Автоматизация стана холодной прокатки труб ХПТ 55 с разработкой подсистемы жидкой смазки на ОАО "СинТЗ"

Встроенные коммуникационные функции:

1. PG/OP функции связи

2. Стандартные функции S7 связи MPI/PROFIBUS

3. S7 функции связи (только сервер)

4 Источники питания

Из трех возможных источников серии PS 407 выбираем самый «слабый» - 4А. Этого тока будет достаточно для питания процессора.

Для питания модулей и снабжением всей системы постоянным напряжением 24В выберем мощный хорошо зарекомендовавший себя источник серии SITOP на 40 А.

Рисунок 4 - Источник питания PS 407 4А

Системой используются сигналы с 20 различных дискретных датчиков. Поэтому будет достаточного одного 32 разрядного дискретного модуля. SM421. (Рисунок 5) Тип входного сигнала DC, 24В.



Рисунок 5 - Модуль ввода SM421

Входное напряжение логической единицы: 13 - 30В, логического нуля: 0 - 5В. Входной ток при сигнале «1» от 6 до 8 мА. Время задержки ввода 3 мс.



Рисунок 6 - Модуль вывода SM422

Контроллер будет управлять работой 25 механизмов. Причем двадцать один из них двухпозиционного управления, а пять трехпозиционного. Отсюда можем вычислить количество необходимых выходов. Поэтому будет достаточного одного 32 разрядного дискретного модуля SM422. (Рисунок 2.4)

Выходной ток при сигнале «1»:

· номинальное значение 0,5 A;

· допустимый диапазон от 5 мА до 0,6 A;

· максимальная частота включения 100 Гц.

Снятые с производства датчики ФГ-13 предлагается заменить на ФГ-122 производства того же объединения НПП «УРМА». Опытная эксплуатация этих датчиков проходит в цехе. Кроме того, релейный выход датчика не требует дополнительного согласования с модулем.

Выхода модулей контроллера могут отдавать в нагрузку токи только до пол ампера. Поэтому существует необходимость в усиливающих элементах. В качестве таких устройств предлагается использовать реле. Кроме того реле развяжут выхода контроллера от силовых цепей.

Современные реле фирмы Finder при своих небольших габаритах позволяют переключать довольно большие нагрузки до 20А. В качестве таких реле выбираем реле с каталожным номером 405 290 24 (ток нагрузки до 10 А). В комплекте с реле поставляется колодка, имеющая защитный модуль со светодиодом.

Пульт будет содержать:

а) интерфейсный модуль - модуль децентрализованной периферии, предназначенный для связи пульта автоматики с контроллером

посредством промышленной сети Profibus-DP. Отказ от электрических связей между шкафом автоматики и пультом посредством кабеля, прежде всего, связан с тем, что при таком виде коммутации наладку оборудования и программы можно произвести вне монтажной зоны. А в условиях ограниченности времени на монтаж новой системы это является главным фактором. Так же упрощается и ускоряется сам монтаж пульта на месте - отпадает необходимость расключения кабелей.



Рисунок 7 - Станция децентрализованной периферии ЕТ200М

б) Модули ввода необходимые для снятия сигналов с ключей управления и доставки этих сигналов через интерфейсный модуль до процессора.

в) Ключи управления и кнопки, с помощью которых оператор воздействует на режимы работы стана и механизмов.

г) Ключ-бирку, кнопку-грибок для организации безопасных работ при остановке системы и быстрого отключения работы системы при возникновении аварийных ситуаций.

д) панель оператора, через которые меняются настройки технологических параметров программы.

Выбор:

а) В качестве интерфейсного модуля предлагается IM 153-1(ET200M) входящий в линию семейства S-300, соответственно в качестве модулей ввода предлагаются модули SM322, а в качестве местного источника питания- PS307 5A, которого хватит и для того, что бы запитать входные модули. Модули S-300 по сравнению с модулями S-400 занимают значительно меньшее место и хорошо поместятся вместе со всей профильной шиной в нижней части пульта. Так как системой используются 56 сигналов с ключей управления, для станции децентрализованной периферии будет достаточно двух модулей.

б) Ключи управления, кнопки, ключ-бирку кнопку-грибок выбираем из стандартных средств SIMENS серии 3SB. Дальнейшее каталожное обозначение элементов будет зависеть от тех технических функций, которые они выполняют. К примеру, кнопка грибок красного цвета с поворотным расклиниванием будет заказываться под каталожным номером 3SB3500-1HA20. Кроме того, при выборе ключей управления учитывается то, что в цехе эксплуатируются ключи с «пистолетной» рукояткой.

в) В качестве панели оператора выбираем OP270 SMATIC HMI. Выбор данной панели, прежде всего, обусловлен тем что, данные панели уже эксплуатируются в цехе и хорошо себя зарекомендовали со всех сторон. Так же при заказе данной панели не потребуется заказа резервной, так как резервная панель OP270 уже имеется в цехе. Кроме того, данная панель соответствует всем предъявляемым требованиям по защищенности (IP65 с лицевой стороны) так как место ее установки непосредственно пульт управления, где содержание железосодержащей пыли и агрессивных веществ в воздухе повышено.

В качестве монтажных элементов предлагается остановиться на продукции фирмы RITTAL. В ее арсенале присутствуют все необходимые монтажные конструктивы. От составных пультов до зажимных кабельных профилей.

В качестве шкафа автоматики выбираем шкаф защищенного исполнения IP65 800x1800x400 в комплекте с монтажной панелью. Шкаф будет оснащен обзорной передней дверью с резиновыми уплотнителями.



Рисунок 3.6 Панель оператора OP270

Пульт автоматики предлагается собрать из составного пульта защищенного исполнения IP65 состоящего из: тумбы 1200х670х400, пульта 1200х200х400, крышки 1200х200.

2.4 Разработка схемы электрической соединений системы управления

Для пуска и отключения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором используются магнитные пускатели фирмы ИЭК. Рассчитаем главные (силовые) электрические контакты магнитного пускателя, т.е. определим необходимое контактное нажатие.

Контакты образованы двумя торцами серебряных цилиндров с диаметром d = 0.02 м. Длительное протекание номинального тока асинхронного двигателя 25 А, а ток короткого замыкания 280 А. Температура окружающей среды 0 = 40 0С.

Необходимое контактное нажатие, если исходить из длительного режима работы:

,

где IНОМ = 25 А;

= 325 Вт/(м0C) - теплопроводность серебра;

В = 2,4410-8 (В/0С)2 - число Лоренца;

HV = 75107 Па - число твердости по Виккерсу.

