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

  • Ткаченко C. С., Ермоленко А. А., Колодий Г. А., Знаменский Л.Г. Прогрессивные холоднотвердеющие смеси на алюмоборфосфатном концентрате состояние и перспективы развития неорганика против органики Ткаченко C. С., Ермоленко А. А., Колодий


    В свое время развитие машиностроения востребовало огромное количество однотипных отливок, обеспечить которое оказалось способным литье в разовые песчаные формы. Невозможно переоценить его значение сегодня и отказать ему в будущем до 80 отливок изгота...
  • 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...

Интервью по тегу литье

Видео по тегу литье

Журнал Вестник Арматуростроения
Заводы 30 Стандартизация 29 Газ.Нефть.Технологии УФА 13 ЗАО РОУ 11 Вестник арматуростроителя 41 Тулаэлектропривод 23 импортозамещение 22 видеорепортаж 27 Ямал СПГ 12 НПАА 34 ОМК 92 Северный поток 10 Теплоснабжение 16 Ремонт и реконструкция 44 Нефтепереработка 17 Инвестиции 48 Запорная арматура 39 Сертификация 66 Фобос 11 Тяньваньская АЭС 10 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 19 Запорно-регулирующая арматура 23 Транснефть 103 Импортозамещение 133 Газпром 192 Аудиты 15 Шаровые краны 89 Клапаны 46 Трубы 50 Новинки и разработки 99 Тендеры и закупки 26 Модернизация производства 57 Контроль и испытания 24 Газ 38 Новое строительство 52 Выставки 38 Обучение и кадры 16 Автоматизация 23 Локализация 21 НИОКР 36 Инновации 38 Международное сотрудничество 78 СПГ 34 Приводы 35 Нефтегаз 37 Новинки 62 посещение предприятий 10 КТОК 26 Нефть и газ 112 Экология 11 Насосное оборудование 37 Сила Сибири 22 ТЭЦ 18 Армалит 25 ЧТПЗ 82 АДЛ 50 ТЭКО-ФИЛЬТР 26 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 10 РТМТ 27 РЭП Холдинг 15 ГОСТ 13 ОМЗ 20 Сплав 21 АЭМ-технологии 17 Роснефть 49 Темпер 17 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 20 АУМА 28 Ижнефтемаш 17 Ивано-Франковский арматурный завод 13 «АДЛ» 31 Трубная металлургическая компания 30 МК Сплав 98 Завод Трубодеталь 19 АЭС 46 задвижки 12 ОМЗ-Спецсталь 11 ДС Контролз 18 выставка 141 Москва 29 МашСталь 11 арматура 28 ЦКБА 12 Арматурные истории 13 МосЦКБА 10 трубопроводная арматура 455 Danfoss 96 БКЗ 38 Барнаульский котельный завод 29 литье 18 Судостроение 13 Astin BGM Group 11 ЦНИИТМАШ 15 нефть 43 Данфосс 120 Саранский приборостроительный завод 12 Санкт-Петербург 18 KSB 25 Задвижки 27 Camozzi 13 БАЗ 17 Волгограднефтемаш 42 Омский НПЗ 14 ТЭК 10 Ростовская АЭС 15 шаровой кран 15 Итоги года 16 Росатом 88 Атомэнергомаш 60 Индустриальный парк 10 Минпромторг 27 запорная арматура 15 ООО Паровые системы 12 Россия 32 Уралхиммаш 17 Индия 10 Emerson 38 Пензтяжпромарматура 24 AUMA 20 «РусГидро» 10 «Конар» 13 ООО «Приводы АУМА» 34 Корпорация «Сплав» 20 ООО "Темпер" 10 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 79 «Трубодеталь» 14 «Армалит» 18 водоснабжение 16 Hawle 21 Татнефть 11 ТМК 48 Гусар 31 Metso 16 ПОЛИПЛАСТИК 24 ТермоБрест 41 Росстандарт 15 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 31 Курганская область 31 ООО «РТМТ» 20 «ПРИВОДЫ АУМА» 19 Энергомашкомплект 12 модернизация 44 ВМЗ 29 Росводоканал 12 Первоуральский новотрубный завод 14 Трубодеталь 12 НОВАТЭК 20 LD 26 НПО ГАКС Армсервис 10 Благовещенский арматурный завод 16 Водоприбор 10 ФРП 11 АЭМ - технологии 12 Петрозаводскмаш 14 США 12 рынок 13 Транснефть – Диаскан 12 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 23 электроприводы 64 Курган 25 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 136 промышленность 13 предохранительные клапаны 10 ГЕАЗ 20 электропривод 15 Реком 11 Китай 28 Курганский арматурный завод 14 НПП ТЭК 13 Силовые машины 20 форум 23 VALTEC 38 семинар 33 ЗапСибНефтехим 26 Магнитогорский металлургический комбинат 16 ММК 20 Северсталь 17 Тяжпромарматура 20 ПАО Татнефть 10 Заметки редактора 40 Armtorg 48 