СЛОВО СТАЛИ
Как инженеры «Северстали» выводят металлургическое производство на новый уровень и причем тут КОМПАС-3D
Почти 65 лет назад на Череповецком металлургическом комбинате была сделана первая плавка — так началась история металлургического лидера, компании «Северсталь». Сегодня ее называют одним из самых рентабельных металлургических предприятий мира, промышленным гигантом, в состав которого входят «Ижорский трубный завод», «Северсталь-метиз», железорудные комбинаты «Карельский окатыш» и «Олкон», угледобывающая компания «Воркутауголь». Но сердцем и ключевым активом «Северстали» по-прежнему остается Череповецкий металлургический комбинат. И именно здесь, на базе ЧерМК, несколько лет назад открылся собственный конструкторский центр «Северстали».
Молодой инженерный коллектив конструкторского центра проектирует новое оборудование, модернизирует существующее и разрабатывает технологии ремонта. Заказчиком выступает не только находящийся под боком Череповецкий металлургический комбинат, но и отдаленные подразделения «Северстали». Сейчас в команде КЦ 60 человек, каждый — эксперт в своей области. Нам удалось заглянуть за производственную кулису и поговорить со специалистами конструкторского центра «Северстали» об инженерных удачах и трудностях при разработке нестандартной, сложной и особо сложной продукции.
Чугуновозы, вагоноопрокидыватели, мостовые краны, коксовозные и коксотушильные вагоны, окомкователи и сушильные барабаны, платформы для перевозки скрапа, грохоты и ковши — далеко не вся продукция, проектируемая инженерами «Северстали» в КОМПАС-3D. Рассказать обо всем, конечно, не получится, мы остановимся на двух самых сложных и интересных изделиях — вагоноопрокидывателе и мостовом кране.
Чугуновозы, вагоноопрокидыватели, мостовые краны, коксовозные и коксотушильные вагоны, окомкователи и сушильные барабаны, платформы для перевозки скрапа, грохоты и ковши — далеко не вся продукция, проектируемая инженерами «Северстали» в КОМПАС-3D. Рассказать обо всем, конечно, не получится, мы остановимся на двух самых сложных и интересных изделиях — вагоноопрокидывателе и мостовом кране.
Перевернуть вагон? Запросто
На ЧерМК каждый день приезжают вагоны с различными грузами. За рабочую смену в 12 часов на завод прибывает 200−250 вагонов (это примерно 14−17 тыс. тонн). Разгрузить вручную такое количество вагонов, естественно, невозможно. Поэтому каждый вагон отправляется в специальное устройство — вагоноопрокидыватель, который переворачивает тяжелый вагон, как игрушку. С пульта управления этой махиной для разгрузки дистанционно руководит машинист.
Груз из перевернутого вагона ссыпается вниз и по конвейеру идет до места назначения, туда, где сырье пройдет специальную подготовку. Потом за дело возьмутся доменщики, сталевары и прокатчики. Получается, что без работы вагоноопрокидывателя может остановиться весь завод.
Груз из перевернутого вагона ссыпается вниз и по конвейеру идет до места назначения, туда, где сырье пройдет специальную подготовку. Потом за дело возьмутся доменщики, сталевары и прокатчики. Получается, что без работы вагоноопрокидывателя может остановиться весь завод.
Если раньше вагоноопрокидыватель был способен разгружать вагоны общей массой до 93 тонн, то новый агрегат способен на выгрузку инновационных вагонов общей массой до 110 тонн — конструктивно
он более совершенен
он более совершенен
В какой-то момент вагоноопрокидыватель нужно было модернизировать — увеличить прочность конструкций и его грузоподъемность. Северсталевцы оценили свои силы и приняли решение проектировать агрегат самостоятельно: раньше машиностроители изготавливали только запчасти для вагоноопрокидывателей. Все работы по изготовлению агрегата (механообработка, производство металлоконструкций, сборка) выполнялись в цехах «Северстали».
