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
СОДЕРЖАНИЕ
Введение…………………………………………………………………………..6
1. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ………………………………………………………….8
1.1. Исходные данные для проектной части……………………………………9
1.2. Производственная программа цеха………………………………………...9
1.3. Выбор технологического процесса………………………………………..17
1.4. Выбор технологического оборудования…………………………………..18
1.5. Проектирование отделений цеха…………………………………………..19
1.5.1. Модельное отделение……………………………………………………..19
1.5.2. Отделение изготовления оболочек………………………………………21
1.5.3. Прокалочно-плавильно-заливочное отделение…………………………23
1.5.4. Термообрубное отделение………………………………………………..27
1.5.5. Вспомогательные отделения цеха………………………………………..31
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………...34
2.1. Технология изготовления рабочей лопатки 1-ой ступени………………35
2.1.1. Приготовление модельного состава……………………………………..35
2.1.2. Изготовление модели……………………………………………………..36
2.1.3. Контроль моделей лопаток……………………………………………….36
2.1.4. Изготовление литниковой системы……………………………………..36
2.1.5. Зачистка модели и сборка блока…………………………………………37
2.1.6. Клеймение моделей и блоков…………………………………………….37
2.1.7. Контроль моделей блоков………………………………………………..37
2.1.8. Приготовление огнеупорной суспензии на водном связующем……..38
2.1.9. Формирование керамической оболочки………………………………...39
2.1.10. Вакуумно-аммиачная сушка блоков……………………………………39
2.1.11. Удаление модельного состава из блоков………………………………39
2.1.12. Прокалка блоков…………………………………………………………40
2.1.13. Контроль керамических форм………………………………………….40
2.1.14. Подготовка форм к заливке…………………………………………….40
2.1.15. Аттестация шихты……………………………………………………….41
2.1.16. Подготовка шихты………………………………………………………41
2.1.17. Подготовка вакуумной установки к работе……………………………42
2.1.18. Прокалка керамических блоков перед заливкой………………………42
2.1.19. Плавка металла и заливка формы………………………………………44
2.1.20. Отбивка керамики……………………………………………………….44
2.1.21. Отрезка отливки от литниковой системы……………………………..44
2.1.22. Контроль марки сплава………………………………………………….45
2.1.23. Обдувка отливок…………………………………………………………45
2.1.24. Зачистка остатков питателей и промывников…………………………45
2.1.25. Визуальный контроль……………………………………………………45
2.1.26. Зачистка дефектов……………………………………………………….45
2.1.27. Травление лопаток на макроструктуру………………………………..46
2.1.28. Контроль макроструктуры………………………………………………46
2.1.29. Рентгеноконтроль………………………………………………………..46
2.1.30. Капиллярно-люминисцентный контроль………………………………47
2.1.31. Подготовка линии «Magnaflux» к работе………………………………47
2.1.32. Подготовка поверхности отливок и нанесение дефектоскопических материалов………………………………………………………………………..47
2.1.33. Предварительный контроль дефектов, выявленных КЛК…………….47
2.1.34. Рихтовка отливок………………………………………………………..48
2.1.35. Контроль геометрии……………………………………………………..49
2.1.36. Сдача отливок……………………………………………………………50
2.2. Современные технологии в литейном производстве…………………….51
2.2.1. Расчет литниково-питающей системы…………………………………..51
2.2.2. ПолигонСофт……………………………………………………………...52
2.2.3. ProCAST…………………………………………………………………...56
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………………60
3.1. Введение……………………………………………………………………..60
3.2. Описание конструкции……………………………………………………..60
3.3. Направление модернизации камерной прокалочной печи Н85-В………61
3.4. Улучшение конструкции загрузочного окна и замена привода дверцы..62
3.5. Выводы………………………………………………………………………65
4. СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………67
4.1. Расположение корпуса на территории завода……………………………67
4.2. Основные показатели проектируемого цеха………………………………67
4.3. Элементы конструкции проектируемого цеха……………………………69
4.3.1. Фундаменты под колонны………………………………………………..69
4.3.2. Колонны……………………………………………………………………70
4.3.3. Фундаментные балки……………………………………………………..70
4.3.4. Обвязочные балки………………………………………………………...70
4.3.5. Подкрановые балки……………………………………………………….70
4.3.6. Несущие конструкции покрытия………………………………………..71
4.3.7. Несущие ограждающие конструкции покрытий……………………….71
4.3.8. Гидроизоляционный ковер……………………………………………….72
4.3.9. Водостоки………………………………………………………………….72
4.3.10. Перегородки……………………………………………………………...72
4.3.11. Оконные переплеты……………………………………………………...73
4.3.12. Фонари……………………………………………………………………73
4.3.13. Полы………………………………………………………………………73
4.3.14. Ворота…………………………………………………………………….74
4.3.15. Лестницы…………………………………………………………………74
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ(Бизнес-план)………………………………...76
5.1. Резюме(введение)…………………………………………………………...76
5.2. Описание товара и обоснование его выбора………………………………78
5.3. Оценка рынков сбыта……………………………………………………….78
5.4. Оценка конкурентов………………………………………………………...79
5.5. План маркетинга…………………………………………………………….80
5.6. Производственный и финансовый план………………………………….81
5.6.1. Расчет капитальный затрат(инвестиций) на проектируемый цех…….81
5.6.2. Определение численности работающих в проектируемом цехе и фондов заработной платы………………………………………………………………...85
5.6.3. Определение общей суммы годовых расходов…………………………92
5.6.4. Расчет показателей экономической эффективности…………………...98
5.6.5. Технико-экономические показатели цеха и их анализ………………..99
5.6.6. Определение точки безубыточности…………………………………...101
6. ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ………………..104
6.1. Факторы, определяющие исход воздействия электрического тока……104
6.2. Мероприятия по обеспечению электробезопасности…………………...106
6.3. Требования по охране труда при выплавке жаропрочных сплавов в вакуумных печах……………………………………………………………….108
6.4. Защитное заземление электроустановок………………………………..110
6.5. Защитное зануление………………………………………………………113
Вывод……………………………………………………………………………115
Список литературы…………………………………………………………….116
ВВЕДЕНИЕ
Литейное производство - одна из отраслей промышленности, продуктом которой являются отливки, получаемые в литейных формах при заполнении их жидким металлом. Литые детали используются в металлообрабатывающих станках, двигателях внутреннего сгорания, компрессорах, насосах, электродвигателях, паровых и гидравлических турбинах, прокатных станах, сельскохозяйственных машинах, автомобилях тракторах, локомотивах, вагонах. Значительный объем литых изделий, особенно из цветных сплавов, потребляют авиация, оборонная промышленность, приборостроение. Годовой объем производства отливок в мире превышает 100 млн.т., из которых около 20% приходится на Россию. Методами литья изготавливается до 40% заготовок деталей машин, а в некоторых отраслях машиностроения, например в станкостроении, доля литых изделий составляет 80%.
Перед другими видами металлообработки (обработка металлов давлением, резанием, сваркой) литейное производство имеет преимущество в обеспечении формообразования изделия из металла в жидком состоянии с минимальным силовым воздействием на металл. При этом даже очень сложные формы заполняются самотеком или при силовом воздействии на металл в сотни и тысячи раз меньшем, чем, например, при обработке металлов давлением. По этой же причине литейное производство обеспечивает изготовление изделий сложной формы (например, блоков цилиндров автомобилей) недоступных для других видов металлообработки. Однако обратный процесс затвердевания и охлаждения металла в форме создает проблемы обеспечения качества отливок, что является предметом теории литейных технологий.
Литьем могут быть изготовлены изделия практически любой массы от нескольких граммов до сотен тонн, со стенками толщиной от долей миллиметра до метров. Основные сплавы, из которых изготавливают отливки: серый и высокопрочный чугун (до 75% отливок по массе), углеродистые и легированные стали (свыше 20%) и цветные сплавы (медные, алюминиевые, цинковые и магниевые). Область применения литых изделий будет непрерывно расширяться по мере решения проблем литейной технологии.
В рамках становления в нашей стране рыночных отношений, наиболее важным критерием бесперебойной работы предприятий автомобильной промышленности является гибкий технологический процесс производства, который позволяет в условиях конкуренции и небольшой покупательной способности потребителей продукции обеспечивать жителей страны рабочими местами, получать прибыль, наращивать объем производства путем быстрой переориентации производства на новые виды продукции.
Сегодня к технологиям литейного производства предъявляются очень строгие требования. Наиболее актуальными являются требования к качеству отливок и условиям труда в цехе.
Основная тенденция современного литейного производства заключается в непрерывном росте качества отливок, повышении их геометрической и весовой точности, снижении металлоемкости. Способ получения отливок в обычные сырые песчано-глинистые формы остается наиболее распространенным, особенно в массовом производстве, а в некоторых случаях и единственным. Это объясняется относительно низкой стоимостью, технологической надежностью, возможностью получать отливки любой массы и сложности.
Растет механизация и автоматизация литейного производства. На российских заводах работают десятки автоматических линий отечественного и зарубежного производства.
1. Проектная часть
Исходными данными для дипломного проекта являются:
Производственная программа является основой для проектирования литейного цеха. Расчет производственной программы рекомендуется производить по приведенной программе, для чего в период прохождения преддипломной практики студенты выбирают не менее двадцати представителей отливок средней сложности, разбитых на три весовые группы: мелкого, среднего и крупного литья.
Спецификация отливок-представителей вместе с уточняющими характеристиками представлена в виде таблицы – 1.
Программа выпуска отливок обычно задается в тоннаже – Q т/год.
На основании данных табл.1.1 можно вычислить вес одного комплекта отливок на условное изделие но каждому виду сплава.
q1II n1II + q2II n2II +…+ qkII nkII = qiII niII (1)
а также по всем сплавам производственной программы
qII nII = qjII njII + … + qjII njII (2)
Определив полную массу годных отливок, выпускаемых проектируемым литейным цехом в соответствии о заданной программой на условное изделие, можно рассчитать количество комплектов отливок на приведённую программу выпуска продукции.
N = компл.отл./год. (3)
Определим также массу стружки, образующейся при механической обработке отливок,
qотл = (qjII qjI), кг (4)
и массу литников и прибылей на отливках
qлп = (qjIII qjII), кг (5)
где qjI – масса отливки в механически обработанном виде, кг;
qjII – масса отливка в обрубленном виде, кг;
qjIII – масса отливки с литниками и прибылями;
nI – количество отливок на изделие, шт.;
nII – количество отливок на изделие с учетом запасных частей, шт;
nIII – количество отливок на комплект сучетом запасных частей и брака по вине механического и литейного цехов, шт;
Запасные части берутся в % к njI, а брак - в % к njII
Отсюда:
njII = njI + 0,01Sj * njI = njI(1+0,01Sj) (6)
njIII = njII *(1+0,01Pj) (7)
Процент запасных частей назначается индивидуально по каждому виду отливок: S = 0 + 5%
Брак отливок по вине механического цеха обычно не превышает 0,2 – 0,3%. Брак литья зависит от рода сплава и способа изготовления отливок, а также от совершенства технологического процесса изготовления отливок. Брак отливок составляет: при литье алюминиевых сплавов – 3 – 4%; при литье магниевых сплавов – 4 – 5%; при литье медных сплавов – 2 – 4%; при литье стальных отливок – 3 – 5%.
В ряде случаев необходимо учитывать при определении оптимальной мощности литейного цеха объем выпуска продукция для собственных нужд цеха, предприятия и по кооперированным поставкам.
Подетальная спецификация отливок составляется отдельно по каждой марке сплава, поскольку именно марка сплава определяет специфику технологического процесса производства отливок.
Количество отливок, выпускаемых цехом по каждому наименованию, определяется следующим образом:
n = njII * N шт./год. (8)
q = qjII * njII * N кг./год. (9)
Исходные технологические данные отдельно по каждой группе по массе рассчитывают и заносят в табл. 1.2.
Таблица 1.1.
