Модернизация оборудования для участка офсетной печати в издательстве ТулГУ

MANUFACTURER OF FOUNDRY MODEL KIT WITH THE USE OF MACHINE - ROBOT FANUC

LG. Saranin, P.I. Malenko, S.K. Zakharov, D.B. Belov, O. V. Kostygova

The article is devoted to the practical application of the industrial machine - robot FANUC for the manufacture of casting model kits in the model shop of the company "LINK PROMOBORUDOVANIE". The General characteristics of the machine FANUC R-2000iC/165F, basic programming elements, application possibilities, manufacturing technology of the model set are presented. An example of manufacturing a specific model kit is given: "Impeller ". It is shown that all the dimensions of the rod box elements, made of plastic robot, meet the specified requirements in the drawing according to the relevant standards. The tests of machine - robot FANUC robot machine showed the expediency of its application in the manufacture of casting model kits when achieving the greatest efficiency: the most complex elements are performed by the robot with a high degree of accuracy and strength and in a short time, while less complex elements are performed manually by the Modeler in parallel with the robot. This allowed to reduce the total production time of the model set by 3-4 times.

Key words: FANUC, robot, industrial automation, numerical control, model shop, positioning accuracy, production of casting models, accuracy and strength classes.

Saranin Leonid Gennadievich, student, saranin53@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Malenko Pavel Igorevich, candidate of technical science, docent, malen-ko@tsu.tula.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Zakharov Sergey Konstantinovich, candidate of technical science, docent, zzzsk19 71@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University,

Belov Dmitry Borisovich, candidate of technical science, docent, imsbelov@mail.ru, Russia, Tula, Tula State University,

Kostygova Olga Viktorovna, student, kostygova_o@mail. ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 655.344.022.7-181.4

МОДЕРНИЗАЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ УЧАСТКА ОФСЕТНОЙ ПЕЧАТИ

В ИЗДАТЕЛЬСТВЕ ТУЛГУ

Д.А. Ёлкина

Рассматривается процесс модернизации производства, его полезность и экономическая выгода. Для примера взят участок офсетной печати на базе Издательства Тульского государственного университета, где предлагается замена печатной машины и обосновывается выгода от проведения модернизации.

Ключевые слова: модернизация, офсетная печать, полиграфия.

Своевременная модернизация и замена оборудования крайне важна на любом предприятии. Модернизация позволяет шагать в ногу с современными технологиями, совершенствовать производственные процессы, экономить время, повышать качество

выпускаемой продукции, а кроме того она открывает новые возможности. Всё это, в свою очередь, позволяет не потерять старых и приобрести новых заказчиков, что влечёт финансовую выгоду для предприятия.

Для примера рассмотрим процесс модернизации участка одноцветной офсетной печати на базе Издательства Тульского государственного университета (далее - Издательство ТулГУ). Модернизация участка офсетной печати на существующей площади заключается в замене устаревшего и технически изношенного оборудования для достижения повышения качества производимой продукции, повышения производительности участка и расширения номенклатуры выпускаемой продукции.

Участок офсетной печати находится в помещении размером 5,85х11,60 м. Кроме участка офсетной печати (1-3) в данном помещении так же располагается различное оборудование (4-10) для допечатной подготовки и послепечатной обработки полиграфической продукции. На рис.1 показано расположение оборудования и мебели в помещении.

____

'—'  3 1 0 7 б 1—1 - | , | 9 5,85

11,60

Рис. 1. Схема помещения с участком офсетной печати: 1 - офсетная печатная машина Heidelberg PrintMaster GTO 52-1; 2 - рабочий стол для сталкивания стоп бумаги и складирования между последующими краскопрогонами; 3 - стол с оборудованием для контроля качества; 4 - монтажный стол для работы с формами; 5 - устройство для проявки и сушки

форм; 6 - автоматическая промывка; 7 - ручная промывка; 8 - стеллаж для хранения форм и инструментов; 9 - бумагорезальная машина; 10 - рукомойник

В настоящее время в Издательстве ТулГУ используется однокрасочная офсетная печатная машина Heidelberg PrintMaster GTO 52-1 (Хайдельберг ПринтМастер ГТО) [1]. Технические характеристики печатной машины Heidelberg Printmaster GTO 52-1 приведены в табл. 1 [2].

Таблица 1

Технические характеристики Heidelberg Printmaster GTO 52-1_

Максимальный формат листа, мм 520*360

Минимальный формат листа, мм 180*105

Максимальная площадь печати, мм 505*340

Техническая скорость, листов/ч 3000-8000

Толщина листа, мм 0,03-0,4

Размер и толщина печатной формы, мм 510*400*0,15

Размер и толщина офсетного полотна, мм 520*445*1,95

Красочная система 16:4

Высота стопы на самонакладе/приёмке, мм 400/400

Мощность, kW 2,5

Габариты (Д*Ш*В), мм 1610*1720*1580

Масса, кг 1500

Проблема данного оборудования состоит главным образом в техническом износе из-за длительного (более 15 лет) использования и отсутствия должного технического обслуживания, что в свою очередь не позволяет машине работать в полную силу и на максимальных скоростях. Кроме того, имеются некоторые проблемы с сушкой отпечатков, из-за чего приходится длительное время просушивать листы перед очередным краскопрогоном и дальнейшей обработкой (иначе недосушенная краска смазывается). Помимо этого было бы весьма полезно дооснастить машину дополнительными опциями для расширения номенклатуры выпускаемой продукции. Например, поступают заказы на печать различных бланков и билетов, но так как у Хайдельберга не предусмотрена установка нумератора - выполнение данных заказов технически невозможно.

Кроме того, был проанализирован список продукции, выпускаемой в издательстве ТулГУ способом офсетной печати: визитные карточки; наклейки и этикетки на самоклеящейся плёнке; бланочная продукция; листовки и флаеры; плакаты, афиши и постеры; буклеты; брошюры; периодические и непериодические книжно-журнальные издания [1].

Анализ недостатков имеющейся печатной машины и выпускаемой Издательством ТулГУ продукции даёт понять, что новая печатная машина должна отвечать следующим критериям: иметь высокое качество печати и высокие показатели производительности; иметь компактные размеры; быть простой в обслуживании и ремонте; иметь малые затраты на обслуживание, работу и ремонт; иметь низкое электропотребление; иметь устройство нумерации и перфорации для расширения номенклатуры выпускаемой продукции.

На замену предлагается рассмотреть офсетную печатную машину Hamada Superb 47 NP (Хамада Супёрб). Печатные машины Hamada (Япония) серии Superb нацелены на выпуск высококачественной одноцветной и полноцветной продукции малыми и средними тиражами. Офсетные машины данной серии разработаны таким образом, чтобы работать на них мог даже человек не имеющий очень высокого уровня квалификации и большого опыта - то есть машина достаточно проста и понятна в управлении. Печатные машины Hamada обладают высокой надёжностью, качественной сборкой, а так же неприхотливы к условиям в помещении (благодаря своей компактности) и могут работать от сети в 220В. Машины максимально автоматизированы, что снижает время, необходимое на перенастройку с одного тиража на другой и приладку перед каждым циклом печати. Помимо этого, машины серии Superb максимально просты в обслуживании и достаточно просты в ремонте. Стандартная комплектация печатной машины Hamada Superb 47 NP имеет технически характеристики, приведённые в табл. 2, а также включает в себя устройство нумерации и перфорации [3].

Таблица 2

Технические характеристики Hamada Superb 47 NP_

Максимальный формат листа, мм 470*365

Минимальный формат листа, мм 140*90

Максимальная площадь печати, мм 454*345

Техническая скорость, листов/ч 3000-9000

Толщина листа, мм 0,04-0,3

Размер и толщина печатной формы, мм 497*394*0,15

Размер и толщина офсетного полотна, мм 466*417*1,65

Высота стопы на самонакладе/приёмке, мм 500/500

Мощность, kW 1,9

Габариты (Д*Ш*В), мм 2090*1030*1340

Масса, кг 580

Стоимость, рублей 1630000

Для оценки выгоды от проведения модернизации необходимо рассчитать следующие показатели.

Расчёт годовой производительности (1) печатной машины:

т. _ ^печ. JVTHp

"-эфф. — 77 77 ' VV

Мир = Нч* Fo6 * fcBJL * /сэфф,

где Мпр - годовая производительность печатной машины, ф.п.л.; Нч - норма выработки, определяемая по справочнику межотраслевых норм времени и выработки, листов/ч.; F06 - годовой фонд работы оборудования, ч; кв н. - коэффициент выполнения норм, принимаемый значение 1,05; кэфф. - коэффициент, который показывает долю производительного времени работы печатной машины.

Годовой фонд времени работы (2) печатной машины:

Роб /см * ^СМ *

где fCM - продолжительность одной рабочей смены, ч; ксм - коэффициент, учитывающий изменения F06 в зависимости от сменного режима работы; D - количество в расчётном году календарных, выходных и праздничных дней соответственно.

Коэффициент (3), показывающий долю производительного времени работы печатной машины рассчитывается по формуле:

*NT

(^прил. + ^печ.)*^тир

где tneq. - норма времени на печать 1000 ф.п.л., ч; tnpiM. - норма времени на приладку, ч; Nrap — тираж объёмом 1000 ф.п.л.

Таким образом для печатной машины Hamada Superb 47 NP кэфф. при средней

скорости печати 7000 листов/ч будет:

. 0,16*1000

/¿4<fi<h = 7-N- = U.Zo.

ЭФФ- (0,45 + 0Д6)*1000

Годовой фонд времени работы печатной машины Hamada Superb 47 NP при работе в одну смену:

Fo6 = 8 * 0,95 * (365 - 118) = 1877,2 ч.

Годовая производительность печатной машины Hamada Superb 47 NP: Мпр = 6000 * 1877,2 * 1,05 * 0,26 = 3074853 ф.п.л.

Таким образом, за год печатная машина Hamada Superb 47 NP способна отпечатать 3074853 физических печатных листов красочностью 1+0 при работе на средней скорости в 7000 листов/ч.

Срок окупаемости (4) оборудования позволяет показать, насколько производимые инвестиции эффективны и привлекательны. Расчёт срока окупаемости оборудования (4) производится по формуле:

Т = Н' <4>

где Т - срок окупаемости оборудования, выраженный в годах; К - размер капиталовложения, рублей; П - чистая прибыль в среднем за год, рублей.

Чистая прибыль компании Издательства ТулГУ в среднем за год составляет 1500000 рублей. Таким образом, срок окупаемости однокрасочной офсетной печатной машины Hamada Superb 47 NP с устройством нумерации и перфорации составит:

1630000

Т =-= 1,1 года « 13 месяцев.

1500000 " м

Поскольку срок полезного использования полиграфического оборудования составляет около 10 лет, при этом окупается машина за 1,1 год, то после срока окупаемости офсетная печатная машина Hamada Superb 47 NP сможет приносить Издательству прибыль ещё на протяжении 9 лет (без учёта форсмажорных обстоятельств и затрат на амортизацию).

Рис. 2 приведён для того, чтобы наглядно обозначить, как совмещаются прежнее расположение старой печатной машины Heidelberg PrintMaster GTO 52-1 и предполагаемое расположение новой печатный машины Hamada Superb 47 NP (1).

Из рисунка видно, что новая машина (1) подойдёт по габаритам и так же удачно расположится по отношению к другому имеющемуся оборудованию и мебели (210). Кроме того, для новой машины не придётся создавать специальный укреплённый фундамент, так как благодаря схожим габаритам подойдёт будет достаточно старого фундамента, который создавался для прежней машины Heidelberg PrintMaster GTO 52530

1, что не понесёт дополнительных затрат для Издательства ТулГУ. Таким образом новая офсетная печатная машина Hamada Superb 47 NP удачно вписывается в участок офсетной печати в существующем помещении в Издательстве ТулГУ.

Рис. 2. Схема участка офсетной печати с учётом совмещения расположений старой и новой печатных машин: 1 - серая пунктирная линия - прежнее расположение заменённого Heidelberg PrintMaster GTO 52-1, а чёрная сплошная - новая Hamada Superb 47 NP; 2 - рабочий стол для сталкивания стоп бумаги и складирования между последующими краскопрогонами; 3 - стол с оборудованием для контроля качества;

4 - монтажный стол для работы с формами; 5 - устройство для проявки и сушки форм; 6 - автоматическая промывка; 7 - ручная промывка; 8 - стеллаж для хранения форм и инструментов; 9 - бумагорезальная

машина; 10 - рукомойник

Кроме того, технико-экономические расчёты показали прямую экономическую выгоду от замены оборудования. Помимо этого, наличие у Hamada Superb 47 NP устройства нумерации и перфорации позволяет существенно расширить номенклатуру производимой продукции, а значит привлечь новых заказчиков, что так же увеличит доходность производства.

