ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Заявку на получение дополнительной информации по этому проекту можно заполнить здесь.
|
Наименование инновационного проекта «Энерго- и ресурсосбережение при ремонте сельскохозяйственной техники на предприятиях технического сервиса». |
|
Рекомендуемая область пременения Ремонтное производство, теплоэнергетика, предприятия технического сервиса: |
|
Назначение, цели и задачи проекта Основное назначение проекта – разработка современных высокоэффективных технологий ремонта и оборудования, поиск дополнительных методов сбережения энергоресурсов. Ремонт машинно-тракторного парка является актуальным на сегодняшний день. Разработка и внедрение в производство высокотехнологичного оборудования для выполнения трудоемких операций, таких как мойка, разборка, сборка, дефектация, позволяет снизить затраты ручного труда, улучшить эргономические показатели рабочего места и повысить качество ремонта. Проектирование предприятий технического сервиса с точки зрения теплотехнического расчета является наиболее значимым. Однако проблема по снижению энергозатрат за счет использования нетрадиционных источников тепла остается открытой на сегодняшний день. Можно предположить, что повышение эффективности использования теплоты и электроэнергии возможно осуществить за счет оптимизации энергозатрат на каждую операцию и решения теплового баланса помещения. Обогрев ремонтного предприятия, подготовка воды для технических и технологических нужд предусматривает наличие гелиевых установок. Сетевая модель затрат тепла, электроэнергии на обогрев помещения и нагрев воды, представляет собой план затрат энергоресурсов в виде сетевого графика, расчет которого позволяет установить основные затраты на энергоносители, выявить и мобилизовать резервы, спрогнозировать и определить основные срывы в работе. Снижение затрат на тепловую и электроэнергию составляет до 20%.
Рис. 1. Схема планирования затрат энергии на капитальный ремонт трактора Т-16 - работа (длина вектора соответствует общим затратам энергии); - событие. |
|
Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы Согласно новой энергетической стратегии РФ на период до Анализ современного состояния ремонтного производства машин и оборудования сельскохозяйственного назначения, смежных отраслей знаний и передового производственного опыта, как отечественных, так и зарубежных ремонтных предприятий позволяет предвидеть широкое применение системного энергетического анализа при решении научных и производственных задач. В настоящее время при ремонте машин и оборудования наблюдается применение высоких технологий и средств информатизации, при этом возрастает влияние частных технических и технологических решений на экономическую эффективность как на уровне отдельных процессов и комплексов, так и в масштабе ремонтного производства в целом. Далеко не всегда применяемые обычно методы позволяют обосновать рациональное использование этих средств. При системном энергетическом подходе в общей системе ремонтного производства удобно выделить три главные подсистемы: технология ремонта, энергозатраты и управляющие, или информационные процессы. Такое разделение на подсистемы соответствует трем основным сторонам ремонтного производства. Выделение системы энергозатрат и придание ей первостепенного значения, несмотря на то, что процессы потребления энергии не отделимы от технологии выполнения работ (процессов), оправданно в связи со следующим обстоятельством. При интенсификации ремонтных работ при полном обеспечении технологии производства энергией, ресурсами и управляющими (информационными) процессами ограничиваются надежностью восстановленных (отремонтированных) машин и экономическими показателями. Одним из возможных путей решения энергетической проблемы обеспечения ремонтных предприятий является использование современного высокотехнологичного оборудования для ремонта и альтернативных источников энергии. |