Подетальная ведомость расчета количества и массы отливок и металлозавалки на годовую программу из сплава ЧС70-ВИ.
|
№ п/п |
Изделие, деталь |
Металл |
Масса, кг |
Габаритные размеры, мм |
На изделие |
Годовая программа выпуска отливок |
||||||||||
|
Детали |
Отливки |
Длина |
Ширина |
Высота |
Штук |
Отливок, кг |
На изделие |
На запчасти |
Всего |
|||||||
|
Штук |
Тонн |
% |
Штук |
Тонн |
Штук |
Тонн |
||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
1 |
Лопатка рабочая 1 ст. |
ЧС70-ВИ |
2,14 |
2,64 |
354 |
78 |
86 |
66 |
174,24 |
19338 |
51,05 |
2 |
394 |
1,04 |
19732 |
52,092 |
|
2 |
Лопатка рабочая 2 ст. |
ЧС70-ВИ |
2,17 |
2,67 |
407 |
89 |
90 |
66 |
176,22 |
18776 |
50,14 |
2 |
383 |
1,02 |
19159 |
51,154 |
|
3 |
Лопатка рабочая 3 ст. |
ЧС70-ВИ |
2,4 |
2,9 |
453 |
84 |
85 |
66 |
191,4 |
17003 |
40,31 |
2 |
347 |
1 |
17350 |
50,315 |
|
4 |
Лопатка рабочая ТНД |
ЧС70-ВИ |
0,206 |
0,313 |
65 |
60 |
160 |
90 |
28,17 |
83300 |
26,07 |
2 |
1700 |
0,532 |
85000 |
26,605 |
|
5 |
Лопатка рабочая 1 ст. |
ЧС70-ВИ |
0,125 |
0,245 |
43 |
64 |
115 |
80 |
19,6 |
90334 |
22,14 |
2 |
1843 |
0,45 |
92177 |
22,59 |
|
6 |
Лопатка рабочая ТВД |
ЧС70-ВИ |
0,225 |
0,305 |
22 |
37 |
188 |
80 |
24,4 |
96236 |
29,35 |
2 |
1964 |
0,6 |
98200 |
29,951 |
|
7 |
Лопатка рабочая 1 ст. |
ЧС70-ВИ |
0,460 |
0,490 |
48 |
32 |
145 |
65 |
31,85 |
41865 |
20,51 |
2 |
854 |
0,42 |
42719 |
20,932 |
|
8 |
Лопатка рабочая 2 ст. |
ЧС70-ВИ |
0,350 |
0,370 |
48 |
32 |
145 |
75 |
27,75 |
54140 |
20,04 |
2 |
1104 |
0,41 |
55244 |
20,44 |
Продолжение таб. 1.1.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
9 |
Лопатка рабочая 3 ст. |
ЧС70-ВИ |
0,190 |
0,210 |
55 |
30 |
130 |
90 |
18,9 |
93567 |
19,65 |
2 |
1909 |
0,4 |
95476 |
20,05 |
|
10 |
Блок сопловых лопаток ТВД |
ЧС70-ВИ |
0,950 |
1,200 |
38 |
180 |
47 |
14 |
16,8 |
31004 |
37,20 |
2 |
633 |
0,76 |
31637 |
55,872 |
|
Итого |
350 |
Таблица 1.2.
Исходные технологические данные
|
|
№ детали |
Масса отл., кг. (А) |
Программа |
Число моделей в звене (В) |
Число звеньев в блоке. |
Число моделей в блоке (Г) |
Число модельных звеньев /моделей/ на программу |
Число блоков на программу (Д) |
Масса модельного состава, кг. |
|||
|
шт. (Б) |
тонн |
На одну Модель |
На один блок (Ж) |
На программу |
||||||||
|
1 |
Лопатка рабочая 1 ст. |
2,64 |
19732 |
52,092 |
1 |
1 |
1 |
19732 |
19732 |
0,660 |
1,720 |
33,939 |
|
2 |
Лопатка рабочая 2 ст. |
2,67 |
19159 |
51,154 |
1 |
1 |
1 |
19159 |
19159 |
0,667 |
1,760 |
33,180 |
|
3 |
Лопатка рабочая 3 ст. |
2,9 |
17350 |
50,315 |
1 |
1 |
1 |
17350 |
17350 |
0,725 |
2,100 |
36,435 |
|
4 |
Лопатка рабочая ТНД |
0,313 |
85000 |
26,605 |
1 |
1 |
6 |
85000 |
14167 |
0,108 |
1,628 |
23,064 |
|
5 |
Лопатка рабочая 1 ст. |
0,245 |
92177 |
22,59 |
1 |
1 |
9 |
92177 |
10242 |
0,101 |
2,349 |
24,058 |
|
6 |
Лопатка рабочая ТВД |
0,305 |
98200 |
29,951 |
1 |
1 |
9 |
98200 |
10911 |
0,102 |
1,888 |
20,6 |
|
7 |
Лопатка рабочая 1 ст. |
0,490 |
42719 |
20,932 |
1 |
1 |
6 |
42719 |
7120 |
0,168 |
2,212 |
15,749 |
|
8 |
Лопатка рабочая 2 ст. |
0,370 |
55244 |
20,44 |
1 |
1 |
6 |
55244 |
9207 |
0,122 |
1,880 |
17,309 |
|
9 |
Лопатка рабочая 3 ст. |
0,210 |
95476 |
20,05 |
1 |
1 |
6 |
95476 |
15913 |
0,103 |
1,756 |
27,943 |
|
10 |
Блок сопловых лопаток ТВД |
1,200 |
31637 |
55,872 |
3 |
1 |
2 |
10546 |
5273 |
0,325 |
1,662 |
8,763 |
|
Итого |
241,6 |
Таблица 1.2 содержит только исходные технологические данные и использовать их для расчёта числа оборудования нельзя. В этих данных не учтены неизбежные на производстве потери и брак из-за некачественных материалов, ошибок рабочего, неисправности оборудования и других причин. Брак и потери на производстве возмещают путём увеличенного против программы изготовления моделей, форм или отливок по переходам процесса. Для определения числа подлежащих изготовлению моделей, форм и отливок на которое рассчитывают оборудование, вводят коэффициенты технологических потерь:
k = Bn / B,
где Bn - число отливок, форм для моделей, которое необходимо изготовить в данном отделении для выполнения программы и для восполнения брака и потерь;
В - число отливок, форм или моделей по программе (без учёта брака и потерь).
Для каждого производственного участка /группы операций/ рассчитывают свой k, учитывающий потери и брак не только этой группы операций, но и всех последующих (табл. 3)
Таблица 1.3.
Примерные коэффициенты технологических потерь.
|
Группа операций или производственный участок цеха |
Технологические потери и брак, % |
Коэффициенты технологи- ческих потерь |
|
|
Изготовление модельных блоков |
15 |
k4 = 1,42 |
|
|
Изготовление форм |
3 |
k3 = 1,2 |
|
|
Обжиг форм, плавка и заливка металла |
6 |
k2 = 1,16 |
|
|
Обрубка, термообработка и отделение отливок |
9 |
k1 = 1,1 |
Определив k1 - k4 составляют ведомость объемов производства для расчёта основного оборудования (табл. 1.4.).
Таблица 1.4.
Ведомость объемов производства.
|
Наименование отливки. |
Про- грамма |
Число на програм-му, шт. |
Масса модельного состава на программу, кг (Д) |
На программу с учетом потерь. |
||||||||
|
шт (А) |
кг (Б) |
Модельных звенеьев (В) |
Блоков (Г) |
Число, шт. |
Масса, кг. |
|||||||
|
Модельных блоков (Е) |
оболочек |
Блоков отливок (л) |
отливок |
Модельного состава |
Суспензии |
Отливок (И) |
||||||
|
Лопатка рабочая 1 ст. |
19732 |
52092 |
19732 |
19732 |
540,75 |
28019 |
33623 |
39003 |
42903 |
48193 |
- |
57301 |
|
Лопатка рабочая 2 ст. |
19159 |
51154 |
19159 |
19159 |
372,3 |
27205 |
32646 |
37870 |
41657 |
47115 |
- |
56269 |
|
Лопатка рабочая 3 ст. |
17350 |
50315 |
17350 |
17350 |
10217,69 |
24637 |
29594 |
34294 |
37724 |
51737 |
- |
55346 |
|
Лопатка рабочая ТНД |
85000 |
26605 |
85000 |
14167 |
20117 |
20117 |
24140 |
28003 |
30803 |
32750 |
- |
29265 |
|
Лопатка рабочая 1 ст. |
92177 |
2259 |
92177 |
10242 |
14543 |
14543 |
17452 |
20244 |
22269 |
34162 |
- |
24849 |
|
Лопатка рабочая ТВД |
98200 |
29951 |
98200 |
10911 |
15493 |
15493 |
18592 |
21567 |
23723 |
29252 |
- |
32946 |
|
Лопатка рабочая 1 ст. |
42719 |
20932 |
42719 |
7120 |
10110 |
10110 |
12132 |
14073 |
15481 |
22363 |
- |
23025 |
|
Лопатка рабочая 2 ст. |
55244 |
2044 |
55244 |
9207 |
13073 |
13073 |
15688 |
18198 |
20018 |
24578 |
- |
22484 |
|
Лопатка рабочая 3 ст. |
95476 |
2005 |
95476 |
15913 |
22596 |
22596 |
27115 |
31454 |
34599 |
39679 |
- |
22055 |
|
Блок сопловых лопаток ТВД |
31637 |
55872 |
10546 |
5273 |
7487 |
7487 |
8985 |
10422 |
11465 |
12443 |
- |
61459 |
Число модельных блоков: Г * k4
Число оболочек: Г * k4 * k3
Число блоков отливок: Г * k4 * k3 * k2
Число отливок: Г * k4 * k3 * k2 * k1
Основными параметрами, определяющими выбор технологического процесса изготовления отливок, являются:
а) характер производства литой продукции;
б) масса и габаритные размеры отливок;
в) класс точности и чистота поверхности литых деталей;
г) род применяемых в производстве сплавов;
д) вид производственной программы и мощность проектируемого или реконструируемого цеха.
Вариант технологического процесса изготовления отливок выбирают на основании расчета и сравнения ряда показателей: коэффициента использования металла, трудоемкости и себестоимости литейной продукции, определявших рентабельность производства.
Одним из прогрессивных направлений дальнейшего развития литейного производства является его специализация, заключающаяся в создании отдельных производственных потоков для изготовления технологически однородных групп отливок в зависимости от массы, габаритных размеров отливок, марки сплава, объема и типа производства и открывающая широкие возможности, для роста производительности труда, внедрения средств механизации и автоматизации технологических процессов, робототехники, гибких автоматизированных производств и автоматизированных систем управления.
Технологический процесс должен обеспечивать:
1. Стандартное качество отливок в соответствии с ГОСТ и ТУ.
2. Возможность механизации и автоматизации и высокую производительность.
3. Применение по возможности недорогих и недефицитных материалов.
4. Изготовление отливок с применением малоотходных и безотходных технологий при комплексном использовании отходов производства.
5. Здоровые условия труда с исключением тяжёлых ручных операций.
6. Достаточную экономичность, т.е. невысокую стоимость продукции, включая затрату на освоение технологии изготовления отливок, на приспособления, оснастку и т.д.
При обосновании технологического процесса литья необходимо предусмотреть контрольные мероприятия для наиболее раннего выявления брака отливок и снижения затрат на обработку дефектных деталей необходимо предусмотреть контрольные мероприятия для наиболее раннего выявления брака отливок и снижения затрат на обработку дефектных деталей.
В соответствии с обоснованно назначенным технологическим процессом выбираемое производственное оборудование должно быть:
1. По возможности более производительным и обеспечивать качественное выполнение операций.
2. Более полно загружено по мощности и по времени.
3. Наиболее механизированным и по возможности автоматизированным, должно обеспечивать здоровые условия труда и безопасность.
4. По возможности недорогим и недефицитным и занимать возможно меньшую площадь с учетом обслуживания, а также использовать по возможности недорогие виды энергии.
Литейное оборудование должно быть нагружено на 80 – 90%. Загрузка более, чем на 90 - 95% допускается при использовании дорогого, уникального и импортного оборудования.
При применении многопозиционных установок резко повышается производительность труда, на 35 – 50% снижается себестоимость продукции, сокращается число рабочих мест, повышается степень механизации и автоматизации производственных процессов, уменьшается площадь литейного цеха, снижаются капитальные затраты на приобретение оборудования и транспортных средств, появляется большая точность в регулировании технологического процесса, резко упрощаются транспортные оперении.
1.5.1. Модельное отделение.
В процессе производства моделей деталей используется литьевой воск. Этот литьевой воск имеет очень низкую зольность (образование золы в результате сжигания модели в керамической корке) и обеспечивает наилучшее качество обработки поверхности. Он идеально подходит для процесса литья по выплавляемым моделям, поскольку быстро выжигается из оболочки, используемой при типичном процессе литья по выплавляемым моделям. Изготовление выплавляемых моделей производится на установках с применением технологии прототипирования при получении моделей ThermoJet. ThermoJet – это трехмерный принтер, производящий модели с помощью специальной струйной головки. Процесс предложен Скоттом Крампом, а выпуск производственных установок начался с 1991 года компанией Stratasys. FDM – это вторая по счету распространенная технология быстрого прототипирования Stereolithography.
Концепция процесса включает предварительный подогреве материала и затем контролируемую заливку расплавом.
Материал в виде нити, диаметр которой составляет 0,127 см, поступает на катушках (А) длиной 926 м. к экструдируемой головке (В). Сопло находится в нагретом состоянии, температура которого соответствует температуре плавления материала. Материал выдавливается дозами и тут же скрепляется с предыдущем слоем.
Головка перемещается в направлении X – Y или сама платформа (D) позиционируется, синтезируя модель слой за слоем. Платформа опускается на толщину одного слоя и процесс повторяется.
Вся система помещена в термический корпус, который поддерживает температуру чуть ниже температуры плавления материала. Таким образом, необходимо небольшое количество дополнительной тепловой энергии, чтобы сопло достигло температуры плавления материала.
Модельное отделение состоит из следующих участков. Участка подготовки компонентов модельного состава и его приготовления, участка изготовления и охлаждения моделей и их сборки в блоки. Потребность в оборудовании для приготовления модельного состава определяют по формуле:
(шт.)
где ММ - количество модельного состава данной марки для годовой программы, т;
q - часовая производительность оборудования, т./ч.
ФД - действительный фонд времени работы оборудования в год, ч.
Принимаем 1 установку, коэффициент загрузки K=0,93/1=0,93.
Необходимое количество оборудования для изготовления моделей или звеньев и литниковых систем рассчитывается по формуле:
(шт.)
где QМ - годовое количество моделей или звеньев, шт;
K1 – коэффициент, учитывающий брак отливки, K1 = 1,05;
q - производительность машин, съемов/ч.;
K2 - коэффициент, учитывающий брак оболочек, K2 =1,2;
ФД - действительный фонд времени работы оборудования;
a - количество моделей в пресс-форме, шт.
