Processos tecnològics en enginyeria mecànica. Sistemes de control de processos automatitzats

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

El procés tecnològic és la base de qualsevol operació de producció. Inclou un conjunt de procediments realitzats en una seqüència determinada, l'acció dels quals està dirigida a canviar la forma, la mida i les propietats del producte fabricat. Els principals exemples de processos tecnològics són els processaments mecànics, tèrmics i de compressió. Així com muntatge, equipament, tractament a pressió i molt més. En les condicions de producció de fàbrica, el departament del tecnòleg en cap és responsable de dur a terme aquests processos i processar la documentació tecnològica. Els especialistes del departament controlen la correcció dels moments operatius. Els processos tecnològics degudament dissenyats i ben organitzats en enginyeria mecànica i producció de qualsevol altre nivell permeten dur a terme els procediments necessaris per a la fabricació dels productes rellevants amb un mínim decostos. Tant material com contundent i temporal.

Enginyeria mecànica com a tipus de producció

L'enginyeria com a tipus de producció sectorial es caracteritza per l'ús d'equips universals, per la qual cosa es realitza el processament de peces de diferents mides i formes, accessoris universals i eines de mesura. Aquesta indústria no només proporciona un funcionament automatitzat de dispositius, sinó també l'ús de mà d'obra física humana; després de tot, una quantitat significativa de processos de construcció de màquines es realitza precisament mitjançant el treball manual i els esforços de treballadors altament qualificats. En aquestes plantes, sovint s'estima que el cost de diverses peces és molt més elevat, tot i que la productivitat és molt menor. Les oficines de representació d'aquesta enginyeria mecànica inclouen turbines, construcció naval, plantes químiques, així com empreses d'enginyeria pesada. A més, avui dia entre les modernes plantes de construcció de màquines que treballen per a la producció en sèrie o en sèrie, hi ha tallers d'investigació experimental, on es treballa per crear nous models de màquines en una sola còpia, i aquesta és la prerrogativa de la producció de màquines individuals.

No obstant això, encara val la pena destacar que l'enginyeria domèstica està dirigida a la producció massiva d'automòbils. Al mateix temps, el procés tecnològic de disseny i fabricació de peces se centra en la producció d'un gran nombre de productes idèntics durant un llarg període de temps. Al mateix temps, s'adreça a una especialització estreta.llocs de treball, màquines semiautomàtiques, màquines eina, instal·lacions modulars. I equipaments especials, disponibilitat d'eines universals i àmplia intercanviabilitat de peces permeten coordinar el procés tecnològic amb sistemes de control automatitzats.

Elements de producció de màquines. Matisos

Com en qualsevol procés tecnològic, l'enginyeria mecànica preveu la divisió obligatòria dels procediments de treball en àrees concretes d'activitat amb l'assoliment d'un resultat concret en aquesta àrea de reproducció. Aquí és important distingir i separar moments operatius fonamentalment diferents entre si.

Quins elements del procés tecnològic representa la processó estàndard de la construcció de màquines? Considereu-los:

1. Operació tecnològica: una part integral del procés global, durant el qual es realitza el processament de peces realitzat per una eina (llima, tallador) en un lloc de treball (per exemple, una màquina-eina). Al mateix temps, el treball pot ser realitzat per un o diversos treballadors alhora. En funció de la quantitat de treball assignat a realitzar, l'operació tecnològica pot ser simple o complexa. Aquests últims, al seu torn, es poden dispersar en components separats, que s'anomenen instal·lacions en producció.
2. La instal·lació tecnològica és part integral de l'operació que es realitza al lloc de treball en estat de subjecció de la peça sense canvis.
3. La posició és una part integral de l'operació, que es porta a terme en condicions de posició sense canvisla peça de treball relativa a l'utillatge (sense tenir en compte aquells moviments que es deuen als moviments de treball de la peça o de l'eina mateixa).
4. La transició és una part integral de l'operació, que s'acompanya del funcionament en règim constant de la màquina o eina.
5. La passada és la part de la transició que provoca l'eliminació de capes de metall (o d'un altre material si no és metall).
6. Recepció de treball: acció completada d'un empleat del taller de construcció de màquines de la fàbrica, que s'acompanya de la subjecció o retirada de l'eina de tall, la peça en si, etc.

