Выбор режима работы цеха литья
Расчет производственной мощности плавильного отделения с учетом режима работы участка и фондов времени работы борудования. Выбор плавильного оборудования в пользу индукционных печей и расчет их количества. Подбор емкости и количества ковшей на две смены.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 16.01.2014 |
| Размер файла | 29,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
Введение
1. Выбор режима работы участка. Расчет фондов времени работы оборудования.
2. Расчет производственной мощности плавильного отделения.
3. Расчет количества печей.
4. Расчёт парка ковшей.
Приложение.
Список использованных источников.
Введение
Значение литейного производства в промышленности чрезвычайно велико: почти все машины и приборы имеют литые детали. Нет такой отрасли машиностроения, приборостроения, строительства, где не применяли бы отливки.
Литьё является одним из старейших способов, которым ещё в древности пользовались для производства металлических изделий - вначале из меди и бронзы, затем из чугуна, а также из стали и других сплавов.
Основными процессами литейного производства является: плавка металла, изготовление форм, заливка металла в формы и охлаждение, выбивка, очистка, обрубка отливок, термическая обработка и контроль качества отливок.
Основной способ изготовления отливок - литьё в песчаные формы, в которых получают около 80% общего количества отливок. Однако точность и шероховатость поверхности отливок, полученных в песчаных формах, во многих случаях не удовлетворяют требованиям современного машиностроения. В связи с этим всё более широко применяют технологические процессы, повышающие качество продукции: изготовление форм на автоматических формовочных линиях изготовление стержней, отверждаемых в оснастке.
В результате литейное производство позволяет получать заготовки сложной конфигурации с минимальными припусками на обработку резаньем, хорошими механическими свойствами.
Проектируемый цех относится к сталелитейным цехам серийного типа производства и входит в состав предприятия общего машиностроения. Мощность цеха 5 тыс. тонн годных отливок в год.
Производственная программа содержит полный перечень всех отливок по изделиям с их полной характеристикой: маркой сплава, количеством на программу, массой отливки, количеством в форме и т.д.
При выборе необходимого оборудования нужно ориентироваться на применение автоматических линий, комплексов, агрегатов, максимально исключающих ручной труд. Такое оборудование позволит цеху выпускать качественное, конкурентоспособное стальное литье с соблюдением всех норм по технике безопасности и требований по охране окружающей среды.
Структура проектируемого литейного цеха состоит из следующих производственных подразделений:
1. плавильное отделение
2. формовочное отделение
3. стержневое отделение
3. смесеприготовительное отделение
4. термообрубное отделение.
1.Выбор режима работы участка. Расчет фондов времени работы оборудования
индукционный печь плавильный оборудование
Для цехов стального литья, где рабочий процесс связан с использованием печей, наиболее рационален трёхсменный параллельный режим работы [1]. При таком режиме работы все технологические операции выполняются одновременно на различных производственных участках. Это позволяет сократить во времени производственный цикл изготовления отливок, наиболее эффективно использовать оборудование и площади цеха, улучшить качество и снизить себестоимость продукции.
При проектировании применяют три вида годовых фондов времени работы оборудования:[3]
- календарный
Тк = 365 ? 24 = 8760 ч
- номинальный
Тн = (365-Р) ?С?Ч,
где Р - усредненное число воскресений, суббот и праздничных дней в году;
С - количество смен
Ч - продолжительность рабочей смены.
Тн= (365-118) ?3?85928ч.
- действительный
ТД = ТН - П,
Где П - потери рабочего времени, ч.
П = К ? Тн,
Где К - коэффициент потерь рабочего времени. Величина потерь времени на ремонт оборудования, простои из-за отсутствия рабочих по уважительной причине зависит от длительности ремонта, болезни, отпуска и независимо от его сложности и продолжительности принимается по отношению к номинальному фонду времени в размерах: 3,5 % при работе в одну смену, 4,5% - в две смены, 5,8 - 6,5% при работе в три смены.[2]
Тд =5928 - (0,065928) = 5572 ч.
2. Расчет производственной мощности плавильного отделения
Для выбора плавильного оборудования литейного производства необходимо обладать знаниями, широким кругозором, практическим опытом и навыками, знать программу производства (номенклатуру и объемы выпуска металлов, сплавов, отливок или изделий) по конкретной обоснованно выбранной технологии их получения. Качество подготовки, переработки и загрузки исходных материалов определяет решающую роль в выборе пла- вильного оборудования.
В подавляющем большинстве случаев при плавке металлов и сплавов стоимость шихты составляет до 85% от их себестоимости и оказывает на нее решающее воздействие.
Плавильное оборудование, позволяющее вести плавку с малыми безвозвратными потерями металла, обеспечивает наименьшую стоимость жидкого металла и максимальный выход годной продукции. Это главный принцип выбора плавильного оборудования.
Вторым принципом выбора плавильного оборудования является обеспечение требуемого качества жидкого металла или сплава, а точнее, качества отливок по выбранной технологии плавки.
Технологический регламент плавки является главным в определении требуемого плавильного оборудования и в предъявлении к нему вполне конкретных технических требований с учетом конкретных местных условий литейного производства для получения качественного металла и качественных отливок. Третьим принципом выбора плавильного оборудования является выбор производительности и количества плавильного оборудования для обеспечения заданной программы производства металла и отливок с заданным качеством, для обеспечения непрерывности и гибкости технологических процессов литейного производства.
Четвертым принципом выбора плавильного оборудования является выбор наиболее компактного оборудования, занимающего минимальную производственную площадь.
Пятым принципом выбора плавильного оборудования является определение затрат на обслуживание и эксплуатацию плавильного оборудования.
Шестым принципом выбора плавильного оборудования является выбор стоимости плавильного оборудования с учетом обязательного выполнения предыдущих пяти принципов выбора оборудования.
При этом нельзя забывать главного условия выполнения всех шести принципов выбора плавильного оборудования: обеспечение максимальной безопасности ведения технологических процессов и экологической чистоты литейного производства при наиболее комфортных условиях работы на плавильном оборудовании.
Плавильное оборудование литейного производства относится к сложному и особо сложному технологическому оборудованию, так как управление технологическими процессами, осуществляемыми в нем, связано с получением и обработкой оперативной информации по большому количеству параметров и технологических показателей режимов плавки.
Современный уровень развития металлургии пока не позволяет получать совершенно чистые металлы, без примесей. Поэтому даже сверхчистые металлы в ряде случаев следует рассматривать как сплавы.
Технология плавления сплавов - это сложная химическая технология, в основе которой лежат физико-химические превращения веществ, реализуемые при высокой температуре в плавильной ванне, служащей термохимическим реактором.
Температура плавки самоустанавливается по результатам обеспечения технологическим регламентом плавки сложного равновесия (баланса) между энергопотребляющими и энерговыделяющими процессами химической электротермии и поэтому должна непрерывно контролироваться для эффективного управления процессами плавки и мощностью плавильного оборудования.
В настоящее время непрерывный и бесконтактный контроль температуры и управление температурой и мощностью плавильной ванны возможны только в индукционной плавильной ванне.
При плавлении ферросплавов, как правило, используется комбинированный (или смешанный) нагрев исходных материалов (шихты) с использованием прямого контактного дугового электрического разряда и внутреннего сопротивления шихты (сопротивления самой ванны).
В настоящее время основными видами плавильного оборудования в современных литейных производствах являются индукционные плавильные установки для черных и цветных металлов и сплавов промышленной и повышенной (средней) частоты тока, дуговые плавильные установки для черных сплавов переменного и постоянного тока и плавильные установки комбинированного (смешанного) нагрева (дугового нагрева и нагрева сопротивлением).
Эффективность выбранного плавильного оборудования зависит от суммы затрат на производство единицы жидкого металла или сплава с учетом капитальных затрат на подготовку основных и вспомогательных производственных помещений (их фундамента, стен, перекрытий, площадок обслуживания и переходов, всех необходимых коммуникаций, а также подъездных путей и трасс работы грузоподъемного и транспортного оборудования) с учетом энергетических затрат на энергоносители, материальных затрат на шихтовые и вспомогательные материалы (смазочные материалы, гидравлические жидкости, газы и т.п.), стоимости труда рабочего и обслуживающего персонала и прочих производственных расходов, включая расходы по обеспечению промышленной безопасности производства и экологической чистоты литейного производства.
Выбор плавильного оборудования для литейных производств - это большая и сложная работа, которая может быть выполнена с привлечением к ней ученых, инженеров-проектировщиков, инженеров-конструкторов, инженеров-технологов и других высококвалифицированных специалистов литейного производства.
