기계 공학 및 야금 산업

종종 그들이 이야기할 때기계 공학 및 야금 산업, 거대한 용광로와 CNC 작업장을 즉시 선보입니다. 그러나 이것은 빙산의 일각에 불과합니다. 실제로 이 연결은 훨씬 더 얇고 변덕스럽습니다. 많은 사람들, 특히 외부 사람들은 금속이 주조되면 가공을 위해 보내진다고 생각합니다. 그리고 그것은 기술의 문제입니다. 실제로 이는 금속의 품질과 특수성, "거동"에 따라 달라집니다. 가공 중에는 완성된 기계의 서비스 수명부터 전체 프로젝트의 경제성까지 모든 것이 달라집니다. 교과서에서나마 엿볼 수 있는 이런 뉘앙스에 대한 이야기인데, 워크숍에서 모든 것을 결정하고 추측하고 싶습니다.

이론과 실제가 다른 곳: 원자재와 그 놀라움

광산 장비 생산을 예로 들어보겠습니다. 작업은 표준인 것 같습니다. 인장 강도와 충격 인성이 높은 강철이 필요합니다. 기술 사양이 있으며 GOST가 규정되어 있습니다. 우리는 야금 학자에게 주문합니다. 하지만 여기서부터 재미가 시작됩니다. 금속 배치는 공식적으로 모든 표준을 충족할 수 있지만 가공 중에는 예측할 수 없는 동작을 수행합니다. 크러셔 본체와 같은 대형 부품을 밀링할 때 주조 및 압연 후에 남아 있는 금속의 내부 응력으로 인해 거의 완성된 부품이 변형되는 일이 발생했습니다. 잉곳의 초음파 테스트 중에 보이지 않는 미세 균열은 완성된 어셈블리의 열처리 후에만 나타날 수 있습니다.

이것은 야금학자의 잘못이 아니며, 두 개의 복잡한 산업이 교차하는 지점에서 발생하는 문제입니다. 야금학자는 화학적 조성, 거시구조, 압연 특성에 대해 생각합니다. 기계 엔지니어 - 미크론 정확도, 표면 거칠기, 조립 동작에 관한 정보입니다. 그리고 그들의 대화는 최종 부하 및 작동 조건의 언어와 같은 동일한 언어를 사용해야 함에도 불구하고 종종 불만으로 귀결됩니다. 예를 들어, 중요한 부품의 경우 우리는 금속 공급업체와 공동으로 시험 배치를 테스트하는 관행으로 오랫동안 전환해 왔습니다. 인증서만 보지 말고 직접 기억해 보세요. 자체 기술 체인의 재료.

가장 눈에 띄는 사례 중 하나는 자력선별기용 드럼 생산과 관련된 것이었습니다. 비자성이지만 동시에 내마모성이 있는 특수 구조용 강철이 필요했습니다. 표준 등급은 적합하지 않았습니다. 가공 공장의 공격적인 환경에서 부식되었거나 경도로 인해 용접이 어려워졌습니다. 나는 말 그대로 야금 공장의 기술자들과 함께 앉아서 거의 일체형인 합금을 개발해야 했습니다. 시간이 많이 걸리고 비용도 많이 들지만 이것이 결국 모든 비용을 지불할 수 있는 리소스를 얻을 수 있는 유일한 방법입니다. 시장에는 기성 솔루션이 없었습니다.

시스템으로서의 장비: 단지 유닛을 조립할 수 없는 이유

우리 사업, 특히 광산 엔지니어링 분야에서 제품이 단순한 기계인 경우는 거의 없습니다. 이는 거의 항상 기계 부품이 유압, 전기 및 제어 시스템과 밀접하게 연결되어 있는 복잡한 시스템입니다. 그리고 여기기계 공학 및 야금 산업다시 수렴하지만 특수 구성 요소의 재료 수준입니다. 동일한 자기 분리기를 가정 해 봅시다. 그의 심장은 자기 시스템입니다. 표준 페라이트 자석을 구입하여 조립할 수 있습니다. 하지만 효율성은... 평균 수준입니다.

