machinebouw en metallurgische industrie

Vaak als ze erover pratenmachinebouw en metallurgische industrie, presenteer onmiddellijk gigantische hoogovens en CNC-werkplaatsen. Maar dit is slechts het topje van de ijsberg. In feite is deze verbinding veel dunner en grilliger. Veel mensen, vooral van buitenaf, denken: zodra het metaal gegoten is, wordt het ter bewerking aangeboden. En dan is het een kwestie van technologie. In de praktijk hangt het af van de kwaliteit en specificiteit van het metaal, van zijn “gedrag?” Tijdens de verwerking hangt alles af - van de levensduur van de voltooide machine tot de economie van het hele project. Het gaat over deze nuances die in de leerboeken worden opgevangen, maar in de workshop wordt alles beslist, en ik wil speculeren.

Waar theorie afwijkt van de praktijk: grondstoffen en hun verrassingen

Neem bijvoorbeeld de productie van mijnbouwapparatuur. De taak lijkt standaard: we hebben staal nodig met een hoge treksterkte en slagvastheid. Er zijn technische specificaties, GOST's zijn voorgeschreven. Wij bestellen bij metallurgen. Maar dit is waar het plezier begint. Een partij metaal voldoet weliswaar formeel aan alle normen, maar gedraagt ​​zich tijdens de bewerking...onvoorspelbaar. Het gebeurde dat bij het frezen van grote onderdelen, bijvoorbeeld brekerlichamen, interne spanningen in het metaal die achterbleven na het gieten en walsen, leidden tot vervormingen van het bijna voltooide onderdeel. Microscheuren die niet zichtbaar zijn tijdens het ultrasoon testen van de staaf, kunnen pas verschijnen na warmtebehandeling van het voltooide samenstel.

Dit is niet de schuld van metallurgen, dit is een probleem op het kruispunt van twee complexe industrieën. De metallurg denkt na over de chemische samenstelling, de macrostructuur en de walseigenschappen. Werktuigbouwkundig ingenieur - over micronnauwkeurigheid, over oppervlakteruwheid, over montagegedrag. En hun dialoog komt vaak neer op klachten, hoewel ze dezelfde taal moeten spreken: de taal van eindbelastingen en bedrijfsomstandigheden. Voor kritische componenten zijn we bijvoorbeeld al geruime tijd over op het testen van proefbatches samen met de metaalleverancier. Kijk niet alleen naar het certificaat, maar onthoud het zelf. materiaal op zijn eigen technologische keten.

Een van de meest opvallende gevallen had betrekking op de productie van trommels voor magnetische scheiders. Er was een speciaal constructiestaal nodig, niet-magnetisch, maar tegelijkertijd slijtvast. Standaardkwaliteiten waren niet geschikt: ze corrodeerden in de agressieve omgeving van de verwerkingsfabriek, of hun hardheid maakte het lassen moeilijk. Ik moest letterlijk om de tafel zitten met de technologen van de metallurgische fabriek en een bijna uit één stuk bestaande legering ontwikkelen. Het is tijdrovend en duur, maar dit is de enige manier om een ​​hulpbron te verkrijgen die uiteindelijk alle kosten terugbetaalt. Er was simpelweg geen kant-en-klare oplossing op de markt.

Apparatuur als systeem: waarom je niet zomaar een unit in elkaar kunt zetten

In onze branche, vooral in de mijnbouw, komt het zelden voor dat een product slechts een machine is. Dit is vrijwel altijd een complex systeem, waarbij het mechanische gedeelte nauw verbonden is met de hydraulische, elektrische en besturingssystemen. En hiermachinebouw en metallurgische industrieweer convergeren, maar dan op het niveau van materialen voor speciale componenten. Laten we zeggen dezelfde magnetische scheider. Zijn hart is een magnetisch systeem. U kunt standaard ferrietmagneten kopen en deze in elkaar zetten. Maar de efficiëntie zal... gemiddeld zijn.

Daarom worden bedrijven die serieus bij het onderwerp betrokken zijn, gedwongen zich in aanverwante gebieden te verdiepen. AlsjeblieftLONGI-bedrijf (https://www.ljmagnet.ru). Ze begonnen met de ontwikkeling en productie van mijnbouwapparatuur en werden feitelijk experts op het gebied van elektromagnetische technologie. Omdat ze begrepen: om een ​​effectieve separator- of verrijkingsmachine te maken, moet je de hele cyclus beheersen, inclusief de productie van belangrijke immateriële componenten: magnetische velden met een bepaalde configuratie en sterkte.

Hun ervaring is indicatief: een onderneming in Fushun met een oppervlakte van 140.000 m2 en een team van ruim 1.200 mensen, waarvan ruim 60% ingenieurs en technologen met een hogere opleiding zijn. Dit is niet zomaar een assemblagefabriek. Dit is een complex waar metaal wordt verwerkt voor behuizingen, complexe elektromagnetische spoelen worden gewikkeld en besturingssystemen worden geprogrammeerd. Het jaarlijkse volume van 4.000 apparatuureenheden is een schaal die ons in staat stelt technologieën te ontwikkelen, niet in het laboratorium, maar in echte productiecycli. Maar het belangrijkste is synergie. Hun mechanische ingenieurs werken samen met natuurkundigen en metallurgen. Omdat het scheidingslichaam (werktuigbouwkunde) niet alleen duurzaam moet zijn, maar ook een minimaal effect moet hebben op het magnetische veld (natuurkunde), en de materialen voor de vervaardiging ervan niet mogen worden gemagnetiseerd (metallurgie).

De kosten van falen: wanneer falen meer leert dan succes

Ik zal je vertellen over een van onze oude projecten, ongeveer tien jaar geleden. Voor een van de Siberische verwerkingsfabrieken waren we een grote kaakbreker aan het maken. De berekeningen waren onberispelijk, het metaal voor de belangrijkste dragende elementen (frame, vliegwiel) werd maximaal benut: hooggelegeerd, duur staal. We hebben het in elkaar gezet, op de bank getest - het werkt perfect. Verzonden. Drie maanden later - een telefoontje: een barst in het frame. De reden, zo bleek na analyse, was niet de belasting, maar… de temperatuur. In de winter is in die regio -50°C gebruikelijk. En ons supersterke staal bleek een lage koudebestendigheid te hebben. De impact en de extreme kou veroorzaakten er broze breuken in.

Metallurgen gaven uiteraard een certificaat af dat ook de slagsterkte bij -40°C aangaf. Maar de werkelijke omstandigheden bleken zwaarder. Het was een klassieke mislukking op het snijvlak van disciplines. Wij, als werktuigbouwkundigen, hebben ons gefocust op sterkte onder normale omstandigheden en dynamische belastingen, maar hebben de klimatologische factor onderschat als onderdeel van de ‘metallurgische’ factor. gedrag van het materiaal. Na dit incident zijn we in de technische specificaties niet alleen ‘klimatologische specificaties’ gaan opnemen, maar gedetailleerde eisen voor de eigenschappen van het metaal in een specifiek bereik van bedrijfs- en niet-bedrijfstemperaturen, met een marge. En de vraag van leveranciers is niet alleen standaardtests, maar ook tests die zijn gemodelleerd voor ons specifieke geval.

Deze les was kostbaar, maar het veranderde onze manier van denken. Nu begint elke nieuwe ontwikkeling niet met een 3D-model, maar met een tabel met materiaaleigenschappen in omstandigheden die zo dicht mogelijk bij de toekomstige 'werkplek'-auto's liggen. Inclusief vochtigheid, agressiviteit van het milieu, temperatuurveranderingen, cyclische belastingen. Zonder deze dialoog met metallurgen op zo'n diep niveau is het simpelweg onmogelijk.

Trends en doodlopende wegen: waar gaan een aantal industrieën heen?

Tegenwoordig wordt er veel gesproken over digitalisering en ‘Industrie 4.0’. In de context van ons onderwerp ziet het er als volgt uit: slimme sensoren die rechtstreeks in het giet- of smeedstuk zijn ingebouwd en die metaalmoeheid in realtime monitoren. Of voorspellende analysesystemen die op basis van gegevens uit de verwerking op CNC-machines het gedrag van de volgende partij metaal kunnen voorspellen. Het klinkt mooi, maar in de praktijk... Tot nu toe zijn het vaker gerichte pilotprojecten. Het merendeel van de problemen wordt opgelost met behulp van oude, beproefde methoden: microscoop, trekproeven, Brinell-hardheidstesten.

Een meer reële en urgente trend is het aanpassen van materialen. Zoals in het voorbeeld metLONGI-bedrijf. Universele staalsoorten en legeringen maken geleidelijk plaats voor ‘geslepen’ materialen. voor een specifiek onderdeel in een specifieke auto. Dit vereist een ongelooflijk nauwe samenwerking. De machinebouwfabriek moet duidelijk formuleren: hier hebben we slijtvastheid nodig, hier hebben we elasticiteit nodig, hier hebben we absolute niet-magneticiteit nodig. En de metallurgische productie moet de flexibiliteit hebben om dergelijke minibatches economisch te bereiden.

Een ander punt is de ecologie en het behoud van hulpbronnen. De eisen worden steeds strenger en dit verandert beide sectoren. In de metallurgie is dit een overgang naar technologieën die de emissies verminderen (bijvoorbeeld vlamboogovens). In de machinebouw is dit een vraag naar lichte en duurzame legeringen (titanium, aluminiumcomposieten), die het gewicht van apparatuur kunnen verminderen, en dus het energieverbruik voor de werking ervan. Maar titanium is moeilijk te verwerken, het is ‘plakkerig’ en vereist speciaal gereedschap. Opnieuw een uitdaging op het kruispunt. Het is niet alleen nodig om nieuwe snijplaten te selecteren, maar ook om de snij- en koelmodi volledig te herzien.

In plaats van een conclusie: hardop nadenken

Dus, om de verspreide gedachten samen te vatten...Machinebouw en metallurgische industrie- dit zijn niet twee aangrenzende industrieën in een economisch leerboek. Dit is een enkele technologische lus met feedback. Het succes of falen van het eindproduct wordt niet bepaald in de assemblagewerkplaats, maar veel eerder - bij het kiezen van een staalsoort, bij het ontwikkelen van een gietmethode, bij het plannen van de warmtebehandeling van een smeedstuk.

Ervaren teams, zoals degene die gevormd isLANGIdoor de jaren heen dat ze sinds 1993 werken, begrijpen ze dit. Hun kracht is niet dat ze veel apparatuur maken (4000 stuks per jaar is een serieus aantal). Hun kracht ligt in het feit dat ze juist deze verbinding in zichzelf hebben opgebouwd. Van controle over de eigenschappen van grondstoffen (metaal voor behuizingen, materialen voor elektromagneten) tot eindmontage en testen van de meest complexe verrijkingscomplexen. Dit is precies de ‘praktijk’ die van eenvoudige productie een technische kunst maakt. Zonder dit is het gewoon een bouwset samenstellen uit de onderdelen van iemand anders. En daarmee komt de creatie van werkende systemen, waarbij elk stuk hardware de herinnering in zich draagt ​​van een hoogoven, een CNC-machine en de ingenieur die ze samenbracht in de referentievoorwaarden.

Dus de volgende keer dat je deze twee woorden samen hoort, denk dan niet aan twee reuzen, maar aan duizend kleine maar cruciale overgangen daartussen. Hier wordt kwaliteit geboren. Of helaas wordt er een defect ontdekt.