Принимаю 8 установок, коэффициент загрузки K=7,1/8=0,88.
1.5.2. Отделение изготовления оболочек.
При изготовлении керамических форм используются керамические порошки, применяемые в качестве наполнителей керамической суспензии при литье по выплавляемым моделям лопаток и деталей ГТД. Составы для изготовления керамических форм позволяют получать керамическую форму с повышенной теплопроводностью, что способствует получению более мелкой структуры отливок, в частности лопаток ГТД из жаропрочных никелевых сплавов, а также ведет к снижению металлургических дефектов.
Это отделение состоит из участка подготовки огнеупорных материалов, растворителей и связующих, участка формирования оболочки, участка выплавления модельного состава.
Годовое количество суспензии (кг) определяет по формуле:
(кг.)
где Q - годовой выпуск литья, т;
K5 - коэффициент, учитывавши брак литья, K5 = 1,06;
K6 - коэффициент, учитывающий брак моделей, K6 = 1,1
K7 - коэффициент, учитывающий потери суспензии, K7 = 1,2;
- коэффициент использования оборудования для изготовления моделей.
Часовая потребность в суспензии:
( кг )
где Ф - фонд рабочего времени оборудования для изготовления моделей, ч.
Для изготовления оболочек рекомендуется применять полуавтоматические и автоматические установки.
Потребное количество оборудования для изготовления оболочек рассчитывается по формуле:
(шт.)
где Qоб - количество оболочек в год, шт.;
- 0,7-0,8 – коэффициент использования оборудования;
1,05 – коэффициент, учитывающий брак отливки;
1,07 – коэффициент, учитывающий брак оболочек.
Ф - годовой фонд времени, ч.;
n - производительность оборудования, обол./ч.
Принимаем 6 установок, коэффициент загрузки K=5,2/6=0,86.
Количество сушильных установок определяется по формуле:
(шт.)
где M - количество модельных блоков в год, шт.;
n - количество слое покрытия,
Т - длительность сушки, ч;
Ф - годовой фонд времени, ч.;
a -коэффициент заполнения, a = 0,6-0,8.
Принимаю 4 сушилки, коэффициент загрузки K=3,3/4=0,825.
Количество установок для выплавления модельного состава определяется по формуле:
(шт.)
где М - количество модельных блоков в год, шт.;
Т2 - длительность выплавления, ч.;
Ф - годовой фонд временя, ч;
a2 - коэффициент заполнения, a2=0,5 – 0,8.
Принимаем 2 установки, коэффициент загрузки K=1,7/2=0,85.
1.5.3. Прокалочно-плавильно-заливочное отделение.
В этом отделении выполняются операции, связанные с комплектованием оболочек по маркам сплавов, установкой их в опоки, уплотнением засыпанного в опоки наполнителя, прокаливанием форм и их заливкой металлом.
Камерная электропечь Н85-В.
Электропечь предназначена для прокалки модельных блоков. В зависимости от габаритных размеров в нее могут быть помещены от 8 до 18 модельных блоков. Электропечь состоит из кожуха, футеровки, нагревательных элементов, механизма подъема дверцы. Кожух электропечи бескаркасный. На передней наклонной стенке кожуха закреплены чугунные плиты. Они играют роль направляющих для дверцы, а также служат для плотного прилегания дверцы к загрузочному проему.
Огнеупорная часть футеровки выполнена из легковесного шамота ШЛБ-1,0 и шамота ШБ, теплоизоляционная - из засыпки диатомитовой, диатомитового кирпича и керамвола. Под изготовлен из отдельных литых жароупорных плит.
Нагревательные элементы выполнены из проволоки высокого омического сопротивления, в виде спиралей, уложенных на полочки на боковых стенках и поду и подвешенных на трубках на своде.
Материал трубок – высокоглиноземистый шамот ВГЛ-1,3.
Подъем дверцы осуществляется от электропривода.
Электропечь двухзонная. Это дает возможность получить равномерную температуру по длине электропечи.
Регулировка температуры в каждой зоне автоматическая. На электропечи предусмотрены блокировки, отключающие нагреватели электропечи при подъеме дверцы и ограничивающие ход дверцы.
Технические характеристики электропечи Н85-В.
Мощность установленная, кВт 91,1
Мощность нагревателей, кВт 90
Напряжение питающей среды, В 380
Напряжение на нагревателях, В 220
Число фаз 3
Частота, Гц 50
Максимальная рабочая температура, С 1000
Число зон 2
Время разогрева электропечи до рабочей температуры, ч 4
Мощность холостого хода, кВт 22
Масса садки, кг 1350
Рабочая среда воздух
Размеры рабочего пространства, мм
ширина 850
длина 1700
высота 500
Установка для вакуумного литья «УППФ-ЗМК».
Вакуумная установка «УППФ-ЗМК» предназначена для литья лопаток газотурбинных двигателей с равноосной структурой из жаропрочных сталей и сплавов по выплавляемым моделям. Приоритетным направлением при изготовлении лопаток газотурбинных двигателей из жаропрочных сплавов на никелевой основе для условий эксплуатации с рабочими температурами ниже 900°С является литьё изделий с равноосной структурой. Этот процесс менее трудоёмок по сравнению с литьём деталей с направленной и монокристаллической структурами.
Установка типа «УППФ-ЗМК» состоит из следующих основных частей:
Подача заливаемых форм, находящихся в печи подогрева, и загрузка шихтой плавильной печи осуществляется через технологические вакуумные затворы, чем обеспечивается сохранение рабочего вакуума в плавильной камере в процессе работы.
Наличие печи подогрева форм увеличивает жидкотекучесть расплава, чем обеспечивается требуемая плотность отливок. Наличие постоянного рабочего вакуума в плавильной камере повышает производительность установки, увеличивает стойкость плавильной печи, уменьшает попадание в расплав газовых включений и частиц тигля. Плавильная печь работает на набивных или мерных тиглях. Установка позволяет отливать разнообразную номенклатуру деталей весом до 15 кг.
Технические характеристики установки “УППФ-ЗМК”.
Масса, кг 10300
Рабочий вакуум, мм рт ст 5-10-3
Производительность, форм/час 3
Емкость тигля, кг 15
Температура расплава, °С 1600
Температура печи подогрева форм, °С 1000
Установочная мощность, кВт 175
Габариты, мм (max) 5900x6000x4200
Количество устанавливаемых плавильных печей рассчитывается по формуле:
(шт.)
где Qжм – масса жидкого металла в формы на годовую программу, т;
1,2 – коэффициент, учитывающий неравномерность потребления металла;
0,97 – коэффициент, учитывающий выход жидкого металла в формах по сравнению с жидким металлом, полученным из печей;
q – производительность печи в час, т/час;
Фд – фонд рабочего времени печей, ч.
Принимаем 6 печей, коэффициент загрузки K=5,2/6=0,86.
1.5.4. Термообрубное отделение.
Назначение технологии очистки отливок определяется прежде всего характером литой продукции и наукой применяемого сплава.
Для выбивки стержней из отливок рекомендуется использовать агрегаты для выщелачивания керамики, галтовочные барабаны непрерывного действия, вибрационные установки, гидравлические и пескогидравлические камеры непрерывного и периодического действия, электрогидравлические установки.
Для очистки отливок также рекомендуется использовать перечисленное выше оборудование, а также дробемётные барабаны, столы, камеры и дробемётно-дробеструйные камеры.
Для удаления химического пригара о поверхности стальник отливок необходимо планировать использование электрохимического травления.
Отдаление элементов литниково-питающих систем от отливок осуществляют ацетиленокислородными резаками, на пильных дисковых и ленточных станках, механических станках, на пневмогидравлических прессах и механических ножницах, анодно-механической резкой и т.д.
Зачистку отливок рекомендуется производить на автоматизированных обдирочно-шлифовальных станках с использованием робототехники.
Термообработку отливок проводят в электрических печах непрерывного (конвейерного) и периодического действия.
Практически вся обработка производится на станках с числовым программным управлением. Использование станков с числовым программным управлением, как отечественного, так и импортного производства, позволяет изготавливать детали с максимальной концентрацией комбинированной обработки в одной операции, что дает возможность снижать цены и трудоемкость сложных в изготовлении деталей и сборочных единиц. Механическая обработка лопаток производится с помощью высокопроизводительных прецизионных фрезеровальных центров с ЧПУ фирм Starr AG, Heckert, Forest и др.
Подготовка поверхностей для механической обработки, удаление элементов, связанных с особенностями изготовления заготовки (облой, напуски, и пр.),производится на универсальном фрезерном оборудовании - на вертикально -фрезерных, горизонтально-фрезерных, продольно-фрезерных станках ,и на специальных агрегатных станках горизонтальной компоновки типа“обрабатывающий центр”; используется стандартизированный инструмент, твердосплавный инструмент со сменными режущими пластинами или сменными зубьями (для лопаток из нержавеющих сталей)
Операции фрезерования выполняются на станках NX-155, NX-251
фирмы Starr AG и FA-4, FA-5 фирмы Forest и другом специализированном оборудовании. Для обработки лопаток с бандажными полками будут применяться пятикоординатные фрезерные станки Liechti Turbomill 1200 (Щвейцария), на которых за одну установку можно обрабатывать все трактовые поверхности пера лопаток.
Лопатки проходят ручную шлифовальную и машинную ленточно-шлифовальную обработку на станках Metabo, окончательная обработка профиля пера лопаток компрессора осуществляется полированием на виброконтактных станках. Базовые поверхности литых турбинных лопаток и хвостовики турбинных рабочих лопаток обрабатываются глубинным шлифованием на специальном оборудовании.
Обработка каналов сопловых аппаратов производится на фрезерных станках с ЧПУ модели 6Р13Ф3.
Для обдирки, выполнения специальных элементов конструкций лопатки в некоторых случаях для формирования профилей рабочей части в лопатках из никелевых сплавов используются методы электроэрозионной и электрохимической обработки.
Наиболее характерным примером разработанного и внедренного технологического процесса при обработке деталей ГТД является высокопроизводительная струйная электроэрозионная обработка глубоких отверстий диаметром 0,2…2,0 мм.
Для повышения эффективности охлаждения, отверстия в лопатках имеют тенденцию к уменьшению диаметров до 0,2…0,5 мм, увеличению соотношения глубины отверстия к диаметру и вход отверстий в обрабатываемую поверхность осуществляется под острыми углами.
Традиционными методами ЭЭО изготавливают отверстия диаметром 0,4…1,2 мм при соотношении глубины к диаметру менее 10. Поэтому эти методы ЭЭО не могут быть использованы для получения глубоких отверстий малого диаметра. Другие методы (в том числе механические) также не могут быть применены для этих целей, учитывая геометрические размеры, расположение отверстий и то, что материалы деталей двигателей имеют высокие физико-механические характеристики.
В результате проведенных исследований были определены условия обработки глубоких отверстий (до 30…50 мм) диаметром 0,2…2,0 мм в указанных деталях методом струйной электроэрозионной обработки.
Суть струйной ЭЭО заключается в электроэрозионной обработке глубоких отверстий трубчатыми электродами, через которые прокачивается диэлектрическая жидкость под высоким давлением. В качестве рабочей жидкости используются диэлектрические жидкости на водной основе или на основе углеводородного сырья. Это позволяет получать наряду с высокой производительностью хорошее качество поверхности.
Анализ существующих конструктивных решений и технологических процессов в производстве ГТД показал, что одним из путей повышения качества и технологичности конструкций, коэффициента использования металла, снижения трудоемкости изготовления изделий является применение сварных и паяных конструкций. Так, например, общая протяженность сварных и паяных швов в современном ГТД составляет более 1000 м, поэтому их высокое качество во многом определяет ресурс и надежность двигателя. Для изготовления охлаждающих отверстий на профиле пера лопаток турбины газотурбинных двигателей и энергетических машин широкое применение находит электроэрозионная обработка (ЭЭО). Относительная глубина отверстий, получаемых электроэрозионной прошивкой, обычно не превышает 20. Максимальная относительная глубина прошиваемого отверстия при ЭЭО, помимо электрических параметров, во многом зависит и от параметров гидродинамических, особенно от давления прокачки.
Установлено, что самым эффективным способом электроэрозионной прошивки глубоких отверстий малого диаметра является прокачка маловязкой рабочей жидкости под большим давлением (до 10 МПа) через внутреннюю полость капиллярного вращающегося электрода. Обработка по такой схеме получила название струйной. Наиболее эффективно струйная электроэрозионная обработка реализована на станке "Fine SODICK".
Очистка отливок от керамики будет производится на установке для отделения керамической оболочки от блоков отливок (или оболочки от блоков и отливок от ЛПС) стояка за счет вибрации, создаваемой вибратором мод. 67101.
Установка для отделения керамики мод. 67101
Производительность до 45 блоков/ч
Расход сжатого воздуха 3,5 м3/мин.
Габаритные размеры, мм 1300х855х3100
Масса, кг 9000
Количество устанавливаемых установок для отделения керамики определяется по формуле:
(шт.)
где Qоб – количество отливок, назначенных для обработки на данном типе оборудования;
q – почасовая производительность оборудования, блоков/ч
Кн – коэффициент неравномерности подачи отливок на обработку.
Коэффициент Кн зависит от характера производства и равен 1,1-1,35;
Фд – действительный годовой фонд времени работы оборудования;
1,05 – коэффициент, учитывающий брак литья.
