете видеть чоппер MVP. На сборочном чертеже ниже, представлен стандартный чоппер, комплектующий пистолеты GlasCraft. Как видите, они очень похожи. Для тех, кому интересно поковыряться в подробностях строения данного устройства, я перевел названия некоторых элементов.
При выходе из под рубящего барабана, нити ровинга попадают на раздувочный лоток. Туда же подается часть отработанного воздуха с турбины. Воздух распределяет слетающие с лотка нити ровинга ровной плоской струей. Эта струя направлена таким образом, что на расстоянии 10-15 см. от пистолета, она встречается со струей смолы с отвердителем. Пока все это долетает до поверхности, куда мы наносим ламинат, ровинг качественно промачивается отвержденной смолой. Оператор наносит смесь из пистолета с 50 см - 1 м, это – наилучшее расстояние при работе.
Здесь следует упомянуть «человеческий фактор»: не думайте, что весь процесс происходит автоматически. Качество нанесения и, как следствие, - качество изделия полностью зависит от умения оператора установки. В неопытных руках установка забросает материалом все вокруг, толщина ламината на изделии, которое должно быть 4 мм, будет колебаться от 1 мм до 1 см! В толще ламината будут присутствовать участки т.н. «соломы» - не пропитанного смолой ровинга. Процесс нанесения сродни покраске автомобиля маляром. Только оператору приходится контролировать гораздо больше процессов. Именно поэтому хороший оператор накидочной машины так ценится на производстве изделий из стеклопластика. И если заработная плата обычного формовщика (человек, который прикатывает валиком ламинат уложенный оператором) у нас на Украине составляет 3-4 тыс. гривен, то у оператора (накладывает ламинат одновременно на 6-10 матриц, который прикатывают 6-10 формовщиков) она составляет 8-10 тыс. гривен (1000-1300 долларов).
Кстати, в написании данной статьи сайту МАСТЕРКОМПОЗИТ помогал оператор и настройщик накидочных машин Александр. За что ему Большое Спасибо! Если у Вас возникнут дополнительные вопросы по этой теме, можете связаться с ним по эл. почте: trafikk@mail.ru , или – по телефону: +38 066 911 15 53.
В альбоме ниже приведены два сборочных чертежа пистолетов GlasCraft,
Пистолеты GlasCraft. (Каждая картинка имеет полную версию с пояснениями, просто кликните на нее. Здесь находится миниальбом).
здесь Вы можете видеть устройство пистолета с – только механическим приводом для распыления смолы, и - с пневмогидравлическим. Как Вы видите, во втором варианте гораздо больше деталей, в частности – уплотнительных резинок, которые периодически выходят из строя. Это я о том, что, как сказано выше: чем комфортнее работа и выше производительность установки, тем больше затраты на обслуживание.
Я некоторое время обслуживал 6 установок GlasCraft, возрастом от 2-х до 6 лет. При этом на них интенсивно работали: каждый день в совокупности – не менее 4-х часов непрерывной работы. Каждые 1-2 месяца мы вынуждены были покупать у производителя выходящие из строя детали. В основном это:
- резиновые наковальни (срабатываются от ножей режущего барабана чоппера; лучшая регулировка прижатия дает равномерное стирание, тогда наковальни хватает на 7-10 дней работы; если прижатие чересчур сильное, на наковальне появляются глубокие рытвины в определенных местах, отчего чоппер, просто заклинивает, при этом наковальня служит 3-4 дня);
- всевозможные резинки уплотнения рабочих цилиндров насосов и пистолета (выходят из строя в течении от 1 недели, до 3-х, в зависимости от качества);
- форсунки материала (сильное давление, с которым подается смола, постепенно расширяет сопло форсунки, при этом распыление становится некачественным; замена форсунки – через 1-2 месяца);
- кожух и лоток чоппера (ровинг, летящий внутри них с большой скоростью, просто протирает эти алюминиевые части насквозь; замена – через 3-5 месяцев);
- шариковые клапаны насоса материала и катализатора (имеют форму шара, постепенно становятся квадратными; замена через 5-10 месяцев);
- рабочие цилиндры катализатора и смолы (постепенно царапаются шальными песчинками, попавшими в смолу и катализатор, и начинают активно «жрать» уплотнительные резинки; замена через 1-3 года);
- подающие шланги смолы, ацетона и катализатора (от постоянного изгибания и внутреннего давления материала постепенно изнашиваются и лопаются, в основном на подходе к пистолету; ремонт раз в 1-2 месяца);
- запорные игольчатые клапаны пистолета (изнашиваются от трения, начинают пропускать материал; замена их, и посадочных втулок – через 3-6 месяцев).
Это основной, но далеко не полный перечень ремонтов.
Что, Вам об этом не говорили на фирме, где предлагали приобрести это чудо современной техники? Ах, они наверное просто забыли! Но Вам все равно придется учитывать это, и – содержание человека по обслуживанию машин, когда Вы начнете работать. Несмотря на кажущуюся простоту поломок и расходных запчастей, отечественные аналоги подобрать не получается, а стоит вся эта «красота» «за бугром» - не дешево. Т.о. на 6 «походивших» машин мы тратили примерно 1-1,5 тыс. долларов в месяц.
