Zaopatrzenie odlewnictwa – sprzęt, osprzęt, akcesoria

Specyfika pracy urządzeń w odlewni a wymagania dla pneumatyki

Środowisko odlewni jest „wrogie” dla każdego typu osprzętu. Projektując instalacje pneumatyczne, trzeba brać pod uwagę m.in.:

• wysoką temperaturę (piece, linie zalewowe, chłodzenie form),

• zapylenie i obecność ściernych cząstek (piasek formierski, rdzeniarski, pył z obróbki, śrut),

• wilgoć, mgły olejowe, opary (spoiwa, chłodziwa),

• intensywne drgania i udary mechaniczne (wytrząsarki, wibratory, śrutownice),

• pracę ciągłą – często 2–3 zmiany, z ograniczonymi oknami serwisowymi,

• wymagania BHP, często również ATEX w strefach zagrożonych wybuchem (pyły metali, pyły piasku i spoiw, opary).

To wszystko przekłada się na dobór specjalnych wykonów pneumatyki odpowiednie materiały (stal nierdzewna, mosiądz niklowany, technopolimery), odporne uszczelnienia (np. FKM), wzmocnione konstrukcje siłowników (metalowe zgarniacze, prowadzenia), szczelne obudowy zaworów, a także odpowiedni dobór węży i złączek, które nie popękają ani nie ulegną abrazyjnemu zużyciu.

Gdzie w odlewni pracuje pneumatyka?

Proces w odlewni można podzielić na kilka głównych stref, a w każdej z nich znajdziemy inne konfiguracje elementów pneumatycznych:

1. Przygotowanie wsadu i topienie – podawanie złomu, dodatków stopowych, sterowanie klapami i zasuwami w podajnikach, sterowanie przepustnicami powietrza w piecach.

2. Formowanie i rdzeniarnia – automaty formierskie, prasy, nadmuch i zagęszczanie piasku formierskiego, dmuchawy do wypełniania skrzyń formierskich, manipulacja rdzeniami.

3. Zalewanie form – sterowanie klapami rynien zalewowych, pozycjonowanie form i kokili, napędy blokad i docisków.

4. Wybijanie i chłodzenie odlewów – wytrząsarki, stoły wibracyjne, transport odlewów na liniach chłodzących, wibratory pneumatyczne.

5. Oczyszczanie odlewów i obróbka – śrutownice, kabiny oczyszczające, otwieranie i zamykanie komór, napędy zasuw śrutu, manipulatory.

6. Logistyka wewnętrzna i magazynowanie – chwytaki pneumatyczne, siłowniki unoszące, krańcówki pneumatyczne, elementy podnoszenia i zabezpieczenia ładunków.

7. Instalacje pomocnicze – systemy odpylania, klapy w filtrach workowych, przepustnice powietrza, urządzenia dozujące media technologiczne.

W każdej z tych stref powtarzają się pewne kluczowe grupy produktów pneumatycznych, które odlewnia może pozyskać z oferty Pneumat System.

Kluczowe grupy produktów pneumatycznych w odlewni

Siłowniki pneumatyczne – „mięśnie” odlewni

Serce większości aplikacji to siłowniki pneumatyczne – liniowe i obrotowe napędy odpowiedzialne za ruch: przesuw, docisk, podnoszenie, opuszczanie, obrót.

Pneumat System specjalizuje się w produkcji siłowników pneumatycznych zgodnych z normami ISO 15552, ISO 6431 i ISO 6432, obejmujących szereg serii (m.in. Flowmatik, ISOline, NWT, PSC, beztłoczyskowe SLN/SLNP) o średnicach tłoka od 8 do 320 mm oraz beztłoczyskowych do 63 mm.

W odlewni typowo wykorzystuje się:

• Siłowniki profilowe ISO 15552 / 6431 – do napędów zasuw, klap, mechanizmów zacisku skrzyń formierskich, blokad, docisków form.

• Siłowniki kompaktowe – w miejscach o ograniczonej przestrzeni zabudowy (linie formierskie, moduły maszyn).

• Siłowniki okrągłe ISO 6432 – do lżejszych napędów pomocniczych, krańcówek dociskowych, blokad.

