Расчет производственных отделений цеха литья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Структура цеха литья по выплавляемым моделям

2. Производственная программа

3. Выбор режима работы цеха и фондов времени

4. Расчет производственных отделений цеха

4.1 Модельное отделение

4.2 Отделение изготовления оболочек форм

4.3 Прокалочно-заливочно-выбивное отделение

4.4 Термообрубное отделение

5. Расчет складов цеха

6. Вспомогательные отделения и участки цеха

7. Внутрицеховой транспорт

Заключение

Библиографический список



Введение

Специальные виды литья находят все большее промышленное применение, так как наряду с высокой производительностью обеспечивают повышение размерной и весовой точности отливок, что приводит к значительной экономии металла и к снижению трудоемкости механической обработки.

Положительной особенностью данных способов литья является также возможность высокой степени автоматизации и комплексной механизации производства, улучшение санитарно-гигиенических условий труда /1/.

Промышленное применение литья по выплавляемым моделям обеспечивает получение из любых литейных сплавов сложных по форме отливок массой от нескольких граммов до десятка килограммов со стенками, толщина которых в ряде случаев менее 1 мм, с шероховатостью от Rz = 20 мкм до Ra = 1,25 мкм (ГОСТ 2789 - 73) и повышенной точностью размеров (до 9 - 10-го квалитетов). Возможности этого метода позволяют максимально приблизить отливки к готовой детали, а в ряде случаев получить литую деталь, дополнительная обработка которой перед сборкой не требуется. Вследствие этого резко снижаются трудоемкость и стоимость изготовления изделий, уменьшается расход металла и инструмента, экономится энергетические ресурсы, сокращается потребность в рабочих высокой квалификации, в оборудовании, приспособлениях, производственных площадях /2/.



1. Структура цеха литья по выплавляемым моделям

Цехи литья по выплавляемым моделям различают по роду сплава, массе отливок, объему производства, серийности, степени механизации.

Проектируемый цех литья по выплавляемым моделям относится к цехам:

- по виду литейного сплава: стального литья;

- по массе отливок: среднего литья;

- по объему производства: со средним выпуском;

- по серийности производства: массового производства;

- по степени механизации: автоматизированный.

В состав цеха входят производственные отделения (участки), вспомогательные отделения (участки) и склады.

К производственным отделениям, где выполняется собственно технологический процесс изготовления отливок, относятся следующие:

- модельное;

- изготовления оболочек форм;

- прокалочно-заливочное;

- термообрубное, где очищают отливки от остатков оболочек, отделяют отливки от литноково-питающей системы, зачищают питатели, проводят термообработку и исправляют дефекты отливок.

К вспомогательным относят следующие отделения:

- подготовки формовочных материалов и шихты;

- ремонта пресс-форм и другой технологической оснастки;

- мастерские механика и энергетика;

- цеховая лаборатория.

К складам относят закрытые склады шихтовых, формовочных, горючих материалов, готовых отливок.

В цехе предусматривают также помещения для культурно-бытового обслуживания работающих: санитарно-бытового назначения, общественного питания, здравоохранения, культурного обслуживания, учебных занятий и общественных организаций, управлений /2/.



2. Производственная программа

При проектировании применяют три вида производственной программы и соответствующие им методы разработки проектов литейных цехов: точная, приведенная и условная программы.

Для проектируемого цеха литья по выплавляемым моделям подходит точная программа (таблица 1.), потому что она предусматривает разработку технологических данных для каждой отливки и применяется при проектировании цехов крупносерийного и массового производства с устойчивой и ограниченной номенклатурой литья (до 40 наименований).

Таблица 1. - Точная программа цеха литья по выплавляемым моделям на годовой выпуск 1000 тонн отливок из углеродистой стали.

Номер отливки	Наименование отливки	Марка сплава	Масса отливки, г.	Годовая программа, шт.	Масса отливок на годовую программу, т.
1	Крышка	30Л	200	3000000	600
2	Крышка	30Л	500	200000	100
3	Венец	45Л	40	3000000	120
4	Корпус	45Л	100	800000	80
5	Основание	45Л	400	250000	100



3. Выбор режима работы цеха и фондов времени

В настоящее время в литейных цехах применяются два режима работы: последовательный (ступенчатый) и параллельный.

При последовательном режиме работы основные технологические операции выполняются последовательно в различные периоды суток на одной и той же площади.

Для цеха литья по выплавляемым моделям целесообразно принять параллельный режим работы, так как проектируемый цех - массового производства.

При параллельном режиме работы цеха все технологические операции выполняются одновременно на различных производственных участках. Бывают односменные, двухсменные трехсменные параллельные режимы работы.

Для цеха по выплавляемым моделям наиболее эффективным является двухсменный режим с третьей подготовительной сменой, т.е. третья смена отводится для профилактики и ремонта оборудования /3/.

В соответствии с установленным режимом работы в литейных цехах устанавливается фонд времени работы оборудования. Действительный фонд времени равен номинальному (годовое время, в течении которого цех работает без потерь) за вычетом плановых потерь. Плановые потери для оборудования - это время на проведение капитальных, средних и планово-предупредительных ремонтов.

