摘要:水轮发电机的制造具有一定的复杂性,涉及工件多样化、操作工序多样化,机组零件制造品种多、批量小,为实际操作带来了诸多困难。为了解决水轮发电机制造过程工作效率较低、生产成本较高、制造周期过长等问题,改善管理方式、寻求新技术的支持是必经之路。成组技术可以充分利用水轮发电机制造具有相似特征高的特点,有效的提高了工作效率和整体效益。本文从成组技术与水轮发电机制造的联系入手,分析了成组技术在水轮发电机制造中的应用。
关键词:成组技术;水轮发电机制造;应用
上世纪60年代成组技术被引入我国,经过多年的实践应用,成组技术理论体系逐渐完善,在小规模、品种多的生产活动中带来了十分可观的现实效益[1]。水轮发电机制造具备成组技术应用的诸多条件,水轮发电机制造面对的工件种类多、工序复杂,但是具有相似性较高的特点,利用成组技术将其进行分类编码,可以有效的提高生产和操作的效率,不仅节约了时间成本,而且有效降低了劳动强度,对于规范生产制造流程,降低成本,提升整体效益具有重要的作用。但是现阶段成组技术的应用还存在一定的问题,所以要在生产实践的过程中,不断探索应用方式,优化技术方法,才能做大程度的发挥成组技术在水轮发电机制造中的优势和作用。
一、成组技术与水轮发电机制造
成组技术是将具有相似特征的零件归到特定群组,针对这些具有材料相似、工艺相似或质量标准相似等特征的零件形成特定的群组,采用通用的制造方法进行生产或进行加工,成组技术针对的是具有相似特征的零件系列,而不是单一的零件或产品。成组技术可以有效针对零件种类较多、生产规模较小的制造生产活动,根据相似性将零件进行分类加以编码,采用代码形式表示零件具有的相似特征、生产技术或使用性能,以此来简化生产、加工或使用的流程,最大程度的减少零件的流动过程,提高工作效率[2]。
水轮发电机制造是非常复杂的生产过程,制造所涉及的机组工件种类繁多、且具有特殊性,很多主要部件都是非标准工件,例如水轮机转轮、发电机转子中心体、活动导叶等,水轮发电机制造所使用的工件都是有钢板等组装焊接而成的,具有难以批量生产的特征,很多制造所需零件甚至少于十件,无法进行机械化、标准化的大规模拼装,要由人工进行操作。水轮发电机制造系统管理相对复杂,加工制造工序繁多、工件种类较多,同时工件转运频繁,所以在制造生产过程中需要较长的准备时间,为水轮发电机制造生产带来了困难[3]。但是水轮发电机制造所需零件具有一定的相似性,很多零件可以根据一定规律进行分组归类,例如转轮体、法兰盘、导叶等工件具有很高的相似特征,这就决定了水轮发电机制造可以从分利用成组技术进行生产,以降低零件的转运几率,提高工作效率。
成组技术的应用是建立在相似特征基础上的,通过将类型不同、层次不同的工件种类进行划分,寻找其具有的共同物理特征、功能特征或几何特征,将其进行系统分类,从而减少工件的转运和流动,在面对复杂生产制造时,能有效提高效率,这里分类依据的基础特征是指具有相似属性或特点但是数据上存在差距的现象。成组技术运用到水轮发电机制造中,具体操作就是将制造水轮发电机所需的多种工件、产品,遵循相似特征进行分类和编组,以分组为基础追求工件或产品制造和管理最合理化的效益,以成组技术所具备的优势克服水轮发电制造过程小批量生产带来的弊端,推动小批量生产获得更高的经济效益[4]。
二、成组技术在水轮发电机制造中的应用
在水轮发电机制造中应用成组技术有利于缩短生产制造所需的技术准备时间,发挥成组技术优势还可以缩短制造周期,从而达到提高生产效率和节约制造成本的目的。通过对制造所需零件和产品进行归类来提高工作效率的思路同样可以使用到技术准备、生产计划中,缩短制造时间,提升工作水平。
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(一)成组技术在生产流程中的应用
