XVI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2024

Введение

В связи с большим количеством заготовок и уже почти готовых изделий на производстве, в целях безопасности и обеспечения горизонтального движения продукции по цеху, необходимо создание конвейерной линии. Вне зависимости от того, крупногабаритное производство или мелкогабаритное, данная модификация очень важна. Благодаря конвейеру возможно обеспечение безопасности для проведения работ в цеху без угрозы жизни работающим сварщикам, слесарям, электрикам и т.д. Так же не малый фактор улучшения производства, за счет внедрения конвейера, это отсутствие лишних действий со стороны работающего персонала. Пропадает необходимость в остановке производственного процесса для того, чтобы взять необходимую заготовку или сопутствующие компоненты для изготовления того или иного узла-агрегата.

Безопасность на производстве с интегрированным конвейером обеспечивается за счет заранее сконструированного плана производства. Конвейер заранее внедряется в планировку помещения и в дальнейшем возможно создание дополнительного ограждения на участке конвейера. Наличие заранее обозначенного маршрута конвейера, персонал будет знать где проход запрещен или запрещено перемещение, из складских помещений, необходимого оборудования. Благодаря этому снизится риск получения травм на производстве и шанс несчастных случаев тоже существенно снизится. При отсутствии заранее известного маршрута конвейера, перемещение деталей и заготовок будет хаотичным и неконтролируемым. Не редко на крупногабаритном производстве для перемещения больших изделий используются подвесные краны. Их использование безусловно не является не целесообразным так как они довольно легки в эксплуатации и способны поднимать на достаточную высоту грузы с большим весом. Однако возможны обрывы цепных устройств или выход из строя самого крана что повлечет за собой не только остановку производства, но и из-за этого могут пострадать люди, которые работают рядом с движущимся краном или под ним самим соответственно.

В данной статье пойдет речь о внедрении на уже существующие производство конвейера на участок сборки полуприцепа. Будут изучены уже существующие предложения на мировом рынке, но и так же будет предложен принципиально новый вариант реализации данной системы в уже существующее производство крупногабаритных подвижных изделий.

Цель исследования

Цель заключается в снижении риска получения травм на производстве и уменьшении временных затрат на перемещение и создания готового изделия.

Материалы и методы исследования

При изучении данной проблемы мы углубились в историю конвейерного производства. В времена СССР метод надвижки (конвейер для крупногабаритных грузов) широко использовался для передвижения трансформаторов большой мощности и иных крупногабаритных грузов. Из-за простоты исполнения и минимальных экономических затрат данный метод активно используется и в наше время. Технология максимально проста в реализации. Оборудование или изделие помещают на обычные железнодорожные рельсы (рис.1), смазанные солидолом, после приводят всю конструкцию в движение используя для этого лебедки или гидравлические домкраты (рис.2) [1].

Рисунок 1 – Рельс P-50 (размеры в мм.)

Рисунок 2 – Гидравлический домкрат (гидровлический толкатель) для перемещения тяжеловесного оборудования по рельсам

Сам домкрат цепляется за верхнюю кромку рельсов. Для того чтобы поместить изделие или трансформатор с помощью такого метода перемещения, необходимы усилие пяти-шести человек. Для них процесс является крайне тяжелым физически. Так же данная технология является весьма грязной.

В наше время альтернативой рельсам и солидолу стали скиддинг-системы (рис.3), скольжение в данной системе обеспечивает графит или фторопласт. Эти материалы так же, как и солидол имеют низкий коэффициент трения, однако при использовании данных веществ не пачкается оборудование и персонал. Рельсы в данной системе так же заменены на сварные балки. В качестве движущего механизма используется гидравлический домкрат, который в свою очередь упирается прямо в балку, на которой находится груз, который необходимо передвинуть. Таким образом мы не только можем переместить груз, но и делать это с необходимой нам скоростью, так как скоростные характеристики данной системы определяются подбором необходимого домкрата и гидростанции [2,3].

Однако для реализации упомянутого выше варианта реализации перемещения полуприцепов на участке сборки необходимо заранее прокладывания необходимого дополнительного оборудования и закладки рельс, что является невозможным так как производственный цех уже полностью укомплектован и производит агрегаты.

Скиддинг-системы можно считать одним из оптимальных вариантов реализации перемещения полуприцепов на участке сборке. Однако они являются довольно затратными. [4]

Рисунок 3 - Скиддинг-система в сборе

В рабочее производство с отсутствующей базой под конвейер можно интегрировать так называемые тележечные конвейеры. Они состоят из тележек, соединенные тяговой цепью и движутся по замкнутой трассе. На данных тележках выполняют большую часть литейного производства (формовку, заливку, охлаждение) или сборку узлов и машин. Тележки можно использовать для перемещения в двух направлениях: вперед-назад и вправо-влево. Таким образом мы можем организовать перемещение не только по одному участку конвейера, но и перемещение заготовок из складских или буферных зон [4].