Действительный годовой фонд времени работы оборудования при рабочей неделе 40 часов, двухсменном режиме работы, в году восемь праздничных дней:

- для агрегатов приготовления модельного состава и суспензии, изготовления моделей и форм, выплавления моделей, формовки и выбивки отливок, обрубки и очистки 3975 ч.;

- для автоматического оборудования 3645 ч.;

- для индукционных печей повышенной частоты 3890 ч.;

- для печей прокаливания форм и термообработки отливок 3975 ч /2/.



4. Расчет производственных отделений цеха

4.1 Модельное отделение

В модельном отделении выполняются следующие технологические операции: приготовление модельного состава и подготовка его для запрессовки, запрессовка состава в пресс-формы, охлаждение моделей и извлечение их из пресс-форм, изготовление элементов литниковых систем и сборка моделей в блоки.

При изготовлении отливок по выплавляемым моделям трудоемкость получения моделей зависит от выбора состава и способа его приготовления. Поэтому принятый модельный состав должен иметь низкую температуру плавления, хорошую жидкотекучесть, достаточную твердость и прочность, быть безвредным, недефицитным /4/.

Для изготовления отливок в проектируемом цехе применим модельный состав первой группы ПЦПэв 67 - 25,5 - 7,5 (на основе парафина, церезина и полиэтиленового воска ПВ - 300):

- температура плавления 76,9єС;

- теплоустойчивость 43єС;

- температура состава в пастообразном состоянии 55 - 56єС;

- свободная линейная усадка 0,7-1,0 %;

- предел прочности при статическом изгибе при 18-20єС -6,3 МПа;

- кинематическая вязкость при 100єС- 8,13 мм;

- зольность 0,02 % по массе;

- коксуемость 0,04%.

Модельные составы первой группы применяются как при массовом выпуске мелких стальных отливок, так при серийном производстве сложных по конфигурации тонкостенных отливок из специальных сплавов.

При подготовке выплавляемых модельных составах используют до 90% возврата, собранного при удалении моделей из оболочек форм.

Для приготовления пастообразного модельного состава ПЦПэв 67 - 25,5 - 7,5 используем малогабаритное устройство с шестеренными смесителями мод. 651. В установке объединены плавильный агрегат, емкостной бак, пастоприготовительный агрегат, две насосные станции, обеспечивающие подачу нагревательной воды с температурой, соответствующей расплавленному и пастообразному состояниям модельного состава, а также шкафы управления. Установка универсальна, так как может работать в автоматической линии в комплекте с двумя карусельными автоматами мод. 653.

Установка мод. 651 имеет электрическое и пневматическое управление исполнительными механизмами и может работать как в автоматическом, так и в наладочном режиме. Температура пастообразного состава регулируется в пределах 40--60 °С. Содержание воздуха в составе также регулируется и может составлять до 20 % по объему. Наибольшая производительность установки при непрерывном режиме работы 0,063 м3/ч. Давление модельного состава при подаче в запрессовочные устройства (в пастопроводе) регулируется и может составлять до 1 МПа. Температура пара 100--110°С, давление 0,11-- 0,14 МПа, расход 25 кг/ч, расход сжатого воздуха при давлении 0,5 МПа не более 0,5 м3/ч, давление его 0,4--0,6 МПа, расход воды не более 1 м3/ч, общая установленная мощность 34,1 кВт, габаритные размеры установки (при расположении агрегатов в линию) 7600 2700 1850 мм.

Для расчета количества модельной массы на годовую программу воспользуемся ведомостью расхода металла на залитые формы.

Количество модельной массы Q на годовую программу:

, (1)

где М1 - годовая потребность в жидком металле, кг;

- плотность модельной массы, кг/м3;

₁ - плотность металла, кг/м3;

К - коэффициент использования возврата модельной массы, равный 0,8.

Таблица 2. - Ведомость расхода металла на залитые формы.

Номер отливки	1	1	2	3	4	5	Итого
Наименование отливки	2	Крыш- ка	Крыш- ка	Венец	Корпус	Основание
Масса отливки, кг.	3	0,2	0,5	0,04	0,1	0,4
Марка сплава	4	30Л	30Л	45Л	45Л	45Л
Годовая программа	шт. 103	5	3000	200	3000	800	250
	т.	6	600	100	120	80	100	1000
Брак по	%	7	3	-
вине литейного цеха	шт. 103	8	90	6	90	24	7,5	217,5
	т.	9	18	3	3,6	2,4	3	30
Отливается в год	шт. 103	10	3090	206	3090	824	257,5	7467,5
	т.	11	618	103	123,6	82,4	103	1030
Масса на одну отливку, кг.	Литников и прибылей	12	0,1	0,25	0,02	0,05	0,2	-
	Отливки с литниками и прибылями	13	0,3	0,75	0,06	0,15	0,6	-
Расход металла в год, т.	На литники и прибыли	14	309	51,5	61,8	41,2	51,5	515
	Всего	15	927	154,5	185,4	123,6	154,5	1545

Q==222,836·103 кг

Количество установок для приготовления модельной массы:

, (2)

где ВГ - годовое количество потребляемого жидкого металла, число съемов со стержневых машин, количество смесей и т.п. (с учетом брака, просыпи смесей и т.п.);

КН - коэффициент неравномерности потребления и производства;

КН = 1,0-1,2

ФД - годовой действительный фонд времени рассчитываемого оборудования;

N/расч - производительность оборудования (расчетная), принятая, исходя из прогрессивного опыта его эксплуатации /1/.

