Кузнечное оборудование

В условиях современной горячей и тёплой штамповки выбор и использование смазок становятся стратегическим инженерным решением. Это уже не просто вспомогательный материал, а элемент, напрямую влияющий на стабильность процесса, ресурс штампов и итоговое качество продукции. В продолжение первой части статьи рассмотрим современные смазочные системы, методы нанесения и ключевые инженерные параметры, которые следует учитывать при выборе.

Синтетические смазки на солевой основе: эффективность на грани тепла

Смазки на основе солей, получаемые в результате кислотно-щелочных реакций, зарекомендовали себя как эффективное решение для тёплой штамповки. Они обеспечивают:

• стабильное охлаждение инструмента;

• минимизацию прилипания металла к штампу;

• локализованную смазку в ответственных зонах;

• высокую чистоту рабочего пространства.

Особенно хорошо себя проявляют при производстве деталей с высокой точностью, таких как шестерни, соединения и серьги. Эти составы создают эластогидродинамическую смазочную плёнку (на средней части кривой Штрибека), защищая контактные поверхности при высоких давлениях.

Смазка как инженерное уравнение

Выбор смазки — это не вопрос бренда, а задача многофакторной оптимизации, включающая:

Важно: корректный подбор рецептуры смазки с учётом этих факторов снижает износ оборудования и увеличивает междуремонтный интервал.

Прорывы в области покрытий и трибологических решений

Последние разработки в области смазок включают:

• Мягкие графитовые плёнки, обеспечивающие отличную распыляемость, чистоту и адгезию;

• Толстослойные твёрдые покрытия, применяемые в экстремальных зонах износа;

• Антиэлектростатические добавки, устраняющие помехи от перераспыления;

• Эмульсии нового поколения, преодолевающие эффект Лейденфроста и обеспечивающие смачивание при >290 °C;

• EP-добавки (Extreme Pressure) и фрикционные модификаторы, снижающие силу деформации и повышающие износостойкость штампа.

Эти решения особенно важны при изотермической ковке алюминиевых, медных и титановых сплавов, где температурный контроль и равномерность смазки критичны.

Нанесение и обращение: важные, но забытые аспекты

Эффективность любой смазки обнуляется без правильного способа нанесения. Распыление остаётся предпочтительным методом при температуре штампа до 290 °C, но только при условии:

• правильной формы и направления факела;

• оптимального давления подачи;

• соответствующего размера капель.

Особое внимание уделяется перемешиванию, особенно в графитовых системах: геометрия мешалки, скорость и расположение лопастей прямо влияют на стабильность состава и эффективность работы.

Вывод: от расходника — к инструменту технолога

Современные смазки для горячей и тёплой штамповки — это уже не расходный материал, а часть трибологической стратегии производственного процесса. Их правильный подбор и применение позволяют:

• продлить срок службы штампов;

• уменьшить время простоя оборудования;

• улучшить качество поверхности поковок;

• снизить общее энергопотребление.

💡 Совет от эксперта: при внедрении новых рецептур смазок обязательно проводить серию пробных отштамповок с детальной оценкой износа, прилипания и изменения геометрии.

💬 Если вы хотите модернизировать процесс штамповки, снизить износ штампов или повысить стабильность производства — обращайтесь к нам. Мы поставим надёжное кузнечно-прессовое оборудование, предложим технические решения под вашу задачу и поможем повысить эффективность производства.

📞 Звоните: +7 (343) 363-34-44
📩 Или напишите нам через форму на сайте.

Горн — это фундаментальное оборудование в кузнице, предназначенное для нагрева металлов до высоких температур. Современные конструкции позволяют достичь температуры выше 1100 °C, что необходимо для проведения операций ковки, цементирования и другой термообработки.

История горна

Первые прообразы горна появились ещё в IV тысячелетии до н.э. на территории современного Израиля. Уже к III тысячелетию до н.э. подобные печи получили широкое распространение и стали незаменимыми в работе древних металлургов. С тех пор конструкция горна претерпела множество изменений, адаптируясь под нужды кузнецов и металлургов.

Конструкция горна

Современные горны могут быть классифицированы по следующим признакам:

Закрытые горны позволяют значительно сократить теплопотери и снизить риск возгорания, однако могут ограничивать работу с крупногабаритными заготовками. Для решения этой проблемы в конструкции может быть предусмотрен выдвижной люк.

Рис. 1. Простой открытый горн, собранный из огнеупорного кирпича.

Рис. 2. Закрытый настольный горн на твёрдом топливе, используемый в небольшой кузнице.

Рис. 3. Конструкция передвижного горна: устройство, элементы и принцип действия.

Основные элементы горна:

• опорная стальная рама;

• футеровка (огнеупорный кирпич);

• шиберная заслонка;

• дымоотвод;

• вентилятор или турбина (в зависимости от конструкции);

• зольник (для удаления продуктов сгорания).

Электрические горны — современное решение для промышленных производств. Они не требуют вывода дымовых газов и обеспечивают равномерный нагрев. Однако высокая стоимость делает их малодоступными для индивидуального использования.

