ZASADA DZIAŁANIA BRYKIECIARKI HYDRAULICZNEJ

Maszyna działa na trzy cykle:

1. Materiał prasowany (trociny) podawany jest poprzez podajnik napędzany motoreduktorem do tzw. „szuflady”. Siłownik boczny zamyka szuflade prasując wstępnie materiał i zamykając zarazem komore wysokiego zgniotu.

2. Siłownik blokady blokuje wylot tulei.

3. Siłownik główny prasuje materiał w tulei działając siłą na stempel prasujący. Po osiągnięciu nastawionego ciśnienia siłownik blokady wypuszcza materiał z tulei. Siłownik główny w dalszym ciągu napiera na materiał wypychając go z tulei. Następnie siłowniki wycofują się. To tak w skrócie.

A teraz nasza maszyna.

Cykl pracy maszyny rozpoczyna się gdy siłownik boczny SSz (a zarazem„szuflada”) i siłownik główny SG są wycofane. Włączamy zasilanie włącznikiem głównym. Następnie po wciśnięciu przycisku PZ podajemy napięcia na cewki styczników ST-1 i ST-2. Powoduje to uruchomienie silnika głównego napędzającego pompe hydrauliczną oraz silnika motoreduktora. Motoreduktor z kolei napędza zagarniacz (ślimak) w zbiorniku trocin. Ze zbiornika zagarniacz obracający się z prędkością do 2-8 obrotów/min wsypuje dawke trocin do „szuflady”. Następnie szuflada zostaje zamknięta, czyli siłownik boczny zadziałał prasując wstępnie materiał. Warunkiem zamknięcia szuflady jest zamknięty styk krańcówki siłownika głównego KG1 (styk 3 i 4 tej krańcówki). W tej sytuacji przekaźnik SSz działa stykiem (1.3) na elektrozawór sekcji 2 cewki Z (załączającej) do momentu aż szuflada najedzie na krańcówke KS1 i styk 1i2 zostanie rozwarty. Powinna ta krańcówka być tak ustawiona aby wyłączenie to nastąpiło dokładnie wtedy gdy szuflada (czyli tłok boczny) szczelnie zamknie tuleje główną. Wraz z rozwarciem styków 1i2 krańcówka KS1 zamyka styk 3i4. Powoduje to załączenie siłownika blokady SB poprzez styk przekaźnika czasowego PC (1.4) - patrz obwód nr6. Przekaźnik czasowy załącza na około 1s przekaźnik SBz który powoduje zadziałanie elektrozaworu sekcji 3 cewki Z załączającej. Czas docisku ustawiamy doświadczalnie i powinien wynosić około 1s. Po tym czasie przekaźnik PC rozewrze swój styk (1.4) przerywając prace siłownika blokady SB i zewrze swój drugi styk (8.11) patrz obwód nr 1. Spowoduje to prace siłownika głównego SG poprzez załączenie przekaźnika SGz który swoim stykiem (1.3) załącza elektrozawór cewki Z załączającej - sekcja 1. W czasie gdy siłownik główny SG będzie prasował materiał ciśnienie w nim będzie wzrastać aż osiągnie wartość ustawioną na czujniku ciśnienia C zamontowany na zasilaniu siłownika głównego. Czyli przy 130atm styk (1.3) czujnika C spowoduje zamknięcie obwodu nr5, załączenie przekaźnika SBw. Przekaźnik ten za pomocą styku (1.3) załączy elektrozawór sekcji 3 cewke W wyłączającą czyli odblokuje siłownik SB. W tym czasie siłownik główny w dalszym ciągu prasuje/wypycha materiał aż najedzie na krańcówke KG2 styk(1.2). Drugi styk KG2 (3.4) patrz obwód nr4 spowoduje wycofanie szuflady (siłownik boczny) dotąd aż szuflada najedzie na krańcówke nastawną KS2. Drugi styk tej krańcówki (3.4) patrz obwód2 spowoduje powrót siłownika głównego SG do momentu najechania na krańcówke KG1 (1.2). Drugi styk tej krańcówki (3.4) rozpocznie ponowne zamknięcie szuflady itd…

To jest jeden pełny cykl pracy naszej brykieciarki.

SPIS ELEMENTÓW

Mechanika:

1. Tuleja główna i tuleja blokująca, średnica wewnętrzna 60mm, zewnętrzna 100mm, długość 60cm.

2. Stempel prasujący. Wymiary jak na rysunku z tym, że gwint wykonujemy pod siłownik jaki posiadamy czyli najpierw zaopatrujemy się w siłownik (przynajmniej ten główny a później dorabiamy tłoka). Stempel jest wkręcany bezpośrednio w siłownik.

