ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

В рамках научно-исследовательских работ, выполняемых на кафедре "Технология машиностроения" Кузбасского государственного технического университета и ОАО "Анжеромаш", разработан "Проект инновационной машиностроительной компании"

Целью проекта является организация инновационной машиностроительной компании, реализующей потребности рынка в экономичных и долговечных деталях машин и услугах по исследованию и разработке инновационных машиностроительных и информационных технологий.

Сущность проекта заключается в том, что на существующей производственной базе организуется инновационная машиностроительная компания, в структуре которой имеются 4 основных подразделения (цеха).

Первый цех-по упрочнению и восстановлению изношенных деталей машин из различных конструкционных материалов на основе применения технологий поверхностного пластического деформирования (ППД), электроэрозионного синтеза покрытий (ЭЭСП) и микродугового оксидирования (МДО). Технологии защищены патентами Российской Федерации, уникальны, имеют высокий научный и методический уровень. Простота и высокая экономическая эффективность, инновационный характер разработок, позволяют существенно повысить качество изготовления и ремонта изделий.

Второй цех-по изготовлению метизных изделий (болты, гайки, шурупы и т.п.) на основе применения современных высокопроизводительных быстропереналаживаемых средств технологического оснащения.

Третий цех-по изготовлению прогрессивных видов гнутых профилей на основе применения быстропереналаживаемых средств технологического оснащения.

Четвертый цех-по исследованию и внедрению современных машиностроительных и информационных технологий, тиражированию инновационных технологий на предприятиях Кузбасса, экспертной оценке свойств конструкционных материалов и ответственных деталей машин.

Показаниями к организации цеха инновационных технологий являются:наличие высококвалифицированных научных и производственных кадров, потребностей машиностроительных, химических, ремонтных и других предприятий Кузбасса в инновационных технологиях и услугах, рыночных потребностей в некоторых типоразмерах метизных изделий и высокоэффективных гнутых профилей.

Возможными вариантами сотрудничества являются:инвестирование в создание совместного инновационного предприятия; инвестирование в эффективные средства технологического оснащения для упрочнения деталей горных машин, производство метизов и гнутых профилей; инвестирование в приобретение оборудования и приборов по оценке качества изделий; совместные разработки в области новых методов и технологий.

Примерные сроки и затраты по организации участков цеха инновационных технологий:1 цех - 6-8 месяцев, 12 850 000 рублей; 2 цех - 8-10 месяцев, 19 256 000 рублей; 3 цех - 7-9 месяцев, 22 056 000 рублей; 4 цех - 5-7 месяцев, 21 500 000 рублей.

Финансовые расчеты на основе применения современных методов анализа денежных потоков позволили определить интегральные показатели инвестиций:

·Срок окупаемости: = 26-28 мес.

·Индекс прибыльности: = 1,3-1,5.

·Внутренняя норма рентабельности: = 60 -70 %.

·Чистый приведенный доход: - зависит от объема выпуска изделий

В проекте приведены примеры применения упрочняющих технологий, реализованных на ОАО "Анжеромаш". Показано, что для большинства деталей класса "Валы" бурового станка БГА2М, редукторов приводов конвейеров и другого горно-шахтного оборудования целесообразно применение технологий ППД. Технология ППД используется взамен шлифования и полирования ответственных цилиндрических закаленных поверхностей деталей, изготовленных из сталей марок 40Х , 40ХН, 12ХН3А и 20Х2Н4А.

Решение задач в технологической постановке осуществлялось в следующей последовательности:

· Аналитическое решение по оценке исчерпания запаса пластичности металла в очаге деформации при ППД:

·Проведение специальных экспериментов по фиксации профилей очагов деформации;

·Измерение (профилографирование очагов деформации);

·Измерение твердости (микротвердости) и определение параметров упрочнения;

·Формирование начальных и граничных условий для решения задач механики деформирования;

·Решение задач по методу конечных элементов и расчет параметров напряженно-деформированного состояния (НДС);

·Расчет деформационных параметров и исчерпания запаса пластичности;

·Определение комплекса свойств упрочненного поверхностного слоя;

·Формирование комплекса зависимостей параметров НДС от элементов режима обработки.

·Экспериментальные исследования:

·Исследование зависимостей параметров очага деформации от элементов режима обработки;

·Исследование зависимостей параметров качества поверхностного слоя от элементов режима обработки;

·Разработка инженерных моделей для расчета параметров технологического процесса.

Решение задач с позиций эксплуатации в условиях усталостного (циклического) нагружения упрочненных деталей предполагало:

·Аналитическое описание состояния изделия в период эксплуатации;

·Формирование комплекса эксплуатационных требований;

·Постановка задачи и ее решение;

·Описание требуемых свойств материала изделия;

·Определение возможности изменения конструктивных параметров и уменьшения массы деталей;

·Описание требований к свойствам поверхностного слоя при изменении конструктивных параметров;

·Экспериментальные исследования по обеспечению требуемых эксплуатационных свойств поверхностного слоя:

·Определение параметров очага деформации в зависимости от требуемых режимов;

·Оценка деформационных параметров поверхностного слоя применительно к выбранным режимам;

·Разработка инженерных моделей расчета качества поверхностного слоя.

Технология разработана на основе моделирования процессов механической обработки и эксплуатации деталей, выполненного с применением программного комплекса ansys. Методом конечных элементов проведены расчеты напряженно-деформированного состояния очагов деформации и проведены расчеты накопления деформаций и исчерпания запаса пластичности вдоль линий течения металла - линий тока.

Проведена оценка накопления деформаций и продолжающегося исчерпания запаса пластичности на стадии усталостного нагружения. Результаты расчетов свидетельствуют о том, что вследствие создания благоприятных сжимающих остаточных напряжений существенно возрастает циклическая долговечность при работе деталей в условиях усталостного нагружения. Это позволило снизить массу валов при выполнении требованиям по коэффициентам запаса статической прочности.

Основные конкурентные преимущества упрочняющих технологий:

·Уникальность и хорошая научная и методическая проработанность;

·Простота и высокая экономическая эффективность, инновационный характер разработок, позволяющий существенно повысить качество изготовления и ремонта изделий (таблица 1).

Таблица 1-Основные технические и экономические характеристики

упрочняющих технологий