Принимаем 7 установок, коэффициент загрузки K=6,43/7=0,91.
1.5.5. Вспомогательные отделения литейного цеха
К вспомогательным отделениям относятся:
1. Участок ремонта и сушки ковшей.
2. Мастерская ремонта пресс-форм и специальной оснастки.
3. Ремонтно-механическая мастерская.
4. Электроремонтная мастерская.
5. Экспресс-лаборатория металлов, химическая, спектральная, механических испытаний.
6. Лаборатория модельных, связующих и формовочных материалов.
7. Экспериментальное отделение для выявления и устранения причин брака продукция, освоения и доводки технологии изготовления новых изделий и усовершенствованию технологи литья.
8. Участок контроля качества отливок, включая участок испытания отливок и исправления дефектов, окраски, оксидирования, пассивирования отливок и складирования.
9. Специализированный участок по регенерации модельного состава, материалом оболочковой формы и переработке других отходов производства.
Кроме того, должно быть предусмотрено размещение на планировке литейного цеха энергетических установок трансформаторных подстанций и щитов, установок постоянного тока, высокочастотных установок и санитарно-технических установок, установок приточно-вытяжной вентиляции, отопительных установок и агрегатов, установок для нейтрализации сточных вод, установок кондиционирования воздуха, бойлерных установок, а также уголков отдыха и установок газирования воды.
Оборудование перечисленных выше участков выбирается в основном по материалам, полученным проектантами на базах преддипломной практики.
По каждому участку необходимо обосновать выбор оборудования, его расстановку на плане, занимаемую площадь расположение на плане проектируемого цеха, а также представить перечень устанавливаемого оборудования и приборов контроля.
При расчёте любого типа оборудования следует учитывать тот факт, что в расчётном годовом фонде времени работы оборудования учитывают только потери временя на планово-предупредительный ремонт оборудования и не учитывает непредвиденные простои оборудования, при проектировании принимает к установке несколько большее число оборудования (с округлением в большую сторону, до целых единиц), чем получается по расчёту.
Размер резерва, который должен компенсировать непредвиденные простои оборудования, характеризуется коэффициентом загрузки оборудования:
kз.о. = Pp / P
где Pp - расчётное число оборудования,
P - принятое число единиц оборудования.
Коэффициент kз.о. должен быть таким, чтобы обеспечивалось выполнение программы в реальных производственных условиях при отсутствии неиспользуемых производственных мощностей. Чем слож нее оборудование, тем оно менее надежно в работе, поэтому меньше должен быть kз.о. И наоборот, чем надёжнее оборудование, тем ближе kз.о. к единице.
Технологии контроля качества отливок.
При контроле качества отливок используются современные технологии и оборудование. Контроль качества отливок осуществляется следующими методами:
2. Технологическая часть
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Введение
В соответствии с заданием в технологической части проекта представлена разработка технологии изготовления отливки рабочей лопатки 1-ой ступени. Данная лопатка имеет сложную конструкцию и ответственное назначение, поэтому её следует изготовлять методом литья по выплавляемым моделям.
Для проектирования модели лопатки и процессов затвердевания использовались современные технологии САПР (Полигон и ProCAST).
2.1. Технология изготовления рабочей лопатки 1-ой ступени
2.1.1. Приготовление модельного состава
В качестве материала для изготовления модели использовать литьевой воск.
2.1.2. Изготовление модели
Изготовление модели производить на установке ThermoJet.
ThermoJet – это трехмерный принтер, производящий модели с помощью специальной струйной головки.
Спецификация
|
Технология: |
Multi-Jet Modeling |
|
Разрешение: |
300 x 400 x 600 DPI (XYZ) |
|
Материал: |
Полимеры ThermoJet™ 2000 и ThermoJet 88 |
|
Цвет материала: |
Нейтральный, серый, черный |
|
Максимальный вес модели: |
5,9 кг |
|
Загрузка материала: |
Картридж 2,3 кг |
|
Интерфейс: |
TCP/IP protocol; Ethernet 10/100 Base-TX network; RJ-45 кабель |
|
Поддерживаемые платформы: |
Silicon Graphics IRIX v6.5.2 (OpenGL required) Hewlett Packard HP-UX v10.2 ACE (OpenGL required) Sun Microsystems Solaris v2.6.0 (OpenGL required) IBM RS/6000 v4.3.2 OpenGL required) Windows NT v4.0 98, 2000 and Millennium Edition |
|
Питание: |
100В, 50/60 герц, 15,5 ампер 115В, 50/60 герц, 10 ампер 230В, 50/60 герц, 6,3 ампера |
|
Размер: |
1,37x0,76x1,12 м (WxDxH) |
2.1.3. Контроль моделей лопаток.
Проверить визуально каждую модель. На модели не допускаются: трещины, сколы, утяжины, воздушные раковины, посторонние включения и другие дефекты, нарушающие чистоту поверхности и геометрические размеры модели. Контроль визуальный, 100%, по контрольному образцу.
2.1.4. Изготовление литниковой системы.
В качестве исходного материала использовать модельную композицию Салют-1.
Перед запрессовкой рабочую поверхность пресс-формы протереть смазкой.
Допускается использовать смазку следующего состава, объёмная доля в процентах:
- спирт гидролизный - 70 % (7000 мл)
- масло касторовое - 30 % (3000 мл)
Собрать пресс-форму и запрессовать модельную массу. Отпрессованную литниковую систему поместить в ванну с водой. Температура воды - (18+7) С.
2.1.5. Зачистка модели и сборка блока.
Произвести подготовку моделей под сборку:
Зачистить заусенцы и облой на модели детали и литниковой системы согласно контрольному образцу ножом для зачистки. Небольшие складки и поднутрения замазать ремонтным воском «Салют Р-4» или церезином и оплавить.
Произвести сборку модельного блока по эскизу, и контрольному образцу при помощи электроножа. При сборке тщательно заделать место соединения, не допуская острых углов и поднутрений.
Собранный блок обдуть сжатым воздухом (давление сетевое).
2.1.6. Клеймение моделей и блоков.
Клеймение модели производить металлической чертилкой. Модели лопаток заклеймить порядковым номером на замке лопатки. В модельном журнале сделать соответствующую отметку.
На элементах литниково-питающей системы должна быть указана марка сплава «ЧС-70» (клеймо марки сплава выгравировано в пресс-формах).
2.1.7. Контроль модельных блоков.
Проверить чистоту поверхности моделей, литниковой системы и качество соединения моделей с литниковой системой. На блоках не допускаются поднутрения, наплывы модельной массы, острые углы и заусенцы, трещины и поломы.
Поставить клеймо о годности на литниковой чаше.
2.1.8. Приготовление огнеупорной суспензии на водном связующем.
Каждую бочку со связующим «Ludox SK» подвергнуть входному контролю на содержание SiO2 и рН. Содержание SiO2 должно составлять 24…26 %, значение рН должно находиться в пределах 4…7 ед.
Приготовление огнеупорной суспензии для первого слоя с алюминатом кобальта производить следующим образом:
В чистый бак влить связующее «Ludox SK». Засыпать алюминат кобальта, засыпать электрокорунд небольшими порциями, начиная с самой мелкой фракции и заканчивая самой крупной фракцией, рассыпая его равномерно по поверхности. Время перемешивания между засыпкой каждой фракции электрокорунда должно составлять 40…60 мин. Следить за тем, чтобы не происходило образования комков. Соотношение «связующее : наполнитель» = «1 л : 3,6 кг».
Состав наполнителя, массовая доля в процентах:
Электрокорунд 25А М5 [F-1200] - 25 %
Электрокорунд 25А М40 [F-320/360] - 40 %
Электрокорунд 25А М60 [F-230] - 35 %
Алюминат кобальта - 5 % (сверх 100 %)
После внесения последней порции электрокорунда перемешать суспензию не менее 24 ч.
Проверить вязкость. Вязкость суспензии для первого слоя должна быть 98…103 с.
Приготовление огнеупорной суспензии для последующих слоев (наполнитель – электрокорунд) производить следующим образом:
В чистый бак влить связующее «Ludox SK». Засыпать электрокорунд небольшими порциями, начиная с самой мелкой фракции и заканчивая самой крупной фракцией, рассыпая его равномерно по поверхности. Время перемешивания между засыпкой каждой фракции электрокорунда должно составлять 40…60 мин. Следить за тем, чтобы не происходило образования комков. Соотношение «связующее : наполнитель» = «1 л : 3,6 кг». Состав наполнителя, массовая доля в процентах:
- Электрокорунд 25А М5 [F-1200] - 25 %
- Электрокорунд 25А М40 [F-320/360] - 40 %
- Электрокорунд 25А М60 [F-230] - 35 %
После внесения последней порции электрокорунда перемешать суспензию не менее 24 ч.
Проверить вязкость. Вязкость суспензии для последующих слоев (наполнитель – электрокорунд) должна быть 70…75 с.
2.1.9. Формирование керамической оболочки.
Формирование керамической оболочки производить по следующей программе: количество слоев 10, 11 – нулевой.
Для нанесения первого слоя использовать суспензию для первого слоя с алюминатом кобальта. Для нанесения второго и третьего слоя использовать суспензию для последующих слоев с электрокорундом в качестве наполнителя. Для нанесения с четвертого по десятый слои использовать суспензию для последующих слоев с дистен-силлиманитом в качестве наполнителя. Для нанесения одиннадцатого слоя использовать суспензию для предварительного смачивания. 11 слой без обсыпки.
Сушку слоев производить следующим образом:
Сушку первого слоя производить в течение 3…4 ч. Сушка последующих слоев не менее 2 ч. Сушка после одиннадцатого слоя не менее 8 ч. После 10 слоя дополнительно на выходную кромку нанести 2 слоя суспензии.
Окончательная сушка блоков до удаления модельной массы в бойлерклаве не менее 2 суток. Сушку производить в помещении участка при температуре 20…25 °С, относительной влажности 45…60 %.
2.1.10. Вакуумно-аммиачная сушка блоков.
Просушить блоки на воздухе в течение 15 –20 мин., потом поместить в вакуумно-аммиачную камеру.
2.1.11. Удаление модельного состава из блоков.
Вытопку модельной массы производить в бойлерклаве.
Режимы вытопки модельной массы:
давление – 0,686…0,735 МПа
температура – 150…170 °С
выдержка – 8…12 мин.
Блоки на участок предварительной прокалки подавать не ранее, чем через 2 ч после удаления модельной массы.
Допускается производить удаление модельной массы из керамических форм в горячей воде.
2.1.12. Прокалка блоков.
Уложить блоки на вагонетки в горизонтальном положении корытом вверх с подставками под перо и замок. Литниковая чаша должна быть направлена по ходу движения вагонетки. Прокалку блоков производить в газовой печи ПГ-30 с периодичностью толкания вагонеток через 25…40 мин (обеспечивается специальным устройством). Температура в рабочей зоне печи - (950-50) °C. Время нахождения блоков при температуре - (950-50) °C не менее 2,5 ч.
Прокалённые блоки подвергнуть визуальному контролю.
2.1.13. Контроль керамических форм.
Проконтролировать блоки на отсутствие сколов, отслоений керамики, трещин. Блоки, имеющие сколы, отслоения, крупные трещины – на заливку не допускать. Допускаются небольшие сколы по краю литниковой чаши и следы ремонта мелких трещин на литниковой системе.
2.1.14. Подготовка форм к заливке.
Подвергнуть 100% визуальному контролю блоки, прошедшие предварительную прокалку. На оболочках не допускаются сколы углов, трещины, отсутствие порядкового номера блока. Операцию выполняет рабочий.
2.1.15. Аттестация шихты.
Исходным шихтовым материалом для отливки деталей является готовый (исходный) сплав ЧС70-ВИ, завода-поставщика в виде мерной заготовки или прутков, поступающих с сертификатом на каждую плавку, в котором должно быть указано его соответствие требованиям норм на поставку данного сплава.
Запуск сплава в работу осуществляется на основе сверки данных сертификата с требованиями.
Рабочий сплав составляется из одной плавки исходного сплава и возврата литейного производства, состоящего из элементов литниковой системы с отрезанными чашами, забракованных деталей, годных по химическому составу, в количестве до 50 % от массы шихты. Допускается использовать в качестве возврата ЧС70, восстановленный из отходов методом электрошлакового переплава, в количестве до 60 % от веса шихты.
Из плавки собственного производства отлить блок заготовок под образцы для контроля механических свойств. Сплав подвергается контролю химического состава и механических свойств.
Контроль химического состава плавки производится химическим и спектральным способами на образце, вырезанном из литниковой системы.
2.1.16. Подготовка шихты.
Исходными шихтовыми материалами для приготовления рабочего сплава являются:
- готовый (исходный) сплав ЧС70-ВИ, ЧС70У-ВИ поступающий с завода-поставщика;
- возврат литейного производства.
Свежий сплав, поступающий с завода-поставщика в виде мерной заготовки или прутков, разрезать на части, удобные для загрузки плавильной установки.
Подготовку возврата литейного производства выполнять следующим образом:
Загрузить галтовочный барабан и произвести галтовку.
При наличии в труднодоступных местах остатков керамики разрешается произвести обдувку электрокорундом с последующей галтовкой.
Разрезать на части, удобные для загрузки плавильной установки.
Плавка рабочего сплава составляется (шихтуется) из одной плавки исходного сплава и возврата литейного производства в количестве до 50 % от веса шихты.
