книги из ГПНТБ / Воронов, П. Е. Завод и наука

прочность и долговечность многих деталей и узлов. Сюда относятся детали установки непрерывной раз­ ливки стали, валки холодной прокатки, моталки и разматыватели, контейнеры тяжелых гидропрессов, зуб­ чатые венцы поворотного механизма, опорная рама, поворотная платформа и элементы стрел шагающих экскаваторов, цепи и болтовые соединения буровых установок.

Повысить производительность машин и долговеч­ ность деталей во многих случаях уже нельзя простым увеличением их размеров. Например, для повышения производительности моталок и разматывателей разме­ ры демпфера должны быть значительно уменьшены. Увеличение наружного диаметра контейнеров тяжелых гидропрессов уже не повышает их долговечности. Уве­ личение сечения элементов стрел шагающих экскава­ торов ведет к увеличению их веса и, следовательно, к повышению напряжений в них.

Задачи повышения прочности и увеличения долго­ вечности машин решаются различными подразделения­ ми в тесном содружестве. Так, лаборатории конструк­ торских отделов анализируют нагруженность деталей машин не только в процессе их эксплуатации, но и на специальных стендах в экспериментальном цехе, на моделях. Анализом долговечности деталей заняты со­ трудники конструкторских бюро и исследователи. Су­ щественную помощь им оказывают заводской отдел технического контроля, бюро надежности и долговеч­ ности машин научно-тематического отдела, сотрудники цеха внешнего монтажа. Над повышением прочности и долговечности деталей машин работают и технологиче­ ские отделы.

Исследование распределения напряжений в натур­ ных деталях машин, а также выявление их выносли­ вости целесообразнее вести на универсальных испыта­ тельных машинах, парк которых решено было сосре­ доточить в лаборатории прочности. Организовывать такую лабораторию начала в 1962 году группа специа­ листов во главе с кандидатом технических наук О. Н. Михайловым.

Теперь лаборатория располагает семью универсаль­ ными испытательными машинами с пульсаторами, позволяющими доводить нагрузки до 120 тонн. На ма­

120

шинах ведутся испытания валков холодной прокатки, шпилек, грязевых насосов, сварных и электрозаклепочных соединений. При этом варьируются и выбираются оптимальные режимы закалки, накатки и сварки. Гото­ вится испытание многорядных роликовых цепей для буровых установок, демпферов для моталок и разматывателей, вантов для шагающих экскаваторов и ряда других деталей. Работы выполняются по заданию кон­ структорских и технологических подразделений.

Многие данные, необходимые конструкторам еще до создания детали, получают на образцах, испытанных на более многочисленных и более быстроходных ма­ лых испытательных машинах. Лаборатория прочности располагает ими. Это три ударно-усталостных копра и три усталостные машины, позволяющие испытывать на изгиб при вращении одновременно 15 образцов.

На долговечность деталей весьма существенно вли­ яют остаточные напряжения. По-особому это прояв­ ляется в массивных деталях тяжелого машинострое­ ния. В некоторых случаях, предвидеть которые не всегда удается, остаточные напряжения вызывают разрушения деталей еще до эксплуатации.

По заданиям конструкторов и технологов исследо­ ваны величина и распределение остаточных напряже­ ний в колонне пресса, в контейнере, в зубчатых коле­ сах тяговой лебедки шагающего экскаватора ЭШ-15/90А (в полевых условиях), в секторах зубчатого венца ша­ гающего экскаватора ЭШ-15/90. В ходе этих исследо­ ваний подверглись анализу причины возникновения остаточных напряжений и их влияние на работу дета­ лей, даны рекомендации по регулированию остаточных напряжений.

Усталостным испытаниям валков холодной прокат­ ки, шпилек и сварных соединений предшествовало детальное ознакомление с их остаточным напряженным состоянием, уточнение их влияния на долговечность машины.