Использование горна в кузнечном деле

Горн занимает центральное место в кузнице. Именно здесь металл нагревается до необходимой температуры для его последующей обработки. Температура в горне может достигать 1100 °C и выше — этого достаточно для большинства операций:

• горячая ковка;

• отпуск и закалка;

• цементирование;

• пайка и сварка.

Основной инструмент для работы с горном:

• кузнечные клещи;

• зубила;

• подсечки;

• раскатки;

• молоты различных типов.

Современное кузнечное производство требует точного контроля температуры, равномерного прогрева заготовки и эффективной теплопередачи. Всё это возможно при правильно подобранной конструкции горна и использовании качественного топлива или электронагревателей.

Заключение

Горн — это не просто печь, а важнейшая часть кузнечного оборудования, от которой зависит качество готового изделия. Выбор конструкции, типа топлива и функциональных элементов горна должен соответствовать целям и условиям производства.

📌 Если вы подбираете оборудование для своей кузницы — от простого горна до полноценной линии горячей ковки — свяжитесь с нами. Поможем подобрать оптимальное решение с учётом задач и бюджета.

По мере того как процессы ковки усложняются, возрастает значение правильно подобранной смазки. Она напрямую влияет на срок службы ковочных штампов, качество поковок и эффективность работы кузнечно-прессового оборудования. Современные смазочные материалы — это уже не просто вспомогательное средство, а полноценный стратегический параметр, определяющий стабильность и результативность горячей штамповки.

Смазка как инженерный инструмент

В условиях высоких температур и коротких рабочих циклов смазка должна выполнять сразу несколько функций:
• Снижать трение между заготовкой и штампом;
• Отводить тепло;
• Предотвращать прилипание заготовки к инструменту;
• Обеспечивать стабильное течение металла;
• Минимизировать экологические и производственные издержки.

Классы смазок и режимы смазывания

Выбор состава и способа нанесения зависит от конкретного технологического процесса. Важно не добиваться минимального коэффициента трения, а подобрать оптимальный режим смазывания. Это позволяет избежать дефектов типа переполнения полости и нарушения геометрии поковки.

Графит в воде

Наиболее распространённый тип смазки — графитовые суспензии на водной основе. Вода служит носителем, а графит обеспечивает формирование граничной защитной плёнки. Современные технологии диспергирования позволяют достичь равномерного покрытия и снижения расхода.

Преимущества:
• Надёжная защита штампа;
• Контролируемое течение металла;
• Совместимость с автоматизированными линиями;

Графит в масле и гибридные эмульсии

При экстремальных температурах (>315 °C) применяются графитосодержащие составы на масляной основе. Они работают в смешанном режиме (гидродинамическом и граничном) и подходят для цветных металлов и авиационных поковок.

Гибридные эмульсии (масло + вода + графит) обеспечивают охлаждение и теплоизоляцию, повышая стабильность процесса в условиях высокой температуры и агрессивной среды.

Благодаря современным разработкам такие составы стали экологичнее и технологичнее, а значит — востребованы на автоматизированных участках горячей штамповки.

Продолжение следует: в следующей части мы рассмотрим синтетические и безграфитовые смазки, а также особенности их применения на линиях с ЧПУ и роботизированных участках.

Если вы подбираете решение по смазке или модернизируете ковочный участок — мы поможем подобрать оптимальные составы и оборудование под ваши задачи. Свяжитесь с нами для консультации.

Принятие решения о ремонте или замене ковочного пресса — важный шаг для любого кузнечного производства. Такая модернизация требует технической оценки, экономического анализа и расчёта эффективности. Рассмотрим, как грамотно обосновать необходимость ремонта или покупки нового пресса.

1. Оценка технического состояния оборудования

Для начала необходимо определить, соответствует ли пресс текущим производственным требованиям:
• Достаточна ли скорость и усилие для актуальных задач?
• Соблюдаются ли допуски на качество поковок?
• Возможна ли модернизация отдельных узлов (например, системы подачи)?

Если ответы на эти вопросы вызывают сомнения — пора проводить инспекцию.

Ключевые этапы технической инспекции:

• Измерение параллельности плит по углам
  • Проверка зазора вертикального подъема
  • Анализ состояния резьбы, шатунов, втулок, направляющих
  • Контроль износа кривошипа и люфта
  • Состояние системы смазки и вибраций

2. Расчёт эффективности (OEE) пресса

Для обоснования ремонта или замены важно посчитать Общую эффективность оборудования:

• Доступность = (480 – 40 – 20) ÷ 480 = 91%
• Производительность = (800 ÷ (420 × 2)) × 100 = 95%
• Качество = 750 ÷ (750 + 30 + 20) × 100 = 94%

Итоговая эффективность OEE = 91% × 95% × 94% ≈ 79%
Если показатель ниже 85%, есть повод для модернизации.

3. Экономика: ремонт или покупка нового?

Финансовая часть должна учитывать:
• Стоимость ремонта с учётом демонтажа, логистики, установки и простоя
• Потери производительности (до 20%) при любом сценарии
• Срок окупаемости нового оборудования
• Долговечность, точность, износ направляющих и толщина фланца

Иногда 10% роста производительности после ремонта оправдывает вложения.

