Studium przypadku: Produkcja dużych kutych wałów wentylatora z precyzyjną obróbką i kontrolą jakości

Produkcja 5,8-tonowego wału wentylatora K1045 do ciężkich urządzeń przemysłowych

Wały dużych wentylatorów przemysłowych wymagają połączenia możliwości kucia, kontroli materiału, precyzyjnej obróbki i badań nieniszczących.

W przypadku dużych elementów obrotowych jakości produkcji nie można ocenić jedynie na podstawie końcowego wyglądu wału. Integralność materiału, dokładność wymiarowa, tolerancje geometryczne, jakość obróbki i solidność wewnętrzna – wszystko to bezpośrednio wpływa na niezawodność gotowego komponentu.

JIANGSU HUI XUAN NEW ENERGY EQUIPMENT CO., LTD.specjalizuje się w produkcji kutych i precyzyjnie obrobionych elementów przemysłowych, ze szczególnym doświadczeniem wkucie, obróbka wielkoformatowa, kontrola jakości i optymalizacja kosztów produkcji.

W tym studium przypadku przedstawiono podejście produkcyjne dla dużej firmyZnormalizowany wał wentylatora K1045o łącznej długości ok7432 mmi łącznej masie ok5778 kg.

Projekt demonstruje naszą zdolność do produkcji i obróbki dużych kutych wałów zgodnie ze szczegółowymi rysunkami technicznymi oraz wymagającymi wymaganiami dotyczącymi wymiarów i kontroli.

Przegląd projektu

Rysunek techniczny określa, że ​​materiał wału jestZnormalizowany K1045i wymaga badań ultradźwiękowych po obróbce zgrubnej zgodnie zAS 1065 Poziom 1, przy czym element musi być wolny od oznaczeń.

1. Wyzwanie: wyprodukowanie wału o długości 7,4 m i masie 5,8 tony

Pierwszym wyzwaniem jest po prostu skala komponentu.

Wał ma całkowitą długość około:

7432 mm

i masa całkowita:

5778 kg

To plasuje ten komponent zdecydowanie w kategorii dużych komponentów przemysłowych urządzeń obrotowych.

Duży wał zasadniczo różni się od konwencjonalnego małego wału obrabianego.

Wraz ze wzrostem długości i masy wału, proces produkcyjny musi uwzględniać:

• Integralność materiału

• Jakość kucia

• Stan obróbki cieplnej

• Prostość wału

• Stabilność obróbki

• Podpora przedmiotu obrabianego

• Dokładność wymiarowa

• Tolerancje geometryczne

• Wykończenie powierzchni

• Badania nieniszczące

Rysunek techniczny określa również różne zakresy tolerancji wymiarowej w zależności od rozmiaru komponentu, przy czym tolerancje liniowe rozciągają się na wymiary powyżej 4000 mm.

Oznacza to, że w procesie produkcyjnym należy zachować kontrolę wymiarową elementu o długości przekraczającej siedem metrów.

2. Materiał: stal normalizowana K1045

Określony materiał wału to:

Stal normalizowana K1045

Normalizacja jest ważną częścią procesu produkcyjnego dużego kutego wału, ponieważ warunki obróbki cieplnej bezpośrednio wpływają na właściwości mechaniczne materiału i zachowanie podczas obróbki.

W przypadku wału obrotowego szczególnie ważny jest dobór materiału i warunki obróbki cieplnej, ponieważ oczekuje się, że element wytrzyma ciągłe obciążenie mechaniczne podczas pracy.

Dlatego nasz proces produkcyjny traktuje kontrolę materiału jako pierwszy etap kontroli jakości.

Podstawowa sekwencja produkcyjna to:

Surowiec → Kucie → Normalizowanie → Kontrola → Obróbka zgrubna → NDT → Obróbka precyzyjna → Kontrola końcowa

Każdy etap jest powiązany z następnym.

Celem nie jest po prostu wyprodukowanie dużego wału stalowego, ale wytworzenie wału o kontrolowanym stanie materiału i wystarczającym naddatku na obróbkę dla późniejszej precyzyjnej produkcji.

3. Kucie: Budowa fundamentów komponentu

W przypadku dużych wałów kucie jest krytycznym etapem produkcji.

