Ինչու՞ են ալյումինե ինյեկցիոն մեքենաները անհրաժեշտ բարձր ծավալային արտադրության համար

Ծավալը ամեն ինչ փոխում է

Ցածր ծավալային արտադրությունը կարող է շատ բան թույլ տալ: Մետաղաձուլարան, որը ամսական մի քանի հարյուր մաս է արտադրում, կարող է թույլ տալ ավելի դանդաղ ցիկլեր, ավելի շատ ձեռքով միջամտություն և բարձր թափոնների մակարդակ: Բարձր ծավալային արտադրությունը՝ շաբաթում տասնյակ հազարավոր մասեր արտադրելը՝ պահանջում է հիմնարարորեն այլ մոտեցում: Տնտեսական մոտեցումը փոխվում է «այն աշխատեցնել»-ից դեպի «այն աշխատեցնել կրկնվող, արագ և բավարար էժան եղանակով, որպեսզի նշանակություն ունենա»:

Ալյումինե մետաղաձուլման սարքերը, ավելի ճշգրիտ՝ սառը խցիկով բարձր ճնշման մետաղաձուլման սարքերը, ստեղծվել են բարձր ծավալների հավասարումը լուծելու համար: Դրանք չեն համապատասխանում բոլոր աշխատանքներին, սակայն այն դեպքերում, երբ անհրաժեշտ է միլիոնավոր ալյումինե մասեր, դրանք գործնականում փոխարինելի չեն:

Դա պայմանավորված է երեք գործոնով՝ ցիկլի արագությամբ, չափային համատեղելիությամբ և երկար ժամանակ անվերահսկելի աշխատելու հնարավորությամբ: Յուրաքանչյուր այս հնարավորություն ուղղակիորեն կապված է սարքի կառուցվածքի և գործընթացի վերահսկման հետ: Այս սարքերի բարձր ծավալների աշխատանքներում գերազանցելու պատճառները հասկանալու համար սկզբում անհրաժեշտ է հասկանալ, թե ինչ է պահանջում բարձր ծավալների արտադրությունը:

Սառը խցիկի կառուցվածքը հնարավորություն է տալիս օգտագործել ալյումին:

Ալյումինի հալման ջերմաստիճանը մոտավորապես 660°C է, ինչը գործնական նպատակներով բացառում է տաք խցիկով սարքերի օգտագործումը ջերմային խցիկի դիզայնում ներարկման մեխանիզմը գտնվում է հալված մետաղի բաղադրության մեջ: Ալյումինի ջերմաստիճաններում այդ ներարկումը կարող է արագ վնասել շարժվող մասերը: Սառը խցիկը լուծում է այս խնդիրը՝ պահելով ներարկման համակարգը հալված մետաղից առանձին:

Մետաղը հալվում է առանձին վառարանում, այնուհետև յուրաքանչյուր ցիկլի համար այն լցվում է կամ պոմպավորվում է ներարկման սրվակի մեջ: Ներարկման բռնակը մետաղը մտցնում է ձուլատեղամասի մեջ, այնուհետև հետադարձվում է: Ներարկման սրվակը մաքրվում է և պատրաստվում է հաջորդ ներարկման համար: Այս առանձնացումը պաշտպանում է սարքի շարժվող մասերը մշտական ջերմային ազդեցությունից և թույլ է տալիս օգտագործել ավելի բարձր ներարկման ճնշում՝ մինչև 180 ՄՊա որոշ սարքերում: .

Այդ ճնշման հնարավորությունը կարևոր է բարձր ծավալային աշխատանքի համար: Բարձր ճնշումը նշանակում է, որ սարքը կարող է ավելի արագ լցնել բարդ խոռակները և ավելի քիչ հավանականությամբ սառչել մինչև խոռակը լցվի: Դա նաև նշանակում է, որ ավելի հաստ հատվածները կարող են լցվել առանց սեղմման պորոզության, ինչը նվազեցնում է մետաղաձուլման մեջ անօգուտ մասերի քանակը, որոնք այլապես կնվազեցնեին ծավալային արտադրության տնտեսական ցուցանիշները:

Փոխադրման գործընթացի ժամանակաշրջանի հետ կապված փոխզիջումն է: Սառը խցիկով սարքը յուրաքանչյուր ցիկլում ավելի երկար ժամանակ է ծախսում, քան տաք խցիկով սարքը՝ լցման քայլի պատճառով: Սակայն ալյումինի համար այլ տարբերակ չկա: Սառը խցիկով կառուցվածքն է, որն ընդհանրապես հնարավոր է դարձնում բարձր ծավալային ալյումինե լիցքավորումը:

Ցիկլի արագությունը. Ծավալային արտադրության շարժիչը

Բարձր ծավալային արտադրությունը թվերի խաղ է: Ցիկլի տևողությունը որոշում է արտադրողականությունը, իսկ արտադրողականությունը՝ մեկ միավորի արժեքը: 60 վայրկյան տևողությամբ ցիկլից մեկ վայրկյան կտրելը տալիս է 1,7 %-ի աճ արտադրողականության մեջ: 24-ժամյա աշխատանքի ընթացքում դա նշանակում է 1000 մասերի համար 24 լրացուցիչ մասեր: Մեկ տարվա ընթացքում դա իրական գումար է ներկայացնում:

Ալյումինե լցման մեքենաները վերջին տասնամյակում ավելի արագ են դարձել։ Կրկնակի համեմատական սեղաններով հիդրավլիկ համակարգերը թույլ են տալիս անկախ վերահսկել հոսքն ու ճնշումը լցման փուլում, ինչը նվազեցնում է ցիկլի տևողությունը՝ պահպանելով որակը սերվո-շարժվող համակարգերը նվազեցնում են էներգիայի սպառումը և բարելավում են արձագանքի ժամանակը։ Լավագույն մեքենաները այժմ փոքր մասերի համար աշխատում են չոր ցիկլի տևողությամբ 3 վայրկյանից պակաս, իսկ մեծ մասերի համար՝ 10 վայրկյանից պակաս։

Սակայն ցիկլի արագությունը ոչ միայն կախված է մեքենայի շարժման արագությունից։ Այն կախված է նաև նրանից, թե որքան արագ է մեքենան կայունանում յուրաքանչյուր լցման միջև։ Մեքենան, որը յուրաքանչյուր 45 վայրկյանը արտադրում է լավ մաս, սակայն տասը լցում է պետք ունենում տաքանալու համար և օրվա ընթացքում շեղվում է, չի համարվում մեծ ծավալներով արտադրության մեքենա՝ դա բարձր սպասարկման պահանջ ունեցող մեքենա է։ Մեծ ծավալներով արտադրության մեջ առաջատար մեքենաները այն են, որոնք մեկ լցումից մյուսին պահպանում են իրենց պարամետրերը՝ ժամեր շարունակ, շիֆտեր շարունակ։

Այդ կայունությունը բխում է հզոր կառուցվածքից: Մեքենաները, որոնք ունեն ծանր լիցքավորված պողպատե ստորին մասեր, ճշգրիտ մշակված սայլակներ և բարձր կայունությամբ մեխանիզմներ, պահպանում են իրենց դիրքը միլիոնավոր ցիկլերի ընթացքում . Ջերմային ընդլայնումը կառավարվում է հավասարակշռված սառեցման շղթաների և ջերմաստիճանի վերահսկվող հիդրավլիկ յուղի միջոցով: Արդյունքում ստացվում է մեքենա, որը 8:00-ին և 16:00-ին մեկ ու նույն մասը արտադրում է՝ իսկ մյուս շաբաթ նույնպես:

Ինչպես են ցիկլի տևողության կրճատումները ազդում տարեկան արտադրանքի վրա.

Յուրաքանչյուր 5 վայրկյանի կրճատում տարեկան 300 աշխատանքային օրվա դեպքում ավելացնում է մոտ 86 000 նետում: Յուրաքանչյուր նետման 1 կգ լինելու դեպքում սա նշանակում է նույն մեքենայի համար տարեկան 86 տոննա լրացուցիչ հզորություն:

Ավտոմատացման ինտեգրում. Անվերահսկվող աշխատանքը նպատակն է

Բարձր ծավալային արտադրությունը իր լիարժեք ներուժը հասնում է միայն այն դեպքում, երբ մեքենան կարող է աշխատել առանց օպերատորի վերահսկման վահանակի մոտ կանգնելու: Ավտոմատացման ինտեգրումը մետաղաձուլական մեքենան վերածում է արտադրական բջիջի:

Ավտոմատացված լցման համակարգերը հալված մետաղը մատակարարում են սպրինգային խողովակին ծրագրավորված ժամանակացույցով, որը վերացնում է ձեռքով լցման փոփոխականությունը: Սփրեյերները մաքրում և յուղավորում են դանակի մակերեսները յուրաքանչյուր լցման միջև՝ պահպանելով հաստատուն ազատման պայմանները: Էքստրակտորները հանում են լիացված մասը դանակից և տեղադրում են այն սառեցման տրանսպորտյորի վրա: Մաքրման ճնշման սարքերը բաժանում են միացման մասերն ու ավելցուկները մասից: Ամբողջ գործընթացը կառավարվում է ժամացույցով, իսկ յուրաքանչյուր քայլի ավարտից հետո սենսորները ստուգում են այն՝ հաջորդ քայլը սկսելուց առաջ: .

Տնտեսական հաշվարկները պարզ են. մեկ ավտոմատացված բջիջ, որը աշխատում է երեք շիֆտով, ավելի շատ մասեր է արտադրում, քան երեք ձեռքով կառավարվող մեքենաներ, որոնք աշխատում են մեկական շիֆտով, և այն անում է այդ ամենը ավելի քիչ աշխատողներով և փոքր փոփոխականությամբ: Կապիտալ ծախսերը սկզբում ավելի բարձր են, սակայն բարձր ծավալների ծրագրերի դեպքում վերադարձի ժամանակահատվածը սովորաբար կազմում է 12–18 ամիս:

Ինտեգրումը չի սահմանափակվում մեքենայով ինքնուրույն: Տրանսպորտյորները մասերը տեղափոխում են երկրորդային գործողությունների՝ ստրոբային մշակման, մեքենայացման, ստուգման: Տեսողական համակարգերը ստուգում են կրիտիկական չափսերը և նշում են թույլատրելի սահմաններից դուրս եկած մասերը, մինչ դրանք հասնեն սպառողին: Մեքենայի PLC-ից ստացված տվյալները մուտք են գործում արտադրության մոնիտորինգի համակարգեր, որոնք իրական ժամանակում հետևում են ընդհանուր սարքավորումների արդյունավետությանը (OEE):

ԱՄՆ-ի հարավարևելյան մասում գտնվող մի գործարան, որտեղ ավտոմեքենաների կառուցվածքային մասեր են արտադրվում 1200 տոննա սառը խցիկի մեքենայով, վեց ամսվա ընթացքում ձեռք է բերել 92 % աշխատաժամանակ: Սա չի հասնվել արտակարգ սպասարկման ջանքերի շնորհիվ, այլ՝ համակարգային ավտոմատացման և գործընթացի մոնիտորինգի միջոցով: Մեքենան օգտագործվել է օրվա 22 ժամ անընդհատ, իսկ մնացած 2 ժամը նախատեսված էր պլանային սպասարկման և մատրիցաների փոխարինման համար: Այս օգտագործման մակարդակն է, որը դարձնում է մեծ ծավալներով ալյումինե լեգիրաված մետաղների լիարժեք տնտեսական արտադրությունը հնարավոր:

Չափսերի համատեղելիություն մեծ մասշտաբներով

Արագ աշխատելը չի օգնում, եթե մասերը չեն համապատասխանում սահմանված պահանջներին: Մեծ ծավալով արտադրությունը մեծացնում է յուրաքանչյուր որակի խնդիր, քանի որ սխալ կարգավորումը առաջացնում է հազարավոր սխալ մասեր, մինչև որևէ մեկը նկատի առնի դա: Չափային համատեղելիությունը ոչ միայն որակի ցուցանիշ է՝ դա նաև արտադրության արդյունավետության ցուցանիշ է:

Ալյումինե լցման սարքերը հասնում են համատեղելիության՝ վերահսկելով երեք կարևորագույն փոփոխականները. լցման արագությունը, ինտենսիվացման ճնշումը և ձուլատեղի ջերմաստիճանը:

Լցման արագության վերահսկումը զգալիորեն բարելավվել է իրական ժամանակում փակ ցիկլի համակարգերի ներդրմամբ: Այս համակարգերը մեկ վայրկյանում հարյուրավոր անգամ չափում են բերանի դիրքն ու արագությունը և հիդրավլիկ հոսքը ճշգրտում են՝ ապահովելու նպատակային արագության պրոֆիլը՝ անկախ յուղի ջերմաստիճանի կամ ստվարության փոփոխություններից: Արդյունքում լցման համատեղելիությունը մեկ լցման և մյուսի միջև կազմում է ±2% նպատակային արժեքից:

Ինտենսիֆիկացիայի ճնշումը նույնպես վերաբերվում է նույն կերպ: Հիդրավլիկական շղթայում տեղադրված ճնշման տրանսդյուսերը հետադարձ կապ է ստեղծում կառավարիչի հետ, որը ճնշման սահմանային արժեքը ±1 ՄՊա-ի սահմաններում պահպանելու համար ճշգրտորեն կարգավորում է ինտենսիֆիկացիայի փականը: Այս ճշգրտությունը կարևոր է հաստ հատվածներում սեղմման կծկման համար. ինտենսիֆիկացիայի ճնշման 2 ՄՊա-ի նվազումը 20 մմ հատվածում կարող է ավելացնել խոռոչավորությունը 0,5%-ով:

Դանակի ջերմաստիճանի կառավարումը օգտագործում է մի քանի անկախ շղթաներ, որոնցից յուրաքանչյուրը ունի իր սեփական ջերմազույգը և կառավարման փականը: Նպատակն է ամբողջ խոռոչում դանակի մակերեսի ջերմաստիճանը պահել սահմանային արժեքից ±5°C շեղման սահմաններում: Սա ավելի դժվար է, ք чем թվում է, քանի որ դանակը տաքանում է անհավասարաչափ լցման ընթացքում և սառչում է անհավասարաչափ կայունացման և դուրս բերման փուլերում: Ժամանակակից սարքերը հատուկ կանխատեսող ալգորիթմներով հատուկ հաշվի են առնում ջերմաստիճանի փոփոխությունները և շեղումների առաջացումից առաջ ճշգրտում են սառեցման հոսքը:

Համասեռ գործընթացը ապահովում է համասեռ մասեր: Մաս, որը չափվում է 100.00 մմ շիֆտի սկզբում, պետք է չափվի 100.00 մմ շիֆտի վերջում: Լավագույն ալյումինե ինյեկցիոն մեքենաները պահպանում են այդ չափը ±0.05 մմ-ի սահմաններում 24-ժամյա աշխատանքի ընթացքում .

Խարսխի նվազեցման տնտեսագիտությունը

Խարսխը բարձր ծավալային արտադրության թաքնված հարկն է: Մեկ միլիոն մասերի ծրագրում 5 %-ի խարսխի ցուցանիշը նշանակում է 50,000 անվավեր մասեր՝ 50,000 մասեր, որոնք օգտագործել են նյութ, մեքենայի ժամանակ և աշխատավարձ, սակայն եկամուտ չեն ապահովել: Խարսխի նվազեցումը 5 %-ից մինչև 2 % հիմնարկի եկամտին ավելացնում է 30,000 վավեր մասեր՝ առանց արտադրողականության մեծացման:

Ալյումինե ինյեկցիոն մեքենաները խարսխի դեմ պայքարում են գործընթացի վերահսկման և մոնիտորինգի միջոցով: Իրական ժամանակում կատարվող ինյեկցիայի մոնիտորինգի համակարգերը հետևում են յուրաքանչյուր ինյեկցիայի ընթացքում ինյեկցիայի ճնշմանը, պլունժերի արագությանը և խոռակի ճնշմանը: Երբ ցանկացած պարամետր շեղվում է վերահսկման սահմաններից, համակարգը նախնական զգուշացում է տալիս օպերատորին կամ ավտոմատ կերպով մերժում է մասը: Սա կանխում է անվավեր մասերի հաջորդ գործընթացներ անցնելը, որտեղ դրանք կօգտագործեին լրացուցիչ աշխատավարձ և մշակման ժամանակ:

Այս մոնիտորինգի համակարգերից ստացված տվյալները նաև մտնում են կանխատեսող պահպանման ծրագրերի մեջ։ Ինյեկցիոն ճնշման աստիճանաբար աճելը ժամանակի ընթացքում ցույց է տալիս ստրեյթ սլայվի կամ պլանգերի ծայրի մաշվածությունը։ Վաղ հայտնաբերել այդ մաշվածությունը հնարավորություն է տալիս փոխարինել մասերը պլանավորված կանգի ժամանակ, այլ ոչ թե անսպասելի ավարիայի ժամանակ, որը կարող է արժել արտադրության մ several ժամ։

Մեկ ալյումինե պոմպի կորպուսների արտադրող ընկերություն 18 ամսվա ընթացքում իր սառը խցիկի մեքենաների վրա իրական ժամանակում գործընթացի մոնիտորինգ ներդնելով նվազեցրել է թափոնների տոկոսը 6,8 %-ից մինչև 2,1 %։ Այս բարելավումը չի եկել մեկ այլ մեծ ձեռքբերումից, այլ համակարգային կերպով նույնականացնելով և վերացնելով տատանումների աղբյուրները՝ արտադրանքի միջև ջերմաստիճանի տատանումները, պլանգերի մաշվածությունը, անհամասեռ քսայուղավորումը։ Յուրաքանչյուր լուծում փոքր էր, սակայն համակատարապես ազդեցությունը շատ մեծ էր։

Երբ բարձր ծավալը տրամաբանական չէ

Ալյումինե մետաղահալման սարքերը չեն հանդիսանում բոլոր կիրառումների համար ճիշտ լուծում։ Փոքր ծավալներով և բարձր տարբերակներով արտադրությունը՝ որտեղ սարքավորումների կարգավորումը փոխվում է մի քանի հարյուր մասներից հետո, չի արդարացնում կապիտալ ներդրումները կամ սարքավորումների կարգավորման ժամանակը։ Այդ կիրառումների համար ավելի տնտեսական կարող են լինել ավազե լցման մեթոդը, մշտական ձուլարանային ձուլման մեթոդը կամ նույնիսկ բիլետից մեքենայական մշակումը։

Չափսերի արտակարգ պահանջներ ունեցող մասերը նույնպես սահմանափակում են հնարավորությունները։ Չնայած գոյություն ունեն 1600 տոննայից ավելի մեծ հզորությամբ սարքեր, սակայն 50 կգ զանգվածով մասի ալյումինե ձուլման տնտեսական արդյունավետությունը միշտ չէ, որ արդարացված է։ միայն նյութի արժեքը՝ ալյումինը 2500 դոլար մեկ տոննայի համար, 50 կգ զանգվածով մասի համար հումքի արժեքը կազմում է 125 դոլար՝ մշակման ցանկացած փուլից առաջ։ Այդ պահին յուրաքանչյուր անօգուտ մաս վնասում է տնտեսությունը։

Ալյումինե մետաղահալման սարքերի համար օպտիմալ տիրույթը 0,1–10 կգ զանգվածով մասերն են, որոնց տարեկան արտադրության ծավալը գերազանցում է 50 000 մասը։ Այդ ծավալների և չափսերի դեպքում այլ մեթոդների համեմատ մեկ մասի արժեքի առավելությունը որոշիչ է։ Սարքը իր արժեքը վերականգնում է աշխատավարձի նվազեցմամբ, ցիկլի ժամանակի կրճատմամբ և նյութի կորուստների նվազեցմամբ։

Zhenli Machinery առաջարկում է ալյումինե ներարկման մեքենաների շարք՝ 100-ից մինչև 1300 տոննա, որոնք նախագծված են կրկնվող, մեծ ծավալներով արտադրության համար, որը տնտեսապես հիմնավորված է ավտոմոբիլային, արդյունաբերական և սպառողական կիրառումներում ավելի քան 20 տարի անցկացնելով մետաղաձուլական սարքավորումների ոլորտում՝ ընկերությունը ձեռք է բերել համարյա հաստատուն պարամետրեր պահպանող և շաբաթվա ընթացքում համասեռ մասեր արտադրող մեքենաների հեղինակություն: Այն գործարաններում, որտեղ ծավալն ու համասեռությունը ավելի կարևոր են, քան հազվադեպ հարմարեցվելու հնարավորությունը, հուսալիության և արտադրողականության այդ համադրությունն է, որն ապահովում է արտադրական գծի անընդհատ աշխատանքը: