Фирма “Шенхерр Металлферарбайтунг ГмбХ” (Германия) в апреле
В эту группу предприятий входят: основное предприятие “Тромпеттер Гусс ГмбХ” в г. Бинлах (Германия), производящее продукцию из СЧ и ЧШГ, фирма “Тромтек ГмбХ” в Планкенфельсе (предприятие по обработке деталей на станках с ЧПУ), отделение по обработке отливок (Чехия).
Основанное в
Рентабельность современного промышленного предприятия определяется, наряду с наличием квалифицированного и мотивированного персонала, степенью технического оснащения. В производство были сделаны значительные инвестиции, и в настоящее время предприятие имеет самое современное оборудование. Меры по реконструкции предприятия “Шенхерр Металлферарбайтунг ГмбХ” были направлены на производство крупных партий отливок, в особенности для автомобильной промышленности. Следовало существенно увеличить производительность имеющейся АФЛ, так как существовавшие до этого машины K&W и Vacress не соответствовали предъявляемым современным требованиям. Поэтому АФЛ была заменена на оборудование фирмы HWS, современную и высокопроизводительную линию ZFA-SD-3, работающую по методу Сейацу (воздушный поток + прессование) с размером опок 800x500x200 мм.
Производительность линии удалось увеличить до 200 форм/ч. Полностью автоматизированный участок смесеприготовления с компьютерным управлением обеспечивает неизменно высокое качество формовочной смеси.
Стержни изготовляют на современных пескострельных автоматах, работающих по Cold Box амин-процессу, благодаря чему возможно получение стержней для сложных в исполнении деталей.
На плавильном участке используют две вагранки и две среднечастотные индукционные печи производительностью до 8 т/ч.
В процессе модернизации требовалось решение сразу нескольких задач:
• новая линия должна располагаться в том же участке цеха;
• имеющиеся опоки, транспортные тележки, линии охлаждения и другие устройства, входящие в линию, должны быть сохранены;
• производительность следовало увеличить до 200 форм/ч;
• время охлаждения должно было остаться прежним (или несколько большим).
Для реализации задач старую формовочную машину заменили на сдвоенную машину типа ZFA-SD (фирмы HWS), на которой одновременно формуется верхняя и нижняя полуформы, благодаря чему может изготовлять 200 форм/ч. Смесь уплотняется бесшумно и без встряхивания методом прессования воздушным потоком. Необходимое количество смеси взвешивается для обоих бункеров-дозаторов раздельно, то есть отдельно для каждой полуформы. Количество смеси, необходимое для различных моделей, установили эмпирическим путем. Каждая модельная плита имеет свой кодовый номер, в котором сохраняется этот показатель, а также ряд других параметров, необходимых для изготовления формы, таких как сила прессования, позиция сверления отверстий для литниковой чаши и т.д. После заполнения смесью опоки модельная оснастка с опокой и наполнительной рамкой поднимается вверх и прижимается к головке пресса, герметично изолируя тем самым формовочное пространство.
Процесс уплотнения осуществляется в несколько фаз, которые практически безостановочно перетекают одна в другую.
После открывания клапана “Сейацу” уплотняющий воздух проходит через смесь и обеспечивает в фазе I равномерное распределение смеси в форме и плотное прилегание ее слоев к контурам модели.
В фазе II обеспечивается предварительное уплотнение смеси. Воздушный поток оказывает направленное вниз давление на каждое зерно смеси и приводит “подошву” смеси в движение. Смесь перетекает вместе с воздушным потоком в более низкие участки модели, при этом возникают поперечные напряжения и предотвращается образование слипаний. Плоская прессовая плита подходит для всех моделей при условии, что машина дает возможность распределять смесь вручную. Использование водяной подушки рекомендуется в случае, если на подмодельной плите располагается несколько небольших моделей одинаковой высоты, например для отливок фитингов.
При автоматическом наполнении опоки смесью и при использовании переменных контуров моделей наилучшие результаты могут быть достигнуты применением многоплунжерного пресса, обеспечивающего равномерное уплотнение всей формы. Каждый плунжер — это активный гидроцилиндр с защитой от поворота на оси. Литой чугунный блок с плунжерами имеет множество вертикальных отверстий, через которые воздух проходит в формовочное пространство при предварительном уплотнении полуформы.
В качестве варианта IV была разработана эластичная прессовая пластина из ячеистого вулколана, посредством которой достигается равномерное уплотнение смеси для моделей одинаковой высоты. Пластина из вулколана, которую натягивают на стальной раме, имеет сквозные отверстия, чтобы уплотняющий воздух мог воздействовать на всю рабочую поверхность полуформы.
