Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД
«ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ІНДУСТРІАЛЬНИЙ КОЛЕДЖ»
Методичні рекомендації до виконання дипломного (загальна частина) і курсового проекту з предмету
«Обладнання ливарних цехів»
для студентів спеціальності 5.05040201
«Ливарне виробництво чорних і кольорових металів і сплавів»
на тему: «Проект стрижневого відділення»
Розробила: Моргуль В. А.
Розглянуто та схвалено на
засіданні предметної комісії
металургійних дисциплін
Протокол № від
Голова комісії А.Л.Кудрявцев
2010
Зміст пояснювальної записки
Пояснювальна записка до курсового проекту виконується на аркушах лінованого письмового паперу форматом 297 x 210 мм чорнилом, чітким розбірливим почерком. Матеріал повинен викладатися технічно та граматично вірно, без будь-яких скорочень слів, крім загальноприйнятих в технічній літературі. Всі розділи записки повинні мати пронумеровані заголовки, а таблиці, рисунки та написи до них виконуються згідно загальноприйнятим правилам. Пояснювальна записка ушивається в обкладинку із ватману. Орієнтовний обсяг – 25 – 30 сторінок.
Пояснювальна записка - це документ, в якому обґрунтовуються прийняті рішення, що належать до технології виготовлення конкретного виливка, і містить в собі всі необхідні розрахунки, таблиці, графіки.
При виконанні курсового проекту необхідно користуватись діючими стандартами.
До записки повинні входити такі розділи:
Зміст
Вступ
1 Призначення відділення
2 Розрахунок виробничої програми цеху і відділення
3 Вибір режиму роботи і розрахунок фондів часу роботи відділення
4 Вибір і обґрунтування технологічного процесу
5 Вибір і розрахунок необхідної кількості технологічного обладнання
6 Організація транспортних і вантажо-розвантажувальних робіт
7 Вибір розміру прольотів і розробка схеми планування відділення
8 Охорона праці, навколишнього середовища та організація пожежної безпеки
Література
Завдання на курсове проектування
Зміст
В змісті наводяться всі розділи пояснювальної записки та номери сторінок. Включає в себе всі заголовки.
Вступ
У вступі необхідно викласти народногосподарське призначення ливарного виробництва, задачі і перспективи розвитку; дати обґрунтування актуальності рорзробляємої теми і сформулювати основні задачі при проектуванні відділення.
1 Призначення відділення
У стрижневих відділеннях виконують такі технологічні операції: виготовлення стрижнів; висушування або твердіння стрижнів; фарбування стрижнів; виготовлення каркасів, гнотів тощо для виготовлення стрижнів.
Стадії проектування стрижневого відділення:
– розрахунок завантаження відділення;
– розподіл стрижнів на технологічні потоки;
– вибір технологічних процесів та устаткування;
– розрахунок кількості устаткування;
– компонування відділення.
2 Розрахунок виробничої програми цеху і відділення
Для розробки виробничої програми необхідно визначити тип цеху, до якого відноситься проектоване відділення.
По існуючій класифікації ливарні цехи розрізняють по роду сплаву, масі, серійності і галузевому призначенню виливків, технологічному процесу й обсягу виробництва.
По роду сплавів ливарні цехи поділяють на чавуноливарні, сталеливарні і цвітно-ливарного.
В залежності від маси виготовлених виливків цехи поділяють на ливарні цехи дрібного, середнього, великого, важкого й особливо важкого лиття (таблиця 1).
Таблиця 1 - Класифікація ливарних цехів по масі виливків
|
Лиття |
Максимальна маса виливка (кг) |
|||
|
Чорних сплавів при виробництві |
Кольорових сплавів при виробництві |
|||
|
Масовому і крупносерійному |
Серійному, дрібносерійному і одиничному |
Під тиском |
У кокілі |
|
|
Дрібні |
10 |
100 |
0,2 |
1 |
|
Середні |
50 |
1000 |
1 |
6 |
|
Великі |
500 |
5000 |
6 |
25 |
|
Важкі |
500 |
20000 |
6 |
25 |
|
Особливо важкі |
- |
20000 |
- |
- |
По серійності розрізняють наступні типи виробництва: масовий, крупносерійного, серійний, дрібносерійний і одиничний (таблиця 2). У таблиці зазначена зразкова річна кількість виливків деталей одного найменування стосовно до вагових груп виливків.
Галузева приналежність ливарних цехів майже збігається з класифікацією по серійності виробництва. Додаються визначені особливі вимоги до виливків у залежності від їхньої конструкції, масивності і призначення, що може впливати ва вибір технологічного процесу.
Таблиця 2 - Класифікація ливарних цехів чорних сплавів по серійності виробництва
|
Групи виливків по масі, кг |
Річна кількість виливків одного найменування (шт) при характері виробництва |
||||
|
Одиничний, менш |
Дрібносерійний |
Серійний |
Крупносерійний |
Масовий, більш |
|
|
8 |
500 |
501-6000 |
6001-30000 |
30001-200000 |
200001 |
|
8 - 20 |
300 |
301-3000 |
3001-15000 |
15001-100000 |
100001 |
|
20 - 50 |
200 |
201-2500 |
2501-200000 |
10001-60000 |
60001 |
|
50 - 100 |
150 |
151-2000 |
2001-8700 |
8701-53000 |
53001 |
|
100 - 250 |
95 |
96-1400 |
14001-7000 |
7001-37500 |
37501 |
|
250 - 500 |
75 |
76-1000 |
1001-4500 |
4501-25000 |
25001 |
|
500 - 1000 |
50 |
51-600 |
601-3000 |
3001-20000 |
20001 |
|
1000 - 2000 |
40 |
41-400 |
401-2000 |
200143500 |
43501 |
|
2000 - 5000 |
20 |
21-150 |
151-550 |
551-4500 |
4501 |
|
5000 - 10000 |
10 |
11-50 |
51-100 |
101-1000 |
1001 |
|
10000-20000 |
7 |
8-25 |
26-50 |
Більш 51 |
- |
|
Більш 20000 |
5 |
6-12 |
13-27 |
- |
- |
По технологічному процесу виробництва виливків ливарні цехи поділяють на двох груп: цехи лиття в об'ємні піщані форми і цехи спеціальних способів лиття.
В залежності від класифікаційних ознак цеху проектування відділення може виконуватися по точній, по приведеній чи умовній програмі.
Проектування по точній програмі виконують для цехів масового і крупносерійного виробництва. Характерним для таких цехів є стійка номенклатура, що включає невелику кількість найменувань деталей. Число груп по-масі виливків звичайно складає 3 – 5. При проектуванні по точній програмі виробляється докладна розробка технологічного процесу виготовлення кожної деталі. Точну (по детальну) програму складають за формою таблиці 3. Випуск виливків на запасні частини і заповнення шлюбу виливків (%) механічних цехів приймають за даними цеху-аналога по кожному найменуванню виливків окремо.
Проектування по приведеній програмі виконують для цехів і їхніх відділень серійного і дрібносерійного виробництва, коли не вся номенклатура виливків (деталей) забезпечена необхідною технічною документацією. Розробку приведеної програми роблять не до усіх виробів і деталей, а по частині їх, називаємим виробами-представниками і деталями-представниками.
При розробці приведеної програми всю номенклатуру виливків розробляють по групах виливків по масі. Для кожної групи визначають виливок (деталь) - представник, що повинний відповідати наступним вимогам:
- маса одного виливка повинна бути близької до середнього по всій групі;
- кількість виливків у формі повинне відповідати середнім по групі;
- кількість і обсяг стрижнів на одну тону виливків повинно відповідати середнім показникам по групі;
- витрата формувальних сумішей на одну тонну виливків повинно бути в межах середньої витрати по групі;
- деталь повинна бути забезпечена необхідною технічною документацією.
Для розробки приведеної програми складають виробничу програму проектованого цеху за формою таблиці 4.