Таким образом, проведение своевременной модернизации посредством замены старого оборудования приносит множество плюсов для предприятия, поэтому модернизация и является таким важным процессом.

Список литературы

1. Официальный сайт Издательства ТулГУ [Электронный ресурс] URL: http://publishing.tsu.tula.ru/ (дата обращения 15.04.2018).

2. Heidelberg - СНГ [Электронный ресурс] URL: https://www.heidelberg.com/ ru/ ru/ products/ press/ sheetfed_offset/ sheetfed_offset_overview.jsp (дата обращения: 07.05.2018).

3. Офисная полиграфия [Электронный ресурс] URL: http://www.offpoly.ru/ shop/model.php?id=282840 (дата обращения: 11.05.2018).

Ёлкина Дарья Алексеевна, магистрант, Venera953@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет

MODERNIZATION OF THE EQUIPMENT FOR THE SITE OF THE OFFSET PRINT IN THE PUBLISHING HOUSE OF TULGU

D.A. Yolkina

The process of modernization of production, its utility and economic benefits are considered. For example, a site of offset printing is used on the basis of the Publishing House of the Tula State University, where a replacement of a printed machine is proposed and the benefits of modernization are justified.

Key words: modernization, offset printing, polygraphy.

Yolkina Darya Alekseevna, the student-master, Venera953@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University

УДК 669.019; 620.194.22

ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ИСПЫТАНИЙ НА ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ ВЫСОКОПРОЧНЫХ АРМАТУРНЫХ СТАЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО НАВОДОРОЖИВАНИЯ

Д.М. Хонелидзе, А.Н. Чуканов, А.Е. Гвоздев, Д.С. Метелкина, О.В. Пантюхин

Выполнен анализ влияния агрессивной (водородсодержащей) среды, режимов поляризации, температуры и способа создания напряженного состояния на значения длительной прочности и характеристики механических свойств натурных образцов из высокопрочных арматурных сталей (20ГС2, 30ГС) для уменьшения времени, необходимого на проведение испытаний. Предлагаемые испытания на длительную прочность натурных образцов из высокопрочной арматурной стали при электролитическом наводороживании в водном растворе 4,5 % H2S04+2,5 % NH4CNS и плотностью катодного тока jK=60 A/м2 при одноосном растяжении с постоянной нагрузкой уменьшают затраты на разработку образцов, сокращают сроки испытаний натурных образцов до нескольких часов, повышают оперативность получения и обработки результатов.

Ключевые слова: арматурные стали, электролитическое наводороживание, длительная прочность, водородная стресс-коррозия.

Введение. Работа высокопрочной напряженной арматуры из малоуглеродистых сталей в условиях повышенной влажности и агрессивных сред (в том числе, водо-родсодержащих) ведет к внезапному хрупкому разрушению и катастрофическим последствиям. Эти стали проявляют особую чувствительность к водородной коррозии под напряжением (водородная стресс-коррозия - ВСК) [1] вследствие близости их предела прочности к эксплуатационным напряжениям.

Проникновение водорода внутрь металла (сплава) может происходить в процессе производства (при очистке, травлении, нанесении гальванических покрытий), эксплуатации (в ходе реакций катодной защиты или коррозионного процесса). Водород может проникать внутрь металла (сплава) из окружающей среды в результате продолжительного хранения готовой продукции на складе до ее эксплуатации [2].

В связи с расширением использования предварительно напряженного железобетона (ж/б), появлением сообщений об обрывах его арматуры и обрушениях конструкций [3] к проблеме ВСК высокопрочных арматурных сталей приковано пристальное внимание. Особые требования к высокопрочным арматурным сталям по стойкости к воздействию внешних факторов, безотказности, долговечности и другим параметрам

532