Существующие в литературных источниках отрывочные сведения о характерных особенностях дефектов не дают полного представления о фактически рассматриваемом пороке отливки. В результате этого технологи литейного производства зачастую путают, а иногда просто не могут правильно определить разновидность дефектов. Современные теоретические исследования повышения качества литья делятся на несколько практических, не взаимосвязанных теорий.
В работах Гуляева Б.Б. [3,4] подробно рассматриваются дефекты усадочного происхождения – раковины, пористость, трещины и коробление. Приводятся математические описания процессов, протекающих в форме в момент образования дефектов. Рассматриваются практические примеры влияния характера затвердевания отливки на развитие усадочных пустот, приводятся рентгенограммы распределения пустот по толщине отливок. Даются описания приемов ликвидации усадочных дефектов [5,6]. Для литейщиков очень высокой квалификации предложенных знаний достаточно для определения рассматриваемых дефектов при условии, что эти специалисты используют качественные методы выявления и ликвидации дефектов. Недостатком является отсутствие систематизации при определении разновидностей дефектов и их ликвидации.
В книгах Рыжикова А.А. и Берга П.П. [7,8] изложены теория литейной формы, технологические основы литейной формы и технологические расчеты. Из пороков отливок рассматривается пригар, плены и засоры, газовые раковины и трещины. Приводится математическое описание связи газотворной и пропускной способности литейной формы. Рассматриваются описанные выше механизмы образования дефектов, которые при современном рассмотрении дефектов могут быть спорными. В изложенном материале не упоминается цвет поверхности дефектов, полный перечень их характерных отличий. Приведенные фотографии отливок в черно-белом изображении несут недостаточную информацию о рассматриваемом дефекте. Системный подход к изучению особенностей дефектов и причин их возникновения не проводился.
В сборнике по литейным дефектам [9] рассматривается возникший брак отливок и методы его устранения. Описан опыт передовых литейных цехов и заводов по технологическим и организационным методам борьбы с браком в производстве железоуглеродистых сплавов. Рассматриваются физико-химические и технологические причины возникновения брака при различном способе литья. В излагаемых материалах отсутствует систематизация разновидностей дефектов по их отличиям и не сделана попытка определения связи дефектов с причинами их возникновения.
Более полная информация о разновидностях литейных дефектов изложена в работе Ильинского В.А. [10]. Впервые приведено рассмотрение некоторых характерных особенностей литейных дефектов, позволяющих различить разновидности дефектов одной группы. В первую очередь это относится к газовым раковинам, которые имеют определенные отличительные характеристики как по цвету, блеску, шероховатости, матовости, гладкости поверхности дефекта, места его расположения, количеству, форме и т.д. К сожалению, дефекты отливок представлены в черно-белом исполнении, что до некоторой степени создает неполноту восприятия излагаемого материала. Проведение систематизации разновидностей дефектов и выявление причинно-следственных связей между дефектами и причинами их возникновения только обогатили бы рассматриваемый материал.
Анализируя изложенное, следует отметить, что, несмотря на длительность времени производства отливок, описание дефектов имеет немало пробелов и неточностей формулировок. В известных литературных источниках изложено разное представление о классификации, терминологии, характерных отличий дефектов, контролируемых и оптимизируемых технологических параметрах и др. [11,12]. Во многом не учитывается, что литейное производство является слабо-формализуемой системой, формальное представление которой затруднительно [13,14,15]. Вызвано это большим числом параметров с невозможностью их точного определения. Отсутствует какая-либо систематизация характерных особенностей разновидностей дефектов. Практически все дефекты в литературных источниках представлены в черно-белом исполнении, что создает затруднения при определении их отличительных особенностей. Ряд основных дефектов имеет спорное представление, трудно вписываемое в фактическую природу их возникновения. В рассмотренной литературе отсутствуют описания дефектов, трансформирующихся в форму другой разновидности под воздействием изменения технологических параметров.
В известных источниках по литейному производству полностью отсутствуют описания существования связей между характерными отличиями, определяющими дефект, и причинами, порождающими возникновение этого дефекта [16]. Причина возникновения дефектов – это отклонение технологического параметра (или их совокупностей) при производстве литья, которые способствуют возникновению дефектов.
Несмотря на успехи ученых в решении проблемы повышение качества литья, до настоящего времени отсутствует системный подход к определению разновидностей дефектов, связи их с причинами возникновения и способами ликвидации. Проведенный анализ литературы показывает, что роль системного анализа в решении проблем повышения качества заготовок достаточно высок. Среди ведущих специалистов в области современного подхода к системному анализу сложных технических объектов следует отметить: Прангишвили И.В., О'Коннор, Макдермотт И., Волкову В.Н., Денисова А.А., Колин К.К., Емельянова А.А., Аверченкова В.И., Качала В.В., Уемова А.И. и других исследователей. Используя достигнутые успехи ученых в области системного подхода, требуется установить направление исследований по выявлению дефектов отливок, определению связи дефектов с причинами их возникновения и способами ликвидации.
Исследование технологических отклонений и определение их влияния на формирование дефектов требует проведения системного подхода и разработки общей методологии выявления разновидностей дефектов, определения связи их с причинами возникновения и способами ликвидации [1,2,17,18].
Исходя из изложенного, следует отметить существование первоочередных проблемных вопросов в литейном производстве, которые требуют своего разрешения:
отсутствует группировка отливок по характерным отличительным особенностям;
нет фактического определения ряда дефектов, например, из группы усадочных раковин;
не приводится полный спектр отличительных особенностей рассматриваемых дефектов;
не рассматриваются существующие связи между характерными отличиями дефектов и причинами их возникновения;
отсутствие цветного изображения дефектов ликвидирует возможность их точной идентификации;
сложные и приближенные расчеты технологических параметров изготовления отливки не дают возможность их использования в литейной практике;
отсутствует методология диагностики и ликвидации литейных дефектов, что затрудняет проследить возможный путь ликвидации дефектов.
Существующие подходы позволяют провести анализ предметной области в различных направлениях, но у большинства из них отсутствуют механизмы ликвидации отклонений. Следовательно, возникла реальная необходимость разработать методологию, которая позволяет отслеживать отклонение от допустимых параметров функционирования системы.
Литература:
Тодоров Р.П., Пешев П.Ц. Дефекты в отливках из черных сплавов. Сокращенный перевод с болгарского. - М.: Машиностроение, 1984. – 184с.
Арсов Я.Б. Стальные отливки. София, 1974. Перевод с болгарского. – М.: «Машиностроение», 1977. – 176 с.
Гуляев Б.Б. Литейные процессы - М. – Ленинград: МАШГИЗ, 1960. – 416с.
Гуляев Б.Б. Проблема усадочных процессов в металлах. Труды «Усадочные процессы в металлах». Изд. Академия наук СССР. М. – 1960. С. 5-18.
Неуструев А.А., Пантюхин В.П., Абрамов Г.Г. и др. Расчет времени охлаждения чугунных отливок в песчаных формах// Литейное производство. – 1983. – № 10. – С. 16 - 17.
Котлярский Ф.М., Борисов Г.П. Об организации направленного затвердевания фасонных отливок// Литейное производство. – 1985. – № 10. – С. 4 - 5.
Рыжиков А.А. Технологические основы литейного производства - М.: МАШГИЗ, 1962. – 527с.
Берг П.П. Формовочные материалы. – М.: «Машиностроение», 1979. – 210 с.
Дефекты отливок и меры их предупреждения - Сборник докладов научно-практической конференции в МДНТП, М.: МАШГИЗ. – 1962, - 260с.
Ильинский В.А., Костылева Л.В. Дефекты чугунных отливок (атлас). Учебное пособие/ВолгГТУ, Волгоград, 1996. – 105с.
Гаранин В.Ф., Фирсов В.Г., Куренков О.А. Классификация отливок// Литейное производство. – 1997. – № 3. – С. 5.
Чистяков В.В. Оптимизация режимов заливки форм по критериям качества// Литейное производство. – 1994. – № 6. – С. 13.
О'Коннор, Макдермотт И. Искусство системного мышления: необходимые знания о системах и творческом подходе к решению проблем. — М.: Альпина Бизнес Букс, 2006 — 256 с.
Рейнгольд Л. А. Структурирование информации. Системный подход. — М.: Наука, 2004.
Анфилатов В.С., Емельянов А.А., Кукушкин А.А. Системный анализ в управлении: Учебное пособие / Под ред. А.А. Емельянова. — М.: Финансы и статистика, 2002. — 368 с.
Галенко П.К., Голод В.М. Системный анализ литейных процессов// Литейное производство. – 1989. - № 10- С. 4 -7.
Губанов В.А., Захаров В.В., Коваленко А.Н. Введение в системный анализ: Учебное пособие. — Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1988. — 232 с.
Горский Ю.М. Системно-информационный анализ процессов управления. – Новосибирск.: Наука. - 1988. - 327 с.