По заданию конструкторов и сварщиков лаборато­ рия прочности измеряла остаточные напряжения в опорной раме и поворотной платформе уникального шагающего экскаватора ЭШ-80/100 в условиях монта­ жа, чтобы уточнить технологию сварки на месте. Со­ вместно с отделом главного сварщика исследованы

остаточные напряжения в подушках прокатных станов, подвергнутых газопламенной закалке. Выявлен пик опасных растягивающих напряжений на стыке прохо­ дов горелки. Варьируя ширину горелок, подачу, состав газа и зазор между проходами, определяют оптималь­ ный режим закалки, гарантирующий отсутствие тре­ щин. С той же целью по заданию конструкторов гото­ вится исследование остаточных напряжений в слябях, отлитых на УНРС.

Таким образом, основная задача лаборатории состо­ ит в исследовании усталостной прочности материалов с учетом механической и термической обработки, кон­ центраторов напряжений, имитирующих основные эле­ менты контура детали, масштабного фактора, остаточ­ ных напряжений применительно к практике Уралмашзавода. Для получения этих данных необходимо раз­ вивать методику усталостных испытаний, методику измерения остаточных и динамических напряжений. Это должно быть увязано с методиками расчета, соз­ даваемыми в конструкторских отделах. Такую увязку могут проводить только квалифицированные специа­ листы, глубоко освоившие теоретические и экспери­ ментальные вопросы прочности.

Приведенные примеры показывают, что технологи­ ческие и инженерно-конструкторские лаборатории ста­ ли важными звеньями всего процесса научных иссле­ дований, проводимых НИИтяжмашем.

Одно из важных преимуществ, которым умело пользуются научно-исследовательские работники за­ водского института, состоит в том, что они имеют воз­ можность проверить результаты своих теоретических изысканий на практике, в многочисленных цехах. Но далеко не все новшества, рожденные в лабораторных условиях, можно проверить на производственных уча­ стках своего предприятия. Это тем более относится к машинам индивидуального производства.

Система отладки серийных машин известна: сна­ чала создается опытный образец, затем установочная партия и, лишь после того как устранены обнаружен­ ные недостатки и завершена необходимая технологи­ ческая подготовка, начинается изготовление промыш­ ленных образцов.

Иначе обстоит дело, скажем, с мощным прокатным

122

станом, доменной печью, установкой для производства агломерата или окатышей. Их испытывают и доводят только в процессе эксплуатации. Любые уточнения, усовершенствования, замена каких-то деталей или узлов здесь, конечно, связаны с определенными допол­ нительными затратами. Полностью избежать их в ин­ дивидуальном машиностроении нельзя, но сократить можно. Поэтому исключительное значение приобрета­ ют предварительные испытания тех или иных узлов, которые можно проводить, только имея специально оборудованную мощную экспериментальную базу.

Важным шагом на пути решения этой большой про­ блемы было создание экспериментального цеха, став­ шего неотъемлемой частью заводского научно-исследо­ вательского института.

Что собой представляет этот цех? В пяти его про­ летах разместились производственные участки — ме­ ханообрабатывающий, газоэлектросварочный, термиче­ ский, сборочный, а также ряд инженерно-конструктор­ ских лабораторий.

Цех оснащен современным оборудованием. На спе­ циальных сложных стендах испытываются буровые насосы, обжиговые тележки и другие агрегаты, узлы крупных машин. Оборудованы различные эксперимен­ тальные механизмы. К ним, например, относится уста­ новка для испытания скользящей опоры шагающего экскаватора.

Изготовление, сборка, испытания и доводка опыт­ ных образцов машин, их отдельных узлов, определение оптимальных параметров конструкций, исследование режимов работы машин — таковы основные задачи экспериментального цеха. Его деятельность определя­ ется планами научно-исследовательских и опытно­ конструкторских работ. По графику, утвержденному директором института, цех изготовляет детали и узлы для ведущихся исследований, проводит контрольную сборку и испытания экспериментального оборудования. Цех быстро накопил полезный опыт и все уверенней становится «цехом науки».