• Siłowniki beztłoczyskowe – do dłuższych przesuwów przy ograniczonej długości zabudowy, np. transport form, pozycjonowanie wózków, prowadnic.

• Siłowniki specjalne:

  • z metalowym zgarniaczem do pracy w zanieczyszczonym środowisku (piasek, pył metaliczny),

  • w wykonaniu wysokotemperaturowym (odpowiednie uszczelnienia i smary),

  • siłowniki z prowadzeniem,

  • wykonania nierdzewne do stref mycia lub w obszarach agresywnego chemicznie.

W praktyce, odlewnia potrzebuje zarówno standardowych napędów, jak i siłowników projektowanych i wykonywanych na wymiar – Pneumat System oferuje takie rozwiązania, a także usługę regeneracji siłowników, co ma duże znaczenie przy ciężkich warunkach i wysokich kosztach przestojów.

Zawory i elektrozawory pneumatyczne – sterowanie przepływem

Drugą kluczową grupą jest armatura sterująca przepływem powietrza:

• zawory rozdzielające 3/2, 5/2, 5/3, mechaniczne, pneumatyczne, ręczne,

• elektrozawory pneumatyczne, również w wyspach zaworowych,

• zawory elektromagnetyczne membranowe, używane m.in. do filtrów workowych w instalacjach odpylania, jako zawory impulsowe.

Zastosowania w odlewni:

• sterowanie ruchem siłowników w automatach formierskich, prasach, zaciskach,

• sterowanie klapami w systemach odpylania – impulsy regeneracji filtrów workowych,

• sterowanie przepustnicami powietrza i spalin w piecach,

• sterowanie wibracyjnych urządzeń transportowych i wytrząsarek,

• sterowanie siłownikami chwytaków, obrotników, manipulatorów.

Odlewnia zwraca uwagę na:

• stopień ochrony IP (pył, wilgoć),

• odporność cewki na podwyższoną temperaturę,

• możliwość pracy ciągłej (duty cycle),

• dostępność cewek na różne napięcia (24V DC, 230V AC),

• prostą konserwację i wymianę (cewki na zatrzask, konektory DIN).

Pneumat System jako dostawca zaworów, elektrozaworów i wysp zaworowych umożliwia dobór rozwiązań o odpowiedniej żywotności i parametrach przepływowych (KV, Qn), zgodnie z wymaganiami konkretnej linii w odlewni.

Przygotowanie sprężonego powietrza – FRL w ciężkich warunkach

Aby układ pneumatyczny w odlewni był niezawodny, nie wystarczy dobry siłownik czy zawór – krytyczne jest przygotowanie sprężonego powietrza. To szczególnie ważne przy zapyleniu, zmiennych temperaturach i dużej ilości kondensatu.

W praktyce stosuje się:

• filtry do mechanicznego oczyszczania powietrza,

• reduktory ciśnienia (stabilizacja parametrów pracy siłowników i zaworów),

• smarownice (tam, gdzie wymagane jest mgłowe smarowanie elementów),

• kompletne zespoły FRL (Filter – Regulator – Lubricator) w wykonaniu modułowym.

W ofercie Pneumat System znajdują się bloki przygotowania powietrza, reduktory i filtry ciśnieniowe , które są fundamentem każdego gniazda pneumatycznego w odlewni.

W odlewni dodatkowo często stosuje się:

• osuszacze chłodnicze lub adsorpcyjne – aby ograniczyć kondensat i korozję,

• separatory kondensatu oraz automatyczne spusty,

• filtry dokładne przy wrażliwych aparaturach sterujących.

Dobre przygotowanie powietrza wpływa bezpośrednio na żywotność siłowników i zaworów, a także zmniejsza ryzyko zacięć i awarii – co w odlewni przekłada się na zminimalizowanie kosztów przestojów.

Węże i przewody pneumatyczne – „układ krwionośny” instalacji

Rozbudowana infrastruktura odlewni wymaga dziesiątek, a nierzadko setek metrów węży i przewodów pneumatycznych. Pneumat System oferuje szeroką gamę węży do sprężonego powietrza oraz przewodów kalibrowanych z poliamidu (PA) i poliuretanu (PU), przystosowanych m.in. do tłuszczy, paliw, oleju i sprężonego powietrza, o ciśnieniach pracy rzędu 17–27 bar i zakresie temperatur od -10 °C do +80 °C.

