Ефективността на машината за заваряване с ролери на стоманени прътови кофи: скок от ръчно връзване към интелигентно производство

В процеса на строителство на големи инфраструктурни обекти, като мостове, високоскоростни железопътни возила и метротунели, стоманената клетка, която служи като „каркаса“ на компоненти като куполови основи и стълбове, има пряко влияние върху темповете на строителството и безопасността чрез качеството на нейната обработка и производствената ѝ ефективност. От дълго време насам производството на стоманени клетки се е основавало на ръчно връзване и ръчно заваряване, което не само водеше до ниска ефективност и изискваше голям брой работници, но и се характеризираше със значителни колебания в качеството и висок процент фалшиво заваряване. Появата на машината за ролерно заваряване на стоманени клетки преобърна тази ситуация и постепенно се превърна в важно средство и оборудване за трансформацията на стоманените обработващи машини от трудоемки към технологично ориентирани. В настоящата статия се разглежда системно ефективностната стойност на машината за ролерно заваряване на стоманени клетки от множество аспекти, като подобряване на производствената ефективност, надеждност на продукта, икономически ползи, класически случаи и тенденции в технологичното развитие.
1. Скачкообразно увеличение на производствената мощност: От «ръчната бавнина» към «скоростта на механичното оборудване». Най-очевидната икономическа изгода от машината за навиване и заваряване на стоманени клетки е скачкообразното повишаване на производствената ефективност. Традиционно за ръчното изработване на една стоманена клетка с участието на 6 работника са необходими около 2 часа, а процентът на фалшиви заварки е 15 %. Автоматизираната технология за навиване и заваряване обаче значително е намалила този цикъл – при пълно автоматизирания процес за навиване и заваряване времето за производство на една отделна стоманена клетка се намалява с повече от 40 %.
Що се отнася до дневната производствена мощност, данните и информацията са по-убедителни. Вземайки за пример статистическия анализ на място при определен проект за строителство на бързопът, след внедряването на машината за ролково заваряване 16 работника (работещи в два смени) могат да произвеждат 12 готови стоманени клетки по 18–20 метра всяка за един ден, докато същите 16 работника, използващи ръчни методи, могат да произведат само 3 готови стоманени клетки за един ден. Ефективността на машината за ролково заваряване е четири пъти по-висока от тази при ръчна работа. Друг набор данни показва, че при работа на 5 души в една смяна и две смени на ден, общо 10 души могат да произвеждат повече от 20 готови желязни клетки с височина 12 метра за един ден, което съответства на много висока работна ефективност. Според производителя на оборудването веднъж е бил поставен рекорд за производство от 75 секции желязни клетки по 9 метра (общо 675 метра) на ден. Автоматичната работна платформа за заваряване на стоманени клетки за проекта по разширение на магистралите в Сичуан и Чунцин може да произвежда 60–70 метра на ден, като ефективността се подобрява три пъти спрямо традиционните ръчни методи, а необходимият брой персонал е намален от 8 на 3 души. Автоматичната работна платформа за заваряване, въведена в проекта за магистралата Лян-Су, постига производството на 5 комплекта стоманени клетки на ден, като ефективността се увеличава поне два пъти.
От гледна точка на вродените характеристики на системата, скоростта на заваряване на ролковата заваръчна машина достига 8–15 метра в минута, диапазонът на скоростта на токарния стан е регулируем от 0 до 8 оборота в минута, а грешката по класа на точност е в границите на ±1 мм. Постиженията на водещите технологии също са предложили план за съвместно заваряване с една/две заваръчни машини, който е увеличил дяла на времето за заваряване в цикълното време от по-малко от 50 % до 70–80 %, значително подобрявайки специфичната ефективност на процеса на заваряване. Значителното увеличение на производствената мощност гарантира, че производството и обработката на стоманени каркаси вече няма да представляват бутелно гърло в напредъка на бурените пилони.
Второ, стабилно качество: Подобрението в ефективността от „честа инспекция“ до „освобождаване от инспекция“ е безсмислено, ако се постига за сметка на качеството. Машината за заваряване на стоманени клетки чрез търкаляне е постигнала множество подобрения както в ефективността, така и в качеството. Основните ѝ предимства са: точно задаване на основните параметри за разстоянието между халките според програмния поток на PLC, синхронизиране на работата на въртящия се диск и заваръчната механична ръка, точното изпълнение на навиването и заваряването на основните пръти и навиващите пръти на гредата, както и елиминиране на грешките и нестабилността при ръчно връзване още от източника.
Що се отнася до процентната норма на успех, полевите данни показват, че след внедряването на автоматизирани технологии за оборудване за ролково заваряване процентът на успешни заварки е останал над 98 %. При прилагането на напълно автоматизирана технология за ролково заваряване процентът на успешни заварки при проекти за пилотни фундаменти достига 98,7 %, което е значително по-добро в сравнение с традиционното ръчно връзване. При проекта за разширение в Сичуан и Чунцин процентът на успешни заварки на автоматичната работна станция за заваряване на стоманени клетки е достигнал 99,8 %, а степента на деформация при заварката е била поддържана в рамките на 2 мм.
Друга незабавна тенденция, породена от подобряването на качеството, е трансформацията на модела за инженерен надзор. Когато стоманените кофи се произвеждаха ръчно, строителните надзиратели посещаваха обекта за производство почти всеки ден за инспекция. След въвеждането на механична обработка и производство обаче надзорът практически е приел принципа „без инспекционен знак“ за механичната автоматизирана обработка и производство на стоманени кофи. Това доверие се основава на прецизния контрол върху ключови параметри като разстоянието между главните армировъчни пръти на гредата, стъпката на спираловидните пръти и диаметъра на отворите в кофата, осъществяван от валцовата машина. Освен това, тъй като главните армировъчни пръти на гредата са равномерно разпределени по окръжността, няколко стоманени кофи могат бързо и удобно да се свържат помежду си, което спестява време за крановете. Главните пръти са опънати и няма нужда от свързване на прътите, което позволява спестяване от около 1,5 % материали в сравнение с ръчната обработка и намалява проектните разходи.
III. Икономически предимства: От „високи разходи“ към „намаляване на разходите"
От гледна точка на съотношението „вход-изход“ икономическият резултат от използването на машина за ролерно заваряване е много значителен. В областта на разходите за труд изборът на автоматизирана машина за ролерно заваряване може да намали разходите за труд с 30 %, като една такава машина позволява да се спестят от 3 до 8 работника. Практиката от метростроителните проекти показва, че при извършване на еднакъв обем работа автоматизираната машина за ролерно заваряване на стоманени каркаси може да намали разходите за труд с три четвърти.
Вземете за пример сметководството по разходи. Въз основа на предполагаема месечна заплата от 3000 юана на човек една ЧПУ машина за заваряване на стоманени клетки чрез навиване може да замести работата на 4–5 квалифицирани работници. Спестените трудови разходи за половин година са достатъчни, за да се закупи една такава машина. В конкретен проект след като определено предприятие внедрило машината за заваряване на стоманени клетки чрез навиване, процентът на повредени суровини спаднал от 20 % до 0 %. Оценява се, че разходите могат да бъдат намалени с почти 1 милион юана. Други данни също показват, че използването на автоматизирани машини за заваряване чрез навиване може да увеличи производителността при производството на стоманени клетки с повече от 40 %, докато значително намалява производствените разходи.
Що се отнася до мащаба на индустрията, популярността на машините за ролково заваряване също бързо нараства. Според данните от китайската индустрия за строителна техника, пазарният капацитет на машините за ролково заваряване на стоманени клетки в цялата страна ще нарасне с 3,8 милиарда юана през 2024 г., като сложният темп на растеж ще състави 12,3 %. През 2024 г. дялът на механично автоматизираното производство и обработка на стоманени клетки в китайското инженерно проектиране на пилотни фундаменти е надхвърлил 65 %, което представлява увеличение от почти 30 % спрямо преди пет години. Тези цифри ясно демонстрират широко разпространеното признание на ефективността на машините за ролково заваряване на пазара.
4. Приложни случаи и практически опит от индустрията
Преимуществата в ефективността на машината за заваряване на стоманени клетки чрез търкаляне са потвърдени в няколко големи проекти. След внедряването на CNC машината за заваряване на стоманени клетки чрез търкаляне в проекта „Вейу Експресуей“, процесите на прецизно позициониране на основните пръти на гредата, изправяне на навитите пръти, навиване на основните пръти, CO2-заваряване с защитна атмосфера и цялостно формиране бяха интегрирани, което значително подобри качеството и ефективността на обработката. Автоматичната платформа за заваряване на стоманени клетки, въведена в проекта „Лянсу Експресуей“, от пускането си в експлоатация е произвела 12 000 метра и над 400 комплекта стоманени клетки, напълно осигурявайки темповете на строителството на площадката. Освен това броят на работниците е намален значително, постигайки ситуация на „взаимна изгода“, при която се подобрява качеството, повишава се ефективността и намаляват се разходите.
Що се отнася до подобренията на продуктите, технологичните иновации се появяват една след друга. Разработването на напълно автоматичната функция за големи и малки глави позволява на машината за ролерно заваряване да се нагажда гъвкаво към различни спецификации на стоманени каркаси, избягвайки множество проблеми, свързани с традиционното оборудване с големи и малки глави – като висок процент на откази и висока трудоемкост за работниците, което допълнително повишава ефективността на работа на машината. Внедряването на интелигентни заваръчни роботи е позволило пълно автоматично подаване на основните греди, интелигентен мониторинг и прецизно позициониране, както и интеграция на навиването и заваряването. Всички аспекти – като положение на заваръчните шевове, разстояние между стоманените пръти и техната подреденост – са точно контролируеми.
V. Техническа основа за повишаване на ефективността и бъдещи тенденции в развитието

Високата ефективност на машината за заваряване чрез усукване не е случайна, а се основава на здрава техническа основа. Основният ѝ работен процес е следният: Главните пръти на гредата се фиксират в съответните отвори на подвижния въртящ се диск чрез шаблонните отвори на неподвижния въртящ се диск чрез ръчна операция. Краят на хомота първо се заварява към един от главните пръти на гредата, след което неподвижният и подвижният въртящи се дискове се въртят синхронно. По време на този процес хомотите се навиват около главните пръти на гредата и едновременно се заваряват, като в крайна сметка се формира готовата стоманена клетка. Тази стъпка интегрира фиксирането на главните пръти на гредата, навиването на хомотите и заваряването в една три-в-едно синхронна операция, което значително намалява времето за свързване на процесите.
От гледна точка на тенденциите в професионалното развитие стоманената клетка за ролинг заваръчна машина се движи към по-високо ниво на интелигентност. Автоматичната CNC работна платформа за заваряване на стоманени клетки е постигнала интеграция на напълно автоматично подаване на основните греди, интелигентен мониторинг и позициониране, както и намотъчно заваряване. По време на процеса на заваряване софтуерът за мониторинг извършва реалновременен контрол, а при възникване на аномалии системата незабавно предупреждава. Прилагането на нови технологии, като например съвместно заваряване с единична/двойна заваръчна машина, допълнително повишава ефективността на заваряването. Разработката на ново оборудване, като например машини за ролинг заваряване на стоманени клетки с голям и малък диаметър, също непрекъснато разширява обхвата на приложение и възможностите за оперативна координация на оборудването. Компаниите, които вече са внедрили интелигентни решения, са представили ново поколение интелигентни роботи за стоманена обработка, които обхващат ключови сценарии като нанизване на арматурни пръти, заваряване на стоманени клетки и обработка на стоманени мрежи, ускорявайки трансформацията на отрасъла към цифровизация и интелигентност. Тези технологични постижения показват, че стоманената клетка за ролинг заваръчна машина не е само на етапа на заместване на ръчния труд, но непрекъснато се развива към автоматизация, интелигентност и гъвкаво производство, като потенциалът за подобряване на ефективността все още не е напълно реализиран.
Заключението е, че ефективността на машината за заваряване на стоманени клетки не се отразява само в увеличаването на скоростта, но и в комплексното подобряване на качеството, разходите и човешките ресурси. Тя осигурява надеждна оборудвана поддръжка за строителството на инфраструктура с обработваща скорост, която е 3–4 пъти по-висока от тази при ръчна обработка, квалификационен процент при заваряването над 98 % и спестяване на труд над 30 %. От първоначалното й внедряване в новия проект „Десет безжични антени“ до широко приложение в проекти като магистралата Лян-Су, разширението на магистралата Чуан-Ю и други, машината за заваряване на клетки е доказала с реалните си резултати, че в областта на обработката на стоманени клетки замяната на ръчния труд с оборудване не е просто красиво бъдещо видение, а обективен факт, който вече се осъществява. С непрекъснатото задълбочаване на напредналите технологии за производство стоманената машина за заваряване на клетки ще продължи да се развива по пътя към по-висока ефективност, по-високо ниво и по-ниски разходи и ще допринесе с още по-голяма сила за висококачественото развитие на инфраструктурата в Китай.