Celem kucia nie jest po prostu zmiana kształtu surowca.

Właściwie kontrolowany proces kucia stanowi podstawę końcowego komponentu poprzez kontrolowanie:

• Odkształcenie materiału

• Redukcja kucia

• Struktura wewnętrzna

• Stan powierzchni

• Naddatek na obróbkę

• Ogólna geometria

Dla elementu ważącego prawie5,8 tonyszczególnie ważna staje się wydajność produkcji.

Materiał, który jest niepotrzebnie usuwany podczas obróbki, staje się dodatkowym kosztem produkcji.

Dlatego należy dokładnie rozważyć związek pomiędzy kutym półwyrobem a ostateczną obrobioną geometrią.

Nasza strategia kucia koncentruje się na osiągnięciu odpowiedniej geometrii początkowej przy jednoczesnym zachowaniu wystarczającego naddatku na obróbkę precyzyjną.

4. Obróbka zgrubna: ustalenie dokładnej geometrii odniesienia

Po kuciu i normalizacji wał wchodzi w etap obróbki.

Celem obróbki zgrubnej jest usunięcie nadmiaru materiału i ustalenie podstawowej geometrii wymaganej do obróbki precyzyjnej.

W przypadku wału o długości około 7,4 m szczególnie ważne jest podparcie i pozycjonowanie przedmiotu obrabianego.

Kolejność obróbki musi minimalizować wpływ:

• Stres resztkowy

• Usuwanie materiału

• Ugięcie wału

• Ruch przedmiotu obrabianego

• Błędy zmiany położenia

Celem jest ustalenie niezawodnych powierzchni odniesienia przed przejściem do obróbki końcowej.

To etapowe podejście pozwala na utrzymanie kontroli wymiarowej w trakcie całej produkcji, zamiast polegać wyłącznie na pojedynczej operacji obróbki końcowej.

5. Badania ultradźwiękowe po obróbce zgrubnej

Jednym z najważniejszych wymagań jakościowych w tym projekcie są badania ultradźwiękowe.

Rysunek techniczny określa, jaki powinien być materiał wałutestowany ultradźwiękowo po obróbce zgrubnej zgodnie z AS 1065 poziom 1i być wolne od wskazań.

Wymóg ten jest istotny, ponieważ badania ultradźwiękowe stanowią metodę badania wewnętrznego stanu materiału, a nie polegają wyłącznie na kontroli wzrokowej.

W przypadku dużego wału obrotowego integralność materiału wewnętrznego jest ważną częścią jakości produktu.

Nasza filozofia kontroli jakości opiera się zatem na:

Kontrola procesu + kontrola wymiarowa + badania nieniszczące

zamiast polegać wyłącznie na końcowej kontroli wzrokowej.

6. Obróbka precyzyjna: od kutego półfabrykatu do gotowego wału

Po obróbce zgrubnej i kontroli wał przechodzi do obróbki precyzyjnej.

Końcowy etap obróbki koncentruje się na wymiarach i cechach geometrycznych określonych na rysunku technicznym.

Rysunek zawiera wiele krytycznych wymagań wymiarowych i geometrycznych, w tym wąskie tolerancje geometryczne i określone wykończenia powierzchni.

Na przykład rysunek określa:

• Wymagania dotyczące tolerancji dziesiętnej maszynowej

• Wymagania dotyczące wykończenia powierzchni

• Tolerancje geometryczne

• Wymagania kontrolne dotyczące rowków wpustowych

• Precyzyjne wymiary związane z łożyskiem

Rysunek wymaga również sprawdzenia tolerancji geometrycznych po wycięciu rowków wpustowych.

Ilustruje to ważną zasadę produkcji:

Obróbka wału to nie tylko uzyskanie indywidualnych wymiarów.

Należy również kontrolować relacje między wieloma funkcjami.

7. Kontrolowanie dokładności geometrycznej na długim wale

W przypadku szybu o długości przekraczającej siedem metrów szczególnie ważna staje się dokładność geometryczna.

Komponent może mieć indywidualne wymiary w granicach tolerancji, a jednocześnie mieć problemy z ogólną geometrią.