3. Tłok boczny i obudowa tłoka (prowadzenie). Wykonać według rysunku. Wymiary tłoka: szerokość 200m, długość 340mm i wysokość 56mm. Obudowa tłoka z blach 10mm.

4. Kołnierze, elementy mocujące tuleje, tłok boczny (szuflada) zgodnie z rysunkami.

Hydraulika:

1. Siłownik główny średnica tłoka (nie mylić z tłoczyskiem) 140mm skok 320mm dwustronnego działania.

2. Siłownik boczny średnica tłoka 50mm skok 300mm dwustronnego działania.

3. Siłownik blokady średnica tłoka 140mm skok 20mm (2cm) może być jednostronnego działania.

4. Dobór pompy jest bardzo ważny gdyż od tego będzie zależeć wydajność naszej maszyny. Bardzo dobre są pompy produkcji Waryński wykonane na licencji HAMWORTHY seria 16xx . Strona internetowa http://www.warynskihydraulika.com.pl/warhampl.htm

Pompa hydrauliczna zębata wydajność 35-40 l/min - zastosować silnik elektryczny 4,5-5,5kw. W tym przypadku proponuje pompę P2C1608 lub 1610.

Przy wydajności pompy 50-55l/min stosować silnik elektryczny 7,5kw. Natomiast w takiej sytuacji można zastosować pompę P2C1613 lub 1617.

5. Rozdzielacz 3 sekcyjny sterowany elektromagnetycznie. Lub inaczej. 3 rozdzielacze suwakowe sterowane elektromagnetycznie. Na przykład 3szt rozdzielaczy suwakowych firmy Ponar Wadowice typ 4WE6 E 12/G24 N Z4. Do tego płyta pod rozdzielacze typ 3URLA 6/12-01-C /Z. Adres firmy http://www.ponar-wadowice.pl/

6. Zawór przelewowy typ DBD H6 K 13/200 lub ZPR 16-16 (na zdjęciu) lub inny o zbliżonych parametrach.. Tym zaworem ustawiamy ciśnienie pracy naszej maszyny czyli około 130atm.

7. Filtr oleju dostosowany do wydajności pompy.

8. Zbiornik na olej minimum 100l.

9. Przewody (węże) 5szt najlepiej po zmontowaniu całości dokupić na wymiar.

Najważniejsza w doborze przewodów jest średnica wewnętrzna. Zawsze lepiej dobrać większą aniżeli mniejszą ale starajmy się dobrać zgodnie z poniższym opisem.

Dobór średnicy wewnętrznej węży dobrać według zależności:

Dla ciśnienia 100-130atm wydajność pompy 60l/min średnica wewnętrzna węża 16mm

wydajność pompy 40l/min średnica wewnętrzna węża 15mm

wydajność pompy 30l/min średnica wewnętrzna węża 13mm

10. Przekaźnik ciśnienia (inna nazwa to zawór ciśnieniowy załączający, czujnik ciśnienia). Nastawiamy na nim 130atm i montujemy na zasilaniu siłownika głównego. Bezpośrednio na nim. Jeżeli decydujemy się na Ponar to montujemy go na płycie rozdzielaczy pod elektrozaworem siłownika głównego. Zamawiamy USPH4 P 02-20/1 i płytka pod niego UŁBC06/02-OA

11. Manometr do 20MPa. Najlepiej glicerynowy.

Elektryka:

1. 6 sztuk przekaźników R15 24V DC sterowanych napięciem 220VAC.

2. 2szt styczników 380VAC sterowanych napięciem 220VAC (ST1 i ST2 według schematu). Dla silnika 7,5kW powinien to być stycznik przynajmniej 43A.

3. Zasilacz 24VDC montowany na szynie np. DR-60-24 zasilacz impulsowy na szynę DIN 24V/2,5A adres internetowy www_elbiz_pl.

4. 4szt przełączniki krańcowe.

5. Przełącznik czasowy PC 1szt. Tzw. „czasówka”. Ustawimy na nim 1sek.

6. 1szt. włącznik „siłowy” pakietowy główny i 2szt. przycisków załączających PKZ i PKW.

7. Skrzynka rozdzielcza wymiary długość 45cm, wysokość 25cm i głębokość 18cm. Wewnątrz musi się znajdować listwa zaciskowa na minimum 42 zaciski.

Silniki elektryczne:

1. Silnik główny czyli ten, który będzie nam napędzał pompę hydrauliczną dobierany jest w parze z tą pompą według zależności:

* wydajność maszyny około 65kg/h - silnik od 4,5 do5,5kw i pompa 35-40litrów/minute

* wydajność maszyny około 85kg/h - silnik 7,5kw i pompa 50-55 litrów/minute

Pompę hydrauliczną montujemy bezpośrednio na silniku. Nie stosować żadnych szajb, pasków klinowych itp. Najlepiej zastosować sprzęgło elastyczne jak na zdjęciach. Silnik i pompa muszą być ustawione współosiowo.