2.1.17. Подготовка вакуумной установки к работе.
Произвести установку тигля.
Перед началом работы необходимо:
– произвести внешний осмотр вакуумной печи;
– проверить давление воды в сети;
– проверить работу всех механизмов и узлов с ручным управлением;
– проверить исправность вакуумных затворов;
– проверить работу и запустить вакуумные насосы;
– проверить индуктор печи на исправность изоляции и крепления, отсутствия течи в катушке индуктора и шлангах, нормальное истечение охлаждающей воды;
– проверить исправность печи подогрева форм;
– проверить исправность контрольно-измерительной аппаратуры.
2.1.18. Прокалка керамических блоков перед заливкой.
Нагрев оболочек под заливку производить в электрических нагревательных печах. Блоки укладывать горизонтально в один ряд корытом вверх. Температура прокалки Т=(1050+20) °С, выдержка не менее 4 и не более 8 часов.
2.1.19. Плавка металла и заливка формы.
Плавку металла и заливку формы производить в индукционной вакуумной печи УППФ-3МК:
2.1.20. Отбивка керамики.
Залитые блоки поступают на выбивку не ранее, чем через 6 ч после заливки.
Отбивку керамики производить вручную ударами молотка по литниковой чаше. Запрещается при выбивке наносить удары по отливке.
2.1.21. Отрезка отливки от литниковой системы.
Отрезку отливки производить на абразивно-отрезном станке вулканитовым или армированным кругом следующим образом:
2.1.22. Контроль марки сплава.
Произвести стилоскопирование части литниковой системы, отрезанной от залитого блока на соответствие материала – сплав ЧС70-ВИ. Стилоскопированию подвергаются 100 % залитых блоков. Операцию выполняет БТК цеха.
2.1.23. Обдувка отливок.
Обдуть лопатки от остатков керамики в пескоструйной камере. Давление воздуха не более 4,0кгс/см2.
Производить обдувку электрокорундом марки 25АF46.
Осуществлять подачу песка эжекционным методом равными проходами струи по всей поверхности, не допуская задержки на одном участке.
Не допускать появления забоин на поверхности деталей.
2.1.24. Зачистка остатков питателей и промывников.
Зачистить заподлицо, не врезаясь в тело отливки, остатки питателей на пере и остатки промывников.
Зачистить остаток питателя на торце хвостовика. Длина литника не более 1 мм.
2.1.25. Визуальный контроль.
Произвести контроль отливок на выявление наружных дефектов.
На поверхностях отливок не допускаются трещины, вскипы, корольки, сквозные дефекты, неспаи, сколы. На обрабатываемых поверхностях отливок лопаток допускаются любые дефекты в пределах припуска на механическую обработку. Допускается повторная зачистка дефектов в пределах допуска по размерам с последующим контролем. Визуальный контроль проводится невооруженным глазом, в сомнительных случаях допускается применение 2х-кратной лупы.
2.1.26. Зачистка дефектов.
Зачистить дефекты. Допустимая глубина зачистки – в пределах допуска и припуска на механическую обработку.
2.1.27. Травление лопаток на макроструктуру.
Травлению подвергается одна лопатка от сменной плавки. Допускается производить травление на лопатке из числа, забракованных по визуальному
контролю. Лопатки, поступающие на травление, должны быть обдуты электрокорундом, иметь однородную поверхность без темных пятен. Остатки керамики не допускаются.
Протравленные и промытые лопатки обдуть сжатым воздухом (давление сетевое) до полного удаления влаги.
Поверхность протравленных лопаток должна быть серого цвета с четко выявленной границей зерен. При неудовлетворительных результатах разрешается повторное травление лопаток.
2.1.28. Контроль макроструктуры.
Контроль макроструктуры производить на одной лопатке от сменной плавки по фотоэталонам.
Допускается производить контроль макроструктуры на лопатке из числа, забракованных по визуальному контролю.
Лопатки, имеющие неконтрастную структуру, вернуть на повторное травление.
В случае несоответствия макроструктуры контрольным образцам , каждый залитый блок сменной заливки подвергается контролю макроструктуры. При получении неудовлетворительных результатов вопрос о годности отливок решается Главным конструктором промышленных ГТУ.
2.1.29. Рентгеноконтроль.
Произвести рентгеноконтроль отливок.
Проверить отливки рентгенопросвечиванием на наличие металлургических дефектов.
Просвечивание деталей производить с эталоном чувствительности для подтверждения качественности выполнения операции.
Допустимые дефекты усадочного происхождения (рыхлоты), обнаруженные при рентгеновском просвечивании, принимаются по контрольной рентгенограмме.
На обрабатываемых поверхностях отливок лопаток допускаются любые дефекты в пределах припуска на механическую обработку.
Результаты контроля внести в журнал с указанием вида дефекта забракованных отливок.
На годные отливки выписать свидетельство с указанием номеров годных деталей и передать в БТК цеха.
2.1.30. Капилярно – люминисцентный контроль.
Провести капиллярно-люминисцентный контроль.
2.1.31. Подготовка линии «Magnaflux» к работе.
Ежедневно в начале каждой смены для проверки качества дефектоскопических материалов производить окраску рабочих и стандартных образцов с использованием каждого типа пенетранта, применяемого на участке.
Параметры процесса контроля стандартного образца должны быть аналогичны процессу контроля деталей.
При необходимости провести повторные работы по окраске стандартного образца.
После каждого контроля стандартный образец промыть, обдуть сжатым воздухом (давление сетевое), протереть салфеткой и поместить в футляр.
Проверять показания индикаторов температуры, давления, таймеров и при необходимости производить регулировку.
2.1.32. Подготовка поверхности отливок и нанесение дефектоскопических материалов.
Подготовить контролируемую поверхность к нанесению пенетранта. Нанести пенетрант. Удалить излишки пенетранта с отливки. Затем просушить детали и нанести проявитель.
2.1.33. Предварительный контроль дефектов, выявленных КЛК:
Произвести контроль отливок.
Проверить отливки на отсутствие грубых наружных дефектов.
На обрабатываемых поверхностях отливок лопаток допускаются любые дефекты в пределах припуска на механическую обработку.
Годные отливки и отливки с дефектами, исправляемыми зачисткой, отправить на смывку краски.
2.1.34. Рихтовка отливок.
3.1. Установить лопатку на технологические базы в прибор для контроля отливки, зафиксировать ее прижимами и проверить положение бандажной полки шаблонами.
2.1.35. Контроль геометрии.
Произвести контроль разворота бандажной полки:
Положить лопатку на контрольную плиту на боковую поверхность полки хвостовика входной кромкой вверх.
Прижать лопатку к плите и проверить угол разворота бандажной полки. Допустимый зазор между поверхностью бандажной полки и контрольной плитой на расстоянии 5 мм от края: (4,3±0,5) мм. Зазор проверять плиткой для контроля разворота бандажной полки. Тонкая часть плитки должна проходить между поверхностью бандажной полки и контрольной плитой, а толстая часть плитки не должна проходить между этими поверхностями.
Контроль профиля пера производить следующим образом: установить лопатку на технологические базы в прибор для контроля отливки зафиксировать ее прижимами и проверить профиль лопатки шаблонами. Зазор под базой шаблона не допускается.
Контроль межполочного расстояния производить следующим образом: установить лопатку на технологические базы в прибор для контроля отливки, зафиксировать ее прижимами и проверить положение бандажной полки шаблонами.
Годные детали передать на следующую операцию. Детали, требующие доработки отправить на операцию «Рихтовка отливок».
Все лопатки, прошедшие операцию «Рихтовка» подвергнуть отжигу для снятия напряжений. Произвести контроль отливок капиллярно люминесцентным контролем. Зачистить дефекты выявленные капиллярно люминесцентным контролем. Произвести обдувку зачищенных мест в пескоструйной камере электрокорундом. Произвести контроль отливок капиллярно люминесцентным контролем после зачистки и обдувки. Смыть дефектоскопические материалы с годных отливок.
2.1.36. Сдача отливок.
Проверить наличие заключений ЦЗЛ по механическим свойствам и химическому анализу всех элементов на партию (плавку) завода- поставщика.
Проверить наличие свидетельств, отметок в журнале и наличие клейм за проведенные операции:
– визуальный контроль;
– рентгеноконтроль;
– капиллярный люминесцентный контроль;
– окончательный контроль геометрии.
Клеймить годную отливку чернильным клеймом.
Выписать паспорт на детали с указанием годности и выполненных контрольных операций.
Лопатки уложить в тару и отправить.
2.2. Современные технологии в литейном производстве.
В этом разделе описаны новые технологии при проектировании САПР, которые были применены в качестве разработки технологического процесса, с целью улучшения качества производимой продукции, снижения трудоёмкости и сокращению времени изготовления, что очень актуально для метода литья по выплавляемым моделям.
2.2.1 Расчет литниково-питающей системы.
Расчет литниково-питающей системы проводился в программе для расчета литниковых систем, разработанную в институте стали и сплавов.
Программа рассчитывает минимально необходимые размеры литниковой системы. Поскольку сплав дает усадку при затвердевании, принято решение компенсировать ее, увеличив поперечное сечение питателя, подводящего металл к верхней части отливки. В нижнюю часть отливки подводится металл для обеспечения более спокойного заполнения металлом формы для избежания поверхностных дефектов отливки, например, в виде неспаев.
2.2.2. ПолигонСофт
СКМ ЛП "ПолигонСофт"- система моделирования литейных процессов методом конечных элементов. Применима для моделирования практически любых литейных технологий и любых литейных сплавов. Долгое время СКМ ЛП "ПолигонСофт" оставалась единственной в мире системой моделирования литейных процессов, имеющей в составе специальную модель для расчета микропористости. До сих пор, эта модель может считаться наиболее устойчивой, а результаты, полученные с ее помощью, способны удовлетворить самых требовательных пользователей.
По многим параметрам, СКМ ЛП "ПолигонСофт" может считаться российским аналогом известной системы ProCAST.
Система "ПолигонСофт" имеет модульную структуру и разные варианты поставки. Это позволяет производителям ПО максимально охватить рынок программного обеспечения для моделирования литья. Не только промышленные гиганты, но и средние, и малые предприятия в состоянии приобрести программу, благодаря гибкой ценовой политике ООО "Полигон".
Модули, входящие в состав СКМ ЛП "ПолигонСофт":
Мастер-3D - препроцессор СКМ ЛП "ПолигонСофт", отвечающий за подготовку конечно-элементной модели. "Мастер-3D" работает не с геометрическими форматами, а с уже готовыми сеточными моделями. Модуль позволяетимпортировать сетки разных форматов: НурегМеsh, АNSYS, Nаstran, GiD, ProCAST и др.
Оптима - модуль, оптимизирующий сеточные модели, подготовленные в модуле "Мастер-3D" для сокращения времени расчета. Применяется при проведении расчетов прямым методом.
Трассировка - модуль, подготовки конечно-элементной модели для последующего расчета с учетом сложных задач теплообмена излучением (например, при литье в оболочковые формы), с расчетом угловых коэффициентов излучения. Модуль Трассировка обрабатывает модель, подготовленную в модуле "Мастер-3D". Результатом применения модуля является учет влияния радиационного теплообмена, учет эффектов отражения и затенения.
Сплав - база данных по сплавам и другим материалам, применяемым в литейном производстве. Может легко дополняться и редактироваться. Модуль "Сплав" содержит обширный справочник по свойствам литейных сплавов и материалов. В модуль включены средства автоматической генерации свойств сплавов по химическому составу) алюминиевые, серые чугуны, стали).
Эйлер-3D - процессорный модуль СКМ ЛП "ПолигонСофт" для проведения совместного гидродинамического и теплового расчета. Служит для расчета заполнения формы расплавом. Основное назначение модуля - получение температурного поля в отливке и форме перед началом кристаллизации. Полученные тепловые поля затем используются в модуле "Фурье-3D" в качестве начальных условий, что повышает достоверность теплового расчета.
Фурье-3D - процессорный модуль, позволяющий рассчитать температурные поля в отливке и форме с учетом теплопроводности, конвекции и излучения. "Фурье-3D" решает следующие задачи: вычисление температурных полей в отливке и форме, выявление термических узлов в отливке, выявление мест перегрева формы, расчет усадочной раковины, расчет макро- и микропористости.
Гук-3D - процессорный модуль для расчета напряженно-деформированного состояния отливки. С помощью модуля "Гук-3D" можно получить информацию о термических напряжениях, возникающих в отливке в процессе остывания, ее короблении вследствие пластических деформаций. На критериальном уровне прогнозируется разрушение (горячие и холодные трещины). "Гук-3D" работает как постпроцессор модуля "Фурье-3D", т.е. расчет ведется на основе температурных полей, рассчитанных заранее в модуле "Фурье-3D".
Мираж-3D - постпроцессор системы СКМ ЛП "ПолигонСофт". С помощью модуля "Мираж-3D" можно просматривать все расчетные поля в любой момент времени в любом месте отливки.
Мираж-Л - постпроцессор системы СКМ ЛП "ПолигонСофт". Модуль служит для представления результатов расчета в виде графиков.
Критерий - модуль для проведения критериального анализа. Основываясь на расчетных данных, с помощью критериев можно рассчитать много дополнительных свойств и параметров: структура, твердость, пригар, размывы формы и т.п. Помимо имеющихся готовых критериев, можно задать любые свои критерии анализа, требуемые для конкретного производства.
