Изготовление литых деталей запорной арматуры. Расширенный анализ работы автоматической линии вакуумно-пленочной формовки производства фирмы HWS-Sintо

Изготовление литых деталей запорной арматуры. Расширенный анализ работы автоматической линии вакуумно-плен...

Возможности технологии вакуумно-пленочной формовки (ВПФ) и их реальное использование в производстве позволяют получать качественную литейную продукцию по низкой себестоимости. Существующие предложения по поставкам технологического оборудования преподносятся как положительные результаты его эксплуатации на предприятиях, внедривших это оборудование и технологию. Но так ли это на самом деле?

Давайте проанализируем работу автоматической линии ВПФ, работающей более 10 лет на предприятии «Новые литейные технологии» (г. Набережные Челны), специализирующемся на производстве деталей запорной арматуры. К сожалению, брак по некоторым видам этих отливок достигает более 40 %. Для понимания условий образования дефектов литья рассмотрим существующие возможности технологического оборудования автоматической линии без учета технологической подготовки производства.

Основные заявленные технические характеристики:
- автоматическая линия;
- расчетная производительность 10 форм/час (6 минут/форма);
- размер опок в свету 1500*1500*500/750 мм;
- горизонтальный разъем форм.

Выпускаемая продукция:
- стальное фасонное литье;
- мелкосерийное и серийное производство.

Рассмотрим последовательно каждую операцию, производимую на данном технологическом оборудовании без учета межоперационных переходов, выполняющихся в автоматическом режиме.

1. Установка (переустановка) модельного комплекта:
-выполняется вручную;
-затраты времени
(15–20 минут) на переустановку модельных комплектов не предусмотрены временным циклом изготовления форм, выполнение операций по изготовлению форм приостанавливается (переустановка моделей осуществляется несколько раз в течение суток).

2. Облицовка моделей синтетической пленкой выполняется в автоматическом режиме.

3. Облицовка и установка съемных элементов литниковой системы (выпор, стояк, прибыль): - выполняется вручную.

4. Покраска моделей антипригарной краской:
- выполняется вручную;
- время на покраску менее трех минут.
Реальное время покраски модели (нормативное по циклу производства – три минуты) с учетом затрат времени на поворот модельного стола (карусельного типа), опускание и подымание защитной панели, последующие вход и выход работника, установки опоки составляет около двух минут. При покраске разнообразных конструкций моделей, особенно при наборе нескольких моделей на одной модельной плите, времени явно не достаточно, что приводит к образованию неравномерного покрытия модели и к не соответствующим требованиям технологии, толщине покрытия с подтеками.

5. Сушка антипригарного покрытия:
- выполняется в автоматическом режиме;
- время сушки менее трех минут (как при покраске моделей).
При производстве широкой номенклатуры отливок (высоких, низких, широких, плоских и т. д.) используемый один режим сушки не позволяет осуществить полноценную сушку антипригарной краски, особенно в углублениях моделей, где чаще всего образуются подтеки краски.

6. Загрузка формовочного песка в опоку:
- выполняется в автоматическом режиме.
Механизм выравнивания песка по верху опоки не позволяет осуществить равномерное его выравнивание, что приводит к образованию углубления с одной стороны опоки и образованию песчаного «бурта» с другой стороны. Существующая недоработка механизма приводит к засыпанию верхних частей съемных элементов (стояк, выпор, прибыль) песком, что при дальнейшей операции обрезки пленки и удаления этих съемных элементов образует места подсоса воздуха и осыпание песка в форму.

7. Визуальный осмотр формы верха:
- выполняется работником, вручную регулирующим подъем и опускание защитной решетки.

8. Удаление съемных элементов формы верха:
- выполняется вручную;
- ручное регулирование времени выполнения операции.
За счет неравномерного выравнивания песка невозможно осуществить необходимую обрезку и последующее соединение стыка пленок (облицовочной и герметизирующей). Это приводит к необходимости соединения краев пленок скотчем, значительно снижающего проходное сечение выпоров, а также герметичность стыка.

9. Установка стержней в форму низа:
- выполняется вручную;
- ручное регулирование времени выполнения операции.

10. Сборка форм верха и низа осуществляется в автоматическом режиме.

11. Установка форм под заливку осуществляется в автоматическом режиме.
Существенным недостатком этой операции является невозможность установки форм под наклоном. Установка форм под заливку без наклона приводит к образованию газовых дефектов в нижней части отливки.

12. Заливка форм металлом.
Время, затраченное на транспортировку жидкого металла в ковше к месту заливки и на сам процесс заливки форм (более 10 минут), не предусмотрено временным циклом изготовления форм, то есть на это время выполнение операций по изготовлению форм останавливается.

13. Выдержка форм после заливки металлом. Недостатком этой операции является время отключения вакуума от форм – для всех форм оно одинаково, то есть при одновременной заливке как массивных толстостенных, так и тонкостенных отливок время выдержки форм одно и то же, что противоречит условиям формирования отливки в форме.

14. Выбивка форм при выполнении операции удаления куста отливки производится вручную.

15. Охлаждение и регенерация песка. Данная операция не предусматривает возможность проведения рассева формовочного песка для удаления его крупных фракций, появляющихся ввиду использования традиционных стержней, изготавливаемых на основе песка крупных фракций. Происходит его накопление, в связи с чем значительно увеличивается расход вакуума. Вакуумная станция не рассчитана на такую производительность, что приводит к необходимости подключения резервного насоса, а это при поломке одного из вакуумных насосов влечет остановку всего производства. Кроме того, вакуумная система не рассчитана на увеличенный объем откачки газов, что создает дополнительные проблемы при этой операции.

Заключение

1. Данная линия не является автоматической в связи с наличием большого количества операций, выполняемых вручную, таких как установка модельных комплектов; облицовка и установка съемных элементов; покраска моделей; удаление съемных элементов; установка стержней; удаление кустов отливок.

2. Технологическое оборудование не соответствует данному типу производства (мелкосерийное и серийное производство) в связи с невозможностью организации бесперебойной работы линии при изготовлении большого количества разнообразных отливок. Кроме этого, более 80 % производимого литья – это не высокие отливки, для которых технологическая высота верхней опоки (формы) должна составлять не более 400 мм, а реальная высота опоки – 750 мм. Использование такой высоты верхней опоки дополнительно приводит к затратам на регенерацию формовочного песка (более 0,5 м3 на форму), дополнительным потерям песка на обороте (1,2 м3 в сутки), к расходу жидкого металла (ориентировочно на 5–10 %), при этом ухудшаются условия заливки формы и условия формирования отливки.

3. Фактическая производительность линии составляет около 5 форм в час (при расчетной производительности – 10 форм в час), что подтверждается существующими реальными планами производства литья на предприятии. При круглосуточном производстве в планах предприятия закладывается изготовление менее 120 форм в сутки. Основные потери времени, не учтенные временным циклом выполнения операций, происходят при установке модельных комплектов и заливке форм металлом. Кроме этого, на линии возникают не предусмотренные циклом производства периодические остановки по причинам заклинивания штырей и втулок при сборке форм, неполной облицовки моделей синтетической пленкой, выполнения экстренных ремонтных работ и т. п.

4. Линия имеет существенные технические и технологические недоработки на таких операциях и переходах, как покраска и сушка антипригарного покрытия; выравнивание песка после загрузки песка в опоки; удаление съемных элементов; отсутствие возможности наклона форм; отсутствие регулировки времени выдержки опок под вакуумом после заливки их металлом; отсутствие системы рассева песка после выбивки форм; недостаточность производительности вакуумной станции и сечений вакуумпроводов.
Технологические возможности данной автоматической линии не предназначены для выпуска корпусных отливок запорной арматуры, особенно при их мелкосерийном и серийном производстве. Для качественного производства такого типа отливок, в частности при вакуумно-пленочной формовке, необходим подвод жидкого металла снизу «сифоном». Почему-то основным европейским производителям запорной арматуры, использующим оборудование фирмы HWS-Sinto, предложен вертикальный разъем форм, позволяющий осуществлять подвод жидкого металла снизу, а отечественным производителям («НЛТ», г. Набережные Челны и «Благовещенский арматурный завод») поставлено оборудование с горизонтальным разъемом форм. К сожалению, при поставке автоматических линий ВПФ не прилагаются типовые литейные технологии, отработанные на этом оборудовании, на основные типы отливок (корпусные детали запорной арматуры), являющихся основой при подготовке технического предложения для заказчика. Все это в дальнейшем позволяет поставщику оборудования (фирма HWS-Sinto) полностью возложить проблемы производства и качества выпускаемой продукции, возникающие при эксплуатации автоматической линии, на покупателя.

Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 3 (45) 2018
Материалы других разделов по тегу литье

Статьи по тегу литье

  • Влияние модельного состава и материалов пресс-форм на формирование выплавляемых моделей при литье фасонных отливок сложной конфигурации Влияние модельного состава и материалов пресс-форм на


    Получение высокохудожественных изделий малых форм возможно только методом литья по выплавляемым моделям. В процессе тиражирования, начиная с этапа формирования выплавляемой модели, происходит искажение авторской версии отливки. Качество отпечатка опр...
  • GEMCO Ingineers bv, Искендеров Р. Э. Как выглядит литейное производство будущего GEMCO Ingineers bv, Искендеров Р. Э. Как


    Мир не стоит на месте, напротив, он стремительно меняется вместе с появлением новых технологий, внедрение которых переворачивает наши представления о степени возможного успеха....
  • ФТИМС НАН Украины, Гнатуш В. А., Дорошенко В. С. Направления развития литейного производства в контексте Индустрии 4.0 ФТИМС НАН Украины, Гнатуш В. А., Дорошенко


    Наша цивилизация основана на промышленном комплексе, который, в свою очередь, базируется на металлах. В историческом плане планетарная промышленность прошла три революционных этапа от ручного труда до автоматизированного производства с использованием...
  • РАХ Творческая мастерская Литейный двор, Ткаченко С. С., Емельянов В. О., Мартынов К. В. Будущее комплексной автоматизации литейных процессов РАХ Творческая мастерская Литейный двор, Ткаченко С.


    Автоматизация литейных процессов — необходимое условие для повышения производительности труда отечественного литейного производства до мирового уровня. Массовая оптимизация кадрового состава и сокращение издержек производства в условиях кризиса приве...
  • ФТИМС НАН Украины, Дорошенко В. С. Новые горизонты литейного дела для арматуростроения. Технология литья по ледяным моделям с использованием явлений, наблюдаемых в природе ФТИМС НАН Украины, Дорошенко В. С. Новые


    Загрязнение окружающей среды чаще всего происходит материалами, чуждыми биосфере. Криотехнологии песчаной формовки разрабатываются для решения задачэкологизации и снижения ресурсоемкости прежде всего процессов точного литья....