Индукционные плавильные печи
Плавка черных металлов в индукционных печах имеет ряд преимуществ перед плавкой в дуговых печах, поскольку исключается такой источник загрязнения, как электроды. В индукционных печах тепло выделяется внутри металла, а расплав интенсивно перемешивается за счет возникающих в нем электродинамических усилий. Поэтому во всей массе расплава поддерживается требуемая температура при наименьшем угаре по сравнению со всеми другими типами электрических плавильных печей. Индукционные плавильные печи легче выполнить в вакуумном варианте, чем дуговые.
Однако важнейшее достоинство индукционных печей, обусловленное генерацией тепла внутри расплавленного металла, становится недостатком при использовании их для рафинирующей плавки. Шлаки, имеющие очень малую электропроводность, нагреваются в индукционных печах от металла и получаются со сравнительно низкой температурой, что затрудняет проведение процессов рафинирования металла. Это обусловливает использование индукционных плавильных печей преимущественно в литейных цехах. Кроме того, высокая стоимость высокочастотных питающих преобразователей сдерживает применение высокочастотных плавильных печей.
Конструкция и схема питания индукционной печи существенно зависят от наличия или отсутствия железного сердечника. Поэтому индукционные печи рассматриваются далее в соответствии с этим признаком.
В индукционной плавильной печи главной частью является индуктор, выполняемый обычно из медной трубки и охлаждаемый протекающей по ней водой. Витки индуктора располагают в один ряд. Медная трубка может быть круглого, овального или прямоугольного сечения. Зазор между витками составляет 2-4 мм. Число витков индуктора зависит от напряжения, частоты тока и емкости печи. Витки закрепляют на изоляционных стойках, с помощью которых индуктор устанавливают в каркасе печи. Каркас печи должен обеспечивать достаточную жесткость конструкции; чтобы не нагревались вались его металлические части, они не должны образовывать электрически замкнутого контура вокруг индуктора.
Для выпуска металла из печи предусматривается возможность наклона печи, что осуществляется с помощью тельфера на малых печах или при помощи гидравлических цилиндров на крупных.
На средних и крупных индукционных плавильных печах тигель закрывается крышкой (сводом), выполняемой обычно набивной из того же огнеупорного материала, что и тигель. Для подъема и отвода крышки в сторону применяют простые рычажные механизмы или гидравлические цилиндры.
ВНИИЭТО разработаны индукционные печи серии ИСТ для плавки стали, работающие на токе повышенной частоты. Емкость печей, работающих на токе частотой 2400 Гц (обеспечиваемой машинными генераторами), составляет 60, 160, 250 и 400 кг при потребляемой мощности соответственно 50, 100, 250 и 237 кВт. Печь емкостью 1 т, питаемая током частотой 1000 Гц, потребляет мощность 470 кВт. Крупные печи емкостью 2,5; 6 и 10 т потребляют мощность соответственно 1500, 1977 и 2730 кВт и питаются током частотой 500 Гц либо от машинных генераторов, либо от полупроводниковых (тиристорных) преобразователей. Продолжительность плавки в печах серии ИСТ., колеблется от 50 мин (печь емкостью 60 кг) до 2 ч (печь емкостью 10 т).
Таким образом, диапазон производительностей всей этой серии печей весьма широк: от 70 кг/ч до 5 т/ч. Удельный расход электроэнергии на расплавление твердой завалки составляет в среднем 3600 кДж/кг (1,00 кВт-ч/кг) для малых печей и снижается до 2300 кДж/кг (0,64 кВт-ч/кг) для крупных печей.
Исходя из данных производственной программы (табл.1), выберем индукционную тигельную печь повышенной частоты ИСТ-0,25 производительностью 0,25т/ч.
Таблица 1 Производственная программа плавильного отделения.
|
Массовая группа, кг |
Наименование отливки |
марка сплава |
масса отливки без литников и прибылей, кг |
масса жидкого металла на 1 отливку, кг |
количество отливок в 1 форме, шт |
масса отливок на годовую программу, т |
масса жидкого металла на программу, т |
количество отливок на программу |
количество форм, тыс. шт |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
|
20-50 |
Кронштейн |
35Л |
22 |
30,8 |
4 |
1000 |
1386 |
45 |
11 |
|
|
Гайка |
35Л |
36 |
50,4 |
1 |
1000 |
1411,2 |
28 |
28 |
||
|
Корпус |
35Л |
40 |
56 |
1 |
1000 |
1400 |
25 |
25 |
||
|
Фланец |
35Л |
45 |
63 |
1 |
1000 |
1386 |
22 |
22 |
||
|
Балка |
35Л |
50 |
70 |
1 |
1000 |
1400 |
20 |
20 |
||
|
Итого: |
|
|
|
|
5000 |
6983,2 |
|
106 |
3. Расчет количества печей
При проектировании плавильного отделения прежде всего необходимо с учетом каждого выплавляемого сплава составить таблицу годового баланса металла. Расчет количества плавильных агрегатов начинается с определения необходимого объема металлозавалки [3].