Рґ1==0,98

Количество установок для приготовления модельной массы, принимаемое к установке в цехе Р2=1 единица.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования:

, (3)

КЗО==0,98.

Необходимое количество модельных блоков и оборудования для их изготовления рассчитывают с учетом брака моделей и форм на следующих технологических переделах: при запрессовке, обмазке и вытопке моделей, прокалке и заливке форм (таблица 4)

В массовом и крупносерийном производствах стояк блока моделей собирается на металлический стержень для подвески на конвейер. Поэтому следует дополнительно учесть производство литниковых чаш и колпачков (таблица 5).



Таблица 4. - Ведомость годовой потребности в модельных звеньях и блоках

Наименование отливки	Номер отливки	Годовая программа с учетом брака,103 шт.	Количество моделей в звене, шт.	Количество звеньев в блоке, шт.	Количество моделей на блоке, шт.	Требуемое количество блоков,103 шт.
1	2	3	4	5	6	7
Крышка	1	3092,78	4	3	12	257,732
Крышка	2	206,18	4	3	12	17,182
Венец	3	3092,8	4	3	12	257,734
Корпус	4	824,74	4	3	12	68,728
Основа ние	5	257,73	4	3	12	21,478
Итого	-	7474,23	-	-	-	622,853

Потери блоков при обмазке	Потери блоков при вытопке	Потери блоков при прокалке и заливке форм	Количество блоков на годовую программу,103 шт.
%	103 шт.	%	103 шт.	%	103 шт.
8	9	10	11	12	13	14
7	18,041	8	20,618	5	12,886	309,277
	1,203		1,374		0,859	20,618
	18,041		20,618		12,886	309,275
	4,811		5,498		3,436	82,473
	1,503		1,718		1,074	25,773
Итого	43,599	-	49,826	-	31,141	747,416

Требуемое количество звеньев,103 шт.	Потери звеньев при запрессовке и сборке	Количество модельных звеньев на годовую программу,103 шт.
	%	103шт.
15	16	17	18
773,195	14	108,247	881,442
51,545		7,216	58,761
773,195		108,247	881,442
206,185		28,866	235,051
64,432		9,02	73,452
1868,552	-	261,596	2130,148

Таблица 5. - Ведомость годовой потребности в литниковых чашах и колпачках

Количество блоков на годовую программу, 103шт.	Потребность, 103 шт.	Количество моделей в звене, шт.	Потребность в звеньях, 103 шт.
	в чашах	в колпачках	чаш	колпачков	чаш	колпачков
1	2	3	4	5	6	7
309,277	309,277	309,277	4	4	77,319	77,319
20,618	20,618	20,618	4	4	5,154	5,154
309,275	309,275	309,275	4	4	77,319	77,319
82,473	82,473	82,473	4	4	20,618	20,618
25,773	25,773	25,773	4	4	6,443	6,443
Итого	747,416	747,416	-	-	186,853	186,853

Брак при запрессовке	Количество модельных звеньев на годовую программу, 103 шт.
чаш	колпачков
%	103 шт.	%	103 шт.	чаш	колпачков
8	9	10	11	12	13
14	10,825	14	10,825	88,144	88,144
	0,722		0,722	5,876	5,876
	10,825		10,825	88,144	88,144
	2,886		2,886	23,504	23,504
	0,902		0,902	7,345	7,345
-	26,16	-	26,16	213,013	213,013

Сумма данных графы 18 табл. 4 и граф 12, 13 табл. 5, определяющая требуемое число запрессовок в год, служит для расчета необходимого количества запрессовочных модельных автоматов.

Для изготовления модельных звеньев принимаем карусельный автомат мод. 653. Технические характеристики его следующие: производительность 190--360 звеньев в час, размеры поверхностей для крепления пресс-форм 250 х 250 мм, наименьшее расстояние между плитами для крепления пресс-форм 250 мм, темп работы стола 10 - 14 - 29 с, число устанавливаемых пресс-форм 10, ход подвижной плиты не менее 160 мм, расход воздуха не более 50 м3/ч, расход воды 3 - 4 м3/ч, давление сжатого воздуха не менее 0,5 МПа, усилие смыкания 10 кН, габаритные размеры 3700 х2900 х1400 мм.

Необходимое количество запрессовочных модельных автоматов рассчитывают по формуле (2):

Рґ1==2,829

Количество запрессовочных модельных автоматов, принимаемое к установке в цехе Р2=3 единицы.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО==0,94.

Готовые модели после извлечения их из пресс-форм и предварительного визуального контроля охлаждают в проточной воде или обдувкой воздухом.

Сборка моделей осуществляется механическим креплением. Это высокопроизводительный метод сборки моделей в блоки на металлический стояк-каркас с механическим зажимом. Стояк-каркас предназначен для сборки моделей звеньями, изготовленными в многоместных пресс-формах с частью модели стояка (втулкой) с замком на торцовой части, исключающим относительное перемещение звеньев, собранных в блок. К преимуществам звеньевой сборки на стояк-каркас по сравнению с припаиванием относятся в 10--20 раз большая производительность и обеспечение полной повторяемости конструкции блока, разработанной технологом. Исключается возможность смещения моделей, наблюдаемого при некачественной сборке припаиванием, искажения размера питателя в результате излишнего его оплавления, непрочного присоединения моделей, образования вследствие неполного припаивания зазора между питателем и соединяемым с ним элементом литниковой системы /2/.



