PumpWorks Industrial повышает эффективность производства, чтобы обогнать глобальную конкуренцию

Базируясь в Хьюстоне (Техас), этот производитель насосов ANSI для ряда отраслей от горного и минерального до фармацевтического и нефтегазового гордится своей философией «сделано в США». Чтобы опередить конкуренцию, большую часть которой приходит из-за рубежа, PumpWorks Industrial на постоянной миссии улучшения производственной эффективности. По словам генерального директора Майкла Хоенштейна, передовое оборудование — вместе с ПО мониторинга станков и новейшим инструментарием — позволяет цеху значительно сокращать циклические времена, что, в свою очередь, играет главную роль в достижении той самой нужной эффективности. В результате компания увеличила свою производительность на 50% год к году.

Дизайн насоса

PumpWorks, в бизнесе с 2014 года, сейчас имеет тысячи насосов в эксплуатации в поле. Хьюстонская локация — новейшая среди других производителей бренда PumpWorks, датирующихся 1978 годом. То, что отличает насосы ANSI PumpWorks от конкуренции, по словам г-на Хоенштейна — множество дизайнерских улучшений, входящих в стандартное предложение насоса, повышающие общую надежность и ремонтопригодность насоса без увеличения цены для клиента.

Многие функции, включенные в дизайны линеек продукции ANSI, были вдохновлены многолетним опытом компании как ведущего поставщика насосов API 610, применяющего стандарты Американского нефтяного института (API). Некоторые из этих API-подобных функций включают ребра на силовой раме для рассеивания тепла, флингер-диск на валу, распыляющий внутреннее масло для охлаждения непогруженных подшипников насоса, и герметизирующее покрытие, распыляемое внутри полости силовой рамы.

Эти конкретные функции фокусируются на снижении температуры подшипников и увеличении их жизни силовой рамы, тем самым повышая надежность. Силовая рама также идет с нержавеющим валом как часть стандартного предложения. Дополнительно, базовый материал, используемый в конструкции насосов — углеродистая сталь для увеличенной долговечности, по словам г-на Хоенштейна, по сравнению с конкурентами, чьи насосы ANSI сделаны из чугуна и/или литого железа.

Через тестирование PumpWorks определила, что их силовая рама работает с рабочими температурами подшипников на 15-20°F (≈8-11°C) ниже конкурентов с заливным маслом и обеспечивает до 30% увеличения жизни подшипников. Этот факт, вместе с другими API-подобными функциями, значительно повышает надежность насоса, что первостепенно в поле. Отказы насосов могут быть очень дорогими для конечных пользователей.

Помимо функций, повышающих надежность, насос PumpWorks спроектирован для более легкого обслуживания. Магнитная пробка слива масла сбоку представляет легкий доступ, и 1-дюймовая (25,4 мм) герметизированная и закрытая пробка заполнения масла исключает риск попадания грязи и других загрязнителей в силовую раму, предоставляя на 1/2 дюйма (12,7 мм) больше доступа при заправке. Смотровые стекла с обеих сторон насоса предлагают беспрепятственный вид для проверки уровня масла независимо от того, как насос позиционирован на месте применения.

Сохранение темпа

Ключ к эффективным производственным процессам насоса цеха — последовательно сохранять темп с достижениями в технологиях станков. Это позволило цеху не только сократить время наладки, но и количество наладок, необходимых для обработки деталей. С новейшими возможностями станков, включая многофункциональность, цех достигает однократных наладок для done-in-one обработки деталей, что, в свою очередь, сокращает циклические времена и повышает качество и точность деталей.

Все объекты/дивизионы PumpWorks используют только станки Mazak. Когда открылся Хьюстонский объект, он тоже последовал этому и включил два многофункциональных станка Integrex i-400S, один токарный центр QTN-250, токарный центр Slant Turn Nexus (STN) 550, горизонтальный фрезерный центр HCN-6800 и, недавно, многофункциональный Integrex i-630V/6.

Integrex i-400S имеет основной интегральный шпиндель/мотор головняка с 40 л.с., 3300 об/мин шпинделем, дающим цеху диапазон возможностей обработки от тяжелой резки на низких скоростях до обработки углеродистой стали и других сплавов на высоких скоростях. Жестко зажимающая ось C индексируется с шагом 0,0001 градуса для высокой точности, в то время как второй 35 л.с., 4000 об/мин токарный шпиндель также имеет интегральный шпиндель/мотор для обеспечения высокоэффективной обработки для вторичных операций. Для дополнительной многофункциональности станок использует 30 л.с., 12 000 об/мин фрезерный шпиндель, смонтированный во вращающейся оси B с диапазоном 240 градусов в шагах индексации 0,0001 градуса.

Стандартным пакетом сквозного зажима, двухосевой QTN-250 эффективно обрабатывает широкие диапазоны деталей для PumpWorks. Станок, работающий с барфидером, обеспечивает максимальный диаметр подачи стержня 2,6 дюйма (66 мм) и максимальный диаметр обработки детали 13,780 дюйма (350 мм).

