Прогрессивных материалов

Поскольку для сооружения облегченных прогрессивных конструкций используют сталь, нельзя пренебрегать повышенными требованиями к противокоррозионной защите и выбору новых марок сталей.

В одинадцатой пятилетке в проектировании и строительстве крупных котельных централизованного теплоснабжения намечается существенный прогресс, определяемый прежде всего внедрением новых прогрессивных конструкций котлов укрупненной производительности на твердом топливе. Серия котлов производительностью 100 и 160 т/ч на давление 2,4 МПа, разрабатываемая Таганрогским заводом «Красный котельщик», в значительной степени заменит морально устаревшие котлы производительностью 75 т/ч на давление 4,0 МПа, 440°С, выпускаемые с 1961 г. Помимо экономии капиталовложений и сокращения численности персонала внедрение этих котлов обеспечит экономию до 150 т условного топлива в год на один котел производительностью 160 т/ч.

В работе то .развитию и укреплению индустриальной базы энергетического строительства особое внимание должно быть уделено повышению качества и степени заводской готовности изделий, а также увеличению выпуска прогрессивных конструкций, обеспечивающих повышение производительности труда и сокращение материалоемкости строительства. К таким конструкциям и изделиям относятся быстромонтируемые здания, сантехка-бины и облегченные перегородки индустриальных типов, включая цементостружечные, для объектов производственного назначения; облегченные металлоконструкции и металлоконструкции «а высокопрочных болтах с использованием высокопрочных сталей и широкополосных балок, «предварительно-напряженные панели перекрытий с подрезкой на опоре, профилированный полиэтилен для гидроизоляции, щитовый паркет, объемно-блочные электротехнические устройства для подстанций, ГРЭС и АЭС.

Передающие устройства (прямые и рычажные) предназначены для того, чтобы передавать на измерительные устройства отклонения проверяемых параметров деталей. Применение прогрессивных конструкций передающих устройств (например, безлюфтовые передачи на упругих стальных пластинах) способствует повышению точности измерений.

Еще до сравнительно недавнего прошлого оба основных способа изготовления (прессования) деталей из пластмасс применялись только в массовом и крупносерийном производстве. Однако внедрение в производство за последние годы прогрессивных конструкций стационарных прессформ,, вытеснивших съемные прессформы, нормализация и унификация деталей и узлов стационарных прессформ, проводимая на основе построения технологических рядов; применение стационарных прессформ со сменными вставками сделали экономичным применение этих способов и при значительно меньших масштабах производства.

Мы полагаем, что при условии уточнения методики расчета, использованной названными авторами, и этой разницы могло бы не быть, о чем красноречиво свидетельствует практика. В Кузбассе, например, при наличии высокоразвитой базы капитального строительства уже не существует так называемой разницы в строительстве. Удорожание возведения объектов является здесь следствием недостаточного развития в восточных районах страны базы капитального строительства, их относительно слабой насыщенности техникой, медленного внедрения в практику прогрессивных конструкций, материалов 24.

В целях внедрения прогрессивных технологических процессов в проектах заводов предусматривается применение прогрессивных конструкций станков, в частности, станков с ЧПУ, широкое применение которых создает условия для интеграции операций разного вида, сокращения общего цикла обработки за счет увеличения количества режущих инструментов, настроенных на размер вне станка, обеспечения обработки с минимальным числом перестановок деталей.

Существенно увеличивающийся уровень автоматизации производства в машиностроении, использование станков-автоматов, агрегатных станков, автоматических линий, станков с программным управлением требует обеспечения производства этого оборудования инструментом, находящимся на принципиально новом качественном уровне. В этом отношении представляет интерес опыт Волжского автомобильного завода. Внедрение новых технологических процессов автоматизированной обработки деталей с использованием прогрессивных конструкций инструмента и только из новых инструментальных материалов высокого качества (твердых сплавов, быстрорежущей стали и минералокерамики) обеспечило сокращение трудоемкости изготовления автомобиля до 2 раз по сравнению с другими ведущими автомобильными заводами при одновременном повышении качества и точности основных деталей не менее чем на один класс.

Учитывая поставленные перед машиностроением и металлообработкой задачи, необходимо обеспечить опережающее развитие производства инструмента и технологической оснастки прогрессивных конструкций из износостойких материалов. Следует увеличить объем выпуска инструмента для автоматизированного производства и станков с ЧПУ. В том числе соответственно обеспечить выпуск резцовых сборных вставок с многогранными неперетачиваемыми пластинками точного исполнения и с микрорегулированием.

Для повышения эффективности внедрения режущего инструмента прогрессивных конструкций и из износостойких инструментальных материалов необходимо улучшить технологию заточки инструмента путем замены ручной заточки автоматизированной с внедрением новых моделей заточных станков; увеличить выпуск современных смазочно-охлаждающих жидкостей; обеспечить серийное производство ряда моделей станков с целью эффективного использования прогрессивных конструкций инструмента из новых инструментальных материалов; гаммы станков и агрегатных силовых головок для обработки отверстий твердосплавными сверлами одностороннего резания; токарных станков для работы резцами из эльбора; зуборезных станков, рассчитанных на работу твердосплавным инструментом; специальных станков для нарезания колес методом зуботочения; специальных продольно-фрезерных станков для работы с подачами до 2—3 м; обеспечить оптимизацию условий эксплуатации режущих инструментов; осуществить внедрение технологии полной эльборовой заточки и переточки всего режущего инструмента из быстрорежущей стали.

Необходимо обеспечить опережающее развитие инструментальной промышленности главным образом путем производства инструмента прогрессивных конструкций и из износостойких материалов по сравнению с планируемыми темпами роста продукции машиностроения и металлообработки. Повысить уровень автоматизации технологических процессов изготовления и контроля режущего инструмента, изменить структуру оборудования в специализированной инструментальной промышленности в сторону увеличения количества автоматизированных станков и автоматических линий, расширить применение методов пластических деформаций и фасонных профилей металла при изготовлении режущего инструмента, для чего следует оснастить отрасли различным кузнечно-прессовым оборудованием (прокатными станами, штамповочными прессами).

3) обеспечение технологичности конструкции объектов производства путем широкого внедрения в практику конструирования методов унификации и агрегатирования, преемственности конструкций, использования рациональных конструктивных решений, прогрессивных материалов и методов изготовления;

Сопоставление технического уровня отечественных машин с некоторыми машинами ведущих зарубежных фирм позволило установить, что некоторые машины по своим технико-эксплуатационным показателям уступают зарубежным из-за крайне низкого использования в конструкциях землеройных машин прогрессивных материалов. Применение этих материалов в конструкциях машин обусловливает экономию металла, улучшение удельных показателей и самое главное — повышение их надежности и долговечности. Среди прочих материалов продукты химии занимают одно из ведущих мест.

Именно отсюда должны исходить требования к последующему металлургическому и технологическому решению проблемы изотовления и обработки прогрессивных материалов, с помощью которых возможно достичь существенного повышения надежности машин при одновременном снижении их металлоемкости.

Создание нобых, прогрессивных материалов

Прогнозировать можно и отдельные параметры машины, например массы. В ряде конструкций особое значение приобретает необходимость ограничения массы машины на ранних стадиях про-^ктирования. Для этого анализируют аналогичные конструкции и устанавливают математическую зависимость массы от основных, ЙРраметров машины. При этом следует учесть влияние на массу йовышекгия конструктивной сложности отдельных сборочных единиц, а также коэффициента прогрессивного снижения массы кон-атрукции совершенствованием методов расчета и конструирования, применением прогрессивных материалов, заготовок и т, д.

2. Применение прогрессивных материалов (в том числе слаболегированные стали, некоторые новые сплавы, пластмассы); минимальный расход дорогостоящих материалов.

Композиционные материалы нельзя назвать совершенно новыми: они уже широко используются в промышленности. Хотя области применения композиционных материалов и металлов аналогичны, первые открывают более широкие возможности. На их основе изготовляются самые различные изделия - начиная от жестяных консервных банок и кончая котлами для атомных реакторов из нержавеющей стали. Композиционные материалы, если даже говорить только о пластмассах, армированных волокнами, используются еще шире: от изготовления бытовых ванн до космических кораблей "Спейс шаттл". Прежде чем перейти к рассмотрению наиболее прогрессивных материалов, какими являются армированные углеродными волокнами пластмассы (углепластики), сопоставим композиционные материалы с другими материалами, а затем уже подробнее остановимся на углепластиках.

Термокомпрессионный метод формования. Этот метод называют также формованием полимеров в эластичной оснастке, формованием с термическим расширением и т. д., но устоявшегося названия он еще не имеет. Этот метод осваивается в настоящее время для получения изделий из наиболее прогрессивных материалов, какими являются, в частности, углепластики. Пример формования этим методом простых балок двутаврового сечения показан на рис. 3. 19. Свое название метод получил благодаря тому, что в качестве материала матрицы используют силиконовый каучук и другие расширяющиеся при нагревании эластомеры, вследствие температурной деформации которых создается давление формования. Давлению вдоль оси балки противостоит опорная пластина; такой метод формования с использованием автоклава может быть рекомендован для получения изделий сложной формы, когда применение обычного вакуумного формования оказывается трудным или неэффективным [44 -45] .

Композиционные материалы нельзя назвать совершенно новыми: они уже широко используются в промышленности. Хотя области применения композиционных материалов и металлов аналогичны, первые открывают более широкие возможности. На их основе изготовляются самые различные изделия — начиная от жестяных консервных банок и кончая котлами для атомных реакторов из нержавеющей стали. Композиционные материалы, если даже говорить только о пластмассах, армированных волокнами, используются еще шире: от изготовления бытовых ванн до космических кораблей "Спейс шаттл". Прежде чем перейти к рассмотрению наиболее прогрессивных материалов, какими являются армированные углеродными волокнами пластмассы (углепластики), сопоставим композиционные материалы с другими материалами, а затем уже подробнее остановимся на углепластиках.

Термокомпрессионный метод формования. Этот метод называют также формованием полимеров в эластичной оснастке, формованием с термическим расширением и т. д., но устоявшегося названия он еще не имеет. Этот метод осваивается в настоящее время для получения изделий из наиболее прогрессивных материалов, какими являются, в частности, углепластики. Пример формования этим методом простых балок двутаврового сечения показан на рис. 3. 19. Свое название метод получил благодаря тому, что в качестве материала матрицы используют силиконовый каучук и другие расширяющиеся при нагревании эластомеры, вследствие температурной деформации которых создается давление формования. Давлению вдоль оси балки противостоит опорная пластина; такой метод формования с использованием автоклава может быть рекомендован для получения изделий сложной формы, когда применение обычного вакуумного формования оказывается трудным или неэффективным [44 -45] .

Технологический, метрологический контроль и нормоконтроль разрабатываемой технической документации способствует максимальной ее унификации, обязывают организацию-разработчика технической документации учитывать технологические возможности изготовления требуемого изделия в условиях современного производства с учетом применения прогрессивных материалов и освоенных новейших технологических процессов. В этом сложном комплексе технических, инженерных и организационных работ участвуют проектно-конструкторские и технологические организации-разработчики, организации-смежники, предприятия, где организуется выпуск нового изделия.