4.2 Отделение изготовления оболочек форм

В отделении изготовления оболочек форм выполняются следующие операции: подготовка материалов покрытия, приготовление покрытия, нанесения его на модельные блоки, сушка покрытия, извлечение стояков и выплавление модельного состава.

Высокая чистота поверхности отливки получается вследствие нанесения на выплавляемую модель слоя покрытия из твердой составляющей - пылевидного кварца и жидкого связующего - гидролизованного раствора этилсиликата и жидкого стекла.

Подготовка твердого материала состоит в измельчении, промывке, прокаливании и просеве. Измельчение производится в шаровых мельницах, футерованных внутри плитами из кварца. Прокаливание осуществляют в печах барабанного типа, выдерживают при 250…300єС в течении 2…3 часов, затем охлаждают до комнатной температуры. Просев осуществляется с помощью сит.

Подготовка связующих растворов заключается в приготовлении гидролизованного раствора этилсиликата в гидролизаторах и жидкого стекла.

Этилсиликат (ЭТС) - прозрачная или слабоокрашенная жидкость с запахом эфира. Это продукт реакции этилового спирта с четыреххлористым кремнием при непрерывном их смешивании и охлаждении в реакторе. Реакция этерификации, или эфиризации, может быть схематически представлена следующим уравнением (если применяют обезвоженный спирт):

SiCl4 + 4С2Н5ОН = (C2H5O)4Si + 4HC1,

где (C2H5O)4Si - этиловый эфир ортокремниевой кислоты с температурой кипения 165,5 °С, называемый также тетраэтоксисиланом, или моноэфиром.

Приготовление связующего раствора получают гидролизом ЭТС, для чего вводят воду. Гидролиз - это процесс замещения содержащихся в ЭТС этоксильных групп (С2Н5О) гидроксильными (ОН), содержащимися в воде. Гидролиз сопровождается поликонденсацией.

Расчет гидролиза.

ЭТС-40,p =1050 кг/м3, в количестве 1л.; спирт этиловый,p= 803,3 кг/м3; кислота соляная, p=1190 кг/м3.

Гидролиз проводим на 16% SiO2 в гидролизате, отверждение в воздушно-аммиачной среде.

Рассчитываем количество растворителя Р, которое требуется для получения 16 % SiO2 в связующем по формуле:

м3 (4)

где m - содержание SiО2 в этилсиликате, %; Q - объем гидролизуемого этилсиликата, м3; - плотность этилсиликата, кг/м3; 1 - плотность разбавителя, кг/м3.

=1960,7 мл.

Рассчитываем общее количество воды, требуемое для гидролиза:

кг (5)

где А - содержание этоксильных групп, %; М1 - молекулярная масса воды, кг; М2 - молекулярная масса этоксильных групп, кг.

При условий отверждения связующего в среде аммиака принимаем соотношение количества молей воды и этоксильных групп К = 0,3. Так как содержание этоксильных групп в исходном этилсиликате не оговорено условием задания, принимаем его средним для данной марки ЭТС-40, т.е. А = 70 %. Молекулярная масса воды М1 = 18 г (0,018 кг), молекулярная масса этоксильных групп: литье цех производственный транспорт

М2 = 122+15+16 = 45 г, т.е. М2 = 0,045 кг.

Тогда Н = 0,3 = 0,0882кг=88,2 мл.

Определяем количество воды, вносимое растворителем - этиловым спиртом:

кг (6)

где А1 - содержание воды в спирте, % масс. А1 = 3,2 % масс.

Количество воды, вносимое растворителем:

Н1 = = 0,0504 кг.

Количество соляной кислоты для ускорения процесса гидролиза принимаем:

В = 0,01Q = 0,01110-3 = 0,0110-3 м3=10 мл.(7)

Количество воды, вносимое с катализатором - соляной кислотой:

кг (8)

Здесь В = (0,01…0,014)Q - количество соляной кислоты, взятое для гидролиза, м3; 2 - плотность соляной кислоты, кг/м3; А2 - содержание воды в соляной кислоте, % масс.

Н2 = =0,00747кг

При 2 = 1190 кг/м3, А2 = 62,78 % масс.

Количество воды, которое необходимо ввести непосредственно в этилсиликат при его гидролизе, составит:

кг. (9)

Н3 = 0,0882 - (0,0504 + 0,00747) = 0,03033кг=30,33 мл.

Количество компонентов гидролиза на один литр ЭТС-40:

Этилсиликат ГОСТ 26371-84 1000 мл;

Вода дистиллированная ГОСТ 6709-72 30,3 мл;

Спирт этиловый ГОСТ 17299-85 1960,7 мл;

Кислота соляная ГОСТ 3118-77 10 мл;

Всего 3001 мл.

Расход суспензии на 1000 т годных отливок при трех слоях этилсиликатового связующего - 309 т. Гидролизованный раствор ЭТС-40 в суспензии составляет 40%, т.е. 123,6 т.

Приготовка связующего раствора этилсиликата осуществляют в гидролизаторе конструкции НИИавтопром с производительностью 40 л/ч, емкостью бака 50л, скоростью вращения мешалки 2800 об/мин, габариты установки 7506001470мм.

