Procese tehnologice în inginerie mecanică. Sisteme automate de control al proceselor

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Procesul tehnologic stă la baza oricărei operațiuni de producție. Include un set de proceduri efectuate într-o anumită secvență, a căror acțiune vizează schimbarea formei, dimensiunii și proprietăților produsului fabricat. Principalele exemple de procese tehnologice sunt prelucrarea mecanică, termică, prin compresie. Precum și asamblare, echipamente, tratament sub presiune și multe altele. În condițiile producției în fabrică, departamentul tehnologului șef este responsabil pentru realizarea unor astfel de procese și prelucrarea documentației tehnologice. Specialistii departamentului controleaza corectitudinea momentelor operationale. Procesele tehnologice proiectate și bine organizate în mod corespunzător în inginerie mecanică și producție de orice alt nivel fac posibilă efectuarea procedurilor necesare pentru fabricarea produselor relevante cu minimumcheltuieli. Atât material, cât și puternic și temporar.

Inginerie mecanică ca tip de producție

Ingineria ca tip de producție sectorială se caracterizează prin utilizarea echipamentelor universale, datorită cărora se realizează prelucrarea pieselor de diferite dimensiuni și forme, dispozitive universale și instrumente de măsurare. Această industrie oferă nu numai operarea automată a dispozitivelor, ci și utilizarea muncii fizice umane - la urma urmei, o cantitate semnificativă de procese de construcție a mașinilor este realizată tocmai prin munca manuală și eforturile muncitorilor cu în altă calificare. În astfel de instalații, costul diferitelor piese este adesea estimat a fi mult mai mare, deși productivitatea este mult mai mică. Birourile reprezentative ale unei astfel de inginerie mecanică includ turbine, construcții navale, fabrici chimice, precum și întreprinderi grele de inginerie. Mai mult, astăzi, printre fabricile moderne de construcție de mașini care lucrează pentru producție în masă sau în serie, există ateliere de cercetare experimentală, unde se lucrează pentru a crea noi modele de mașini într-un singur exemplar - și aceasta este apanajul producției individuale de mașini.

Cu toate acestea, merită totuși subliniat faptul că ingineria internă vizează producția de masă de mașini. În același timp, procesul tehnologic de proiectare și fabricare a pieselor este axat pe producerea unui număr mare de produse identice pe o perioadă lungă de timp. În același timp, se vizează o specializare îngustă.locuri de munca, masini semiautomate, masini-unelte, instalatii modulare. Și echipamentele speciale, disponibilitatea sculelor universale și interschimbabilitatea largă a pieselor fac posibilă coordonarea procesului tehnologic cu sisteme de control automatizate.

Elemente ale producției de mașini. Nuanțe

Ca în orice proces tehnologic, ingineria mecanică prevede împărțirea obligatorie a procedurilor de lucru în domenii specifice de activitate cu obținerea unui rezultat specific în acest domeniu de reproducere. Aici este important să distingem și să separăm momente operaționale fundamental diferite unul de celăl alt.

Ce elemente ale procesului tehnologic sunt reprezentate de procesiunea standard de construcție de mașini? Luați în considerare:

1. Operațiune tehnologică - o parte integrantă a procesului general, în timpul căreia se realizează prelucrarea pieselor de prelucrat efectuată de o une altă (pilă, tăietor) la un loc de muncă (de exemplu, o mașină une altă). În același timp, munca poate fi efectuată de unul sau mai mulți muncitori simultan. În funcție de cantitatea de muncă alocată a fi efectuată, operațiunea tehnologică poate fi simplă sau complexă. Acestea din urmă, la rândul lor, pot fi dispersate în părți componente separate, care sunt numite instalații în producție.
2. Instalarea tehnologică este parte integrantă a operațiunii efectuate la locul de muncă în stare de strângere neschimbată a piesei de prelucrat.
3. Poziția este parte integrantă a operațiunii, care se desfășoară în condițiile unei poziții neschimbatepiesa de prelucrat în raport cu sculele (fără a ține cont de acele mișcări care se datorează mișcărilor de lucru ale piesei de prelucrat în sine sau ale sculei în sine).
4. Tranziția este o parte integrantă a operațiunii, care este însoțită de funcționarea în regim constant a mașinii sau sculei.
5. Trecerea este partea de tranziție care provoacă îndepărtarea straturilor de metal (sau alt material dacă nu este metal).
6. Recepție de lucru - o acțiune finalizată a unui angajat al atelierului de construcții de mașini din fabrică, care este însoțită de fixarea sau îndepărtarea sculei de tăiere, a piesei în sine și așa mai departe.

