Проектирование моторного завода
Мотор – сердце любого механизма, движущая сила огромных машин и агрегатов. Само слово «мотор», заимствовано из немецкого языка и означает «приводящий в движение». Мотором можно назвать любой двигатель.
Двигатели и моторы различных типов используются в обиходе человека с древних времен. Первыми древнейшими двигателями стали парус и водяное колесо. Ветряное и водяное колёса использовались для выработки энергии на древнейших производственных площадках мира.
Моторы являются неотъемлемой частью множества механических приборов, устройств, агрегатов. Автомобилестроение не может обойтись без использования моторов, как и многие другие сферы промышленности.
Производство моторов может осуществляться на промышленных предприятиях в отдельных цехах, как составная часть производимой продукции. Также моторы могут изготавливаться и на отдельных специальных промышленных площадках – моторных заводах.
Проектирование моторного завода – сфера проектирования, тесно связанная с проектированием как предприятий автомобилестроения, так и других производственных предприятий, ведь мотор может быть не только частью автомобиля, но и частью других механизмов различных габаритов. Многие бытовые предметы, используемые нами в повседневной жизни, имеют мотор. Электрокомбайны, мясорубки, пылесосы, миксеры, стиральные машины, вентиляторы, бензогенераторы, пневмокомпрессоры и многое другое. Производство моторов для мелкой бытовой техники также получило широкое распространение во многих странах мира.
Проектирование моторного завода – задача не из легких, справиться с которой под силу только опытному предприятию с хорошей базой успешно реализованных проектов и с квалифицированным кадровым составом – проектировщиками, технологами, конструкторами, архитекторами>, инженерами. Проектная документация моторного завода – это соединение проектов производственных площадок и проектов складов, цехов и инженерных сетей.
Моторы, как и любые двигатели подразделяют на первичные и вторичные. Первичные преобразуют природную энергию в механическую работу, вторичные же преобразуют энергию, выработанную другими источниками.
Яркими примерами первичных двигателей являются паровые машины, двигатель Стирлинга (двигатель внешнего сгорания), паровая турбина, двигатель внутреннего сгорания.
Примерами вторичных двигателей являются электродвигатели, пневмодвигатели и гидромашины.
По источнику энергии моторы могут быть электрическими, электростатическими, ядерными, пневматическими, гидравлическими, химическими, гравитационными и даже лазерными.
В наши дни моторостроение разделяется на следующие отрасли:
1. Автомобильное моторостроение – занимается изготовлением моторов для автомобилей различного назначения.
2. Моторостроение для судоходства – производство моторов для плавучих транспортных средств.
3. Танковое моторостроение – выпуск моторов для бронетанковой техники.
4. Авиационное моторостроение – занимается выпуском моторов для авиационных машин.
5. Ракетное моторостроение – занимается изготовлением моторов для различного вида и назначения ракетной техники.
К какой бы сфере моторостроения не относился проектируемый моторный завод проектировщикам важно понимать, что данная отрасль промышленности относится к высокотехнологичному производству и каждый проект моторного завода должен содержать максимальную степень проработки деталей, точность и безопасность принятых проектных решений.
1. Основной деталью мотора является блок – это корпусная деталь, к которой крепятся остальные части. Изготавливается их различных металлов, сплавов высокой прочности.
2. Цилиндр – отверстие, высверленное в блоке, которое представляет собой камеру. В нем находятся клапаны, распредвалы и механизмы привода клапанов. Цилиндр – направляющая для поршня.
3. Поршень – включает в себя поршневые кольца и шатун. Это вид деталей мотора, которые преобразуют энергию от источника в механическую энергию.
4. Коленчатый вал – деталь, которая воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент. принятых проектных решений.
В зависимости от типа и назначения мотора он может состоять из разного количества цилиндров. Цикл мотора – это процессы, происходящие в каждом его цилиндре с заданной периодичностью. В зависимости от этого бывают двухтактные и четырёхтактные моторные двигатели.
Определившись с составом мотора, проектировщики могут начинать подбор оборудования, необходимого для производства каждой из деталей мотора на проектируемом заводе, а затем и приступать к компоновке оборудования проектируемого завода в целый непрерывный технологический процесс.
1. Литейное производство проектируемого моторного завода – изготовление деталей и заготовок посредством заливки расплавленных металлов в специально изготовленные формы. В процессе литья после охлаждения металла происходит его затвердевание и получается готовая деталь или заготовка.
