Проектирование новых и реконструкция действующих литейных цехов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Курсовой проект содержит 1 лист чертежа формата А1, пояснительную записку на 49 листах формата А4, включающую 8 литературных источников.

Целью курсового проекта является разработка проекта литейного цеха серого чугуна мощностью 13000 тысяч тонн.

В данном проекте необходимо определить, каким должен быть цех, чтобы соответствовать требованиям, предъявляемым к его работе заданной производственной программой. Количество и виды оборудования рассчитываются исходя из производственной мощности цеха, массы получаемых отливок, массы литниковой системы на одну отливку, размеров опок, процента брака отливок при производстве, количества отливок в форме, количества стержней на одну отливку, массы стержней, количества стержней, изготовляемых в одном стержневом ящике, процента брака и боя стержней. В зависимости от рассчитанного в ходе разработки проекта межосевого расстояния между выбранными плавильными агрегатами определяются остальные размеры плавильного отделения литейного цеха. Плавильное отделение показано на чертеже.



Введение

Настоящая работа выполнена в соответствии с рабочей программой по дисциплине «Проектирование новых и реконструкция действующих литейных цехов», утвержденной начальником методического управления Иванищевым Ю.Г. и согласованной с деканом «Факультета автоматизации и информационных технологий» Ворониным В.В.

Цель работы: приобретение навыков самостоятельной работы по проектированию литейных цехов.

Направление работы определяется выданным технических заданием. В рамках задания освещены следующие вопросы:

· Дана классификация заданного цеха на основе исходных данных;

· Определены основные параметры литейного цеха;

· Произведены расчеты для определения количества и вида оборудования различных отделений: плавильного, смесеприготовительного, формовочного, стержневого, термообрубного;

· Разработан чертеж планировки плавильного отделения;

· Сделан вывод по результатам проектирования;

· Определены основные направления в организации надзора по безопасности выполнения работ в литейном производстве.



1. Состав и основные параметры литейного цеха

Литейные цеха состоят из производственных и вспомогательных отделений, размещенных в различных пролетах и объединенных транспортными средствами таким образом, что маршруты грузопотоков исходных материалов, формовочной и стержневой смесей, форм, стержней, готовых отливок и отходов не пересекаются.

Выбор основных параметров литейного цеха и оптимизацию проектных решений следует проводить на основе квалификации:

1. По массе отливок, связанных с видом сплава и серийности производства;

2. От количества отливок по годовой программе;

3. По зависимости съема с общей площади цеха от степени сложности отливок;

4. По объему производства;

5. По оптимальному объему производства;

1.1 Классификация цеха

Заданный цех классифицируем:

1. По виду литейного сплава - цех серого чугуна.

2. По массе отливок - цех средних отливок.

3. По серийности - производство массовое.

4. По технологическому процессу - цех литья в разовые песчаные формы.

5. По степени механизации - среднемеханизированный.

6. По режиму работы - двухсменная с параллельным режимом.

7. По мощности - большой мощности.



1.2 Производственная программа

Производственная программа представляется номенклатурой изделий и отливок, их количеством и массой:

· Количество наименований отливок, выпускаемых в цехе - 1;

· Мощность цеха - 13000 т/год;

· Масса одной отливки - 8,1 кг;

· Количество отливок на одно изделие - 1604938 шт.;

· Режим работы - двухсменный параллельный.

где - мощность цеха, т/год;

- масса отливки, т.

1.3 Фонд времени работы оборудования

Определим фонд времени работы оборудования согласно /[4] табл.6 стр.8/.

Действительный годовой фонд времени литейного цеха Ф_д= 3975 ч.

Для вагранки Ф_д = 3890 ч.

Для печей термических Ф_д = 3975 ч.

Для печей сушильных Ф_д = 3975 ч.

Для автоматизированных формовочных и стержневых линий Ф_д = 3645 ч.

2. Расчет оборудования смесеприготовительного отделения

В состав смесеприготовительного отделения входят участки подготовки компонентов смесей (песков, глин, отработанной смеси, связующих, противопригарных покрытий и других добавок), приготовление формовочных и стержневых смесей, лаборатория для контроля качества смеси.

Расчет оборудования для смесеприготовительных отделений производится на основе ведомости формовочных и стержневых смесей для обеспечения годового производства отливок.

2.1 Формовочная смесь

Рассчитаем потребное годовое количество формовочной смеси, определив предварительно расход смеси на одну опоку.