W odlewni stosuje się:

• przewody PA/PU do połączeń siłownik–zawór, wyspy zaworowe–elementy wykonawcze,

• węże gumowe i PVC do zasilania narzędzi ręcznych, przedmuchu odlewów, czyszczenia stanowisk,

• węże spiralne w strefach, gdzie wymagane jest sprężynowanie przewodu (stanowiska manualne),

• węże odporne na ścieranie – przy kontaktach z piaskiem, śrutem, cząstkami stałymi,

• w niektórych obszarach – węże w wykonaniu trudnopalnym lub o podwyższonej odporności na temperaturę.

Ważnym elementem jest właściwe prowadzenie węży (uchwyty, prowadnice, peszle ochronne) oraz prawidłowy dobór średnicy wewnętrznej – zbyt mała średnica powoduje spadki ciśnienia i spowolnienie pracy siłowników, co w odlewni szybko ujawnia się jako problem z wydajnością linii.

Złączki, armatura gwintowana i szybkozłącza – detale, które decydują o niezawodności

Nawet najlepiej zaprojektowany układ pneumatyczny może mieć problem z niezawodnością, jeśli zastosuje się tanie, niedokładne złączki.

Pneumat System dostarcza m.in.:

• złączki wtykowe – proste, kolankowe, trójniki, złączki przelotowe,

• złącza skręcane – do większych średnic i cięższych warunków,

• armaturę gwintowaną – nyple, mufy, redukcje, kolanka, trójniki mosiężne niklowane,

• szybkozłącza pneumatyczne – gniazda i wtyki do węży oraz instalacji sprężonego powietrza,

• złączki do tekalanu i przewodów PA/PU,

• zawory kulowe do odcinania odcinków instalacji.

W odlewni szczególnie ważna jest odporność mechaniczna i odporność powłok na korozję (mosiądz niklowany, stal nierdzewna) oraz niezawodne uszczelnienie (np. O-ring NBR lub FKM, gwinty z uszczelnieniem PTFE). Nieszczelności w odlewni to nie tylko ryzyko spadku ciśnienia i problemów z pracą maszyn, lecz także realne straty energii – dlatego okresowa kontrola instalacji oraz stosowanie elementów dobrej jakości jest kluczowe.

Sprężyny gazowe i amortyzatory przemysłowe

W wielu maszynach w odlewni – od klap i pokryw po osłony i drzwi serwisowe – wykorzystuje się sprężyny gazowe i amortyzatory przemysłowe, które Pneumat System ma w swojej ofercie.

Zastosowania:

• wspomaganie otwierania ciężkich pokryw (np. inspekcyjnych w piecach, filtrach, śrutownicach),

• kontrolowane domykanie drzwi maszynowych,

• tłumienie ruchu części ruchomych przy końcach skoku,

• stabilizacja pozycji elementów manipulacyjnych.

Dobrze dobrane sprężyny gazowe zwiększają bezpieczeństwo obsługi (brak ryzyka opadnięcia ciężkiej pokrywy) i ergonomię pracy.

Technika pomiarowa – manometry, czujniki, kontrola ciśnienia

Stabilne parametry powietrza w odlewni nie są możliwe bez odpowiedniej aparatury pomiarowej.

Pneumat System oferuje m.in. manometry do pomiaru ciśnienia (np. axialne 0–12 bar z przyłączem 1/8"), które pozwalają na bieżący nadzór nad ciśnieniem w głównych magistralach i węzłach instalacji.

W odlewni stosuje się:

• manometry lokalne przy rozdzielaczach i wyspach zaworowych,

• czujniki ciśnienia z wyjściem elektrycznym do integracji z systemem sterowania,

• przetworniki różnicy ciśnień np. w układach filtrowentylacji, aby monitorować stopień zabrudzenia filtrów.

Dzięki temu można prowadzić monitoring predykcyjny (np. rosnące spadki ciśnienia wskazują na zabrudzenie filtrów lub nieszczelności węży) i reagować zanim dojdzie do przestoju linii odlewniczej.

Chemia przemysłowa i serwis pneumatyki

Z punktu widzenia utrzymania ruchu w odlewni ważna jest nie tylko sama armatura, ale również chemia przemysłowa – smary, środki czyszczące, preparaty antykorozyjne, preparaty do uszczelniania gwintów – oraz usługi serwisowe.