В 2017 году модель вагоноопрокидывателя была признана лучшей в номинации «Машиностроение. Свыше 5000 деталей» на Конкурсе асов 3D-моделирования,
который проводит АСКОН
который проводит АСКОН
Евгений Жолондковский,
инженер-конструктор ПАО «Северсталь»
«Наш вагоноопрокидыватель был разработан под новые вагоны увеличенной грузоподъемности, с нуля и полностью в КОМПАС-3D, с применением компоновочной геометрии. В результате получилась достаточно объемная модель — более 7100 уникальных компонентов и более 17 000 элементов в общей сложности! Наш отдел впервые столкнулся с таким интересным и уникальным проектом».
На создание модели вагоноопрокидывателя от получения техзадания до сдачи готовой документации ушло 3−3,5 месяца. В прошлом году агрегат был передан в эксплуатацию в шихтоподготовительный цех и сейчас разгружает вагоны и полувагоны с окатышами и рудой. Если раньше вагоноопрокидыватель был способен разгружать вагоны общей массой до 93 тонн, то новый агрегат способен на выгрузку инновационных вагонов общей массой до 110 тонн — конструктивно он более совершенен.
От точности проведенных расчетов и грамотных технических решений конструкторов, заложенных еще на стадии проектирования грузоподъемной техники, зависит не только жизнеспособность изделия, но и безопасность людей, которые ее эксплуатируют. Новинка оснащена видеокамерами, современной панелью управления и датчиками позиционирования вагонотолкателя. Все это снижает риски травмирования персонала, производящего установку и расцеп полувагона в вагоноопрокидывателе.
От точности проведенных расчетов и грамотных технических решений конструкторов, заложенных еще на стадии проектирования грузоподъемной техники, зависит не только жизнеспособность изделия, но и безопасность людей, которые ее эксплуатируют. Новинка оснащена видеокамерами, современной панелью управления и датчиками позиционирования вагонотолкателя. Все это снижает риски травмирования персонала, производящего установку и расцеп полувагона в вагоноопрокидывателе.
Быстро, бережно, легко
Несколько лет назад на предприятиях «Северстали» началась модернизация кранового оборудования. Раньше компания закупала его у зарубежных производителей, но на этот раз решила обойтись собственными силами. Мостовой кран грузоподъемностью 70 тонн — стал одним из самых масштабных проектов за всю историю конструкторского центра. Длина крана — более 34 метров, вес превышает 248 тонн!
Сейчас новый кран используется для транспортировки и отгрузки слябов (это такие стальные «полуфабрикаты» — прямоугольные плиты) в полувагоны. Также агрегат разворачивает заготовки для их обработки на машине огневой зачистки, где со слябов сжигают поверхностный дефектный слой.
Особенность проектирования и изготовления кранового оборудования в условиях металлургического производства — в ответственности, которую несут эти машины. От их работоспособности зависит бесперебойность технологических процессов. Каждая из 26 000 деталей крана, вплоть до последнего болтика, продумана инженерами самым тщательным образом.
Сейчас новый кран используется для транспортировки и отгрузки слябов (это такие стальные «полуфабрикаты» — прямоугольные плиты) в полувагоны. Также агрегат разворачивает заготовки для их обработки на машине огневой зачистки, где со слябов сжигают поверхностный дефектный слой.
Особенность проектирования и изготовления кранового оборудования в условиях металлургического производства — в ответственности, которую несут эти машины. От их работоспособности зависит бесперебойность технологических процессов. Каждая из 26 000 деталей крана, вплоть до последнего болтика, продумана инженерами самым тщательным образом.
Константин Тутов,
руководитель отдела подъемно-транспортного оборудования
«Это очень серьезный проект, созданный с учетом всех современных требований, предъявляемых к подобному оборудованию, он способен конкурировать с мировыми лидерами краностроения. Конструкция крана состоит из большого числа механизмов, работа которых должна быть надежной и согласованной, а металлоемкость — достаточной для обеспечения бесперебойной работы. Использование КОМПАС-3D позволило нам снизить количество ошибок при компоновке примерно на 90%. Созданную в КОМПАС-3D модель мы передавали в зарубежную расчетную программу. Тандем двух продуктов помогал нам оптимизировать модель с учетом действующих нагрузок, снизить ее металлоемкость и затраты на изготовление».
