Проект цеха кокильного литья производительностью 2800000 отл/год

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Цех предназначен для выпуска отливок «сковорода» для хозяйственного промышленности.

Характеристика отливки:

· Масса отливки -0.7 кг.

· Серийность-2.8 млн. шт./год.

· Сплав - АК7ч.

1. Производственная программа

Планирование производства литейного цеха производилось по реальным заказам предприятия. На основании портфеля заказов составили производственную программу - краткосрочный план работы литейного цеха на год. Она содержит данные для планирования деятельности всех подразделений литейного цеха. Производственная программа составляется на основе технологической документации на каждую отливку.

- по металлу 10 % - 2874 кг./год.

- по количеству съемов 10 % - 770000 шт.

- по серийности 10 % - 3080000.

2. Выбор оборудования

Отливка «сковорода» изготавливают из алюминия марки АК7ч.

Ввиду того, что шихта будет загружаться в виде лома, можно было бы применить газовую печь. А так как в отливке не допускаются горячие и холодны трещины, необходимо хорошее перемешивание, то есть применение такой печи не целесообразно. Выплавку будем производить в индукционно- канальной печи, т.к. выбранная печь обеспечивает хорошее перемешивание, гомогенизацию расплава, равномерность химического состава, а также обеспечивает высокую производительность.

Индукционно-канальная печь состоит из футерованной ванны и съемного плавильного блока. Печь может иметь несколько плавильных блоков. Ванна печи устанавливается в металлическом кожухе, закрепленном в раме. Конструкции рамы канальных и тигельных печей аналогичны. В раме канальной печи предусмотрены фланцы для крепления плавильного блока. Замена плавильных блоков не занимает много времени. В плавильном блоке вокруг замкнутого магнитопровода с водоохлаждаемым индуктором футеруется U-образный канал. Расположение плавильного блока относительно ванны печи чаще всего нижнее, так конструктивно сокращают величину болота. Канал в плавильном блоке чаще всего выполняется вертикальным, но существуют и наклонные конструкции предназначены для уменьшения общей высоты печи.

В комплект плавки индукционной печи входят:

1. теристорный преобразователь частоты (для печей с частотой выше промышленной);

2. силовой источник электропитания (трансформатор);

3. система водяного охлаждения элементов печи;

4. источник гидравлического питания механизмов (маслостанция).

Во избежание появления газовых раковин, необходимо производить рафинирование расплава. Рафинирование обеспечивается путем вода в ковш с жидким металлом хлора.

Учитывая, необходимость рафинирования расплава, для устранения газовых дефектов, и получение точного литья, не требуемое дальнейшей механической обработки, мы будем проводить литье в кокиль. Для избежания возникновения усадочных напряжений, из-за высокой скорости охлаждения, которые ведут к появлению трещин, следует проводить подогрев кокилей.

Поскольку отливка «сковорода» выплавляется объемом 1960000 кг в год, нам необходимо повысить производительность, поэтому необходимо применить в производстве кокильно-карусельные машины.

Кокильно-карусельные машины представляют собой роторный конвейер, разделяющий операции изготовления отливок в кокиле по отдельным позициям. На платформу кокильно-карусельной машины устанавливаются кокили. Количество позиций варьируется от 4 до 12. Движение платформы может быть дискретным, что требует значительной мощности электродвигателей для преодоления инерции. Дискретное движение целесообразно для небольших машин. Непрерывное движение платформы требует точности позиционирования внешних исполнительных механизмов относительно кокиля в любой момент времени, т.е. использования синхронизирующих электронных управляющих систем. Наиболее целесообразно использовать непрерывное движение платформы для кокильно-карусельных машин с большим числом позиций и большими кокилями. Однако для данного производства экономически выгодно использовать 4х-позиционные машины.

В центре платформы установлена распределительная колонна, обеспечивающая работу систем гидравлики, смазки, охлаждения. Обдув и покраска кокиля, заливка металла и извлечение отливки производятся устройствами, расположенными снаружи платформы.

3. Выбор режима работы цеха и расчет фондов времени

Режим работы цеха и отдельных производственных участков определяется очередностью выполнения операций технологического процесса. В литейном производстве применяется параллельный и последовательный режимы работы.

Параллельный режим работ - с разделением операций по производственным участкам, что позволяет выполнять их одновременно. При параллельном режиме работ наиболее эффективно используются оборудование и производственные помещения.

При параллельном режиме работы цеха количество рабочих смен в день определяется стоимостью используемого оборудования. Если оборудование дорогостоящее (индукционные и дуговые печи, автоматические формовочные линии), то режим работы следует выбирать трехсменный.

Последовательный режим работы цеха предусматривает последовательное выполнение операций над отливкой в одном помещении. Последовательный режим используется при изготовлении крупногабаритных отливок.

Из всего вышеперечисленного выбираем параллельный режим работы цеха. Количество смен, соответственно, три.

В соответствии с принятым режимом работы цеха рассчитываются фонды времени работы оборудования и рабочих мест без оборудования. В расчетах используется номинальный и действительный фонд времени.

Номинальный фонд времени Тн - полное время работы цеха (фонд времени рабочих мест):

Тн=(К-В-П)•С•Ч=(365-115)*3*8 =6000 ч.

где, К - количество дней в году (К=365 дн); В - количество выходных дней в году (В=104 дн); П - количество праздников в году (П=11 дн); С - количество рабочих смен в сутки (С=3 смены); Ч - длительность рабочей смены (Ч=8 часов).