Мм= ,
где Мм - масса металлозавалки на годовую программу по заданию, т
Q-годовая программа отделения, т
У- угар, %
С- скрап, %.
По справочной литературе скрап принимаем в количестве 5%, угар-5%.
Мм=
Расчёт необходимого числа печей
Расчет количества плавильных печей произведем по следующей формуле. [3]:
N=Mм ? Кн/(Тд ? q) ,
где Мм - масса металлозавалки на годовую программу, т
Кн - коэффициент неравномерности работы печей
Тд - действительный фонд времени работы плавильного агрегата, ч
q - производительность печи, т/ч.
N=5556 ? 1,2/(5572 ? 0,25)=6667,2/1393=4,78
Примем количество печей равным 5.
Коэффициент загрузки печи определим по формуле
Kз = NP/Nп ,
где Np, Nп - расчетное и принятое количество печей
К3 = 4,78/5 = 0,96
4. Расчёт парка ковшей
Для разливки стали используем стопорные ковши. При подборе емкости ковша учитываем, что удобнее принять ковш той емкости, чтобы он забрал весь металл из печи. Таким образом, выбираем ковш емкостью 250 кг.
Расчет парка заливочных ковшей выполняется с учетом количества одновременно работающих ковшей, продолжительностью работы ковша до ремонта и длительности ремонта. Данные о времени работы ковшей и длительности ремонта даны в [3].
Время ремонта ковша 8 часов, а время работы до ремонта - 6 часов. Ковши первой смены будут переданы на ремонт за два часа до начала работы второй смены, ремонт производится 8 часов.
Расчет количества одновременно работающих заливных ковшей проводят по формуле
N=q ? Nn ? tц / (60 ? m),
где q- производительность плавильной печи, т/ч;
Nn - число одновременно работающих печей
m - ёмкость ковша, т
tц - время оборота ковша, мин.
N= 0,25? 5 ? 12 / (60 ? 0,25) = 1500/180=1
Принимаем 5 одновременно работающих ковшей К3 = 4,85 / 5 = 0,97, время работы до ремонта 6 часов, следовательно, для работы во вторую смену необходима вторая пятерка ковшей, а ковши, которые работали в первую смену поступают в ремонт. Так как первые пять ковшей к следующей(третьей) смене еще не выйдут из ремонта, то необходимо еще пять ковшей для третьей смены. Таким образом, необходимо 15 ковшей. Так как необходимо иметь запас ковшей 20%, то количество ковшей составит 18 штук.
Список использованных источников
1. И.З. Логинов. Проектирование литейных цехов. Минск, Выс. школа, 1975 г. - 321 с.
2. Основы проектирования литейных цехов / Под ред. В.В. Кнорре. - М.: Машиностроение, 1979. - 375с.
3. Чуркин Б.С., Гофман Э.Б., Новиков А. И. Методические указания по дипломному проектированию для студентов специализации 03.01.09 / Свердл. инж.-пед. ин-т. Свердловск, 1989. Ч. 1. - 88 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Описание работы плавильного цеха Аксуского завода ферросплавов. Выбор типа и мощности электрических печей. Процесс оплавления шихтовых материалов на производстве кремнистых сплавов. Расчет полезной мощности проектируемой печи и количества мостовых кранов.
курсовая работа [36,7 K], добавлен 11.05.2012Разработка цеха по изготовлению ванн методом вакуумно-пленочной формовки и отливки. Определение режима работы цеха, расчет действительных фондов времени, составление производственной программы процесса, подбор оборудования. Расчет баланса металла и смеси.
курсовая работа [46,0 K], добавлен 05.01.2014Проектирование плавильного, формовочно-заливочно-выбивного и смесеприготовительного отделений. Выбор оборудования. Расчет потребности цеха в жидком металле, количества шихтовых материалов, расхода формовочных смесей. Технологический процесс формовки.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 14.12.2013Подетальная программа выпуска отливок. Расчет оборудования для изготовления стержней. Планировка работы термообрубного отделения. Оценка и контроль технологичности конструкции детали. Параметры и условия заливки формы. Выбор плавильного оборудования.