Тяжелый STN 550 PumpWorks использует твердо сконструированный головняк с 10,8-дюймовым (274 мм) диаметром отверстия и 1000 об/мин, 60 л.с. токарным шпинделем, генерирующим до 5163 фут-фунт (7000 Н·м) крутящего момента. Шпиндель станка также принимает 21-дюймовый (533 мм) зажим.

Работая вместе в ячейке с STN 550, HCN-6800 II оснащен 50 л.с., 10 000 об/мин, CAT 50 шпинделем. Автоматический менялка инструментов хранит до 43 инструментов и принимает максимальные диаметры инструментов 10,24 дюйма (260 мм). ЧПУ ротационный стол станка вращается 90 градусов за 1,9 секунды и имеет минимальный шаг 0,001 градуса для точной 4-осевой индексации и обработки.

Как новейший Mazak у PumpWorks, Integrex i-630V/6 имеет 50 л.с., 550 об/мин токарный шпиндель с контролем оси C и жесткий CAT 50, 10 000 об/мин фрезерный шпиндель с наклоном оси B -30/+120 градусов. Автоматический менялка инструментов поставляет фрезерный шпиндель до 160 инструментов для непрерывных режущих операций.

Ячейка STN 550 и HCN-6800 II производит одно конкретное семейство деталей, которое, по словам г-на Хоенштейна, к сожалению, невозможно обработать done-in-one. Однако с этой ячейкой Mazak цех в основном исключил любую потерю времени из-за наладок, потому что детали переходят с одного станка на другой, а кастомные оснастки, произведенные внутри, ориентируют детали на ноль без необходимости затрагивать. Оснастка локализует детали для станков, тем самым исключая необходимость операторам выполнять задачу.

«Пока Mazaks играют очень ключевую роль в нашем производстве, они работают в тандеме с нашими кастомными внутренними оснастками», — объясняет менеджер операций Чарльз Харви. «С этой инновационной оснасткой мы часто можем сократить три или четыре операции до только одной, и оснастки также обеспечивают силу и стабильность для тяжелых резов для дальнейшего сокращения циклических времен».

PumpWorks имеет автоматизацию, работающую с Integrex i-400S. Но помимо этого, ключ — done-in-one производство с их Mazak. «То, что другие цехи могут делать с тремя или четырьмя станками в ряд, мы делаем с одним многофункциональным Mazak», — говорит г-н Харви.

По его словам, цех не ищет станки на основе набора критериев. Вместо этого решения основаны на потребности продукта. «Мы начинаем с детали и работаем назад к приобретению станка, который оптимизирует нашу обработку в терминах циклических времен и качества детали», — говорит он. «Возможности, которые Mazak предлагает со своим рядом станков, были более чем достаточны для того, что нам нужно, и дают нам конкурентное преимущество».

Широкий диапазон требований

Цех производит около 3600 насосов в год. Помимо обработки, делает гидротестирование, покраску, сборку и упаковку. Некоторые компоненты, такие как подшипники и прокладки, закупаются, но кроме тех, цех производит все компоненты насосов.

Размеры деталей могут варьировать от 6 дюймов (152 мм) в диаметре до более 30 дюймов (762 мм) в диаметре. Допуски такие жесткие как 0,0004 дюйма (10 мкм). Компоненты насоса включают корпус, рабочее колесо, крышку/стаффбокс, замыкающую рабочее колесо и корпус/прокладки для так называемых «мокрых компонентов» насоса. Силовой конец насоса имеет вал через центр, подшипники и корпус. Эти различные компоненты собираются вместе по требованиям клиентов и готовы к plug-and-play с существующей трубопроводкой клиентов.

В зависимости от применения, металлургия насосов может значительно варьироваться. Если качают высокотоксичное или смертельное химическое вещество, например, насос будет сделан из высоколегированного материала вроде Hastelloy C. Другие насосы могут требовать 100% никелевых материалов, но насос для нефти и газа может быть из углеродистой или нержавеющей стали. С точки зрения обработки, углеродистая сталь немного сложнее резать, чем чугунная или литая железная деталь. В результате широкого диапазона применений, цех сильно инвестировал в технологию обработки Mazak.

Цех тесно работает с поставщиками инструментов и полагается на их советы для обработки различных трудных материалов. Цех постоянно ищет улучшения и привозит поставщиков инструментов регулярно для оценок и изучения нового инструментария, который поможет цеху оптимизировать процессы обработки и дальнейшее сокращение циклов. «И независимо от типа новых пластин или режущих инструментов, мощность и возможности наших Mazak позволяют нам брать полную выгоду из них», — добавляет г-н Харви.

Одна из целей цеха, по словам г-на Хоенштейна — быть лидером производства насосов ANSI на рынке, и он верит, что он хорошо на пути. Он посвящает себя непрерывным улучшениям для всего от продаж и маркетинга до станков и инструментов с устойчивыми внутренними инвестициями. Он предвидит разработку и производство разных типов насосов и продуктовых линеек для существующих и новых рынков. Для этой новой работы и для увеличенного объема существующих продуктовых линеек он знает, что PumpWorks будет смотреть на Mazak для предоставления требуемой производственной технологии для производства тех новых линеек.

Mazak Corp. | 800-231-1456 | mazakusa.com
PumpWorks | 855-979-9139 | pumpworks.com