Проектування по умовній програмі виконують для цехів дрібносерійного й одиничного виробництва. Для таких цехів номенклатура виливків дуже велика, частина номенклатура звичайно невідома, а інша частина конструктивно не розроблена. У цьому випадку приймають умовну програму з урахуванням призначення виливків і розподілу їхній по масі, по групах, видам і маркам сплавів по
Таблиця 3 - Подетальна відомість виливків
|
Найменування деталі |
Номер креслення |
Кількість виливків на один виріб |
Річна кількість виливків, тис.шт. |
Маса одного виливка |
Річна маса виливків, т |
Маса ливника та додатків |
Річна маса рідкого металу |
Марка сплаву |
||||||
|
На основну продукцію |
Придатних виливків |
На покриття браку |
Усього з урахуванням браку |
Придатного лиття |
На покриття браку |
Усього з урахуванням браку |
на один виливок, кг |
усього на рік, т |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
Усього: |
– |
– |
+ |
+ |
+ |
+ |
– |
+ |
+ |
+ |
– |
+ |
+ |
– |
Таблиця 4 – Приведена програма виробництва виливків
|
Група виливків по масі, кг |
Найменування виливків |
Маса виливків кг |
Річний випуск |
Коефіцієнт приведення |
Річний випуск виливків по приведеній програмі |
|||||||||
|
На основну програму |
На покриття браку |
Всього |
Марка сплаву |
|||||||||||
|
% |
шт |
т |
шт |
т |
% |
шт |
т |
шт |
т |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
|
|
До 10 |
||||||||||||||
|
Всього |
||||||||||||||
|
10-20 |
||||||||||||||
|
Всього |
||||||||||||||
|
Всього |
||||||||||||||
|
Разом |
- |
- |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
аналогії з даними подібних діючих підприємств за середніми показниками цехів галузі. На основі аналізу визначають:
- випуск лиття по групах виливків по масі у % від загального випуску виливків;
- середню масу одного виливка для кожної групи виливків і металоємність однієї форми;
- розподіл випуску виливків по марках сплавів по кожній групі виливків по масі і по цеху в цілому;- розподіл лиття по способах формування з вказівкою випуску лиття у % від загального виробництва виливків;
- способи і ступінь механізації операцій у формувальному, стрижневому, термообрубному відділеннях;
- питомі витрати формувальних і кількість стрижнів на одну тонну придатного лиття.
Умовну програму складають по формулі таблиця 5.
Таблиця 5 – Умовна програма цеха
|
Група виливків по масі, кг |
Річний випуск |
Середня маса виливка |
Річний випуск виливків |
Марка сплаву |
|||||||||||
|
На програму, шт |
На покриття браку |
Всього |
|||||||||||||
|
СЧ... |
СЧ... |
||||||||||||||
|
% |
т |
||||||||||||||
|
% |
шт |
т |
шт |
т |
% |
шт |
т |
% |
шт |
т |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
|
До 10 |
|||||||||||||||
|
10-20 |
|||||||||||||||
|
20-100 |
|||||||||||||||
|
100-150 |
|||||||||||||||
|
150-500 |
|||||||||||||||
|
500-1000 |
|||||||||||||||
|
1000-2000 |
|||||||||||||||
|
2000-5000 |
|||||||||||||||
|
5000-10000 |
|||||||||||||||
|
10000-20000 |
|||||||||||||||
|
Більш 20000 |
|||||||||||||||
|
Всього |
+ |
+ |
- |
+ |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
Завантаження стрижневого відділення подають за зразком таблиці 6. Розрахунок завантаження відділення, розподіл стрижнів на технологічні потоки та вибір технологічних процесів їх виготовлення слід робити паралельно, бо ці стадії проектування взаємозв'язані.
Таблицю 6 доцільно заповнювати за технологічними потоками виготовлення стрижнів (при цьому один виливок може бути записаний кілька разів).
Схема заповнення таблиці 6:
– графи "1", "2", "3", "4", "8", "10", "12", "13" заповнюють на підставі попередніх технологічних розробок;
"5" = nв "4";
"6" = "5" 0,01 % Бс ;
"7" = "5" + "6" ;
"9" = "7" "8" ;
"11" = "7" : "10" ;
"14" = "7" : "13" ;
"15" = "12" "14" ;
де nв – річна кількість виливків даного найменування;
% Бс – прийнятий відсоток браку стрижнів.
% Бс беруть у межах 5 – 15 %.
Графи "12" – "15" включаються у таблицю тільки у випадку використання теплового висушування стрижнів у сушилі.
При відсутності документації на частину або всю номенклатуру виливків об'єм виробництва стрижневих відділень беруть по нормативам розрахованого числа стрижнів на 1 т придатних виливків (таблиця 7).
Таблиця 6 – Відомість завантаження стрижневого відділення
|
Найменування деталі |
Номер креслення |
Номер стрижня |
Кількість стрижнів |
Маса |
Кількість стрижнів у ящику, шт |
Річна кількість знімань, тис.шт |
Площа однієї сушильної плити, м2 |
Кількість стрижнів на плиті, шт |
Річна кількість плит, тис.шт |
Річна площа плит, тис м2 |
||||
|
На один виливок, шт |
На річний випуск виливків, тис.шт |
На покриття браку стрижнів, тис.шт |
Річна кількість стрижнів, тис.шт |
Одного стрижня, кг |
Річного випуску, т |
|||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
Технологічний потік № 1 |
||||||||||||||
|
Колесо ............ |
||||||||||||||
|
Усього на потоці №1 |
– |
+ |
+ |
+ |
– |
+ |
– |
+ |
– |
– |
+ |
+ |
||
|
Технологічний потік № 2 |
||||||||||||||
|
Колесо ............. |
||||||||||||||
|
Усього на потоці №2 |
– |
+ |
+ |
+ |
– |
+ |
– |
+ |
– |
– |
+ |
+ |
||
|
Разом |
– |
+ |
+ |
+ |
– |
+ |
– |
+ |
– |
– |
+ |
+ |
Таблиця 7 – Норми розрахованого числа стрижнів на 1 т придатних чавунних і сталевих виливків
|
Групи стрижнів по масі, кг (дм3) |
Норма шт (дм3 суміші) для груп виливків по масі, кг |
|||||||||
|
Межа |
Середня величина |
0 – 20 |
20 – 100 |
100 – 500 |
500 – 1000 |
1000 – 2000 |
2000 – 5000 |
5000 – 10000 |
10000 – 20000 |
Більше 20000 |
|
1,0 (0,6) |
0,5 (0,3) |
46,0 (14,0) |
16,5 (5,0) |
5,0 (1,5) |
4,3 (1,3) |
1,7 (0,5) |
1,7 (0,5) |
1,7 (0,5) |
1,3 (0,4) |
1,3 (0,4) |
|
1,0-2,5 (0,6-1,5) |
1,75 (1,05) |
21,0 (21,1) |
5,9 (6,1) |
4,5 (4,7) |
3,5 (3,7) |
1,4 (1,5) |
0,6 (0,6) |
0,6 (0,6) |
0,6 (0,6) |
0,2 (0,2) |
