Мир сильно изменился с тех пор, как 4 октября 1957 года Спутник 1 совершил свой первый полет вокруг Земли. На сегодняшний день на орбите Земли находится несметное количество искусственных спутников. Они дают новые знания о Земле и Вселенной, обеспечивают быструю речевую коммуникацию и обмен данными между континентами, находящимися на большом расстоянии друг от друга, и делают возможным использование навигационных приборов при помощи GPS.
И на сегодняшний день запуск российских искуственных спутников на орбиту Земли выполняется на космодроме Байконур в Казахстане. В большинстве случаев запуски выполняются при помощи многоступенчатых ракетносителей.
Одной из наиболее известных во всем мире и успешно применяющихся на практике промышленных ракетносителей является ПротонМ (разработка Государственного космического научнопроизводственного центра им. М.В. Хруничева). Это современная, модернизированная, трех или четырехступенчатая версия модели ракетыносителя, созданной в 1965 году.
При помощи такой ракетыносителя можно выводить на орбиту в околоземное пространство полезный груз весом до 21 тонны. Одна только первая ступень весит примерно 450 тонн. Она состоит из центрального бака для горючего и шести наружных баков для окислителя, каждый из которых оснащен ракетным реактивным двигателем РД276.
Такие двигатели и производит ОАО «Протон – Пермские Моторы», предприятие, находящееся в одном из самых крупных промышленных центров России – в Перми. На сегодняшний день это предприятие является ведущим изготовителем сложнейших, высокоточных деталей, использующихся в машиностроении, авиационной и космической технике, а также в установках для производства энергии.
«Эксплуатационная надежность реактивных двигателей ракетносителей составляет 99,9%, что позволяет называть их самыми надежными приводными агрегатами в мире, – говорит главный инженер ОАО «Протон – Пермские Моторы» Дмитрий Валерьевич Щенятский. – Эти двигатели «живут» и работают всего лишь 125 секунд и при этом выводят ракету на высоту примерно 30 км. Если в турбине самолета обнаруживается дефект, ее можно вывести из эксплуатации, прервать полет и начать работы сначала. С двигателями ракетыносителя такое проделать невозможно. Здесь все должно работать безупречно с первого раза». Поэтому каждая отдельная деталь агрегата проверяется самым тщательным образом. Все данные подтверждаются соответствующими документами и сертификатами, и только после этого деталь разрешается использовать.
Этот процесс зачастую длится несколько месяцев и включает в себя и методику изготовления, и используемое технологическое оборудование.
Эффективность благодаря концентрации
Самым сложным этапом в создании ракетного двигателя является производство турбонасосного агрегата для управления подачей горючего. Этот высокотехнологичный продукт никогда не выпускается крупными сериями. Производство турбонасосных агрегатов предполагает многообразие модификаций и очень небольшие серии (в период с января по октябрь 2010 был выполнен запуск восьми ракетносителей «Протон»). Ранее для выполнения отдельных этапов обработки сложных вращающихся деталей требовалось 6 различных станков, которые находились в трех заводских цехах. Такая ситуация не только предполагала срок изготовления, равный 30 дням, но и требовала значительных складских площадей и существенных расходов на выполнение внутризаводской транспортировки. Кроме того, многочисленные установы обрабатываемых деталей и разнообразные технологические процессы, необходимые для обработки всего лишь одной детали, требовали задействования в обработке нескольких заводских специалистов.
«Для того, чтобы мы могли реагировать быстрее, оставаться конкурентоспособными на мировом рынке транспортных космических перевозок, снизить нашу зависимость от высококвалифицированного производственного персонала, а также и с целью дальнейшего понижения нашего энергопотребления и доли дефектных изделий, нам необходимо было найти возможность сконцентрировать как можно больше технологических процессов на одном станке», – объясняет главный инженер ОАО «Протон – Пермские Моторы» Дмитрий Валерьевич Щенятский.
