ГОЗ - мониторинг
Баннер

Микронная точность
при изготовлении
оборудования
для кораблей ВМФ

Авторизация

Логин:
Пароль:

Поиск

Судовая арматура от чертежа до отгрузки: рождение "бабочки" в роботизированном цехе
Тема: Промышленность, Статьи

Производство одного из самых современных типов арматуры — дисковых затворов — требует оборудования с микронной точностью и сотрудников, профессиональные компетенции которых объединяют в себе сразу несколько специализаций. Mil.Press продолжает спецпроект, в котором рассказывает об этапах изготовления дисковых затворов. На этот раз съемочная группа издания посетила 42-й цех машиностроительного завода "Армалит" – самый роботизированный и инновационный на предприятии. В мае он отметил первый "день рождения" – год с момента официального открытия.




О первом этапе создания продукции на заводе "Армалит" читайте в статье:

Судовая арматура от чертежа до отгрузки: все начинается в конструкторском бюро

Цех №42 машиностроительного завода "Армалит"

Путь к совершенству


"Я был первым, кто вошел в этот цех. Это было в 2016 году. Тогда здесь только-только залили пол, не было ни станков, ни сотрудников", – рассказывает начальника 42-го цеха Сергей Остапенко. В последующие два года под его руководством кипела работа: закупались станки, нанимались и готовились уникальные кадры, отрабатывались управляющие программы для обрабатывающих центров, создавалась оснастка. В мае 2018 года состоялось торжественное открытие цеха, вышедшего на серийное производство дисковых затворов.

Начальник цеха №42 машиностроительного завода "Армалит" Сергей Остапенко
Терминологическая справка (нажмите для просмотра)
Дисковый затвор - это один из самых компактных видов арматуры, в котором функцию запирания или регулирования потока обеспечивает поворачивающийся вокруг своей оси диск. На морском сленге из-за характерной формы такую арматуру иногда называют "бабочкой" (butterfly valve). Одно из ключевых преимуществ дисковых затворов - компактность: чтобы врезать этот вид арматуры межфланцевого исполнения в трубопровод метрового диаметра, хватит и 10 см свободного места.

Трехосевой эксцентриситет - конструктивная особенность дисковых затворов, позволяющая реализовывать исполнение "металл по металлу" без трения и, как следствие, износа элементов. Достигается это за счет смещения оси вращения затвора относительно его центра в двух плоскостях, а также сведения краев затвора в конус, условная вершина которого направлена в сторону осевой линии трубопровода.

Фланец - деталь плоской формы с отверстиями для болтов или шпилек, которыми скрепляется арматура к трубопроводу, в составе которого она функционирует. Помимо фланцевого, арматура может иметь муфтовое, цапковое или штуцерное соединение с трубопроводом. В трубопроводах, работающих под большим давлением, применяется арматура под приварку.
Дисковый затвор – один из самых универсальных видов арматуры, который нашел применение и в атомной отрасли, и в судостроении, и в нефтегазовой сфере. Заказы на этот тип арматуры — это, как правило, крупные серии. Именно в расчете на производство больших объемов запускался в работу 42-й цех "Армалита".

Этот цех смело можно назвать заводом внутри завода. Прежде всего благодаря возможности изготовления продукции под одной крышей, независимо от других производственных участков предприятия. Цех много работает со специальными металлами, например, хладостойкой сталью, бронзой, титаном. Даже такие, казалось бы, простые детали насыщения, как болты и гайки, приходится изготавливать самостоятельно – на рынке нет продукции подходящего качества.

Все дисковые затворы, которые производятся в стенах 42-цеха, спроектированы собственным конструкторским бюро "Армалита".

Сотрудники цеха №42 машиностроительного завода "Армалит"

Оперативный обмен информацией между производством и КБ в перспективе позволит брать управляющие программы для станков из внедренной заводом PDM-системы, где хранятся все инженерные данные. Но пока до этого этапа дошли лишь некоторые изделия. Управляющие программы станков, использующихся для их выпуска, уже оптимизированы. Для остальных процесс совершенствования не останавливается ни на минуту.
"До переноса данных в PDM должна появиться оптимальная программа для станка. Оптимизация подразумевает уменьшение времени выполнения задачи, количество перестановок детали", – объясняет Сергей Остапенко.
Один из примеров оптимизации — ноу-хау сотрудников цеха. Это оснастка для расточного станка, позволяющая обрабатывать корпус дискового затвора с трехосевым эксцентриситетом с одной установки. Ранее деталь приходилось несколько раз переустанавливать, теряя в результате драгоценное время и рискуя точностью. По похожему сценарию был оптимизирован сборочный участок цеха. Специально для него на "Армалите" изготовили стапель, благодаря которому собрать дисковый затвор из отдельных элементов стало возможным силами одного сотрудника. Даже если это самое крупное из выпускаемых цехом изделий – дисковый затвор DN1200.

Стапель для сборки дисковых затворов

Непрерывное совершенствование производственного процесса имеет конкретную цель – выпуск 200 дисковых затворов в месяц. Сейчас цех выпускает 70 таких изделий, работая в две смены и дозагружая себя выпуском других видов трубопроводной арматуры, требующей высокой точности изготовления. Интересный факт: из 46 сотрудников, которые трудятся в цехе, четверо – технологи. Один из них занимается вопросами мехобработки, второй заведует оснасткой, другой занимается инструментом, третий прикреплен к сварочному участку.

Цех №42 машиностроительного завода "Армалит" в цифрах

Точность на зависть ювелирам

Еще один принцип работы цеха – добиваться точности изготовления, которая исключает провал на гидравлических испытаниях арматуры. "Проблемы с герметичностью были только на самых первых опытных образцах. Сегодня благодаря качеству обработки всех поверхностей мы ставим дисковый затвор на стенд и с первого закрытия получаем класс герметичности А", – рассказывает начальник цеха.
Счет идет в буквальном смысле на микроны. Такую точность контроля обеспечивает координатно-измерительная машина (КИМ). Для нее в цехе создано специальное помещение, где поддерживаются постоянные температура и влажность – точность измерений зависит и от этих показателей. По результатам замеров КИМ выдает протокол о соответствии точности изготовления предусмотренным конструкторской документацией параметрам.



Щупами для контроля детали оснащены и сами станки с ЧПУ. От их точности зависит, потребуется ли возвращать изделие после проверки на координатно-измерительной машине на доработку. Сотрудники цеха вспоминают, что на этапе отработки технического процесса простая замена щупа одного из станков на более точный позволила снизить простои оборудования и таким образом увеличить производительность.

В будущем высокая точность станков позволит выпускать и четырехэксцентриковые затворы, имеющие измененную относительно трехэксцентриковых геометрию конуса седла. Конечно, разница характеристик между ними и трехэксцентриковыми затворами будет не так заметна, как между арматурой с тремя эксцентриситетами и, например, центрическими затворами. Но совершенству нет предела.

Опытный образец дискового фланцевого затвора DN250 на координатно-измерительной машине

Как рождается "бабочка"


Так как 42-й цех создавался специально под выпуск дисковых затворов, станки сгруппированы под изготовление конкретных составляющих элементов этого вида арматуры. К основным частям дискового затвора относятся: корпус, диск, ламель (элемент, обеспечивающий герметичное закрывание арматуры), детали насыщения (шток, втулки, стопорные кольца).

Детали насыщения дискового затвора на сборочном участке цеха №42

На "входе" цех получает два вида заготовок – литейные и прокатные. Литьем под размер дискового затвора до 250 мм обеспечивает собственное производство "Армалита", более крупные "болванки" 42-й цех получает от поставщиков. Литые заготовки используются для самых крупных элементов фланцевых затворов – корпуса и диска. На межфланцевые затворы, которые имеют толщину до 140 мм, уже идет прокат. Прокатные заготовки нужны и для деталей насыщения.

Склад и участок отгрузки готовой продукции цеха №42

По словам Сергея Остапенко, все материалы перед поступлением в цех проходят общезаводской контроль качества. "Это контрольная резка, термообработка, испытание на межкристаллическую коррозию, химические свойства и так далее. Если все показатели соответствуют, заготовка получает сертификат и уходит в работу", – рассказал он.

Каждый из элементов дискового затвора проходит свой путь в цехе. Так, литые "болванки" для корпусов обрабатывают на участке крупной механики: сперва они поступают на консольно-фрезерный станок черновой обработки, затем – на "чистовые" горизонтально-расточные обрабатывающие центры Niigata. Этот этап долгое время был "узким местом" 42-го цеха. "Одного станка с такими характеристиками нам не хватало для выполнения больших объемов работы. Поэтому мы продублировали его вторым таким же обрабатывающим центром Niigata", – рассказал Сергей Остапенко. Крупные корпуса – под диаметр более 250 мм – можно обрабатывать и на токарно-карусельном обрабатывающем центре. Он предназначен для чернового и чистового точения деталей с максимальным диаметром заготовки до 2000 мм и массой до 14 тонн.

1 / 4

Седло дискового затвора, которое контактирует с подвижным элементом при запирании, дополнительно усиливается наплавкой. Она производится здесь же, в 42-м цехе, с помощью сварочного робота-руки с семью степенями свободы Fanuc. После получения управляющей программы он действует в полностью автономном режиме: сам проводит подготовку к работе, которая включает холостое движение по всем степеням свободы для разгона масла по гидромагистралям, поиск нулевой точки на установленной детали, обрезание проволоки, смачивание ее антипригарным спреем, опускание детали в рабочую зону и непосредственно саму наплавку. Человеку в зону проведения работ вход строго запрещен – на входе установлены датчики, отключающие робот при пересечении барьера безопасности.

1 / 3

На участке крупной механики обрабатывается и сам диск – запирающий элемент затвора. Для его обработки из литейной заготовки в цехе установлен пятиосевой фрезерный обрабатывающий центр DMU. Он способен работать с "болванками" до 400 кг, поэтому легко справляется даже с дисками самых крупных затворов.

1 / 3

Одна из самых технологичных деталей дискового затвора – ламель. Она непосредственно участвует в герметизации затвора в закрытом состоянии и представляет собой "сэндвич" из нескольких слоев графита и нержавеющей стали. Между собой они соединяются клеем, толщина слоя которого не превышает 0,05 мм. После этого кольцо ламели ставится на специальную оправку и отправляется в обработку – ей нужно придать конусообразную форму для запирания "металл-металл" без трения. Когда технологию изготовления дисковых затворов только обкатывали в 42-м цехе, ламель изготавливали на станке Niigata расточным способом. Однако он оказался нерационально трудоемким, поэтому было принято решение об обработке ламелей токарным способом. Сейчас над этими деталями трудятся операторы вертикальных обрабатывающих центров EMAG.

1 / 2

Всеми деталями насыщения в 42-м цехе занимается участок малой механики. Здесь есть как универсальные станки для черновой обработки, так и токарно-обрабатывающие центры с ЧПУ Biglia.

После того, как все элементы дискового затвора готовы, они отправляются на сборочный участок, затем на координатно-измерительную машину и, на самом последнем этапе, испытываются на гидравлических стендах. Таких стендов в цехе установлено три, все – отечественного производства.

Интеллектуальный цех


42-й цех "Армалита" – самый молодой не только по времени работы, но и по среднему возрасту сотрудников, который составляет здесь 40 лет, тогда как в среднем по заводу – 43 года. Приходили специалисты как из цехов "Армалита", так и с других предприятий.
"Поначалу нам удавалось набирать сотрудников с опытом, но со временем пришлось больше использовать систему наставничества. Сюда приходили молодые ребята, имеющие опыт работы на станке, но нуждавшиеся в дополнительных навыках. Мы их ставили к мастерам своего дела, к наладчикам, которые могли чему-то научить, что-то показать", – вспоминает начальник 42-го цеха Сергей Остапенко.
Для работы на многих участках требовалось знать не только специфику машиностроительного производства, но и современные цифровые системы проектирования. Например, операторам координатно-измерительной машины не обойтись без знаний САПР SolidWorks, которая используется в конструкторском бюро "Армалита".

Моделирование обработки корпуса дискового затвора

Ключевые специалисты цеха осваивают сразу несколько профессий. Операторы станков становятся программистами и наладчиками, сами пишут управляющие программы для своего оборудования, оптимизируют их, вместе с технологами цеха создают уникальную оснастку и инструменты.
"У нас новый цех, поэтому постоянно приходится осваивать новые горизонты", – с гордостью говорит один из сотрудников цеха, оператор станков с ЧПУ 5-го разряда Дмитрий Коптев.

Новинки главных военных выставках этого лета:
спецраздел «Форум Армия», спецраздел «Военно-морской салон», спецраздел «Авиасалон МАКС».