CC BY
23
Принцип соответствия типу производства. В условиях массового производства штамп должен быть узкоспециализированным, преимущественно многопозиционным со встроенными средствами автоматизации или механизации. Использование нескольких позиций (обычно двух - четырех) позволяет рационально распределить деформацию по переходам, получить более точное изделие и снизить нагрузки на инструмент. Однако если требуются межоперационные отжиги, подготовка поверхности и другие вспомогательные операции, то целесообразно конструировать автоматизированные однопозиционные штампы и устанавливать их на оборудование, включенное в поточную или автоматическую линию. Для серийного многономенклатурного производства необходимо конструировать универсально-переналаживаемые штампы, в которых при помощи различных сменных пакетов или даже отдельных сменных деталей (пуансонов, выталкивателей, матриц) можно изготовлять несколько наименований и размеров однотипных деталей. Применение универсально переналаживаемых штампов позволяет ускорить подготовку производства и снизить расходы на оснастку.
Литература
1. Евстратов В.А., Еремин В.И. Исследование стойкости пуансонов для холодного выдавливания.- Вестн. Харьк. политехн. ин-та, 1983, № 198. Прогрессивная технология обработки металлов, вып. 5, с. 20-23.
2. Евстратов В.А., Еремин В.И. Пути повышения стойкости пуансонов для холодного выдавливания.- Автомобильная промышленность, 1981, № 11, с. 30-31.
3. Холодная и полугорячая объемная штамповка на прессах: Методические рекомендации. М.: НИИМАШ, 1981. 73 с.
4. Евстифеев В.В., Кокоулин В.П. - Конструкция штампов для холодной объемной штамповки на универсальных прессах.- Кузнечно-штамповочное производство, 1978, № 4, с. 17-21.
5. Филиппов Ю.К., Павлов Н.Д. и др. "Штамп для холодной штамповки". А.С. № 1323165, от 15.03.87.
Эффективность рископонижающих мер (удаления ферропримесей) для безопасной работы оборудования. Остаточный риск.
к.т.н., доц. Сандуляк А. А.
МГТУ «МАМИ»
Риск R проявления опасности (неблагоприятного события) при эксплуатации того или иного оборудования (повреждения, поломки, аварии и пр.) оценивается для единицы оборудования как произведение «среднеремонтного» ущерба U на частоту этих ремонтов v [1, 2], например, за год, т.е.
R = U ■ v, (1)
а для того или иного количества N единиц оборудования величина риска составляет:
R = U ■ v ■ N. (2)
И если в результате принятия определенных рископонижающих мер конструктивного, технологического, организационного или иного характера (например, применением очистного аппарата) удается снизить либо параметр U, либо параметр v (как правило - v), то тем самым можно констатировать результативность этих мер. Но, разумеется, в таких случаях речь идет не об устранении риска, а о его снижении на определенную величину AR.
В связи с этим, во-первых, возникает потребность выразить величину AR в виде функции, аргументом которой выступал бы параметр, характеризующий степень результативности той или иной рископонижающей меры.
Соответствующая попытка в этом направлении предпринята в работе [3], исходя из базового определения (1). Так, если до принятия рископонижающих мер риск составляет:
я1= и • V! = т
год
(3)
то после принятия таких мер (применения очистного аппарата) он составляет:
Я2 — и2 • V2 = и2
(4)
Здесь: и1 и у - средний ущерб от неблагоприятного события (например, стоимость ремонтных работ) и частота таких событий (в частности, в течение года) до принятия риско-
понижающих мер,
и
2 и
У2
- то же после принятия этих мер. При этом
у, — т
год
и
у — т / т т т
2 год 2, где: год - годовой ресурс времени (в случае непрерывной работы год = 24 * 365
= 8760 часов), т и Т2 - средний период межремонтной эксплуатации до и после принятия рископонижающих мер.
Следовательно, величина снижения риска количественно представляется как [3]:
АЯ — Я1 - Я2 — и1 •
год
и2 -
^ год _
гих игл
\т1
' Т год —
'2 У
и1
и2
Т2 1Т
год
(5)
1 У
Данное выражение, собственно, и указывает на искомый аргумент, от значения которого зависит величина АЯ . Это - отношение Т2 /т . В свою очередь, отношение Т2 /т сравнительно легко удается выразить через эффективность рископонижающей меры (в данном случае - эффективность удаления ферропримесей у) [3]:
1
(1 -¥)г
(6)
причем показатель степени п может принимать значения п <1, очень часто п =1 [3].
Следовательно, выражение для величины снижения риска (напомним - в финансовом выражении) после подстановки (6) в (5) принимает вид:
АЯ
и, - ^
Т2 / Т1
год
[и - и2 (1
год
и - и
год
(7)
'1 У
11
в том числе с учетом того, что по определению ^ — 1 - °2 V с — 1 - °2 /С1, где: с1 и с2 - соответственно концентрация ферропримесей до и после принятия рископонижающих мер, при
этом °2 / с - остаточная (после принятия рископонижающих мер) доля ферропримесей в рабочей среде.
Во-вторых, кроме понятия снижения риска АЯ (как понятия абсолютной величины, естественно, в финансовом выражении), уместно также ввести понятие относительного сниже-
АЯ / Я
ния риска (параметра, сходного с вероятностной характеристикой), а именно: 1. Соот-
АЯ / Я
ветствующее выражение для 1 легко находится после деления (7) на (3):
í тт л
АЯ
Я
1
и2
и1 • Т2 /Т1.
—1
и
и2 С2
7Т (1 -г) — ^
и1 и1 С1
(8)
В-третьих, дальнейшим логичным шагом является также введение такого понятия, как остаточный (относительный) риск, который по определению представляет собой величину 1 -АЯ / Я1 — Я2/ Я1
С учетом выражения (8) остаточный риск представляется выражением:
2
1 - Я^ -
С/2
С1 ^2/ Т С
- ^ (1 . £2
С, с,
(9)
Ч -*Ч ^/Ч ^ 1 "-1
В случае, когда фактором риска выступают ферропримеси, присутствующие в рабочей среде, и рископонижающей мерой является использование очистного аппарата (магнитного
сепаратора), то входящий в выражения (7) - (9) средний ущерб и 2 от неблагоприятного со-
бытия после принятия рископонижающей меры составит:
: С -и + к-имх
где: к - норма-
тивный коэффициент, учитывающий временной ресурс работы очистного аппарата, затраты, связанные с реализацией рископонижающей меры (стоимость очистного аппарата и работ по его монтажу и обслуживанию). Тогда ключевые выражения (7) - (9) приобретут вид:
АЯ - и1
1 _
АЯ
Я
1 + к
и.
1_
и1
1 + к
(1 _у)
'год
и1
1_
1 + к
и.
и.
Я
Я
и1
(1 _г)-1 _
1 + к
и.
1 + к
и.
и1
\
год
и1
(1
1 + к
и.
и1
\
и1
У с2
(10)
(11)
(12)
У
Одним из предприятий, использующих магнитные сепараторы для удаления ферро-примесей из сырья, является ЗАО «Солнечногорский завод «ЕВРОПЛАСТ». Анализ этого сырья, используемого для производства ПЭТ-преформ и полимерных крышек, выявил наличие феррочастиц и даже ферропредметов широкого спектра крупности: от мелких частиц окалины, коррозии и износа до крупных частиц-предметов в виде элементов крепежа, фрагментов ножей и пр. - как результата дробления отходов пластмассовых изделий. При попадании же ферровключений в гнезда матриц термопластавтоматов они дестабилизируют работу оборудования и техпроцесс: забивают гнезда, что требует остановки процесса и ремонта матрицы с заменой гнезд.
В связи с имеющимися конкретными эксплуатационными данными предприятия появляется возможность проанализировать все обозначенные полученными выражениями (10) -(12) параметры в зависимости от эффективности у удаления ферропримесей и величины понижения концентрации с2 /с!, а именно параметр АЯ (целесообразно для всего парка обору-
Ая/Я Я /Я
дования, состоящего из 20 термопластавтоматов), а также параметры 1 и 2 1 .
Среднеэксплуатационные затраты и1 на ремонт матрицы с заменой гнезд составляют
4600 руб., стоимость сепаратора и«-с- = 12000руб. для одного термопластавтомата, нормативный коэффициент к = 0,1 (из расчета сохранения работоспособности сепаратора в течение т / т
10лет), год 1 =12 (в среднем один ремонт в месяц).
Соответствующие расчетные данные показаны на рис. 1. Видно, что с увеличением у
Ая / Я Я / Я
величины АЯ и 1 возрастают, а величина 2 1 соответственно снижается. В частно-
сти, при среднеэксплуатационной эффективности удаления (извлечения) ферропримесей у = 90% (0,9) анализируемые параметры составляют: финансовый эквивалент снижения риска -
АЯ / Я
АЯ = 964.800 руб. в год (рис. 1,а), относительный риск - 1 = 0,87 (рис. 1,б), а остаточный риск Я2 / Я1= 0,13 (рис. 1,в).
Примечательным здесь является то, что с учетом финансовых затрат, связанных с при-
с
2
с
с
2
с
с
менением магнитного сепаратора, его использование оправдано лишь (с финансовых соображений) в случае, если эффективность работы аппарата превышает некую «стартовую» величину: в данном случае 20% (рис. 1).
AR, тыс.руб
800
600
400
200
AR R,
0,8
0,6
0,4
0,2
0,8
0,6
0,4
0,2
0,2 0,4 0,6 0,8 у 0,2 0,4 0,6 0,8 ¡с 0,2 0,4 0,6 0,8 9
б) в)
Рис. 1. Зависимости снижения риска (а) как финансового эквивалента (для парка термопластавтоматов), относительного снижения риска (б) и остаточного риска (в) от эффективности удаления ферропримесей из рабочей среды (сырья).
Если условно абстрагироваться от финансовых затрат, связанных с применением очистного аппарата, т.е. проигнорировать эти затраты (и1 — Т2 — и ), то выражения (10) - (12), последовавшие из выражений (7) - (9), примут вид
AR = U-у-^ = U
1
c
\
2
С,
год
V J c2
AR = = 1 R~W= c
R2 c2 = 1 - у = —
R
M С1 ,
Первое из полученных выражений, а именно выражение (13), является идеализированным, а выражения (14) и (15) представляют собой, по сути, полноценные вероятностные характеристики опасности рассматриваемого фактора (наличия ферропримесей), причем с учетом вариации этого фактора.
4К
Ri
(13)
(14)
(15)
0,2 0,4 0,6 0,8 <>Q
а)
0,2 0,4 0,6 0,8 <>'<•/ б)
Рис. 2. Зависимости относительного снижения риска (а) и остаточного риска (б) от остаточной доли ферропримесей в рабочей среде.
Так, при уменьшении остаточной доли ферропримесей (повышении степени чистоты рабочей среды) относительное снижение риска увеличивается (рис. 2,а), а остаточный риск снижается (рис. 2,б), подчиняясь соответствующим линейным зависимостям, полностью
/ — 1 —
удовлетворяющим граничным условиям. Так, в частности, при 2 1 _ , т.е. 2 _ 1 (а это
R / R = 1
соответствует случаю отсутствия очистки рабочей среды от ферропримесей): 2 1 , т.е.
Ri = R (остаточный риск не уменьшился по сравнению с изначальным). А при °2 /Cl = 0, т.е.
°2 = 0 (осуществлена полная очистка рабочей среды от ферропримесей): /R = 0, т.е. R = 0
2 (остаточный риск отсутствует, что соответствует «безрисковому» режиму работы, естественно, по данному фактору, связанному с дестабилизирующим влиянием ферропримесей на работу оборудования).
Выводы
Установлены функциональные связи между эффективностью удаления ферропримесей из рабочей среды (остаточной долей ферропримесей) и такими параметрами, как снижение риска и остаточный риск.
Литература
1. Махутов Н.А. Оценка рисков объектов технического регулирования // Вопросы разработки технических регламентов. М., Минпромэнерго, 2007, с.36-63.
2. Федеральный закон №184-Ф3 «О техническом регулировании» от 27.12.2002г.
3. Сандуляк А.А., Сандуляк А.В., Ершова В.А., Пугачева М.Н. Риск как функция содержания ферропримесей в рабочих средах энергообъектов // Безопасность в техносфере, №6, 2008, с.7-15.
Пути снижения энергоемкости гидрорезания листовых и рулонированных
неметаллических материалов
Степанищев М.А., к.т.н., доц. Бурнашов М.А.
ГОУВПО «ОрелГТУ»
Высокоскоростные струи, на использовании которых основаны гидроструйные технологии в различных отраслях промышленности и строительстве, являются универсальным инструментом и могут применяться для раскроя практически любых твердых и эластичных материалов, в том числе - и для листовых и рулонированных неметаллических материалов (ЛРНМ). За последние 30 лет в мире было создано несколько тысяч единиц гидрорежущего оборудования (в основном зарубежного производства индустриально развитых стран) для раскроя различных материалов. При этом режущий инструмент можно классифицировать следующим образом:
• водяные струи;
• водополимерные струи - водяные струи с добавлением полимеров для придания специальных свойств при течении и воздействии на обрабатываемый материал;
• гидроабразивные струи.
Основные отрасли промышленности, в которых высокоскоростные струи уже нашли свое широкое применение, представлены в табл.1 [1]. При оценке уровня практической реализации той или иной гидроструйной технологии принималось во внимание наличие на рынке гидрорезных станков, реализующих конкретный технологический процесс.
Анализ данных, представленных в табл. 1, показывает, что наибольшее распространение нашли технологии резания и обработки различных материалов водяными и гидроабразивными струями. Этому способствовал большой объем теоретических, экспериментальных и практических знаний, накопленный за последние 30-50 лет, который позволяет достаточно достоверно описывать процессы формирования водяных струй, их течения и взаимодействия с обрабатываемым материалом.
