makine mühendisliği ve metalurji endüstrisi

Çoğu zaman onlar hakkında konuştuklarındamakine mühendisliği ve metalurji endüstrisidev yüksek fırınları ve CNC atölyelerini hemen hizmete sunuyor. Ama bu buzdağının sadece görünen kısmı. Aslında bu bağlantı çok daha ince ve kaprislidir. Pek çok insan, özellikle de dışarıdan şöyle düşünüyor: Metal döküldükten sonra işlenmek üzere gönderilir. Ve sonra bu bir teknoloji meselesi. Uygulamada bu, metalin kalitesine ve özgüllüğüne, "davranışına" bağlıdır. İşleme sırasında, bitmiş makinenin hizmet ömründen tüm projenin ekonomisine kadar her şey bağlıdır. Ders kitaplarında görülen bu nüanslarla ilgili, ancak her şeye atölyede karar veriliyor ve ben de spekülasyon yapmak istiyorum.

Teorinin pratikten ayrıldığı yer: hammaddeler ve bunların sürprizleri

Örneğin madencilik ekipmanlarının üretimini ele alalım. Görev standart gibi görünüyor: Yüksek çekme mukavemetine ve darbe dayanıklılığına sahip çeliğe ihtiyacımız var. Teknik özellikler var, GOST'lar öngörülüyor. Metalurjistlerden sipariş veriyoruz. Ancak eğlencenin başladığı yer burasıdır. Bir metal grubu resmi olarak tüm standartları karşılayabilir, ancak işleme sırasında tahmin edilemeyecek şekilde davranabilir. Büyük boyutlu parçaların, örneğin kırıcı gövdelerin frezelenmesi sırasında, döküm ve haddeleme sonrasında metalde kalan iç gerilimler, neredeyse bitmiş parçanın deformasyonlarına yol açtı. Külçenin ultrasonik testi sırasında görünmeyen mikro çatlaklar, ancak bitmiş düzeneğin ısıl işleminden sonra ortaya çıkabilir.

Bu metalurji uzmanlarının hatası değil, bu iki karmaşık endüstrinin kesişme noktasındaki bir sorundur. Metalurji uzmanı kimyasal bileşim, makro yapı ve yuvarlanma özellikleri hakkında düşünür. Makine mühendisi - mikron doğruluğu, yüzey pürüzlülüğü ve montaj davranışı hakkında. Ve aynı dili - son yüklerin ve çalışma koşullarının dilini - konuşmaları gerekmesine rağmen, diyalogları genellikle şikayetlere varıyor. Örneğin, kritik bileşenler için, metal tedarikçisiyle ortaklaşa deneme serileri test etme uygulamasına uzun zamandır geçtik. Sadece sertifikaya bakmakla kalmayın, kendiniz de hatırlayın. kendi teknolojik zincirinde malzeme.

En dikkat çekici örneklerden biri manyetik ayırıcılar için tamburların üretimiyle ilgiliydi. Manyetik olmayan ama aynı zamanda aşınmaya dayanıklı özel bir yapı çeliğine ihtiyaç vardı. Standart kaliteler uygun değildi; ya işleme tesisinin agresif ortamında paslanıyorlardı ya da sertlikleri kaynaklamayı zorlaştırıyordu. Kelimenin tam anlamıyla metalurji tesisinin teknoloji uzmanlarıyla oturup neredeyse tek parça bir alaşım geliştirmek zorunda kaldım. Zaman alıcı ve pahalıdır, ancak sonuçta tüm maliyetleri karşılayan bir kaynağa ulaşmanın tek yolu budur. Piyasada hazır bir çözüm yoktu.

Sistem olarak ekipman: neden bir üniteyi monte edemiyorsunuz?

Bizim işimizde, özellikle de maden mühendisliğinde, bir ürünün yalnızca bir makine olması nadirdir. Bu neredeyse her zaman mekanik kısmın hidrolik, elektrik ve kontrol sistemleriyle yakından bağlantılı olduğu karmaşık bir sistemdir. Ve buradamakine mühendisliği ve metalurji endüstrisitekrar birleşiyor, ancak özel bileşenler için malzeme düzeyinde. Aynı manyetik ayırıcı diyelim. Kalbi manyetik bir sistemdir. Standart ferrit mıknatısları satın alıp monte edebilirsiniz. Ancak verimlilik... ortalama olacaktır.