Pneumat System, oprócz dostaw komponentów, świadczy także usługi: projektowania i wykonawstwa instalacji pneumatycznych, nadzoru konserwatorskiego, audytów efektywności energetycznej czy regeneracji siłowników.

W odlewni jest to szczególnie istotne, bo:

• układ pneumatyczny narażony jest na szybkie zużycie,

• wdrożenie efektywnych strategii smarowania, uszczelniania i czyszczenia przekłada się na zmniejszenie awaryjności,

• audyty sprężonego powietrza pomagają zmniejszyć koszty energii (wycieki, przewymiarowane ciśnienie, nieefektywne przygotowanie powietrza).

Przykładowe zastosowania pneumatyki w konkretnych węzłach odlewni

Żeby lepiej zobrazować rolę pneumatyki, warto przejść przez kilka typowych węzłów technologicznych i wskazać, jakie konkretne grupy produktów tam pracują.

Automaty formierskie i linie formowania

W liniach formowania piaskowego pneumatyka odpowiada m.in. za:

• zacisk i blokowanie skrzyń formierskich – siłowniki ISO 15552 o większych średnicach tłoka, z odpowiednio dobraną siłą,

• docisk modelu, stempla, prasowanie piasku – siłowniki liniowe i kompaktowe,

• przesuwanie skrzyń formierskich, pozycjonowanie na linii transportowej – siłowniki beztłoczyskowe,

• sterowanie zaworami zasypowymi piasku, klapami, dozownikami.

Elementy systemu:

• siłowniki pneumatyczne (często z metalowym zgarniaczem przy dużym zapyleniu),

• wyspy zaworowe i elektrozawory (sterowanie ruchem),

• węże PA/PU, złączki wtykowe,

• FRL na wejściach do sekcji linii.

Rdzeniarnia – rdzeniarki, nadmuch piasku i spoiw

W rdzeniarniach ważna jest szybkość cyklu i powtarzalność:

• nadmuch piasku i spoiw do skrzyń rdzeniowych – zawory, elektrozawory, przepustnice,

• zacisk form rdzeniowych, pozycjonowanie, docisk – siłowniki profilowe i kompaktowe,

• odgazowanie i przedmuch form rdzeniowych – dysze powietrzne, zawory sterowane elektrycznie.

Wymagane elementy:

• elektrozawory o wysokiej dynamice i dużej wydajności przepływu,

• przygotowanie powietrza (filtracja, osuszanie – aby nie wprowadzać wilgoci do piasku),

• węże o odpowiedniej odporności na ścieranie.

Zalewanie form i kokil – bezpieczeństwo i precyzja

Etap zalewania odlewów (grawitacyjnie, ciśnieniowo lub półautomatycznie) wymaga bezpiecznego i precyzyjnego sterowania:

• klapy rynien zalewowych i zasuwy – siłowniki liniowe o dużej sile, odporne na wysoką temperaturę otoczenia,

• pozycjonowanie form i kokili – siłowniki liniowe, beztłoczyskowe, obrotowe,

• blokady bezpieczeństwa – siłowniki, często ze sprężyną powrotną (funkcja bezpieczeństwa).

W układach zalewania często stosuje się dodatkowe:

• czujniki pozycji siłowników (np. magnetyczne),

• zawory bezpieczeństwa (np. szybkie odcięcie dopływu powietrza).

Wytrząsarki, kraty wibracyjne, stoły chłodzące

Przy wybijaniu odlewów z form oraz ich wstępnym chłodzeniu stosuje się urządzenia wibracyjne i wytrząsarki, w których pneumatyka realizuje:

• napęd wibratorów pneumatycznych,

• sterowanie klapami zsypowymi i suwakami,

• pozycjonowanie stołów chłodzących, amortyzację ruchu.

W tym węźle szczególnie ważna jest:

• odporność mechaniczna siłowników i złączek na drgania,

• odpowiednie mocowanie przewodów,

• zastosowanie przewodów i węży o podwyższonej wytrzymałości mechanicznej.