дипломная работа [8,1 M], добавлен 31.03.2018Структура цеха литья по выплавляемым моделям, его производственная программа. Выбор режима работы цеха и фондов времени. Условия работы детали, требования к ее функциональности. Обоснование и выбор способа изготовления отливки. Описание конструкции печи.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 06.04.2015Производственная программа цеха. Проектирование плавильного отделения. Определение потребности в жидком металле. Выбор вместимости и объема ковша. Расчет расхода формовочных смесей и стабилизация их свойств. Выбор технологического процесса формовки.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 12.12.2013Характеристика и основные параметры литейного цеха, его классификация и производственная программа. Фонд времени работы оборудования, расчет и проектирование плавильного, смесеприготовительного, формовочного, стержневого и термообрубного отделений.
курсовая работа [89,7 K], добавлен 04.11.2011Режим работы механического цеха, фонды времени работы оборудования и рабочих. Технологические процессы и новая техника. Определение количества участков и грузооборота цеха. Выбор подъёмно-транспортных средств. Расчет площадей промышленного корпуса.
курсовая работа [64,7 K], добавлен 03.05.2015Проектирование плавильного отделения. Выбор вместимости ковша и расчет парка для изготовления оболочки валков. Расчет цеха центробежного литья мощностью 10000 т отливок в год. Расчет потребности в шихтовых материалах. Классификация центробежных машин.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 23.04.2014Разработка организационной структуры и состава компании. Выбор режима работы и расчет годовых фондов времени работы рабочих. Технико-экономические показатели ремонтного предприятия. Проектирование кузнечного участка, расстановка оборудования на нем.
курсовая работа [49,4 K], добавлен 12.03.2015Обоснование схемы технологического процесса капитального ремонта двигателя ЗИЛ-130. Выбор режима работы и расчет годовых фондов времени работы рабочих и оборудования. Компоновка производственного корпуса. Технико-экономические показатели предприятия.
курсовая работа [63,5 K], добавлен 06.02.2013Разработка проекта конкурентоспособного литейного цеха на основе отливки "ванна купальная". Выбор используемого оборудования. Режим работы цеха сантехнического литья и фонды времени. Расчет оборудования и баланса материалов. Строительное проектирование.
курсовая работа [34,3 K], добавлен 05.01.2014Разработка цеха ремонтного чугунного литья для производства отливки "Ванна". Выбор типа используемого оборудования. Отделения плавки, формовки и финишной обработки. Производственная программа, режим работы цеха и фонды времени. Расчет баланса материалов.
реферат [41,2 K], добавлен 05.01.2014Характеристика сплава ВТ22, его химические свойства, плотность, процессы ковки и штамповки, применение. Расчет массы заготовки. Определение производственной программы для производства прутков из сплава Вт22, выбор режима работы и расчет фонда времени.
курсовая работа [166,7 K], добавлен 11.11.2010Характеристика Красноярского алюминиевого завода. Номинальный фонд времени работы оборудования. Определение количества и видов ремонтов. Выбор необходимого количества оборудования. Расчет численности ремонтного персонала. Годовые суммарные трудозатраты.
курсовая работа [56,1 K], добавлен 12.10.2013Структура цеха кокильного литья, номенклатура и программа выпуска отливок. Режим работы и фонды времени работы оборудования. Технологические процессы и расчет оборудования проектируемого цеха, контроль отливок. Архитектурно-строительное решение здания.
курсовая работа [124,7 K], добавлен 30.06.2012Расчет годового фонда времени ремонтной позиции, работы оборудования и холодного цеха. Определение стоимости энергетических ресурсов цеха, количества производственных рабочих, площади служебных помещений. Стоимость производственного оборудования.
курсовая работа [364,7 K], добавлен 15.11.2015Характеристика и устройство доменных цехов. Определение годовой производительности доменной печи, количества печей в цехе. Расчет потребного количества и производительности основного и вспомогательного оборудования. Оценка занятости железнодорожных путей.
методичка [870,4 K], добавлен 19.11.2013Расчет количества потребителей, производственной программы предприятия, количества блюд в ассортименте. Составление плана-меню. Расчет количества сырья массой брутто и нетто, количества работников цеха, кухонного инвентаря, технологического оборудования.
курсовая работа [162,5 K], добавлен 10.11.2017Характеристика погонажных изделий и расчет потребного количества пиломатериала. Баланс перерабатываемой древесины и количества отходов. Бюджет времени работы оборудования при двухсменной работе погонажного цеха. Технологическая документация деталей.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 23.07.2012