сильфонные компенсаторы 12 GRUNDFOS 18 ГРУНДФОС 17 Авангард 10 Иран 11 металлургия 23 газопровод 31 нефтегазовая отрасль 32 машиностроение 37 итоги 25 КОНАР 23 фитинги 10 конкурс 35 ГАКС-АРМСЕРВИС 26 производство 29 ИФАЗ 17 HEAT&POWER 16 Ижорские заводы 15 Астима 10 СИБУР 43 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 13 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 13 интервью 68 юбилей 19 обзор 10 ПКТБА 13 испытания арматуры 10 ПНТЗ 10 Редукционно-охладительные установки 13 регулирующие клапаны 19 Турция 15 банкротство 10 аудит 28 ЧелябинскСпецГражданСтрой 19 экспорт 14 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 20 нефтепровод 25 Хавле 10 литейное производство 37 оборудование 18 рейтинг 15 Арзамасский приборостроительный завод 13 РАСКО 19 НПФ РАСКО 25 обучение 16 Челябинск 14 обратные клапаны 16 ЧЗЭМ 20 аккредитация 12 атомная промышленность 10 НТА-Пром 11 газовая отрасль 15 Петербургский Международный Газовый Форум 24 Белэнергомаш 16 Старооскольский арматурный завод 14 Uni-Fitt 11 вебинар 13 фильтры 10 МЗТА 12 конференция 68 Северный поток 2 26 Загорский трубный завод 12 Эмерсон 15 АО «ОКБМ Африкантов» 14 ГК Римера 29 Метран 10 Казахстан 20 Денис Мантуров 13 затворы 14 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 34 Viessmann 13 ЗиО-Подольск 16 Будущее Белой металлургии 11 Лукойл 30 WorldSkills 13 Новое производство 21 Valve World Expo 10 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 поставка арматуры для АЭС 10 АЛНАС 10 РИМЕРА 10 Этерно 12 Владимир Путин 11 АЭС Куданкулам 11 ремонт 16 новинка 39 Объединенная металлургическая компания 38 Выксунский металлургический завод 14 стенд 13 WorldSkills Russia 10 PCVExpo 21 Криоген-Экспо 12 нефтегазовый комплекс 10 история арматуростроения 12 автоматизация 13 локализация 12 HERZ 11 Группа ГМС 13 контрафакт 11 магистральный нефтепровод 13 Газпром нефть 11 новое оборудование 14 энергоэффективность 14 маркетинг 10 шаровые краны 27 трубопроводная арматура для АЭС 12 поставка 35 теплоснабжение 10 Aquatherm Moscow 26 развитие производства 11 строительство газопровода 20 Интергазсерт 10 семинары 12 САЗ Авангард 10 Курганхиммаш 13 Экспоцентр 10 трубопроводы 21 Эго Инжиниринг 19 Группа ЧТПЗ 83 белая металлургия 15 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 12 премия 10 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 17 Уфа 10 строительство 15 Алексей Миллер 10 обновление 11 насосы 18 соглашение 13 Металлообработка 12 котлы 14 Минпромторг РФ 17 трубная продукция 15 поставка оборудования 54 ПНФ ЛГ автоматика 14 открытие производства 10 инжиниринг 10 криогенная арматура 15 MIOGE 17 Машиностроительная корпорация «Сплав» 12 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 23 ПМГФ 25 ВАРК 11 обучение сотрудников 12 система менеджмента качества 13 атомная отрасль 30 нефтяная отрасль 12 российское производство 71 арматуростроение 37 котельное оборудование 12 Атомная энергетика 16 трубопровод 12 сравнение конструкций 11 опыт эксплуатации 23 медиагруппа Armtorg 40 международная выставка 22 мировое арматуростроение 23 БИРС Арматура 18 Госкорпорация Росатом 11 отгрузка оборудования 14 награда 10 деловая встреча 10 пао газпром 14 Госкорпорация "Росатом" 10 участие в выставках 28 проблемы отрасли 10 проектирование 11 новые технологии 32 компания АДЛ 13 ПАО «Газпром» 10 Бирс 11 СП "ТермоБрест" ООО 10 Нефтегаз-2018 10 поздравление 12 российское арматуростроение 49 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 14 делегация 13 YDF Valves 13 новые разработки 50 водный форум 11 запорно-регулирующая арматура 10 Заводы трубопроводной арматуры 22 PCVExpo 2018 10 интервью с выставки 14 видеорепортаж с производства 23 ЛГ Автоматика 16 видеорепортаж с производственной площадки 10 Точприбор 13 ЭКВАТЭК 21 участие в выставке 38 ПМГФ - 2018 12 Легенды арматуростроения 10