Температура тела контакта:

,

где kT = 12 Вт/(м20C) - удельный коэффициент теплоотдачи;

I = 25 А - действующее значение тока;

0 = 40 0С - температура окружающей среды;

= 0.03 мкОмм - электрическое сопротивление материала контактов.

Сечение контакта:

3.1410-4 м2.

Периметр сечения контакта:

p = d = 3.140.02 = 6.2810 -2 м.

Получаем:

323 К.

Так как ТК - Т0 = 5 10 К /5/, то ТК = 330 К.

Контактное нажатие:

4.3 Н.

Необходимое контактное нажатие с учетом тока КЗ согласно:

,

где 712 А - ток электродинамической стойкости (амплитуда ударного тока).

Торцевой контакт, образуемый касанием торцов двух стержней, может рассматриваться как несамоустанавливающийся контакт.

k2 = 1600, следовательно:

2 Н.

Таким образом, данная система при контактном нажатии 4.3 2 Н устойчива при КЗ. Поскольку контактное нажатие по номинальному току РНОМ = 4.3. Н больше контактного нажатия, определяемому по току КЗ РК = 2 Н, то выбираем нажатие первое.

Питание схемы осуществляется переменным напряжением 220 В 50Гц. Индуктивные датчики В1…В20 подключены к контроллеру А1. Индуктивные датчики В21…В35 подключены к модулю ввода А2. Питание датчиков от внешнего блока питания А12. Входы преобразователей частоты А4…А7 подключены к дискретному выходу контроллера А1. Промежуточные контакторы КМ1…КМ10 подключены к модулю дискретного вывода А8. Светодиоды HV1…HV10 подключены к модулю дискретного вывода А9. Светодиоды HV11…HV18 подключены к модулю дискретного вывода А10. Светодиоды HV19…HV28 подключены к модулю дискретного вывода А11.

2.5 Разработка шкафа управления

Для монтажа системы управления разработаем шкаф управления представленный в графической части проекта.

Монтаж панели оператора. Подготовить место в щите шкафа электрооборудования. Конструкция шкафа должна обеспечивать защиту панели оператора от попадания в нее влаги, грязи и посторонних предметов.

При установке изделия следует обратить внимание на следующее:

1. Установочное отверстие должно иметь соответствующий размер, для того чтобы панель не была повреждена при установке.

2. Подключение к разъему панели может быть осуществлено следующим образом: кабелем с разъемом без кожуха и с кожухом, переходником и переходником с кабелем.

3. Не следует допускать изгибов установочных кронштейнов во избежание повреждения дисплея панели.

4. Четыре винта установочных кронштейнов должны быть завинчены с достаточным, но не чрезмерным усилием.

5. Панель следует устанавливать на прокладку из резины, поставляемую в комплекте с панелью.

Питание панели оператора следует осуществлять от распределенной питающей сети 24 В постоянного тока или от локального блока питания подходящей мощности, установленного совместно с панелью оператора в шкафу электрооборудования. При питании от распределенной сети 24 В требуется устанавливать перед панелью сетевой фильтр, подавляющий микросекундные импульсные помехи.

Обозначение контактов для подключения питания приведено на задней поверхности корпуса панели. Схема подключения питания представлена на в графической части.

Подключение приборов по интерфейсам RS-232 и RS-485.

Контакты интерфейсов RS-232 и RS-485 выведены на разъем DB-9 панели оператора.

Монтаж контроллера. Подготовить место в шкафу электрооборудования. Конструкция шкафа должна обеспечивать защиту контроллера от попадания в него влаги, грязи и посторонних предметов.

Укрепить контроллер на DIN-рейку защелкой вниз. При размещении контроллера следует помнить, что при эксплуатации открытые контакты клемм находятся под напряжением, опасным для человеческой жизни. Доступ внутрь таких шкафов разрешен только квалифицированным специалистам.

Подключение интерфейса RS-485 выполняется по двухпроводной схеме. Подключение производить при отключенном напряжении питания всех устройств сети RS-485. Длина линии связи должна быть не более 1000 метров. Подключение следует осуществлять витой парой проводов, соблюдая полярность. Провод А подключается к выводу А контроллера, аналогично соединяются выводы В.

2.6 Разработка схемы электрической монтажной шкафа управления

Для облегчения работ по электромонтажу разработана схема электрическая монтажная для шкафа управления. На ней представлен электромонтаж элементов системы управления расположенных в шкафу управления. Схема представлена на листе графической части проекта.

Панель оператора и кнопки ручного управления вынесены на дверцу шкафа. Также на дверце расположены элементы индикации. Вводной автомат расположен справой стороны шкафа. Для вентиляции в днище шкафа и в верхней крышке предусмотрены специальные отверстия. Также имеются отверстия для ввода проводов. Остальное электрооборудование расположено на монтажной панели внутри шкафа. Панель выполнена отдельной сборочной единицей для удобства монтажа. Для перехода проводов на дверку на ней предусмотрены специальные клеммники.

2.7 Разработка подсистемы жидкой смазки

Автоматическая система смазки для трубопрокатного стана обеспечивает подачу технологического смазочного вещества к оправке.

Система смазки открытой зебчатой передачи состоит из:

1. Заправочный насос тип Lubrigun предназначен для автоматической заправки смазкой рабочего насоса тип Р215. Насос оснащен фильтром для смазки и ультрозвуковым датчиком контроля смазки в емкости.

2. Смазочный насос тип Р215 , с емкостью бака 30 литров, с шестью насосными элементами, имеющими максимальную подачу 4 см3/ход каждый, с уровнем контроля смазочного вещества. Режим работы насоса выбирается с помощью блока управления. Напряжение питания насоса - 380-420В переменного тока. Максимальное давление насоса 350 бар. Заправку насоса смазочным веществом рекомендуется производить с помощью заправочного насоса через адаптер M22xl,5A х R1/2I.

3. Блок подготовки воздуха предназначен для очистки и осушения воздуха перед подачей его к заправочному насосу.

4. Прогрессиный распределитель тип SSV предназначен контроля за работой системы. На распределителе установлен детектор поршня для определения прокачивания смазки и объем подачи. В случае если смазки не проходит через распределитель, датчик подает сигнал ошибки на блок управления.

5. Блок управления предназначен для управления системой смазки.

Система подогрева состоит из двух нагревательных элементов и предназначена для подогрева смазки в рабочей и заправочной емкостях. Каждый нагревательный элемент имеет собственный термостат.