Вывод

Регулярная инспекция и расчёт эффективности пресса позволяют принять стратегически верное решение. При низком показателе OEE, высоком износе или нестабильной работе оборудование стоит либо модернизировать, либо заменить. Современные горячештамповочные прессы и системы автоматизации обеспечат стабильность, безопасность и высокую точность ковки.

Современное производство железнодорожных компонентов требует высокой точности, прочности и технологической надёжности. Именно поэтому ведущие предприятия переходят на производство кованых изделий, в том числе железнодорожных колёс, с использованием кузнечно-прессового оборудования нового поколения. Такие решения обеспечивают стабильное качество, высокую производительность и экономическую эффективность при массовом выпуске поковок.

Почему стоит инвестировать в современные линии ковки?

Сегодняшние стандарты железнодорожной отрасли диктуют строгие требования к геометрии, твёрдости, плотности и повторяемости параметров заготовки. Достичь этого можно только на автоматизированных линиях горячей штамповки, в состав которых входят:

• Индукционные нагреватели с точной регулировкой температуры;

• Прессы для предварительной и окончательной ковки с высокой жёсткостью;

• Гидравлические и механические прессы усилием до 100 000 кН;

• Манипуляторы, щипцы и захваты для точного позиционирования и переноса;

• Калибровочные и прокатные станки для обработки профиля;

• Станки для сверления и расточки отверстий;

• Системы лазерного измерения, маркировки и дефектоскопии;

• Автоматические загрузочные системы, тележки, накопители.

📌 Такие комплексные решения позволяют минимизировать влияние человеческого фактора, снизить количество брака и обеспечить надёжный цикл штамповки.

Оборудование для высокоточной горячей штамповки

Одним из ключевых этапов производства является финальная ковка заготовки. Для этого применяются горячештамповочные прессы, которые:

• Обеспечивают стабильную осевую нагрузку;

• Гарантируют точную повторяемость операций;

• Поддерживают высокую динамическую нагрузку при прокатке обода и обработке ступицы;

• Интегрируются с системой автоматического контроля параметров в реальном времени.

На таких линиях возможно производство как железнодорожных колёс, так и других массивных поковок, требующих точности и высокой прочности.

Универсальность и адаптация под задачи клиента

Инфраструктура линий может быть адаптирована под широкий спектр изделий:

• Оси и валы;

• Тормозные диски и ступицы;

• Муфты, фланцы, кольца;

• Крупногабаритные соединительные элементы.

Комплексное кузнечно-прессовое оборудование позволяет:

• 📈 Быстро запустить новое производство;

• ⚙️ Интегрировать линию в действующий цех;

• 🔧 Снизить технические риски;

• 👷‍♂️ Получить техническое сопровождение и сервис от поставщика.

Это особенно важно для предприятий, стремящихся локализовать производство и повысить независимость от импортных компонентов.

Кому подойдут такие решения?

✅ Кузнечно-прессовым заводам, которые хотят увеличить выпуск поковок и автоматизировать процессы;

✅ Машиностроительным предприятиям, работающим с крупными и точными деталями;

✅ Железнодорожным ремонтным депо, желающим внедрить собственное производство компонентов;

✅ Инжиниринговым компаниям, проектирующим автоматизированные производственные участки.

Хотите рассчитать линию под ваш продукт?

Мы поможем подобрать прессы, линии горячей штамповки и автоматизацию, учитывая вашу специфику. Готовые решения "под ключ" позволяют ускорить внедрение и выйти на стабильное производство в кратчайшие сроки.

📞 Свяжитесь с нами — подберём оптимальную конфигурацию оборудования, рассчитаем рентабельность и организуем техническую поддержку на всех этапах.

Китайское машиностроение и внутренний рынок играют ключевую роль в трансформации мировой тяжёлой промышленности. Быстрое развитие промышленного сектора Китая открывает значительные возможности как для местных компаний, так и для иностранных производителей промышленного оборудования и инвесторов, желающих выйти на этот перспективный рынок.

История и путь развития

На северо-востоке Пекина, за четвёртым транспортным кольцом, когда-то располагался промышленный центр Дашаньцзы — один из символов китайской тяжёлой промышленности. Основанный в 1957 году при активном участии советских специалистов и с применением оборудования из Восточной Германии, комплекс Дашаньцзы в первые годы существования КНР стал залогом индустриализации страны.

Сегодня всё изменилось: на месте цехов теперь работают художественные галереи, а бывшие производственные корпуса превращены в арт-пространство 798. Китайское машиностроение переехало в современные промышленные парки, оснащённые передовыми линиями и цифровыми технологиями. Из страны, зависящей от зарубежных технологий, Китай превратился в одного из крупнейших мировых производителей промышленного оборудования.

Масштабы отрасли и рост экспорта

Согласно данным Всекитайской федерации машиностроения, к 2009 году объём производства машиностроительной отрасли Китая достиг 1,6 трлн долларов — в четыре раза больше показателя десятилетней давности. Сегодня КНР — мировой лидер по объёмам выпуска промышленного оборудования, и около четверти произведённой продукции экспортируется. По темпам роста экспорта машиностроение уступает лишь электронике.