Śrutownice i oczyszczanie odlewów

W śrutowniach (bębnowych, komorowych, zawieszkowych) pneumatyka odpowiada m.in. za:

• otwieranie i zamykanie drzwi komór śrutowniczych,

• sterowanie zasuwami śrutu (dozowanie materiału ściernego),

• przepustnice powietrza w systemach odpylania i wentylacji,

• mechanizmy podnoszenia i blokady wózków, zawieszek, transporterów.

Tu szczególnie istotne:

• zastosowanie siłowników o wzmocnionej konstrukcji,

• armatura w wykonaniu odpornym na ścieranie i pył (mosiądz niklowany, nierdzewka),

• niezawodne uszczelnienia, aby śrut i pył nie wnikały do mechanizmów.

Systemy odpylania i wentylacji

Instalacje odpylania są kluczowe z perspektywy BHP i ochrony środowiska. Pneumatyka pełni tu kilka funkcji:

• zawory membranowe impulsowe sterujące regeneracją filtrów workowych,

• siłowniki klap przepustnic, sterujące kierunkiem przepływu powietrza i jego ilością,

• napędy klap obejściowych (by-pass), klap zwrotnych,

• siłowniki w mechanizmach opróżniania leja filtra.

Odpowiedni dobór zaworów i siłowników pod kątem odporności na zapylenie i temperaturę jest tu absolutnie kluczowy.

Jak dobierać produkty pneumatyczne do odlewni?

Dobór wyposażenia pneumatycznego do odlewni powinien uwzględniać kilka kluczowych kryteriów:

1. Warunki środowiskowe

   • maksymalna temperatura otoczenia,

   • poziom zapylenia i obecność cząstek ściernych,

   • wilgotność, możliwy kontakt z wodą, chłodziwami, chemikaliami.

2. Parametry medium (sprężonego powietrza)

   • ciśnienie robocze i maksymalne,

   • klasa czystości powietrza, punkt rosy,

   • ew. wymagania odnośnie smarowania.

3. Wymagania procesowe

   • prędkość ruchu siłowników i liczba cykli na godzinę,

   • dopuszczalne czasy przejścia zaworów,

   • dokładność pozycjonowania.

4. Bezpieczeństwo i normy

   • wymagania BHP, ewentualnie ATEX,

   • konieczność redundancji i bezpiecznego zatrzymania w razie utraty ciśnienia,

   • normy dla siłowników (ISO 15552, 6431, 6432) dla łatwej wymienności.

5. Ekonomia eksploatacji

   • minimalizacja wycieków powietrza (dobór złączek, armatury),

   • optymalizacja ciśnienia roboczego (zbyt wysokie ciśnienie to wyższe zużycie energii),

   • łatwość serwisu (standaryzacja elementów, dostęp do części zamiennych).

Zastosowanie narzędzi pneumatycznych w odlewniach

W odlewniach przemysłowych, są przetwarzane w elementy konstrukcyjne i różnego rodzaju komponenty, do ich wykończenia używane są narzędzia pneumatyczne.

Dzięki niezawodności, odpowiedniej mocy i odporność na specyficzne warunki pracy sprawiają, że są one podstawą działającej i płynnej produkcji.

Pneumatyczne narzędzia dzięki działaniu sprężonego powietrza zapewniają wysoką trwałość działania w środowisku zapylonym, i agresywnym zapewniając dodatkowo komfort pracy, poprzez nie nagrzewanie się narzędzi.

Dzięki rozwiązaniu pneumatycznemu możemy liczyć na ciągłe dostarczanie pełnej mocy roboczej bez spadków wydajności wynikających z nagrzewania się narzędzia, co jest typowym ograniczeniem rozwiązań elektrycznych

1. Przygotowanie i zagęszczanie form

Jednym z kluczowych etapów produkcji odlewów jest przygotowanie form — ich zagęszczenie, wyrównanie i usunięcie nadmiaru materiału. Do tych zadań idealnie sprawdzają się ubijaki formierskie Chicago Pneumatic.

Przykładowo, seria ubijaków formierskich CP0200 od Chicago Pneumatic została zaprojektowana specjalnie do intensywnych zastosowań odlewniczych — zapewnia dużą liczbę uderzeń na minutę, wysoką wydajność pracy oraz wyjątkową trwałość nawet przy ciągłej eksploatacji w trudnych warunkach.