Estructura dels processos tecnològics. Essència

L'estructura mateixa de l'enginyeria mecànica està representada pel pas del producte acabat per diferents fases de processament. Sovint aquestes fases estan representades per l'etapa de contractació, l'etapa de tramitació i l'etapa de muntatge. Però, quina és exactament cadascuna de les fases de l'estructura de l'enginyeria mecànica?

Fase de preparació

La fase de contractació es caracteritza per l'execució de tràmits per a l'obtenció de blancs mitjançant els següents mètodes:

1. Fosa: implica omplir un recipient, motlle o cavitat amb un material que es troba en estat líquid d'agregació.
2. L'estampació és un procediment de deformació plàstica de materials amb ajust de la seva forma i mida.
3. Premsatge: prova d'objectes per a la resistència (densitat, estanquitat) de naturalesa hidràulica o pneumàtica en el procés de pressió.
4. L'aterratge és una operació de ferreria,que consisteix en la deformació de la peça amb un esborrany parcial per tal de crear un engrossiment de l'objecte reduint-ne la longitud.
5. El tall i el doblegat de metalls és el procés de deformació o de dividició d'una canonada, làmina o fosa metàl·lica en les seves parts components.
6. Tall de material en rotlle o làmina: perforació, perforació, tall i retallat de material metàl·lic, realitzat per tal de dividir una estructura metàl·lica complexa en segments separats.

Al final dels tràmits de la fase de contractació, es realitza la transició a la segona fase de l'estructura de l'enginyeria mecànica.

Pas de processament

La fase de processament consisteix en el procés de convertir diferents peces en brut de producció en peces acabades. Quins mètodes de processament determinen el procés tecnològic de l'enginyeria mecànica en la segona fase del treball de producció? Considereu-los:

1. El treball del metall és un conjunt de processos mecànics per canviar les formes, mides i qualitat d'aliatges i metalls.
2. El tractament tèrmic és el procés d'aplicar calor a un metall per tal de donar-li les propietats necessàries (en particular, la mida i la forma adequades).
3. Tratament químic: procés d'acció química sobre el metall mitjançant la destrucció específica d'aliatges mitjançant el gravat en solucions d'àlcalis i àcids.
4. El tractament químic-tèrmic és l'efecte combinat sobre la peça de treball del procés tèrmic i àcid-base, durant el qual la superfície de les peces d'acer es satura amb carboni.
5. El processament amb plasma és un procediment de processament de materials que s'utilitzaplasma de baixa temperatura generat per torxes de plasma d' alta freqüència o d'arc per tal de canviar les propietats d'aquest material.
6. La galvanització és la tecnologia de recobrir un metall amb un altre mitjançant un compost electrolític.
7. Pintura: esmolar, polir i recobrir el material amb pintures o vernissos per donar-li un aspecte estètic d'acabat.
8. La soldadura és el procés de fixació de peces per connectar-les de manera segura en una única estructura.
9. Passivació: tractament de la zona després de la soldadura amb una substància especial, que s'aplica en una capa uniforme a la superfície del material.

Al final de la deformació dels materials, tall i plegat del metall, així com després del processament dels productes per algun dels mètodes especialment dissenyats per obtenir un resultat concret, es passa a la tercera fase del procés tecnològic. realitzat.

Pas de muntatge

L'última etapa del procés tecnològic de l'enginyeria mecànica preveu esdeveniments col·lectius i redreçament de bruts metàl·lics. L'acoblament de diversos perfils metàl·lics es pot fer de diverses maneres:

1. Embalatge d'unitats de muntatge individuals en un sol producte final sencer.
2. Muntatge d'ajustament-entrega.
3. Prova la connexió dels components en una única estructura metàl·lica.

Problemes de l'enginyeria mecànica a Rússia

El repte primordial continua sent la necessitat d'una revisió important. El problema del retard domèsticLa producció de l'economia de classe mundial està directament relacionada amb la baixa rendibilitat de branques de la producció de màquines com la fabricació d'instruments, la construcció de màquines-eina, la tecnologia informàtica, les indústries electrònica i elèctrica. Aquest problema s'ha de resoldre el més aviat possible.

Depenent de la naturalesa i la direcció, els problemes fonamentals de l'enginyeria mecànica en la producció nacional es poden agrupar en blocs separats. Això és:

1. Desavantatges en el desenvolupament del complex de construcció de màquines: el problema es deu a les baixes taxes de creixement de les indústries líders, una disminució significativa de la producció, la interrupció dels llaços tecnològics, el temps d'inactivitat de les empreses individuals, les baixes taxes de renovació d'equips en relació amb el nivell de producció.
2. Manca de recursos per a l'ajust estructural: una ramificació insuficientment desenvolupada de les direccions d'activitat de la indústria de l'enginyeria nacional requereix un reprofilatge i no hi ha prou fons per a això. A més, la indústria requereix reduir les desproporcions en les taxes de creixement dels segments individuals de reproducció: en algun lloc cal optimitzar l'estructura de les tecnologies operatives, en algun lloc per complementar el procés de producció amb les capacitats que f alten.
3. Desavantatges en la qualitat dels productes fabricats: l'incompliment de les màquines fabricades (la seva gran majoria) amb les màquines dels estàndards mundials, així com la baixa fiabilitat dels vehicles produïts condueixen a la fallada dels seus acabats. models ja un any després del funcionament actiu. El percentatge d'aquestes instal·lacions de producció és del 20 al 30% en la gravetat específica totalmodels produïts.

Automatització de processos tecnològics

Els sistemes de control automatitzats en el camp de l'enginyeria mecànica són la font principal d'augment de la capacitat de producció en tot el segment de l'enginyeria mecànica. Què vol dir això?

L'automatització de la producció és avui la principal direcció en la qual es mou la producció de tot el món. Tot el que abans es feia a costa de la capacitat de treball d'una persona, la seva força física i capacitats intel·lectuals, tot això en l'actualitat es redueix a la tecnologia, que opera de manera independent els cicles tecnològics i supervisa la seva implementació. Al mateix temps, el paper d'una persona es redueix al mínim: només ha d'observar la correcció de la implementació per part de sistemes automatitzats de totes aquelles accions destinades a optimitzar la producció domèstica. És senzill.

L'automatització dels processos tecnològics en enginyeria mecànica es realitza mitjançant un conjunt d'operacions que impliquen l'inici, l'aturada, el manteniment o la modificació del procés de treball operatiu en el conjunt de la instal·lació. Realment té un paper important en el desenvolupament de la indústria en conjunt. El valor de les màquines, dispositius, unitats, dispositius i complexos de màquines individuals rau en un impacte significatiu en la formulació d'un procés de treball fonamentalment nou a la planta de construcció de màquines en conjunt. Al cap i a la fi, els objectes controlats en l'automatització són força diversos i increïblement efectius en el seu propòsit previst.

Reemplaçar la mà d'obra humana potrealitzar-se en termes de substitució parcial o absoluta. El procés d'enginyeria mecànica es realitza completament gràcies als últims dispositius d'automatització, o bé amb substitució parcial de mà d'obra humana. No totes les fàbriques tenen la capacitat de substituir completament la mà d'obra humana per altres automatitzades. Algú no té prou capacitat per a això, algú no té l'equip i algú no té les habilitats per treballar amb un mètode de control de processos tan inusual, però al mateix temps extremadament eficaç.