Structura proceselor tehnologice. Esență

Structura însăși a ingineriei mecanice este reprezentată de trecerea produsului finit prin mai multe faze diferite de prelucrare. Adesea aceste faze sunt reprezentate de etapa de achizitie, etapa de procesare si etapa de asamblare. Dar care este exact fiecare dintre fazele structurii ingineriei mecanice?

Etapa de pregătire

Faza de achiziție se caracterizează prin executarea procedurilor de obținere a semifabricatelor prin următoarele metode:

1. Turnare - implică umplerea unui recipient, matriță sau cavitate cu un material care se află în stare lichidă de agregare.
2. Ștanțarea este o procedură de deformare plastică a materialelor cu ajustarea formei și dimensiunii acestora.
3. Presare - testarea obiectelor pentru rezistența (densitate, etanșeitate) de natură hidraulică sau pneumatică în procesul de presiune.
4. Aterizarea este o operațiune de fierărie,care constă în deformarea piesei de prelucrat cu un tiraj parțial pentru a crea o îngroșare a obiectului prin reducerea lungimii acestuia.
5. Tăierea și îndoirea metalului este procesul de deformare sau împărțire a unei țevi, table sau turnare de metal în părțile sale componente.
6. Tăierea ruloului sau a materialului din tablă - perforarea, perforarea, tăierea și tăierea materialului metalic, efectuată cu scopul de a împărți o structură metalică complexă în segmente separate.

La finalul procedurilor fazei de achiziție se realizează trecerea la etapa a doua din structura ingineriei mecanice.

Pasul de procesare

Faza de procesare presupune procesul de transformare a diverselor semifabricate de producție în piese finite. Ce metode de prelucrare determină procesul tehnologic al ingineriei mecanice în a doua fază a muncii de producție? Luați în considerare:

1. Prelucrarea metalelor este un set de procese mecanice de schimbare a formelor, dimensiunilor și calității aliajelor și metalelor.
2. Tratamentul termic este procesul de aplicare a căldurii unui metal pentru a-i conferi proprietățile necesare (în special, dimensiunea și forma corespunzătoare).
3. Tratament chimic - procesul de acțiune chimică asupra metalului prin distrugerea țintită a aliajelor prin gravare în soluții de alcalii și acizi.
4. Tratamentul chimico-termic este efectul combinat asupra piesei de prelucrat al procesului termic și acido-bazic, în timpul căruia suprafața pieselor din oțel este saturată cu carbon.
5. Prelucrarea cu plasmă este o procedură de prelucrare a materialelor efectuată folosindplasmă la temperatură joasă generată de torțe cu plasmă de în altă frecvență sau cu arc pentru a modifica proprietățile acestui material.
6. Galvanizarea este tehnologia de acoperire a unui metal cu altul folosind un compus electrolitic.
7. Vopserea - șlefuirea, lustruirea și acoperirea materialului cu vopsele sau lacuri pentru a-i conferi un aspect finisat estetic.
8. Sudarea este procesul de fixare a pieselor pentru a le conecta în siguranță într-o singură structură.
9. Pasivare - tratarea zonei după sudare cu o substanță specială, care se aplică într-un strat uniform pe suprafața materialului.

La sfârșitul deformării materialelor, tăierea și îndoirea metalului, precum și după prelucrarea produselor prin una dintre metodele special concepute pentru a obține un rezultat specific, trecerea la a treia fază a procesului tehnologic este efectuat.

Pasul de asamblare

Ultima etapă a procesului tehnologic de inginerie mecanică prevede evenimente colective și îndreptarea semifabricatelor metalice. Andocarea diferitelor profile metalice se poate face în mai multe moduri:

1. Ambalarea unităților de asamblare individuale într-un singur produs final întreg.
2. Asamblare ajustare-livrare.
3. Testați conectarea componentelor într-o singură structură metalică.

Probleme de inginerie mecanică în Rusia

Provocarea primordială continuă să fie necesitatea unei revizuiri majore. Problema întârzierii interneproducția din economia de clasă mondială este direct legată de rentabilitatea scăzută a unor astfel de ramuri ale producției de mașini precum fabricarea de instrumente, construcția de mașini-unelte, tehnologia computerelor, industriile electronice și electrice. Această problemă trebuie rezolvată cât mai curând posibil.

În funcție de natură și direcție, problemele fundamentale ale ingineriei mecanice în producția internă pot fi grupate în blocuri separate. Acesta este:

1. Dezavantaje în dezvoltarea complexului de construcții de mașini - problema se datorează ratelor scăzute de creștere ale industriilor de vârf, scăderii semnificative a producției, întreruperea legăturilor tehnologice, timpul de nefuncționare a întreprinderilor individuale, ratele scăzute de reînnoire a echipamentelor în raport cu nivelul producției.
2. Lipsa resurselor pentru ajustarea structurală - ramificarea insuficient dezvoltată a direcțiilor de activitate ale industriei de inginerie autohtonă necesită reprofilare, iar fondurile nu sunt suficiente pentru aceasta. Mai mult, industria cere reducerea disproporțiilor în ratele de creștere ale segmentelor individuale de reproducere: undeva este necesară optimizarea structurii tehnologiilor operaționale, undeva pentru a completa procesul de producție cu capacitățile lipsă.
3. Dezavantaje în calitatea produselor fabricate - nerespectarea mașinilor fabricate (majoritatea lor mare) cu utilajele standardelor mondiale, precum și fiabilitatea scăzută a vehiculelor produse duce la defectarea finitelor acestora. modele deja la un an de la funcționarea activă. Procentul acestor instalații de producție este de 20-30% în greutatea specifică totalămodele produse.

Automatizarea proceselor tehnologice

Sistemele automate de control în domeniul ingineriei mecanice sunt sursa primară de creștere a capacității de producție pe întregul segment al ingineriei mecanice. Ce înseamnă asta?

Automatizarea producției este astăzi principala direcție în care se mișcă producția din întreaga lume. Tot ceea ce a fost realizat anterior în detrimentul capacității de muncă a unei persoane, al puterii sale fizice și al abilităților intelectuale, toate acestea în prezent se rezumă la tehnologie, care operează în mod independent ciclurile tehnologice și monitorizează implementarea acestora. În același timp, rolul unei persoane este redus la minimum - trebuie doar să observe corectitudinea implementării prin sisteme automate a tuturor acelor acțiuni care vizează optimizarea producției interne. Este simplu.

Automatizarea proceselor tehnologice din inginerie mecanică se realizează printr-un set de operațiuni care presupun pornirea, oprirea, menținerea sau modificarea procesului de lucru operațional la unitatea în ansamblu. Joacă cu adevărat un rol important în dezvoltarea industriei în ansamblu. Valoarea mașinilor, dispozitivelor, unităților, dispozitivelor, complexelor de mașini individuale constă într-un impact semnificativ asupra formulării unui proces de lucru fundamental nou la fabrica de mașini în ansamblu. La urma urmei, obiectele gestionate în automatizare sunt destul de diverse și incredibil de eficiente în scopul propus.

Înlocuirea muncii umane poatese efectuează în termeni de substituție parțială sau absolută. Procesul de inginerie mecanică se realizează fie complet datorită celor mai noi dispozitive de automatizare, fie cu înlocuirea parțială a muncii umane. Nu toate fabricile au capacitatea de a înlocui complet munca umană cu altele automate. Cineva nu are suficientă capacitate pentru asta, cineva nu are echipamentul și cineva nu are abilitățile de a lucra cu o metodă atât de neobișnuită, dar în același timp extrem de eficientă de control al procesului.

Obiecte de automatizat

Dar nu numai mâinile omului astăzi pot fi înlocuite cu dispozitive mecanizate cu echipamente de în altă precizie care pot răspunde la cele mai mici observații ale operatorului auto. Pe lângă faptul că există o înlocuire directă a unei persoane la mașină cu o instalație specializată, în paralel, este posibilă automatizarea următoarelor aspecte în procesul de inginerie mecanică:

1. Procesul de producție - toată munca pe care o persoană o desfășoară în fiecare zi cu o repetare reflexă a acțiunilor elaborate la mașină poate fi înlocuită complet neîntrerupt de o mașină.
2. Design - așa cum sa menționat mai sus, nu numai rezultatele muncii fizice umane pot fi revizuite și adaptate la nevoile lor de producție. Munca intelectuală este, de asemenea, supusă automatizării. În plus, unele calcule și elaborarea algoritmilor supuși calculului electronic stau la baza proiectării corecte asistate de computer.
3. Organizare - unele aspecte ale functiilor distributive pentru executarea specifica a actiunilor unei structuri automatizate sunt supuse doar controlului extern. Orice altceva face tehnica de la sine.
4. Planificare - calculele și identificarea sarcinilor viitoare care vor fi finalizate în viitor sunt, de asemenea, atribuite „electronicelor inteligente”.
5. Control - pentru a gestiona procesul de lucru cu dispozitive automate care asamblează mașini, este suficient doar să efectuați manipulări simple cu butoane în timp ce stați la panoul de control.
6. Cercetare științifică - toate aspectele matematice și caracteristicile calculelor greșite ale creșterii productivității unei fabrici de mașini în dinamică sunt, de asemenea, supuse sistemelor de calcul automatizate.
7. Procese de afaceri - dacă doriți, puteți calcula raportul dintre profit și venitul marginal din conducerea unei afaceri de constructii de mașini, deoarece echipamentele computerizate pot face totul pentru o persoană.

Demnitate

Scopul automatizării proceselor este de a crește productivitatea muncii împreună cu îmbunătățirea generală a calității produselor și introducerea de echipamente de în altă tehnologie. Cu ajutorul acestuia, devine posibilă optimizarea managementului producției de construcții de mașini, mutarea unei persoane din zonele industriale periculoase pentru sănătate. Și, de asemenea, pentru a crește fiabilitatea și a dubla profitabilitatea ingineriei de precizie. Deoarece automatizarea crește convertibilitatea și reduce timpul de procesare în planificare.

1. Care sunt aspectele pozitive ale automatizării momentelor de lucru în complexul de constructii de mașini? Luați în considerare:
2. În primul rând, îi poți salva pe angajații care lucrează în condiții fizice deosebit de dificile de la munca fizică monotonă și grea. O mașină poate face totul pentru o persoană.
3. În al doilea rând, puteți salva angajații de a rămâne la locul de muncă în condiții periculoase din punct de vedere profesional (sub cadrul rabatabil al unei mașini, în spatele unei mașini mecanice de tăiat metale și altele).
4. În al treilea rând, prerogativa de a seta în fața sistemului automatizat acele sarcini care, pe baza capacităților fizice ale unei persoane, ar depăși puterea sa. Vorbim despre blocuri de greutate mare, viteza de performanță a sarcinii, rezistență și criterii similare.
5. În al patrulea rând, principala caracteristică a automatizării fluxului de lucru este că are un efect pozitiv asupra creșterii indicatorilor economici atât a întreprinderii, cât și a industriei în ansamblu.

Defecte

Cu toate acestea, există și aspecte negative în înlocuirea forței de muncă umane cu altele automate. Ingineria transporturilor, producția de mașini-unelte sau orice altă ramură a întreprinderii industriale se confruntă cu următoarele nuanțe negative în procesul de automatizare a muncii:

• reduceri de locuri de muncă;
• restricții tehnice;
• amenințări la securitate existente;
• imprevizibilitatea costurilor de implementare și dezvoltare;
• preț inițial ridicat.

Documentație tehnologică

Orice lucrare bazată pe procurarea, prelucrarea și asamblarea pieselor în inginerie mecanică trebuie să fie însoțită de pregătirea și executarea lucrărilor relevante. Forma cardurilor și componența lor în setul general de documente depind de tipul procesului tehnologic (grup, standard, unic), tipul de producție și gradul de utilizare a sistemelor de control automatizate la întreprindere. Pe baza acestor criterii și ținând cont de gradul de detaliu al datelor solicitat, prezentarea și conținutul tranzacțiilor în documente, precum și caracterul complet al acestora, pot varia semnificativ.

De cele mai multe ori, setul de documente pentru procesul tehnologic include o hartă a traseului, o sală de operație, o hartă schiță, o listă de scule, o listă de documente tehnologice și o listă de materiale.