При подаче команды с блока управления на включение, смазка с рабочего насоса Р 215 поступает через прегрессивный распределитель тип SSV к оправке. С помощью датчика установленного на распределителе, блок управления получает сигнал об объеме подаваемой смазки. После подачи заданного объема блок управления отключает рабочий насос. Расход смазки может регулироваться при помощи продолжительности времени работы насоса, а также посредством индивидуальной настройки каждого насосного элемента. Возможность регулирования подачи смазки при помощи s насосного элемента лежит в пределах от 25 до 100 % от полной производительности. Регулировка позволяет достич оптимальный расход смазочного материала, что является важным фактором для потребителя.

Заправочный насос во время эксплуатации системы смазки находится в режиме ожидания. При поступлении сигнала от рабочего насоса «низкий уровень смазки», блок управления дает команду на открытие эл. магнитного клапана заправочного трубопровода и заправочный насос начинает подавать смазку в емкость рабочего насоса. При наполнении емкости рабочего насоса поступает команда «верхний уровень» на блок управления и эл. магнитный клапан закрывается, заправочный насос переходит в режим ожидания.

При опустошении емкости заправочного насоса выводится ошибка на панель блока управления «низкий уровень заправочной емкости», емкость необходимо заменить, предварительно отключив подачу воздуха в заправочному насосу.

Блок управления предназначен для управления прогрессивной системой смазки, включающей в себя распределитель с электрическим контролем. Данная система смазки - система с автоматическим процессом заправки.

После подключения питания устройство управления готово к работе.

Запуск системы смазки производится от внешнего сигнала. При подключении дистанционного контакта система смазки начинает отсчёт установленного времени паузы (В1).

По истечении времени паузы активируется процесс смазки.

Смазочный процесс длится до тех пор, пока не будет достигнуто установленное количество ходов распределителя (В2). Затем начинается повторный отсчёт времени паузы.

При запуске насоса начинается отсчёт установленного времени контроля за работой распределителя (ВЗ). Подача детектором поршня распределителя сигнала ведёт к сбросу отсчитанного времени наблюдения на 0. Если детектор поршня не подаёт к устройству управления хотя бы одного сигнала и установленное время наблюдения истекает, следует сигнал сбоя.

При отключении внешнего контакта во время отсчёта времени паузы отсчитанные минуты сохраняются в памяти контроллера. При последующем подключении контакта отсчёт времени паузы продолжается там, где он был прерван.

Смазочный насос можно запустить в любое время нажатием на дисплее клавиши SH1 (ВКЛ./ВЫКЛ. вручную). Процесс смазки длится в этом случае до тех пор, пока снова не будет нажата клавиша SH1 или распределитель не осуществит установленное количество ходов

Поршневые насосы 50:1 являются дифференцированными поршневыми насосами с пневмоприводом. Подача смазки происходит при движении поршня вверх и вниз. При движении поршня вверх происходит засасывание смазки и одновременно выталкивание её в магистраль нагнетания. Давление смазки на выходе соответствует 50-икратному повышению по отношению к давлению, поступающему на привод воздушного мотора. Этот тип насосов оснащён поршнем - черпалкой. который за счёт механического движения поддерживает постоянный подвод смазки в камеру засасывания. Для подачи жидких смазочных веществ насосы поставляются вместе с оптимальным шаровым запорным клапаном.

Трубопровод насоса оснащён PassnopuineM для проведения смазочого вещества.

При применении смазочного вещества. не предусмотренного к применению, например: подача веществ, не обладающих смазочными свойствами, может наступить преждевременный износ поршня или его поломка.

Частота замены комплектующих частей зависит от случаев применения и по потребности заказывается. Для привода воздушного мотора должен быть предусмотрен регулятор давления. Если сжатый воздух нечистый и содержит конденсат, то необходимо применять блок подготовки воздуха V" (DN 6) фильтр, регулятор, манометр и масляный увлажнитель).

3. Информационное и программное обеспечение системы управления

3.1 Разработка блок-схемы алгоритма управления станом

Предварительно на стане выполнить все регулировки под конкретный маршрут прокатки - установка на стан технологического инструмента, настройка подачи, настройки рабочей клети, переднего и промежуточного патронов, столов загрузки и выдачи готовых труб.

Порядок прокатки труб на стане ХПТ 55-3:

1) включить станции циркуляционной смазки и гидравлики;

2) установить механизмы стана в исходное положение:

- клеть установлена на ходе назад на расстоянии 150 ... 200 мм от крайнего заднего положения;

- кулачки переднего и промежуточного патронов раскрыты;

- патрон заготовки и стержень с оправкой отведены назад;

- механизмы столов загрузки и выдачи установлены в положение приема труб;

3) уложить на стеллаж приемного стола пакет заготовок;

4) выдать механизмами приемного стола заготовку в люнеты на ось прокатки;

5) ускоренно переместить патрон заготовки вперед, который сдвинет заготовку вдоль оси прокатки до положения начала прокатки - передний торец заготовки должен стоят на расстоянии 20 ... 50 мм от заднего крайнего положения клети;

6) закрыть кулачки промежуточного патрона;

7) переместить стержень с оправкой вперед до установки оправки в рабочей зоне;

8) зафиксировать клином каретку стержня;

9) включить станцию подачи СОЖ;

10) запустить на пониженном режиме работы привода стана - скорость перемещения клеш 10 ... 20 двойных ходов в минуту;

11) после схода трубы с оправки стан остановить, осуществить корректировку положений оправки и калибров в соответствии с требуемыми параметрами готовой трубы, затем стан запустить снова;

12) после поступления готовой трубы в кулачки переднего патрона подать команду на их сведение;

13) процесс прокатки продолжить, постепенно повышая режимы работы механизмов до рабочих значений, указанных в технологии;

14) после прихода патрона заготовки в крайнее переднее положение по команде соответствующих датчиков последовательно:

- отключить подачу;

- остановить в среднем положении на ходе вперед клеть;

клапан станции технологической смазки переключить на сброс СОЖ в баки;

- отвести в исходное положение патрон заготовки и стержень с оправкой;

15) дальнейшую загрузку стана очередной заготовкой и ее прокапсу выполнить, последовательно повторяя вышеуказанные операции, при этом кулачки переднего и промежуточного патронов должны быть сведены на трубу;

16) после выхода прокатанной трубы из кулачков переднего патрона включить тянущие ролики, которые переместят трубу полностью в желоб стола выдачи, далее механизмы стола выдачи сбрасывают готовую трубу в накопительные карманы;

17) по мере заполнения карманов готовые трубы забирать цеховым краном со стана и транспортировать к местам складирования.