2. Механообрабатывающее производство на пппроектируемом моторном предприятии – производство деталей из готовых отливок путем их механической обработки на различном автоматическом и ручном оборудовании.
Механические обработки на проектируемом моторном заводе бывают:
- токарные
- автоматные
- фрезерные
- шлифовальные
Для механической обработки на проектируемом моторном заводе используют различные станки.
3. Гальванотермическое производство проектируемого моторного завода– термообработка деталей (закалка, отпуск, отжиг) с нанесением различных химических покрытий – цинкование, хромирование, покрытие никелем, цементация, меднение, азотирование, кадмирование и т.п.
4. Прессовое производство проектируемого моторного завода – производство штампованных изделий из металлических заготовок и листового металла. В зависимости от назначения детали в проекте прессового цеха проектируемого моторного завода закладывается различное прессовое оборудование – прессы для чистовой вырубки, многопозиционные прессы, кривошипные и гидравлические прессы и сварочное оборудование для соединения полученных деталей в единую часть моторного двигателя.
5. Сборочные производства проектируемого моторного завода отвечают за сборку всех частей, производимым каждым цехом проектируемого моторного завода в единое целое, за выпуск готовой продукции моторного завода высокого качества.
При изготовлении моторов на проектируемом моторном заводе может быть задействовано следующее оборудование:
1. Металлорежущее оборудование проектируемого моторного завода – представляет собой станки для придания формы заготовкам и изделиям из металла. Бывают ленточнопильные, токарные, фрезерные, сверлильные, шлифовальные, заточные станки.
2. Кузнечнопрессовое оборудование проектируемого моторного завода. К данному типу оборудования проектируемого моторного завода относятся различные станки для обработки изделий из металла. Обработка металла достигается посредством ковки, рубки, гибки, штамповки и прессования.
3. Литейное оборудование в проекте моторного завода. Данное оборудование при проектировании моторного завода предназначено для отливки заготовок и изделий будущего мотора из металла. Заливочные механизмы, манипуляторы для литья, средства транспортировки, литейные ковши – основное оборудование для литья на проектируемом моторном заводе.
4. Подъемно-транспортное оборудование проектируемого моторного завода – представляет собой оборудование проектируемого моторного завода, осуществлявшее подъем и транспортировку механизмов, деталей на моторном заводе для производства с ними различных технологических операций. Различные краны (козловые, мостовые, консольные), конвейеры, подъемники, элеваторы, платформы, погрузчики, автоподъемники – подъемно-транспортное оборудование проектируемого моторного завода.
5. Окрасочное оборудование проектируемого моторного завода – для окраски изготавливаемых моторным заводом изделий. Агрегаты мембранные, поршневые, пневматические – используются для окраски изделий моторов на проектируемом моторном заводе.
Основной продукцией моторных заводов являются:
- моторы, двигатели различных типов и назначений
- запчасти к моторам
- генераторы
- трансформаторы
- редукторные агрегаты
- блочные электростанции
- металлические отливки и заготовки
Сами моторы, производимые на моторном заводе могут различаться по выполняемым функциям. Например, бывают дизельные моторы, бензиновые моторы, газово-бензиновые моторы, газотурбинные моторы, жидкостные ракетные моторы, турбореактивные моторы, турбовинтовые моторы, термокаталитические моторы, электроракетные моторы, центробежные и осевые компрессоры и нагнетатели.
1. Моторные заводы могут включать в себя научно-исследовательский отдел, который осуществляет проектирование и конструирование новых модификаций моторов, модернизацией производства, исследовательской работой в области моторостроения. При проектировании моторных заводов следует предусматривать площади для размещения научно-исследовательских отделов в составе проектируемого завода. Расположение данного отдела должно быть в непосредственной близости от производства, но в то же время в безопасной зоне. Влияние вибрации и шума от производства моторных двигателей должно быть исключено.
2. Для контроля полученных на моторном заводе образцов, для испытаний на прочность образцов из каждой партии при проектировании моторного завода необходимо предусматривать помещения для лаборатории. Лаборатории необходимо размещать в производственных корпусах, предусматривая транспортировку тяжелых образцов до лаборатории и обратно.