Dlatego proces produkcyjny musi uwzględniać takie relacje, jak:

• Koncentryczność

• Prostota

• Wyrównanie

• Wybicie

• Relacje łożysko-miejsce

• Orientacja wpustowa

• Relacje punktów odniesienia

Rysunek techniczny zawiera wiele wymagań dotyczących tolerancji geometrycznych, w tym wartości takie jak0,050 mm i 0,100 mmdla określonych cech geometrycznych.

Wymagania te pokazują, dlaczego produkcja dużych wałów wymaga czegoś więcej niż tylko podstawowej zdolności toczenia.

Wymaga kontrolowanego procesu obróbki połączonego z odpowiednimi metodami kontroli.

8. Wykończenie powierzchni i obróbka końcowa

Stan powierzchni to kolejna ważna część gotowego wału.

Rysunek określa różne wymagania dotyczące wykończenia powierzchni dla różnych obszarów elementu, w tym1.6, 3.2 i 6.3wartości wykończenia powierzchni w określonych lokalizacjach.

Wymaga to rozróżnienia w procesie obróbki:

ogólne powierzchnie obróbcze

I

funkcjonalne powierzchnie precyzyjne.

Obszary związane z łożyskiem i inne powierzchnie funkcjonalne wymagają kontrolowanej obróbki, a nie prostego osiągnięcia średnicy nominalnej.

W tym miejscu precyzyjna obróbka staje się istotną częścią rozwiązania produkcyjnego.

9. Wpusty i kontrola końcowa

Na wale znajdują się rowki wpustowe, które wymagają dodatkowej uwagi na etapie kontroli końcowej.

Rysunek techniczny wyraźnie wymaga sprawdzenia i potwierdzenia tolerancji geometrycznych po wycięciu rowków wpustowych.

Jest to ważne, ponieważ operacje obróbki wykonywane na późniejszym etapie sekwencji produkcyjnej mogą potencjalnie wpływać na wcześniej ustalone zależności geometryczne.

Dlatego nasze podejście do kontroli uwzględnia sekwencję produkcyjną, a nie oddzielne traktowanie każdego punktu kontroli.

Kontrola końcowa może obejmować weryfikację:

• Wymiary całkowite

• Średnice wałów

• Wymiary związane z łożyskiem

• Wymiary wpustu

• Tolerancje geometryczne

• Wykończenie powierzchni

• Stan wizualny

• Zapisy NDT

• Dokumentacja materiałowa i obróbki cieplnej

10. Wydajność produkcji i kontrola kosztów

Do dużego kutego wału o wadze ok5778 kgkontrola kosztów rozpoczyna się przed obróbką.

Do głównych czynników kosztotwórczych zalicza się:

Surowiec → Kucie → Obróbka cieplna → Obróbka skrawaniem → Kontrola → Obsługa → Opakowanie → Transport

Nieefektywna trasa produkcji może zwiększać koszty na każdym etapie.

Nasze podejście polega na optymalizacji całego procesu produkcyjnego, a nie skupianiu się wyłącznie na cenie obróbki.

Wykorzystanie materiału

Kuty półfabrykat został zaprojektowany z odpowiednim naddatkiem na obróbkę, tak aby nadmiar materiału nie został niepotrzebnie usunięty podczas obróbki.

Wydajność obróbki

Operacje obróbki zgrubnej i wykańczającej są oddzielone, aby poprawić stabilność procesu i skrócić niepotrzebny czas wykańczania.

Kontrola jakości

Kontrola jest zintegrowana z procesem produkcyjnym w celu zidentyfikowania potencjalnych problemów przed końcowym etapem, zmniejszając ryzyko kosztownych przeróbek.

Planowanie procesu

Sekwencja produkcyjna jest zaprojektowana w oparciu o rzeczywistą geometrię i wymagania kontrolne komponentu.

Takie podejście pomaga zrównoważyć:

Jakość + Dokładność obróbki + Wydajność produkcji + Koszt całkowity

11. Transport dużych kutych wałów

Wał o całkowitej długości ok7,4 metrai masa prawie5,8 tonystwarza również wyzwania logistyczne.

W przypadku projektów eksportowych transport należy rozpatrywać łącznie z produkcją.

Do ważnych kwestii można zaliczyć:

• Ładowanie fabryczne

• Udźwig

• Opakowanie i zabezpieczenie

• Wybór ciężarówki

• Transport drogowy

• Obsługa portów

• Zabezpieczenie ładunku

• Wysyłka międzynarodowa

• Dostawa do miejsca docelowego

W przypadku dużych komponentów przemysłowych logistyka nie jest jedynie działalnością posprzedażową.

Należy to uwzględnić w procesie planowania projektu.

Koordynując wymagania dotyczące produkcji, kontroli, pakowania i logistyki, możemy pomóc zmniejszyć niepotrzebne ryzyko związane z obsługą i transportem.

12. Dlaczego produkcja dużych wałów wymaga zintegrowanego dostawcy

Duży kuty wał obejmuje kilka dziedzin produkcji.

Dostawca może mieć możliwości kucia, ale brak mu możliwości precyzyjnej obróbki.

Inny dostawca może mieć możliwości obróbki skrawaniem, ale brak mu doświadczenia z dużymi kutymi półfabrykatami.

Dla klienta koordynacja wielu dostawców może zwiększyć wymagania komunikacyjne, złożoność inspekcji i ryzyko projektu.

Nasze zintegrowane możliwości produkcyjne łączą w sobie:

Kucie

Produkcja dużych kutych półfabrykatów zgodnie z wymaganiami inżynieryjnymi.

Obróbka cieplna

Kontrola wymaganego stanu materiału przed obróbką.

Precyzyjna obróbka

Przekształcanie kutego półfabrykatu w gotowy wał z kontrolowaną dokładnością wymiarową i geometryczną.

Kontrola jakości

Stosowanie kontroli wymiarowej i NDT w celu sprawdzenia jakości produktu.

Kontrola kosztów

Optymalizacja wykorzystania materiałów, procesów obróbki i sekwencji produkcyjnej.

Wsparcie eksportu

Wspieranie wymagań dotyczących pakowania i transportu dużych komponentów przemysłowych.

Podsumowanie projektu

Ten duży projekt wału wentylatora demonstruje naszą zdolność do wytwarzania wytrzymałych, kutych i precyzyjnie obrobionych komponentów, spełniających rygorystyczne wymagania inżynieryjne.

Kluczowe dane

Część:Przemysłowy wał wentylatora

Tworzywo:Stal normalizowana K1045

Długość całkowita:7432 mm

Całkowita masa:5778 kg

Produkcja:Kucie + Normalizowanie + Obróbka zgrubna + Obróbka precyzyjna

badania kontrolne:Testy ultradźwiękowe zgodnie z AS 1065 poziom 1

Kluczowy nacisk na jakość:Dokładność wymiarowa + tolerancje geometryczne + wykończenie powierzchni + integralność materiału wewnętrznego

Rysunek techniczny wymaga również, aby wszystkie materiały i wykonanie były zgodne z odpowiednimi normami australijskimi, chyba że zostało to osobno określone, a norma rysunkowa jest oznaczona jakoJAK 1100.

JIANGSU HUI XUAN NEW ENERGY EQUIPMENT CO., LTD.

Nasze podstawowe możliwości produkcyjne opierają się na czterech obszarach:

Kucie

Duże kute elementy z kontrolowanym stanem materiału i naddatkiem na obróbkę.

Precyzyjna obróbka

Obróbka wielkogabarytowa wałów i innych niestandardowych komponentów przemysłowych.

Kontrola jakości

Kontrola wymiarowa, kontrola geometryczna i badania nieniszczące zgodnie z wymaganiami projektu.

Kontrola kosztów

Optymalizacja wykorzystania materiałów i procesów produkcyjnych w celu osiągnięcia praktycznej równowagi pomiędzy jakością, wydajnością i całkowitymi kosztami produkcji.

Produkujemy według rysunków klienta i specyfikacji technicznych, obsługując niestandardowe komponenty przemysłowe na rynki międzynarodowe, w tym Australię.

W przypadku dużych kutych wałów i innych ciężkich komponentów przemysłowych nasz cel jest prosty:

Zbuduj odpowiedni fundament materiałowy poprzez kucie, uzyskaj wymaganą geometrię poprzez precyzyjną obróbkę, zweryfikuj jakość poprzez systematyczne kontrole i kontroluj całkowity koszt produkcji poprzez zoptymalizowany proces produkcyjny.