2.2.3. ProCAST
ProCAST представляет собой профессиональную систему компьютерного 3D-моделирования литейных процессов методом конечных элементов. Оригинальным разработчиком этого программного продукта является UES Inc. (США), ряд модулей разработан швейцарской фирмой Calcom SA. В 2003 году обе фирмы вошли в состав группы компаний ESI Group (Engineering Systems International), а программный комплекс ProCAST стал частью семействаPAM-систем для инженерного анализа.
Система работает под ОС UNIX, MS Windows и позволяет моделировать практически все варианты литейных технологий, включая свободное литье в формы, литье под низким и высоким давлением, литье по выплавляемым моделям и т.д. Геометрия отливок может быть самой сложной.
Создание сетки
Чтение CAD-моделей, проверка и, при необходимости, «лечение» импортированной геометрии осуществляются с помощью тетрагонального генератора сетки MeshCAST. В его состав также включен генератор оболочек, предназначенный для моделирования литья по выплавляемым моделям. Помимо собственных файлов системы генератор способен распознавать следующие форматы:
3. Конструкторская часть
3. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
В данной части проведена модернизация прокалочной печи Н85-В с изменением наклона дверцы и заменой подъемного механизма дверцы.
3.1. Введение.
В технологической цепочке производства лопаток ГТД методом литья по выплавляемым моделям предусмотрена прокалочная печь Н85-В. Печь предназначена для прокалки модельных блоков лопаток ГТД перед заливкой в вакуумных печах УППФ-3МК. Блоки проходят контроль после прокалки в проходных газовых печах ПГ-30 и далее поступают в печи Н85-В. Печи Н85-В установлены в плавильном отделении напротив плавильных печей и, по сути, предназначены для нагрева модельных блоков перед заливкой в печах УППФ-3МК.
3.2. Описание конструкции.
Электропечь состоит из кожуха, футеровки, нагревательных элементов, механизма подъема дверцы. Кожух электропечи бескаркасный. На передней наклонной стенке кожуха закреплены чугунные плиты. Они играют роль направляющих для дверцы, а также служат для плотного прилегания дверцы к загрузочному проему.
Огнеупорная часть футеровки выполнена из легковесного шамота ШЛБ-1,0 и шамота ШБ, теплоизоляционная - из засыпки диатомитовой, диатомитового кирпича. Под изготовлен из отдельных литых жароупорных плит.
Нагревательные элементы выполнены из проволоки высокого омического сопротивления, в виде спиралей, уложенных на полочки на боковых стенках и поду и подвешенных на трубках на своде.
Материал трубок – высокоглиноземистый шамот ВГЛ-1,3.
Подъем дверцы осуществляется от электропривода.
Электропечь двухзонная. Это дает возможность получить равномерную температуру по длине электропечи.
Регулировка температуры в каждой зоне автоматическая. На электропечи предусмотрены блокировки, отключающие нагреватели электропечи при подъеме дверцы и ограничивающие ход дверцы.
Технические характеристики печи приведены в таблице:
Техническая характеристика камерной прокалочной печи Н85–В
|
Наименование |
Нормы |
|
1. Мощность установленная, кВт |
91,1 |
|
2. Мощность нагревателей, кВт |
90 |
|
3. Напряжение питающей среды, в |
380 |
|
4. Напряжение на нагревателях, в |
220 |
|
5. Число фаз |
3 |
|
6. Частота, Гц |
50 |
|
7. Максимальная рабочая температура, С |
1000 |
|
8. Число зон |
2 |
|
9. Время разогрева электропечи до рабочей температуры, ч |
4 |
|
10. Мощность холостого хода, кВт |
22 |
|
11. Масса садки, кг |
1350 |
|
12. Рабочая среда |
воздух |
|
13. Размеры рабочего пространства, мм |
|
|
ширина |
850 |
|
Длина |
1700 |
|
Высота |
500 |
|
14. Общая масса электропечи, т |
6,7 |
3.3. Направление модернизации камерной прокалочной печи Н85-В.
Модернизация заключается:
1. Изменение наклона дверцы печи Н85–В с целью обеспечения надежной герметизации оконного проема.
2.Замена электрического привода подъема дверцы на пневматический.
Общий вид модернизируемой печи Н85–В представлен на рис. 3.1.
Рис. 3.1.
3.4 . Улучшение конструкции загрузочного окна и теплоизоляции дверцы печи.
Для улучшения теплоизоляции дверцы печи плоскость, по которой она поднимается, сделана наклонной, что обеспечивает плотное прилегание ее к оконному проему (рис. 3.2). Также для сокращения тепловых потерь увеличена площадь перекрытия оконного проема дверцей.
Рис 3.2. Механизм подъема дверцы печи.
Рис 3.3. Механизм подъема дверцы печи.
Рис 3.4. Замена механизма подъема дверцы печи.
3.5. Выводы
Осуществлена модернизация прокалочной камерной печи Н85-В, заключающаяся в следующем:
- Для лучшей герметизации рабочего пространства печи дверца загрузочного окна сделана наклонной.
- Заменен электрический привод подъема дверцы печи на пневматический.
4. Строительная часть
Цех проектировался для условий завода «Салют». Инженерно-технические коммуникации нового цеха на базе действующего. Учитывая господствующие направления дующих в течении года ветров, литейный цех на предприятии следует размещать с подветренной стороны.
Проектируемый цех литья по выплавляемым моделям расположен в одноэтажном корпусе и состоит из 3-х продольных пролетов: центрального пролета шириной 24 метра и двух боковых пролетов шириной 18 метров.
В первом боковом продольном пролёте находятся: участок обрезки и обдувки, участок шлифовки и полировки, склад хим. реактивов и расходных материалов, участки травления и нейтрализации, БТК, участок контроля методом КЛК, инструментальная лаборатория и лаборатория рентгено-контроля.
В центральном продольном пролёте расположено плавильно-прокалочно-заливочное отделение, шихтовой двор, участок прокалки керамических форм и склад готовой продукции.
Исходя из максимальной высоты оборудования и специфики находящихся в данном пролете отделений, высоту бокового пролета ( от уровня пола до нижнего пояса несущей фермы ) принимаем равной 8,4 метра.
Высота центрального пролета также принимается равной 8,4 метра. Вдоль через весь пролёт проходит путь для подачи на склад материалов, здесь находятся площадки для складирования и хранения шихты: собственного возврата, мерных шихтовых заготовок и т.д. Для разгрузки – загрузки шихты, загрузки и навески бадьи на весовые тележки, перемещения грузов по отделению, оно оборудовано мостовым краном, грузоподъемностью 5 тонн.
Плавильное отделение отделено от прилегающих к нему отделений температурно-осадочными швами. Также температурно-осадочный шов проходит поперек продольных пролетов на расстоянии 48 метров от торца здания.
В данном цехе литья по выплавляемым моделям производятся отливки из сплава: ЧС70-ВИ. Шихтовое отделение разделёно условно на две части. В первой находятся площадки для данного сплава, а во второй части находятся бадьи для складирования литейных отходов.
В плавильном отделении расположены шесть установок УППФ-3МК.
Центральный пролет обслуживает мостовой кран грузоподъемностью 5 тонн, применяющийся для транспортировки бадей с шихтой, разгрузки автотранспорта и т.д.
Во втором продольном пролёте, высота которого 8,4 метра, располагаются: группа механика, участок регенерации электрокорунда, гидролизная, насосная станция, участки приготовления и удаления модельной массы, модельный участок, участок нанесения огнеупорного покрытия, участок изготовления тиглей, стержневой участок, участок размола глинозема и участок лазерной обработки.
Ширина проездов 4 метра, что соответствует нормам литейных цехов, а также предусмотрен пожарный проезд шириной 6 метров между плавильно –прокалочно-заливочным отделением и участком обрезки и обдувки через весь цех в продольном направлении.
Поперечные температурно-осадочные швы осуществляются на парных колонах. При этом ось температурно-осадочного шва совмещается с поперечной разбивочной осью, геометрические оси торцевых колон смещаются на 400 мм.
Административные, помещения хозяйственно-бытового назначения располагаются в отдельно стоящем здании. Проход из цеха в административное здание осуществляется по переходу.
Административное здание имеет один этаж, построено по методу быстровозводимых конструкций. Фундамент здания ленточный с глубиной заложения не менее 2 метров. Каркас здания выполнен из металлических балок, стены выкладываются из строительного кирпича на бетонном растворе.
Оконные проемы во всем здании имеют размер 2,0 х 2,0 метра.
Рамы выполняются из алюминия или ПВХ, что обеспечит долговечность окон, хорошую звуко- и теплоизоляцию.
Кровля административного здания выполнена на металлических фермах, на фермы укладывается крупнопанельный настил, накладывается слой утеплителя ( пенобетон или пено-шамот ) толщиной 30 мм и сверху застилается водоизоляцией из рубероида на горячей мастике.
Административное здание имеет два выхода: основной и пожарный, кроме того имеется переход в литейный цех.
Каркас из сборных железобетонных элементов промышленных зданий состоит из колонн, фундаментов под колонны, несущих конструкций покрытий и перекрытий, связей и подкрановых балок. В полостях стен каркас дополняется фундаментными и обвязочными балками.
Под колоннами устраивают железобетонные фундаменты стаканного типа. Фундаментные стаканы укладываются на щебенчатых или песчаных основаниях.
Глубина заложения основания фундамента должна быть на 300-500 мм ниже максимальной глубины промерзания грунта в данном районе. Грунт под опорной колонной не должен промерзать в самый сильный мороз, поскольку при замерзании грунт изменяет свой объем, а это приводит к смещению колонны.
Исходя из глубины промерзания грунта в климатической зоне Москвы и Московской области, глубину заложения фундамента проектируемого цеха принимаем равной 2 метрам.
В зданиях высотой более 9,6 метров оборудованных мостовыми кранами грузоподъемностью до 20 тонн применяют прямоугольные колонны с консолями сечением 400х600 мм. Стеновые колонны имеют сечение 400х400 мм.
С целью снизить стоимость здания в боковых пролетах применены металлические колонны, т.к. в этих пролетах нет мостовых кранов и других подъемно-транспортных устройств. Исходя из максимальной высоты оборудования высота боковых пролетов принимается равной 8,4 метрам.
Фундаментные балки служат для передачи нагрузки от наружных и внутренних стен на фундаменты колонн, фундаментные балки для наружных стен выносят за грани колонн, а для внутренних стен располагают между колоннами по линии их геометрических осей. Фундаментные балки укладываются на столбики, расположенные на стаканах. Высота фундаментных балок принимается равной 400-500мм и шириной 400мм (в зависимости от толщины стены). В проектируемом цехе применены фундаментные балки длиной 12 метров и шириной не менее 300 мм.
4.3.4. Обвязочные балки.
Обвязочные балки служат для опоры наружных стен. Размеры и формы их определяются в зависимости от шага колонн и толщины стен. В проектируемом цехе применены балки длина которых составляет 12 метров, ширина не менее 300 мм.
Подкрановые балки предназначены для опоры рельсов, по которым передвигаются мостовые краны. Изготавливаются из железобетона.
Рельсы для мостовых кранов крепятся на подкрановых железобетонных балках, лежащих на специальных опорных выступах колонн. Крепление рельс к балкам, балок между собой и к колоннам производится приваркой к армирующему каркасу балок и колонн. Рельсовые пути смещаются от оси колонн на 500-700 мм в соответствии с ГОСТами на мостовые краны ( в зависимости от ширины пролета и грузоподъемности крана ).
В проектируемом цехе принимаем высоту подкрановых балок 8,5 метров, длина рельсового пути 60 метров.
Размещение в одном пролете мостовых кранов и кран-балок не рекомендуется.
В качестве несущих конструкций покрытия в литейных цехах применяются металлические, железобетонные балки и фермы. При проектировании настоящего цеха в среднем пролете приняты железобетонные фермы, в боковых - металлические. Опорная поверхность фермы лежит на стальной прокладке опорной полки колонны. Один конец фермы при помощи сварки (арматуры каркаса ) приваривается к каркасу колонны. У другого конца делается температурный шов (20 - 40 мм).
Литейные цеха относятся к неотапливаемым промышленным зданиям, поэтому для него устанавливаются холодные покрытия. В холодных покрытиях рулонную кровлю наклеивают на клаб-массе на цементную стяжку, выравнивающую плитовой настил. Несущие элементы ограждающей части (крыши) покрытий при беспрогонной системе опираются непосредственно на верхние пояса основных несущих конструкций.
Покрытие осуществляется с помощью стандартных типовых плит, которые имеют в плане размеры 6,0х1,5 м. и 12,0х1,5м. Зазоры между плитами покрытий заполняются цементным раствором или бетоном.
Поверхность сборного железобетонного настила должна быть выровнена цементно-песчаным раствором. При устройстве холодного покрытия эта затирка служит основанием для гидроизоляционного ковра.
Гидроизоляционный ковер проектируемого цеха с уклоном от 0 до 2,50 выполняется из четырех слоев рулонных гидроизоляционных материалов. Гидроизоляцию покрывают защитным слоем из гравия с крупностью зерна 5-15 мм, утопленного в горячую кровельную мастику.
Внутренний водосток является основным способом отвода ливневых вод с крыш. Крыша промышленного здания оборудуется системой внутренних и наружных водостоков. Стены оборудуются системой внутренних и наружных водостоков. Применяются навесные крупнопанельные плиты.
Для разделения внутренних объемов проектируемого цеха, складов, конторских и бытовых помещений и т. д. применяют перегородки чаще всего из железобетонных панелей. Для освещения помещения вторым светом верхняя часть панельных перегородок собирается из железобетонных переплетов со вставленными стеклоблоками. В проектируемом цехе целесообразно устанавливать стены из кирпичной кладки ( для изоляции участков с повышенным выделением тепла, вредных газов, пыли, а также взрыво- и пожароопасных участков). Для разделения участков или выделения площадок для цеховых складов можно устанавливаются невысокие перегородки (высотой 2,0 - 2,5 метра) из негорючих панелей. Такие перегородки могут быть стационарными, закрепленными на полу или передвижными на устойчивых металлических стойках. Низкие перегородки не мешают транспортировке грузов кранами.
В бетонной окантовке стенного проема устанавливаются оконные стальные переплеты, сделанные из специальных прокатных профилей, в которых крепятся оконные рамы. Окна должны быть герметичны, но иметь откидные фрамуги для дополнительного проветривания в летнее время. В последнее время стали применять алюминиевые переплеты.
Высота нижней части оконного проема над полом - не менее 1,2 метров. Высота окна - 4 - 6 метров, ширина - 2 - 3 метра.
Фонари промышленных зданий предназначаются для обеспечения освещения удаленных от окон рабочих мест и для вентиляции помещений. В литейном цехе чаще всего применяются фонари смешанного типа. Наибольшее распространение получили продольные фонари. Для пролетов до 18м применяют фонари шириной 6 м, а для пролетов большего размера 12 м.
Боковые пролеты и центральный пролет проектируемого цеха оснащены фонарями шириной 12 метров и высотой 3430 мм.
4.3.13. Полы.
Полы промышленных зданий должны обладать: повышенной прочностью против механических повреждений, малой истираемостью, эластичностью, бесшумностью, отсутствием скольжения, несгораемостью, удобством очистки и ремонта.
Полы одноэтажных зданий имеют следующие элементы: подстилающий слой (из трамбованного песка, шлака гравия и т.п.), гидроизоляция - асфальтобетон, стяжка - из бетона, цементно-песчаного раствора, прослойка - из каменных материалов асфальта или чугунных плит.
В проектируемом цехе покрытие полов выбирается исходя из специфики отделений и участков литейного цеха. В шихтовом дворе, плавильно-прокалочно-заливочном отделении, участке прокалки форм и складских помещениях полы отделаны металлической плиткой, обеспечивающей
максимальную долговечность, удобство ремонта и безопасность работы. На участках шлифовки и полировки, участках травления и нейтрализации, БТК, участке контроля методом КЛК, в инструментальной лаборатории и лаборатории рентгено-контроля полы отделаны метлахской плиткой. Также метлахской плиткой облицованы полы на участке регенерации электрокорунда, гидролизной, участках приготовления и удаления модельной массы, модельном участке, участке нанесения огнеупорного покрытия, участке изготовления тиглей, стержневом участке, участке размола глинозема и участке лазерной обработки.
Ворота служат для въезда в здание транспортных средств и для прохода больших масс людей. Размеры ворот для электрокар 2,4х2,5 м, а для проезда железнодорожных составов широкой колеи — 4,7х5,6 м. Наиболее часто применяются раздвижные ворота. Въездные ворота в проектируемом цехе расположены по торцам здания. Применены двупольные откатные ворота, снабженные пешеходной калиткой. Размер ворот - 4х4,2 м, что позволяет пропускать крупногабаритный автотранспорт.
Около ворот устанавливается воздушная тепловая завеса, для устранения выхолаживания помещения в зимнее время.
Должны быть прочными, удобными и удовлетворять требованиям пожарной безопасности. По назначению лестницы подразделяются на основные, пожарные и аварийные. Пожарные и аварийные лестницы для зданий высотой до 30 м делают прямыми, доходящими до крыши здания .
В проектируемом цехе применяется одна основная лестница, ведущая переходу в административное здание, шириной 1,5 метра.
5. Экономическая часть
(Бизнес-план)
5.1. Резюме (введение)
Сущность технологии литья по выплавляемым моделям состоит в том, что по неразъемной легкоплавкой модели изготавливают неразъемную разовую форму. В пресс-формы (обычно металлические) запрессовывают модельный состав, который после затвердевания образует модели деталей и литниковой системы. Модельный состав удаляют, чаще всего выплавляя его в горячей воде. Литье по выплавляемым моделям обеспечивает получение сложных по форме отливок массой от нескольких грамм до десятков килограмм, со стенками толщиной от 0,5 мм и более, и с высокой точностью размеров по сравнению с другими способами литья.
Размеры отливок, полученных литьем по выплавляемым моделям, максимально приближены к размерам готовой детали, вследствие чего за счёт сокращения механической обработки снижается стоимость готового изделия.
Объектом дипломного проекта является цех точного литья по выплавляемым моделям с мощностью 350 тонн годных отливок в год. За базовое берется предприятие ФГУП ММПП «Салют». Главной целью было уменьшить себестоимость продукции за счет внедрения нового усовершенствованного оборудования, использования новейшей программы САПР, уменьшение трудоемкости, уменьшение количество персонала.
Сокращение численности персонала с 252 до 122 человек повлияло на снижение себестоимости. Увеличилась выработка годной продукции на одного рабочего с 1,2 т/год до 1,76 т/год за счет осуществления организационно-технических мероприятий.
Благодаря использованию современного оборудования, увеличился выход годных отливок с 70% до 80%; снижение себестоимости 1 тонны годных отливок с 414540 до 364465 тыс. руб. и повысить рентабельность производства.
На рисунке 5.1 схема управления проектируемым цехом.
Схема управления проектируемым цехом
Рис. 5.1
5.2. Описание товара и обоснование его выбора.
Основная масса выпускаемой продукции предназначена для авиационных и наземных газотурбинных двигателей. К данным изделиям предъявляют жесткие требования по качеству, т.к. данные изделия работают в тяжелых условиях при высоких температурах.
Потребность в данном изделии будет велика, т.к. газотурбинный двигатель ГТД-20С является распространенным. Этому способствует и то, что завод продвигает свою продукцию не только на внутреннем рынке, но и на внешнем.
Изделия для газотурбинных двигателей постоянно покупаются множеством заказчиков.
Спрос на продукцию предприятия постоянно растет благодаря высокому уровню качества продукции и нераспространенности данного вида литья, обеспечивающего продукции высокий уровень качества.
Продукция является достаточно дорогостоящей, т.к. она изготавливается из дорогих материалов.
5.3. Оценка рынков сбыта.
Предприятие действует как на внутреннем, так и на внешнем рынке.
Существуют три основных рынка сбыта, рассматриваемого товара:
а) Оборонные авиационные заводы;
б) Гражданские авиационные заводы;
в) Российские и зарубежные энергетические компании по переработке газа.
Стабильное состояние этих рынков поддерживается государством, поэтому сбыт продукции на этих рынках будет стабилен.
На спрос на продукцию этих рынков влияют государственные заказы, которые делаются постоянно для поддержания обороноспособности страны.
Перспектива изменения потребностей на этих рынках склоняется в сторону расширения номенклатуры выпускаемой продукции, так как качество продукции высокое.
Проводится постоянное изучение возникающих потребностей в сфере авиационного и наземного двигателестроения. Исследования проводятся фирмами специального профиля.
5.4. Оценка конкурентов.
Область, в которой действует завод является давно существующей и не подвержена быстрым изменениям.
Количество предприятий, предлагающих аналогичную продукцию крайне мало.
Единственным серьёзным конкурентом “Салюта” является Рыбинское ОАО «Научно-производственное объединение (НПО) «Сатурн», специализирующийся на производстве турбореактивных и турбовинтовых двигателей и их частей и производстве газоперекачивающих агрегатов.
НПО «Сатурн» в своем нынешнем виде сформировано в результате скоординированных действий менеджмента компании и государства путем объединения серийных машиностроительных заводов и ведущих конструкторских бюро страны. Из-за этого занимает значительную часть рынка.
НПО «Сатурн» - испытывает финансовые сложности, связанные с неэффективностью менеджмента предприятия. Но в течение последних десяти лет у них реализовывалась комплексная программа развития компании: внедрение новой технической политики, разработка и запуск в серийное производство новых видов продукции, выполнение программ по развитию персонала, техническому перевооружению и технологическому развитию предприятия, капитальному строительству и реконструкции промышленных зданий и сооружений.
Чтобы продукция предприятия была конкурентоспособной требуется постоянно повышать ее качество и расширять номенклатуру изделий.
Предприятие выходит на рынок с полностью завершённым циклом производства.
Продукция НПО “Сатурн” весьма похожа на продукцию “Салюта”. Она также пользуется спросом у заказчиков, зарекомендовав себя надёжностью и качеством.
5.5. План маркетинга.
Разработка комплекса маркетинга включает разработку изделия, установление цен на детали, выбор методов распространения и стимулирование сбыта заготовок.
Цены на лопатки будут устанавливаться максимально возможными. Но несмотря на это у предприятия будут клиенты как на российском, так и на зарубежном рынках, так как рынок подобных изделий можно считать монопольным.
Главной целью является – позиционирование произведённой продукции на рынке.
Продукция представлена на внутреннем и внешнем рынках. Основными потребителями являются предприятия авиационной направленности.
Мероприятия по продвижению товара на рынок:
1. Предоставление своей продукции на российских и международных выставках.
2. Ознакомление потенциальных покупателей с современными методами изготовления продукции, которые обеспечивают ей высокое качество.
3. Съемка ознакомительного видео о работе предприятия.
5.6. Производственный и финансовый план.
5.6.1. Расчёт капитальных затрат (инвестиций) на проектируемый цех.
Капитальные затраты, связанные со строительством цеха, включают капитальные затраты на основные и оборотные фонды.
Расчёт капитальных затрат на здание и сооружения.
Согласно планировке цеха и нормативной стоимости 1 м³ производственных и бытовых помещений определяются капитальные затраты на строительство литейного цеха. В табл. 5.1 приводятся данные о площади и кубатуре цеха отдельно по производственным, вспомогательным, складским и бытовым помещениям.
Таблица 5.1.
Капитальные затраты на строительство литейного цеха
|
№ п/п |
Наименование объектов |
Площадь, м2 |
Объём, м3 |
Цена, 1 м3 |
Стоимость, тыс. руб. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1 |
Здание: |
4766,8 |
40041,1 |
5000 руб. |
200205,5 |
|
1.1. |
Производственная площадь |
2628 |
22075,2 |
5000 руб. |
110376 |
|
1.2. |
Вспомогательная площадь |
1742,4 |
14636,2 |
5000 руб. |
73181 |
|
1.3. |
Складские помещения |
396,2 |
3328 |
5000 руб. |
16640 |
|
2 |
Бытовые помещения |
428,1 |
3596 |
5000 руб. |
17980 |
|
3 |
Строительные сооружения |
1328,5 |
11159,4 |
5000 руб. |
55797 |
Расчёт затрат на основное технологическое оборудование.
Потребное количество и типаж основного технологического оборудования определяется в проектной части. Результаты расчётов заносятся в табл. 5.2
Таблица 5.2.
Ведомость оборудования
|
№ п/ п |
Наименование оборудования и модель |
Кол. Ед. оборудования |
Балансовая стоимость ед. оборудования (тыс. руб) |
Общая стоимость тыс.руб |
Ремонт ная сложно сть |
Кол. осн. раб. на одном агрегате в смену |
Кол сме н |
Явочное кол. рабочих |
|
|
Ед. |
Всех |
||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
11 |
|
|
1. Склад шихты |
|||||||||
|
1 |
Станок резки шихты |
1 |
72,5 |
72,5 |
20 |
20 |
2 |
2 |
2 |
|
2. Плавильное отделение |
|||||||||
|
2 |
Плавильная печь УППФ-3МК |
6 |
2000 |
12000 |
20 |
120 |
1 |
2 |
12 |
|
3 |
Прокалочная печь |
6 |
600 |
3600 |
15 |
90 |
1 |
2 |
6 |
|
3. Отделение нанесения огнеупорного покрытия |
|||||||||
|
4 |
Установка для выплавки модельного состава |
2 |
2800 |
5600 |
25 |
50 |
1 |
2 |
4 |
|
5 |
Аммиачная камера |
4 |
650 |
2600 |
25 |
100 |
1 |
2 |
2 |
|
6 |
Пескосып с псевдокипящим слоем |
1 |
180 |
180 |
20 |
20 |
2 |
2 |
2 |
|
7 |
Краскомешалка |
6 |
100 |
600 |
30 |
180 |
1 |
2 |
3 |
|
4. Участок приготовления модельной массы |
|||||||||
|
8 |
Термостат для модельной массы |
2 |
250 |
500 |
15 |
30 |
1 |
2 |
2 |
|
9 |
Пресс гидравлический |
2 |
1700 |
3400 |
20 |
40 |
1 |
2 |
2 |
Продолжение таб. 5.2.
|
10 |
Установка для прототипирова- ния |
6 |
500 |
3000 |
20 |
120 |
1 |
2 |
6 |
|
11 |
Ванна расплавления мод.массы. |
2 |
270 |
540 |
25 |
50 |
1 |
2 |
2 |
|
12 |
Мешалка для смешивания массы. |
1 |
280 |
280 |
25 |
25 |
1 |
2 |
2 |
|
5. Стержневое отделение |
|||||||||
|
13 |
Пресс гидравлический |
2 |
1700 |
3400 |
15 |
75 |
1 |
2 |
2 |
|
14 |
Шприц - машина |
2 |
350 |
700 |
30 |
60 |
1 |
2 |
2 |
|
15 |
Смеситель |
1 |
310 |
310 |
25 |
25 |
1 |
2 |
2 |
|
16 |
Шкаф сушильный |
2 |
180 |
360 |
10 |
20 |
1 |
2 |
2 |
|
17 |
Установка варки стержневой массы |
2 |
250 |
500 |
20 |
40 |
1 |
2 |
2 |
|
18 |
Барабан для размола |
2 |
80 |
160 |
15 |
30 |
1 |
2 |
2 |
|
6. Очистное отделение |
|||||||||
|
19 |
Обдувочная камера |
2 |
320 |
640 |
10 |
20 |
1 |
2 |
2 |
|
20 |
Отрезной станок |
2 |
120 |
240 |
30 |
60 |
1 |
2 |
2 |
|
21 |
Фрезерный станок |
2 |
80 |
160 |
25 |
50 |
1 |
2 |
2 |
|
22 |
Галтовочный барабан |
2 |
170 |
340 |
30 |
60 |
1 |
2 |
2 |
|
23 |
Шлифовальный станок |
2 |
75 |
150 |
20 |
40 |
1 |
2 |
2 |
|
Итого |
60 |
- |
39332,5 |
- |
1325 |
- |
- |
67 |
|
Сводная ведомость капитальных затрат по цеху.
