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 18 Стандартизация 18 Газ.Нефть.Технологии УФА 13 ЗАО РОУ 10 Вестник арматуростроителя 36 Тулаэлектропривод 20 импортозамещение 17 видеорепортаж 21 Ямал СПГ 11 НПАА 33 ОМК 84 Северный поток 10 Теплоснабжение 12 Ремонт и реконструкция 42 Нефтепереработка 14 Инвестиции 46 Запорная арматура 28 Сертификация 61 Фобос 11 Нефтегаз-2016 11 Регулирующая арматура 16 Запорно-регулирующая арматура 20 Транснефть 85 Импортозамещение 127 Газпром 184 Шаровые краны 75 Клапаны 29 Трубы 46 Новинки и разработки 84 Тендеры и закупки 26 Модернизация производства 49 Контроль и испытания 23 Газ 33 Новое строительство 50 Выставки 38 Обучение и кадры 15 Автоматизация 14 Локализация 21 НИОКР 36 Инновации 34 Международное сотрудничество 76 СПГ 29 Приводы 20 Нефтегаз 34 Новинки 59 КТОК 26 Нефть и газ 91 Насосное оборудование 20 Сила Сибири 22 ТЭЦ 15 Армалит 24 ЧТПЗ 68 АДЛ 42 ТЭКО-ФИЛЬТР 25 Сумское НПО 30 РОСТРАНСМАШ Трейд 10 РТМТ 24 РЭП Холдинг 12 ГОСТ 10 ОМЗ 17 Сплав 19 АЭМ-технологии 17 Роснефть 46 Темпер 15 Курганский арматуростроительный кластер 15 ЖКХ 20 АУМА 21 Ижнефтемаш 14 Ивано-Франковский арматурный завод 13 «АДЛ» 28 Трубная металлургическая компания 21 МК Сплав 81 Завод Трубодеталь 19 АЭС 42 ДС Контролз 16 выставка 124 Москва 25 МашСталь 11 ЦКБА 11 Арматурные истории 13 МосЦКБА 10 трубопроводная арматура 336 Danfoss 83 БКЗ 34 Барнаульский котельный завод 16 литье 17 Судостроение 12 Astin BGM Group 11 ЦНИИТМАШ 11 нефть 35 Данфосс 104 Саранский приборостроительный завод 11 Санкт-Петербург 16 KSB 22 Задвижки 25 Camozzi 12 БАЗ 15 Волгограднефтемаш 41 Омский НПЗ 14 ТЭК 10 Ростовская АЭС 15 шаровой кран 14 Итоги года 16 Росатом 76 Атомэнергомаш 55 Индустриальный парк 10 Минпромторг 27 ООО Паровые системы 12 Россия 32 Уралхиммаш 16 Emerson 34 Пензтяжпромарматура 23 AUMA 16 «РусГидро» 10 «Конар» 12 ООО «Приводы АУМА» 26 Корпорация «Сплав» 18 ARAKO 13 АБС ЗЭиМ Автоматизация 72 «Трубодеталь» 13 «Армалит» 16 водоснабжение 12 Hawle 19 Татнефть 10 ТМК 36 Гусар 29 Metso 10 ПОЛИПЛАСТИК 22 ТермоБрест 33 Росстандарт 15 НПО ГАКС-АРМСЕРВИС 28 Курганская область 26 ООО «РТМТ» 18 «ПРИВОДЫ АУМА» 16 модернизация 36 ВМЗ 27 Росводоканал 12 Первоуральский новотрубный завод 13 Трубодеталь 12 НОВАТЭК 15 LD 18 НПО ГАКС Армсервис 10 Благовещенский арматурный завод 13 ФРП 11 АЭМ - технологии 11 Петрозаводскмаш 13 США 12 рынок 11 ПромАрм 23 Valve Industry Forum & Expo 10 Honeywell 11 ФАС 11 АБС Электро 39 Газ. Нефть. Технологии 21 ГУП ТЭК СПб 13 ПТПА 18 ПРИВОДЫ АУМА 14 электроприводы 48 Курган 24 Тюмень 15 Дайджест арматуростроителя 135 промышленность 11 ГЕАЗ 20 электропривод 14 Реком 10 Китай 28 Курганский