В прошлом году конструкторы «Северстали» спроектировали еще шесть кранов разных типоразмеров, которые в скором времени будут задействованы в производстве.
Виталий Койнаш,
инженер-конструктор КЦ «Северсталь» о самом востребованном функционале КОМПАС-3D:
«Основной функционал КОМПАСа, который мы используем при проектировании, — создание параметрических моделей узлов на основе компоновочной геометрии, создание листовых деталей, а также ассоциативных чертежей и спецификаций по стандартам ЕСКД. Над большими сборками мы работаем коллективно и для нас важно сохранять преемственность на различных этапах проектирования — от концептуальной модели до рабочей документации.
Сейчас мы работаем в последней версии системы и используем новейший пакет приложений для машиностроения. Я чаще всего работаю с приложениями APM FEM, Оборудование: Металлоконструкции, Оборудование: Трубопроводы, Валы и механические передачи 3D, Механика: Пружины».
Сейчас мы работаем в последней версии системы и используем новейший пакет приложений для машиностроения. Я чаще всего работаю с приложениями APM FEM, Оборудование: Металлоконструкции, Оборудование: Трубопроводы, Валы и механические передачи 3D, Механика: Пружины».
Андрей Баранов,
начальник конструкторского центра «Северсталь» о переходе на КОМПАС-3D:
«Изначально наши конструкторы работали по старинке: на бумаге и кульманах. В начале 2000-х начался постепенный переход на конструкторское ПО иностранного производства (AutoCAD, Inventor, SolidWorks и др.). Однако спустя какое-то время встал вопрос об импортозамещении в области ПО, особую остроту он приобрел после введения антироссийских санкций в 2014 году. Мы выбрали КОМПАС-3D как систему, наиболее полно удовлетворяющую нашим основным требованиям.
Думаю, очевидно, что создавать такую технику в сжатые сроки без 3D-инструмента невозможно. Благодаря 3D-моделированию, параметрической оптимизации и компоновочной геометрии нам удалось снизить сроки проектирования более чем в 1,5 раза. Стала нагляднее прорисовка отдельных узлов и агрегатов в целом, ускорилось согласование с заказчиком применяемых решений, появилась возможность увидеть „узкие“ места конструкции еще на стадии проектирования.
Число пользователей КОМПАС-3D растет, в планах — закупить дополнительные лицензии КОМПАС-3D и программного модуля APM FEM. Жду от новой версии КОМПАСа увеличения быстродействия, для нас это перманентно актуально: мы часто проектируем оборудование, которое состоит из огромного количества деталей и создание ассоциативных чертежей из таких сборок занимает значительное время».
Думаю, очевидно, что создавать такую технику в сжатые сроки без 3D-инструмента невозможно. Благодаря 3D-моделированию, параметрической оптимизации и компоновочной геометрии нам удалось снизить сроки проектирования более чем в 1,5 раза. Стала нагляднее прорисовка отдельных узлов и агрегатов в целом, ускорилось согласование с заказчиком применяемых решений, появилась возможность увидеть „узкие“ места конструкции еще на стадии проектирования.
Число пользователей КОМПАС-3D растет, в планах — закупить дополнительные лицензии КОМПАС-3D и программного модуля APM FEM. Жду от новой версии КОМПАСа увеличения быстродействия, для нас это перманентно актуально: мы часто проектируем оборудование, которое состоит из огромного количества деталей и создание ассоциативных чертежей из таких сборок занимает значительное время».
По словам Андрея Баранова, в будущем КЦ планирует избавиться от чертежей на бумаге, а потом и от чертежей вообще. В производство будет передаваться готовая 3D-модель со всеми параметрами. «В перспективе основные технологические процессы производства изделий заменят аддитивные технологии 3D-печати, это значительно ускорит производственную цепочку „проект-изделие“ и оптимизирует процесс изготовления конечного продукта», — считает Андрей Баранов.
Текст: Анна Ситникова
Поделиться в социальных сетях