|
2,5-6,0 (1,5-3,5) |
4,25 (2,5) |
14,4 (37,0) |
13,5 (31,0) |
3,7 (9,5) |
2,0 (5,1) |
1,8 (4,6) |
1,2 (3,0) |
0,6 (1,5) |
0,1 (0,3) |
0,1 (0,3) |
|
6,0-10,0 (3,5-6,0) |
8,0 (4,75) |
1,8 (10,5) |
5,2 (25,0) |
4,3 (20,0) |
3,3 (16,0) |
1,1 (5,3) |
1,0 (4,8) |
0,8 (3,8) |
0,2 (1,0) |
0,2 (1,0) |
|
10,0-16,7 (6-10) |
13,35 (8,0) |
0,5 (4,8) |
2,5 (19,4) |
2,7 (21,6) |
1,9 (15,2) |
1,8 (14,4) |
0,4 (3,2) |
0,2 (1,6) |
0,2 (1,6) |
0,2 (1,6) |
|
16,7-25,0 (10-15) |
20,85 (12,5) |
0,5 (7,5) |
1,3 (16,5) |
1,5 (18,8) |
2,2 (27,5) |
3,5 (44,0) |
1,6 (20,0) |
1,5 (18,8) |
0,5 (6,3) |
0,5 (6,3) |
|
25-40 (15-24) |
32,5 (19,5) |
0,4 (8,8) |
2,8 (54,0) |
2,7 (52,6) |
1,4 (27,3) |
1,2 (23,4) |
1,1 (21,4) |
0,7 (13,7) |
0,6 (11,6) |
0,6 (11,6) |
|
40-60 (24-36) |
50,0 (30,0) |
- - |
0,6 (18,0) |
2,1 (62,0) |
1,8 (54,0) |
1,0 (31,0) |
0,7 (21,0) |
1,7 (51,0) |
1,2 (36,6) |
1,2 (36,6) |
|
60-100 (36-60) |
80,0 (48,0) |
- - |
0,4 (17,3) |
1,5 (72,0) |
2,2 (106,0) |
2,3 (110,0) |
2,7 (130,0) |
1,0 (48,0) |
0,2 (9,6) |
0,2 (9,6) |
|
100-250 (60-150) |
175 (105) |
- - |
0,5 (52,5) |
1,2 (126,0) |
1,4 (147,0) |
1,4 (147,0) |
0,5 (52,0) |
0,4 (42,0) |
0,4 (42,0) |
|
|
250-600 (150-360) |
425 (255) |
- - |
0,1 (25,5) |
0,4 (102,0) |
0,4 (102,0) |
0,6 (153,0) |
0,4 (102,0) |
0,3 (76,5) |
0,3 (76,5) |
|
|
600-1000 (360-600) |
800 (480) |
- - |
0,2 (96,0) |
0,3 (144,0) |
0,3 (144,0) |
0,3 (144,0) |
0,2 (96,0) |
0,2 (96,0) |
||
|
1000-1600 (600-1000) |
1355 (800) |
- - |
0,1 (80,0) |
0,1 (80,0) |
0,1 (80,0) |
0,2 (160,0) |
0,3 (240,0) |
0,3 (240,0) |
||
|
1600-2500 (1000-1500) |
2085 (1250) |
- - |
- - |
- - |
0,1 (125,0) |
0,1 (125,0) |
0,1 (125,0) |
0,1 (125,0) |
||
|
Загальне число стрижнів, шт |
84,6 |
48,7 |
28,6 |
24,6 |
18,0 |
13,5 |
10,3 |
6,3 |
5,8 |
|
|
Загальний об'єм: Стрижнів, дм3 Стрижневої суміші, м3 Заповнювача, м3 |
103,7 0,104 - |
192,3 0,181 0,011 |
340,7 0,301 0,04 |
560,0 0,539 0,121 |
706,7 0,574 0,133 |
853,5 0,602 0,192 |
722,0 0,540 0,183 |
649,9 0,499 0,196 |
646,5 0,462 0,185 |
Примітка: 1. При застосуванні заповнювача його кількість приймають в межах для стрижнів з середнім об'ємом 30 – 105 дм3 – 15 %, 255 – 480 дм3 – 25 %, 800 – 1250 дм3 – 35 %.
2. Приймають щільність суміші і стрижнів: РСС – 1,35 кг/дм3, ПГС в розрихленому стані – 1,25 кг/дм3, в ущільненому – 1,65 кг/дм3.
3. Загальна витрата стрижневих сумішей вказана без витрати на просип.
4. Для сталевих виливків витрату суміші збільшують на 15%.
3 Вибір режиму роботи і розрахунок фондів часу роботи відділення
В ливарних цехах застосовують три види режимів роботи: рівнобіжний, східчастий і комбінований.
При рівнобіжному режимі цех (відділення) працюють в одну, дві чи три зміни. У кожній зміні виконують всі операції повного виробничого циклу виготовлення виливків.
Для сучасних ливарних цехів масового і крупносерійного потокового виробництва дрібних і середніх виливків кращим є двозмінний рівнобіжний режим роботи.
Для цехів великого і важкого лиття, для великих печей і ділянок, де не допускається перерва в технологічному процесі, а також в окремих випадках для унікального устаткування передбачають тризмінний режим.
В цехах з рівнобіжним режимом роботи всіх окремих відділень чи операцій зі шкідливими виділеннями повинні бути виділені в окремі приміщення чи локалізовані за допомогою різного виду герметизованих укриттів з місцевими відсмоком.
При східчастому режимі роботи цеху (відділення) виконання операцій розділене за часом. У кожну зміну виконуються в порядку послідовності тільки визначені виготовлення форм і стрижнів, у другу зміну - зборка і заливання форм, у третю зміну - вибивка і очищення виливків, очищення плацу і кесонів, готування сумішей.
Східчастий режим роботи може бути прийнятий у цехах дрібносерійного та одиничного виробництва великих, важких і особливо важких виливків. При цьому режимі операції виконують у неізольованих приміщеннях.
Комбінований режим роботи використовується в цехах з виробництвом великих, важких і особливо важких виливків, що заливаються в опоках на плацу і процес остигання має тривалий цикл. При цьому формовка з локалізованою ділянкою вибивки і виготовлення стрижнів працюють у рівнобіжному режимі в окремому прольоті в дві зміни, а зборка і заливання форм ведуться по східчастому режимі по черзі в двох суміжних прольотах.
При наявності в ливарному цеху потокового (конвеєрного) і палацевого (кесонного) способів виробництва виливків з різною масою також застосовується комбінований режим роботи. Потокові відділення працюють по двозмінному рівнобіжному режимі, а плацові і кесонні ділянки - по східчастому режимі. У цьому випадку плавильні агрегати використовують протягом трьох змін.
Вибір режиму роботи цеху (відділення) роблять на основі аналізу виробничої програми цеху і визначення типу цеху по основних класифікаційних ознаках.
Фонди часу роботи устаткування є основними даними для розрахунку параметрів технологічних процесів, кількості і продуктивності устаткування, техніко-економічних показників роботи цеху.
Розрізняють календарний (Фк), номінальний (Фн) і дійсний (Фд) фонди часу.
Календарний річний фонд часу роботи - це повна кількість годин у році
год,
де 365 – кількість днів у році;
24 – кількість годин у двох змінах.
Номінальний фонду часу - це час у годинах, протягом якого може виконуватися робота в прийнятому режимі без обліку витрат
, год (1)
де - кількість робочих днів на рік, не враховуючи вихідні і свята;
- кількість годин праці на тиждень;
- кількість днів роботи на тиждень.
Дійсний річний фонд часу роботи це номінальний фонд часу роботи за вирахуванням часу неминучих втрат для нормально організованого виробництва. Розрахунок ефективного фонду часу виконуємо по формулі:
, год (2)
де р – величина неминучих витрат часу в % (таблиця 8).
