A húzókő-újragyártás technológiája

A kábelgyártás egyik fontos eleme a huzalhúzás során használt húzókő minősége. Napjainkban a gyárak egyaránt használnak természetes gyémánt húzóköveket (ND) és polikristályos gyémánt húzóköveket (PCD)

2020. február 25., kedd, 06:00

Címkék: gyémánt kábel kábeltechnológia szerszám szerszámgyártás szerszámtechnika

A gyémánt a legerősebb és legtartósabb anyag, amelyet az ember ismer. A gyémántok természetesen alakulnak ki a földön nagy nyomáson és magas hőmérsékleten. A természetes gyémántot több mint 100 éve használják nyersanyagként a húzáshoz. Az ND hosszú élettartamú, rendkívül kemény, nagy hőfolyamatokban alkalmazható szélsőséges hővezető képessége miatt, 100%-a zárvány- és repedésmentes.

A PCD az ember által gyártott, szinterezett gyémánt, ami szinte bármilyen típusú nedves vagy száraz huzal húzásához használható. A PCD-t kifejezetten a dróthúzó ipar szolgálatára tervezték – szinte bármilyen típusú dróthúzáshoz elérhető, a rúd méretétől a finom méretig. Ellenáll a kopásnak, repedésnek és törésnek, illetve egyenletes kopás jellemzi, ami megőrzi a huzalok kerekségét, így kiszámítható a drót felületének minősége. A méretek garantáltak, így a legmagasabb újrahasznosítható méretek előre jelezhetők.

A húzókövek precíziós eszközök, amelyeket kör keresztmetszetű vagy formázott huzalok nagyon szűk tűréshatáron belüli előállítására használnak. A huzalanyag deformációja és nyúlása a húzószerszám profilján belül történik, amikor a huzal áthalad rajta.

A húzószerszámokat az egy szerszámot igénylő egyfokozatú húzógépektől kezdve a több mint 450 szerszámból álló készleteket igénylő többhuzalos sorozathúzó gépekig bezárólag sokféle huzalhúzó gépben használják.

A Pigniczki és Társa Bt. a fent megjelölt húzókövek újragyártására fejlesztette ki a nagy pontosságú automatikus ultrahangos berendezését, mely egyaránt használható természetes, illetve polikristályos gyémánt huzalhúzó kövek fúrására és csiszolására. Ezzel egyidejűleg olyan innovatív húzókő-megmunkálási technológiát dolgoztunk ki, aminek segítségével a húzókövek újragyártása leegyszerűsödik.

A gyémánt húzókövek megfelelő furatának kialakítása csak nagy keménységű fémtű megfelelő amplitúdóval és frekvenciával történő függőleges rezgőmozgásával lehetséges oly módon, hogy a tű hegye és a megmunkálandó forgó gyémántbetét felülete közé folyamatosan megfelelő finomságú gyémántport tartalmazó szuszpenziót juttatunk, és ez végzi el a tulajdonképpeni megmunkálást.

A széles körben ismert megoldások egyik módja az, hogy ezen megmunkáló tűt ultrahang-frekvenciával mozgatjuk függőlegesen megfelelő amplitúdó beállítása mellett, és így alakítjuk ki a húzókő furatát, illetve a már kialakított furat további csiszolással történő bővítését ezen a módon végezhetjük. Belátható, hogy a megfelelő huzalgyártási pontosság megvalósításának elengedhetetlen kritériuma az, hogy egyrészt az ultrahang-frekvenciával rezgő tű frekvenciáját és amplitúdóját minél pontosabban lehessen beállítani és a beállított értéken tartani, másrészt a megmunkálást tulajdonképpen végző gyémántport tartalmazó szuszpenzió adagolását a lehető legpontosabban kell végezni. A világhálón fellelhető berendezéseknél nem megoldott sem a megmunkáló tű frekvenciájának, sem pedig amplitúdójának szabályozástechnikai értelemben vett zárt szabályozási körrel történő értéken tartása, sem pedig a gyémántporos szuszpenzió nagy pontosságú, számítógéppel történő keverése, koncentrációjának beállítása és automatikus adagolása a megmunkáló tűhöz történő közvetlen hozzávezetéssel.

