Сборник 70 студ конференции БГТУ

571

Рис. 1. Кривые усталости: 1 - с горизонтальным участком; 2 - без горизонтального участка; 3 - в виде прямолинейной зависимости.

В реальных условиях эксплуатации различных изделий частота циклического нагружения может меняться от нескольких циклов в месяц до нескольких тысяч циклов в секунду, т.е. на десять порядков. Однако большая часть деталей машин работает в диапазоне частот от 500 до 10 000 циклов в минуту.

Влияние изменения частоты нагружения в этом диапазоне изучено на многих материалах, и можно сделать вывод, что оно является достаточно слабым. Наблюдается небольшое увеличение предела выносливости (на 5— 10%) с ростом частоты.

С ростом максимальных напряжений цикла влияние частоты нагружения обычно усиливается, так что в области ограниченной выносливости эффект выражен более четко; прирост долговечности при

Свойства окружающей среды чрезвычайно сильно влияют на сопротивление усталости подавляющего большинства материалов. Даже обычная атмосфера воздуха, как выяснилось, является важным фактором снижения усталостной прочности неблагородных металлов. Например, долговечность образцов меди при испытании в вакууме 10~5 мм рт. ст. более чем в 10 раз превышает долговечность при атмосферном давлении. Увлажнение воздуха дополнительно уменьшает сопротивление усталости, а переход к жидким средам вызывает снижение предела выносливости на сотни процентов. Усталостные процессы в условиях одновременного воздействия коррозионной среды настолько своеобразны, что повреждение и

572

коррозионно-усталостную прочность в большинстве случаев удается только теми методами, которые повышают коррозионную стойкость. Предел коррозионной усталости практически не меняется при изменениях химического состава и режимов термической обработки сталей, вызывающих рост статической прочности от 30 до 170 кгс/мм2 (и соответствующий рост предела выносливости на воздухе от 15 до 75 кгс/мм2). Данные, приведенные на рисунке, позволяют также оценить величину эффекта, вызванного присутствием уже такой не слишком агрессивной среды, как пресная вода.

В условиях одновременного воздействия коррозионной среды особое значение приобретают характеристики циклического нагружения: частота (опасны низкие частоты), асимметрия цикла (опасны растягивающие напряжения, способствующие раскрытию поверхностных дефектов).

Работа выполнена под руководством доц. каф. «Машиностроение и материаловедение» В. Г. Солдатова

Е.А. Рык ТЕРМОФИКСАЦИЯ: НАЗНАЧЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ

АСПЕКТЫ ПРОВЕДЕНИЯ

Объект исследования: термофиксация.

Результаты, полученные лично автором: был проведен анализ существующих методов и методик проведения термофиксации.

Одним из возможных путей улучшение деформируемости металла при обработке давлением является повышение ресурса пластичности предварительной термической обработкой заготовки. Это достаточно эффективное решение в случае если задачу улучшения пластичности трудно решить посредством изменения схемы деформирования.

Термофиксация при 500 ˚С требует натяжения ленты на оправку не только для фиксации проволоки по диаметру, но и для усиления эффекта динамического старения во время отпуска, когда предел текучести и предел упругости возрастают на величину от 100 до 200 МПа по сравнению с обычным отпуском.

Термофиксация при температуре 500°С в течение 1 ч является оптимальной, так как нагрев металла способствует залечиванию деформационных дефектов. Этот процесс носит диффузионный характер. Известно, что еще до температур рекристаллизации протекают процессы отдыха и полигонизации, которые приводят к возврату физических и механических свойств.

Нагрев при температуре менее 500°С недостаточен для протекания процессов отдыха, а при температуре 500°С сопровождается полигонизацией, т.е. упрочнением и стабилизацией структуры.

При термофиксации отмечаются признаки полигонизации, изменяется морфология и более упорядочено расплогаются частицы избыточной фазы.

573

При этом дислокации преобразуются в более устойчивые системы в поле упругих напряжений.

В результате предварительной термической обработки резко повышается значение предела упругости, заметно увеличивается предел текучести и несколько повышается предел прочности, достигаются значительно более высокие значения ударной вязкости, усталостной прочности и релаксационной стойкости.

Главным достоинством термофиксации является то, что структурное и напряженное состояние оказывается таким, каким оно будет в детали в условиях ее эксплуатации. Это определяет большую стабильность свойств и повышение надежности. Без динамического старения в изделиях под действием нагрузки в условиях эксплуатации будут наблюдаться изменения структурного состояния и свойств, которые заранее очень трудно прогнозировать.