Размер опок в свету следовательно, рассчитаем количество смеси на одну форму, т

,

где - объём формы, ;

- удельный вес уплотняемой формовочной смеси, т/;

По /[4], стр.15/ удельный вес формовочной смеси, т/

Тогда расход формовочной смеси на одну форму без учета объёма занимаемого металла:

= 0,8 0,6 (0,2 + 0,2) 1,65 = 0,317 т

Определим объём занимаемый металлом в форме ,

,

где - масса отливки, т;

- масса литников и прибылей на одну отливку, т;

- удельный вес металла, т/ (7,8 т/).

Определив объем занимаемый металлом можем рассчитать расход формовочной смеси на одну форму с учетом объема занимаемого металла

С учетом просыпи и потерь при транспортировке и т.д., увеличим расход на 15%.

Для заполнения ведомости потребности определим:

1) Количество отливок на годовую программу с учетом брака шт.

2) Определяя количество форм исходим из того, что в форме 4 отливки. Количество форм на годовую программу , шт.

3)Расход формовочной смеси на годовую программу ,т

Полученные данные сводим в таблицу 4.

Таблица 4

Ведомость расхода потребности формовочной смеси

Количество отливок на годовую программу с учетом брака, шт	Количество отливок в форме, шт	Количество форм на годовую программу, шт	Расход формовочной смеси
			На одну форму, т	На годовую программу, т
1701235	4	425309	0,355	150985

Определив расход формовочной смеси на одну форму по справочнику /[1], стр. 141 табл. 26/установим состав единой смеси



Таблица 5

Примерный рецепт сырых глинистых формовочных смесей

Назначение смеси	Количество составляющих в смеси, % по массе
	оборотная смесь	кварцевый песок	глина	прочие добавки
Единая	85…90	10…15	около 3,0	1,0 сульфидная барда 0,5 уголь

Для расчета смесителей формовочной смеси рассчитаем предварительно часовую потребность в ней , т/ч

где - годовая потребность в формовочной смеси;

- действительный фонд рабочего времени формовочного отделения, ч.

По /[1], стр. 153, табл. 34/ принимаем смеситель модели 114 для приготовления единой смеси для формовки по - сырому. Со следующими характеристиками:

Таблица 6

Смеситель модели 114

Модель	Замес	Время замеса, час	Производительность, т/ч	Характеристика
	объем,	масса, т
114	0,45	0,56	3,5…4,5	15	Периодического действия с вертикальными катками

Определим количество смесителей исходя из их производительности шт.

где - потребное годовое количество формовочной смеси, т;

- коэффициент неравномерности производства, =1,2;

- производительность смесителя, т/ч;

- действительный фонд рабочего времени формовочного отделения, ч. Тогда потребное число смесителей:

Принимаем 4 смесителя модели 114.

Определим коэффициент загрузки оборудования ,%

Загрузка оборудования близка к оптимальной.



2.2 Расчет расхода стержневой смеси на форму

Рассчитаем количество стержневой смеси на форму ,т

,

где число отливок в форме, шт.;

количество стержней на отливку, шт.;

масса стержней, т.

т

2.3 Расчет расхода стержневой смеси на годовую программу с учетом брака

Рассчитаем количество стержневой смеси на годовую программу с учетом брака , т

,

где количество форм на годовую программу, шт.;

брак и бой стержней, %.= 6%.

т



Таблица 7

Ведомость расхода потребности в стержневой смеси

Количество стержней на программу с учетом брака, шт.	Расход стержневой смеси, т.
	На одну форму	На годовую программу
1803310	0,0008	361

Определим состав стержневой смеси согласно /[1], стр. 143, табл. 29/ и представим в виде таблицы.

Таблица 8

Примерный рецепт стержневой упрочняемой сушкой смеси средней прочности

Назначение смеси	Количество ингредиентов, % по массе
	кварцевый песок	глина	связующие
Быстровысыхающая для мелких стержней	92…94	3	2,5…3,5 связующих 2 сульфидной барды

2.4 Расчет часовой потребности стержневой смеси

Рассчитаем часовую потребность в стержневой смеси , т/ч

По /[8], стр.128, табл.13/ принимаем смеситель модели 15111. Смеситель литейный чашечный периодического действия. Производительность смесителя - 0,25 т/ч.



2.5 Расчет количества смесителей

Исходя из производительности принятого смесителя модели 15111 определим количество смесителей стержневой смеси , шт.

где - коэффициент неравномерности производства; =1,2;

- производительность смесителя, т/ч;

Тогда потребное число смесителей для стержневой смеси

Примем 1 смеситель литейный чашечные модели 15111.