Az ultrahanggal működő eszköz egyedisége tehát abban rejlik, hogy egy géppel a teljes újragyártási folyamat egy kezelőszemély által elvégezhető. Az eddigi megoldások hibáinak kiküszöbölésével és az ismert megoldások továbbfejlesztésével lényegesen nagyobb megmunkálási pontosságot érünk el azáltal, hogy zárt szabályozókörrel állítjuk be és tartjuk adott értéken a megmunkáló tű ultrahang-frekvenciás rezgését, valamint amplitúdóját, továbbá számítógéppel vezérelt receptúrakezelő egységet alkalmazunk a gyémántporos szuszpenzió koncentrációjának beállítására, keverésére és automatikus adagolására. Komoly informatikai és műszaki tervezés, kutatómunka, a különböző szakterületek egyeztetése előzte meg a berendezés elemeinek összeállítását, így a tesztüzem szinte hibátlanul zajlott le.

A kutatási projekt feladata volt a húzókő-újragyártás technológiájának felállítása is, melynek köszönhető az, hogy sikerült egy olyan prototípust elkészíteni, ami minden minőségi és funkcionális elvárásnak megfelel.

A gépen lévő szoftver a kutatási eredményeknek megfelelően 4 csoportba sorolja a köveket és a rajtuk lévő eltéréseket:

  • Az első csoportba olyan kis hibájú köveket sorolunk, amelyek javításával a kő mérete nem változik. Az ebbe a csoportba tartozó kövek rögtön javításra kerülnek. Ezeken a köveken nagyon halvány bekopási nyom (halvány gyűrű, fél gyűrű) látható, felületük nem megfelelően csillogó.
  • A második csoportba azok a kövek kerülnek, amelyekben kis hiba van, és javításuk során egy méretlépcsőt ugrik a húzókő mérete.
  • A harmadik csoportba a még javítható kövek tartoznak, ezekben nagyobb hibák vannak (mély gyűrűk találhatók, és jellemző a deformálódott kaliber). Itt már több méretlépcsővel is megugrik a kaliber mérete a javítás során.
  • A negyedik csoportba a már nem javítható, selejt kövek kerülnek. Ezekben már akkora a hiba, hogy vagy túl hosszú időbe telne a javítás, vagy már a gyémánt olyan mértékű sérülést szenvedett, ami további javítást nem tesz lehetővé, például: olyan repedés, ami a gyémánt teljes mélységében megtalálható.
  • Az utolsó csoportba tartoznak a hibátlan kövek, a gép ezzel a csoporttal nem dolgozik.

Forrás: Pigniczki és Társa Bt.

Az újracsiszolást a húzókő névleges szögére csiszolt tűvel és gyémántporral végezzük. A tű szögét általában egy kicsit nyitni kell ahhoz, hogy az összes hibát eltávolíthassuk a redukáló kúpból. Következésképpen a redukáló kúp egy kicsit szélesebb lesz, mint a névleges érték, ami nem befolyásolja a húzókő teljesítményét. Az újracsiszolás egy másik hatása, hogy kicsit csökkenti a kaliber hosszát. Ez az oka annak, hogy a redukáló kúp néhány újracsiszolása után az eredeti geometria visszaállítása érdekében a húzókő teljes felújítását javasoljuk.

Célunk az újragyártás során, hogy olyan húzókövek kerüljenek ki üzemünkből melyek használatával együttesen teljesülnek az alábbi feladatok:

  • a minőség megfelelősége mellett a fellépő károsodások, hibák minimalizálása;
  • a fajlagos költségek minimalizálása az adott húzási művelethez tartozó fajlagos energiafelhasználás minimalizálása mellett;
  • a termelékenység maximalizálása a lehető legnagyobb órateljesítmény megvalósulásával.

A komplex optimalizálás során olyan feltételoptimalizációnak kell létrejönnie, melyekkel a technológiatervezéshez tartozó optimalizációs feladatok közül kettő vagy akár mindhárom megvalósul. A feladatok elméleti megoldása mellett, napjainkban a megoldó algoritmusok és a szoftverek előnyös tulajdonságainak a megléte is nagyon lényeges szempont (pl. kövek életútjának és élettartamának nyomon követése, könnyen kezelhető és változtatható paraméterek és lekérdezések).