До 2003 года Китай ввозил больше машиностроительной продукции, чем экспортировал, однако уже к 2007 году обогнал Германию и стал крупнейшим экспортёром в мире. В 2009 году на долю КНР приходилось 16% всего мирового производства промышленного оборудования. Такой рост стал возможен благодаря сочетанию дешёвой рабочей силы, государственной поддержки и активного внедрения иностранных технологий.

Ценовые преимущества Китая

С точки зрения ценовой конкуренции китайские производители промышленного оборудования остаются практически недосягаемыми. Например, в 2009 году Китай стал крупнейшим экспортёром лесопильного оборудования со средней ценой FOB всего 92 доллара за единицу. Для сравнения, мексиканские машины обходились в 247 долларов, а итальянские — в 585 долларов.

Такая разница в ценах объясняется в первую очередь дешевизной рабочей силы. В китайском машиностроении занято около 20 миллионов человек. При этом в 2008 году средняя часовая ставка составляла лишь 40 центов, в то время как в США, Германии или Японии аналогичные специалисты получали не менее 20 долларов в час.

Однако в последние годы Китай делает ставку не только на массовость и низкую цену, но и на качество. Число квалифицированных инженеров и технических специалистов выросло кратно благодаря реформам в системе образования. В 2010 году в стране выпускалось более 700 000 инженеров ежегодно, против 200 000 в 2000 году. Это позволяет Китаю уверенно конкурировать на рынке не только количеством, но и технологическим уровнем.

Поддержка со стороны государства

Развитие машиностроительной отрасли в Китае во многом стимулируется государственной поддержкой. Производителям предоставляются субсидии, льготы по НДС при экспорте, сниженные процентные ставки по кредитам.

Яркий пример — компания Shandong Molong Petroleum Machinery Co., получившая в 2009 году свыше 16 млн долларов господдержки, включая субсидии, налоговые льготы и компенсации расходов на НИОКР. Такая политика позволяет китайским компаниям сохранять конкурентное преимущество перед иностранными производителями, несмотря на снижение таможенных пошлин после вступления КНР в ВТО.

Роль иностранных инвестиций

Несмотря на государственную поддержку местных предприятий, Китай остаётся привлекательным для иностранных инвесторов в машиностроении. Благодаря вливаниям иностранного капитала производственные мощности в стране быстро достигли мирового уровня, а жёсткие требования международных заказчиков стали драйвером роста качества китайской продукции.

С начала 1990-х годов Китай стал крупнейшим получателем иностранных инвестиций среди развивающихся стран. В 2009 году страна заняла второе место в мире по объёму ПИИ, уступив лишь США, причём почти половина этих инвестиций пришлась на промышленный сектор.

По оценкам, к 2010 году предприятия с иностранным капиталом обеспечивали до 55% всего китайского экспорта. При этом иностранные технологии часто переходили к местным компаниям, либо через мобильность кадров, либо через более прямые механизмы.

Иностранные компании в Китае

Многие иностранные корпорации не только продают оборудование в Китае, но и создают здесь свои производственные мощности. Среди них:

• Rolls-Royce — заключил контракт на 1,2 млрд долларов с China Eastern Airlines, поставляя и обслуживая авиационные двигатели. Компания также инвестировала в совместные предприятия и учебные центры в Китае.

• General Electric — создала 36 предприятий в Китае и инвестировала 2 млрд долларов в производство энергетического оборудования.

Иностранные компании выигрывают за счёт узнаваемости бренда, высокого качества продукции и сервисного обслуживания, что часто становится решающим аргументом для китайских заказчиков.

Китайские производители выходят в мир

Тем временем сами китайские машиностроительные компании активно расширяются на международные рынки. Примеры таких сделок:

• Shanghai Electric Corp. приобрела 75% акций японской Ikegai.

• Harbin Measuring Tool купила немецкую Kelch GmbH.

• Zhejiang Hongsheng Group приобрела немецкого производителя ткацкого оборудования Grosse Webereimaschinen.

Особенно активно на зарубежных рынках развиваются производители строительного оборудования — такие как Sany и Zoomlion. Sany построила заводы в Индии, Германии, Бразилии и США, инвестировав сотни миллионов долларов.

Хотя китайские бренды пока уступают по узнаваемости таким гигантам, как Caterpillar или Komatsu, они уверенно сокращают разрыв, снижая зависимость от иностранных технологий и выстраивая собственные конкурентные преимущества.

Холодная микро-ковка (MCF) становится ключевой технологией в современном ковочном производстве для повышения ресурса и снижения затрат на изготовление и ремонт кузнечных штампов. Этот метод позволяет существенно уменьшить износ штампов и продлить их срок службы, что особенно важно для горячей объемной штамповки, где штампы работают в экстремальных условиях температуры и механических нагрузок.

Механизмы износа штампов и их решение

Кузнечные штампы подвержены двум основным видам усталости:

• Механическая усталость в холодной ковке при многократном контакте с заготовкой.

• Термическая усталость в горячей ковке, вызывающая разгарные трещины из-за циклов нагрева и охлаждения.

Также значительный вклад в износ вносит абразивное истирание, когда материал заготовки проходит по поверхности матрицы. Здесь решающую роль играет твердость и шероховатость поверхности штампа.

Технология микро-ковки (MCF)

Микро-ковка — это процесс обработки поверхности, выполняемый электромагнитно-управляемым кузнечным молотком, закреплённым на роботе или станке с ЧПУ. Этот метод позволяет не только повысить твердость рабочей поверхности, но и улучшить её шероховатость.

Рисунок 1. Кузнечное устройство для холодной микро-ковки, установленное на роботе Kuka.

Во время обработки станок перемещает молоток по поверхности штампа, нанося до 500 ударов в секунду с регулируемой силой до 400 фунтов на удар. Это обеспечивает равномерную деформацию поверхности и улучшение её эксплуатационных характеристик.

Рисунок 2. Работа ковочного устройства на поверхности кузнечного штампа.

Увеличение твердости и срока службы

Благодаря процессу микро-ковки, твердость поверхности штампа может увеличиться до глубины 1,4 мм. Например, в стали AISI 1045 твердость возрастает на ~9,9%, что значительно замедляет износ.

Одним из наших клиентов было отмечено, что после внедрения технологии срок службы штампов увеличился на 95%, а в некоторых случаях — в 10 раз.

Контроль шероховатости поверхности

Оптимальная шероховатость поверхности штампа для горячей ковки — Ra 0,51–1,5 мкм. MCF позволяет достигать именно таких параметров, исключая дефекты и улучшая удержание смазки, что положительно сказывается на процессе ковки.

Рисунок 3. Измельченный образец (переход от фрезерованной поверхности к обработанной микро-ковкой).

Преимущества автоматизации процесса

Использование микро-ковки вместо ручной полировки имеет целый ряд преимуществ:

✅ снижение человеческого фактора и ошибок;
✅ высокая повторяемость результата;
✅ сокращение времени обработки;
✅ отсутствие риска для здоровья работников при работе с пылью от полировальных паст.

Для производителей, ориентированных на повышение ресурса штампов, микро-ковка становится надежным инструментом снижения затрат и повышения стабильности производства.

В 2012 году компания OTTO FUCHS из Германии рассмотрела свои будущие стратегии роста и решила инвестировать в огромный новый пресс для поставки больших поковок из титана и алюминия, главным образом, в аэрокосмический сектор.
Компания Weber Metals Inc. из Парамаунта, штат Калифорния, начала свою деятельность более 70 лет назад как металлолом. Вначале его основатель, Эдмунд Л. Вебер, увидел возможность выйти за рамки металлургического бизнеса, используя свое оборудование для предоставления услуг по ковке растущей аэрокосмической отрасли, которая развивалась в основном на западном побережье США. «Боинг» был его основным клиентом, предоставив базу, которая превратилась в операцию, обслуживающую ведущие аэрокосмические компании по всему миру.

Когда Вебер умер в 1974 году, он оставил компанию своей жене, которая выставила ее на продажу в 1979 году. Немецкая компания Otto Fuchs Metallwerke купила компанию у вдовы Эдмунда Вебера. На момент продажи Вебер нанимал 60 человек, занимал восемь зданий общей площадью 122 000 квадратных футов и располагался на 11 акрах земли. Три пресса с открытой матрицей, которые первоначально использовались в то время, все еще работают сегодня.

У новых владельцев Weber Metals были серьезные стратегии роста. В период между 1980 и 1990 годами возможности завода были расширены за счет установки более крупных гидравлических ковочных прессов с закрытым штампом, в том числе пресса с закрытым штампом «Mesta» на 33 000 тонн, который подделывает большие алюминиевые и титановые детали.

Расширение в течение 1990-х годов в качестве основного поставщика аэрокосмической поковки из алюминия и титана, завод вырос до более чем 280 000 квадратных футов под крышей, охватывающей более 20 акров собственности. Прочные альянсы с ключевыми клиентами и расширенные возможности компании, включая выход на титан, помогли увеличить свою долю на рынке.

Решение об инвестировании

На 32-й технической конференции FIERF, состоявшейся в сентябре прошлого года в Лонг-Бич, Калифорния, Джастин Оуэн из Weber Metals выступил с докладом о процессе, с помощью которого OTTO FUCHS (OF) / Weber Metals приняли решение инвестировать 180 миллионов долларов в то, что они называют Самый большой ковочный пресс в Северной Америке. Это стало крупнейшим инвестиционным решением в истории компании.

Примерно в 2004 году OF начал официальный стратегический план роста. Он определил свои основные компетенции и основные рынки. Опираясь на оптимистичные прогнозы авиационно-космической отрасли в отношении количества эксплуатируемых воздушных судов и потенциального спроса на новые самолеты, OF приняла решение инвестировать в увеличение мощности ковки для поддержки рынка аэрокосмических турбин и конструкционной ковки.