따라서 해당 주제에 진지하게 관여하는 기업은 관련 분야로 뛰어들 수밖에 없습니다. 여기요론지 코퍼레이션 (https://www.ljmagnet.ru). 그들은 채굴장비 개발과 생산으로 시작해 사실상 전자기 기술 분야의 전문가가 됐다. 그들은 효과적인 분리기 또는 농축 기계를 만들기 위해서는 주요 무형 구성요소(특정 구성 및 강도의 자기장)의 생산을 포함하여 전체 주기를 제어해야 한다는 점을 이해했기 때문입니다.

그들의 경험은 140,000m2의 면적을 가진 Fushun의 기업과 1,200명 이상의 직원으로 구성된 팀이며, 60% 이상이 고등 교육을 받은 엔지니어 및 기술자입니다. 이것은 단순한 조립 공장이 아닙니다. 하우징용 금속을 가공하고, 복잡한 전자기 코일을 감고, 제어 시스템을 프로그래밍하는 복합 단지입니다. 연간 4,000대의 장비 물량은 실험실이 아닌 실제 생산주기에서 기술을 개발할 수 있는 규모입니다. 하지만 가장 중요한 것은 시너지 효과입니다. 그들의 기계 엔지니어는 물리학자 및 야금학자와 협력하여 작업합니다. 왜냐하면 분리기 몸체는 내구성이 있어야 할 뿐만 아니라(물리학) 자기장에 최소한의 영향을 주어야 하고, 제조 재료는 자화되어서는 안 되기 때문입니다(야금학).

실패의 대가: 실패가 성공보다 더 많은 것을 가르칠 때

약 10년 전 우리의 오래된 프로젝트 중 하나에 대해 말씀드리겠습니다. 우리는 시베리아 가공 공장 중 한 곳에서 사용할 대형 조 크러셔를 만들고 있었습니다. 계산은 완벽했고 주요 하중 지지 요소(프레임, 플라이휠)의 금속은 고합금의 값비싼 강철을 최대한 활용했습니다. 우리는 그것을 조립하고 벤치에서 테스트했습니다. 완벽하게 작동합니다. 배송되었습니다. 3개월 후 – 전화: 틀에 균열이 생겼습니다. 그 이유는 분석 결과, 부하가 아니라… 온도 때문인 것으로 드러났습니다. 겨울에는 -50°C가 해당 지역에서 일반적입니다. 그리고 우리의 초강력 강철은 내한성이 낮은 것으로 나타났습니다. 충격과 극심한 추위로 인해 부서지기 쉬운 균열이 발생했습니다.

물론 야금학자들은 -40°C에서의 충격 강도도 나타내는 인증서를 수여했습니다. 그러나 실제 여건은 더욱 가혹한 것으로 드러났다. 그것은 학문의 교차점에서 전형적인 실패였습니다. 기계 엔지니어로서 우리는 정상 조건과 동적 하중에서의 강도에 중점을 두었지만 "야금학적" 요인의 일부로 기후 요인을 과소평가했습니다. 재료의 행동. 이 사건 이후 우리는 기술 사양에 "기후 사양"뿐만 아니라 특정 범위의 작동 및 비작동 온도에서의 금속 특성에 대한 세부 요구 사항을 여유 있게 포함하기 시작했습니다. 공급업체의 요구 사항은 표준 테스트뿐만 아니라 특정 사례에 맞게 모델링된 테스트입니다.

이 교훈은 비용이 많이 들었지만 우리의 생각을 바꾸었습니다. 이제 모든 새로운 개발은 3D 모델이 아니라 미래의 "작업 장소" 자동차에 최대한 가까운 조건의 재료 특성 테이블로 시작됩니다. 습도, 환경 공격성, 온도 변화, 순환 부하를 포함합니다. 그렇게 깊은 수준의 야금학자와의 대화가 없다면 그것은 불가능합니다.

트렌드와 막다른 골목: 수많은 산업이 어디로 향하고 있나요?

