A csaptengely-innováció fenntarthatóság? 

Amikor a gyártás fenntarthatóságát hallja, valószínűleg a nagy tételek jutnak eszébe: megújuló energia az üzem számára, átállás újrahasznosított acélra vagy a hűtőfolyadék-hulladék csökkentése. Az alázatos ritkán tengelytengely jusson eszedbe. Ez az általános vakfolt. Évekig az volt a narratíva, hogy a kötőelemek áruk – olcsók, cserélhetők és funkcionálisan statikusak. A fenntarthatósági lökést úgy tekintették, mint ami körülöttük történt, nem rajtuk keresztül. De ha már a gyárban járt, vagy részt vett a tervezési felülvizsgálati értekezleten, akkor tudja, hogy az igazi, kavicsos hatékonyságnövekedés – vagy veszteség – itt van bezárva. Ez nem egy alkatrész zöldmosásáról szól; egy alapvető teherhordó elem újragondolásáról szól az anyaghatékonyság, a hosszú élettartam és a rendszerszintű erőforrás-csökkentés érdekében. Hadd csomagoljam ki.

Egy gramm súlya: Anyaghatékonyság mint kiindulópont

Egy egyszerű kérdéssel kezdődik: miért van itt ez a tű, és kell-e ilyen nehéznek lennie? Egy mezőgazdasági gépgyártó korábbi projektjében egy forgócsapot kerestünk a betakarítógép-összekötőhöz. Az eredeti specifikáció egy 40 mm átmérőjű, 300 mm hosszú tömör szénacél csap volt. Évtizedekig így volt, áthúzódó rész. A cél a költségcsökkentés volt, de az út egyenesen a fenntarthatóság felé vezetett. Azáltal, hogy megfelelő FEA-elemzést végeztünk a tényleges terhelési ciklusokon – nem csak a tankönyvek 5-ös biztonsági tényezőjén – rájöttünk, hogy átválthatunk nagy szilárdságú, gyengén ötvözött acélra, és 34 mm-re csökkenthetjük az átmérőt. Ezzel csaponként 1,8 kg acélt takarított meg. Szorozza meg ezt évi 20 000 egységgel. Az azonnali hatás kevésbé bányászott, feldolgozott és szállított nyersanyag volt. Az acél előállításának szénlábnyoma óriási, így az évente közel 36 metrikus tonna acél megtakarítása nem csupán egy tételes költségnyereség volt; kézzelfogható környezeti kérdés volt. A kihívás nem a mérnöki munka volt; meggyőző volt a beszerzés, hogy egy kilogrammonként valamivel drágább acélminőség megérte a teljes rendszermegtakarítást. Ez kulturális váltás.

Itt számít a termelés földrajza. Olyan helyeken, mint a Hebei állambeli Handanban található Yongnian kerület – a kötőelem-gyártás epicentruma Kínában – látható, hogy ez az anyagkalkuláció ipari méretekben érvényesül. Egy ott működő cég, pl Handan Zitai Fasanter Manufacturing Co., Ltd., egy hatalmas ellátási hálózat közepén ül. Az anyagbeszerzéssel és a folyamatoptimalizálással kapcsolatos döntéseik hullámzóak. Amikor úgy döntenek, hogy olyan acélgyárakkal dolgoznak, amelyek tisztább, konzisztensebb tuskót biztosítanak, ez csökkenti a selejt arányát saját kovácsolási és megmunkálási folyamataikban. A kevesebb hulladék kevesebb energiapazarlást jelent a hibás alkatrészek újraolvasztása vagy újrafeldolgozása során. Ez a hatékonyság láncreakciója, amely a nyers tuskóval kezdődik és egy készre záródik tengelytengely ez nem tervezi túl a problémát. Működési környezetükről többet megtudhat a webhelyükön, https://www.zitai fasteners.com.

De az anyagcsökkentésnek megvannak a határai. Egy gombostűt csak olyan vékonyra készíthetsz, mielőtt az elbukna. A következő határ nem csak az anyagok kiszállítása, hanem a teljesítmény növelése is. Ez felületkezelésekhez és fejlett gyártáshoz vezet.

Beyond Chrome: The Unseen Life-Extension Plays

A korrózió a gépek csendes gyilkosa és a fenntarthatóság ellensége. A rozsda miatt meghibásodott csap nem csak a gépet állítja meg; hulladék eseményt hoz létre – törött tű, leállás, cseremunka, esetleges járulékos károk. A régi iskola válasza vastag galvanizált króm volt. Működik, de a bevonat folyamata csúnya, hat vegyértékű krómot használ, és olyan felületet hoz létre, amely feltörhet, ami galvanikus korróziós gödrökhöz vezethet.

Több alternatívával is kísérleteztünk. Az egyik egy nagy sűrűségű, alacsony súrlódású polimer bevonat volt. Gyönyörűen működött a laborban és tiszta tesztkörnyezetben. Csökkentett súrlódás, kiváló korrózióállóság. De a terepen, a koptató iszapban működő építőipari kotrógépen 400 óra alatt elhasználódott. Egy kudarc. A tanulság az volt, hogy a fenntarthatóság nem csak egy tiszta folyamatról szól; egy olyan termékről szól, amely a való világban is kitart. A fenntarthatóbb megoldás egy másik út lett: a ferrites nitrokarburáló (FNC) kezelés utóoxidációs tömítéssel kombinálva. Ez nem egy bevonat; ez egy diffúziós folyamat, amely megváltoztatja a felület kohászatát. Mély, kemény és hihetetlenül korrózióálló réteget hoz létre. A csap magja kemény marad, de a felület bírja a kopást, és sokkal tovább ellenáll a rozsdának, mint a bevonat. A forgócsukló élettartama a terepi tesztünkben megduplázódott. Ez két életciklus egy áráért a gyártásból származó széntartalom tekintetében. Az FNC-folyamat energiája jelentős, de ha az élettartam kétszeresére amortizálódik, az általános környezeti terhelés zuhan.

Ez az a fajta kompromisszumos elemzés, amely a helyszínen történik. A papíron a legzöldebb lehetőség nem mindig a legtartósabb. Néha az alkatrész energiaigényesebb gyártási lépése a kulcsa az egész gép jelentős megtakarításának. Arra kényszerít, hogy rendszerekben gondolkodjon, nem elszigetelt részekben.

A logisztikai lábnyom kartondobozba rejtve

Itt van egy gyakran kihagyott szempont: a csomagolás és a logisztika. Egyszer auditáltuk, hogy mekkora szén-dioxid-költség jár egy hebei gyárból a németországi összeszerelősorra szállított tűnek. A tűket egyenként olajpapírba csomagolták, kis dobozokba helyezték, majd egy nagyobb mesterkartonba, bőséges habtöltőanyaggal. A térfogati hatékonyság szörnyű volt. Levegő- és csomagolási hulladékot szállítottunk.

Együttműködtünk a beszállítóval – egy olyan gyártónak, mint a Zitai, amely közel van a főbb vasúti és közúti artériákhoz, mint például a Peking-Kuangcsou vasút és a 107-es országos főút, természetes előnyt jelent a csomag újratervezésében. Áttértünk egy egyszerű, újrahasznosítható kartonhüvelyre, amely tíz tűt tartalmazott egy precíz mátrixban, kartonbordákkal elválasztva. Nincs hab, nincs műanyag fólia (helyett egy könnyű, biológiailag lebomló foltosodásgátló papír). Ez 40%-kal növelte a szállítókonténerenkénti tűk számát. Ez 40%-kal kevesebb konténerszállítmányt jelent azonos teljesítmény mellett. Az óceánon átnyúló szállítmányozás üzemanyag-megtakarítása elképesztő. Ez van tengelytengely innováció? Teljesen. Ez egy innováció a szállítási rendszerében, amely az életciklusra gyakorolt ​​hatásának központi részét képezi. A cég székhelye, amely nagyon kényelmes szállítást kínál, nem csak egy értékesítési vonal; intelligens csomagolással kombinálva ez egy kar a tehermérföldek csökkentésére. Egy földrajzi tényt fenntarthatósági jellemzővé változtat.

Amikor a szabványosítás a pazarlás ellen küzd

A testreszabás iránti törekvés a fenntarthatóság rémálma. Minden egyedi tüske saját szerszámot, saját beállítást igényel a CNC-n, saját készletnyílást, saját elavulási kockázatot. Láttam olyan raktárakat, amelyek tele vannak speciális csapokkal a gépek számára, amelyek már rég kiestek a gyártásból. Ez a megtestesült energia és anyag tétlenül ülve, ócskavasnak szánva.

Erőteljes lépés az agresszív szabványosítás a termékcsaládon belül. Egy közelmúltbeli elektromos járművek akkumulátorcsomag-projektje során azért küzdöttünk, hogy ugyanazt az átmérőt és anyagot használjunk minden belső szerkezeti rögzítőcsaphoz, még a különböző modulméretekben is. Csak a hosszt változtattuk, ami egy egyszerű levágási művelet. Ez egy alapanyag készletet, egy hőkezelési tételt, egy minőségellenőrzési protokollt jelentett. Leegyszerűsítette az összeszerelést (nincs annak veszélye, hogy rossz csapot választ ki), és jelentősen csökkentette a készlet bonyolultságát. A fenntarthatóság A nyereség itt a karcsú gyártási elvekben rejlik: a beállítási változtatások csökkentése, a felesleges készlet minimalizálása és a zűrzavarból eredő pazarlás megszüntetése. Nem elbűvölő, de itt születik meg a valódi, rendszerszintű erőforrás-hatékonyság. Az ellenállás általában a tervezőmérnököktől származik, akik az egyes érintkezőket az adott terhelésnek megfelelően szeretnék optimalizálni, gyakran marginális nyereséggel. Meg kell mutatnia nekik ennek a komplexitásnak a teljes – pénzügyi és környezeti – költségét.

A körkörös gondolat: Tervezés szétszereléshez

Ez a kemény. Lehet a tengelytengely kör alakú legyen? Legtöbbjük be van nyomva, hegesztve vagy deformálva (mint egy biztosítógyűrűnél) oly módon, hogy az eltávolítás roncsoló hatású. Ezt egy szélturbinás hangrendszerhez néztük. A pengecsapágyakat rögzítő csapok monumentálisak. Élettartam végén, ha megragadják vagy összeolvadnak, az egy fáklyás művelet – veszélyes, energiaigényes, és beszennyezi az acélt.

Javaslatunk egy kúpos csap volt, az egyik végén szabványos kihúzómenettel. A tervezés precízebb megmunkálást igényelt, igen. De lehetővé tette a biztonságos, roncsolásmentes eltávolítást hidraulikus lehúzóval. Amint kikerült, a kiváló minőségű, nagyra kovácsolt csapot ellenőrizni, szükség esetén újra megmunkálni, és egy kevésbé kritikus alkalmazásban újra felhasználni, vagy legalább tiszta, kiváló minőségű acélhulladékként újrahasznosítani, nem pedig kevert fém rémálomként. A kezdeti egységköltség magasabb volt. Az értékajánlat nem az első vásárlóra vonatkozott, hanem az üzemeltető 25 év alatti teljes tulajdonlási költségére, majd később a leszerelésre. Ez a hosszú távú, valódi életciklus-gondolkodás. Nem terjedt el széles körben – még mindig a tőkeköltség-szemlélet dominál –, de ez az irány. A tűt fogyóeszközből visszanyerhető eszközbe mozgatja.

Szóval igen csaptengely innováció vezetési fenntarthatóság? Lehet. Ez igen. De nem varázsanyagokon vagy hívószavakon keresztül. Ezernyi gyakorlatias döntés halmozott súlyán keresztül hajtja a fenntarthatóságot: grammokat leborotválunk egy dizájnról, hosszabb ideig tartó kezelést választunk, okosabban csomagoljuk őket, könyörtelenül szabványosítunk, és merünk az elején gondolni a végére. Ez a mérnökök, a gyártástervezők és a minőségi vezetők kezében van olyan helyeken, mint Handan. A meghajtót nem mindig zöld címkével látják el; gyakran hatékonynak, megbízhatónak vagy költséghatékonynak jelölik. De a cél ugyanaz: többet kevesebbel, hosszabb ideig. Ez az igazi történet.