арматурный завод 11 НПП ТЭК 11 Силовые машины 19 форум 18 VALTEC 37 семинар 30 ЗапСибНефтехим 24 Северсталь 15 Тяжпромарматура 20 Заметки редактора 40 Armtorg 44 сильфонные компенсаторы 10 ГРУНДФОС 10 металлургия 11 газопровод 27 нефтегазовая отрасль 20 машиностроение 14 итоги 23 КОНАР 21 фитинги 10 конкурс 31 ГАКС-АРМСЕРВИС 24 производство 21 ИФАЗ 16 HEAT&POWER 14 Ижорские заводы 11 Астима 10 СИБУР 35 Нововоронежская АЭС 2 15 Хавле Индустриверке 13 Сумское машиностроительное научно-производственное объединение 22 тендер 12 интервью 56 юбилей 16 ПКТБА 11 Редукционно-охладительные установки 10 регулирующие клапаны 18 Турция 13 аудит 23 ЧелябинскСпецГражданСтрой 16 экспорт 14 СеверМаш 11 Белорусская АЭС 19 нефтепровод 22 литейное производство 28 оборудование 14 рейтинг 11 Арзамасский приборостроительный завод 11 РАСКО 18 НПФ РАСКО 21 обучение 11 Челябинск 14 ЧЗЭМ 18 аккредитация 12 Петербургский Международный Газовый Форум 12 Белэнергомаш 14 Старооскольский арматурный завод 11 Uni-Fitt 11 вебинар 13 МЗТА 11 конференция 60 Северный поток 2 25 Загорский трубный завод 10 Эмерсон 13 АО «ОКБМ Африкантов» 13 ГК Римера 25 Казахстан 20 Денис Мантуров 13 затворы 11 Транснефть-Сибирь 11 сотрудничество 25 Viessmann 12 ЗиО-Подольск 13 Будущее Белой металлургии 11 Лукойл 28 Новое производство 16 машиностроительная корпорация СПЛАВ 10 Этерно 11 Владимир Путин 10 АЭС Куданкулам 10 ремонт 14 новинка 30 Объединенная металлургическая компания 34 Выксунский металлургический завод 12 стенд 13 PCVExpo 14 история арматуростроения 11 автоматизация 12 локализация 10 HERZ 11 Группа ГМС 12 контрафакт 10 магистральный нефтепровод 12 Газпром нефть 11 новое оборудование 10 энергоэффективность 11 маркетинг 10 шаровые краны 16 трубопроводная арматура для АЭС 12 поставка 27 Aquatherm Moscow 24 строительство газопровода 19 Интергазсерт 10 Экспоцентр 10 трубопроводы 17 Эго Инжиниринг 14 Группа ЧТПЗ 65 белая металлургия 14 Нефтегаз 2017 15 нефтедобыча 12 Энергомаш (Чехов) - ЧЗЭМ 15 Алексей Миллер 10 насосы 13 соглашение 10 котлы 13 Минпромторг РФ 17 поставка оборудования 28 ПНФ ЛГ автоматика 14 инжиниринг 10 MIOGE 12 ИННОПРОМ 2017 10 Российское арматуростроение 22 ВАРК 10 атомная отрасль 24 российское производство 55 арматуростроение 10 Атомная энергетика 13 сравнение конструкций 11 опыт эксплуатации 21 медиагруппа Armtorg 30 международная выставка 18 мировое арматуростроение 22 Госкорпорация Росатом 10 участие в выставках 14 проблемы отрасли 10 новые технологии 13 Нефтегаз-2018 10 российское арматуростроение 23 сибэнергомаш 13 медиагруппа ARMTORG 12 YDF Valves 13 Заводы трубопроводной арматуры 17 видеорепортаж с производства 13 ЛГ Автоматика 16