Новая технология улучшит производство железнодорожных колес

10:48, 14 июля 2022

Она снижает энергозатраты оборудования и повышает качество продукции

Технология улучшит качество железнодорожных колес. Фото: unsplash.com / Andrey Kremkov.

Ученый Уральского федерального университета на основе компьютерного моделирования усовершенствовал технологию штамповки железнодорожных колес. Благодаря технологии повысилась точность производимой продукции и снизились энергозатраты оборудования на производстве до 28 %. Дополнительно внедренная система статистического контроля производства снизила вероятность выпуска несоответствующей продукции, заранее сигнализируя о возможных параметрических отклонениях в произведенных колесах. Описание системы и результаты производственных экспериментов представлены в диссертации сотрудника кафедры обработки металлов давлением УрФУ, главного специалиста прокатного производства «Евраз НТМК» Сергея Пузырева.

В первую очередь, инженер скорректировал инструмент деформации — штампы, которые выполняют обжатие металла и придают ему требуемые размеры и формы. Сейчас в качестве штампа используются плоские плиты и калибровочное кольцо, осаживающие металлические заготовки до нужного размера. На второй операции из этой так называемой металлической «плюшки» делается заготовка колеса с предварительным формированием ступицы и обода. Новая технология еще на первом этапе предусматривает предварительное распределение металла между ступицей и ободом, что облегчает дальнейшие этапы производства.

«Новая технология позволяет уже на первом этапе задать металлической заготовке предварительную форму, которая будет повторять необходимые параметры конечного колеса. Металл заранее разгоняется и формируется, и на втором этапе мы можем сократить энергосиловые параметры работы оборудования, направляемые на оформление колеса. При поддержке и содействии „Евраз НТМК“ мы смогли проверить эту модель в производстве одного из основных выпускаемых профилей (колесо диаметром 957 мм), которые используются на всех грузовых вагонах. Мы получили хорошие результаты по качеству и геометрии производимой продукции. Снижение усилия штамповки достигло 28,5%», — рассказывает Сергей Пузырев.

Также инженеры смогли внедрить систему статистического контроля производства. Она в режиме реального времени отслеживает изменения параметров геометрии колеса и позволяет оператору заблаговременно, еще когда не допущен брак, внести корректировки.

«Каждое производимое колесо проверяется на лазерном измерителе по 17 параметрам. В программе подготовлено окно визуализации, где отслеживаются в реальном времени все параметры, и, если есть тенденция к тому, что скоро какой-либо параметр выйдет за критические зоны, оператору поступает сигнал. Во всплывающих сигнализирующих окнах также появляется рекомендация по мероприятиям, требующимся для устранения причин отклонений, корректировки технологического процесса. Вероятность выпуска некачественной продукции сократилась на треть», — поясняет Сергей Пузырев.

Сейчас ученый работает над дальнейшим усовершенствованием системы статистического контроля и оптимизацией компьютерной модели с целью применения ее при производстве других видов железнодорожных колес, выпускаемых на комбинате.