Далее опоки (верхние и нижние) подаются раздельно по транспортной ленте. Затем готовые опоки разворачиваются (плоскостью разъема вверх) и подвергаются проверке; проставляются стержни; на контрладе полуформ верха проделываются заливочные отверстия. Верхняя полуформа может быть подпрессована на
Чтобы обеспечить требуемое время такта, пришлось полностью изменить ситуацию на участке выбивки. Залитые и охлажденные формы приподнимаются подъемным столом, подаются на перемещаемый толкатель, затем передаются в отделение выбивки и выдавливаются. Одновременно оттуда пустые опоки передаются манипулятором с встроенным очистителем опок на участок формовки. Прежнее время охлаждения (~1 ч) следовало по возможности увеличить, так как количество форм на новой линии охлаждения существенно возросло, а также увеличилась металлоемкость форм. Вследствие этого имеющаяся четырехрядная рельсовая дорога была увеличена на пять шагов подачи и на одну параллельно проходящую ветвь — в настоящее время в пяти рядах можно принять 125 транспортных тележек с формами. Среднее время охлаждения теперь ~1,5 ч, но его можно изменить, так как все участки охлаждения — это независимые накопители, которые при необходимости могут быть дополнительно включены в контур охлаждения, а также работать одновременно все, но с разными скоростями. При различных комбинациях скоростей движения пяти ветвей охлаждения, а тем более при возможности остановки отдельных ветвей и/или движении каждой линии с неравномерной скоростью любая отливка может иметь индивидуальное время охлаждения, что существенно увеличивает технологические возможности линии.
Все перемещения на линии осуществляются с помощью гидравлики и управляются электронной системой. Центральная гидростанция подает требуемое количество гидрожидкости, причем бак может вместить всю гидрожидкость, находящуюся в контуре, благодаря чему обеспечивается ее постоянное фильтрование и контроль. Установлено и более современное устройство управления — Siemens S7 400 с новым центральным процессором CPU 416 2-DP. На линии предусмотрены несколько децентрализованных модулей для управления местным сектором машин, которые оснащены панелями оператора OP 27 (фирмы Siemens) — внешними приборами обслуживания и индикации, позволяющими контролировать работу линии на нескольких удаленных участках и вмешиваться в управление ею. Панели оснащены жидкокристаллическим дисплеем, с которого можно вести диалог с оператором линии и который отражает рабочие состояния линии, а также сообщает о сбоях в работе. Панель оператора и центральный прибор автоматизации в шкафу управления соединены световодом.
Кроме того, устройство управления оснащено системой контроля над техпроцессом второго уровня АЛС. Эта система, разработанная производителем линий — фирмой HWS, позволяет постоянно контролировать процесс производства, а также диагностировать возможные “остановы” и сбои в работе. Непрерывная регистрация и отображение производственных показателей позволяют следить за техпроцессом. Сообщения о сбоях выдаются открытым текстом, также указываются место и причина сбоя, что можно заносить в протокол и подвергать статистической обработке.
Модернизированная линия выполняет все поставленные перед ней задачи и работает без перебоев с момента приемки.
В производстве фирмы “Шенхерр” занято всего 180 специалистов и 8 стажеров. Годовой оборот предприятия ~ € 25 млн. Таким образом, годовой доход на одного сотрудника составляет ~€ 140 тыс., включая обслуживающий персонал. Аналогичная степень соответствия между числом сотрудников литейного производства и доходом предприятия характерна для любого литейного завода Европы, включая и некоторые машиностроительные предприятия, то есть оборот >€ 12…15 тыс. в месяц на одного сотрудника.
На эти цифры можно ориентироваться при оценке работы отечественных литейных или машиностроительных заводов и степени их рентабельности, а главное их конкурентоспособности. Ориентировочно можно определить минимальный доход (min) конкурентоспособного завода численностью 1, 2, 3, и 4 тыс. чел. — € 150, 300, 450, 600 млн в год, соответственно, и т.д.
Второй, еще более важный экономический параметр литейного производства — объем готовых отливок в год на одного сотрудника. Это 200…1000 т (min), в зависимости от размеров и номенклатуры отливок. К сожалению, по данным Ассоциации литейщиков, этот показатель для литейных заводов России ниже в 5–25 раз, а конкретно ~40 т. Oбъем (min) производства отливок конкурентоспособного завода численностью 100, 200, 300 чел. — 20, 40, 60 тыс. т в год, соответственно. А если на заводе работает, например, 3000 чел., то тогда это > 600 тыс. т в год и т.д.
Третий параметр — отношение площади литейного производства к объему готовых отливок в год. Например, современная линия вакуум-пленочной формовки для железнодорожных стальных отливок, занимая площадь части одного пролета (всего 24x100 м), обеспечивает производство 20 т/ч годных отливок, что гораздо больше, чем целые литейные заводы и цехи, оборудованные устаревшими формовочными машинами — то есть 85 и > 120 тыс. т в год, соответственно, при двух- и трехсменном графике работ. Поэтому основа для эффективного литейного производства в любом случае — рост объема гарантированных продаж отливок высшего качества, в том числе и на экспорт при минимальных производственных площадях и стабильном числе опытных литейщиков-технологов, модельщиков, металлургов, специалистов по гидравлике и системам управления современным литейным оборудованием. Современные формовочные линии фирмы HWS обеспечивают существенное сокращение обычного персонала литейного цеха, что позволит выбрать и оставить только самых квалифицированных и достойных сотрудников.
Анализ литейного производства фирмы “Шенхерр” показал возможность эффективной и быстрой модернизации устаревших автоматических формовочных линий с сохранением старых опок, транспортеров и т.д., но с обязательной заменой формовочных автоматов новыми с современным процессом изготовления литейных форм — “воздушный поток + прессование”. Конечно, подлежат замене на современные системы управления со связью в реальном времени по модему со специалистами HWS, а также многие гидро- и электроприводы, датчики и т.п.
Фирма HWS имеет огромный опыт модернизации старых линий, изготовленных любой из фирм-поставщиков, как существующих, так и закрывших производство.