Таблиця 8 – Витрата часу обладнання ливарних цехів
|
Обладнання |
Витрати часу від номінального фонду при роботі, % |
|||
|
В одну зміну |
В дві зміни |
В три зміни |
||
|
Вагранки (блок з двох штук) |
- |
- |
- |
|
|
Закриті вагранки з підігрівом дуття і очистки газів, при 1 підігрівачі на 2 вагранки |
2 |
6 |
10 |
|
|
Автоматизовані формувальні і стержневі лінії |
- |
12 |
14 |
|
|
Автоматизовані абразивні лінії для очистки лиття |
- |
10 |
12 |
|
|
Дугові електропечі ємністю, т: 0,5 – 1,5 3 – 6 12 – 25 50 |
4 - - - |
6 6 6 - |
- 10 11 13 |
|
|
Індукційні печі підвищеної частоти ємністю, т: 6,0-25 |
4 - |
6 7 |
- 12 |
|
|
Індукційні печі промислової частоти ємністю, т: До 2,5 більше 2,5 |
3 - |
- 6 |
6 10 |
|
|
Печі для плавки кольорових сплавів |
3 |
4 |
6 |
|
|
Печі термічні з режимом роботи: безперервним тривалим с коротким режимом роботи: механізовані немеханізовані Печі термічні електричні елеваторні |
- - - - - |
- - 6 4 5 |
11 10 10 6 8 |
|
|
Печі сушильні: механізовані (конвеєрні) немеханізовані (камерні) |
3 |
5 4 |
7 6 |
|
|
Зварювальне обладнання |
3 |
5 |
7 |
|
|
Металоріжуче і деревооброблюче обладнання |
2 |
3 |
4 |
|
|
Піскогідрокамери, механізовані дробометні камери, струшуючі столи вантажопідємністю 10 т |
- |
9 |
11 |
4 Вибір і обґрунтування технологічного процесу
Вибір сумішей і способів виготовлення стрижнів значною мірою визначається їх розмірами, складністю і серійністю виробництва. Класифікація стрижнів за групами і усереднені максимальні розміри стрижнів і стрижневих ящиків приведені в таблиці 9.
Таблиця 9 - Класифікація стрижнів
|
Групи стрижнів |
Усереднені максимальні габаритні розміри, мм |
||||
|
Межі |
Середня величина |
||||
|
За об'ємом, дм3 |
По масі, кг |
Об'єму, дм3 |
Маси, кг |
Ящиків |
Стрижнів |
|
До 0,6 |
До 1,0 |
0,3 |
0,5 |
220х200х150 |
180х150х100 |
|
0,6-1,5 |
1,0-2,5 |
1,05 |
1,75 |
330х200х160 |
300х170х120 |
|
1,5-3,5 |
2,5-6,0 |
2,5 |
4,25 |
400х300х200 |
350х250х150 |
|
3,5-6,0 |
6,0-10,0 |
4,75 |
8,0 |
450х400х200 |
400х350х150 |
|
6,0-10,0 |
10,0-16,7 |
8,0 |
13,35 |
550х450х200 |
500х400х150 |
|
10,0-15,0 |
16,7-25,0 |
12,5 |
20,85 |
600х500х250 |
550х450х200 |
|
15,0-24,0 |
25,0-40,0 |
19,5 |
32,5 |
800х600х300 |
600х450х220 |
|
24,0-36,0 |
40,0-60,0 |
30,0 |
50,0 |
900х600х350 |
700х450х270 |
|
36,0-60,0 |
60,0-100 |
48,0 |
80,0 |
1000х700х400 |
750х550х320 |
|
60,0-150 |
100-250 |
105 |
175 |
1400х900х400 |
1100х700х350 |
|
150-360 |
250-600 |
255 |
425 |
1600х1100х600 |
1300х900х500 |
|
360-600 |
600-1000 |
480 |
800 |
1900х1300х600 |
1600х1100х500 |
|
600-1000 |
1000-1600 |
800 |
1355 |
2200х1500х700 |
1900х1250х600 |
|
1000-1500 |
1600-2500 |
1250 |
2085 |
2800х1900х700 |
2350х1500х600 |
Примітки: 1. Висоти стрижнів і ящиків приведені для технологічного устаткування, що механізує процес ущільнення сумішей.
2. Для РСС висоти стрижнів і ящиків можуть бути великими.
3. Дані таблиці використовуються за відсутності технологічних матеріалів про стрижні виливків проектованої програми.
По конфігурації стрижні ділять на п'ять класів по складності.
Клас 1. Найбільш складні формою стержні, що мають велику площу зіткнення з розплавом і створюючи у відливаннях вузькі, недоступні для очищення внутрішні порожнини. Мала площа перетину знакової частини утрудняє виведення газів. Стержні повинні мати високі міцність в сухому стані, вогнетривкість, газопроникність, малу газотвірну здатність, легко руйнуватися і витягуватися з порожнини відливання.
Клас 2. Центрові стержні високої і середньої складності з наявністю тонких частин у вигляді окремих виступів, переходів, з досить розвиненими знаковими частинами. Оформляють у відливанні поверхні, що піддаються і не піддаються механічній обробці; мають високу міцність в сухому стані.
Клас 3. Зовнішні і внутрішні стержні середньої і низької складності, створюючи відповідальні необроблювані поверхні відливань. Ці стержні масивніші, ніж стержні 1 і 2 класи; мають високу міцність в сирому стані.
Клас 4. Невеликі стержні, що мають нескладну форму. Утворюють у відливаннях внутрішні і зовнішні поверхні, що піддаються і не піддаються механічній обробці. Знакові частини стержнів мають відносно велику площу перетину.
Клас 5. Масивні великогабаритні стержні утворюють порожнину відливань або зовнішні поверхні. Для збільшення податливості стержні виготовляють із застосуванням тирси, гару, керамзиту або виконують порожнистими.
По конструктивних особливостях розрізняють нероз'ємні, збірні, об'ємні і оболонкові стрижні.
Нероз'ємні стрижні виготовляють в одному ящику.
Збірні стрижні отримують шляхом з'єднання декількох окремо виготовлених стрижнів. Сполучають їх склеюванням, скріпленням стяжками, болтами і іншими способами.
Оболонкові стрижні мають внутрішні відкриті порожнини. Товщина стінок стрижнів 6 – 12 мм. Часто відкриті порожнини закладають допоміжними стрижнями, наповнювальною формувальною сумішшю і ін.
Армовані стрижні - це, як правило, середні і крупні стрижні, виготовлені з піщано-глинистих сумішей. Арматурою стрижнів слугують дротяні і литі каркаси різної складності. Армовані стрижні застосовують переважно при одиничному і дрібносерійному виробництві.
Технологічні процеси виготовлення стрижнів, що застосовують в сучасних ливарних цехах, залежно від методу їх зміцнення підрозділяють на три групи:
1 - із застосуванням нагріву: у гарячих ящиках; з короткочасною сушкою; з тривалою сушкою;
2 – з продуванням зовнішніми реагентами: з продуванням вуглекислим газом; з продуванням каталізаторами;
3 – з твердненням в атмосфері цеху в ящиках: з хімічнотвердіючих, холоднотвердіючих і рідких самотвердіючих сумішей.
Технологія виготовлення суцільних і порожнистих стрижнів в гарячих ящиках розрахована на випуск дрібних і середніх стрижнів масою до 100 кг, які по складності відносяться до 1 – 3 класів. Стрижні відрізняються високою міцністю і точністю, легко віддаляються з виливків при вибивці форм. Застосовують ці стрижні при виготовленні чавунних і сталевих виливків масою до 500 кг в сирих піщано-глинистих формах в умовах масового і великосерійного виробництва.
Для виготовлення стрижнів застосовують металеві ящики з електричним або газовим обігрівом. Виготовлення стрижнів виконується на піскодувних або піскострільних машинах з сумішей, основою яких є кварцовий пісок, а зв'язуючими - синтетичні смоли (ФМ-1, КФ-40, КВС, фенолоспирт і ін.) і каталізаторами - розчини мінеральних і органічних кислот, хлориди, ангідриди і деякі солі. Температура нагріву ящика 240 – 300 °С.
Недоліки: ускладнення конструкції стрижневих ящиків із-за пристрою системи обігріву: необхідність працювати з гарячим оснащенням.
Технологія виготовлення оболонкових стрижнів в гарячих ящиках розрахована на випуск дрібних і середніх стрижнів масою до 100 кг по складності тих, що відносяться до 1 – 3 класів. Стрижні відрізняються високою міцністю і точністю, легко віддаляються з виливків при вибивці форм. Їх застосовують в масовому і великосерійному виробництві чавунних і сталевих виливків масою до 120 кг в оболонкових піщано-смоляних і піщано-глинистих формах. Товщина стінок стрижня 5 – 20 мм. Стрижні виготовляють з піщано-смоляних сумішей (з пульвербакелітом або з сухого плакованого піску в металевих ящиках з електричним або газовим обігрівом на піскодувних, піскострільних або відцентрових машинах. Температура нагріву ящика 220 – 250 °С для придання остаточній міцності стрижні спікаються в електричних печах при температурі 330 – 350 °С.
Технологія виготовлення стрижнів з швидкосохнучих сумішей розрахована на випуск дрібних і середніх стрижнів масою до 250 кг, що відносяться по складності до 1 – 3 класів, а по конструктивних особливостях – до суцільних і порожнистих, при масовому, великосерійному і серійному виробництві чавунних і сталевих виливків масою до 500 кг в сирих піщано-глинистих формах. Стрижні виготовляють в металевих ящиках на піскодувних, піскострільних, струшуючих машинах з швидкосохнучих сумішей з масляними з'єднувачами або їх замінниками (П, КО, СПТ і ін.).
Технологічні особливості: зміцнення сушкою при температурі 180 – 350 °С протягом 1,5 – 8 годин ( залежно від об'єму стрижнів і виду зв'язуючого), при цьому стрижні 1 і 2 класів сушаться на фасонних сушильних плитах (драйерах); виготовлення по частинах з подальшим склеюванням або збіркою; подвійне фарбування - до і після склеювання; підсушка пофарбованих стрижнів при температурі 250 – 280 °С.
Стрижні володіють високою міцністю, легко видаляються з виливків при вибивці форм.
Технологія виготовлення швидкотвердіючих стрижнів розрахована на випуск дрібних, середніх і крупних суцільних і порожнистих стрижнів масою до 600 кг 3 – 4 класів складності. При виробництві сталевих і чавунних виливків масою 100 – 200 кг в пластичних самотвердіючих (ПСС), піщано-глинистих і інших формах в серійному, дрібносерійному і одиничному виробництві. Стрижні виготовляють в дерев'яних, фарбованих шелаковими фарбами, ящиках з сумішей, що містять швидкотвердіюче зв'язуюче (СП, СБ, КТ і ін.). Зміцнення стрижнів відбувається шляхом хімічного тверднення при короткочасній сушці.
Стрижні володіють високою міцністю, легко видаляються з виливків при вибивці форм.
Технологія виготовлення сухих стрижнів розрахована на випуск дрібних, середніх і крупних стрижнів масою до 2500 кг і більше 4 – 5 класів складності, суцільних і порожнистих при виробництві крупних чавунних і сталевих виливків (масою 1000 – 5000 кг і більш) в сухих, самотвердіючих (ПСС, ДСС) і інших формах в дрібносерійному і одиничному виробництві.
Для виготовлення стрижнів застосовують дерев'яні, пластмасові і рідше металеві ящики. Стрижні виготовляють з піщано-глинистих сумішей з високою міцністю у вологому стані, а також із застосуванням облицювальних сумішей на основі хромистого залізняка, хромомагнезиту і ін. високовогнетривких матеріалів (для крупних і важких масивних сталевих виливків). Ущільнення сумішей виконується пневматичними трамбівками, на струшуючих машинах. Зміцнення стрижнів виконується шляхом сушки в сушарках при температурі 350 – 380 °С протягом 4 – 10 годин. Робочу поверхню стрижнів фарбують водною протипригарною фарбою до і після сушки.
Сухі стрижні володіють високою міцністю, але важко видаляються з виливків при вибивці. Вони характеризуються невисокою точністю конфігурації і розмірів, оскільки можуть декілька деформуватися під час транспортування в сушило і в процесі сушки.
Технологічний процес виготовлення стержнів з продуванням зовнішніми ренгентами на випуск дрібних, середніх і крупних стержнів масою до 600 кг 3 – 5 класів складності, суцільних, порожнистих і крупнооболонкових при виробництві чавунних і сталевих відливань масою 100 – 2000 кг в серійному і одиничному виробництві в хімічно твердіючих (СО2, що продуваються), самотвердіючих (ПСС, РСС) і піщано-глинистих формах.
Для виготовлення стрижнів використовують дерев'яні, пластмасові і металеві ящики. При цьому застосовують рідкоскляні суміші. Зміцнення стрижнів виконується шляхом їх продування вуглекислим газом під тиском 2,5 – 3 кгс/см протягом 1 – 5 хвилин. Дрібні стрижні продувають під парасолькою, а великі - через наколювання за допомогою колектора. Пофарбовані стрижні підсушують при температурі 220 – 300 °С протягом 15 – 30 хвилин (факельними пальниками або в прохідних сушилах).
Недоліками стрижнів, виготовленими СО2 - процесом, є важка їх вибиваємість і утворення пригарів на виливках.
Технологія виготовлення стрижнів з холоднотвердіючих сумішей (ХТС) розрахована на випуск дрібних, середніх і крупних суцільних і порожнистих стрижнів 2 – 5 класів складності. Маса стрижнів до 600 кг. Стрижні характеризуються високою міцністю і точністю, легко видаляються з виливків при вибивці форм. Застосовують в серійному, дрібносерійному і одиничному виробництві виливків з чавуну, стали і кольорових сплавів масою 100 – 2000 кг в самотвердіючих, піщано-глинистих і ін. формах.
Для виготовлення використовують дерев'яні, пластмасові і металеві стрижневі ящики. При цьому використовують холоднотвердіючі суміші з синтетичними смолами (БС-40, КФ-107 і ін.). Суміші виготовляють в змішувачах і відразу видають в стрижневі ящики. При виготовленні дрібних стрижнів (масою до 10 кг) суміш в ящику ущільнюють зазвичай вручну, а середніх і великих – за допомогою вібраційного столу. Час витримки стрижнів в ящику зазвичай складає: для дрібних стрижнів 20 – 40 с (суміш з каталізатором), великих і середніх 8 – 40 хвилин.
Стрижні для чавунних виливків фарбують водними графітовими фарбами, а для останніх - фарбами на основі циркону і підсушують при температурі 80 – 120 °С протягом 20 – 40 хвилин. Стрижні для тонкостінних виливків фарбують один раз, а для товстостінних і масивних – два рази.
На ділянці виготовлення стрижнів з ХТС необхідно забезпечувати стабільну температуру 18 – 25 °С щоб уникнути зниження текучості суміші. Не дивлячись на високу вартість ХТС, стрижні з цієї суміші широко застосовують завдяки високій точності, низькій шорсткості поверхні виливків, добрій вибиваємості і малій трудомісткості при виготовленні стрижнів і очищення виливків.
Технологія виготовлення стрижнів з швидкотвердіючих сумішей (БХТС) розрахована на випуск дрібних і середніх суцільних і порожнистих стрижнів масою до 40 кг 1 - 3 класів складності. Стрижні характеризуються високою міцністю і точністю, легко видаляються з виливків при вибивці форм; застосовують їх у великосерійному і серійному виробництві чавунних, сталевих і з кольорових сплавів виливків масою до 100 кг в сирих піщано-глинистих формах.
Стрижні виготовляють в металевих і пластмасових ящиках на піскодувних -піскострільних машинах з сумішей з малою живучістю. Тривалість твердіння стрижня в холодному ящику складає 15 – 30 с, а остаточне твердіння відбувається після витягання з ящика – 1 год.
Технологія виготовлення стрижнів з рідких самотвердіючих сумішей (РСС) розрахована на випуск дрібних, середніх і крупних суцільних, порожнистих і оболонкових товстостінних стрижнів масою 40 – 2500 кг 3 – 5 класів складності.
Застосування: дрібносерійне і одиничне виробництво чавунних і сталевих виливків масою 1000 – 5000 кг і більш у формах, виготовлених по СО2, - процесу, з ПСС, РСС і піщано-глинистих сумішей. Для приготування використовують дерев'яні стрижневі ящики. Тверднення суміші в ящику триває 40 – 60 хвилин. Стрижні зазвичай двічі забарвлюють водною протипригарною фарбою і підсушують при температурі 250 – 280 °С протягом 50 – 60 хвилин (сумарний час двох підсушок). Загальний час витримки від заливки ящика сумішшю до подачі стрижня на збірку складає 4 – 5 годин.
Переваги способу: можливість відмовитися від сушки стрижнів; виключається операція ущільнення суміші в ящику; можливість виготовлення стрижнів цілими; зниження загальної трудомісткості виготовлення.
Недоліки: підвищена пористість матеріалу стрижнів, сприяюча утворенню пригару; сповільнене охолодження виливків у формі; погана вибиваємість стрижнів з виливків.
Вибір обладнання для проектування стрижневого відділення повинен базуватися на прийнятому технологічному процесі виготовлення стрижнів з врахуванням характеру виробництва виливків.
В ливарних цехах масового і великосерійного виробництва, коли трудомісткість виготовлення стрижнів складає 30 – 40 % загальної трудомісткості отримання виливків, в стрижневих відділеннях слід застосовувати високопродуктивне багатопозиційне і автоматизоване технологічне устаткування:
- для виготовлення суцільних і порожнистих стрижнів в гарячих ящиках масою до 10 кг – піскодувні автомати і напівавтомати моделей 4509А, 4554Б2, 4532Б, 4701 А, 23221А і ін.; стрижнів масою 16 - 100 кг - піскодувні автомати і напівавтомати моделей 4705А, 4709А, 4720М, 23225А, 23227А, 23229А, 9228Б5Г, 9228Б7Г, 9228Б9Г і др.;
- для виготовлення оболонкових стрижнів в гарячих ящиках масою до 100кг піскодувні напівавтомати і автомати моделей 91285, 4544А, 23223В, 23225В, 23227В, 23229В, 29113, В150 (АЦИС-10Б) і др.;
- для виготовлення швидкосохнучих суцільних і порожнистих стрижнів масою до 100 кг – піскодувно-піскострельні напівавтомати моделей 2Б83, 310, 9128Б5, 9128Б7, 9128Б9 і др.; машини (окрім 2Б83) працюють в парі з поворотно-витяжними машинами моделей 28П7М, 28П8М і 28П9;
- для виготовлення суцільних і порожнистих стрижнів з швидкосохнучих сумішей (БХТС) масою до 40 кг – спеціальні піскодувно-піскострельні машини моделей КСS-12,1 і КСBS-20 комбінату «Гизаг».
В ливарних цехах серійного, дрібносерійного і одиничного виробництва застосовують універсальне обладнання, придатне для виготовлення ширшої номенклатури стрижнів: для виготовлення стрижнів з піщано-глинистих сумішей - пневматичні струшуючі машини моделей 232М, 233М, 234М, 235М і др.;
- для виготовлення хімічно твердіючих стрижнів з продуванням вуглекислим газом - піскодувні машини моделей 23223Б, 23225Б, 23227Б, 23229Б;
- для виготовлення стрижнів з холоднотвердіючих сумішей (ХТС) - шнекові змішувачі моделей 4727, 4731, 4732 і 4737 і вібраційні столи з не приводним і приводним роликовим конвеєром моделей 21422, 21423, 21424,21425, 21433, 21434, 21435;
- для виготовлення стрижнів з рідких самотвердіючих сумішей (РСС) – установки моделей 19413, 19114, 19415.
Як допоміжне обладнання в стрижневих відділеннях сучасних чавунно- і сталеливарних цехів використовують поворотно-витяжні машини, кантувальники стрижневих ящиків і сушильних плит, вертикальні і горизонтальні конвеєрні і камерні сушильні печі, карусельні і човникові шліфувальні верстати, установки для продування стрижнів вуглекислим газом, прохідні газові і електричні панельні печі для тієї, що підсушила тієї, що підсушила стрижнів, установки для промивання і підсушки сушильних плит і дрейерів, фарбомішалки і установки для фарбування стрижнів, столи для обробки і збирання стрижнів, стелажі і етажерки для зберігання стрижнів.
В даний час в масовому, серійному і навіть дрібносерійному виробництві широке застосування знаходять стрижневі лінії, що дають можливість повніше реалізувати прогресивні технологічні процеси.
На більшості ліній стрижні виготовляють у витрухних стрижневих ящиках, які або уніфіковані по зовнішніх розмірах, або закріплені на транспортних плитах уніфікованих розмірів. Останнє дозволяє використовувати стрижневі ящики різної форми і розмірів, що змінюються в межах, встановлених технічною характеристикою лінії.
Стрижневі лінії класифікують по виду технологічного процесу виготовлення стрижнів і максимальній масі отримуваного стрижня.
Технологічні процеси отримання стрижнів позначають буквами: Т – піщано-глинисті суміші і теплова сушка; С – зв'язуючі на рідкому склі і продування для відкидання вуглекислим газом СО2; X – використовуються змішувачі ХТС; Ж – використовуються установки РСС.
В таблицях 10, 11 приведені стрижневі машини і лінії що застосовуються в ливарних цехах.
Таблиця 10 – Машини для виготовлення стрижнів
|
Модель |
Максимальні розміри стрижневого ящика, мм |
Найбільший об'єм стрижня, дм3 |
Продуктивність, з'ємів/год |
|
|
Циклова |
Фактична |
|||
|
4532Б |
200х110х80 |
0,63 |
240 |
100-150 |
|
348 |
300х250х300 |
1,5 |
360 |
60-110 |
|
232А21А1 |
400х200х320 |
2,5 |
100 |
25-50 |
|
2Б83 |
400х320х400 |
4 |
400 |
60-120 |
|
23223А1 |
630х400х400 |
4 |
130 |
20-40 |
|
305 |
280х280х300 |
4 |
360 |
150 |
|
4509А |
400х300х200 |
4 |
120 |
20-40 |
|
4509З |
600х400х200 |
10 |
100 |
20-40 |
|
4705Би |
830х320х220 |
10 |
40 |
15-25 |
|
23225А1 |
800х450х630 |
10 |
120 |
20-40 |
|
23225А2 |
800х450х630 |
10 |
120 |
20-40 |
|
29113 |
760х500х500 |
20 |
103 |
20-40 |
|
23227А1 |
1000х800х500 |
25 |
80 |
18-30 |
|
23227А2 |
1000х800х500 |
25 |
80 |
18-30 |
|
310 |
900х450х200 |
25 |
100 |
30-60 |
|
9128Б7 |
800х630х450 |
25 |
150 |
25-50 |
|
9128Б9 |
1000х800х500 |
60 |
120 |
20-40 |
|
23229А2А |
1600х800х700 |
63 |
54 |
15-20 |
|
232М |
750х550х320 |
150 |
40 |
7-10 |
|
233М |
1100х700х350 |
360 |
20 |
6-8 |
|
234М |
1600х1100х500 |
600 |
17 |
4-6 |
|
235М |
2350х1500х600 |
1500 |
10 |
3-4 |
|
В150 |
Виготовлення з плакованих сумішей відцентровим способом стрижнів діаметром 80 - 140 мм і завдовжки 250 - 550 мм з товщиною стінки 6 - 15 мм |
|||
|
ЦУОГ |
Теж стрижнів діаметром 300 - 1000 мм і завдовжки 150 - 1500 мм |
|||
|
КСВS-12,1 |
400х355х300 |
4 |
100 |
|
|
КСВS-20 |
630х560х400 |
20 |
100 |
Таблиця 11 – Стрижневі лінії
|
Модель |
Розміри стрижневого ящика, мм |
Максимальна маса стрижня, кг |
Циклова продуктивність, з'ємів/год |
Габаритні розміри лінії, м |
|
Л16Т |
630х500х445 |
16 |
120 |
5,1х4,1* |
|
Л40Т |
800х630х495 |
40 |
100 |
6,05х4,30 |
|
Л100Т |
1000х800х555 |
100 |
90 |
7,00х4,82 |
|
ЛП013 |
630х500х445 |
16 |
90 |
20,50х19,62 |
|
ЛП051 |
1000х800х555 |
100 |
60 |
14,00х10,50 |
|
Л16С |
630х500х445 |
16 |
120 |
5,80х4,345 |
|
Л40С |
800х630х495 |
40 |
100 |
6,68х4,53 |
|
Л100С |
1000х800х555 |
100 |
90 |
8,04х5,13 |
|
ЛП043 |
1250х1060х850 |
100 |
90 |
12,27х7,45 |
|
ЛП046(Л16Х) |
630х500х445 |
16 |
90 |
20,72х4,26 |
|
Л40Х(ЛП061) |
800х630х495 |
40 |
50 |
23,00х5,18 |
|
Л100Х |
1000х800х555 |
100 |
30 |
19,06х5,30 |
|
Л250Х |
1250х1058х555 |
250 |
15 |
17,90х13,20 |
|
Л600Х(1468) |
1600х1250х600 |
600 |
20 |
55,50х18,00 |
|
Л600Ж |
1500х1200х750 |
600 |
12,5 |
50,35х18,75 |
|
Л1000Ж |
1800х1400х1000 |
1000 |
16 |
76,90х27,38 |
|
Л2000Ж |
1900х1400х1200 |
2000 |
- |
10,70х6,00 |
|
УС-6 (комплекс для виготовлення стрижнів з ХТС) |
630х400х400 |
10 |
120 |
|
|
ЛГ10К (виготовлення стрижнів з рідкої суміші запресовкою її в нагріті ящики) |
1280х700х445 |
10 |
60 |
Технологія виготовлення стрижнів і відповідне устаткування вибирають окремо для кожного технологічного потоку. При цьому беруть до уваги масу стрижнів, їх розміри, складність, вимоги до якості, економічні та екологічні міркування.