Ракета-носитель «Протон-М»
Двигатель РД-275
Готовый вал привода насоса, обработка которого выполнена на станке M40 Millturn, в сравнении с заготовкой
Данную задачу «Протон – Пермские Моторы» смог решить при помощи токарносверлильнофрезерного центра M40 Millturn фирмы WFL Millturn Technologies GmbH & Co. KG из г. Линц. Центры для комплексной обработки, впервые представленные в 2002 г. и отмеченные призом за новаторские разработки Общества технологических и маркетинговых исследований федеральной земли Верхняя Австрия, уже работали у многочисленных заказчиков фирмы WFL в Перми, так что руководство ОАО «Протон – Пермские Моторы» принимало решение, основываясь на опыте работы других предприятий. Станок выполняет все механические операции за исключением одной незначительной. Например, валы обрабатываются полностью, включая все токарные, сверлильные и фрезерные операции, нарезку внешней и внутренней резьбы. За два установа выполняются все глубокие отверстия и резьбы. «Наш продукт идеально подходит для решения технических задач ОАО «Протон – Пермские Моторы». Там, где нужно выполнить комплексную обработку за один установ и с высочайшей точностью, станки Millturn оптимально проявляют свои сильные стороны», – утверждает магистр Норберт Юнграйтмайер, директор фирмы WFL, отлично знающий продукт своей фирмы станок М40, что охотно подтверждает заместитель главного инженера по подготовке производства ОАО «Протон – Пермские Моторы», Валерий Александрович Голдобин. «Наряду с возможностью гибкого использования различных операций в рамках одного технологического процесса точность обработки намного выше, чем на узкоспециализированных станках. Но самым главным для нас является значительное повышение производительности».
Время изготовления снизилось на 80 процентов
Таким образом, чистое машинное время комплексной обработки вала снизилось до шести часов. Благодаря M40 Millturn обработка занимает столько же времени, сколько и программирование. Теперь нет необходимости как в транспортировке деталей от одного станка к другому, как это было раньше, так и в многочисленных закреплениях детали на разных станках и соответствующем времени для подготовки отдельных единиц оборудования. Снизился до минимума и риск погрешностей, так как вся цепочка механообработки находится в руках одного обученного оператора станка. Более того, исчезает необходимость в промежуточном складировании полуфабрикатов и дорогих оправках. «Благодаря самым разнообразным возможностям стандартной комплектации и опциям, например, магазин Pickup для длинных борштанг, деталь практически постоянно надежно закреплена и находится в рабочей зоне станка, что при более высокой производительности улучшает качество продукта и рабочего места», – добавляет магистр Юнграйтмайер.
Ведущий вал с внутренним зубчатым зацеплением
Обработка высокоточного диаметра расточки вала
Обработка высокоточного диаметра расточки вала
Программы для M40 Millturn создает при помощи постпроцессора команда программистов, прошедших обучение на площадке WFL, используя для этого модели 3D непосредственно из конструкционной базы данных. Связь с этой системой CADCAM, а также виртуальная обработка в формате 3D поддерживаются при помощи программного пакета, предоставленного фирмой WFL, не пренебрегая при этом программированием простых деталей непосредственно на станке. Последовательный стык LAN обеспечивает бесперебойный обмен информацией между ЧПУ станка, программистом и отделом подготовки станка к работе. В целом станки производства фирмы WFL обладают не только положительными механическими свойствами, например, высокой жесткостью станины, люнетами с управлением NC или токарносверлильнофрезерным модулем со стабилизацией температуры. Пользователю помогают в работе многочисленные программные разработки, вплоть до запатентованной системы CrashGuard, которая предотвращает столкновения между компонентами станка, деталью и инструментом при помощи внутренних моделей 3D.
Резьбонарезание в станке M40 Millturn
Поддержка придает уверенности
«Мы лучше вначале трижды спросим, чтобы не сделать ошибок. Но это не должно повлечь за собой слишком долгого простоя станка, так как партии наших деталей небольшие, – подчеркивает В.А. Голдобин. – Что нам очень нравится, так это то, с какой быстротой фирма WFL предлагает нам ответы и решения на наши вопросы и пожелания». Оперативность технической поддержки важна так же, как точность и скорость самого станка.
Скоро в Перми начнется разработка двигателей для нового ракетоносителя. При конструировании будут учитываться возможности механообработки на станке M40 Millturn. И тот факт, что на обработку заготовки уйдет меньше времени, а помощь специалистов не заставит себя ждать, вселяет уверенность. Так как существующий станок уже полностью загружен, для обработки новых деталей ОАО «Протон – Пермские моторы» уже заказало новый M40 Millturn.
Инженер Роберт Фраунбергер
ОАО «Протон – Пермские моторы»
Комсомольский проспект, 93
г. Пермь, ГСП
Россия, 614990
тел. +7 3422409458
www.pmz.ru
Контактный адрес
WFL Millturn Technologies GmbH & Co. KG
Wahringerstra?e 36, A4030 Linz
Tel. +43 73269130
www.wfl.at
Санктпетербургское
представительство фирмы
WFL Millturn Technologies GmbH & Co. KG
191011 СанктПетербург,
ул. Садовая, д. 22/2, офис 301
Тел./факс +7(812) 448 83 80
Email: ador@wflrussia.com
"