Самарский университет наладил серийное производство виброизоляторов из металлорезины

Самарский университет приступил к серийному производству виброизолирующих устройств из металлорезины в рамках большого заказа от холдинга Группы Синара. Уникальный материал превосходит известные в России и за рубежом аналоги и будет использоваться в новейших отечественных высокооборотных дизельных двигателях тепловозов.

Освоение серийного производства виброизолирующих устройств из металлорезины (МР) началось в июне 2017 года по заказу машиностроительного холдинга Группы Синара - АО "Синара-Транспортные Машины".

Напомним, в июле 2016 года ученым Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва поступило предложение от холдинга разработать систему виброизоляции для новейших отечественных высокооборотных дизельных двигателей для тепловозов, поскольку демпферы на основе материала МР по надёжности и ресурсу существенно превосходят известные в России и за рубежом аналоги. В результате проектных работ в отраслевой научно-исследовательской лаборатории "Вибрационная прочность и надежность авиационных изделий" (ОНИЛ-1) вуза в кратчайшие сроки были созданы низкочастотные высокодемпфированные виброизоляторы на основе материала МР. Опытная партия этой инновационной продукции была успешно испытана в Екатеринбурге на уральском дизель-моторном заводе в апреле 2017 года, после чего вуз и получил большой заказ от машиностроительного холдинга на серийное производство. 

Уже в июле 2017 года сотрудники ОНИЛ-1 развернули серийное производство новой продукции. На сегодня с холдингом Группы Синара заключены соответствующие крупные контракты, суммарная стоимость, которых достигает 18 млн рублей. По одному из них в конце июля 2017 года была поставлена установочная партия из 80 виброизоляторов, которые будут обслуживать 10 тепловозов. Еще один контракт предусматривает обеспечение холдинга 500-ми опорами для тепловозов до конца 2017 года. При этом договор предполагает пролонгацию, то есть сотрудничество вуза с машиностроительным холдингом продолжится. 

"В плане развития технологий производства МР, мы остаемся лидерами. У промышленных предприятий, как правило, нет возможности заниматься тем, чем занимаемся мы – совершенствованием, их главная задача – наращивание объемов производства. Нас же к инновациям подталкивает жизнь, - отмечает заместитель главного конструктора ОНИЛ-1 Данила Давыдов. - Министерство образования и науки РФ четко определило тренд для развития научно-образовательных учреждений: мы должны зарабатывать на собственных научных разработках".

При этом область ответственности сотрудников ОНИЛ-1 Самарского университета не ограничивается только изготовлением деталей из материала МР, также они выполняют окончательную сборку виброизолирующих устройств, их настройку, многоуровневый контроль характеристик, упаковку изделий, выпуск документов, подтверждающих качество продукции, с оформлением гарантии.

Данные виброизоляторы из МР имеют гарантию 24 месяца с момента запуска в эксплуатацию. Есть также более жесткий параметр - назначенный ресурс, это то время, которое механизм должен безотказно отработать. Холдинг Группы Синара поставил высокую планку - 70 000 часов. По словам ученых вуза, это очень серьезное требование, учитывая, что через 25 000 часов наработки локомотив проходит капитальный ремонт, в ходе которого многие детали ремонтируются или заменяются новыми, но опоры из МР должны продолжать штатную работу. 

Сейчас на производственно-испытательной базе ОНИЛ-1 ведутся исследовательские работы по уточнению ресурса. На специальных динамических стендах в лабораторных условиях имитируются рабочие воздействия на виброизолятор. Для испытаний, имитирующих условия работы в 70 000 часов, потребуется несколько лет, поэтому в вузе разработаны методики ускоренных испытаний, позволяющие сократить временной интервал до нескольких недель, сохраняя при этом достоверность результатов. Реальные нагрузки заменяются более жесткими и агрессивными: повышенные режимы, амплитуды и т.д. Это так называемые эквивалентные испытания и их разработка требуют серьезной научной базы. Установить эквивалентность - сложная научная задача, однако в ОНИЛ-1 сформирован большой научно-технический задел по этому направлению, позволяющий ее решить. 

"Следует отметить многогранную конструкторскую составляющую этого проекта, - говорит Данила Давыдов. - Производство из материала МР очень специфическое: вся техника, которая используется для его создания, сконструирована в Самарском университете, ее невозможно нигде купить. Нельзя купить станок для навивки, роспуска или укладки спирали из металлорезины, потому что это уникальное оборудование, которое специально разрабатывалось здесь, в ОНИЛ-1, под наши цели и задачи".

Для обеспечения большого заказа в серийное производство активно внедряются элементы автоматизации, в ближайшей перспективе ручной труд будет сведен к минимуму. Уже сейчас действует опытная установка автоматизированного формирования предзаготовок, но параллельно ведутся работы по ее усовершенствованию. Вторая редакция установки находится на финальной стадии изготовления, произведена ее модернизация с учетом прошедшей опытной эксплуатации. Кроме того, совершенствуются станки по навивке спирали, создаются установки по формированию заготовок и предзаготовок новых поколений. Активно внедряются современные электронно-механические решения под управлением программируемых логических контроллеров.

В ближайших планах сделать производство корпусных деталей виброизоляторов более технологичным, в частности, для их изготовления будет применяться литье. Сейчас же детали вырезаются из куска металла, а излишки в виде металлической стружки отправляются в отход. Литье более экономично, оно позволит получать детали максимально приближенные к конечной форме.
Административные структуры Самарского университета активно помогают в освоении серийного производства виброизоляторов на базе ОНИЛ-1. Под этот проект выделяются площади в разных корпусах вуза, привлекаются дополнительные кадры. Лаборатория заинтересована в молодежи, на сегодня в проекте участвует насколько студентов. Молодой смене, (среди них есть даже третьекурсники), ставятся интересные с научной точки зрения и актуальные для производства задачи. Они работают под руководством опытных конструкторов и ученых ОНИЛ-1 над новейшим вариантом установки с числовым программным управлением для производства изделий из материала МР. Таких станков пока не существует - это автоматизация будущего. 

Для справки:

Использование систем акустической и вибрационной защиты способно не только в несколько раз продлить срок службы сложного и дорогостоящего оборудования, но и сделать его эксплуатацию более удобной и комфортной для человека. Поэтому фундаментальные и прикладные исследования в области, к которым относится использование элементов на основе материала МР, все более востребованы во многих отраслях машиностроения – как при производстве транспортного, энергетического, автомобильного, металлургического и нефтехимического оборудования, так и в узлах космических аппаратов.

Демпфирующий материал МР, разработанный учеными вуза и производимый в университетских лабораториях, обладает полезными свойствами резины и способен противостоять агрессивным средам, высоким и низким температурам и другим неблагоприятными внешним воздействиям. Секрет заключается в особой технологии плетения и прессования спиральных металлических нитей разного диаметра.

Основы научно-практической школы динамики и виброакустики машин заложены в Самаре (Куйбышеве) более полувека назад, сегодня она входит в число наиболее авторитетных в мире и является одной из "визитных карточек" Самарского университета.
Фото: Наталия Орлова (фотоклуб "Иллюминатор")