Рассчитаем необходимое количество гидрализаторов по формуле (2):

Рґ1==0,86

Количество гидролизаторов, принимаемое к установке в цехе Р2=1 единица.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО==0,86.

Жидкое стекло (ЖС) относят к основным связующим, так как его водная вытяжка после прокаливания оболочки -- щелочная; получают растворением в горячей воде при повышенном давлении раздробленной силикат-глыбы. Последнюю изготовляют наиболее часто сплавлением кремнезема с содой:

SiO2 + nNa2CO3 = SiO2·nNa2O+nСО2.

ЖС может быть натриевым, калиевым или литиевым.

Жидкое стекло характеризуется химическим составом, модулем, удельным весом. Под модулем понимается отношение числа грамм-молекул кремнезема к числу грамм-молекул окиси натрия в продукте. Модуль должен быть 2,56 - 3.

М=1,032, (10)

где А - весовой состав % SiO2 в растворе;

D - весовой состав % Na2O в растворе.

Примем натриевое содовое жидкое стекло, в котором кремнезем составляет 32 %, окись натрия 12% и имеет удельный вес 1,5103кг/м3.

М=·1,032=2,752.

Приготовление огнеупорной суспензии.

Компоненты суспензии:

-связующее (гидролизованный раствор этилсиликата или жидкое стекло);

-огнеупорный наполнитель.

Наполнитель перед использованием выдерживают при 250…300єС в течении 2…3 часов, затем охлаждают до комнатной температуры.

В качестве огнеупорного наполнителя используется пылевидный кварц. Его свойства следующие:

-температура плавления 1710єС

-плотность 2650 кг/м3

-КЛТР 13,710-6 1/єС

Для приготовления суспензии на ЭТС связующем в бак механической мешалки влить гидролизат, включить мешалку и засыпать порциями наполнитель. Суспензию перемешать в течении 40…60 минут при скорости вращения крыльчатки мешалки 2800 об/мин. Затем суспензию выдержать в спокойном состоянии 20…30 минуты и замерить условную вязкость по вискозиметру ВЗ-4. Оптимальная вязкость полученной суспензии 60…75 сек. Активное и длительное перемешивание необходимо для дезагрегирования пылевидной составляющей и смачивания связующим пылевидной частицы. За 5 - 7 мин до окончания перемешивания вводят антииспаритель. Вследствие активного перемешивания понижается вязкость суспензий, поэтому необходимо вводить больше пылевидной составляющей. На пылевидных зернах образуются тонкие пленки связующего и достигается плотная укладка зерен в слоях, наносимых на модели /2/.

Для приготовления суспензии используют установку модели 661. Наибольшая производительность 0,06 м3/ч, время перемешивания 30…60 мин, частота вращения крыльчатки 2800 об/мин, мощность 3 кВт, габаритные размеры 7009402830 мм /5/.

Рассчитаем необходимое количество установок 661 для приготовления 309 т этилсиликатового связующего по формуле (2):

Рґ1== 1,43

Количество установок 661, принимаемое к установке в цехе Р2=2 единицы.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО==0,713

Расход суспензии на 1000 т годных отливок при двух слоях жидкостекольного связующего - 206 т. Приготовление суспензии на основе жидкостекольного связующего происходит аналогично приготовлению суспензии на ЭТС связующем.

Рассчитаем необходимое количество установок 661 по формуле (2):

Рґ1== 0,95

Количество установок 661, принимаемое к установке в цехе Р2=1 единица.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО==0,95

Далее блоки моделей смачивают в суспензии. При этом блок медленно погружают в суспензию, поворачивая его в различных направлениях. Смачивать суспензией модели можно только после полного завершения процессов их усадки. При нанесении первого слоя суспензия удаляет с поверхности моделей адсорбированный воздух и смачивает поверхность блока. Затем модельный блок присыпается песком в установках «кипящего слоя» Последний слой оболочки наносят без последующей обсыпки зернистым материалом /2/.

Для послойного нанесения суспензии на модельные блоки и обсыпки их в кипящем слое песка используют автомат 6А67. Производительность автомата 200 покрытий/ч, рабочий объем ванны для суспензии 160л, ванны «кипящего слоя» - 460л, площадь зеркала ванны обмазки 0,64м2, «кипящего слоя» - 1м2, расход сжатого воздуха 3,6 м3/ч, охлаждающей воды 5…8л/мин., габариты 382522901930 /5/.

Рассчитаем необходимое количество установок 6А67 по формуле (2):

Рґ1== 1,12

Количество установок 6А67, принимаемое к установке в цехе Р2=2 единицы.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО== 0,56

В установках сушки блоков 6А82 происходит послойное отверждение и сушка огнеупорного покрытия. Производительность сушила 200 блоков/ч, скорость цепи конвейера 2,13 м/мин,, число камер сушки 5 шт., мощность 12 кВт, габариты 660018703400мм. Установка сушки блоков 6А82 входит в линию с установкой 6А67 /5/.

Рассчитаем необходимое количество установок 6А82 по формуле (2):

Рґ1== 1,12

Количество установок 6А82, принимаемое к установке в цехе Р2=2 единицы.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО== 0,56

Торец литниковой воронки покрыт оболочкой при ее формировании, что препятствует удалению модельного состава, а применение металлического стояка - извлечению его из блока моделей. Торцовый слой оболочки на воронке отрезают вращающимся тонким абразивным отрезным кругом.