Рассчитаем коэффициент загрузки ,%

Загрузка данного оборудования ниже оптимального значения.

Полученные данные по смесеприготовительному отделению сведем в таблицу.



Таблица 9

Сводная таблица потребности смеси по смесеприготовительному отделению

Вид смеси	Расход смеси, т	Смеситель
	на годовую программу, т	в час, т	модель	производительность, т/ч	расчетное количество, шт
Формовочная	150985	38	114	15	4
Стержневая	361	0,09	15111	0,25	1



3. Расчет оборудования формовочного отделения

В формовочном отделении выполняются операции формовки, сборки, охлаждения и выбивки отливок, трудоёмкость которых доходит до 60% от общей трудоёмкости изготовления отливок. Технико-экономические показатели работы, организация её во многом зависит от способа изготовления форм. Основными факторами, обеспечивающими метод формовки, является характер производства, масса, габариты и класс точности отливок, род металла, мощность проектируемого цеха.

Поскольку производство массовое, принимаем решение использовать автоматическую формовочную машину, модель и оснащение которой, уточним после расчёта часовой потребности цеха в литейных формах.

Зная количество форм на годовую программу и действительный годовой фонд работы формовочной линии (Ф_д=3645 ч), рассчитаем часовую потребность в формах.

3.1 Расчёт часовой потребности в формах

Часовая потребность в формах П_ч._ф.,форм/ч

По /[8], стр.5, табл.3/ принимаем из имеющихся в типаже ближайшую по производительности линию формовочную для массового крупносерийного производства модели 5850 с производительностью 150 форм/ч.

Принимаем решение оснастить линию формовочными автоматами для обеспечения программы выпуска отливок.

3.2 Расчет количества формовочных машин

Рассчитаем количество формовочных машин, необходимых для оснащения конвейера n_ф.м., шт.

где n_ф - количество форм, необходимых на годовую программу (с учетом брака), шт.;

q_ф.м. - производительность автомата, форм/ч;

t - годовое время, необходимое для смены модельной оснастки, ч.

В условиях массового производства время, затрачиваемое на смену модельной оснастки, пренебрежительно мало, и в формулу его учитывать не будем.

Сначала выберем формовочный автомат модели 255МЗ с производительностью 60 форм/ч, тогда:

Примем три пары формовочных автоматов т.к. один автомат из каждой пары будет изготавливать нижнюю полуформу, а другой верхнюю полуформу.

Рассчитаем коэффициент загрузки формовочных машин К_з, %

Где q_ф.м. - производительность формовочного автомата, форм/ ч.

Расчетный коэффициент загрузки оптимален, следовательно, остановимся на принятой модели формовочных автоматов.

3.3 Расчет скорости движения конвейера

литейный цех оборудование машина

Далее скорректируем скорость движения конвейера V_к, м/мин

где П_ф.ч.- количество форм изготавливаемых за один час;

a - шаг платформ конвейера, м, /[3], стр. 227, табл. 7./; a=1,260;

z - число форм на платформе; z=1;

Габариты платформ позволяют установить только одну форму.

n - коэффициент заполнения тележки; n = 0,6.

Поставив значения в формулу получим:

Расчетная скорость движения конвейера входит в рекомендуемый ряд скоростей линий (2…7,5 м/мин).



3.4 Расчет длины охлаждающей зоны конвейера

Длина охлаждаемой зоны конвейера L_охл, м

где - продолжительность охлаждения формы перед выпуском, ч;

принимаем = 0,4 /[3], стр. 54/;

К_з - коэффициент загрузки линии, принимаем 0,6.

Полученные расчетные данные по формовочному отделению сведем в таблицу.

Таблица 10

Расчетная ведомость формовочного отделения

Тип машины	Размер опок в свету, мм	Количество форм, шт	Производительность формовочного агрегата, форм/ч	Количество машин	Кз, %
		в год	в час		расчетное	принятое
255М		425309	117	60	1,94	3	65



4. Расчет и проектирование стержневого отделения

На площадках стержневого отделения так же располагается каркасный участок, склады для суточного хранения стержневых ящиков и сухих стержней, сушила для сушки стержней.

Для расчета потребного числа оборудования определим предварительно потребное число съемов в час со стержневых машин.

4.1 Часовая потребность в съемах стержневых ящиков

Рассчитаем часовую потребность в съемах стержневых ящиков со стержневых машин П_Ч.С., съемов/ч

где - количество стержней на программу с учетом брака, шт.;

Размещено на Allbest.ru

...