Действительный фонд времени работы оборудования рассчитывается с учетом коэффициента потерь рабочего времени Кп по формуле:

Тд=Тн(1-Кп)=6000(1-0.12)=5280 ч.

Коэффициент потерь времени работы оборудования в основном обусловлен его простоями из-за поломок и, следовательно, зависит от интенсивности эксплуатации. Для индукционно-канальной печи, работающей в 3-х сменном режиме Кп = 0,12.

4. Расчет оборудования

В производстве «сковорода» из легкого сплава АК7ч литьем в кокиль используется следующее оборудование:

· Плавку производят в индукционно-канальной печи.

· Литье будем поводить на кокильно-карусельной машине.

· Выбивку летников будем производить при помощи пресс-ножниц. Ножницы будут иметь круглую форму, под диаметр дисков.

Выбор оборудования по плавильному отделению.

Для выбора модели печи рассчитаем необходимую нам мощность, для плавки металла с учетом брака:

Тд=5280 ч = 19008000 сек.

Р=Q/Tд кВт,

где: Q - количество теплоты, Тд - действительный фонд времени.

Q=cж*mж *(Tпл-Tо)+mr+cтв* mтв* (Тзал-Тпл).

Q= 920*2874*(660-20) + 2874*3,9*105 + 920*2874*(750-660) =3,05*1012 Дж.

Р=(3,05*1012)/19008000=160,5 кВт.

Выбираем индукционно- канальную печь ИАТ-1,0.

Емкость печи-1,0 т.

Мощность питающего трансформатора - 400 кВА.

Мощность печи - 321кВт.

Для расчета количество единиц оборудования непрерывного действия используется формула:

,

где q - производительность оборудования. Q - годовая потребность металла, т.

n=2874/(5280*0.6)=0,9.

Выбор кокильно-карусельных машин.

С учетом максимальных габаритных размеров отливки выбираем кокильно-карусельную машину: 4955.

Габариты машины - 6460х7400х3700

Ход основой питы - 200 мм.

Рассчитаем количество кокильно-карусельных машин:

n=QT/Tд,

где Q - серийность с учетом брака; Т - такт кокильно-карусельных машины; Тд - действительный фонд времени кокильно-карусельных машины.

Т= 30 сек = 1/120 ч.

Тд = 6000(1 - 0,06)=5640 ч.

n=3080000*1/5640*120 = 4 шт.

Выбор обрубного оборудования

Так как отливка тонкостенная выбираем пресс-ножницы с небольшим усилием - 160 кН.

Модель П16А, габаритные размеры которой 1860х1060х2400;

Мощность - 11 кВт.

Q=P*Тд,

Q= 11* 6000= 66000 м

5. Расчет баланса металла

В производстве отливок «сковорода» из сплава АК7ч шихта состоит из:

1. Чушковый сплав (АК12) - 30 %.

2. Лом - 70 %.

Табл. 1

В процессе производства, нам понадобится краска, для покраски кокилей.

Расход краски для кокилей - 0,0005 % от массы годного литья, что составит:

М*0,0005= 1960*0,0005=2 т.

Краска будет покупной, поэтому её состав рассчитывать не будем.

6. Расчет складов

Расчеты сведены в таблицу.

Табл. 2

qрасх =(Q*8000)/(Ц*0,2)

q рез = Q*14/365.

S= qобщ/H*с.

7. Расчет внутрицехового транспорта

В литейном цехе используются транспортные средства (ТС) непрерывного и дискретного действия.

При выборе типа ТС рассматривается возможность эксплуатации ТС дискретного действия. Рассчитывается количество ТС по формуле:

,

где Qi - масса (объем) грузопотока i-того груза в год; Тi - время стропки i-того груза, транспортировки его до пункта вы- грузки, расстропки, возврата ТС в исходное положение. Рассчитывается по формуле:

,

где Li - расстояние транспортировки i-того груза; v - скорость крана (30-60 м/мин); t - время погрузочно-разгрузочных работ (1-2 мин),Vi - масса (объем) загрузки ТС i-тым грузом (например, объем коробки с формовочной смесью, или емкость ковша с металлом).

Расчет грузовых потоков.

В цехе запланировано 2 участка: плавильный и обрубной. В плавильном участке находится мостовой кран грузоподъемностью 3т, на участке обрубки - кран-балка грузоподъемностью 2 т.

Рассчитаем грузовые потоки на этих участках и сведем результаты расчетов в табл. воспользовавшись формулой:

n = (Q*T)/(V*Tд).

Табл. 3

Как видно из таблицы для плавильного участка n = 0.367, для участка обрубки n = 0.346. Таким образом, нам хватит по одному кран-балке на каждом участке.

Заключение

Спроектированный цех обеспечивает изготовление кокильное литье с минимальной себестоимостью, за счет рационального выбора оборудования, за счет минимизации оборотных средств запаса, рационального подбора транспортных средств.

Сравнив, цех с аналогичным производством, а именно с Каменск-Уральским, Демидовским, можно сделать вывод что данное производство более выгодное за счет использования нового оборудования.

Цех расположить вблизи источника сырья в городе Краснотурьинске.

индукционный карусельный кокильный

Список литературы

1. Н.Р. Кельчевская, Л.А. Романова, А.Б. Финкельштейн «Организация и планирование литейного производства», 2002 г.

2. Технология литейного производства «Специальные способы литья», под редакцией В.А. Ефимова, Москва «машиностроение», 1991 г.

3. Е.С. Ямпольский «Проектирование машиностроительных заводов и цехов», 1974 г.

Размещено на Allbest.ru