Был обследован процесс работы прессов по производству электродов и выработано предложение по использованию в гидравлической системе датчиков давления с выводом информации для архивирования данных.
По технологии производства электродов заготовочный материал в виде металлических стержней последовательно на большей скорости проходит через прессованную электродную массу и попадает, уже как электрод на конвейер для зачистки концов и сушки. В производстве в зависимости от типа электрода требуется для электродной массы создание давление от 150 до 250 кг/см2. В целом установка по производству электродов выполняет свою задачу, однако были выявлены субъективные недостатки, которые существенно влияют на себестоимость выпускаемой продукции:
- электродная масса заправляется в пресс каждые 15 минут с настройкой требуемого давления от 150 до 250 кг/см2 в зависимости от типа и диаметра электрода оператором, далее процесс производства не контролируется (оператор может отлучиться на время от пресса). Таким образом, качество выпускаемых электродов при серийном выпуске может меняться и иметь субъективный характер из-за не поддержания стабильного требуемого давления;
- импульсное производство (давление изменяется в импульсе до 300 кг/см2 – невозможно четко настроить и зафиксировать требуемое давление пресса по индикаторным или стрелочным приборам);
- давление, создаваемое в рабочем цилиндре с электродной массой с помощью масленого насоса, имеет нелинейную характеристику. Требуется увеличение задания до 280 кг/см2 в конце каждого 15 минутного цикла для выталкивания остатков “схватившейся” влажной и липкой электродной массы. То есть давление должно меняться по гиперболическому графику. Учитывая тип массы диаметр электрода, это превращается в неуправляемый процесс.
Как показывают расчеты, на одной линии производится в среднем 30 т электродов в сутки, отклонение давления на прессе в большую сторону на 10% от требуемого. Это приводит к убыткам предприятия по электродной массе в год до 150000$ (данные 2000 г).
Для избегания такого не экономичного производства и улучшения технологии производства электродов, предлагается использование в место применяемых стрелочных индикаторов — датчики давления замкнутые на устройство сбора данных (УСД) с выводом информации непосредственно на месте работы пресса и на автоматизированном рабочем месте (АРМ) оператора и одновременной автоматической регулировкой работы пресса по заданию (см.рис. ниже).
Предлагаемая модернизация пресса позволит:
- Исключить перерасход дорогостоящего электродного материала на каждом типе выпускаемого электрода, тем самым уменьшить себестоимость продукции.
- Облегчить настройку и улучшить качественно позиционирование работающего пресса, за счет точного расчета и усреднения величены в контроллере и вывод информации о давлении в рабочем цилиндре в реальном времени на табло.
- Своевременно корректировать давление на прессе в конце каждого цикла, с помощью оператора по сигналу с контроллера.
- Хранить технологию прессования на требуемую глубину по времени по каждому типу электродов и определять себестоимость выпускаемой продукции.
- Сделать производство электродов не зависимым от субъективных способностей обслуживающего персонала.
- Систематизировать производительность электродов предприятия по всем рабочим линиям.
При этом необходимо отметить:
- при модернизации производственных линий технология и принцип работы сохраняются;
- окупаемость только по оборудованию без учета проектирования и монтажных работ – 1 месяц.
В соответствии с проводимыми расчетами предлагается следующее оборудование:
- Стоимость оборудования
- Общая стоимость товара
- Транспортные условия и транспортные расходы
- Условия оплаты:
- Срок поставки.
- Срок гарантии
| Наименование товара | Ед. изм | Кол-во | Цена за ед. без НДС, руб. | Стоимость без НДС, руб. |
| Система контроля и учета электродного материала на одном прессе | ||||
| Компьютер на АРМ (Сервер) | шт | 1 | ||
| Плата ввода (на 4 канала) RS485 | шт | 1 | ||
| Устройство бесперебойного питания | шт | 1 | ||
| Блок питания 220В/24В 400 мА | шт | 1 | ||
| Модуль аналогового ввода на 1 канал с интерфейсом RS-485 | шт | 1 | ||
| Датчик давления до 800С(Н=0-250 бар), с установкой нуля, IP67 фирмы | шт | 1 | ||
| Кабель экранированный | м. | XXX | ||
| ПО верхний уровень | шт | 1 | ||
| Частотно-регулируемый преобразователь | шт | 1 | ||
| Итого без НДС: XXXXXXX руб. | ||||
Расчет экономической эффективности по использованию в гидравлической системе пресса датчиков давления с выводом информации для архивирования данных и регулирования давления в конце каждого цикла.
Исходные данные за 2000 г.:
Производительность одной линии по выпуску электродов в сутки – в среднем 30 т. Усредненная стоимость одной тонны всех типов электродов приблизительно равна 12000 рублей, где около половины приходится на электродную массу (справочник “Строй Маркет”- 2000 г.).
В настоящее время для сравнения тонна всех типов электродов приблизительно равна 250000 руб.
Учитывая, что соотношение масс металла к электродной массе, как 3/2, а стоимость тонны сварочной проволоки с диаметром 4 мм. равна 6500 руб. (125000 руб в 2026г), то цена электродной массы составит 14900 рублей за тонну (около 110 000 руб. в 2026г). Таким образом, на каждую тонну выпускаемой продукции приходится около 370 кг электродной массы стоимостью в 5500 рублей (14,9 руб. за кг.) или около 300 руб. за кг в 2026г.
Вследствие неравномерности отстройки пресса, электродная масса может ложиться на металлический стержень с различной плотностью, а, следовательно, будет меняться вес электрода и всей партии в целом. Так при увеличении давления на 10% электродная масса нарастает также пропорционально, а вес продукции на 4%. Себестоимость продукции при этом возрастает на 5% (на 551 руб.).
Пример:
- существующая стоимость электрода 12000р., из них – 6500р. (металлический прут) + 370х14,9=5513р.(электродная масса);
- при увеличении на 10% стоимость электрода составит 12564р., из них 6500р. остаётся (металлический прут) + (370 + 37(10%))х14,9=6064р , где 37 кг потерь (10%) на каждой тонне электродной массы.
Выбор электрода с диметром 4 мм сориентирован как основной выпускаемый продукт из ассортимента 2,3,4,5,6 мм. Расчеты показывают, что при круглосуточной работе одной линии при превышении давления в прессе на 10%, перерасход электродной массы на выпускаемую продукцию за сутки составит на сумму 16530 рублей, а в год при учете двух дней на регламентные работы в месяц – 4297800 руб. При пересчёте на 2026 год потери с сутки составят: 37кг (10%) х 300руб.х 30 = 333000 руб., а в год 333000 х 363(дня) больше 120 млн. руб.
Установка давления в прессе на 10% и более происходит из-за нелинейной характеристики процесса выдавливания электродной массы. По технологии масса в сильно влажном, липком и прессованном состоянии, загружаемая каждые 15 минут, имеет свойство застывать и поэтому требует в конце каждого цикла увеличение давления.
Для избежания такого явления, существует вероятность того, что оператор задает завышенное давление с целью избежания нелинейной характеристики, а за счет увеличения давления и сокращения 15 минутного цикла — увеличивается плотность электродной массы. Упаковка электродов весит больше, а стоимость её такая же.
ВЫВОДЫ:
- Для предупреждения объективно возникающих убытков при производстве, необходимо взвешивать каждую выпускаемую партию электродов и определять среднюю стоимость упаковки по весу, а не количеству, в противном случае использовать второй пункт выводов.
- Использовать систему учета и архивирования работы пресса и установить информационное табло для четко отстройки оператором давления в соответствии с технологией производства, особенно в конце каждого цикла. Это позволит:
- объективно оценивать работу любой смены в любое время суток и облегчить работу оператора за счет выравнивания информационного потока по давлению и отображения его на табло;
- предупреждать оператора о конце цикла о необходимости изменения давления;
- улучшить технологию производства электродов;
- анализировать и знать рентабельность производства.