Валовой доход OF увеличился в три раза с 2004 по 2012 год, и компания предусматривала ограничения мощностей, которые ограничат ее будущий рост. Следовательно, в 2012 году компания начала процесс принятия решений относительно того, во что инвестировать и где должно быть расположено любое расширение. В рамках своих решений, принятых на первом этапе, OF решила инвестировать в один гидравлический ковочный пресс, чтобы обеспечить возможности ковки для полного обслуживания рынка всех крупных и средних поковок из титана и алюминия. Они также решили, что инвестиции будут сделаны в Северной Америке.

В 2014 году компания Boeing представила свой 20-летний прогноз рынка, согласно которому мировой самолетный парк за это время удвоится. С течением времени и растущим экономическим давлением OF рассмотрела два этапа исследований о том, где в Северной Америке разместить новый гидравлический ковочный пресс. Кроме того, они должны были выбрать поставщика ковочного пресса, среди немногих, которые могли бы на самом деле спроектировать и построить такое массивное оборудование, а также генерального подрядчика, который мог бы выкопать и залить фундамент для такого гидравлического ковочного пресса и построить здание для размещения пресса, и его вспомогательного оборудования.

Со всеми основными решениями, принятыми 16 апреля 2014 года, компания OF открыла свои двери в калифорнийском кампусе Weber Metals. СМС-группа получила контракт на постройку гидравлического ковочного пресса. Инвестиции в размере 180 млн. долл. США привели к созданию комплекса гидравлического пресса усилием 60 000 тонн, предназначенного для производства поковок из алюминиевых и титановых сплавов для авиационно-космического рынка, в частности, для коммерческих и военных планеров, шасси, вертолетов и аэротурбин, а также для супер-больших поковок, необходимых в других отраслях.

Пресс на 60 000 тонн

Не часто можно увидеть какой-то предмет оборудования и вспомнить слово «величественный», но новый пресс в Weber Metals вдохновила именно на эту мысль. В рамках хорошо организованного тура заинтересованные участники Технической конференции FIERF посетили новое здание.

— Фото рабочего у пресса с конусным инструментом и раскалённой поковкой.

Пресс находится в центре цеха в здании площадью 111 000 квадратных футов, построенного для его размещения, а также печей, мобильных манипуляторов, мостового крана и другого оборудования, используемого для поддержки работы этого гидравлического ковочного пресса. Кроме того, в здании есть специальные складские и логистические помещения.

— Общий вид зелёного насосного оборудования (гидросистемы).

Насосное помещение содержит два больших резервуара с гидравлической жидкостью. Жидкость доставляется по требованию во время работы пресса многочисленными выровненными насосами в комнате.

Пресс изготовлен из 9920 тонн стали — на 23% больше, чем стали, использованной для строительства Эйфелевой башни. Трейлер негабаритного размера, используемый для перевозки тяжелых компонентов, был почти таким же длинным, как футбольное поле (включая конечные зоны). Для получения всех основных компонентов ковочного пресса на месте потребовалось более 35 сценариев тяжелых перевозок. Фундаментная плита весом более 2000 тонн была самым тяжелым компонентом для установки.

Насосная комната - чудо гидротехники

— Фото зелёного насосного агрегата крупным планом.

Эта массивный гидравлический ковочный пресс имеет номинальное усилие 60 000 тонн, что эквивалентно весу 30 000 пикапов Ford F-150. Он имеет гидравлический прямой привод с технологией частотно-регулируемого привода. Это пресс с отжимом и предварительно напряженными стяжками. Пресс имеет ход 78,75 дюйма и максимальную скорость при полной силе 0,63 дюйма/сек (37,8 дюйма/мин). Размеры стола составляют 6000 мм x 3000 мм (236 дюймов x 118 дюймов).

Гидравлический ковочный пресс имеет четыре верхних и четыре нижних балансировочных цилиндра, а также четыре возвратных цилиндра. Пресс настолько большой, что в ручном режиме те, кто им управляют, не видны друг другу. Они должны одновременно нажимать кнопки на двух рабочих станциях после проверки состояния «очистки» со всех сторон до начала процесса ковки.

Это странная, но буквально точная игра слов, чтобы сказать, что этот гидравлический ковочный пресс впечатляет, просто глядя на нее с уровня земли. Однако одинаково впечатляющими были все опорные конструкции, резервуары и насосы для гидравлической жидкости, электрические системы, системы отопления и охлаждения, лабиринты трубопровода и т. д., которые простираются на несколько уровней (почти 80 футов) ниже уровня земли. На фундаментном и подземном уровнях гидравлического ковочного пресса и его подземных работ потребовалось 34 000 тонн бетона, 1600 тонн стальной арматуры и 1400 тонн других закладных. Для строительных плит потребовалось еще 8700 тонн бетона.

— Фото ряда красных труб с надписями Hydraulic Oil.

— Фото разветвлённой системы красных труб и соединений в помещении.

Насосное отделение, метафорически являющееся сердцем операции прессования и ковки, содержит два больших резервуара, емкость которых превышает 100 000 галлонов высококачественной гидравлической жидкости. Множество насосов в помещении перекачивают гидравлическую жидкость под высоким давлением к рабочим элементам гидравлического ковочного пресса в соответствии с требованиями, когда пресс работает и находится в режиме ковки.

Производительность любого кузнечного или штамповочного цеха напрямую зависит от эффективной логистики заготовок. Правильная организация транспортировки между участками и оборудованием — залог высокой скорости и ритмичности производства. Для решения этих задач используются разные виды кузнечных манипуляторов: мобильные, рельсовые, подвесные и специализированные установки для кольцевой прокатки. В этой статье разберем, какие бывают манипуляторы, в чем их особенности и как выбрать оптимальное оборудование для вашего цеха.

Почему важен правильный выбор кузнечного манипулятора

При выборе манипуляторов для кузнечного цеха нужно учитывать множество факторов:

• площадь цеха и рабочей зоны;

• количество и расположение обслуживаемых печей, прессов, прокатных станов;

• наличие других кранов или транспорта в зоне работы манипулятора;

• точность позиционирования, необходимая в производстве;

• номенклатура поковок и размеры партий;

• геометрия и масса заготовок;

• заданное время цикла.

Важно ориентироваться не только на цену оборудования, но и оценивать долгосрочные эксплуатационные затраты, производительность и гибкость системы. Дешевое краткосрочное решение может оказаться более затратным в перспективе.

Мобильные транспортные кузнечные манипуляторы

Мобильные транспортные манипуляторы отлично подходят для больших цехов, где требуется быстро обслуживать сразу несколько единиц оборудования: печей, ковочных прессов или прокатных станов. Они обладают высокой маневренностью, способны быстро перемещаться между зонами и легко справляются с большими расстояниями.

Большинство таких машин оснащены дизельными двигателями, однако если манипулятор работает в пределах одной линии, возможно питание от кабеля для работы электрогидравлического насоса. Это снижает эксплуатационные затраты, устраняя необходимость дозаправки.

Рисунок 1. Мобильные транспортные манипуляторы

Ключевое преимущество мобильных манипуляторов — высокая маневренность. Задние колеса часто имеют поворот ±90°, что позволяет разворачиваться на месте. Система жестких рычагов обеспечивает щипцам параллельный подъем, наклон и боковое смещение — важные возможности для работы с поковками.

При этом важно помнить, что вилочные погрузчики не заменят полноценных манипуляторов. У них плохой обзор, малая устойчивость к высоким температурам и значительная изнашиваемость при работе в условиях кузнечного производства.

Мобильные манипуляторы с выдвижными щипцами

В условиях ограниченного пространства, например на кольцепрокатных производствах, особенно важна возможность выдвижения щипцов для загрузки и разгрузки глубоких печей или станков. После работы щипцы убираются, обеспечивая маневренность в узких проходах.

Рисунок 2. Мобильный транспортный манипулятор с выдвижными щипцами

Тяжелые роботы (стационарные и рельсовые)

Когда речь идет о больших партиях поковок или крупногабаритных заготовках, на помощь приходят тяжелые кузнечные роботы. Они способны работать с поковками массой от 500 кг до 15 000 кг и обладают радиусом действия до 10,5 метров.

Их уникальная конструкция — это мощные приводы, системы рычагов и прецизионные датчики для обеспечения высокой точности позиционирования. Они незаменимы в автоматизированных линиях при работе с алюминиевыми, титановыми или никелевыми сплавами, где важна высокая повторяемость операций и минимизация ошибок.

Рисунок 3. Робот для тяжелых грузов

Если производственная линия линейная (вдоль одного ряда оборудования), используются рельсовые исполнения манипуляторов. Они значительно увеличивают рабочую зону машины и позволяют обрабатывать поковки вдоль всей линии.

Подвесные кузнечные манипуляторы

Подвесные манипуляторы — золотая середина между мобильными машинами и стационарными роботами. Их конструкция опирается на крановые системы. Такой манипулятор может перемещаться в любой точке производственного цеха по системе координат, при этом оставляя пол свободным для другого оборудования или транспорта.

Рисунок 4. Верхний транспортный манипулятор щипцы и захваты

Подвесной манипулятор требует меньше места в нижней части производственного пространства, так как большая часть механики находится наверху.

Щипцы — сердце манипулятора

Неотъемлемой частью любого манипулятора являются щипцы. Именно они формируют интерфейс между машиной и заготовкой. Они проектируются строго под размеры и форму поковок. Для штамповок и кольцепрокатного производства часто требуется вращение заготовки вокруг горизонтальной оси или переворот для правильной ориентации при последующих операциях.

Рисунок 5. Различные щипцы

Специальные кольцевые манипуляторы

Отдельного упоминания заслуживают манипуляторы для работы с раскатными кольцами. Для разгрузки кольцепрокатных станов применяются специальные захваты, позволяющие без деформации снимать кольца диаметром до 4000 мм. Захваты фиксируют кольца снизу, избегая зажимов, способных повредить заготовку.

Рисунок 6. Кольцевой манипулятор

Вывод

Выбор ковочного манипулятора — это задача, требующая тщательного анализа всех технологических нюансов производства. Решение должно учитывать как специфику ваших поковок и оборудования, так и возможности будущей автоматизации или модернизации. Главное правило: делайте систему настолько простой, насколько возможно, но настолько сложной, насколько необходимо. Грамотно подобранный ковочный манипулятор — это залог бесперебойного потока заготовок и высокой производительности вашего кузнечного цеха.

Современная кузнечная промышленность располагает большим выбором оборудования для выполнения операций ковки и горячей штамповки. Но какой станок или пресс выбрать для конкретной задачи? В этой статье мы сравним четыре основных типа кузнечного оборудования — ковочные молоты, механические прессы, гидравлические прессы и винтовые прессы — и разберем их особенности, преимущества и области применения.

Ковочные молоты

Ковочные молоты — одно из старейших видов оборудования для ковки. Они используют энергию падающих или движущихся масс для деформации горячего металла. Рабочий процесс напоминает забивание гвоздя: вес падает на заготовку и передает ей энергию удара.

• Молоты относительно просты по конструкции.

• Удары могут выполняться за счет гравитации или усиливаться сжатым воздухом или паром.

• Для качественного заполнения полостей штампа применяют многократные удары.

На ковочных молотах часто выполняют штамповку деталей, где требуется высокая ударная энергия и гибкость в работе с различными заготовками. Однако высокая ударная нагрузка требует прочной конструкции самого оборудования и фундамента.

Механические ковочные прессы

Механические ковочные прессы работают иначе: они преобразуют вращение маховика в линейное движение ползуна. Ключевые особенности:

• Движение обеспечивается через кривошипно-шатунный механизм или эксцентрик.

• Длина хода фиксирована, но скорость и усилие зависят от положения ползуна.

• В нижней мертвой точке движение штампа останавливается для перехода в обратный ход.

Механические прессы часто применяются для горячей и холодной штамповки. Они хорошо подходят для производства деталей с более глубокими полостями, например, при глубокой экструзии. Однако пресс более сложен в обслуживании, чем молот, и требует точной наладки механических узлов.

Гидравлические прессы

Гидравлические ковочные прессы используют жидкость для создания давления, которое перемещает ползун. Их основные достоинства:

• Высокая точность контроля скорости и усилия.

• Возможность работать при низких скоростях деформации.

• Подходят для горячей, холодной штамповки и изотермической ковки.

Гидравлический пресс способен развивать огромные усилия и применять их равномерно, что особенно важно при работе с крупными и сложными поковками. Но такие установки сложнее и дороже из-за сложных гидросистем и автоматизации управления.

Винтовые ковочные прессы

Винтовой ковочный пресс также использует маховик, но энергия передается через винт, который вращается и перемещает ползун вниз.

• Обычно производит один сильный удар за цикл.

• Преобразует вращательную энергию в линейное движение.

• Подходит для точной штамповки и поковок с высокой детализацией.

Винтовые прессы занимают промежуточное положение между молотами и гидравликой: они развивают значительные усилия, но сохраняют возможность более точного контроля энергии удара.

Температурные особенности

Все виды оборудования применяются для горячей ковки. Однако:

• Молоты и винтовые прессы редко используют в холодной штамповке.

• Гидравлические прессы универсальны и могут применяться для горячей, тёплой и холодной ковки.

• Механические прессы успешно работают в широком температурном диапазоне.

При ковке сплавов, чувствительных к скорости деформации, например, титановых или алюминиевых, предпочтительнее гидравлические или винтовые прессы, обеспечивающие более медленный и стабильный процесс.

Скорость деформации и накопление тепла

• Гидравлический пресс самый медленный по скорости хода.

• Ковочные молоты работают с высокой скоростью деформации, что может привести к локализации потока и образованию дефектов.

• Винтовые и механические прессы занимают промежуточное положение.

Высокие скорости полезны для уменьшения теплопотерь, но могут вызывать нежелательную микроструктуру в поковках. Поэтому выбор оборудования зависит от материала и требований к поковке.

Контроль процесса и автоматизация

Возможности контроля параметров различны:

• Гидравлические прессы позволяют управлять положением, нагрузкой и скоростью — это самые универсальные машины для точной ковки.

• Механические прессы управляют положением и скоростью, но не позволяют напрямую контролировать нагрузку.

• Винтовые прессы могут использовать нагрузку или энергию как управляющую переменную.

• Молоты в основном управляются энергией удара и проще по конструкции.

С точки зрения автоматизации, механические прессы лидируют. Они легко интегрируются в автоматические линии с роботами и подающими устройствами. Именно на механических прессах основано массовое производство в автомобильной промышленности. Для высокоточных деталей из титановых или никелевых суперсплавов чаще используют гидравлические или винтовые прессы.

Итоги: как выбрать ковочное оборудование

Нет универсального решения. Выбор между ковочным молотом, механическим, гидравлическим или винтовым прессом зависит от:

• материала (сталь, титан, алюминий, суперсплавы);

• размеров и формы поковки;

• требуемой точности;

• скорости производства;

• бюджета предприятия.

Для крупносерийного производства экономичнее механические прессы. Для точных сплавов и сложной геометрии — гидравлические или винтовые прессы. Для небольших серий и универсальных задач — ковочные молоты остаются проверенным вариантом.

Хотите подобрать оптимальное ковочное оборудование для своего производства? Обращайтесь к нашим специалистам — подберем лучший вариант под ваши задачи!