2. Silnik podajnika trocin. Zastosować motoreduktor redukujący obroty do 2/min, a silnik w nim wystarczy 0,25kw.

ROZPOCZYNAMY BUDOWE MASZYNY

1. W pierwszej kolejności wykonujemy ramę. Najlepiej wykorzystać materiał jaki posiadamy ale jeśli musimy kupować to profil zamknięty 100x100. Wykonać według rysunku ramy.

Tuleja główna i tłok (stempel). Szukamy materiału (rury grubościennej) z niewielkim naddatkiem najlepiej w środku 59,8mm a na zewnątrz 105mm. Długość 70cm powinna wystarczyć. Przy obróbce potrzebny jest przecież zapas. Optymalnie byłoby wykonać tuleje ze stali 40H , a ostatecznie ST52 (odpowiednik gatunku 18G2A wg PN). St52 to stal która bez dodatkowej obróbki cieplnej odznaczają się lepszymi własnościami mechanicznymi niż stale węglowe. Zawierające niewielkie dodatki składników stopowych i wykazują w stanie dostawy podwyższone własności wytrzymałościowe i strukturę ferrytyczno-perlityczną. Stale te są stosowane głównie na konstrukcje budowlane, mosty, siatki i pręty do zbrojenia betonu, na zbiorniki i rury ciśnieniowe. Należy określić, że stale te mają znacznie wyższą (o 50 ÷ 80%) granicę plastyczności porównaniu ze stalami węglowymi zwykłej jakości przeznaczonymi do spawania. W praktyce wygląda to tak, że większość cylindrów hydraulicznych (siłowników) jest wykonanych z tej stali więc wystarczy znaleźć taki na złomie o zbliżonych wymiarach i dalej postępować według opisu. Celowo nie bierzemy tutaj pod uwagę stali, które można hartować, nawęglać, bo przecież nasza maszyna ma być tania, a zarazem spełniać nasze wymogi. Natomiast obróbka cieplna tulei czy tłoka spowoduje nam znaczny wzrost kosztów i to wcale nie proporcjonalny do żywotności tych elementów. Czasem hartowany tłok szybciej się zużyje lub pęknie itd.

2. Toczymy wymiary zewnętrzne.

Rozwiertakiem fi60mm rozwiercamy środek.

Następnie na frezarce górnowrzecionowej wycinamy w tulei otwór na tłoka bocznego 56x200.

Na koniec rozcinamy tuleje zaciskową od strony wylotu tak jak pokazane na rysunkach piłką 55 na długości 305mm. Oczywiście korzystamy z rysunków technicznych. Dorabiamy kołnierze, wiercimy w nim otwory i nasuwamy na poszczególne tuleje. Spawamy kołnierze do tulei. Wszystko jest pokazane na rysunkach.

Przy wykonaniu stempla najważniejszą rzeczą jest pasowanie, musi być 0,5mm luzu między tuleją a tłokiem. Gwint na tłoku wykonujemy pod własny siłownik. Stal najlepiej ta sama co tuleje.

3. Wykonuje elementy obudowy tulei zgodnie z rysunkami. Do tych elementów spawamy resztę blach obudowy tulei tak jak na rysunku. Będzie miała kształt prostokąta , z każdej strony zabudowanego blachą, jedynie wycięcie z boku na tłoka bocznego. Ważne jest aby dokładnie ustawic tuleje to znaczy wycięcie w tuleji musi być prostopadłe do boków. Możemy przymocować tuleje śrubami M20, sprawdzić czy otwór jest dobrze ustawiony, przyspawać punktowo blachy 20mm z każdej strony i dopiero wtedy dobrze obspawać. Pomocne będą zdjęcia z katalogu „Zdjecia_obudowy_tuleji”.

4. Wykonujemy „dystans” łączący siłownik główny z obudową tulei.

W dystansie wykonać otwory na czujniki indukcyjne lub krańcówki. W zależności na co się decydujemy.

Jeżeli siłowniki nie miały kołnierzy to dorabiamy. W celu przyspawania kołnierza siłownik musi być rozebrany ponieważ temperatura spawania stopiłaby uszczelnienia!