Работа выполнена под руководством доц. О.В. Петракова

А.Н.Толстяков АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХСПОСОБОВИ УСТРОЙСТВ

ДЛЯОТБОРА ИОЧИСТКИГАЗОВОТДУГОВЫХЭЛЕКТРОПЕЧЕЙ

Объект исследования: способы и устройства отбора и очистки газов от дуговых печей.

Результаты, полученные лично автором: проанализированы особенности, достоинства и недостатки способов и устройств, применяемых для отбора и очистки газов, выделяющихся при плавке чугуна и стали в дуговых электропечах.

Плавка чугуна и стали в дуговых печах сопровождается газовыделением

иинтенсивным пылеобразованием. Высокая температура газов и дисперсность пыли, значительные колебания объемов выбросов в различные периоды плавки, перемещение электродов в своде при эксплуатации затрудняет создание надежной и эффективной системы отбора и очистки выбросов от электродуговой печи. При отсутствии системы уплотнения (герметизации) печи газы фильтруются через неплотности свода, электродные зазоры, желоб и рабочее окно. В зависимости от системы отбора газов неорганизованные выбросы могут составлять до 40% общего объема. Следует различать первичные газы, образующиеся непосредственно в объёме печи, и вторичные, поступающие на очистку, в которых концентрация пыли

игазообразных компонентов в десятки раз меньше вследствие разбавления воздухом.

Проведенный анализ показал, что отвод печных газов в системе очистки осуществляют следующими способами:

1.Над печью устанавливают зонты и колпаки, а для отбора газов, выделяющихся из-под рабочего окна, над ним устанавливают отводной зонт, соединенный с общей системой газоотбора. Для уменьшения подсоса

574

атмосферного воздуха в систему зазоры между зонтами и печью уплотняют металлическими шторками или асбестовой тканью. Однако эти меры не позволяют полностью устранить выбивание газов и значительно сократить подсос воздуха.

Недостатком этого метода является невысокая эффективность отбора газов(до 80%) и повышенный расход электроэнергии на перемещение и очистку больших масс разбавленного газа.

2.Секционный отсос непосредственно в местах выхода газов в области электродов,а также вблизи рабочего окна. Применение секционного отсоса позволяет в 1,5...2,5 раза сократить объём газов, поступающих на очистку, по сравнению с системой отбора через зонт над печью. Недостатком метода является увеличенный расход электродов из-за образования окислительной атмосферы в месте отбора газов.

3.Отвод газов непосредственно из-под свода печи через дополнительное четвертое отверстие в своде(три отверстия для электродов). Он может быть выполнен с разрывом или без разрыва газового потока. Отверстие предпочтительно следует располагать в области рабочего окна, так как в этой области печи находятся газы, подсасываемые через неплотности рабочего окна.

В отверстие свода устанавливается водоохлаждаемый патрубок, соединенный с газоотводящим трактом шарнирно или с разрывом струи.

При тесном шарнирном соединении газоходов дожигание углерода происходит в газоотводящем тракте. Для устойчивого дожигания технологические газы необходимо разбавлять регулируемым количеством воздуха. Этот способ конструктивно сложен и требует тщательной эксплуатации, для предотвращения «хлопков» газов.

При отборе с разрывом потока расход газа увеличивается по сравнению

сгерметичным трактом, однако он остается в 3…5 раз меньше, чем при использовании зонтов и колпаков. Разрыв газового потока позволяет конструктивно упростить узел отбора, поскольку обеспечить надежное соединение частей газохода без разрыва потока в условиях подвижности заборного патрубка технически сложно. В месте разрыва потока происходит самодожигание окиси углерода, что делает систему очистки менее взрывоопасной, а также упрощает необходимость тщательной регулировки скорости газоотбора.

4.Отбор газов через газоотводящее отверстие, расположенное в стенке печи между сводом и зеркалом металла. Водоохлаждаемый газоотводящий патрубок может соединятся с системами очистки герметично или с разрывом газового потока. Этот способ значительно сокращает объемы неорганизованных выбросов и степень разбавления технологических газов атмосферным воздухом. По сравнению с секционным отсосом количество газов, поступающих на очистки, уменьшается в 5…15 раз.

При использовании герметизированных узлов отбора (четвертое отверстие в своде и отверстие в стенке печи) отбираются значительно более концентрированные и высокотемпературные потоки газов.

575

Анализ сведений, приведенных в современной литературе по очистке газов от дуговых печей, показывает, что наибольшее распространение нашел способ отвода газов из печи через четвертое отверстие в своде, однако для этого под сводом печи необходимо создавать разрежение порядка 20…30 Па. При разрежении в печи подсасываемый воздух окисляет закись железа до высших окислов, которые не воспламеняются. При этом в рабочее пространство попадает атмосферный воздух( главным образом через рабочее окно), который оказывает влияние на состав технологических газов. Так при плавке без отсоса содержание газов составляет 20-35% СО, 10-15% СО2 , 3- 8% О2, а при включении отсоса - 4-11% СО, 15-23% СО2, 2,5-10% О2.

Сравнительно небольшое содержание окиси углерода делает ее невзрывоопасной.Для очистки загрязненных газов от электросталеплавильных печей применяются скоростные промыватели, в том числе скрубберы Вентури, а так же пенные уловители, тканевые фильтры,

дезинтеграторы и электрофильтры.

Работа выполнена под руководством проф. кафедры «Машиностроение и материаловедение» В.И.Хенкина

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ, СТАНДАРТИЗАЦИЯ И МЕТРОЛОГИЯ

Т.С. Абащенкова ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ МЕНЕДЖМЕНТА

КАЧЕСТВА НА ОСНОВЕ РЕАЛИЗАЦИИ ТРЕБОВАНИЙ ОТРАСЛЕВЫХ СТАНДАРТОВ

Объект исследования: отраслевые стандарты требований к СМК. Результаты, полученные лично автором: разработана нормативная

основа разработки СМК с учетом обобщения требований отраслевых стандартов, разработан проект «идеального» стандарта, учитывающего лучшие практики отраслевых стандартов на СМК, разработан алгоритм внедрения «идеального» стандарта на предприятии, разработана программа документирования СМК с учетом отраслевых требований.

На предприятии для ее успешного функционирования необходимо внедрение системы менеджмента качества. Стандарт ISO 9001 описывает требования к СМК, не конкретизируя области промышленности. На его основе были разработаны отраслевые стандарты требований к СМК, например, ГОСТ Р ЕН 9120-2011 «Система менеджмента качества авиационной, космической и оборонных отраслей промышленности. Требования к дистрибьюторам продукции, ГОСТ Р 51814-2009 « Системы менеджмента качества. Особые требования по применению ИСО 9001:2000 в автомобильной промышленности и организациях, производящих соответствующие запасные части», ГОСТ ISO 13485-2011 «Изделия медицинские. Системы менеджмента качества. Системные требования для целей регулирования» и т.д. Это позволило облегчить процесс внедрения

576

СМК и ужесточить требования по ее функционированию в соответствии с отраслевой необходимостью.

Вданной работе были рассмотрены области промышленности, для которых разработаны отраслевые стандарты требований к СМК, например, военная, нефтегазодобывающая, взрывоопасная, аэрокосмическая, строительная, здравоохранение и т.д. Был проведен сравнительный анализ отраслевых стандартов требований к СМК с ISO 9001.

Всоответствии с проведенным автором анализом были выделены лучшие практики требований отраслевых стандартов, которые можно было бы применить в других областях.

Врезультате получился «идеальный» стандарт, представляющий собой комплекс требований к СМК для любой области промышленности. Для его применения разработана нормативная основа разработки СМК, представляющая собой ряд требований с ссылками на стандарты, из которых они были взяты, например, ГОСТ Р 53624 – 2009 «Информационные технологии. Информационно-вычислительные системы. Программное обеспечение. Системы менеджмента качества. Требования» (п.8.3.8 Процесс управления корректирующими действиями; п.7.4 Безопасность персонала при достижении качества продукции и т.д.), ГОСТ Р ИСО/ТУ 29001-2007 «Менеджмент организации. Требования к системам менеджмента качества организаций, поставляющих продукцию и предоставляющих услуги в нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности» (п.7.4.1.3 Специальные процессы, выполняемые поставщиком. Дополнительные требования; п.7.5.1.2 Управление процессами. Дополнительные требования и т.д.).

Вцелях практического применения «идеального» стандарта для

исследования выбрано предприятие ОАО «85 ремонтный завод», занимающееся ремонтом специализированной военной техники. СМК предприятия сертифицирована в системе «Военный регистр» на соответствие требованиям ГОСТ РВ 0015-002-2012 «Система разработки и постановки на производство военной техники. Система менеджмента качества. Общие требования». Для данной организации в основу улучшения СМК лег ГОСТ РВ 0015-002-2012, который дополнился требованиями различных отраслевых стандартов к СМК, применимых в военной отрасли.

Автором разработан алгоритм внедрения СМК с учетом дополнений на данном предприятии, а также предложен проект с помощью программного средства «Project» с указанием необходимого времени для каждого этапа, персонала, принимающего участие во внедрении стандарта с указанием процента занятости каждого сотрудника в определенных мероприятиях по внедрению.

Для реализации новых требований к СМК ОАО «85 ремонтный завод» разработана программа документирования, включающая документы, которые необходимо разработать и применять предприятию для успешного функционирования своей организации.

577

Внедрение «идеального» стандарта позволит предприятию улучшать свою деятельность, привлекать новых инвесторов, повышать конкурентоспособность, а также удовлетворять требования потребителей и всех заинтересованных сторон.

Работа выполнена под руководством док. каф. «Управление качеством, стандартизация и метрология» Г.В. Ефимовой.

Е.А. Афанасьева РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ РАЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ

РАБОЧЕГО ПРОСТРАНСТВА НА МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОМ ЗАВОДЕ НА ОСНОВЕ ВНЕДРЕНИЯ МЕТОДА 5С ЗАО «ТРАНСМАШХОЛДИНГ»

Объект исследования: система рациональной организации рабочего пространства.

Результаты, полученные лично автором: проведен FMEA-анализ системы 5С, разработана методика проведения экспертной оценки эффективности функционирования системы 5С, разработаны квалиметрические шкалы для экспертной оценки элементов системы 5С, практическая реализация методики экспертной оценки системы 5С на примере рабочего места ЗАО УК «БМЗ», даны рекомендации по улучшению 5 этапов системы 5С, разработаны формы различных бланков и инструкции по их заполнению.

Конкурентоспособность предприятий в 21-м веке уже определяется не только техническими и инвестиционными возможностями, но и способом управления всеми ресурсами, и в первую очередь - человеческим потенциалом. В целях повышения производительности труда и оптимизации рабочего времени рекомендуется использовать систему 5С, которая позволяет сделать рабочее место более эффективным.

Актуальность системы 5С состоит в том, что данная система управления предоставляет возможность практически без капитальных затрат не только навести порядок на производстве (повысить производительность, сократить потери, снизить уровень брака), но и создать необходимые стартовые условия для реализации сложных и дорогостоящих производственных и организационных инновационных проектов, обеспечивая их высокую эффективность за счет радикального изменения поведения работников и их отношения к своему делу.

Рациональная организация рабочего пространства в производственной системе «ТРАНСМАШХОЛДИНГ» представляет собой метод организации рабочего места, который значительно повышает эффективность и управляемость рабочей зоны, улучшая производственную культуру, и сохраняет время. Он включает в себя 5 этапов («5С»): сортировку, соблюдение порядка, содержание в чистоте, стандартизацию и совершенствование.

578

1.На этапе «Сортировка» в производственной системе «ТРАНСМАШХОЛДИНГ» были использованы следующие стадии внедрения: «Кампания красных ярлыков» и «Зоны карантина»

2.На этапе «Соблюдение порядка» используются схемы итогового рационального размещения предметов. Автором были составлены рекомендации по применению различных методов на данном этапе.

3.На этапе «Содержание в чистоте» рекомендовано заполнять контрольный лист уборки/проверки.

4.На этапе «Стандартизация» предложено заполнять контрольные листы выполнения рабочего цикла. Здесь также используется Контрольный лист стандартизации.

5.На этапе «Совершенствование» были предложены различные инструменты и методики, которые могут использоваться для улучшения деятельности в рамках системы 5С.

Сцелью улучшения процесса рациональной организации рабочего пространства в данной работе используется FMEA – методология (FMEAметодология - анализ видов и последствий отказов).

После подробного изучения метода 5С были выделены пять подпроцессов, корректность выполнения которых наиболее сильно влияет на качество системы 5С в целом. Анализ этих подпроцессов выявил возможные формы отказов:

Недостаточные знания рабочих о методе 5С;

Удаление с рабочего места нужного оборудования и предметов;

Незаинтересованность высшего руководства;

Отсутствие мотивации персонала и т.д.

Были разработаны рекомендации о том, что следует сделать для предотвращения тяжелых последствий при наиболее рискованных случаях:

1.Проведение обучения работников завода, применение визуализации по методу 5С на рабочих местах, разработка и распространение брошюр с основами метода 5С;

2.Донесение до каждого работника, что каждое решение надо согласовывать с рабочей группой; проверка рабочей группой результатов деятельности на каждом этапе внедрения метода 5С;

3.Объяснение высшему руководству важности внедрения системы 5С, преимущества внедренной системы;

4.Назначение премий за выполнение мероприятий по внедрению системы 5С.

По результатам FMEA-анализа была разработана методика проведения экспертной оценки эффективности функционирования системы 5С, разработаны квалиметрические шкалы для экспертной оценки элементов системы 5С. Данная методика была применена на примере рабочего места ЗАО УК «БМЗ» (участок продольной резки рулонного материала) и были даны рекомендации по улучшению 5 этапов системы 5С и разработаны формы различных бланков и инструкции по их заполнению:

Список «ненужных» предметовСписок «ненужных срочно» предметов

579

Примерный классификатор загрязнений (беспорядка)

Анализ мест, требующих уборки

План уборки-проверки

Анализ труднодоступных для уборки мест и т.д.

Развертывание системы 5С дает множество положительных эффектов в различных областях деятельности предприятия: эффективность и безопасность рабочих мест, обеспечение качества продукции и услуг, комфортный моральный климат и самоощущение сотрудников.

Работа выполнена под руководством д.т.н., проф. каф. «Управление качеством, стандартизация и метрология» В.В. Мирошникова

К.А. Боброва РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ ЭФФЕКТИВНОГО ТЕХНИЧЕСКОГО

ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ОБОРУДОВАНИЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ЗАВОДА НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДИКИ ТРМ ЗАО «ТРАНСМАШХОЛДИНГ»

Объект исследования: система обслуживания и ремонта оборудования машиностроительного предприятия.

Результаты, полученные лично автором: разработана методика организации обслуживания и ремонта технологического оборудования на ЗАО «УК «БМЗ».

Большинство машиностроительных предприятий по причине значительного естественного и принудительного износа оборудования не могут повысить качество и объемы выпускаемой продукции, обеспечить ее надежность. Поэтому использование существующих и создание новых методик повышения эффективности технического обслуживания и ремонта оборудования является актуальной задачей.

Необходимость в создании системы всеобщего ухода за оборудованием

(Total Productive Maintenance - TPM) возникла из-за огромных потерь,

вызываемых простоем технологического оборудования. Методика ТРМ нацелена на совершенствование системы технического обслуживания предприятия путем модернизации оборудования и улучшения персонала. Одной из целей ТРМ является максимально эффективное использование оборудования предприятия. Снижение коэффициента полезного использования оборудования вызывают шесть видов потерь: потери из-за поломок; потери из-за переналадок и регулировок; потери из-за холостого хода и приостановок; потери из-за снижения скорости; потери из-за брака и переделок; потери при запуске оборудования из-за уменьшения доли выхода годных.

Для снижения потерь и повышения эффективности работы оборудования на заводах ЗАО «УК «БМЗ» используются следующие инструменты автономного обслуживания: журнал ТРМ; вкладыши индикации работоспособности оборудования; набор регламентов по периодичности; инвентарь для автономного обслуживания.

580

Для повышения эффективности обслуживания и ремонта оборудования автором была разработана методика организации ремонта и обслуживания технологического оборудования на ЗАО «УК «БМЗ». Методика является документом, регулирующим процесс проведения технического обслуживания и ремонта механического оборудования, а также процесс содержания оборудования в исправном и работоспособном состоянии. Документ является неотъемлемой частью процесса управления инфраструктурой и производственной средой.

Целью разработки настоящей методики является предоставление методических рекомендаций, позволяющих машиностроительным заводам:

постоянно поддерживать оборудование в рабочем состоянии; улучшать процессы технического обслуживания и ремонта технологического оборудования;

повышать квалификацию обслуживающего и эксплуатирующего персонала;

сокращать количество аварийных отказов технологического оборудования; непрерывно повышать общую эффективность оборудования;

обеспечивать безопасную эксплуатацию оборудования; повышать срок службы оборудования;

улучшать показатели состояния технологического оборудования.

Вданной работе была усовершенствована система технического обслуживания и ремонта технологического оборудования, благодаря решению следующих задач:

создать систему учета данных о состоянии оборудования и о выполненных ремонтах;

оценить количественные показатели состояния оборудования;

организовать пересмотр необходимой периодичности ППО (планово-предупредительного осмотра) и ППР (плановопредупредительного ремонта) оборудования в зависимости от фактических значений показателей состояния оборудования;

организовать разработку периодического пересмотра регламентов

диагностики ППО и ППР в зависимости от состояния оборудования. Таким образом, всеобщее производительное обслуживание оборудования - это один из эффективных инструментов бережливого производства, применение которого позволяет снизить потери, связанные с простоями оборудования из-за поломок и избыточного обслуживания. Сегодня в условиях конкурентной борьбы ТРМ для некоторых компаний - это то единственное, что стоит между успехом и полным крахом. Данная программа доказала свою жизнеспособность. Она может применяться на

любом машиностроительном предприятии.

Работа выполнена под руководством д.т.н., проф. каф. «Управление качеством, стандартизация и метрология» В.В. Мирошникова