生产流程分析法是指在进行水轮发电机制造过程中,按照生产零件或产品相似特征进行分类,进而对制造工艺流程进行系统分类和联系。例如贯流机组中外导环、内导环和混流机顶盖、底环生产制造过程中,所需零件具有结构相差很大的特点,但是生产制造工艺具有一定的相似特征,可以分为钳、镗、车、镗,工艺相似的基础上工艺所采用的工序也具有极高的相似性,所以生产制造的过程中可以充分利用成组技术的优势,缩短制造过程中机床的重复操作,节省刀具、夹具重复安装时间,从而达到提高工作效率,提高生产制造整体效益的目的[5]。
(二)成组技术在机组零件中的应用
单机生产制造过程中成组技术的应用。成组单机的时候可以针对工艺、工序相似或所需夹具相同零件进行分类整理,形成具有相似特征的零件系统,将其集中生产制造,可以有效节省时间,提高效率。例如加工大型回转类工件的时候,需要对机床的加工范围进行扩大,如果进行重复操作会耗费大量的人力进行组装,机床也需要停机,极大的降低了工作效率,如果出现安排不合理的情况还会延长机床待机时间,增加工作强度。但是生产制造过程中有效安排,例如把定子机座、顶盖、底环、转子支架等需要具有重轨特征的工件进行合理安排,则可进行连续生产,有效的节省了生产时间,降低了劳动强度,最大程度的节约了时间成本和劳动力成本。
单元生产制造过程中成组技术的应用。水轮发电机制造过程相对复杂,工艺和工序的集中操作可以有效提高生产的有效性。针对具有相似工艺过程的制造工序,可以采用一组机床完成相应操作。可以以灯泡贯流机活动导叶生产为例进行分析,灯泡贯流机需要经过钳工、镗轴头及内测轴孔、粗车轴头及内外球面、精车轴头、精车轴头及内外球面、等工序操作完成,灯泡贯流机活动导叶加工具有操作流程长、转运次数多等特点,同时需要较长的辅助时间,而使用数控导叶加工专用机床可以有一组机床完成相应操作,不仅能够合并除了钳工之外的所有操作工序,而且只需要转运一次就可以完成加工全部工作,极大的节省了操作时间、简化了操作流程,达到了节省时间,提高效率的目的。
结语
机械制造面对可以进行大批量和标准化进行生产的工件或产品可以采用自动机床的形式进行生产,自动生产线对于提高生产效率具有极大的优势。但是对于生产批量小的工件或产品可以采用数控机床实现工作效率的提升,但是数控机床生产过程中需要调整和其他辅助,这一系列的过程也会增加时间成本,降低整体效益。水轮发电机的制造涉及到的工艺流程、工件种类十分复杂,传统的制造方式需要耗费大量的人力、物力和时间,成组技术的应用可以有效将水轮发电制造工艺和零件种类进行分类标注,有利于解决传统生产中的难题,降低辅助时间,是提高生产效率的有效手段。但是成组技术应用还存在一定问题,例如编码、管理等手段还不完善,需要在实践应用中不断探索,优化方法,才能更充分的发挥成组技术优势。
参考文献:
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[2]Patrickde Vos.成组技术:在工业4.0时代实现卓越运营[J].金属加工(冷加工),2019,(3):16-17.
[3]李国亚,盖斐.浅谈大型水轮发电机组设备制造过程的质量监督[J].水电与新能源,2017,(2):60-63.
[4]茹志云.面向制造安装和维护的水轮发电机组设计[J].科学家,2016,4(6):202-203.
[5]张玉伟.水轮发电机组安装过程中的常见问题及处理办法[J].建筑工程技术与设计,2019,(15):3971.
论文作者:李轶青
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/16
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