После этого я имел возможность наблюдать работу и обслуживание машины MVP UltraMAX. Надо сказать, что ей тоже 5-6 лет «отроду», но «кушает» она запчастей процентов на 20-30 меньше. Поэтому у меня сложилось о ней позитивное мнение :).
Продолжим анатомическое исследование накидочной машины: «Сердце» машины – пневмомотор. Для установок со средней производительностью (они чаще всего оснащаются пистолетом со внешним смешиванием) устанавливается пневмомотор с отношением объема цилиндра мотора к объему цилиндра насоса смолы 5:1. На установках с высокой производительностью (оснащаются пистолетом с внутренним смешиванием и промывочной системой) мотор имеет отношение 11:1. Как, Вы догадались, это позволяет развить большее давление в системе подачи смолы и катализатора. Сам мотор работает от воздуха, это на столько же гениально, насколько и просто: блок клапанов, расположенный в верху пневмомотора переключает подачу сжатого воздуха то верхнюю часть рабочего цилиндра, то – в нижнюю. Отчего поршень совершает возвратно-поступательные движения. Та часть камеры, где в данный момент происходит свободный ход открывается через клапан в выходное отверстие. Здесь находится глушитель выхлопа. И отработанный воздух выходит в атмосферу. В противоположной камере цилиндра в это время происходит рабочий ход, туда клапан открывает доступ сжатому воздуху в камеру из магистрали. В установке специально использован пневмомотор, а не какое-либо электрическое устройство, чтобы избежать опасности искрения и - воспламенения материала.
Устройство стационарной части накидочной машины MVP UltraMAX. (Каждая картинка имеет полную версию с пояснениями, просто кликните на нее. Здесь находится миниальбом).
Со штоком пневмомотора жестко связан шток насоса смолы (они находятся на одной оси), это обычная помпа двустороннего действия. Т.е. материал подается к пистолету и при движении поршня вниз, и – вверх. Это становится возможным благодаря шариковому клапану, открывающему ход материалу к пистолету от сжимающей (в данный момент) камеры цилиндра смолы, и перекрывающим обратный отток смолы в камеру, где в данный момент происходит всасывание материала из бочки. Однако при такой схеме в верхней и нижней мертвой точке хода поршня смолы имеются моменты изменения давления в магистрали подачи к пистолету. Для устранения этого явления служит компенсационная камера. Это металлический бачек связанный с магистралью смолы. В ней имеется запас смолы и немного воздуха. В момент наивысшей производительности насоса туда поступает излишек давления, а в момент прохождения мертвой точки, это давление компенсирует снижение давления в магистрали.
Дозирующее устройство катализатора MVP UltraMAX. (Каждая картинка имеет полную версию с пояснениями, просто кликните на нее).
Насос катализатора имеет меньшие размеры, т.к. катализатора требуется подавать гораздо меньше (от 0,7 до 3,5%) от объема смолы. Он связан со штоком насоса смолы через рычаг. Этот узел и позволяет изменять дозировку катализатора, удлиняя, или укорачивая рычаг, и, как следствие, длину хода штока насоса катализатора. На боку рычага имеется шкала, показывающая дозировку катализатора при положении точки соединения штока с рычагом под данной цифрой. Насос катализатора, также представляет собой двустороннюю помпу с шариковым клапаном и компенсационной камерой. По сути – это маленькая копия насоса смолы.
Кроме этих устройств и соединительных трубок, на стационарной части накидочной машины имеется еще блок распределитель – регулятор рабочих давлений. Он запитан от магистрали со сжатым воздухом, где поддерживается давление 7-8 атмосфер. Его задача – подать рабочие давления воздуха по шлангам к пневмоцилиндрам подачи смолы и катализатора на пистолете, к чопперу, к раздувочным отверстиям головки пистолета и – к пневмомотору.
На установке, которую Вы могли видеть на ролике выше по тексту, а также - на фото, установлено давление воздуха для пневмодвигателя 3,5 атмосфер по манометру. Давление для остальных шлангов - 1,4 атмосфер. Для регулировки давления служат вентили, расположенные непосредственно под манометрами. Вентиль имеет фиксатор для предотвращения случайного поворота. Для того, чтобы изменить регулировку, нужно сначала потянуть вентиль на себя, затем - вращать. При снижении давления на цилиндре пневмомотора, падает давление смолы на выходе форсунки, при этом ухудшается качество напыления. При черезмерном давлении - форсунка быстро изнашивается. Регулировка давления на остальных шлангах затрагивает соответствующие процессы на пистолете, перечисленные выше.
Блок клапанов пневмомотора механически соединен с датчиком давления в подающей магистрали смолы. Когда пневмоцилиндр пистолета открывает ход смоле в форсунку, давление в подающей магистрали снижается, на что реагирует датчик. Это приводит в действие открытие клапана подачи воздуха в пневмомотор, и вся система приходит в движение. Т.о., когда курок пистолета нажат, пневмомотор работает, турбина чоппера вращается и затягивает ровинг на измельчение (если она специально не отключена), раздувочные отверстия головки пистолета создают локальный вихрь в районе форсунки смолы и форсунки катализатора, которые распыляют материал. Смола перемешивается с катализатором и со слетающим с лотка чоппера ровингом; все это долетает до поверхности нанесения в виде готового ламината.
Так, или примерно так все это и работает :).