Bu nedenle konuyla ciddi olarak ilgilenen firmalar ilgili alanlara dalmak zorunda kalıyor. İşte başlıyorsunLONGI Şirketi (https://www.ljmagnet.ru). Madencilik ekipmanlarının geliştirilmesi ve üretimi ile başladılar ve aslında elektromanyetik teknoloji alanında uzmanlaştılar. Çünkü şunu anladılar: Etkili bir ayırıcı veya zenginleştirme makinesi yapmak için, önemli maddi olmayan bileşenlerin (belirli bir konfigürasyon ve güçte manyetik alanlar) üretimi de dahil olmak üzere tüm döngüyü kontrol etmeniz gerekir.

Deneyimleri gösterge niteliğindedir: Fushun'da 140.000 m2 alana sahip bir işletme ve %60'ından fazlası yüksek eğitimli mühendis ve teknoloji uzmanlarından oluşan 1.200'den fazla kişiden oluşan bir ekip. Burası sadece bir montaj tesisi değil. Bu, metalin muhafazalar için işlendiği, karmaşık elektromanyetik bobinlerin sarıldığı ve kontrol sistemlerinin programlandığı bir komplekstir. Yıllık 4.000 adet ekipman hacmi, laboratuvarda değil, gerçek üretim döngülerinde teknoloji geliştirmemize olanak sağlayan bir ölçektir. Ama asıl önemli olan sinerjidir. Makine mühendisleri fizikçiler ve metalurjistlerle birlikte çalışırlar. Çünkü ayırıcı gövdesinin (makine mühendisliği) sadece dayanıklı olması değil, aynı zamanda manyetik alan üzerinde minimum etkiye sahip olması (fizik) ve üretimi için kullanılan malzemelerin mıknatıslanmaması (metalurji) gerekir.

Başarısızlığın maliyeti: Başarısızlık başarıdan daha fazlasını öğrettiğinde

Size yaklaşık on yıl önceki eski projelerimizden birinden bahsedeceğim. Sibirya işleme tesislerinden biri için büyük çeneli kırıcı yapıyorduk. Hesaplamalar kusursuzdu, ana taşıyıcı elemanların (çerçeve, volan) metali maksimuma çıkarıldı - yüksek alaşımlı, pahalı çelik. Montajını yaptık, tezgahta test ettik; mükemmel çalışıyor. Gönderildi. Üç ay sonra - bir çağrı: çerçevede bir çatlak. Analiz sonrasında ortaya çıktığı üzere bunun nedeni yük değil, sıcaklıktı. Kışın bu bölgede -50°C sık görülür. Süper güçlü çeliğimizin soğuğa karşı direncinin düşük olduğu ortaya çıktı. Çarpma ve aşırı soğuk, içinde kırılgan kırılmalara neden oldu.

Metalurjistler elbette -40°C'deki darbe dayanımını da gösteren bir sertifika verdiler. Ancak gerçek koşulların daha da zor olduğu ortaya çıktı. Disiplinlerin kesişiminde klasik bir başarısızlıktı. Biz makine mühendisleri olarak normal koşullar ve dinamik yükler altındaki dayanıma odaklandık, ancak “metalurjik” faktörün bir parçası olarak iklim faktörünü hafife aldık. malzemenin davranışı. Bu olaydan sonra, teknik şartnamelere sadece “iklimsel özellikler” değil, aynı zamanda belirli bir çalışma ve çalışma dışı sıcaklık aralığında metalin özelliklerine ilişkin ayrıntılı gereklilikleri de bir marjla dahil etmeye başladık. Ve tedarikçilerden sadece standart testler değil, aynı zamanda özel durumumuz için modellenmiş testler de talep ediliyor.

Bu ders pahalıydı ama düşüncemizi değiştirdi. Artık herhangi bir yeni gelişme, bir 3D modelle değil, gelecekteki "iş yeri" arabalarına mümkün olduğunca yakın koşullarda bir malzeme özellikleri tablosuyla başlıyor. Nem, çevresel saldırganlık, sıcaklık değişiklikleri, döngüsel yükler dahil. Metalurji uzmanlarıyla bu kadar derin bir diyalog olmadan, bu kesinlikle imkansızdır.