Воскообразные модели выплавляют в горячей воде в установке 672. Наибольшая производительность 200 блоков/ч, размер площадки для установки блоков 400850 мм, рабочая температура воды 95…98єС, рабочий объем ванны 14м3, мощность 21кВт, габариты 1753053501940мм /5/.

Рассчитаем необходимое количество установок 672 по формуле (2):

Рґ1== 1,12

Количество установок 672, принимаемое к установке в цехе Р2=2 единицы.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО== 0,56.

Освобожденные стояки промывают в специальных установках и возвращают к столам сборки.

4.3 Прокалочно-заливочно-выбивное отделение

В прокалочно-заливочно-выбивном отделении оболочки форм заформовывают в опорный наполнитель и прокаливают, плавят и заливают в формы металл, охлаждают и выбивают блоки отливок.

На дно опоки, представляющей собой коробку, насыпают небольшой слой наполнителя, чтобы верхний уровень торца литниковой воронки оболочки был примерно на уровне верха опоки; ставят оболочки, воронки закрывают крышками и насыпают наполнитель. В качестве сыпучего опорного наполнителя применим шамотную крошку (0,2…1 мм). Опоку ставят на вибростол с амплитудой колебаний 0,5--0,6 мм и частотой колебаний 50Гц. После уплотнения наполнителя снимают крышки и формы направляют для прокаливания в печь. Оболочки прокаливают 7--10 ч и заливают их горячими, при литье стали они имеют температуру 600--700 °С /2/.

Формуют оболочки в опоки на агрегате мод. 675, наибольшая производительность при двух блоках диаметром 250мм в одной опоке 90блок/ч, производительность элеватора 5,7 т/ч, объем верхнего бункера 0,4м3, нижнего - 0,3м3, 2 вибратора, габариты 1991561805346 мм.

Рассчитаем необходимое количество установок 675 по формуле (2):

Рґ1==2,3

Количество установок 675, принимаемое к установке в цехе Р2=3 единицы.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО==0,8.

Прокаленные формы, расположенные на роликовом конвейере, заливают металлом из разливочных ковшей.

Для выплавки стали 30Л и 45Л в проектируемом цехе примем индукционную тигельную печь повышенной частоты (2400Гц) с кислой футеровкой ИСТ-0,16/0,25-И3. Вместимость печи 0,16т, скорость плавки 35 мин.

Для расчета количества печей воспользуемся балансом металла.

Таблица 3. - Баланс металла.

Наименование сталей	Расход по маркам сплава	Всего
	30Л	45Л
	%	т	%	т	%	т
1.Годные отливки	61,49	700	61,49	300	61,49	1000
2.Литники и прибыли	31,61	360,5	31,67	154,5	31,67	515
3.Брак отливок	1,85	21	1,85	9	1,85	30
4.Технологические пробы и опытные отливки	0,5	5,69	0,5	2,44	0,5	8,13
5.Сливы и всплески	3	34,15	3	14,63	3	48,78
Итого жидкого металла	98,5	1121,35	98,5	480,58	98,5	1601,92
6.Угар и безвозвратные потери	1,5	17,08	1,5	7,32	1,5	24,39
Металлозавалка	100	1138,42	100	487,9	100	1626,32

Рассчитаем необходимое количество печей ИСТ-0,16/0,25-И3по формуле (2):

Рґ1== 3,14

Количество печей ИСТ-0,16/0,25-И3, принимаемое к установке в цехе Р2=4 единицы.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО== 0,79.

Необходимое количество разливочных ковшей определим по формуле:

, (11)

где QМЕ -- годовой объём жидкого металла, т;

ТЦ -- время цикла работы ковша, ч.;

КН -- коэффициент неравномерности производства;

QК-- вместимость ковша,т.

п ==1,15

Принимаем 2 ковша емкостью 50 кг.

Число ковшей постоянно находящихся в ремонте определим по формуле:

, (12)



где прк -- число ковшей, находящихся в ремонте;

пк -- общее число ковшей, находящихся постоянно в работе;

tр -- время ремонта одного ковша, ч;

пр -- число ремонтов в году;

кн -- коэффициент неравномерности производства;

Фр -- действительный фонд времени работы футеровщиков, ч.

пРК==0,33.

Итого, постоянно находится в ремонте один ковш.

Количество резервных ковшей, на случай их выхода из строя, две штуки.

Сушку ковшей и тиглей осуществляют на газовых стендах.

Таблица 6 Ведомость расхода шихтовых материалов

Наименование материалов	Расход материалов по маркам сплава
	30Л	45Л
	%	т	%	т
1. Металлическая шихта: а) чугун передельный П1 ГОСТ 805-95 б) лом стальной 2А ГОСТ 2787-86 в) возврат г) ферромарганец ФМн78А ГОСТ755-91 д) ферросилиций Фс75 ГОСТ 1415-93	1,84 60,27 36,96 0,54 0,39	20,98 686,15 421,34 6,13 4,4	4,41 57,69 37,02 0,52 0,36	21,52 281,47 180,62 2,51 1,76
Итого	100	1138,42	100	487,9
2. Окислители	5	56,92	5	24,39
3. Шлакообразующие	3	34,15	3	14,64
4. Раскислители и модификаторы	2	22,77	2	9,76

Процесс выплавки стали 30Л и 45Л.