Интервью по тегу литье

Видео по тегу литье

Журнал Вестник Арматуростроения
Заводы 27 Стандартизация 20 Газ.Нефть.Технологии УФА 13 ЗАО РОУ 10 Вестник арматуростроителя 37 Тулаэлектропривод 22 импортозамещение 17 видеорепортаж 22 Ямал СПГ 12 НПАА 33 ОМК 87 Северный поток 10 Теплоснабжение 14 Ремонт и реконструкция 44 Нефтепереработка 17 Инвестиции 48 Запорная арматура 33 Сертификация 61 Фобос 11 Тяньваньская АЭС 10 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 18 Запорно-регулирующая арматура 21 Транснефть 99 Импортозамещение 131 Газпром 190 Аудиты 13 Шаровые краны 83 Клапаны 33 Трубы 49 Новинки и разработки 86 Тендеры и закупки 26 Модернизация производства 52 Контроль и испытания 24 Газ 38 Новое строительство 50 Выставки 38 Обучение и кадры 16 Автоматизация 21 Локализация 21 НИОКР 36 Инновации 34 Международное сотрудничество 77 СПГ 32 Приводы 21 Нефтегаз 36 Новинки 59 КТОК 26 Нефть и газ 110 Экология 10 Насосное оборудование 30 Сила Сибири 22 ТЭЦ 17 Армалит 25 ЧТПЗ 77 АДЛ 45 ТЭКО-ФИЛЬТР 26 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 10 РТМТ 26 РЭП Холдинг 12 ГОСТ 11 ОМЗ 19 Сплав 21 АЭМ-технологии 17 Роснефть 48 Темпер 17 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 20 АУМА 27 Ижнефтемаш 15 Ивано-Франковский арматурный завод 13 «АДЛ» 29 Трубная металлургическая компания 22 МК Сплав 87 Завод Трубодеталь 19 АЭС 44 ОМЗ-Спецсталь 10 ДС Контролз 18 выставка 130 Москва 27 МашСталь 11 арматура 12 ЦКБА 12 Арматурные истории 13 МосЦКБА 10 трубопроводная арматура 402 Danfoss 87 БКЗ 36 Барнаульский котельный завод 19 литье 17 Судостроение 13 Astin BGM Group 11 ЦНИИТМАШ 14 нефть 42 Данфосс 111 Саранский приборостроительный завод 12 Санкт-Петербург 17 KSB 24 Задвижки 27 Camozzi 13 БАЗ 16 Волгограднефтемаш 41 Омский НПЗ 14 ТЭК 10 Ростовская АЭС 15 шаровой кран 15 Итоги года 16 Росатом 82 Атомэнергомаш 58 Индустриальный парк 10 Минпромторг 27 ООО Паровые системы 12 Россия 32 Уралхиммаш 17 Индия 10 Emerson 35 Пензтяжпромарматура 24 AUMA 17 «РусГидро» 10 «Конар» 13 ООО «Приводы АУМА» 30 Корпорация «Сплав» 20 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 77 «Трубодеталь» 14 «Армалит» 17 водоснабжение 15 Hawle 19 Татнефть 10 ТМК 40 Гусар 30 Metso 12 ПОЛИПЛАСТИК 23 ТермоБрест 37 Росстандарт 15 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 30 Курганская область 28 ООО «РТМТ» 19 «ПРИВОДЫ АУМА» 18 модернизация 40 ВМЗ 28 Росводоканал 12 Первоуральский новотрубный завод 14 Трубодеталь 12 НОВАТЭК 18 LD 19 НПО ГАКС Армсервис 10 Благовещенский арматурный завод 16 ФРП 11 АЭМ - технологии 12 Петрозаводскмаш 13 США 12 рынок 12 Транснефть – Диаскан 11 ПромАрм 23 Valve Industry Forum & Expo 10 Honeywell 11 ФАС 11 АБС Электро 44 Газ. Нефть. Технологии 26 ГУП ТЭК СПб 13 ПТПА 19 ПРИВОДЫ АУМА 20 электроприводы 58 Курган 25 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 136 промышленность 12 ГЕАЗ 20 электропривод 15 Реком 10 Китай 28 Курганский арматурный завод 12 НПП ТЭК 13 Силовые машины 19 форум 22 VALTEC 38 семинар 32 ЗапСибНефтехим 25 ММК 11 Северсталь 17 Тяжпромарматура 20 Заметки редактора 40 Armtorg 47 сильфонные компенсаторы 12 GRUNDFOS 12 ГРУНДФОС 11 Авангард 10 металлургия 19 газопровод 31 нефтегазовая отрасль 28 машиностроение 27 итоги 24 КОНАР 23 фитинги 10 конкурс 32 ГАКС-АРМСЕРВИС 26 производство 25 ИФАЗ 17 HEAT&POWER 15 Ижорские заводы 15 Астима 10 СИБУР 40 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 13 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 13 интервью 64 юбилей 16 ПКТБА 11 испытания арматуры 10 ПНТЗ 10 Редукционно-охладительные установки 11 регулирующие клапаны 19 Турция 13 аудит 27 ЧелябинскСпецГражданСтрой 18 экспорт 14 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 19 нефтепровод 25 литейное производство 33 оборудование 18 рейтинг 13 Арзамасский приборостроительный завод 11 РАСКО 19 НПФ РАСКО 25 обучение 13 Челябинск 14 обратные клапаны 10 ЧЗЭМ 20 аккредитация 12 НТА-Пром 10 Петербургский Международный Газовый Форум 13 Белэнергомаш 16 Старооскольский арматурный завод 12 Uni-Fitt 11 вебинар 13 МЗТА 12 конференция 64 Северный поток 2 26 Загорский трубный завод 10 Эмерсон 13 АО «ОКБМ Африкантов» 13 ГК Римера 27 Казахстан 20 Денис Мантуров 13 затворы 12 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 30 Viessmann 12 ЗиО-Подольск 14 Будущее Белой металлургии 11 Лукойл 30 WorldSkills 11 Новое производство 17 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 Этерно 12 Владимир Путин 10 АЭС Куданкулам 11 ремонт 15 новинка 38 Объединенная металлургическая компания 35 Выксунский металлургический завод 13 стенд 13 PCVExpo 14 нефтегазовый комплекс 10 история арматуростроения 11 автоматизация 13 локализация 10 HERZ 11 Группа ГМС 12 контрафакт 11 магистральный нефтепровод 13 Газпром нефть 11 новое оборудование 13 энергоэффективность 13 маркетинг 10 шаровые краны 19 трубопроводная арматура для АЭС 12 поставка 31 Aquatherm Moscow 26 строительство газопровода 20 Интергазсерт 10 семинары 10 Курганхиммаш 10 Экспоцентр 10 трубопроводы 20 Эго Инжиниринг 16 Группа ЧТПЗ 76 белая металлургия 15 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 12 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 16 Уфа 10 строительство 14 Алексей Миллер 10 насосы 15 соглашение 12 Металлообработка 12 котлы 13 Минпромторг РФ 17 поставка оборудования 39 ПНФ ЛГ автоматика 14 инжиниринг 10 криогенная арматура 10 MIOGE 15 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 23 ПМГФ 11 ВАРК 10 обучение сотрудников 10 система менеджмента качества 10 атомная отрасль 29 российское производство 58 арматуростроение 18 Атомная энергетика 16 трубопровод 11 сравнение конструкций 11 опыт эксплуатации 21 медиагруппа Armtorg 32 международная выставка 21 мировое арматуростроение 23 Госкорпорация Росатом 10 награда 10 пао газпром 14 участие в выставках 25 проблемы отрасли 10 новые технологии 24 Нефтегаз-2018 10 российское арматуростроение 23 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 12 YDF Valves 13 новые разработки 21 Заводы трубопроводной арматуры 18 видеорепортаж с производства 18 ЛГ Автоматика 16 Точприбор 13