Nakręcamy tłoka na siłownik główny. Następnie przykręcamy siłownik główny do „dystansu”, a ten do obudowy tulei. Wsuwamy tuleje w tak skręconą całość i mocujemy je na stałe śrubami imbusowymi M20 do prawego boku obudowy. Z boku mocujemy tłoka bocznego prostokątnego z prowadzeniem (obudową) i siłownikiem bocznym tak jak na rysunku. Całość ustawiamy na ramie.

5. Tłok boczny i obudowa tłoka (prowadzenie).

Wykonać według rysunku. Wymiary tłoka: szerokość 200m, długość 340mm i wysokość 56mm.

Na powyższym zdjęciu widać pozostałości na krawędziach po obróbce przy wykonywaniu promienia r30mm. Należy je delikatnie zeszlifować pilnikiem tak, aby przesuwając dłonią po krawędzi nie pokaleczyć się. Poniżej tłok boczny i tłok główny.

Z tyłu tłoka bocznego wykonać otwór i nagwintować aby móc nakręcić tłoka bocznego na siłownik szuflady SSz. Z drugiej strony frezować na promień R30 tak aby tłok wchodząc w tuleje tworzył w niej szczelne zamknięcie (a tuleja ma średnice 60mm stąd tłok musi być wyżłobiony o promieniu 30mm). Obudowa tłok składa się z czterech blach grubości 10mm, skręcanych ze sobą śrubami. Ewentualnie można zespawać. Blacha od góry ma wycięty otwór 200x200 przez który będą wsypywały się trociny.

Na obudowie tłoka bocznego ustawiamy zbiornik na trociny. W zbiorniku zamontować śmigło nagarniacza. Dno zbiornika wykonać zgodnie z rysunkiem, ściany boczne dowolnie.

Na jednym boku obudowy tłoka bocznego montujemy krańcówki KS1 i KS2. Przełącznik KS2 jest przesuwny i nim ustawiamy zakres otwarcia szuflady. Jeżeli brykietujemy słomę ustawimy większe otwarcie szuflady, dla trocin mniejsze. Ustawić KS2 tak, aby zakres regulacji zaczynał się od 4cm czyli 4cm zawsze szuflada musi się otworzyć (lub więcej ale nie mniej).

6. Następnie siłownik blokujący i blokada. Blokade wykonac z rury grubościennej według rysunków. Kołnierz przyspawany do siłownika identycznie jak w przypadku siłownika głównego.

7. Zbiornik oleju umiejscowić najlepiej na tej samej wysokości co zbiornik na trociny. Na zbiorniku na olej usytuować rozdzielacze, a dalej w tle silnik i pompa. Pod zbiornikiem na trociny zamontowany jest motoreduktor który napędza śmigło w zbiorniku. Skrzynka rozdzielcza z przodu maszyny. Na koniec przykręcić przełączniki krańcowe KG1 i KG2 tak jak pokazane na schemacie blokowym.

Na koniec kilka uwag.

Jeżeli mamy już inny siłownik i chcemy dopasować go do tej maszyny to korzystamy z tej tabelki::

Średnica tłoka ciśnienie jakie nastawiamy na przekaźniku ciśnienia i zaworze przelewowym

160mm 100bar

140mm 130bar

125mm 160bar

100mm 240bar

Proszę pamiętać, że średnica tłoka to nie jest wymiar zewnętrzny siłownika ani też wymiar tłoczyska (chromowany trzpień który się wysuwa). I tak na przykład jeśli siłownik ma tłoka 140mm to zewnętrzna średnica siłownika wynosić będzie około 160mm.

Jak łatwo zauważyć czym większa średnica siłownika tym mniejsze ciśnienie. Pozwala nam to zastosować pompę o większej wydajności przy tym samym silniku elektrycznym. Dlatego jeśli zależy nam na dużej wydajności np. 250kg/h wystarczy takie rozwiązanie Siłownik główny 160mm, ciśnienie 100atmosfer, pompa o wydajności 70l/min i silnik elektryczny 11Kw. W tej konfiguracji elektrozawór sterujący siłownikiem głównym powinien być o symbolu 4WE10E 12/G24 N Z4 ponieważ ma większą przepustowość i wtedy płytka pod przekaźnik ciśnienia USPH4 będzie miał w oznaczeniu 10 zamiast 06.

I jeszcze odnośnie śrub M20 i M30. Stosować tylko z oznaczeniem 8.8, bo są to śruby stalowe o zwiększonej wytrzymałości. Nie stosować zwykłych np. 5.8. To jest bardzo ważne.

Zdjęcia z katalogu „brykieciarka wzorcowa to zdjęcia prototypu”. Wszystkie parametry są takie same (skoki, średnice, inne rozdzielacze itd.). W tym opisie zawarto inne rozwiązania np. blokady czy obudowy tulei. Ale zasada pozostała ta sama i parametry niezmienne.

---