1 заправка печи смесью на основе магнезитового порошка;

2 загружают лом, возврат после расплавления добавляют чугун;

3 после полного расплавления шихты загружается по 2…3% извести и железной руды для формирования шлака и удаления фосфора;

4 далее приступают к окислительному периоду для дальнейшей дефосфорации металла и достижения заданного состава стали. Для интенсификации окисления используют продувку кислородом. Расход кислорода составляет до 5 м3/т стали, при этом сокращается длительность окислительного периода на 15…25 мин, происходит удаление азота, легкоокисляемых примесей;

5 после окончания продувки делают выдержку 5…10 мин, в течении которой отбирают пробу на анализ и измеряют температуру расплава.

6 после скачивания шлака окислительного периода в металл вводят ферромарганец, обеспечивая содержание марганца на уровне нижнего предела - 0,45%;

7 затем вводят ферросилиции, обеспечивающий содержание кремния в металле на уровне 0,1…0,15%, добавляют алюминии 0,03…0,1%

8 если в металле осталось мало углерода, то проводят науглероживание дробленым коксом;

9 после раскисления в печь загружают шлакообразующие материалы в количестве 2…4% от массы металла и в соотношении 5:1:1 - смесь извести, плавикового шпата и шамотного боя. Образовавшийся шлак раскисляют введением на его поверхность молотого кокса, ферросилиция, силикокальция;

10 конечное раскисление стали проводят на выпуске, обеспечивая необходимое количество кремния и марганца, а также вводят алюминий /6/.



4.4 Термообрубное отделение

В термообрубном отделении очищают отливки от остатков оболочек, отделяют отливки от литниково-питающей системы, зачищают питатели, проводят термообработку и исправляют дефекты отливок.

Блоки отливок конвейером передают к вибрационным установкам мод 6А92, для отделения остатков оболочек от отливок. Установка 6А92 имеет производительность 45 блоков/ч, количество всасываемого воздуха 1200м3/ч, габаритные размеры 8359502500мм /5/.

Рассчитаем необходимое количество установок 6А92 по формуле (2):

Рґ1==4,6

Количество установок 6А92, принимаемое к установке в цехе Р2=5 единицы.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО==0,92.

Для отделения отливок от стояков установлен гидравлический пресс 6А93. Производительность пресса 100 блоков/ч, наибольшее усилие развиваемое верхним цилиндром 630кН, подпора - 50кН, скорость среза отливок 40мм/с, скорость выталкивания стояка 80мм/с, установленная мощность 30кВт, габариты 21501000 2900мм /5/.

Рассчитаем необходимое количество прессов по формуле (2):

Рґ1==2,1

Количество установок 6А93, принимаемое к установке в цехе Р2=3 единицы.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО==0,7.

Далее отливки очищают выщелачиванием в агрегате мод.695. Установка мод. 695 имеет производительность 200 кг/ч, частота вращения его барабана 0,4…0,29 об/мин, температура щелочи 125…130єС, воды для промывки - 60єС, время обработки в щелочи 100…140мин, промывки в воде - 20…35мин, установленная мощность 0,6кВт, габариты 520018002720мм /5/.

Рассчитаем необходимое количество установок мод. 695 по формуле (2):

Рґ1== 1,4

Количество агрегатов мод. 695, принимаемое к установке в цехе Р2=2 единцы.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО==0,7.

Для выполнения отделочных операции установлены кривошипные прессы, слесарные верстаки с бормашинами, для зачистки питателей применяют наждачный станок конструкции НИИТАвтопром с производительностью 2100 отливок/ч.

Рассчитаем необходимое количество станков конструкции НИИТАвтопром по формуле (2):

Рґ1== 0,96

Количество станков, принимаемое к установке в цехе Р2=1 единица.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО==0,96

Очищенные и промытые отливки идут на термообработку: нормализация (860…880єС) и отпуск (600…630єС). Нормализацию производят в газовых печах конструкции Гипротракторосельхозмаш производительностью 300 кг/ч.

Рассчитаем необходимое количество газовых печей по формуле (2):

Рґ1== 0,92

Количество газовых печей, принимаемое к установке в цехе Р2=1 единица.

Определим КЗО - коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):

КЗО==0,92.

5. Расчет складов цеха

На складах осуществляется приемка, складирование, подготовка шихтовых и формовочных материалов, огнеупорных изделий, флюсов и т.д.

Площади хранилищ нормативного запаса материалов на цеховых складах сводят в ведомость расчета площади складов (табл.7).

Таблица 7. Ведомость расчета площади складов

Наименование материала	Годовое количество, т	Насыпная масса, т/м3	Нормативный запас хранения, сут.	Количество материала на складе	Высота хранения, м	Площадь хранилища, м2
				т	м3		расчет.	округлен
1	2	3	4	5	6

Подобные документы

• Проект цеха получения отливок по выплавляемым моделям из специальных сплавов мощностью 2000 тонн в год

  Структура 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 06.04.2015
  

• Проект цеха литья по выплавляемым моделям производительностью 120 тонн в год

  Назначение и характеристика проектируемого цеха литья с блок-схемой технологического процесса. Производственная программа цеха. Основные режимы и фонды времени работы оборудования и рабочих. Разработка технологии получения отливки детали "Матрица".
  