|
Краткое описание предлагаемого технологического процесса Наиболее энергоемкими операциями при ремонте узлов и агрегатов сельскохозяйственной техники являются мойка, разборка, сборка и восстановление деталей. Для выполнения данных операций нами спроектировано и внедрено в производство следующее оборудование: 1. Стенд для ремонта узлов и агрегатов автомобиля КамАЗ Стенд (рис.2) состоит из шестигранной шарнирной призмы, гидроцилиндров, поворотной плиты, на которой установлен кантователь, выполненный в виде пространственно рамной конструкции. Кантователь фиксируется фиксаторами в виде подпружиненных пальцев. Стенд работает следующим образом. Кантователь устанавливают в нижнее положение с помощью шестигранной шарнирной призмы, за счет перемещения штоков гидроцилиндров. Установленный агрегат (узел) внутри кантователя фиксируют фиксаторами. Рис. 2. Стенд для ремонта узлов и агрегатов автомобиля КамАЗ: 1 – шестигранная шарнирная призма; 2 – гидроцилиндр; 3 – поворотная плита; 4 – кантователь; 5 – фиксаторы. Техническая характеристика Тип стенда ………………………стационарный Привод ………………………… гидравлический Грузоподъемность, кг…………..800 Габаритные размеры, мм: ……. 1500х680х900 Масса, кг………………………... 120 Может применяться на предприятиях технического сервиса, механических заводах и в образовательных учреждениях. Позволяет проводить разборочно-сборочные и диагностические работы при удобном положении агрегатов (узлов) в пространстве. 2. Стенд для диагностики, ремонта и обкатки ДВС Состоит из подвижной платформы на самоустанавливающихся поворотных колесиках. Внутри платформы смонтирован горизонтальный вал с фиксатором. На горизонтальном валу расположен рычаг с поворотной цапфой, имеющей фиксатор с крепежной плитой. Рычаг поворачивается вокруг горизонтального вала с помощью гидроцилиндра и гидравлической установки. Подвижную платформу подкатывают к двигателю с помощью рычага, опускают поворотную цапфу с крепежной плитой в нижнее положение. Закрепляют ДВС на крепежной плите, установленной на поворотной цапфе, и с помощью гидроцилиндра и гидравлической установки поднимают его на необходимую высоту и закрепляют с помощью фиксаторов. Использование данного стенда позволяет осуществлять диагностику, обкатку и/или ремонт, как на специализированных предприятиях, так и в ремонтных мастерских. Техническая характеристика Тип стенда ………………………..…..передвижной Привод …………………………...…...гидравлический Грузоподъемность, кг………..……...500 Габаритные размеры, мм: ………. 1200х680х700 Масса, кг ………..…..……….……....89 Позволяет проводить разнохарактерные работы, при удобном положении ДВС в пространстве. Внедрение в технологию ремонта ДВС универсального мобильного оборудования для разборочно-сборочных работ требует пересмотра и модернизации оборудования для мойки деталей и узлов. 3. Двухуровневая моечная машина с дефектоскопом Состоит (рис.3) из основания, крышки, моечной ванны, диафрагмы, душевой камеры, стола сортовика. На стенке камеры по окружности расположены сектора тепловизионных экранов, соединенных с коммутатором. С коммутатора сигнал поступает на ЭВМ, а с ЭВМ на электроннолучевую трубку и блок управления. На дне моечной ванны установлен активатор роторного типа.
