Видел ли кто-нибудь портативную гильотину? Речь не о разработке доктора Гийотена, ставшей оружием победившей буржуазии. И в наши дни гильотины производятся и применяются в промышленных масштабах. Но уже не для рубки голов, а для резки металла. Новая разработка российского консорциума CHIEF Group--портативное устройство для резки металлопроката--по своим характеристикам превосходит применяемое в заводских условиях многотонное оборудование. Источник силы "маленького гиганта"--гидравлические элементы, до этого применявшиеся в горном оборудовании. Самое интересное, что те же силовые элементы позволяют на порядок увеличить мощность промышленных прессов, одновременно уменьшая на тот же порядок их массу.
Гильотина, не оставляющая заусенец
Технический принцип силовых элементов, о которых идет речь, впервые был применен в гидроклиньях — установках для разрушения скальных пород при строительстве тоннелей, разработке карьеров и других горных работах. Через несколько лет их изобретатель Юрий Лебедев решил расширить сферу применения этих силовых элементов: во многих отраслях велика потребность в устройствах, способных создавать сверхмощные усилия. После некоторой модификации были найдены новые рынки сбыта для силовых элементов: промышленные гильотины для холодной резки металла, а также прессовое оборудование.
Холодная резка применяется во всех видах работы с металлопрокатом. Идет ли речь о листовом металле, прутах, уголках или любого типа заготовках — все это должно быть нарезано по ГОСТовским размерам. Основная проблема в том, что на существующем оборудовании резка металла становится весьма трудозатратной операцией. Ведь для усиления давления на обычном оборудовании применяется косой нож (по принципу ножниц), в результате чего кромка деформируется в двух плоскостях, горизонтальной и вертикальной. То есть кромка становится, как выражаются металлурги, "саблевидной" — лист металла закручивается в спираль. Поэтому отрубленная заготовка нуждается в последующей обработке — рихтовке, что значительно увеличивает объем и стоимость работ.
Этого недостатка лишена гильотина CHIEF Group: ее удельная мощность настолько велика, что позволяет резать металл прямым ножом и получать ровные, соответствующие ГОСТу края. Например, небольшое устройство весом 35 кг, которое изображено на фото, без труда перекусывает стальной прут диаметром 50 мм. Для сравнения: промышленная гильотина с аналогичными характеристиками весит несколько тонн.
Экономический смысл сравнения будет ясен, если учесть, что, по данным экспертов, тонна металлоконструкции стоит около $5 тысяч (расчеты производились специалистами Рязанского завода "Тяжпрессмаш"). Например, Стерлитамакский машиностроительный завод выпускает гильотины, способные резать прокат толщиной до 100 мм,— их вес составляет около 50 тонн (на самом деле это огромный обрабатывающий комплекс). По словам руководителя CHIEF Group Юрия Лебедева, если ему будет поставлена задача построить гильотину такой мощности, то его установка будет весить не более 200 кг. При этом, в отличие от стандартных механических или гидравлических гильотин, изделию CHIEF Group не нужны ни мощный двигатель, ни маслостанция — оно работает от компактных силовых элементов весом в несколько килограмм. Соответственно, стоимость будет в десятки раз меньше.
Есть и еще одно экономическое различие двух изделий. Сегодня всех интересуют в первую очередь быстрые деньги. Так вот, срок изготовления обрабатывающего комплекса, который производит Стерлитамакский завод,— от шести месяцев до двух лет. Так что полный оборот вложенных в производство средств (возврат средств с прибылью) происходит не раньше чем через год. Гильотина CHIEF Group, по словам ее создателей, сможет окупить вложенные средства три-четыре раза за год.
Рынок сбыта для портативной гильотины огромен: это все организации, которые имеют дело с металлоконструкциями. Такое устройство для резки металла найдет применение (и главное, без труда поместится) в любой слесарной мастерской, на стройке, где требуется нарезать арматуру заданного размера, в авторемонтной и металлоремонтной мастерских, а также на металлобазах — оптовых дистрибуторах проката. CHIEF Group уже получила заказ на партию гильотин от американской компании Inland Steel для резки прокатного листа до 30 мм. Крупный заказ ожидается от Череповецкого завода "Северсталь", для которого будет построено устройство побольше и помощнее.
Пресс, способный раздавить самого себя
Как уже говорилось, в производстве гильотины главным изобретением являются силовые элементы. Именно они позволяют развивать неограниченно большое усилие при столь малом весе и объеме устройства. Такой принцип с использованием аналогичных силовых элементов был применен и для производства сверхмощных прессов. Вот лишь несколько характеристик, говорящих сами за себя: объемный силовой элемент с габаритами всего 20х20х20 см развивает усилие в одну тысячу тонн, а 40х40х20 см (устройство размером с монитор компьютера) — усилие в пять тысяч тонн.
Первый пресс с максимальным усилием до пяти тысяч тонн был разработан по заказу компании De Beers (его приводят в действие два силовых элемента мощностью по 2,5 тысячи тонн каждый).
Пресс для синтеза алмазов, аналогичный тому, что был создан для De Beers, CHIEF Group недавно установила в г. Александрове. При этом вес устройства удалось снизить до 10 тонн. Установка подобной же мощности производства "Тяжпрессмаш" (г. Рязань) весит в полтора-два раза больше.
Вновь сравним цены, существующие на рынке. Цена обычно напрямую зависит от мощности: так, по данным ВНИИАлмаз, прессы, развивающие усилие свыше двух тысяч тонн, стоят около $700 тысяч за каждую дополнительную тысячу тонн сжатия. Таким образом, цена сверхмощного пресса, который можно использовать для синтеза алмазов, равна в среднем около $2,5 млн. Юрий Лебедев заявил, что его компания готова создать на российских заводах прессы, себестоимость которых не превысит $150 тысяч.
Больше того, специалисты CHIEF Group уже разработали проект пресса с регулируемым объемным (трехсторонним) сжатием. На таких прессах можно делать очень крупные искусственные алмазы в несколько карат. Это очень редкая и дорогая технология, поскольку требует сложных и громоздких конструкций (в России такие прессы не производятся).
Помимо алмазов на сверхмощных прессах можно синтезировать и другие новые материалы. Например, при производстве алюминиевой детали образуется некоторое количество стружки. Если эту стружку собрать в пресс-форму и положить под пресс, то будет готова новая деталь. Единственная проблема — из какого материала сделать пресс-форму и узлы самого пресса, чтобы они выдержали такое давление. Например, CHIEF Group уже спроектировала пресс с рабочей площадью 1х1 м, развивающий усилие до 125 тысяч тонн, но для такого монстра пока не существует даже сферы применения — он может раздавить самого себя.
Между тем, сверхмощные прессы находят применение в самых разных областях. Так, компания Alfa Laval стала производить плоские теплообменники — панели из нержавеющего гофролиста, которые используются в сетях водоснабжения. Это настоящее спасение для городских коммунальных служб, ведущих вечную борьбу за восстановление проржавевших труб водопровода. Эти панели изготавливают на огромных прессах с максимальным усилием в 10 тысяч тонн, весом около 300 тонн и стоимостью в несколько миллионов долларов. По словам Юрия Лебедева, его компания может "уложиться по весу" в пять тонн — пропорционально снизится и себестоимость таких панелей.
Рубрику ведет ВЛАДИМИР ГЕНДЛИН