Для виготовлення стрижнів застосовують як окремі стрижневі машини, так і автомати та автоматичні лінії залежно від маси, розмірів, складності стрижнів, їх річної кількості, серійності виробництва, вибраного технологічного процесу.
5 Вибір і розрахунок необхідної кількості технологічного обладнання
Кількість стрижневого устаткування розраховують за формулою:
(3)
де N3 – річна кількість знімань ( тобто набитих стрижневих ящиків);
qc – розрахункова продуктивність стрижневої машини (лінії), знімань на годину.
kн = 1,0...1,2 для масового і крупносерійного виробництва, kн = 1,2...1,4 для іншої серійності.
Коефіцієнт завантаження обладнання розраховуємо по формулі:
(4)
де nроз - кількість обладнання отримана по розрахунку;
nприй - кількість обладнання прийнята до установки.
Нанесення на стрижні протипригарної фарби здійснюється щіткою, пульверизатором або методом занурювання.
Для висушування стрижнів застосовують камерні або конвеєрні сушила. Їх кількість визначають за формулою
(5)
де S – річна площа сушильних плит, м2 ;
с – тривалість повного циклу висушування, год;
Fc – максимальна площа завантаження сушила, м2 ;
Zn – кількість полиць у етажерці;
kзап – коефіцієнт заповнення сушила.
Значення kзап беруть у межах 0,6 - 0,8.
При розрахунку кількості обладнання стрижневого відділення виконується розподіл стрижнів по технологічному процесу виготовлення, групам і застосовуємому обладнанню.
Зведенні дані розподілу стрижнів по групах, способам виготовлення і застосовуємому обладнанню складається таблиця 12.
Таблиця 12 – Розподіл стрижнів по групах і способах виготовлення
|
Технологічні групи стрижнів по масі, кг |
Середня маса стрижня, кг |
Спосіб виготовлення стрижнів |
Кількість стрижнів, що виготовляються, шт/т |
||
|
На рік |
На машині моделі |
На потоковій лінії моделі |
|||
|
Разом |
При виробництві стрижнів, що вимагають теплової сушки, рекомендується встановлювати сушила одного типу, що дозволяє створити більш якісне планування відділення і будівлі ливарного цеху.
Коефіцієнт завантаження сушарок не повинен перевищувати коефіцієнт завантаження стрижневого обладнання.
Норми тривалості сушки стрижнів (за відсутності технологічних даних) можна приймати по таблиці 13.
Таблиця 13 – Норми тривалості сушки стрижнів
|
Об'єм стрижнів |
Стрижневі суміші |
Коефіцієнт заповнення об’єма сушила |
|||||||
|
Піщано-глинисті |
На органічних сполучних |
Рідкосклянні |
З хромомагнезитом або хромистим залізняком |
||||||
|
Температура сушки, °С |
Тривалість сушки, год |
Температуру сушки, °С |
Тривалість сушки, год |
Температура сушки °С |
Тривалість сушки, год |
Температура сушки, °С |
Тривалість сушки, год |
||
|
До 6,0 |
320-350 |
2,5-3,0 |
220-250 |
2,0-2,5 |
220-250 |
3,0-4,0 |
- |
- |
0,06 |
|
6,0-24,0 |
320-350 |
3,0-4,0 |
220-280 |
2,5-3,0 |
220-250 |
4,0-5,0 |
- |
- |
0,08 |
|
24,0-150,0 |
350-380 |
5,0-7,0 |
220-300 |
4,0-5,0 |
250-300 |
5,0-6,0 |
400-420 |
12,0-14,0 |
0,12 |
|
150-600 |
350-380 |
7,0-9,0 |
220-330 |
5,0-7,0 |
250-300 |
6,0-8,0 |
400-420 |
14,0-16,0 |
0,14 |
|
>600 |
350-380 |
10,0-12,0 |
220-350 |
8,0-10,0 |
250-300 |
8,0-10,0 |
420-450 |
16,0-18,0 |
0,14 |
Дані, приведені в цій таблиці, данні для серійного, дрібносерійного і одиничного виробництва. Для масового і великосерійного виробництва режими уточнюють залежно від конкретної номенклатури стрижнів, кріпильних і типів сушив безперервної дії. Підсушка стрижнів передбачається в прохідних сушилах відповідно до технологічного процесу:
Для розрахунку потрібної кількості сушильних печей стрижні розподіляють по сушаркам з врахуванням прийнятих режимів сушки і типорозміру печі. Розрахунок ведуть шляхом зведення всіх даних у форму (таблиць 14, 15).
Таблиця 14 – Розрахунок кількості сушарок для стрижнів
|
Режим сушки, год |
Сушарка |
Пропускна спроможність однієї сушарки (коефіцієнт заповнення 0,7) |
Потрібна сушильна площа |
Кількість сушарок |
Коефіцієнт завантаження |
||||
|
Тип |
Кількість полиць на одній етажерці |
Площа полиць в зоні сушки, м2 |
|||||||
|
На рік |
На годину |
За розрахунком |
Прийнято |
||||||
Таблиця 15 – Розрахунок кількості камерних сушарок для стрижнів
|
Група стрижнів по масі, кг |
Річний об'єм стержнів, м3 |
Тип і характеристика сушарки |
Тривалість одного циклу сушки, год |
Число циклів сушки на рік |
Коефіцієнт заповнення об'єму сушарки |
Продуктивність сушила, м3/год |
Коефіцієнт нерівномірності |
Кількість сушарок |
Коефіцієнт завантаження |
|
|
За розрахунком |
Прийнято |
|||||||||
6 Організація транспортних і вантажо-розвантажувальних робіт
Для міжопераційного транспортування стрижнів, стрижневих ящиків і інших вантажів в стрижневих відділеннях, а також для передачі готових стрижнів у формувальне відділення застосовують стрічкові, роликові, підвісні конвеєри, мостові крани і інше під'ємно-транспортне обладнання (електрифіковані візки, ліфти і ін.).
Потрібне число мостових кранів стрижневого відділення розраховують по нормативах приведеним в таблиці 16.
Таблиця 16 – Норм для визначення кількості мостових кранів для обслуговування
|
Група виливків по масі, кг |
50-250 |
100-500 |
100-1000 |
500-1000 |
1000-2000 |
1000-5000 |
>5000 |
|
Норма крано-годин на 1т придатних виливків |
0,55-0,80 |
0,65-0,85 |
0,70-0,90 |
0,75-0,90 |
0,80-1,00 |
1,00-1,20 |
0,90-1,10 |
Для ділянки, що обслуговується одним краном, складає 20 – 35 м.
Рекомендується вантажопідйомність кранів 5 – 10 т.
Необхідна кількість кран-балок, електричних талів (вантажопідйомність 2 – 5 т, що рекомендується), конвеєрів встановлюють при компонуванні відділення залежно від виробничої обстановки (тип технологічного обладнання, число стрижневих ділянок і ін.), а їх розташування і трасу з врахуванням необхідності виконання раціональних потоків.
7 Вибір розміру прольотів і розробка схеми планування відділення
Стрижневі відділення розташовують в прольотах будівель ливарного цеху шириною 18 м або 24 м. В ливарних цехах, що виконують особливо важкі відливання (масою більше 20000 кг) ширина прольоту стрижневого відділення може бути рівною 30 м. Все крупне обладнання і споруди (сушила, установки РСС і ін.) доцільно розташовувати у стін, між колонами або в сусідніх допоміжних прольотах.
При визначенні площі стрижневого відділення керуються наступними положеннями:
- при розрахунку по укрупнених показниках площу відділення приймають по числу робочих місць; на одне робоче місце виділяють площі: 6 м2 при виготовленні дрібних стрижнів, 8 м2 - середніх і 12м2- крупних стрижнів;
- при виготовленні виливків звичайної машинобудівної номенклатури площа стрижневого відділення повинна складати 70 – 90 %, а особливо складних і багатострижневих виливків – 100 площі формувального відділення;
- в ливарних цехах транспортного машинобудування площа стрижневого відділення складає 30 – 60 % площ формувального;
- для механізованих ливарних цехів площу стрижневого відділення визначають компонуванням обладнання і плануванням робочих місць.
При виробництві виливків масою понад 500 кг стрижневі відділення слід розташовувати паралельно і поряд з формувальними прольотами, оскільки інакше важко виконувати подачу стрижнів на складальні ділянки.
Ділянка комплектування призначена для проведення завершальних операцій виготовлення стрижнів: зборки, склеювання або скріплення окремо виготовлених складних стрижнів, зачистки частин стрижнів в кондукторах і ін. Площу ділянки комплектування встановлюють компоновкою устаткування і інвентарю з врахуванням площ під проїзди і проходи.
Каркасні ділянки обладнують верстатами для правки, різання і згинання дроту, стелажами-складами для готових каркасів. Площу його приймають залежно від потужності цеху: при річному випуску 10 – 20 тис. т лиття – 15 – 20 м, при випуску 20 – 50 тис.тон – 24 – 120 м . В цехах, що виготовляють крупні виливки, каркасні ділянки доповнюють плацом, на якому методом відкритого формування в ґрунті отримують литі каркаси.
В стрижневому відділенні необхідно передбачати склади стрижневого оснащення і стрижнів, комору допоміжних матеріалів.
Розміри складів стрижневого оснащення і стрижнів встановлюють по нормативах (таблиці 17) або за показниками: склад стрижневого оснащення 8 – 12 %, склад стрижнів 10 – 15 % площ стрижневого відділення.
Таблиця 17 – Норми для розрахунку площ складів стрижневих ящиків і стрижнів
|
Об'єкт зберігання |
Спосіб зберігання |
Запас зберігання в календарних днях при виробництві |
Вантажопотужність корисної площі складів, т/м |
Коефіцієнт використання корисної площі складів |
|
|
Серійному, дрібносерійному і одиничному |
Масовому і крупносерійному |
||||
|
Стрижневі ящики: великі, середні і дрібні |
На підлозі в штабелях |
8-10 |
- |
0,3-0,5 |
0,35-0,45 |
|
На піддонах в стелажах |
15-20 |
8-10 |
1,7-2,0 |
0,30-0,35 |
|
|
Стрижні: крупні середні і дрібні |
На підлозі |
1,0-1,5 |
0,5-1,0 |
0,45-0,75 (0,65-1,0) |
0,30-0,40 |
|
На етажерках і стелажах |
1,5-2,0 |
0,2-1,0 |
1,2-1,5 (2,2-2,5) |
0,35-0,45 |
|
|
На підвісних етажерках |
0,5-1,0 |
0,2-1,0 |
0,35-0,55 (0,45-0,65) |
- |
Примітка. У дужках приведені норми для зберігання стрижнів з врахуванням маси сушильних плит.
Комора допоміжних матеріалів передбачається у відділеннях, де застосовують технологію виготовлення стрижнів з ХТС, БХТС, РСС і призначена для зберігання синтетичних смол, каталізаторів, розчинників і інших подібних матеріалів. Площу її приймають залежно від потужності цеху: 15 – 20 м2 при випуску до 10 тис. тонн виливків на рік, 30 – 40 м2 при 10 – 20 тис. тонн і 50 – 60 м2 – при 20 – 50 тис. тонн.
До службових приміщень відноситься контора майстрів стрижневого відділення, площа якого дорівнює 15 – 20 м2.
Розмір площ відраховують по осям колон. Крок колон приймають кратним 6 м або 12 м. Товщина капітальних стін – 400 мм.
Рекомендуємі масштаби планувань 1:100, 1:200, 1:50, 1:25.
8 Охорона праці, навколишнього середовища та організація пожежної безпеки
Необхідно привести характеристику можливих нещасних випадків у термообрубному відділенні.
Вказати задачі техніки безпеки і пожежної безпеки, дати визначення умовам праці у відділенні. Основні засоби по охороні навколишнього середовища.
Література
1 Стальное литье. Справочник для мастеров литейного производства. /Под редакцией Дубинина И.Н. – М.: Машиностроение, 1961. – 388 с.
2 Дубицкий Г.М. Литниковые системы. – М.: Машиностроение, 1962. – 218 с.
3 Аксенов П.Н. Оборудование литейных цехов. – М.: Машиностроение, 1969. – 458 с.
4 Матвеенко И.В., Тарский В.Л. Оборудование литейных цехов. – М.: Машиностроение, 1985. - 440 с.
5 Могилев В.К., Лев Ф.И. Справочник литейщика. – М.: Машиностроение, 1988. – 272 с.
6 Абрамов Г.Г., Панченко Б.С. Справочник молодого литейщика. – М.: Вища школа, 1991. – 319 с.
7 Титов Н. Д., Степанов Ю.А. Технология литейного производства. - М.: Машиностроение, 1985. - 400с.
8 Озеров В. А., Муркина А. С., Сосненко М. К. Основы литейного производства. – М.: Высшая Школа, 1987. - 304 с.
9 Ильинский Б. Д. Охрана труда на предприятиях черной металлургии. – М.: Металлургия, 1979. - 256 с.
10 Матвеенко И. В., Тарский В. Л. Оборудование литейных цехов. – М.: Машиностроение, 1976. - 440 с.
11 Василевский П. Ф. Технология стального литья. – М.: Машиностроение, 1974. - 408 с.
12 Чугун: Справочник. Под ред. Шермана А.Д.- М.: Металлургия, 1981. - 576с.
Методична розробка призначена для виконання курсового проекту з дисципліни “Обладнання ливарних цехів” для студентів 4 курсу фаху 5.05040201 “Ливарне виробництво чорних та кольорових металів”.
Методичні вказівки включають пояснення до виконання курсового проекту з акцентуванням на виконання розрахунку відомості завантаження відділення, кількості обладнання.
Приведений список літератури, який використовується при виборі обладнання.