A profil megtervezése a zökkenőmentes termelés és a huzalminőség kulcsa. A specifikációk teljesítéséhez elengedhetetlen, hogy tökéletesen uraljuk a húzókövek gyártásának minden aspektusát. Az olyan paraméterek, mint a redukáló kúp szöge, az átmenet íve, a kaliber hossza és a kifutó íve mind meghatározó tényezők a kőminőség szempontjából. A húzás sebessége, az anyag és a folyamat specifikációi termékfajtánként változhatnak. Máshogy állítják be a húzógépeket alacsony feszültségű kábelek, vezérlő- és jelzőkábelek, építési vezetékek, gumikábelek, tűzálló kábelek gyártása esetén.

Az optimális kúpszög és a huzalérintési pont egymástól függő adatok. A legtöbb húzókő esetében a jó fémdeformáció biztosításához az érintkezésnek a redukáló kúp magasságának második harmadában kell történnie.

A húzókövek gyártása során a folyamat részeként az érintési pont helyét is meghatározzák. Ez a szakember számára lehetővé teszi, hogy a követ a végső átmérő és kaliberhossz megfelelő kombinációjára méretezze. Az érintési pont átmérőjének számítása során általában az ismert végső átmérőt, a végső kaliberhosszt, kúpszöget és kifutó szöget veszik alapul.

Ha a kúpszög túl széles a nyúláshoz, akkor a kő érintési pontja túl közel kerül a kaliberhez, és a húzókő nagyon gyorsan elhasználódik. Minél nagyobb a kúpszög, annál nagyobb a vezetékszakadási problémák kockázata, ami pedig több gépállásidőt eredményez.

A fentiek alapján egyértelmű, hogy a kis kúpszögű húzókövek használata javasolt a nagy kúpszögű kövek helyett emulzió használata mellett. Minél kisebb a kúpszög, általában annál hígabb a kenőanyag. A kisebb kúpszög biztosítja, hogy az anyag egyenletes sebességgel haladjon át a húzókövön. Minél keményebb a húzott anyag, annál keskenyebb a kő redukáló kúpja. Minél puhább a húzott anyag, annál szélesebb a kő redukáló kúpja.

Minél nagyobb a húzott anyag redukciója vagy a nyúlása, annál szélesebb kúpra van szükség. Ahogy a húzott anyag nyúlása csökken, úgy csökken a szükséges redukálókúp-szög. Ha a kúpszög túl széles a nyúláshoz, akkor a szerszám érintési pontja túl közel kerül a kaliberhez, kopás alakul ki, ami rontja a huzalfelszín minőségét, és túlméretessé teszi a szerszámot.

Felújítás javasolt az olyan kövek esetében, amelyek súlyos kopásnyomokat hordoznak (mély gyűrűs kopások, karcolások, ovalitás). Az olyan kövek esetében is ajánlott, amelyek néhány újracsiszolás után már nagyon rövid kaliberrel bírnak, vagy amelyeknél a kúpszög túl széles lett.

Rendkívül fontos, hogy a húzókő méretezését a helyes kiindulási ponttól kezdve végezzük, különben a végső átmérő, a végső kaliberhossz vagy akár mindkettő a toleranciaküszöbökön kívülre kerülhet. A még tökéletesebb kőminőség csökkenti a húzógépek által visszautasított húzókövek számát, a huzalgyártásban előforduló állásidőket, és segíthet a húzási sebesség növelésében is.

A húzókő tehát fontos része a húzási folyamatnak, de fontos megérteni azt is, hogy a kő egy láncolat része, és hogy a teljesítménye összefügg más tényezőkkel is, mint a gép, a kenőanyag, a nyersanyag stb. Tehát fontos gondoskodnunk arról, hogy ezek az elemek a lehető legjobban működjenek együtt.

A nagy pontosságú automatikus ultrahangos berendezés 4805. lajstromszám alatt használati mintaoltalom alatt áll a Szellemi Tulajdon Nemzeti Hivatalánál.

Amennyiben további információra lenne szüksége a berendezésről és a technológiáról, kérem, keressen bennünket a pigniczkibt.palyazat@gmail.com e-mail-címen, illetve a www.pigniczkibt.hu/huzoko webhelyen.

Pigniczki és Társa Bt.

H-6760 Kistelek, Dózsa Gy. u. 7.

Keresés
Bejelentkezés / Regisztráció
Média Partnerek