Перевалка клети производится при переходе на другой маршрут прокатки, замене изношенного инструмента, непредвиденных ремонтах.

Перевалку выполнить путем замены в клети одной пары валков на другую. Сборку и регулировку валков выполнить вне стана с помощью специальных приспособлений. Перевалка выполняется в два этапа: подготовка валков вне стана и замена валков в клети. Схема строповки валка в вертикальном положении.

Подготовка валков вне стана включает следующие работы:

- сборку левого ваша и правого валка отдельно друг от друга;

- сборку валковой пары.

Монтаж и демонтаж калибра производится с помощью стенда с индукционной установкой (нагрев калибра до 120-150°С).

Для монтажа калибра ставится кольцо центрирующее, на которое устанавливается калибр. Вал устанавливается после разогрева калибра.

При демонтаже вал с калибром устанавливается на стенд без кольца центрирующего. Калибр при разогреве смещается вниз до упора в кольцо, далее вал поднимается вверх за рым-болт с помощью подъемного устройства (в поставку не входит).

Для замены калибра (при переходе на другой маршрут прокатки) необходимо демонтировать подшипниковый узел с противоположной от шестерни стороны.

Демонтаж подшипника может производиться как гидравлическим съемником, так и методом гидрорапрессовки, для чего в торце вала предусмотрено отверстие с резьбой G1/4-B.

Приспособления для демонтажа подшипника в поставку не входят.

При установке калибра на вал необходимо обратить внимание на маркировку "Л" и "Пр." ("Л"-левое исполнение, "Пр"-правое исполнение) на боковой стороне калибра. Торец калибра с соответствующей маркировкой должен находится со стороны бурта вала: для правого исполнения стана- маркировка "Пр", для левого- "Л". Обеспечить правильное расположение начала калибровки относительно заходных фасок на зубьях шестерни, смотри.

Сборку валка выполнить путем установки на вал калибра, распорных втулок, двух подшипников с подушками, шестерни, двух установочных планок и других деталей,

Установочная планка должна быть определенной толщины, соответствующей диаметру бочки калибра.

Сборку валковой пары выполнить на стенде:

- установить левый и правый валки на две объединяющие траверсы, при этом между подушками валков закладывают четыре уравновешивателя с дистанционными кольцами определенной высоты, которая соответствует диаметру бочки калибра,

- отрегулировать высоту установки валков - допуск отклонения оси калибров от оси прокатки не более ± 0,05 мм.

Регулировку выполнить за счет подгонки толщины прокладок между подушками и траверсами.

Выполнить замену валков:

- установить рабочую клеть в среднее положение, отключить электроприводы стана, откинуть крышку кожуха с помощью гидроцилиндров;

- расклинить траверсу верхней рейки - поднять клин механизма фиксации, отвести траверсу с верхней рейкой в сторону от рабочей клети;

- ослабить затяжку клиньев нажимного и распорного механизмов и цеховым краном за траверсы удалить из клети валки в паре;

- установить в клеть новую валковую пару, подвести траверсу с верхней рейкой, зафиксировать ее рабочее положение клином, при этом шестерни валков зацепляют с рейками;

3.2 Разработка мнемосхемы программного обеспечения

Функции системы управления станом:

- ручное управление механизмами стана с пульта управления AD1;

- ручное управление отдельными механизмами стана с пульта управления AD2;

- автоматическое управление по заданному алгоритму;

- отображение состояний и положений механизмов стана, систем смазки и гидравлики на панели оператора;

- отображение состояний и положений механизмов стана систем смазки и гидравлики на пультах управления станом;

- контроль автоматического режима;

- задание настроечных параметров для работы стана с пульта управления AD1;

- задание настроечных параметров для работы стана с панели оператора;

диагностика неисправностей узлов АСУ.

Программа контроллера состоит из главной циклической функции ОВ1, функций, описывающих работу каждого механизма (вспомогательные функции), блоков данных для хранения состояния механизмов и функции автоматической работы стана.

Вспомогательные функции выполняют:

- чтение и анализ состояний входных сигналов;

- формирует управляющие сигналы вверх/вниз и т.д. в автоматическом и ручном режиме работы;

- формирует сигналы индикации в зависимости от состояния устройства;

- сбрасывает выходные управляющие сигналы устройства в зависимости от аварийного останова, аварийных событий или при достижении соответствующего положения устройства;

- блокирует управление механизмами в зависимости от положения других механизмов;

- формирует сигналы звуковой сигнализации в зависимости от состояния устройства.

Аварийные события:

- авария при движении вверх/вниз (контроль движения по времени);

- авария при движении вперед/назад (контроль движения по времени);

- авария при движении открыть/закрыть (контроль движения по времени);

- авария датчиков (при срабатывании двух или трех входных сигналов положения устройства одновременно);

авария контакторов (при срабатывании двух входных сигналов движения устройства одновременно).

FC21 функция выполняет:

- чтение и анализ состояний входных сигналов;

- формирование режимов работы: местный, дистанционный, автоматический;

- формирования выходных сигналов на индикацию состояний стана (режим работы, AD1 вкл., AD2 вкл., сборка схемы, работа стана);

- формирования выходных сигналов звуковой сигнализации перед началом работы стана;

формирование управляющих команд для механизмов в автоматическом режиме в соответствии с шагом выполнения автоматического режима (выполняемой операцией).

При вызове функции управления механизмом формируется блок данных соответствующего механизма.

Основные параметры блоков:

- Control Voltage (контроль автоматов, необходимых для корректной работы данного механизма);

- Ready (готовность к работе, т.е Control Voltage=TRUE и нет аварии);

- En_Work (блокировка механизма, зависящая от положения других устройств);

- Alarm (статус аварии);

- Auto_Mode (работа в автоматическом режиме);

- Manual_Local_Mode (работа в ручном местном режиме (AD2) );

- Manual_Dist_Mode (работа в ручном дистанционном режиме (AD1) );

- ST_UP (положение верхнее);

- ST_Down (положение нижнее);

- ST_Midlle (положение среднее);

- U p (движение вверх);

- Down (движение вниз);

- Stop (остановлен);

- Ctrl_Up_Dist (команда на движение вверх в дист. режиме);

- Ctrl_Up_local (команда на движение вверх в локальном режиме );

- Ctrl_Up_Auto (команда на движение вверх в автоматическом режиме);

- CMD_Up (команда-управление механизмом вверх);

- CMD_Down (команда-управление механизмом вниз);

- Alarm_Up (авария при движении вверх);

- Alarm_Down (авария при движении вниз);

Alarm_Sensor (авария датчиков положения).

Набор мнемосхем состоит из главного экрана, экранов состояний каждого механизма, экранов состояний частотных приводов, экрана контроля автоматического режима, экрана контроля и настройки абсолютных энкодеров AMG11, экрана диагностики ПЛК.

На главном экране схематично представлены отдельные механизмы стана, что в совокупности представляет картину технологического процесса.

На экранах состояний механизмов представлена информация по каждому устройству стану: блокировки, готовность, режим работы, статус работы, текущее положение, аварии.

На экранах состояний приводов представлена информация по каждому ПЧ: статусное слово и слово управления, задание частоты.

На экране контроля автоматического режима располагается информация о текущем состоянии работы стана в автоматическом режиме.

На экране настройки энкодеров представлена возможность настройки текущего положения и диагностика энкодеров.

На экране диагностики ПЛК можно увидеть текущее состояние (работа, стоп, авария), диагностические сообщения, текущий контроль входов и выходов.

В процессе разработки программного обеспечения системы отдельные детали мнемосхем могут меняется.

При движении механизма пиктограмма на мнемосхеме загорается зеленым цветом. При останове механизма пиктограмма на мнемосхеме загорается серым цветом. При аварии механизма название на мнемосхеме мигает красным цветом. При нажатии кнопок смены экрана происходит переход на соответствующий экран.

У стана 3 режима работы: автоматический, ручной с AD1 (дистанционный) и ручной с AD2 (локальный) и 2 этапа работы: прокат трубы, закатка трубы.

Индикатор Питание: зеленый цвет -- все автоматические выключатели включены (которые необходимы для корректной работы конкретного механизма), серый цвет -- один из автоматов выключен.

Индикатор Готовность: зеленый цвет -- готовность механизма к работе.(питание в норме и нет аварии) , серый цвет -- нет готовности к работе.

Индикатор Блокировка: зеленый цвет -- разрешение на работу (положение других механизмов не блокирует работу), красный цвет -- нет разрешения на работу(положение других механизмов блокирует работу)

Индикатор Авария: серый цвет --аварий нет, красный цвет -- есть одна из аварий. Режим Управления -- показывает какой режим управления данным механизмом. Положение -- отображает текущие положение механизма.

Состояние -- отображает есть ли движение механизма или механизм в останове. Авария -- отображает наименование текущей аварии.

При нажатии на статус Блокировка появится список блокирующих устройств и их разрешение на работу данного механизма.

Работу патрона гильзы П2 блокирует (нет разрешения на работу в любом из режимов управления) только одно устройство П4. Для снятия блокировки нужно в ручном режиме управления переключить механизм П4 на ускоренную передачу (работа от привода М2). Нажатие на пиктограмме назад приведет к отображению списка.

Отображение контроля для всех механизмов однотипно.

При запуске автоматического режима, и если нет одного из условий готовности автоматического режима к пуску, появляется список условий к запуску стана в автомате и их текущие состояние. Нет готовности стана для работы в авт. режиме по причине положение механизма П4. Для того чтобы стан перешел в готовность, нужно в ручном режиме механизм П4 переключить на ускоренную подачу.

4. Эксплуатационная документация

4.1 Инструкция по эксплуатации СУ

Оборудование стана ХПТ 55-3 устанавливается на существующие станину, фундаментные плиты и корпуса стана, при этом выполняется минимальный объем строительных работ, связанных с установкой : фундамента стойка гидроцилиндра откидного кожуха устройства защитного клети.

Перед монтажом необходимо сопрягаемые между собой поверхности механизмов и существующего оборудования очистить от консервации и загрязнений, смазать маслом, контактирующие с бетоном поверхности деталей должны быть обезжирены.

При выставке оборудования за базы принять: горизонтальную плоскость, вертикальную плоскость, проходящую через ось прокатки, ось прокатки, ось быстроходного вала приводного механизма.

Допускаемые отклонения отдельных механизмов от оси прокатки, мм:

клети рабочей ±0,15

механизма подачи и порота ± 0,20

промежуточного патрона ± 0,15

Точность установки механизмов стана определяется точностью положений существующих поверхностей сопряжения. До начала монтажа оборудования необходимо произвести замеры положений поверхностей сопряжения. При превышении допускаемых отклонений установки механизмов от оси прокатки заказчик должен выполнить мероприятия по устранению выявленных несоответствий и согласовать их с заводом - изготовителем, если они затрагивают доработку поставляемого оборудования.

Монтаж оборудования клети рабочей выполнить в следующей последовательности:

1) установить плиту в сборе с нижней рейкой и рельсами. Плиту закрепить 8 болтами МЗО в существующих пазах станины под опорные рельсы;

2) установить две направляющие клети.

Облицованные планками направляющие разместить в пазах между станиной и рельсами, при этом предварительно их отстыковать от клети;

3) выполнить стыковку клети с направляющими. Клеть закрепить в пазах направляющих 8 болтами М24;

4) установить два шатуна, которыми соединить клеть рабочую с приводным механизмом.

5) смонтировать раму в сборе с верхней рейкой.

Раму закрепить 8 болтами М20 в существующих пазах станины под рейки и запереть торцевыми клиньями;

6) выполнить разводку трубопроводов;

7) устройства защитные смонтировать полностью на существующей станине, прихваткой сварными швами в отдельных местах стенок к существующей станине и установить опоры гидроцилиндра на фундаментную стойку. Поднять откидной кожух и выполнить приварку стенок к существующей станине маслонепроницаемыми швами. Забетонировать стойку гидропривода и проверить работоспособность кожуха путем подъема и опускания.

А1 - поверхности скольжения опорных рельсов, Б1 - опорные поверхности подушек базового валка, В1 - поверхности бочек калибров. Точность монтажа:

- допуск смещения поверхностей А1 относительно горизонтальной плоскости 0,1 мм на длине 1 м;

допуск смещения поверхностей Б1 и В1 относительно оси прокатки, при движении клети из одного крайнего положения в другое 0,15 мм.

Механизм подачи и поворота устанавливается на существующую фундаментную плиту и сопрягается со смежным не модернизированным оборудованием без изменений стыковочных и привязочных размеров. Для сохранения направления вращения патронов и движения клеш необходимо изменить направление вращения электродвигателя главного привода и схему сборки конического редуктора.

Поверхность и оси, по которым выставить механизм подачи и поворота:

А2 - опорная поверхность корпуса механизма, Б2 - ось вала подачи, , В2 - ось приводного вала,

При монтаже обеспечить следующую точность установки механизма подачи:

допуск смещения поверхности А2 относительно горизонтальной плоскости 0,15 мм на длине 1 м,

допуск соосности оси Б2 с осью прокатки 0,2 мм на длине 1 м допуск соосности оси В2 с осью выходного вала редуктора РЦД-850 0,15 мм на длине 1 м.

Передний и промежуточный патроны установить на существующие площадки взамен прежних патронов.

Оси, по которым выставить патроны:

A3 - ось шпинделя переднего патрона,

БЗ - ось шпинделя промежуточного патрона.

Допуск соосности осей A3 и БЗ с осью прокатки 0,1 мм на длине 1м.

Регулировку стана производить после окончания монтажа оборудования. При этом:

1) установить на стан технологический инструмент, в соответствии с маршрутом прокатки,

2) настроить в соответствии с технической документацией на электрооборудование датчики, блокировки и другие средства автоматического управления станом,

3) настроить оборудование клети рабочей, механизма подачи и поворота, переднего и промежуточного патронов, механизмов фиксации и отвода стержня, столов загрузки и приема готовых труб, гидросистемы, систем жидкой и технологической смазки.

Предварительно в клеть устанавливается подготовленная для прокатки пара валков. Подготовка пары валков производится вне стана и включает в себя:

- установку калибров и шестерен соответствующих маршруту прокатки

- установку сменных планок на опорные поверхности подушек и дистанционных колец на уравновешивали соответствующих по высоте диаметру бочки калибра.

При настройке оборудования клети рабочей:

1) свести валки на заданный зазор между бочками калибров вращением винтов нажимного механизма;

2) установить боковой зазор в зубчатом зацеплении рейки с шестерней вала - 0,1...0,3 мм поперечным перемещением и/или наклоном реек;

3) установить ручьи калибров относительно друг друга и оси прокатки разворотом валка продольным смещением верхней или нижней рейки клиньями. Направление разворота определяется из условия обеспечения оптимальных длин переднего и заднего зевов подачи и поворота;

4) обеспечить совпадение осей симметрии ручьев осевым смещением валков, изменяя толщины прокладок под фланцами подушек. Для данной настройки валок со стороны нажимного механизма является базовым;

5) устранить зазоры между подушками валков и станиной клети клиновыми соединениями механизма распора.

Настройка механизма подачи и поворота

При настройке механизма подачи и поворота:

1) синхронизировать по времени импульсы подачи с зевами калибров, для этого:

- разъединить настроечную муфту на трансмиссии поворота,

- установить клеть в крайнее положение,

- установить валы механизма подачи и поворота в положение середины импульса подачи,

- соединить настроечную муфту на трансмиссии поворота;

2) установить сменные шестерни, обеспечивающие заданную величину подачи.

Перед началом обкатки необходимо:

1) наладить работу систем гидравлики, смазки и СОЖ;

2) обеспечить наличие смазки в редукторах, механизмах и узлах стана в соответствии с картой смазки механизмов;

3) прокрутить вручную механизмы, работающие от электроприводов;

4) проверить срабатывание электрических блокировок и ограничительных датчиков, запрещающих включение механизмов стана. Холостая обкатка проводится на следующих режимах:

1) первые 2 часа:

- скорость перемещения клети 20 двойных ходов в минуту;

- подача не более 5 мм за импульс;

2) последующие 2 часа произвести постепенное, с интервалом 10 ... 20 двойных ходов в минуту, повышение скорости движения клети до 80 двойных ходов в минуту;

3) обкатать стан в течении 2 часов на скорости движения клети 110 двойных ходов в минуту;

4) проверить работу стана на максимальной скорости движения клети -130 двойных ходов в минуту.

Лист

При работе на всех режимах производится измерение уровня шума на рабочем месте и у каждого механизма.

В процессе холостого опробования все механизмы должны работать плавно, без заеданий и посторонних шумов. В случае выявления каких-либо недостатков выполнить необходимые мероприятия по их устранению.

Для поддержания оборудования стана в работоспособном состоянии и обеспечения стабильной эксплуатации необходимо регулярно выполнять следующие виды обслуживания и ремонтов:

- текущее обслуживание;

- планово-предупредительный ремонт;

- средний ремонт;

- капитальный ремонт.

В объем работ по текущему обслуживанию входят:

- контроль за состоянием оборудования, регулировки и настройки механизмов;

- смазка механизмов стана.

При планово-предупредительном ремонте выполняют:

- работы по ТО;

- контроль и при необходимости очистка, промывка смазочных систем с заменой смазок;

- замену деталей и узлов, вышедших из строя или отработавших экономически обоснованный ресурс с использованием комплекта запасных частей.

Детали, имеющие ограниченный ресурс эксплуатации, поставляются комплектно со станом, их перечень приведён в ведомости эксплуатационных документов.

Валы и шестерни рабочих валков заменять по мере выхода из строя их посадочных и рабочих поверхностей. Износ направляющих, планок, перемещающихся частей оборудования компенсировать установкой под них подкладок или заменой на новые.

В объемы работ при выполнении этих видов ремонтов включают те же работы, что при ТО и ППР, на выполнение которых требуется время больше, чем предусмотрено ТО и ППР, при необходимости в рамках этих работ выполняют полную замену отдельных механизмов стана на новые, регулировку стана.

Сменный технологический инструмент, подвергаемый износу при эксплуатации, подлежит периодическому контролю и по мере выхода из строя замене на вновь изготовленный заказчиком.

Стан ХПТ 55-ЗМ-5 является автоматизированным агрегатом, управление им в установившемся режиме производится одним оператором. Работы по переналадке стана при переходе с одного размера на другой, замене калибров и прочего сменного технологического инструмента выполняются двумя рабочими - оператором и наладчиком.

Управление станом осуществляется с главного пульта, расположенного в районе рабочей клети.

В процессе работы на стане оператор обязан:

- управлять механизмами стана;

-производить настройку/переналадку механизмов, обеспечивая требуемое качество труб и соблюдение технологии;

-следить за состоянием и работой оборудования, не допускать в работу неисправное оборудование и некачественный инструмент;

- производить текущее обслуживание оборудования; -соблюдать правила техники безопасности и режим работы предприятия.

5. Функционально-стоимостной и экономический анализ системы управления

5.1 Функционально-стоимостной анализ проектируемой системы управления

Построение структурной модели.

Структурная модель (СМ) - это упорядоченное представление элементов объекта и отношений между ними, дающее представление о составе материальных составляющих объекта, их основных взаимосвязях и уровнях иерархии. Структурная модель проектируемого варианта представлена на рис. 8.

Построение функциональной модели объекта.

Функциональная модель (ФМ) - это логико-графическое изображение состава и взаимосвязей функций объекта, получаемое по средствам их формулировки и установления порядка подчинения. ФМ проектируемого варианта представлена на рис. 9.

Построение совмещенной функционально-стоимостной модели (ФСМ) объекта.

В данном пункте производится функционально-стоимостной анализ проектируемого варианта системы управления обжимного стана. ФСМ объекта пригодна для выявления ненужных функций и элементов в объекте (бесполезных и вредных); определения функциональной достаточности и полезности материальных элементов объекта; распределения затрат по функциям; оценки качества исполнения функций; выявления дефектных функциональных зон в объекте; определения уровня функционально-структурной организации изделия.

Построение ФСМ осуществляется путем совмещения ФМ и СМ объекта. ФСМ проектируемого варианта представлена в таблице 5.

Оценка значимости функции ведется последовательно по уровням ФМ (сверху вниз), начиная с первого. Для главной и второстепенной, т.е. внешних функций объекта при оценке их значимости исходным является распределение требований потребителей (показателей качества, параметров, свойств) по значимости (важности).

Нормирующим условием для функции является следующее:

,

где rij - значимость jой функции, принадлежащей данному iому уровню ФМ; j=1,2,...,n;

n - количество функций, расположенных на одном уровне ФМ и относящихся к общему узлу вышестоящего уровня.

Для внутренних функций определение значимости ведется исходя из их роли в обеспечении функций вышестоящего уровня.

Определение относительной важности функции R.

Учитывая многоступенчатую структуру ФМ, наряду с оценкой значимости функций по отношению к ближайшей вышестоящей определяется показатель относительной важности функции любого i-го уровня Rij по отношению к изделию в целом:

,

где G - количество уровней ФМ.

В случае, если одна функция участвует одновременно в обеспечении нескольких функций верхнего уровня ФМ, ее значимость определяется для каждой из них отдельно, а относительная важность функции для объекта в целом рассчитывается как сумма значений Rij по каждой ветви ФМ (от iго уровня до первого), проходящей через эту функцию.

Оценка качества исполнения функций Q.

Обобщенный (комплексный) показатель качества варианта исполнения функций оценивается по формуле:

,

где n - значимость nго потребительского свойства;

Pnv - степень удовлетворения nго свойства в vом варианте;

m - количество свойств.

Важным элементом качества исполнения функций является функциональная организованность изделий, которая определяется следующими показателями.

Показатель актуализации функций, определяется коэффициентом актуализации:

где Fп - необходимые функции;

Fоб - общее количество действительных функций;

KaF=27/32=0,84

Показатель сосредоточения функций, определяется коэффициентом сосредоточения:

,

где Fосн - количество основных функций;

Fоб - общее количество функций.

kcF=24/32=0,75

Показатель совместимости функций, определяется коэффициентом совместимости:

,

где Fс - функции согласования;

Fоб - общее количество функций.

kсовмF=8/25=0,32

Показатель гибкости функций, определяется коэффициентом гибкости:

,

где FP - количество потенциальных функции;

FП - количество необходимых функций.

kгF=5/(27+5)=0,156

Качество выполнения функций будет иметь вид:

Определение абсолютной стоимости функций.

Функционально необходимые затраты - минимально возможные затраты на реализацию комплекса функций объекта при соблюдении заданных требований потребителей (параметров качества) в условиях производства и применения (эксплуатации), организационно- технический уровень которых соответствует уровню сложности спроектированного объекта.

Абсолютная стоимость реализации функций Sабс определяется по формуле:

Sабс=Sизг+Sэкспл+Sтр+Sэн+Sпроч ,

где Sизг - затраты, связанные с изготовлением (приобретением) материального носителя функции. В состав этих затрат входят: затраты на проектирование, изготовление (модернизацию), пуско-наладочные работы, обучение персонала:

Sэкспл - эксплуатационные затраты;

Sтр - затраты, связанные с трудоемкостью реализации функции;

Sэн - энергозатраты на реализацию функции;

Sпроч - прочие затраты на реализацию функции .

Определение относительной стоимости реализации функций.

Относительная стоимость реализации функций SотнF определяется по формуле:

,

где Sабс - суммарная абсолютная стоимость функционирования объекта.

SабсFij - абсолютная стоимость реализации jой функции iго уровня ФМ.

Рисунок 8- Структурная модель проектируемого варианта

Рисунок 9- ФМ проектируемого варианта

Таблица 5 - Функционально-стоимостная модель проектируемого варианта

Индекс ф-ции	Наименование функции	Материальный носитель функции	r	R	Q	Sабс	Sотн
1	2	3	4	5	6	7	8
f1.1	Придача вращения валкам	Стол №1	0,3	0,045	0,045	200	0,06
f1.2	Регулировка и настройка стана	Задержник №1	0,15	0,022	0,02	150	0,05
f1.3	Подача силового напряжения на двигателя	Перкладыва-тель №1	0,15	0,022	0,02	150	0,05
f1.4	Обеспечение защиты главных и вспом. приводов	Люнеты №1	0,2	0,03	0,03	130	0,04
f1.5	Преобразование частоты	Рольганг №1	0,2	0,03	0,03	100	0,03
f2.1	Траснпортировка заготовки к выбрасывателю	Гидростанция №1	0,3	0,06	0,05	250	0,08
f2.2	Перемещение заготовки к вталкивателю	Шпиндель №1	0,3	0,06	0,06	200	0,06
f2.3	Задача заготовки в валки	Электродвигатель №1	0,2	0,04	0,04	50	0,02
f2.4	Удерживание заготовки на оси прокатки	Суппорт №1	0,2	0,04	0,03	100	0,03
f3.1	Перемещение гильзы вдоль оси прокатки	Гидростанция №2	0,3	0,06	0,05	250	0,08
f3.2	Вертикальное удерживание гильзы	Шпиндель №2	0,3	0,06	0,06	200	0,06
f3.3	Обеспечение соосности основных узлов стана	Электродвигатель №2	0,2	0,04	0,04	50	0,02
f3.4	Охлаждение стана	Суппорт №2	0,2	0,04	0,03	100	0,03
f4.1	Перемещение заготвки вдоль стержня	Стол №2	0,3	0,045	0,045	200	0,06
f4.2	Центровка гильзы на выходной стороне	Задержник №2	0,15	0,022	0,02	150	0,05
f4.3	Формирование внутреннего диаметра	Перкладыва-тель №2	0,15	0,022	0,02	150	0,05
f4.4	Удерживание заднего конца стержня	Люнеты №2	0,2	0,03	0,03	130	0,04
f4.4	Удерживание переднего конца стержня	Рольганг №2	0,2	0,03	0,03	100	0,03
f5.1.1	Выбор режимов и управляющие воздествия	Кнопки и ключи	0,3	0,12	0,11	40	0,01
f5.1.2	Сбор инфрмации	Датчики	0,3	0,12	0,12	80	0,03
f5.1.3	Управление электроприводом	Реле	0,2	0,08	0,07	20	0,01
f5.1.3	Упрвление пневмоприводом	Эл.магниты	0,2	0,08	0,07	20	0,01
f5.2.1	Програмное управление	Процессор	0,35	0,21	0,21	100	0,03
f5.2.2	Обеспечение системы стаб. питанием	Источник питания	0,35	0,21	0,21	100	0,03
f5.2.3	Организация ввод и вывод сигналов контроллера	Модули ввода вывода	0,3	0,18	0,18	100	0,03
f5.1	Реализация сбора информации и исполнения команд	Датчики и исполнительные устройства	0,4	0,24	0,22	160	0,05
f5.2	Программное управление работой станка	Контроллер	0,6	0,18	0,18	300	0,1
F1	Преобразование электрической энергии в механическую	F1= f1.1+ f1.2+ f1.3+ f1.4	0,15	0,15	0,15	730	0,23
F2	Транспортировка заготовки	F2= f2.1+ f2.2+ f2.3+ f2.4+ f.2.5	0,2	0,2	0,21	600	0,19
F3	Прошивка заготовки	F3= f3.1+ f3.2+ f3.3+ f3.4+ f.3.5	0,2	0,2	0,21	600	0,19
F4	Транспортировка гильзы	F4=f4.1+ f4.2+ f4.3+ f4.4	0,15	0,15	0,15	730	0,23
F5	Управление работой стана	F5= f5.1+ f5.2	0,3	0,3	0,25	460	0,15

Диаграммы ФСД и КИФ строятся для базового варианта (до принятия проектного решения) и проектного варианта. Они имеют целью выявления зон диспропорции, т.е. зон избыточной затратности реализации функции, а также определение зон функциональной недостаточности (низкого качества исполнения функций).

5.2 Расчет периода окупаемости и экономическая оценка проекта

Экономическая оценка проекта осуществляется с использованием следующих показателей:

1) чистая приведенная величина дохода (Net Present Value - NPV).

NPV представляет собой разность между приведенным к началу реализации проекта поступлениями от реализации проекта и инвестиционными затратами, т.е. сумму дисконтированного чистого денежного потока за период реализации проекта:

,

где Т - продолжительность реализации проекта;

t - порядковый номер года реализации проекта;

NCFt - чистый денежный поток года t;

PV - коэффициент дисконтирования в году t;

2) коэффициент дисконтирования (PV - фактор) для года t определяется по формуле:

,

где r - ставка дисконта;

3) внутренняя норма доходности (Internal Rate of Return - IRR).

Внутренняя норма доходности (IRR) - это значение ставки дисконтирования, при котором сумма дисконтированных поступлений денежных средств равна сумме дисконтированных платежей или чистая приведенная величина дохода (NPV) обращается в ноль.

Таким образом, значение внутренней нормы доходности определяется из соотношения:

,

4) периодом окупаемости проекта или периодом возврата инвестиций (Discounted Payback Period - DPP) называется период времени, за который дисконтированные поступления от результатов внедрения проектных решений покроют инвестиции, т. е. значение периода окупаемости определяется из соотношения:

,

где CFt - поступление денежных средств от эффектов, связанных с внедрением проекта;

IN - инвестиционные затраты.

№	Наименование показателей	Годы	Итого
		0	1	2	3	4	5
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1 2 3	Эффект от проектного решения: - результаты - затраты Итого: денежные средства (Cash Flow) от реализации проекта (1-2)	0 0 0	300 44 256	300 43 257	300 44 256	300 43 257	300 44 256	1500 222 1288
4 5 6	Инвестиции Ликвидационная стоимость активов Итого: денежные средства (Cash Flow) от инвестиционной деятельности (5-4)	-332 130 -202
7	Чистый денежный поток средств (Net Cash Flow) (3+6)	-202	256	257	256	257	256	1086
8	Дисконтированный чистый денежный поток средств NCFt*PVt	-202	194,56	146,49	110,08	84,81	64	397,94
9	Дисконтированный чистый денежный поток нарастающим итогом	-202	-7,44	139,05	249,13	333,94	3979,4

Таблица 6 - Формирования денежного потока (тыс.руб.)

Исходя из приведенных расчетов (табл.6), можно сделать вывод о том, что проект является эффективным, т.к. чистая приведенная величина дохода положительна, внутренняя норма доходности больше ставки дисконтирования, проект окупается за 2 года.

6. Безопасность и экологичность проекта

Современные СОЖ (смазачно-охлаждающие жидкости) представляют собой сложные многокомпонентные композиции, отвечающие комплексу требований к их технологическим и сопутствующим свойствам. Опыт передовых машиностроительных заводов показывает, что эффективные СОЖ позволяют в 1,2-4 раза повысить стойкость инструмента, на 20-60% форсировать режимы резания, на 10-50% повысить производительность труда, уменьшить энергозатраты при механообработке. Но в процессе многократного использования при механической обработке металлов СОЖ теряют свои технологические свойства. В результате накопления металлических частиц и продуктов термического разложения масел, продуктов их окисления, образования смол - снижается эффективность применения СОЖ. Кроме того, эмульсия обедняется за счет выноса эмульсола со стружкой (полосой). Попадание в СОЖ масел, смазок и спецжидкостей из гидравлических систем, станков и станов, повышение содержания солей жесткости в водной фазе (выпаривание воды из эмульсии и внесение солей жесткости при добавлении воды), микробиологическое поражение (загнивание) - всё это приводит к разрушению СОЖ, и возникает необходимость в её замене и последующей утилизации.