Objectes a automatitzar

Però no només les mans humanes avui es poden substituir per dispositius mecanitzats amb equips d' alta precisió que puguin respondre a les més mínimes observacions de l'operador de l'automòbil. A més del fet que hi ha una substitució directa d'una persona a la màquina per una instal·lació especialitzada, en paral·lel, és possible l'automatització dels següents aspectes en el procés d'enginyeria mecànica:

1. El procés de producció: tot el treball que una persona realitza cada dia amb una repetició reflexa d'accions realitzades a la màquina es pot substituir completament ininterrompudament per una màquina.
2. Disseny: com s'ha esmentat anteriorment, no només els resultats del treball físic humà es poden revisar i adaptar a les seves necessitats de producció. El treball intel·lectual també està subjecte a automatització. A més, alguns càlculs i l'elaboració d'algorismes subjectes a la informàtica electrònica són la base del correcte disseny assistit per ordinador.
3. Organització: alguns aspectes de les funcions distributives per a l'execució específica d'accions d'una estructura automatitzada només estan subjectes a control extern. Tota la resta de la tècnica ho fa per si mateixa.
4. Planificació: els càlculs i la identificació de les properes tasques que s'han de completar en el futur també s'assignen a "electrònica intel·ligent".
5. Control: per gestionar el procés de treball amb dispositius automatitzats que munten màquines, n'hi ha prou amb realitzar manipulacions senzilles de polsador mentre esteu al tauler de control.
6. Investigació científica: tots els aspectes matemàtics i les característiques dels càlculs errònies del creixement de la productivitat d'una planta de construcció de màquines en dinàmica també estan subjectes a sistemes informàtics automatitzats.
7. Processos empresarials: si ho desitgeu, podeu calcular la relació entre els vostres beneficis i els vostres ingressos marginals de l'execució d'una empresa de construcció de màquines, perquè els equips informatitzats ho poden fer tot per una persona.

Dignitat

L'objectiu de l'automatització de processos és augmentar la productivitat laboral juntament amb la millora general de la qualitat del producte i la introducció d'equips d' alta tecnologia. Amb la seva ajuda, és possible optimitzar la gestió de la producció de la construcció de màquines, traslladar una persona de zones industrials perilloses per a la salut. I també per augmentar la fiabilitat i duplicar la rendibilitat de l'enginyeria de precisió. Perquè l'automatització augmenta la convertibilitat i redueix el temps de processament en la planificació.

1. Quins són els aspectes positius de l'automatització dels moments de treball al complex de construcció de màquines? Considereu-los:
2. Primer, podeu salvar els empleats que treballen en condicions físiques especialment difícils del treball físic monòton i dur. Una màquina ho pot fer tot per una persona.
3. En segon lloc, podeu evitar que els empleats es quedin al lloc de treball en condicions professionalment perilloses (sota el marc articulat d'un cotxe, darrere d'una màquina mecànica de tall de metalls i altres).
4. En tercer lloc, la prerrogativa de posar davant del sistema automatitzat aquelles tasques que, en funció de les capacitats físiques d'una persona, estarien fora del seu poder. Estem parlant de blocs de gran pes, velocitat de rendiment de la tasca, resistència i criteris similars.
5. En quart lloc, la característica principal de l'automatització del flux de treball és que té un efecte positiu en el creixement dels indicadors econòmics tant de l'empresa com de la indústria en general.

Defectes

No obstant això, també hi ha aspectes negatius en la substitució de la mà d'obra humana per altres automatitzades. L'enginyeria del transport, la producció de màquines-eina o qualsevol altra branca de l'empresa industrial s'enfronta als següents matisos negatius en el procés d'automatització laboral:

• retallades de feina;
• restriccions tècniques;
• amenaces de seguretat existents;
• imprevisibilitat dels costos d'implementació i desenvolupament;
• preu inicial alt.

Documentació tecnològica

Qualsevol treball basat en l'adquisició, processament i muntatge de peces en enginyeria mecànica ha d'anar acompanyat de la preparació i execució dels documents pertinents. La forma de les targetes i la seva composició en el conjunt general de documents depèn del tipus de procés tecnològic (grup, estàndard, únic), el tipus de producció i el grau d'ús dels sistemes de control automatitzats a l'empresa. D'acord amb aquests criteris i tenint en compte el grau de detall de les dades requerides, la presentació i el contingut de les transaccions en els documents, així com la seva exhaustivitat, poden variar significativament.

Molt sovint, el conjunt de documents per al procés tecnològic inclou un mapa de ruta, un quiròfan, un plànol de croquis, una llista d'eines, una llista de documents tecnològics i una llista de materials.