3. Проектируемый моторный завод должен осуществлять операции по гарантийному обслуживанию выпускаемой продукции – моторов. Для этого в проекте необходимо предусмотреть ремонтно-сборочные цеха.
Порядок размещения цехов в рамках проектируемого производства зависит от очередности технологических операций, происходящих в них. Проектируемые цеха располагаются согласно технологической линии производства. Расположение цехов и их близость друг к другу строго определяется проектом завода. Все цеха должны иметь транспортировочное оборудование, перемещающее сборочные единицы от одного цеха к другому. Оборудование внутри цехов должно быть скомпоновано таким образом, чтобы не нарушать последовательность технологических операций внутри завода. Размещение цехов в проекте должно осуществляться из соображений непрерывности производства, безопасности и рациональности занимаемой площади.
Помимо основных цехов в проекте моторного завода обязательно предусматриваются вспомогательные. К ним относятся складские помещения, ремонтные цеха, гаражи для внутризаводского транспорта и мастерские для их обслуживания, мастерские для ремонта станков и хранения запчастей к ним. К вспомогательным цехам проектируемого моторного завода также относятся обслуживающие отделения – административно-бытовой корпус, медицинская часть, столовая, охранно-пропускной отдел, места для отдыха, санитарные узлы, гардероб, душевые, раздевалки.
Внутри проектируемого завода необходимо предусмотреть автотранспортные пути и магистрали для перемещения персонала между цехами, а также для въезда транспорта для загрузки и разгрузки деталей, материалов, оборудования.
Размещение проектируемого моторного завода на территории застройки должно осуществляться с соблюдением всех градостроительных норм и правил. Должно соблюдаться городское зонирование. Строительство промышленных зданий должно осуществляться строго на территориях, предназначенных для ведения производственной деятельности. Размещение корпусов завода должно учитывать соблюдение охранных зон окружающей застройки.
При проектировании моторного завода очень важна непосредственная близость транспортных магистралей. Ведь доставка материалов для изготовления осуществляется зачастую наземным путем. Экономически целесообразно разрабатывать проекты моторных заводах в тех регионах, где есть производство и добыча металла в непосредственной близости от завода.
Действующие моторные заводы в России
В России насчитывается около 25 заводов, производящих моторы различного назначения. В масштабах огромной страны это очень маленькая цифра. Моторостроение в России доложно развиваться и получить широкое распространение в разных регионах страны.Существующие Российские моторные заводы:
1. Елабужский моторный завод (ЕМЗ)
2. Заволжский моторный завод (ЗМЗ)
3. ПАО Звезда
4. Коломенский завод
5. Мелитопольский моторный завод (МеМЗ)
6. Пензенский дизельный завод (Пензадизельмаш)
7. Тутаевский моторный завод (ТМЗ)
8. Уральский дизель-моторный завод (УДМЗ)
9. Ярославский моторный завод (ЯМЗ)
Производство авиационных моторов и деталей распространено в стране больше. НО и количество моторных заводов данного типа тоже невелико. Моторные заводы по производству турбореактивных, газотурбинных и ракетных двигателей, а также паровых и газовых турбин:
1. АО «Авиадвигатель»
2. Воронежский механический завод
3. АО «Климов»
4. ПАО «Кузнецов»
5. Московское машиностроительное предприятие имени В. В. Чернышёва
6. Невский завод
7. ОДК — Газовые турбины (бывший Волжский машиностроительный завод)
8. Омское моторостроительное конструкторское бюро
9. Омское моторостроительное объединение им. П. И. Баранова
10. Пермский моторный завод (ОДК-Пермские моторы)
11. НПЦ газотурбостроения «Салют»
12. НПО Сатурн
13. Уфимское моторостроительное производственное объединение (УМПО)
14. ОКБ «Факел»
15. НПО Энергомаш им. академика В. П. Глушко
Постоянно развивающаяся наука и промышленность в России позволяет не только модернизировать существующее моторное производство, но и проектировать новые заводы, выпускающие моторы, соответствующие мировым стандартам качества и не уступающие по характеристикам зарубежным конкурентам. Потребность в проектировании моторных заводов будет только увеличиваться с годами в связи с внедрением тенденций импортозамещения. Опыт проектирования заводов различного назначения позволяет специалистам нашей фирмы выполнять проекты заводов различной сложности и направленности. Проектирование моторного завода – интересный опыт, получить который мечтает любая проектная организация, в том числе и наша.