  дипломная работа [2,3 M], добавлен 15.10.2016
  

• Проект цеха точного литья производительностью 500 тонн в год

  Производственная программа литейного цеха и режим его работы. Подбор и краткое описание необходимого оборудования. Технологический процесс изготовления отливок способом литья по выплавляемым моделям. Расчеты инвестиционных затрат и срока окупаемости цеха.
  
  дипломная работа [238,7 K], добавлен 05.01.2014
  

• Проектирование цеха сантехнического литья

  Разработка 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 05.01.2014
  

• Проектирование цеха сантехнического литья производительностью 250000 отливок в год

  Разработка 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 05.01.2014
  

• Проект цеха центробежного литья мощностью 10000 тонн/год

  Проектирование 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 14.12.2013
  

• Проектирование цеха ремонтного литья серого чугуна мощностью 17000 тонн в год

  Расчет плавильного отделения, технологический процесс выплавки чугуна в печи. Программа формовочного и стержневого отделений. Очистка отливок в галтовочном барабане периодического действия. Контроль процесса литья. Модифицирование серого чугуна.
  
  дипломная работа [5,3 M], добавлен 01.02.2012
  

• Расчет литейного цеха производительностью 12000 т металла в год

  Структура 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 30.06.2012
  

• Проектирование литейного цеха по производству отливки "Ванна"

  Разработка 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 05.01.2014
  

• Проект литейного цеха стального литья автозавода мощностью 30000 тонн

  Выбор и обоснование места строительства цеха, содержание его производственной программы. Проектирование основных и вспомагательных отделений, административно-бытовых и складских помещений, транспорта. Описание способа плавки металла и выбор оборудования.
  
  курсовая работа [74,6 K], добавлен 15.06.2009
  

• Изготовление лопатки диффузора методом литья по выплавляемым моделям

  Выбор метода литья по выплавляемым моделям для изготовления лопатки диффузора. Обоснование технологических процессов. Основные операции для изготовления заготовки. Припуски и допуски на заготовку, применение оборудования. Нормирование расхода материала.
  
  курсовая работа [478,4 K], добавлен 06.04.2015
  

• Формообразование деталей методами литья

  Общие сведения о процессе литья. Классификация способов литья. Физическая сущность процесса литья. Виды литья: в песчаные формы, в кокиль, в оболочковые формы, шликерное в гипсовой форме, центробежное, намораживанием, под низким давлением.
  
  реферат [2,5 M], добавлен 17.06.2004
  

• Модернизация участка кокильного литья и разработка технологии изготовления типовой отливки "Переходник" в условиях ОАО "Лидский литейно-механический завод" (г. Лида)

  Основные преимущества литья в кокиль. Обоснование и расчет производственной программы, оборудования и отделений. Разработка технологии изготовления типовой отливки цеха из сплава СЧ20. Оценка экономической эффективности технологического процесса.
  
  дипломная работа [3,0 M], добавлен 10.05.2019
  

• Специальные способы литья

  Исследование технологических возможностей и сущности кокильного литья. Характеристика основных методов устранения отбела в отливках. Обзор способов литья под регулируемым давлением. Назначение центробежного литья. Анализ конструкции створчатого кокиля.
  
  презентация [168,0 K], добавлен 18.10.2013
  

• Проект цеха высокопрочного чугунного литья на выпуск 23 000 тонн в год

  Процесс литья чугунных заготовок. Получение новых составов комплексных модификаторов, разработка установки для брикетирования пылевидных отходов дробления лигатур. Расчет капитальных вложений и срока окупаемости проекта, безопасность производства.
  
  дипломная работа [736,7 K], добавлен 12.01.2018
  

• Проектирование заливочного отделения изготовления центробежных валков

  Основные преимущества и недостатки центробежного литья. Расчет цеха центробежного литья мощностью 10000 т отливок в год. Выбор вместимости ковша и расчет их парка для изготовления оболочки валков. Выбор кокиля для изготовления центробежных валков.
  
  курсовая работа [1,7 M], добавлен 01.04.2014
  

• Проект цеха центробежного литья мощностью 10000 тонн/год

  Производственная 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 12.12.2013
  

• Технология литья. Литье

  Описание техники литья зубопротезных деталей по выплавляемым моделям из моделировочного воска в формах из огнеупорного материала по моделям. Борьба с усадкой сплавов и восковых композиций. Технология изготовления форм. Операции по обработке отливок.
  
  презентация [747,6 K], добавлен 16.04.2016
  

• Способ изготовления керамических оболочковых форм для литья по выплавляемым моделям

  Процесс изготовления керамических оболочек, выплавления моделей и литья в разъемные формы. Технология получения крупногабаритных деталей литьем по выплавляемым моделям и керамических оболочковых форм. Новая концепция мелкосерийного литейного производства.
  
  курсовая работа [999,5 K], добавлен 26.02.2013
  

• Специальные виды литья

  Общая характеристика видов литья. Знакомство с основными недостатками литья под давлением. Литье в оболочковой форме как передовой технологический способ литья, позволяющий изготовлять наиболее точные отливки с минимальной механической обработкой.
  
  презентация [489,3 K], добавлен 21.05.2014
  

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам