Литейное производство является одной из основных отраслей современного машиностроения. Значение литейного производства в народном хозяйстве чрезвычайно велико: почти все машины и приборы имеют литые детали
жүктеу/скачать 1,91 Mb.
|
1 2
Байланысты:Диплом
| Введение Литейное производство является одной из основных отраслей современного машиностроения. Значение литейного производства в народном хозяйстве чрезвычайно велико: почти все машины и приборы имеют литые детали. Литье является одним из старейших способов, которым еще в древности пользовались для производства металлических изделий: в начале из меди и бронзы, а затем из чугуна, позже из стали и других сплавов. Основными процессами литейного производства являются: плавка металла, изготовление форм, заливка металла и охлаждение, выбивка, очистка, обрубка отливок, термическая обработка и контроль качества обработки. Основной способ изготовления отливок – литье в песчаные формы, в которых получают около 80 % отливок. Однако точность и шероховатость поверхности отливок, полученных в песчаных формах, во многих случаях не удовлетворяют требованиям современного машиностроения. Литейное производство позволяет получить заготовки сложной конфигурации с минимальными припусками на обработку резанием и с хорошими механическими свойствами. Технологический процесс изготовления механизирован и автоматизирован, что снижает стоимость литых заготовок. Достижения современной науки во многих случаях позволяют коренным образом изменить технологический процесс, резко увеличить новые высокопроизводительные машины и автоматы. Что, в конечном итоге, позволяет улучшить качество продукции и повысить эффективность производства. В зависимости от назначения детали и ее конструкции для получения отливок применяют: стали и сплавы на основе алюминия, меди, титана, магния. Технико-экономическая эффективность процессов литья обоснована возможностью изготовления заготовок для деталей сложной формы, с достаточной точностью размеров при рациональном использовании сплава. Дальнейшее совершенствование технологии литейного производства, комплексная механизация и автоматизация всех процессов, более широкое внедрение передовых методов изготовления форм и стержней, а также дальнейшее развитие наиболее прогрессивных способов изготовления отливок по выплавляемым моделям, в оболочковых формах, под давлением и др. способствуют еще большему применению литых деталей в различных машинах и поднимают роль литейной технологичности конструкции. Наиболее перспективными направлениями развития литейного производства, снижающими экологическую опасность, являются: разработка и освоение экологически безопасных и безотходных технологических процессов и оборудования, применение регенерации отработанных смесей на местах их образования с возвратом (до 95 %) в производство, утилизация твердых отходов. 1 Общая часть 1.1 Выбор режима работы и определение фондов времени При проектировании литейных цехов выбирается наиболее рациональный режим работы по цеху и по всем его основным и вспомогательным отделениям. Наиболее рациональным считается такой режим работы, при котором достигается наиболее короткий цикл всех технологических операций (в первую очередь формовки, сборки, заливки и выбивки литья) и при котором обеспечивается наиболее интенсивное использование площадей и оборудования, высокая производительность труда при низкой себестоимости литья и высоком его качестве. Выбор неправильного режима работы при проектировании литейных цехов приводит к увеличению капитальных затрат на строительство, низкому использованию оборудования и рабочей силы, высокой себестоимости и заниженной производительностью труда. В настоящее время в литейных цехах применяют два режима работы: последовательный (ступенчатый) и параллельный (поточный). При последовательном режиме работы все технологические операции выполняются на одном производственном участке, но в разное время в течение суток, причем для каждой операции отводится определенная смена или часть её. Этот режим работы нашел свое применение в литейных цехах индивидуального производства. При параллельном режиме работы все технологические операции выполняются одновременно на различных производственных участках. Этот режим работы применяется в механизированных литейных цехах при больших масштабах производства. При этом оборудование и рабочие должны быть размещены на определенных рабочих местах в порядке и последовательности операций, а изделие должно перемещаться от одного рабочего места к другому. Существует три вида параллельных режимов работы: односменный, двухсменный и трехсменный. С увеличением количества смен выгодность параллельного режима возрастает. Для проектируемого плавильного отделения принимаем двухсменный параллельный режим работы. В соответствии с выбранным режимом работы в литейном цехе устанавливаются фонды времени работы оборудования, рабочих мест и рабочих. При определении фондов времени необходимо руководствоваться существующими законоположениями о выходных и праздничных днях, продолжительности рабочей смены и рабочей недели. Различают календарный, номинальный и действительный фонды времени. Календарный фонд времени соответствует количеству календарных дней в году. Номинальный фонд времени соответствует календарному за вычетом выходных и праздничных дней (то есть это время, в течение которого цех должен работать без простоев). Действительный фонд времени равен номинальному за вычетом плановых простоев (время на проведение капитальных и планово-предупредительных ремонтов). Необходимое количество оборудования определяется по действительному фонду времени. Определим действительный фонд времени при двухсменном режиме работы. В основу этого расчета положена пятидневная сорокачасовая рабочая неделя с продолжительностью рабочей смены восемь часов. Номинальный фонд времени определяется по формуле: Фр.м. = [(Д - Н) * с - р] * n, (1) где Д – количество календарных дней в году, Д = 365; Н – количество нерабочих дней в году; с – продолжительность рабочей смены, с = 8 ч; р – количество часов в году на которое сокращается фонд времени за счет уменьшения длительности смены в предпраздничные дни, р = 5 ч; n – число смен в сутки. Количество нерабочих дней в году определяем по формуле: Н = В + П, (2) где В – количество выходных дней в году; П – количество праздничных дней в году, П = 10. При двух выходных днях в неделю и пятидесяти двух недель в году: В = 52 * 2 = 104. Определяем количество нерабочих дней в году по формуле (2): Н = 104 + 10 = 114. Определяем номинальный фонд времени по формуле (1): Фр.м. = [(365 - 114) * 8 - 5] * 2 = 4006 ч. Действительный фонд времени работы оборудования определяем по формуле: Фд = Фр.м. * К, (3) где К – коэффициент потерь. Коэффициент потерь зависит от сложности оборудования и сменности его работы и определяется по формуле: К = 1 - 0,01 * α, (4) где α – потери времени, α = 10 %. К = 1 - 0,01 * 10 = 0,9. Определяем действительный фонд времени по формуле (3): Фд = 4006 * 0,9 = 3605,4 ч. 1.2 Производственная программа Разработку проекта начинают после получения задания на проектирование и необходимых исходных данных, к которым относятся: производственная программа, составленная согласно заданию на проектирование; чертежи, спецификации и технические условия на литье. Производственная программа может быть точной, условной или приведенной. Точную программу составляют в условиях массового и крупно-серийного производства отливок. Для серийного и мелкосерийного производства обычно оформляют приведенную программу, в которой сведения об отливках для изделий, обеспеченных исходными данными, распространяются на остальную часть. Возможно использование имеющихся исходных данных для схожих изделий с поправочными коэффициентами в зависимости от массы и сложности литья. В условиях мелкосерийного и единичного производства часть номенклатуры отливок обычно неизвестна, а другая часть конструктивно не разработана. В этом случае принимают условную производственную программу с учетом назначения отливок и распределения их по массе, по группам, видам и маркам сплава, по аналогии с подобными действующими предприятиями [1] с. 20. Рассчитаем производственную программу условным методом. Таблица 1 – Условная производственная программа
Продолжение таблицы 1
1.3 Основной технологический процесс и расчет количества оборудования Для расчета необходимого количества технологического оборудования плавильного отделения составим ведомость загрузки отделения в виде баланса металлозавалки по цеху. Таблица 2 – Баланс металлозавалки
Для плавки стали используем электродуговую печь модели ДСП-25, техническая характеристика которой приведена в таблице 3. Таблица 3 – Техническая характеристика электродуговой печи
Рассчитаем необходимое количество печей по формуле: n = , (5) где Q – годовое количество жидкого металла, т; Кн – коэффициент неравномерности потребления металла, Кн = 1,3; Фд – действительный фонд времени работы оборудования, ч; q – производительность печи, т/ч. n = = 4,4 шт. Принимаем пять печей модели ДСП-25, кроме того, на участок устанавливаем шестую резервную печь. Определяем коэффициент загрузки печей по формуле: Кз = , (6) где nр – расчетное количество печей; nпр – принятое количество печей. Кз = = 0,88. Проектируемое плавильное отделение состоит из участков подготовки и навески шихты, выплавки металла, подготовки футеровочных материалов, ремонта ковшей и сводов. Металл выплавляют в дуговых электрических печах емкостью 25 тонн. Электродуговые печи модели ДСП-25 обеспечивают возможность быстрого ведения плавки, выдачу металла малыми порциями, получение стали более высокого качества, выплавку высоколегированных сталей, лучшие санитарно-гигиенические условия плавки, большую возможность механизации и автоматизации, а также регулирование процесса плавки. Печи компактны, просты в управлении и гибки в работе, так как могут работать в одну, две смены и круглосуточно. Кожух электродуговой печи изготавливают сварным. Верхнюю часть печи перекрывают съемным сводом. Свод имеет три отверстия для установки в рабочее пространство печи электродов (угольных или графитовых). Зазор между электродами и огнеупорной кладкой свода печи перекрываются уплотняющими кольцами, которые охлаждаются водой. Печь имеет рабочее окно и сливной носок, который служит для выпуска стали из печи в ковш. Перед плавкой электродуговую печь футеруют. Свод выкладывают по шаблону динасовым кирпичом, а затем футеруют смесью, состоящей из огнеупорной массы: 52 % кварцевого песка, 26 % огнеупорной глины, 22 % воды. Под и откосы печи футеруют динасовым кирпичом. При этом, оставляют зазор между кожухом печи и футеровкой 50-60 мм, который засыпают порошком динасового кирпича. После набивки откосов пода, печь накрывают сводом и сушат в течение 3-4 ч. Шихту загружают в печь в период завалки. В электродуговой печи модели ДСП-25 шихта загружается сверху. Продолжительность завалки составляет 5-10 мин. В начале периода плавления для зажигания дуг, начала проплавления колодцев и во избежание поджога свода длинными дугами, 5-10 мин печи работают на небольшой мощности при коротких дугах. После образования колодцев длинные дуги экранированы шихтой и не вызывают перегрева футеровки. С этого момента весь период плавления проводится на максимальной мощности при наивысшем напряжении и силе тока. К концу периода плавления ванна имеет нормальный шлаковый покров по массе не более 4 % от массы плавки. Окончание расплавления шихты определяется прощупыванием подины железным штырем – при полном расплавлении он свободно перемещается по подине [2] с. 91. Затем проводят окисление и раскисление стали. Задачами окислительного периода, который начинается скачиванием 60-75 % шлака плавления и наводкой нового, является удаление фосфора и серы, дегазация, нагрев стали и выравнивание ее температуры во всем объеме ванны. Раскисление стали проводят шлаковой смесью, а затем ферромарганцем. Присадку шлаковой смеси и ферромарганца производят в хорошо нагретый металл. Температура стали в печи перед выпуском 1700-1730 °С. Перед выпуском металла из печи наклоняют печь таким образом, чтобы вначале был слит в ковш металл, а затем – шлак, в этом случае обеспечивается качественное раскисление стали. Шихта в плавильном отделении литейного цеха подается в пролет навески шихты в корзинах автотранспортом из базисного склада. На участке навески взвешивается шихта и догружаются корзины предварительно прокаленными ферросплавами и легированным ломом. Для ремонта и набивки сводов в обоих торцах печного пролета предусмотрены стенды. Выбивку сводов выполняют на специальных стендах, оборудованных бункерами и тележками для уборки старых огнеупоров. Трансформаторные подстанции размещены на первом этаже в печном пролете. Система газоочистки отсасываемых из печей газов располагается за печами на площадках выше второго этажа вне зоны действия мостовых кранов. 1.4 Основные положения по организации транспорта Литейное производство характерно многократным перемещением больших количеств различных насыпных и штучных грузов, поэтому транспортные операции в нем по трудоемкости являются важной составляющей производственного процесса. Следовательно, при проектировании литейных цехов механизации транспортных операций необходимо уделять большое внимание. В зависимости от зоны действия транспортные средства литейного цеха подразделяют на межцеховые и внутрицеховые. Межцеховые перевозки грузов литейного производства обычно выполняют автотранспортом, а также самоходными электро- и автотележками (карами), тягачами, авто- и электропогрузчиками с широким применением стандартной и специальной тары, позволяющей свести к минимуму число перегрузочных операций. Отходы формовочных смесей транспортируют автосамосвалами, а при дальних отвалах железнодорожным транспортом, который используют также для перевозки крупных отливок в отдельно расположенные здания обрубных отделений и в механические цехи. Сухой формовочный песок, молотые уголь и глину транспортируют с базисных складов непосредственно к местам потребления пневматическими установками. Для транспорта песка, особенно при больших производительностях, применяют также ленточные конвейеры, устанавливаемые в галереях, и элеваторы [1] с. 207. Машины с двигателем внутреннего сгорания применяют преимущественно для транспорта между складами. Для проведения на участке транспортных операций используем четыре мостовых крана Q = 20/5 тонн; электротележки и погрузчики; вспомогательные устройства: питатели, затворы и другие механизмы, предназначенные для совместной работы с подъемно-транспортным и технологическим оборудованием. 1.5 Планировка отделения, расчет площадей Здание цеха двухэтажное, имеет прямоугольную форму, состоит из продольных и поперечных пролетов. В таком здании обеспечивается эффективная механическая вентиляция, аэрация и освещение. Для литейных цехов проектируют здания каркасного типа. Несущий каркас состоит из колонн, установленных на фундаментах и связанных балками и фермами. Колонны и опирающиеся на них фермы образуют поперечные рамы, которые связаны в продольном направлении фундаментными обвязочными балками, подкрановыми балками. Конструкция здания по роду применяемого строительного материала – смешанная: металлические и железобетонные конструкции. Выбор строительной конструкции здания зависит от назначения литейного цеха; массы выпускаемой продукции, применяемого технологического оборудования, способов механизации производства, нагрузок от технологического и кранового оборудования, а также объемно-планировочного решения здания. Фундаменты применяются сборные, железобетонные. Колонны подразделяют на наружные и внутренние. Железобетонные колонны – сборные, типовые, прямоугольного сечения. Колонны имеют консоли для опирания подкрановых балок, а также имеют сечение для крановых пролетов жүктеу/скачать 1,91 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 2