Inwestycje w rozwój klocków osobowych

Miniony rok był dla firmy LUMAG Sp z o.o., wiodącego polskiego producenta materiałów ciernych dużym wyzwaniem. Pomimo iż skutki światowego kryzysu ekonomicznego były jeszcze obecne na wielu rynkach, gospodarka nabrała przyspieszenia. Firma LUMAG już od kliku lat konsekwentnie inwestuje w nowoczesne linie technologiczne, realizując wiele innowacyjnych projektów. Rok 2010 był jednak bardzo istotny z uwagi na podjęcie decyzji o 50%-wym wzroście wydajności w asortymencie klocków osobowych, która została sfinalizowana uruchomieniem kolejnej linii prasowalniczej IAG.

Liniowe centrum prasowalnicze, wyprodukowane przez światowego lidera w produkcji w pełni zautomatyzowanych maszyn dla branży materiałów ciernych – austriacką firmę IAG Industrie Automatisierungsgesellschaft mbH to trzecia linia tej klasy funkcjonująca w przedsiębiorstwie LUMAG. Tym, których interesuje jak powstają klocki hamulcowe chcielibyśmy przybliżyć, jakie technologie stosuje LUMAG dzięki zrealizowanym projektom inwestycyjnym. Liniowe centrum prasowalnicze IAG to nowoczesny automat do produkcji klocków hamulcowych o budowie modułowej – 12 pras pracujących niezależnie i zaopatrywanych z autonomicznych systemów dozujących materiał cierny. Taka konstrukcja umożliwia bardzo elastyczną produkcję, na każdej z pras można bowiem produkować inny wyrób. W zastosowanym procesie prasowania, a także systemie dozowania i transportu materiału ciernego i międzywarstwy do narzędzi prasowniczych, zawarto wszystkie dotychczasowo zdobyte doświadczenia odnośnie samego procesu, jak i wyposażenia technicznego.

Do sterowania elektrycznego urządzeń służy programowalne sterowanie (SPS), które reprezentuje najnowszy stan techniki w tym zakresie. Karty sterujące, zastosowane w sterowaniu automatów naważających, do ważenia materiałów ciernych, odpowiadają najnowszym wyzwaniom technologicznym. Realizowana tam Fuzzy Logic – tzw. „logika rozmyta” (system samodzielnie się optymalizujący) to rozwiązanie wprowadzone przez IAG specjalnie w dozowaniu i ważeniu materiałów ciernych. Poza tym urządzenia wizualizujące (z ekranem dotykowym) w połączeniu z komputerami przemysłowymi do obsługi maszyn, zarządzania recepturami i prowadzenia operatora reprezentują również na dzień dzisiejszy najnowszy stan rozwoju technicznego w swoim zakresie.

Maszyna wyposażona jest w system monitoringu wszystkich parametrów procesu, co umożliwia ścisłe zachowanie reżimów technologicznych. Centrum zasilane jest materiałem ciernym i międzywarstwą z pneumatycznej magistrali transportującej i kierującej go do odpowiednich silosów maszyny za pomocą zwrotnic.

Istotnym elementem linii jest zakupiony w ramach jednego projektu piec, służący do wygrzewania klocków wyprasowanych w centrum liniowym. Piec został skonstruowany w układzie pionowym (paternoster). Klocki hamulcowe po opuszczeniu centrum prasowalniczego zostają umieszczone przez manipulator w korytkach i są transportowane za pomocą systemu elastycznego powiązania i manipulatorów przez trzy strefy grzewcze pieca. Korytka zawieszane są w zabierakach poruszającego się w taktach układu transportu łańcuchowego i przenoszone najpierw pionowo przez strefy grzewcze i strefę chłodzenia. Pod strefą chłodzenia korytka są odwieszane, a klocki za pomocą manipulatorów odkładane w stosy na przenośnik taśmowy odcinka odbioru. Puste korytka odprowadzane są do stacji załadowczej. Poszczególne strefy grzewcze pieca ogrzewane są pośrednio gazem przez komory spalania i wymienniki ciepła. Cyrkulację powietrza zapewniają wentylatory z napędem regulowanym. Ścisły monitoring parametrów technologicznych wygrzewania daje gwarancję powtarzalności wyrobów i poważnie ogranicza możliwość wystąpienia braków.

Zastosowanie termo obiegu i w efekcie tego dokładny rozkład temperatury umożliwia jednorodne usieciowanie żywicy w materiale ciernym, co powoduje jednakową twardość materiału w całym przekroju klocka. Skutkuje to lepszą skutecznością hamowania, zwiększa odporność udarową i termiczną wyrobu podczas użytkowania.

Separacja klocków w korytach podczas wygrzewania, umożliwiająca swobodny dostęp czynnika grzewczego do każdej płaszczyzny zapobiega powstawaniu nadmiernych naprężeń termicznych podczas nagrzewania oraz umożliwia swobodne odprowadzenie gazów. Zapewnia to jednorodną strukturę materiału ciernego pozbawioną pęcherzy i mikropęknięć, osłabiających wytrzymałość mechaniczną związaną z bezpieczeństwem użytkowania. Jednorodna pod względem struktury i twardości powierzchnia hamująca klocka przedłuża jego żywotność i ogranicza zużycie tarczy hamulcowej.

Inwestycja, której koszt zamknął się kwotą 2,4 mln EUR została uruchomiona w grudniu 2010 roku. Realizacja tego projektu to 50%-owe zwiększenie możliwości produkcyjnych firmy w segmencie klocków hamulcowych do samochodów osobowych.

Na zdjęciach: Centrum prasowalnicze IAG połączone z piecem do wygrzewania klocków typu paternoster.

Równolegle z inwestycją w linię prasowalniczą IAG firma LUMAG zakupiła nową maszynę do wykonywania operacji scorchingu, której wydajność odpowiada obecnym mocom produkcyjnym przedsiębiorstwa. Jest to kompletna, w pełni zautomatyzowana linia odpowiedzialna za realizację całego procesu począwszy od transportowania półproduktów z automatu do szlifowania poprzez właściwy proces scorchingu, schładzania, oczyszczania strumieniowo-ściernego metodą wirnikową, zakończony transportem do istniejącego stanowiska malarki proszkowej.

Podczas pierwszego użycia klocków hamulcowych w pojeździe zachodzi niepożądane zjawisko fadingu, polegające na zmniejszeniu współczynnika tarcia w warunkach wysokiej temperatury. Może skutkować to brakiem właściwej skuteczności hamowania pojazdu. Powoduje to sytuacje niebezpieczne przy agresywnym użyciu hamulców. Producenci pierwszego wyposażenia przeciwdziałają temu zjawisku poddając klocki operacji scorchingu. Polega ona na szybkim podniesieniu temperatury (do 700C) w wierzchniej warstwie materiału ciernego (1-2 mm). Taki zabieg usuwa z wierzchniej warstwy materiału związki organiczne odpowiedzialne za zjawisko fadingu. W efekcie nowo zainstalowane klocki hamulcowe są od razu pełnowartościowym elementem układu hamulcowego. Operacja scorchingu poprzez wysokotemperaturowe przygotowanie warstwy przypowierzchniowej klocka skutkuje jego dobrym dopasowaniem do tarczy hamulcowej. Eliminuje to potrzebę „docierania” klocka w trakcie pierwszych zahamowań. W wyniku tego produkt staje się dużo bardziej komfortowy i bezpieczny w użytkowaniu.

Zakupiona przez LUMAG kompletna linia do wykonywania operacji schorchingu na klockach do samochodów osobowych składa się z urządzenia do wykonania schorchingu za pomocą promieniowania podczerwonego, komory chłodzenia, oczyszczarki strumieniowo-ściernej oraz transportu technologicznego pomiędzy komponentami linii. Zastosowanie wysoce wydajnych promienników podczerwieni jako elementów termicznych, w odróżnieniu od szeroko stosowanego scorchingu płytowego, gdzie powierzchnia materiału ciernego klocka jest podgrzewana poprzez kontakt z rozgrzaną płytę metalową gwarantuje stabilność procesu w zakresie utrzymania wymaganej temperatury, co ma decydujące znaczenie dla jakości produkowanych wyrobów. Użycie promienników IR gwarantuje dostarczenie energii cieplnej dokładnie do powierzchni materiału ciernego nie powodując nadmiernego wzrostu temperatury w całym przekroju klocka hamulcowego. Brak potrzeby rozgrzewania płyt metalowych, jak to ma miejsce w powszechnie dotychczas stosowanej metodzie, uniknięcie niepotrzebnego wzrostu temperatury w całej objętości klocka powoduje znaczne zmniejszenie energochłonności procesu i poprawę jego jakości. Dzięki zastosowaniu dużej liczby emiterów podczerwieni możliwa jest przepustowość sięgająca 2000 szt./h nawet przy dużej powierzchni obrabianych klocków.

Na zdjęciach: Linia do scorchingu

Inwestycje w klocki do samochodów osobowych, które firma LUMAG zrealizowała w 2010 zamknęły się w kwocie 11,7 mln zł. Ich efekt będzie widoczny na rynku już w 2011 r.

Materiał przygotował: Marek Paszkiel – szef produkcji LUMAG Sp. z o.o.