Trendler ve çıkmaz sokaklar: Pek çok sektör nereye gidiyor?

Günümüzde dijitalleşme ve “Endüstri 4.0” çok konuşuluyor. Konumuz bağlamında şuna benziyor: metal yorgunluğunu gerçek zamanlı olarak izleyen, doğrudan döküm veya dövme malzemeye yerleştirilmiş akıllı sensörler. Veya CNC makinelerindeki işlemlerden elde edilen verilere dayanarak bir sonraki metal grubunun davranışını tahmin edebilen tahmine dayalı analitik sistemleri. Kulağa harika geliyor ama pratikte... Şu ana kadar bunlar daha çok hedeflenen pilot projeler. Sorunların çoğu eski, kanıtlanmış yöntemler kullanılarak çözülür: mikroskop, çekme testi, Brinell sertlik testi.

Daha gerçek ve acil bir trend ise malzemelerin kişiselleştirilmesidir. Örnekte olduğu gibiLONGI Şirketi. Üniversal çelikler ve alaşımlar yavaş yavaş yerini “keskinleştirilmiş” malzemelere bırakıyor. belirli bir arabanın belirli bir parçası için. Bu inanılmaz derecede yakın bir işbirliği gerektirir. Makine imalat tesisi açıkça formüle etmelidir: burada aşınma direncine ihtiyacımız var, burada esnekliğe ihtiyacımız var, burada mutlak manyetik olmamaya ihtiyacımız var. Ve metalürjik üretimin bu tür mini partileri ekonomik olarak pişirme esnekliğine sahip olması gerekiyor.

Bir diğer nokta ise ekoloji ve kaynakların korunmasıdır. Gereksinimler daha sıkı hale geliyor ve bu her iki sektörü de değiştiriyor. Metalurjide bu, emisyonları azaltan teknolojilere (örneğin elektrik ark ocakları) geçiştir. Makine mühendisliğinde bu, ekipmanın ağırlığını ve dolayısıyla çalışması için gereken enerji tüketimini azaltabilecek hafif ve dayanıklı alaşımlara (titanyum, alüminyum kompozitler) yönelik bir taleptir. Ancak titanyumun işlenmesi zordur, “yapışkandır” ve özel aletler gerektirir. Yine kavşakta bir meydan okuma. Sadece yeni kesme plakaları seçmek değil, aynı zamanda kesme ve soğutma modlarını da tamamen revize etmek gerekiyor.

Sonuç yerine: yüksek sesle düşünmek

Yani dağınık düşünceleri özetlemek gerekirse...Makine mühendisliği ve metalurji endüstrisi- bunlar bir ekonomi ders kitabındaki iki komşu endüstri değildir. Bu geri bildirimli tek bir teknolojik döngüdür. Nihai ürünün başarısı veya başarısızlığı montaj atölyesinde değil, çok daha önceden belirlenir - çelik kalitesi seçilirken, döküm modu geliştirilirken, dövme ısıl işlemi planlanırken.

Deneyimli ekipler,LONGİ1993'ten bu yana geçen yıllar boyunca bunu anlıyorlar. Güçleri çok fazla ekipman yapmaları değil (yılda 4000 adet ciddi bir rakam). Onların gücü bu bağı kendi içlerinde kurmuş olmalarında yatıyor. Hammaddelerin özelliklerinin kontrolünden (muhafazalar için metal, elektromıknatıslar için malzemeler) en karmaşık zenginleştirme komplekslerinin son montajına ve test edilmesine kadar. Basit üretimi mühendislik sanatına dönüştüren “pratiğin” ta kendisidir. Bu olmadan, sadece başka birinin parçalarından bir inşaat seti monte etmek kalır. Ve bununla birlikte, her bir donanım parçasının bir yüksek fırının, bir CNC makinesinin ve bunları referans çerçevesinde bir araya getiren mühendisin hafızasını taşıdığı çalışma sistemlerinin yaratılması da geliyor.

Dolayısıyla bir dahaki sefere bu iki kelimeyi bir arada duyduğunuzda iki devi değil, aralarındaki binlerce küçük ama kritik geçişi düşünün. Kalitenin doğduğu yer burasıdır. Veya ne yazık ki bir kusur keşfedilir.