Пиковая скорость и реальная производительность: как оценить число пластин в час на линии поперечной резки

Каждую линию поперечной резки продают со скоростью в метрах в минуту, и покупатели естественно сравнивают по ней. Но пластины метрами никто не покупает. Цеху магнитопроводов нужно знать, сколько пластин линия делает в час и сколько это тонн в месяц — для его собственных конструкций. Это связано со скоростью полосы, но не одним умножением. В статье — метод, которым мы оцениваем производительность для предложения, с явными допущениями, чтобы вы могли подставить свои цифры.

Три скорости в одном паспорте

Высокоскоростные линии особенно часто указывают несколько скоростей, и разница реальная. На высокоскоростных линиях SREE: пиковая скорость 240 м/мин — максимум приводов, применим только на длинных пластинах; номинальная 210 м/мин — расчётная скорость непрерывной работы; рекомендуемая рабочая 120–180 м/мин — на ней линия работает на типичных длинах пластин, потому что короткая пластина оставляет «летучим» узлам мало длины полосы на разгон, рез и возврат. Стандартные линии указывают номинальную скорость подачи до 210 м/мин, но останавливаются на каждый рез, поэтому средняя за смену ещё ниже.

Оценку производительности надо начинать с рабочей скорости. Пиковая скорость — характеристика привода, а не производственная цифра.

Шаг 1: пластины в час

На линии с непрерывной подачей (высокоскоростной) теоретический темп — просто скорость полосы, делённая на среднюю длину пластины:

пластин в минуту = рабочая скорость (м/мин) ÷ средняя длина пластины (м)

На линии с шаговой подачей (стандартной) каждая пластина — это перемещение подачи плюс остановка на пробивку и рез. Разумная оценка:

секунд на пластину = длина пластины (м) ÷ средняя скорость подачи (м/с) + время остановки на рез (с)

где средняя скорость подачи на коротком перемещении заметно ниже номинальной, потому что полоса разгоняется и тормозит, а время остановки покрывает цикл пробивки и реза. Обе цифры зависят от класса и комплектации; в предложении мы приводим их для конкретной линии.

Шаг 2: коэффициент использования

Ни одна линия не режет шестьдесят минут в каждом часе. Смена рулонов, смена программ, заправка полосы, смена столов укладки, проверка первых пластин и обслуживание ножей занимают время. Для планирования мы берём коэффициент использования 55–70 процентов в зависимости от степени автоматизации линии и частоты смены типа магнитопровода; линия с несколькими головами разматывателя и автоматической сортировкой — у верхней границы, однопозиционная линия с ручной сменой столов — у нижней.

Шаг 3: из пластин в тонны

Масса одной пластины — её объём, умноженный на плотность электротехнической стали, около 7,65 г/см³:

масса пластины (кг) = длина (м) × ширина (м) × толщина (мм) × 7,65

Пластина длиной 1,0 м, шириной 300 мм и толщиной 0,27 мм весит около 0,62 кг. Та же пластина из стали 0,20 мм весит 0,46 кг — поэтому переход на тонкую сталь увеличивает число пластин при том же тоннаже; см. обработка тонкой CRGO.

Расчётный пример

Цифры ниже — иллюстративные допущения для метода, а не гарантированная характеристика какой-либо линии. Для твёрдой цифры мы делаем расчёт по вашим чертежам.

Пример показывает две вещи, которые стоит запомнить. Во-первых, соотношение двух линий — не соотношение их паспортных скоростей; оно возникает из цикла «пуск-стоп», поэтому высокоскоростная линия на рабочей скорости 150 м/мин производит больше стандартной с номиналом 210 м/мин. Во-вторых, одна стандартная линия в одну смену даёт на пластинах распределительных трансформаторов порядка сотни-двух сотен тонн в месяц — отсюда правило подбора в статье стандартные и высокоскоростные линии : свыше примерно 300 тонн в месяц или 100–300 тонн в две смены правильный инструмент — высокоскоростная линия.

Что меняет цифры

• Длина пластины. Короткие пластины наказывают линию с шаговой подачей: время остановки одинаково для пластины 400 мм и для пластины 2 м. На непрерывной линии они также снижают применимую рабочую скорость.
• Набор программ. Много коротких программ — много переналадок, что снижает коэффициент использования на любой линии, а на стандартной, где узлы перенастраиваются механически, — ещё сильнее.
• Узел сортировки. Ручная смена столов останавливает линию; парные столы и сортировочные цепи — нет.
• Толщина. Тонкая сталь — больше пластин на тонну, поэтому тонн в час меньше, а пластин в час примерно столько же.
• Головы разматывателя. Вторая или третья голова позволяет заправлять следующий рулон, пока линия работает, что напрямую повышает коэффициент использования.

Частые вопросы

Почему рекомендуемая рабочая скорость ниже номинальной?

Потому что «летучим» узлам высокоскоростной линии нужна длина полосы, чтобы разогнаться до её скорости, сделать рез и вернуться до следующей позиции реза. На коротких пластинах на номинальной скорости этой длины нет, поэтому линия идёт медленнее и по-прежнему правильно режет каждую пластину.

Можно ли работать на пиковой скорости весь день?

Только на длинных пластинах, и производительность так не планируют. Использовать нужно рабочую скорость.

Насколько точна эта оценка?

Достаточно, чтобы выбрать между стандартной и высокоскоростной линией и подобрать размер цеха. Для твёрдой цифры производительности мы считаем по вашим чертежам и набору программ, и эта цифра входит в предложение.