teknik mesin dan industri metalurgi

Seringkali ketika mereka berbicara tentangteknik mesin dan industri metalurgi, segera hadirkan tanur sembur raksasa dan bengkel CNC. Tapi ini hanyalah puncak gunung es. Faktanya, hubungan ini jauh lebih tipis dan berubah-ubah. Banyak orang, terutama dari luar, berpikir: setelah logam dituang, maka logam tersebut dikirim untuk diproses. Dan kemudian ini masalah teknologi. Dalam praktiknya, hal ini bergantung pada kualitas dan spesifisitas logam, pada “perilakunya?” Selama pemrosesan, semuanya tergantung - mulai dari masa pakai mesin jadi hingga keekonomian keseluruhan proyek. Nuansa inilah yang sekilas terlihat di buku teks, tetapi di lokakarya semuanya diputuskan, dan saya ingin berspekulasi.

Perbedaan teori dan praktik: bahan mentah dan kejutannya

Ambil contoh, produksi peralatan pertambangan. Tugasnya tampaknya standar: kita membutuhkan baja dengan kekuatan tarik tinggi dan ketangguhan benturan. Ada spesifikasi teknis, standar negara ditentukan. Kami memesan dari ahli metalurgi. Tapi di sinilah kesenangan dimulai. Sekumpulan logam mungkin secara formal memenuhi semua standar, tetapi berperilaku selama pemesinan...tidak dapat diprediksi. Kebetulan ketika menggiling bagian-bagian berukuran besar, katakanlah, badan penghancur, tekanan internal pada logam yang tersisa setelah pengecoran dan penggulungan menyebabkan deformasi pada bagian yang hampir jadi. Retakan mikro yang tidak terlihat selama pengujian ultrasonik pada ingot hanya dapat muncul setelah perlakuan panas pada rakitan yang sudah jadi.

Ini bukan kesalahan para ahli metalurgi, ini adalah masalah di persimpangan dua industri yang kompleks. Ahli metalurgi memikirkan komposisi kimia, struktur makro, dan sifat penggulungan. Insinyur mekanik - tentang akurasi mikron, tentang kekasaran permukaan, tentang perilaku perakitan. Dan dialog mereka sering kali berujung pada keluhan, meskipun mereka perlu berbicara dalam bahasa yang sama - bahasa beban akhir dan kondisi pengoperasian. Misalnya, untuk komponen penting, kami telah lama beralih ke praktik pengujian batch uji coba bersama dengan pemasok logam. Bukan sekedar melihat sertifikatnya saja, tapi mengingatnya sendiri. material pada rantai teknologinya sendiri.

Salah satu kasus yang paling mencolok adalah terkait dengan produksi drum untuk pemisah magnetik. Diperlukan baja struktural khusus, non-magnetik, tetapi pada saat yang sama tahan aus. Nilai standar tidak cocok - mereka akan terkorosi di lingkungan agresif pabrik pengolahan, atau kekerasannya membuat pengelasan menjadi sulit. Saya benar-benar harus duduk bersama para ahli teknologi di pabrik metalurgi dan mengembangkan paduan yang hampir utuh. Hal ini memakan waktu dan mahal, namun ini adalah satu-satunya cara untuk mendapatkan sumber daya yang pada akhirnya dapat melunasi semua biayanya. Tidak ada solusi siap pakai di pasaran.

Peralatan sebagai suatu sistem: mengapa Anda tidak bisa merakit satu unit saja

Dalam bisnis kami, khususnya di bidang teknik pertambangan, jarang sekali produk hanya berupa mesin. Ini hampir selalu merupakan sistem yang kompleks, di mana bagian mekanis berhubungan erat dengan sistem hidrolik, kelistrikan, dan kontrol. Dan di siniteknik mesin dan industri metalurgiberkumpul lagi, tetapi pada tingkat bahan untuk komponen khusus. Katakanlah pemisah magnet yang sama. Hatinya adalah sistem magnetis. Anda dapat membeli magnet ferit standar dan merakitnya. Tapi efisiensinya akan... rata-rata.

Oleh karena itu, perusahaan yang serius menggeluti topik tersebut terpaksa terjun ke bidang terkait. Ini diaPerusahaan LONGI (https://www.ljmagnet.ru). Mereka memulai dengan pengembangan dan produksi peralatan pertambangan, dan bahkan menjadi ahli di bidang teknologi elektromagnetik. Karena mereka memahami: untuk membuat mesin pemisah atau pengayaan yang efektif, Anda perlu mengontrol seluruh siklus, termasuk produksi komponen utama yang tidak berwujud - medan magnet dengan konfigurasi dan kekuatan tertentu.

Pengalaman mereka bersifat indikatif: sebuah perusahaan di Fushun dengan luas 140.000 m2 dan tim yang terdiri lebih dari 1.200 orang, di mana lebih dari 60% adalah insinyur dan teknolog dengan pendidikan tinggi. Ini bukan sekedar pabrik perakitan. Ini adalah kompleks tempat logam diproses untuk rumah, kumparan elektromagnetik kompleks dililitkan, dan sistem kontrol diprogram. Volume tahunan sebesar 4.000 unit peralatan adalah skala yang memungkinkan kami mengembangkan teknologi bukan di laboratorium, tetapi dalam siklus produksi nyata. Namun yang utama adalah sinergi. Insinyur mekanik mereka bekerja sama dengan fisikawan dan ahli metalurgi. Pasalnya, badan pemisah (teknik mesin) tidak hanya harus tahan lama, tetapi juga mempunyai pengaruh minimal terhadap medan magnet (fisika), dan bahan pembuatannya tidak boleh bersifat magnet (metalurgi).

Akibat dari kegagalan: ketika kegagalan mengajarkan lebih dari kesuksesan

Saya akan bercerita tentang salah satu proyek lama kami, sekitar sepuluh tahun yang lalu. Kami membuat penghancur rahang besar untuk salah satu pabrik pengolahan di Siberia. Perhitungannya sempurna, logam untuk elemen penahan beban utama (rangka, roda gila) diambil secara maksimal - baja paduan tinggi dan mahal. Kami merakitnya, mengujinya di bangku cadangan - berfungsi dengan sempurna. Dikirim. Tiga bulan kemudian - panggilan: celah di bingkai. Alasannya, ternyata setelah dianalisis, bukanlah bebannya, melainkan… suhunya. Di musim dingin, suhu -50°C biasa terjadi di wilayah tersebut. Dan baja super kuat kami ternyata memiliki ketahanan dingin yang rendah. Benturan dan suhu dingin yang ekstrim menyebabkan patahnya getas di dalamnya.

Ahli metalurgi, tentu saja, memberikan sertifikat yang juga menunjukkan kekuatan benturan pada -40°C. Namun kondisi nyata ternyata lebih sulit. Itu adalah kegagalan klasik di persimpangan berbagai disiplin ilmu. Kami, sebagai insinyur mesin, berfokus pada kekuatan dalam kondisi normal dan beban dinamis, namun meremehkan faktor iklim sebagai bagian dari faktor “metalurgi”. perilaku bahan tersebut. Setelah kejadian ini, kami mulai memasukkan dalam spesifikasi teknis tidak hanya “spesifikasi iklim”, tetapi juga persyaratan rinci untuk sifat-sifat logam dalam kisaran suhu pengoperasian dan non-operasional tertentu, dengan margin. Dan permintaan dari pemasok bukan hanya pengujian standar, namun pengujian yang dimodelkan untuk kasus spesifik kami.

Pelajaran ini memang mahal, namun mengubah pemikiran kami. Sekarang setiap perkembangan baru dimulai bukan dengan model 3D, tetapi dengan tabel sifat material dalam kondisi yang sedekat mungkin dengan “tempat kerja” mobil di masa depan. Termasuk kelembaban, agresivitas lingkungan, perubahan suhu, beban siklus. Tanpa dialog dengan ahli metalurgi pada tingkat yang begitu mendalam, hal ini tidak mungkin terjadi.

Tren dan jalan buntu: ke mana arah sejumlah industri?

Saat ini sedang ramai dibicarakan mengenai digitalisasi dan “Industri 4.0”. Dalam konteks topik kita, tampilannya seperti ini: sensor pintar yang terpasang langsung pada pengecoran atau penempaan yang memantau kelelahan logam secara real time. Atau sistem analitik prediktif yang, berdasarkan data dari pemrosesan pada mesin CNC, dapat memprediksi perilaku batch logam berikutnya. Kedengarannya bagus, namun dalam praktiknya... Sejauh ini, proyek-proyek ini lebih sering dijadikan sasaran proyek percontohan. Sebagian besar masalah diselesaikan dengan menggunakan metode lama yang telah terbukti: mikroskop, pengujian tarik, pengujian kekerasan Brinell.

Tren yang lebih nyata dan mendesak adalah penyesuaian material. Seperti pada contoh denganPerusahaan LONGI. Baja dan paduan universal secara bertahap digantikan oleh material yang “diasah”. untuk bagian tertentu di mobil tertentu. Hal ini memerlukan kerja sama yang sangat erat. Pabrik pembuatan mesin harus merumuskan dengan jelas: di sini kita membutuhkan ketahanan aus, di sini kita membutuhkan elastisitas, di sini kita membutuhkan non-magnetitas mutlak. Dan produksi metalurgi harus memiliki fleksibilitas untuk memasak dalam jumlah kecil secara ekonomis.

Poin lainnya adalah ekologi dan konservasi sumber daya. Persyaratan menjadi lebih ketat, dan hal ini mengubah kedua industri. Dalam metalurgi, ini merupakan transisi ke teknologi yang mengurangi emisi (misalnya, tungku busur listrik). Dalam teknik mesin, ini adalah permintaan akan paduan yang ringan dan tahan lama (titanium, komposit aluminium), yang dapat mengurangi berat peralatan, dan juga konsumsi energi untuk pengoperasiannya. Namun titanium sulit untuk diolah, bersifat “lengket” dan memerlukan alat khusus. Sekali lagi tantangan di persimpangan. Penting tidak hanya untuk memilih pelat pemotongan baru, tetapi juga untuk sepenuhnya merevisi mode pemotongan dan pendinginan.

Daripada mengambil kesimpulan: berpikir keras

Jadi, untuk merangkum pemikiran yang tersebar...Teknik mesin dan industri metalurgi- ini bukanlah dua industri yang bertetangga dalam buku teks ekonomi. Ini adalah satu putaran teknologi dengan umpan balik. Keberhasilan atau kegagalan produk akhir ditentukan tidak di bengkel perakitan, tetapi jauh lebih awal - ketika memilih tingkat baja, ketika mengembangkan mode pengecoran, ketika merencanakan perlakuan panas pada penempaan.

Tim yang berpengalaman, seperti yang terbentukPANJANGselama bertahun-tahun bekerja sejak 1993, mereka memahami hal ini. Kekuatan mereka bukan karena mereka membuat banyak peralatan (4000 unit per tahun adalah angka yang serius). Kekuatan mereka terletak pada kenyataan bahwa mereka telah membangun hubungan ini di dalam diri mereka. Dari kontrol atas sifat bahan mentah (logam untuk rumah, bahan untuk elektromagnet) hingga perakitan akhir dan pengujian kompleks pengayaan yang paling kompleks. Inilah “praktik” yang mengubah produksi sederhana menjadi seni rekayasa. Tanpa ini, ia hanya merakit satu set konstruksi dari bagian orang lain. Dan dengan ini muncullah penciptaan sistem kerja, di mana setiap perangkat keras membawa memori tanur sembur, mesin CNC, dan insinyur yang menyatukannya dalam kerangka acuan.

Jadi lain kali Anda mendengar dua kata ini bersamaan, jangan pikirkan dua kata raksasa, tapi seribu transisi kecil namun penting di antara keduanya. Di sinilah kualitas lahir. Atau, sayangnya, ditemukan cacat.