Однако для воссоздания большинства предложенных выше и других конвейерных систем необходима закладка данного узла производства в план строительства цеха, так как основные ведущие части данных систем расположены в полу и требуют хорошей фиксации что практически нереализуемо в условиях уже готового производственного здания[5].

Результаты исследования и их обсуждение

В ходе исследований в сфере конвейерного крупногабаритного производства было определено, что интеграция в уже существующее производство, в котором ранее не использовались или не планировались конвейеры, невозможна по ряду причин. Основополагающим фактором отсутствия возможности воссоздания конвейера на производстве уже функционирующем, это необходимость в смене или в доработке напольного покрытия, однако для таких доработок необходимо полностью остановить участок сборки полуприцепа что повлияет как экономически, так и в производственном плане на производство. В случае простоя цех не сможет выпускать необходимое количество продукта в смену и при просчетах экономической выгоды, конвейер уже не является особо экономически выгодным вложением[6].

Одним из лучших вариантов в случае интеграции конвейера на производстве, это конвейер, пришедший к нам из СССР, так как он требует крайне мало ресурсов для интеграции. Его создание за счет дешевизны позволяет сократить экономические потери на производстве до минимума. Так же нельзя не упомянуть и простату возведения такого агрегата, конечно будут необходимы доработки напольного покрытия, однако они не требует длительного временного промежутка при условии что напольное покрытие изначально хорошего качества и ровное относительно горизонтальной плоскости[7].

Но самым лучшем решением в случае интеграции конвейерной линии на участок сборки полуприцепов либо другой крупногабаритной техники или продукта является тележечный конвейер. Конечно, данный вид конвейером сложно назвать, однако его технические характеристики полностью подходят под описание конвейера. Так же существует вероятность, где возможно воссоединить два вида конвейеров, описанных выше, в один.

Данный вид будет не только экономически выгоден, но и легок в создании и использовании. Конечно, работа с таким конвейером будет отнимать много сил, так как процесс передвижения требует вмешательства человека в работу, однако мы сможем полностью регулировать скорость, подачу деталей или заготовок по цеху, а также все основные функции, которые конвейер обязан выполнять.

Заключение

Существует огромное множество различных конвейеров. Каждый имеет свои плюсы и минусы, но безусловный плюс возможность автоматизации производственных процессов. И следующий шаг - интеграция роботов, конвейеров и манипуляторов на производстве, т.к. автоматика на производстве повышает производительность и качество выпускаемой продукции, освобождая человека от тяжелого и напряженного труда

Наступает век современных технологий, когда домашнее оборудование получило автоматику и пользователь теперь может, отдыхая в спальне, включить чайник на кухне, когда по улицам городов уже доставляют еду роботы, а вместо такси пассажиров доставляет в необходимый пункт назначения автопилот.

Список литературы

1. Виды конвейеров «АЛЬФА ИНЖИНИРИНГ»: https://alfamatic.ru/info/articles/inzhenernye-sistemy/vidy-konveyerov/ (дата обращения: 23.12.2023)

2. Анхимюк, В.Л. Теория автоматического управления: учеб. пособие для ВУЗов / В.Л. Анхимюк, О.Ф. Опейко, Н.Н. Михеев. – 2-е изд., испр. – Минск: Дизайн про, 2002. – 351 с.

3. Брюханов, В.Н. Теория автоматического управления: учеб. для ВУЗов / В.Н. Брюханов, М.Г. Косов, С.П. Протопопов и др.; под ред. Ю.М. Соломенцева. – 3-е изд. – М.: Высш. шк., 2000. – 265 с.

4. Как работает и где применяется система горизонтального перемещения груза: https://100tonn.com/kak-rabotaet-i-gde-primenyaetsya-sistem/ (дата обращения 23.12.2023)

5. Востриков, А.С. Теория автоматического регулирования: учеб. пособие "Теория и практика современной науки" №1(43) 2019 480 для вузов / А.С. Востриков, Г.А. Французова. – М.: Высш. шк., 2004. – 365 с. 4. Душин, С.Е. Теория автоматического управления: учеб. для ВУЗов / С.Е. Душин, Н.С. Зотов, Д.Х. Имаев, Н.Н. Кузьмин; под ред. В.Б. Яковлева. – М.: Высш. шк., 2003. – 566 с.

6. Ерофеев, А.А. Теория автоматического управления: учеб. для ВУЗов. – 2- е изд., перераб. и доп. – СПБ.: Политехника, 2003. – 301 с.

7. Клюев, А.С. Автоматическое управление линейными системами / А.С. Клюев, Е.А. Кочетков, А.Е. Кочетков; под общ. ред. А.С. Клюева. – М.: Фирма «Испо-сервис», 2003. – 196 с.