요즘 디지털화와 '인더스트리 4.0'에 대한 이야기가 많이 나오고 있습니다. 우리 주제의 맥락에서 보면 실시간으로 금속 피로를 모니터링하는 주조 또는 단조품에 직접 내장된 스마트 센서입니다. 또는 CNC 기계의 처리 데이터를 기반으로 다음 금속 배치의 동작을 예측할 수 있는 예측 분석 시스템입니다. 훌륭하게 들리지만 실제로는... 지금까지는 파일럿 프로젝트를 대상으로 하는 경우가 더 많았습니다. 대부분의 문제는 현미경, 인장 테스트, 브리넬 경도 테스트 등 오래되고 입증된 방법을 사용하여 해결됩니다.

더욱 현실적이고 시급한 추세는 재료의 맞춤화입니다. 예제에서와 같이론지 코퍼레이션. 범용 강철 및 합금은 점차 "날카로운" 재료로 바뀌고 있습니다. 특정 자동차의 특정 부품에 대해. 이를 위해서는 엄청나게 긴밀한 협력이 필요합니다. 기계 제작 공장에서는 다음과 같이 명확하게 공식화해야 합니다. 여기에는 내마모성이 필요하고, 여기에는 탄성이 필요하며, 여기에는 절대 비자성이 필요합니다. 그리고 야금 생산에서는 이러한 미니 배치를 경제적으로 조리할 수 있는 유연성이 있어야 합니다.

또 다른 요점은 생태와 자원 보존입니다. 요구 사항이 더욱 엄격해지고 있으며 이로 인해 두 산업 모두가 변화하고 있습니다. 야금학에서는 배출을 줄이는 기술(예: 전기 아크로)로의 전환입니다. 기계 공학에서는 장비의 무게를 줄여 작동에 필요한 에너지 소비를 줄일 수 있는 가볍고 내구성이 뛰어난 합금(티타늄, 알루미늄 복합재)에 대한 요구가 있습니다. 그러나 티타늄은 가공하기 어렵고 "끈적"기 때문에 특별한 도구가 필요합니다. 다시 교차점에 도전합니다. 새로운 커팅 플레이트를 선택하는 것뿐만 아니라 커팅 및 냉각 모드를 완전히 수정하는 것도 필요합니다.

결론 대신: 소리내어 생각하기

그래서 흩어진 생각을 요약하자면...기계 공학 및 금속 산업- 이들은 경제학 교과서에서 서로 이웃하는 두 산업이 아니다. 이는 피드백이 포함된 단일 기술 루프입니다. 최종 제품의 성공 또는 실패는 조립 공장에서 결정되는 것이 아니라 훨씬 더 일찍, 즉 강철 등급을 선택할 때, 주조 모드를 개발할 때, 단조품의 열처리를 계획할 때 결정됩니다.

에서 결성된 팀과 같은 경험이 풍부한 팀롱기1993년부터 수년간의 작업을 통해 그들은 이것을 이해했습니다. 그들의 강점은 장비를 많이 만든다는 데 있는 것이 아니다(연간 4000대라는 엄청난 숫자다). 그들의 강점은 바로 이러한 연결을 스스로 구축했다는 사실에 있습니다. 원자재 특성(하우징용 금속, 전자석용 재료) 제어부터 가장 복잡한 농축 단지의 최종 조립 및 테스트까지. 이것이 바로 단순한 생산을 엔지니어링 예술로 바꾸는 '실천'입니다. 이것이 없으면 다른 사람의 부품으로 구성 세트를 조립하는 것뿐입니다. 그리고 이를 통해 각 하드웨어 조각이 용광로, CNC 기계 및 이들을 참조 측면에서 하나로 통합한 엔지니어의 메모리를 전달하는 작업 시스템이 생성됩니다.

그러므로 다음에 이 두 단어를 함께 들을 때는 두 거인에 대해 생각하지 말고, 그들 사이의 작지만 중요한 천 개의 전환에 대해 생각하십시오. 품질이 탄생하는 곳입니다. 아니면 아쉽게도 결함이 발견되었습니다.