2. Usuwanie wlewków, czyszczenie i obróbka odlewów

Po odlaniu komponentów konieczne jest usunięcie wlewków, nadlewów i nadmiaru żużla. Tutaj nieocenioną rolę odgrywają różnego rodzaju młotki pneumatyczne, które są w stanie szybko i skutecznie odizolować zbędne fragmenty metalu bez nadmiernego obciążania operatora.

Dostępne w ofercie Chicago Pneumatic młoty udarowe i zdzieraki są projektowane z myślą o pracy w odlewniach, gdzie często stosuje się ciężkie materiały i konieczna jest duża moc narzędzia. Modele przemysłowe posiadają dodatki ograniczające drgania i poprawiające komfort pracy, co jest istotne przy długotrwałym użytkowaniu.

3. Szlifowanie, gradacja i wykończenia powierzchni

Po usunięciu formierskich elementów, odlewy wymagają dokładnej obróbki powierzchniowej, takiej jak szlifowanie, gradacja, usuwanie niedoskonałości lub przygotowanie pod dalsze procesy (np. malowanie, powlekanie).

W tym obszarze szerokie zastosowanie znajdują różnego rodzaju szlifierki pneumatyczne, które oferują zarówno dużą moc, jak i łatwość kontroli przebiegu obróbki.

• Szlifierki trzepieniowe proste – uniwersalna szlifierka do precyzyjnych prac wykończeniowych i usuwania materiału w trudno dostępnych miejscach,

• Szlifierki pneumatyczne kątowe, pionowe — oferowane w różnych seriach, zaprojektowane do pracy przy wysokich obciążeniach typowych dla odlewni.

Szlifowanie jest jednym z najbardziej czasochłonnych etapów po obróbce mechanicznej odlewów — pneumatyczne narzędzia sprawdzają się tutaj zarówno pod względem ergonomii, jak i efektywności.

4. Wiercenie, gwintowanie i montaż elementów pomocniczych

W wielu przypadkach obrabiany element nie tylko wymaga obróbki powierzchniowej, ale i dalszego montażu komponentów (np. mocowania, śruby, tuleje). Tutaj wykorzystuje się różnego rodzaju pneumatyczne wiertarki przemysłowe, które dzięki zasilaniu sprężonym powietrzem oferują wysoki moment obrotowy i odporność na przeciążenia.

Modele przemysłowe o różnych mocach i rozmiarach umożliwiają wiercenie i montaż gwintów w szerokim spektrum materiałów — od żeliwa do stopów lekkich.

5. Montaż i demontaż elementów mocujących

W codziennych pracach utrzymania ruchu w odlewniach często zachodzi potrzeba szybkiego montażu lub demontażu dużych elementów, form lub uchwytów. Do tego idealnie nadają się pneumatyczne klucze udarowe.

• Klucze udarowe pneumatyczne Chicago Pneumatic – kompaktowe rozwiązania do szybkiego montażu połączeń gwintowanych (dostępne w wersji ATEX)

Klucze takie są niezastąpione przy zmianie form odlewniczych, demontażu osprzętu lub podczas serwisowania urządzeń.

W odlewniach narzędzia pneumatyczne stanowią podstawę wydajnej i bezpiecznej produkcji po odpowiednim przygotowaniu stanowisk i elementów podłączających— od momentu przygotowania form, poprzez obróbkę odlewów, aż po finalne wykończenia i montaż. Dzięki sprężonemu powietrzu możliwe jest osiągnięcie wysokiej mocy działania, jednocześnie zachowując trwałość narzędzi i komfort operatorów w trudnych warunkach.

Oferta firmy Chicago Pneumatic obejmuje szeroką gamę narzędzi pneumatycznych — od ubijaków formierskich, młotów udarowych i szlifierek, po wiertarki, klucze udarowe i narzędzia do wykończeń. Dzięki temu narzędzia te są idealnym rozwiązaniem dla nowoczesnych odlewni, które oczekują zarówno niezawodności, jak i wysokiej wydajności pracy.

Autor:
Wojciech Nowaczyk
Doradca ds.
techniczno-handlowych
Pneumat.

Autor:
Wojciech Nowaczyk
Doradca ds.
techniczno-handlowych
Pneumat.