Рис. 3. Моечная машина с дефектоскопом: 1 – основание; 2 – моечная ванна; 3 – стол сортовик; 4 – диафрагма; 5 – душевая камера; 6 – сектора тепловизионных экранов; 7– крышка; 8 – электроннолучевая трубка; 9 – коммутатор; 10 – ЭВМ; 11 – блок управления; 12 – активатор роторного типа. Двухуровневая моечная машина работает следующим образом. На стол сортовик укладываются загрязненные детали. Включают в работу машину. На первой стадии происходит тепловизионная дефектоскопия, устанавливается степень загрязненности и при помощи ЭВМ выбирается программа и режимы очистки деталей. На второй стадии при необходимости детали погружаются в моечную ванну с моющим средством. Ванна с моющим средством приводится в турбулентное движение активатором роторного типа. После мойки и снятия тепловизионных карт с деталей полученная информация обрабатывается на ЭВМ, делается предварительный анализ о состоянии ремонтируемых деталей. Техническая характеристика Объем моечной ванны, л ...............…….….120 Производительность, кг/час………………..450 Мощность, кВт…………................................0,9 Масса, кг.........................................................114 Может использоваться на предприятиях технического сервиса и механических заводах. Позволяет экономить теплоту моющего раствора и снизить время нахождения деталей и узлов в ремонте за счет установления степени загрязнения и назначения времени на мойку. При организации работ по ремонту ДВС добиваются параллельности выполнения работ. Таким образом, применение двухуровневой моечной машины с дефектоскопом позволяет снизить время нахождения двигателя в ремонте на 10-15% за счет выявления дефектов на стадии мойки, кроме того, снизить энергозатраты на 5-7% путем определения пригодности деталей до моечных работ. 4. Моечно-сушильная установка Состоит из моечной ванны с теплоизоляционной оболочкой, цилиндрической перфорированной камеры, верхнего загрузочного проема, пеноулавливающего зонта, патрубка, инерционного отстойника, сопел, винта, электродвигателя. Устройство работает следующим образом. В цилиндрическую перфорированную камеру укладывают детали, узлы или агрегаты, подлежащие мойке, и закрывают ее пеноулавливающим зонтом, подают моющий раствор. В процессе мойки образовавшаяся пена и пузырьки воздуха взаимодействуют с частицами загрязнений и увлекают их на поверхность моющего раствора. С поверхности моющего раствора пена собирается при помощи пеноулавливающего зонта и направляется по патрубку через инерционный отстойник под винт. Техническая характеристика Объем моечной ванны, л ...................……….80 Производительность, кг/час………………..140 Мощность, кВт…………................................0,9 Масса, кг...........................................................86 Применение данной установки на предприятиях технического сервиса и механических заводах позволит экономить теплоту моющего раствора и снизить время нахождения деталей и узлов в ремонте. 3. Устройство для двустороннего шлифования торцов деталей Состоит (рис. 4) из оси неподвижного кулачка, на котором располагается загрузочный диск, который взаимодействует с загрузочным устройством и вращается между двумя шпинделями инструмента, вал привода загрузочного диска крепится через муфту к приводному устройству. Устройство работает следующим образом. Вал кулачка и вал привода загрузочного диска устанавливают в пространстве таким образом, чтобы сориентировать загрузочный диск относительно шпинделей инструмента. Вал привода загрузочного диска передает вращение загрузочному диску от приводного устройства, через муфту.
Рис. 4. Устройство для двустороннего шлифования торцов деталей: 1- загрузочное устройство; 2 - вал привода загрузочного диска; 3 - приводное устройство; 4 - муфта; 5 – загрузочный диск; 6 – шпиндели инструмента; 7 – ось неподвижного кулачка. Техническая характеристика Скорость вращения шпинделей, об/мин………………..…….52-420 Скорость вращения загрузочного диска, об/мин…………….…5-20 Количество одновременно обрабатываемых деталей, шт.………2-6 Применение данного устройства позволит повысить производительность труда на участках шлифования торцов деталей, снизить затраты ручного труда. Снижение затрат энергии на 9-14%. 3. Способ и диагностический комплекс для измерения рабочих параметров Способ диагностирования турбокомпрессора заключается в том, что увеличение зазора посадки вал-подшипник при работе формирует собственную корпусную вибрацию. Применяя датчики для измерения звукового давления и вибрации, можно определить нехарактерный аэродинамический и (или) механический звук и величину собственной корпусной вибрации. При этом для снижения влияния помех от силовой установки измерения проводят на выбеге ротора турбокомпрессора, т.е. при запуске или остановке двигателя.
Рис. 5.Схема диагностического комплекса: 1 - исследуемый турбокомпрессор; 2 - пьезоэлектрический вибропреобразователь; 3 - усилитель; 4 - аналогово-цифровой преобразователь; 5 - портативная ЭВМ с программой «осциллограф»; 6 - принтер. Диагностический комплекс состоит из пьезоэлектрического вибропреобразователя, усилителя, аналогово-цифрового преобразователя, портативного ЭВМ с программой «осциллограф» и принтера. Информация о рабочих параметрах турбокомпрессора может храниться в памяти бортового компьютера транспортного средства на всем этапе работы и оперативно выводиться при диагностических работах. Техническая характеристика Диапазон измеряемых величин вибрации: вибросмещение, Гц……………………... 100…1000 Погрешность измерений, %......................................... 0,03 Масса переносного диагностического комплекса, кг….8,7 Позволяет снизить затраты на диагностику и последующий ремонт. Получение достоверной информации о состоянии турбокомпрессора на всем протяжении работы. 3. Установка для подачи горячей воды на участок мойки машин и оборудования Установка (рис.6) представляет собой секцию солнечных водонагревателей, соединенных подающим трубопроводом 1и трубопроводом 3холодной воды с баком-термосом 5вместимостью
Рис. 6. Установка для подачи горячей воды на участок мойки машин и оборудования: 1 – трубопровод; 2 – электронагреватель; 3 – трубопровод холодной воды; 4 – трубопровод горячей воды; 5 – бак-термос; 6 – трубопровод; 7 – солнечный коллектор; 8 – теплый пол. Плоскость коллектора направлена на юг с учетом наклона к горизонту, равному широте местности. Суммарная площадь поверхности гелионагревателей Установка работает без циркуляционного насоса. Вода, нагреваемая днем в коллекторе, естественно циркулирует по трубопроводу 1в верхнюю зону бака-термоса 5,вытесняя более холодную воду через трубопровод 6. В солнечный день температура воды в баке-термосе достигает 55 ... 65°С. В нем имеется дополнительный электронагреватель 2, позволяющий нагревать воду до 75°С. Горячая вода на участок мойки поступает по трубопроводу 4. Бак 5 заполняется холодной водой по трубопроводу 3. Управляет работой электронагревателя программное реле времени. Электронагреватель включают по мере необходимости при снижении температуры воды в баке до 50°С на уровне 2/3 бака. Терморегулятор отключает электронагреватель при температуре воды в верхней зоне бака 70...75°С. Кроме того, в зимнее время предусмотрена возможность направления нагретой воды через трубопровод (минуя бак-термос), вмонтированный в пол и стены ремонтного предприятия. Прогнозирование наиболее энерго- и ресурсонагруженных работ и операций представляет процесс улучшения организации выполнения комплекса работ и операций с учетом затрат времени и энергоресурсов на их выполнение. Оптимизация сетевого графика в зависимости от полноты решаемых задач может быть условно разделена на частную и комплексную. Видами частной оптимизации сетевого графика являются: минимизация знергозатрат выполнения комплекса работ и операций при заданной их стоимости; минимизация стоимости комплекса работ при заданном времени выполнения проекта. Комплексная оптимизация представляет собой нахождение оптимального соотношения величин стоимости и сроков выполнения проекта в зависимости от конкретных целей, ставящихся при его реализации. При использовании метода "энергоресурсы - стоимость" предполагают, что снижение потребления энергоресурсов на выполнение работ и операций пропорционально снижению их стоимости. Каждая работа (i,j) характеризуется затратами энергоресурсов Q(i,j), которая может находиться в пределах (1) где уменьшится на величину (5)
Рис. 7. График аппроксимации стоимости работ. Для проведения частной оптимизации сетевого графика, кроме энергоемкости работ Q(i,j), необходимо знать их граничные значения q1(i,j) и q2(i,j), а также затраты на выполнение работы (i,j) по ресурсосберегающим технологиям h(i,j), вычисляемые по формуле (3). Энергозатраты каждой работы Q(i,j) целесообразно уменьшить на величину свободного резерва энергии Qc(i,j). |
|
Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии Организация работ и применение разработанного оборудования позволяет снизить трудоемкость на 50,3% за счет высвобождения рабочих с трудоемких операций. Дополнительная прибыль составляет 12250 руб./усл.рем. Срок окупаемости 0,6 года, показатель резерва потенциальной эффективности 1,4. Наряду с оптимизацией степени энергоемкости проекта были рассмотрены вопросы по улучшению эргономических показателей оборудования. Годовая экономия от внедрения эргономических мероприятий на участках снизила себестоимость продукции за счет предупреждения производственного травматизма на 16200 рублей, а экономия материальных ресурсов на производстве с учетом условных потерь общественного продукта составила 13302 рубля. В настоящее время разработаны проекты по внедрению данной технологии на малые и средние станции технического обслуживания автомобилей, а также в ЦРМ хозяйств (ТП 816-1-172-89, ТП 816-1-172-89.43 и др.). При этом стоимость одного условного ремонта снижается на 5-12%, а затраты на энергоносители - до 20-22%. Применение данного технологического оборудования и способа прогнозирования энерго- и ресурсонагруженных работ позволяет снизить эксплуатационные расходы, ремонт, исключить поставку дорогих энергоносителей из центрального водоснабжения, что экономит от 800 до 1200 тыс. рублей в год в зависимости от типа ремонтного предприятия. |
|
Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса Высокая производительность. При разборочно-сборочных работах двигателя Д-240 затраты оперативного времени составили 839,8 мин., затраты ручного труда 2786 ккал., степень утомления слесаря 38 отн. Ед. Энергосбережение. При нагреве воды для технических и технологических нужд до температуры 75?С годовые затраты на энергоносители снизились на 20-22%. Экологическая безопасность. Снижение потребления дорогостоящих реагентов, кислоты, переход на коррекционную мойку ремонтируемых деталей и узлов ремонтируемых машин и оборудования. Энерго- и ресурсосбережения при ремонте техники на предприятиях технического сервиса за счет: - повышения эффективности использования технологического оборудования; - четкой структуры планируемого процесса с любой степенью детализации и установки взаимосвязей; - обоснованного прогнозирования наиболее энергонагруженных работ и операций. По технико-экологическим и экономическим показателям с учетом реализации предлагаемых технических решений обеспечивает получение ремонтной продукции высокого качества при низких эксплуатационных затратах, быстрой окупаемости и минимально вредном воздействии на окружающую среду. Это позволит получить неоспоримые экономические преимущества по сравнению с использованием существующих технологий и оборудования для ремонта, обеспечит снижение капитальных затрат и производственных издержек, что в целом даст значительный экономический эффект на предприятиях технического сервиса. |
|
Новые потребительские свойства продукции - снижение металлоемкости; |
|
Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам Продукция соответствует государственным стандартам. |
|
Стадия и уровень разработки Данное оборудование и способ прогнозирования энерго- и ресурсо- нагруженных работ прошло этап экспериментального освоения и отработку технологии на предприятиях Оренбургской области ОАО «Южно-Уральский никелевый комбинат» и ООО «Колос». |
|
Предлагаемые инвестиции 2,8 млн. руб. |
|
Рынки сбыта Оборудование и предлагаемая технология имеет высокую |
|
Возможность и эффективность импортозамещения Предлагаемая в проекте технология и оборудование для ее реализации не имеет аналогов на мировом рынке аналогичной продукции и услуг. |
|
Возможность выхода на мировой рынок |
|
Срок окупаемости (в месяцах) 14 |
|
Дата поступления материала 28.03.2007 |
Инновации и люди
У павильонов Уральской выставки «ИННОВАЦИИ 2010» (г. Екатеринбург, 2010 г.)
Мероприятия на выставке "Инновации и инвестиции - 2008" (Югра, 2008 г.)
Открытие выставки "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)
Демонстрация разработок на выставке "Малый бизнес. Инновации. Инвестиции" (г. Магнитогорск, 2007 г.)
2007–2025 © Инновации - Бизнесу. Инновации и инвестиции в прорывные технологии