Пример современного российского научно-технического проекта по созданию надпольного конвейера для завода КААЗ

Анастасия, расскажете - как в принципе возникла идея проекта нового конвейера?

Спасибо за вопрос, сейчас объясню.
При установке достаточно габаритных установок, а именно станков или роботехнических комплексов, транспортные линии (конвейеры, портальные роботы (роботы которые перевозят груз на вверху) и другие), прилагается очень много электротехники, в том числе и провода. По ГОСТу и вообще технике безопасности все электрические коммуникации обязательно надо убирать подпол, иначе человека может ударить током с напряжением не в 220 вольт, а минимум 380 (это без учета электрической цепи: если параллельное подключение, то сами понимаете напряжение суммируется и там будет уже больше чем 380 вольт, если последовательное то напряжение постоянное - физика 10 класса). Таким образом, чтобы людям было безопасно работать на заводе, то под фундамент прокладываются все эти провода с заземлением.

Теперь описываю саму проблему. Конвейеры — это габаритное транспортное устройство, требующее свои определенные нюансы. 

Возьмем скажем завод КАМАЗ. На этом заводе на конвейере собираются как раз задние мосты ТОЛЬКО ОДНОЙ модификации - при этом он очень длинный, по нашим расчетам он имеет длину минимум 80 метров, согласно Википедии там вообще 120 метров в длину. Из этого можно сделать вывод, что это очень затратная установка.

Такая конструкция очень массивная и соответственно машиностроители приняли решение, что наиболее эффективно (по принципу меньшего зла, скажем так) такие конвейеры делать подпольными, с расчетом что они не будут задевать провода и прочую коммуникацию. Для понимания привожу в пример вот такую картинку.

На какую длину конвейер уходит под пол — это уже зависит от проектировщика, а точнее от геометрии ложемента.
Вернусь к своему заказчику.

На данной картинке вы можете увидеть как раз наш участок. На сегодняшний день там стоят стапели (желтые рамы). Как происходит сборка: два человека с двух сторон одевают сначала одну деталь — это втулки для того, чтобы потом установить тормоза и после они берут ВРУЧНУЮ и перетаскивают их на другую раму, для того чтобы на его место поставить уже другую корпусную деталь. Я знаю, наверно, у вас сейчас шок, но это правда допотопное время. Почему они не принимали никаких действий, наверно просто конструкторские бюро отказывались от этой работы, потому что слишком долго, а если кто и соглашался то загибали цену на установку и проектирование участка. Поэтому директор завода решил обратится в институт, где работу уже поручили нам.

Теперь смысл разработки: когда команда приехала на участок, директор сразу поставил цель не рушить архитектуру завода, а сделать скажем так «косметический ремонт», то есть модернизировать участок. 

Задание уже выглядело следующим образом:

• Уместится в габариты, то есть ширина конвейера должна не более метра, длина - не более восьми метров.
• Не трогать фундамент, так как это доп затраты для завода.
• И желательно совместить хоть какую-то автоматизацию.

И тогда, мы решили попробовать то, что машиностроители откинули несколько лет а может и десятков лет назад - напольные конвейеры с ложементы.

Главный минус таких напольных конвейеров, что они могут быть не безопасны. Представьте себе картину что над вашими ногами ездит несколько ложементов весом минимум 15 кг — это как минимумоткрытый перелом, поэтому сейчас команда разрабатывает специальные экраны, которые смогут защитить сборщика от таких ситуаций. Зато есть огроменный плюс — это то, что он маленький, даже могу сказать, что при хорошей планировке там можно поставить второй такой же конвейер. Ну и конечно же мы сохранили фундамент, правда его все равно придется немного повредить: крепить конвейер как-то надо.

Насколько улучшится при этом производительность работ на предприятии?

Да это действительно улучшит производительность. По расчету симплекс-метода (это целая научная статья у нас посвящена этому) производительность с внедрением этого конвейера повысится на 23%, то есть по документам на сборку одного моста уходило около 30 минут , а с внедрением конвейера сборка уже составляет 24 минуты. Это достаточно большой размах времени. 

Какие расчеты проводились в рамках текущего проекта конвейера?

Добрый день, да расчеты есть. Состав предметов которые входили в работу

1. Детали машин (технари любят фразу на сопромате женятся, на детмаше разводятся) — это целая курсовая работа на 60 страниц. По расчетом проектировался редуктор для конвейера.
2. ТММ (теория механизмов и машин). Проектировалось закрепление ложемента
3. Сопромат. Банальное проверка напряжений на валах, на ложементах и т.д. Причем в Inventor их аж три штуки определения
4. Ай-ти. Макропрограммирование — автоматизация расчетов прям в САПР. Прикрепляю видео. Проектируется автоматически все и даже самое сложное - это эвольвента.
5. Проектирование технологических машин и комплексов. Подбор рентабельного оборудования и материалов, срок окупаемости считается там же (дисциплина техническая-гуманитарная, но очень интересная).
6. Метрология (частично). Соблюдения базовых норм ЕСКД, ГОСТ и т.д.

Ну и банальные знания физики и математики, сами понимаете.

Сущность конвейера в том, что он может укорачиваться и удлиняться за счет интересной системы натяжения. Все не буду рассказывать так как это патент. А так вкратце: за счет движения винтов и усилия домкрата по расчетам силы натяжения цепи, которая будет отображаться на стойке с ЧПУ, он будет двигать конвейер либо вправо либо влево. Таким образом он либо повышает рабочую зону и на свободное место устанавливается дополнительный ложемент, либо убирает. Исследований там полно, можно уйти в исследования с точки зрения оптимальной конструкции ложементов и как это влияет на напряжения в материале, можно уйти в экономику — рациональное внедрение роботов например это тоже затрагивалась нашей работой, попытки создания умного завода — макропрограммирование в САПРе (полная автоматизация конструкторского бюро) и также базовое это вот симплекс-метод и его точность.

По своей сути изначально проект был из разряда фантастики — полная нейротехнология, планировалось взять кучу ай-ти-технологов, которые бы сделали умные системы на КААЗе, но когда приехали на практику - мы начали думать как хоть что-то сделать. А так да, у КААЗа почти вообще спонсорства нет.