Приведем некоторые примеры, характеризующие эффективность осуществляемых здесь экспериментов. Когда был изготовлен опытный образец нового карьер­ ного экскаватора ЭКГ-5, его испытали в эксперимен-

рых становятся основой создания новых обжиговых и агломерационных машин большой единичной мощно­ сти.

Нельзя не отметить еще одну сторону работы кол­ лектива экспериментального цеха: он изготовляет дей­ ствующие модели шагающих экскаваторов, буровых установок и других сложных машин для демонстриро­ вания на выставках в Советском Союзе и зарубежных странах. Эти экспонаты помогают пропагандировать успехи отечественного тяжелого машиностроения в соз­ дании новых машин, находящихся на уровне лучших мировых образцов.

Плодотворной деятельности коллектива института и всего производственного объединения во многом спо­ собствует служба научно-технической информации. Она систематически обеспечивает ученых, конструкто­ ров, исследователей, технологов, производственников данными о научно-технических достижениях, передо­ вом опыте в области техники, технологии организации производства и управления.

С первых дней становления НИИтяжмаша его со­ ставной частью стал отдел технической информации. Вместе с ним в информационном поиске активно уча­ ствуют патентно-конструкторские бюро или бюро под­ готовки производства, имеющиеся в конструкторских и технологических отделах, техинформаторы отделов и цехов, общественные бюро технической информации.

Всего на Уралмаш ежемесячно поступает 3000— 3200 экземпляров информационной литературы. Она обрабатывается сотрудниками отдела технической ин­ формации и доводится до конструкторов, технологов, исследователей и производственников.

Оправдывают себя планы информационного поиска, которые совместно составляют отдел технической ин­ формации, конструкторские и научно-исследователь­ ские подразделения по наиболее актуальным темам. В отделе есть справочно-информационная группа, ее работники берут на информационное обеспечение до ста тем в год. По ним составляются библиографические списки литературы, аннотированные перечни, темати­ ческие подборки, аналитические обзоры.

Важную роль в совершенствовании информацион­ ного обеспечения играют заводской совет и отраслевые

127

новке для приготовления жидкоподвижных самотвердеющих смесей», «Установка непрерывной разливки стали криволинейного типа». О последней установке создан цветной фильм на русском и английском языках, копии которого, отправленные в зарубежные страны, способствовали продаже лицензий на эту машину.

Ежегодно объединение «Уралмаш» участвует при­ мерно в десяти международных ярмарках и выстав­ ках, для которых готовятся экспонаты и рекламные материалы.

Черпая передовой научно-технический и производ­ ственный опыт из информационных источников и непо­ средственно на родственных предприятиях, Уралмаш вместе с тем делится своими достижениями с другими заводами и институтами страны. Ежегодно цехи и от­ делы Уралмаша посещают около десяти тысяч предста­ вителей различных предприятий и организаций стра­ ны. В порядке оказания технической помощи по ис­ пользованию внедренных новшеств отдел технической информации высылает им ежегодно несколько десят­ ков тысяч листов чертежей на машины, оборудование, новые прогрессивные инструменты, оснастку, создан­ ные на Уралмаше.

Опыт производственного объединения НИИтяжмаш пропагандирует во многих изданиях. Регулярно выпу­ скаются различные проспекты о продукции, изготов­ ляемой объединением, информационные листки, плака­ ты о новшествах, внедренных на производстве. Ученые и специалисты Уралмаша ежегодно публикуют не­ сколько сот статей, рефератов и других материалов в специальных журналах, изданиях информационных институтов Минтяжмаша и других министерств.

Накопленный Уралмашем опыт пропагандируется в книгах, систематически выпускаемых НИИтяжмашем. Издательство «Машиностроение» выпустило бо­ лее 20 тематических сборников, статей, написанных работниками НИИтяжмаша. Сборники, подготовленные научно-издательским бюро научно-тематического отде­ ла, посвящены прокатному, дробильно-размольному оборудованию, прессам, экскаваторам и другим уралмашевским машинам, а также вопросам механизации производственных процессов. Труды работников НИИ-

129