В таблице 5.2 перечислено лишь основное технологическое оборудование. Стоимость других видов оборудования: подъёмно-транспортного, энергетического, вспомогательного, лабораторного – определяется укрупнено в соответствии с табл. 5.3, где кроме нормативов расчётов этого оборудования приведены укрупнённые нормативы для расчёта капитальных затрат на модельную оснастку, инструмент и приспособления, оргоснастку и инвентарь, оборотные производственные фонды.
Таблица 5.3.
Сводная ведомость капитальных затрат по цеху
|
№ п/п |
Группа затрат |
Сметная стоимость, тыс. руб. |
|
1 |
2 |
3 |
|
А. Основные производственные фонды |
||
|
|
Здание и сооружения |
200205,5 |
|
|
Санитарно-технические сооружения (промпроводки, коммуникации водоснабжения, канализации, отопления и т. п.) |
70072 |
|
|
Оборудование: |
50032,2 |
|
|
Основное технологическое оборудование |
39332,5 |
|
|
Неучтённое технологическое оборудование (с учётом его монтажа) |
1573,3 |
|
|
Подъемно - транспортное, энергетическое оборудование и металлоконструкции (с учётом их монтажа) |
2628 |
|
|
Лабораторное оборудование. |
450 |
|
|
Оборудование ремонтной службы цеха. |
1500 |
Продолжение таб. 5.3.
|
|
Транспортно - складские расходы, тара, упаковка, запасные части |
4548,4 |
|
|
Универсальная технологическая оснастка, инструмент и приспособления со сроком службы более года и стоимостью более 20000 руб. |
350 |
|
|
Инвентарь и оргоснастка |
108 |
|
Итого основных производственных фондов |
316219,3 |
|
|
Б. Оборотные производственные фонды |
||
|
6. Производственные запасы сырья, материалов, топлива, незавершённое производство |
2100 |
|
|
Итого капитальных затрат на создание производственных фондов |
318319,3 |
|
|
7. Удельные капитальные затраты |
909,4 |
5.6.2 Определение численности работающих в проектируемом цехе и фондов заработной платы.
Расчёт численности работающих цеха производится по каждой категории отдельно: рабочие, занятые в основном технологическом процессе, рабочие по обслуживанию основного технологического процесса, руководящие работники, специалисты, служащие.
Расчёт численности основных производственных рабочих.
Списочная численность основных рабочих по цеху определяется по формуле:
Ро.сп.= Ро.яв. * Кн / Кяв;
где:
Rо.яв. = 67 чел. - явочная численность основных рабочих (таблица 5.2).
Кн = 1,1 - коэффициент поправочный.
Кяв. = 0,9 - коэффициент явки.
Ро.сп.=67* 1,1/0,9= 82 чел.
Технологическая трудоемкость 1 т. годных отливок в нормо - часах определяем по формуле:
Т = Ро.сп. * Fр * Квн. / N;
где:
Fр = 1760 часов - действительный годовой фонд времени работы рабочего в часах.
N = 350 т. - производственная мощность в тоннах отл. в год.
Квн. = 1,1 - коэффициент выполнения норм.
Т = 82 * 1760* 1,1/350 = 453,5
Высокая трудоемкость получается из высоких требований к производимым изделиям.
Численность рабочих по обслуживанию основного технологического процесса.
Таблица 5.4.
Определение потребной численности рабочих по обслуживанию основного технологического процесса
|
№ п/п |
Наименование оборудования и рабочих мест |
Профессия |
Единица измерения |
Количество единиц измерения |
Норма обслуживания на 1 рабочего |
Сменность |
Списочное число рабочих (гр.5 х гр. 7)/(гр.6 х 0,9) |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
Кран |
Крановщик |
чел. |
1,6 |
1 на кран |
2 |
2 |
|
2 |
Кран |
Стропальщик |
чел. |
1,6 |
1 на кран |
2 |
1 |
|
3 |
Кладовая |
Кладовщик |
чел. |
5,4 |
1-2 на кладовую |
1 |
1 |
|
4 |
БТК |
Рабочий ОТК |
Чел. основ. произв. рабоч. |
97 |
17 |
2 |
8 |
|
5 |
Электрическое оборудование |
Электромонтёры |
рем. ед. эл. части |
426 |
480 |
2 |
2 |
|
6 |
Механическое оборудование |
Станочник службы механика |
рем. ед. эл. части |
3510 |
1300 |
2 |
4 |
|
7 |
Лаборатория |
Лаборант |
чел. |
25 |
3-5 на 1 лаб. |
2 |
6 |
|
8 |
Ремонтное оборудование |
Дежурный слесарь |
рем. ед. мех. части |
1800 |
400 |
2 |
4 |
|
9 |
Пресс-формы и вспомогательный инвентарь |
Смазчик |
рем. ед. мех. части |
810 |
450 |
2 |
4 |
|
10 |
Технологическое оборудование |
Сварщик |
рем. ед. мех. части |
2700 |
1000 |
2 |
3 |
Продолжение таб. 5.4.
|
11 |
Территория цеха |
Уборщик |
Кв. м убираемой площади |
1825 |
1600 |
2 |
2 |
|
Итого |
- |
- |
- |
- |
- |
37 |
Расчёт численности руководящих работников, специалистов, служащих.
Таблица 5.5.
Штатное расписание руководящих работников, специалистов, служащих
|
Должность |
Кол. |
Средний оклад, руб. |
Месячный фонд зарплаты, руб. |
Годовой фонд зарплаты, руб. |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1 |
50000 |
50000 |
550000 |
|
1 |
40000 |
40000 |
440000 |
|
2 |
21000 |
42000 |
462000 |
|
1 |
27000 |
27000 |
297000 |
|
3 |
34000 |
102000 |
1122000 |
|
4 |
26000 |
104000 |
1144000 |
|
1 |
30000 |
30000 |
330000 |
|
1 |
30000 |
30000 |
330000 |
|
1 |
25000 |
12500 |
137500 |
|
1 |
22500 |
22500 |
247500 |
|
1 |
25000 |
12500 |
247500 |
|
1 |
21000 |
21000 |
231000 |
|
Всего служащих |
6 |
- |
- |
1369500 |
|
Всего руководящих |
12 |
- |
- |
4169000 |
|
Всего |
18 |
- |
- |
5538500 |
Таблица 5.6.
Ведомость списочного состава всего персонала цеха
|
№ п/п |
Категория персонала |
Число работающих |
Процент к списочному составу работающих цеха |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
Основные производственные рабочие |
67 |
54,3 |
|
2 |
Рабочие по обслуживанию основного технологического процесса |
37 |
35,7 |
|
Итого рабочих |
104 |
89,9 |
|
|
3 |
Руководящие работники, специалисты, служащие |
18 |
10,1 |
|
Итого списочный состав работающих |
122 |
100 |
Организация оплаты труда.
После расчёта численности производственных (основных и обслуживающих) рабочих определяется их состав по профессиям, рабочие распределяются по тарифным разрядам, выбирается система оплаты труда для каждой профессии, размеры и показатели премирования. Всё это является основой организации заработной платы и находит отражение в табл. 5.7.
Таблица 5.7.
Ведомость состава рабочих и заработной платы
|
№ п/п |
Профессия. |
Списочное кол чел. |
Раз ряд |
Номер тарифной ставки |
Часовая тарифная став ка, руб. |
Процент премии |
Годовой фонд з/п, рублей |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|||||||
|
|
Шихтовщик |
2 |
3 |
70 |
40 |
379456 |
|
|
|
Плавильщик |
12 |
5 |
90 |
50 |
3136320 |
|
|
|
Оператор прокалочной печи |
6 |
4 |
85 |
50 |
1481040 |
|
|
|
Плавщик модельной массы |
4 |
4 |
70 |
40 |
758912 |
|
|
|
Рабочий аммиачной камеры |
2 |
3 |
70 |
40 |
379456 |
|
|
|
Рабочий на пескосыпа |
2 |
3 |
65 |
45 |
364936 |
|
|
|
Рабочий на краскомешалке |
3 |
3 |
60 |
45 |
505818 |
|
|
|
Оператор термостата |
2 |
4 |
60 |
40 |
325248 |
|
|
|
Модельщик |
10 |
4 |
85 |
45 |
2386120 |
|
|
|
Оператор мешалки |
2 |
3 |
70 |
40 |
379456 |
|
|
|
Оператор стержневого пресса |
2 |
3 |
85 |
45 |
477224 |
|
|
|
Оператор шприц-машины |
2 |
3 |
80 |
40 |
433664 |
|
|
|
Оператор смесителя |
2 |
3 |
75 |
40 |
406560 |
Продолжение таб. 5.7.
|
|
Рабочий сушильной камеры |
2 |
3 |
85 |
40 |
460768 |
|
|
|
Рабочий по варке стержневой массы |
2 |
4 |
80 |
40 |
433664 |
|
|
|
Рабочий на размалывающем барабане |
2 |
3 |
70 |
40 |
379456 |
|
|
|
Рабочий обдувочной камеры |
2 |
4 |
65 |
40 |
352352 |
|
|
|
Рабочий на отрезном станке |
2 |
4 |
75 |
40 |
406560 |
|
|
|
Фрезеровщик |
2 |
4 |
80 |
45 |
449152 |
|
|
|
Шлифовщик |
2 |
5 |
75 |
45 |
421080 |
|
|
|
Рабочий на галтовочном барабане |
2 |
3 |
65 |
40 |
352352 |
|
|
Итого производственных рабочих |
67 |
- |
- |
- |
14696534 |
||
|
|||||||
|
|
Крановщики |
2 |
5 |
85 |
35 |
444312 |
|
|
|
Стропальщики |
1 |
3 |
85 |
35 |
222156 |
|
|
|
Кладовщики |
1 |
3 |
Оклад 13500 |
30 |
193050 |
|
|
|
Рабочие ОТК |
8 |
5 |
Оклад 15000 |
30 |
1716000 |
|
|
|
Электромон теры |
2 |
5 |
85 |
35 |
444312 |
|
|
|
Станочники службы механика |
4 |
6 |
85 |
35 |
888624 |
|
|
|
Лаборанты |
6 |
5 |
75 |
30 |
1132560 |
|
|
|
Дежурные слесари |
4 |
5 |
75 |
35 |
784080 |
|
|
|
Смазчики |
4 |
3 |
70 |
30 |
704704 |
|
|
|
Сварщики |
3 |
5 |
85 |
30 |
641784 |
Продолжение таб. 5.7.
|
|
Уборщики |
2 |
2 |
Оклад 12000 |
30 |
343200 |
|
|
Итого рабочих по обслуживанию основного тех. процесса |
37 |
- |
- |
- |
- |
7514782 |
5.6.3 Определение общей суммы годовых расходов.
Определение затрат на основные материалы (за вычетом возврата).
Основным материалом в цехе литья по выплавляемым моделям является шихта.
Потребность в основных материалах определяется на основании норм расхода. Нормы берутся по данным завода.
Таблица 5.8.
Размер затрат на основные и вспомогательные материалы
|
№ п/ п |
Наименование материала |
Цена за 1 тонну, руб. |
Норма расхода |
Потребность на год, тонн |
Сумма тыс. руб. |
|
|
Разм ерн. |
Вел ич. |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
||||||
|
1 |
Шихта: |
|||||
|
Привозные болванки |
700000 |
% |
100 |
350 |
245000 |
|
|
Итого шихты |
||||||
|
2 |
Отходы возвратные |
- |
% |
3,12 |
- |
2000 |
|
Итого шихты за вычетом возврата |
- |
- |
- |
|||
|
Всего основных материалов |
- |
- |
- |
243000 |
||
|
||||||
|
|
Модельные и стержневые материалы |
|||||
|
|
Модельная масса |
50000 |
кг на 1т. годных отливок |
241,6 |
12080 |
Продолжение таб. 5.8.
|
|
Стержневая масса |
45000 |
35 |
1575 |
||
|
|
Суспензия |
34000 |
0,28 |
9,52 |
||
|
Итого модельных и стержневых материалов |
276,88 |
13664,52 |
||||
|
|
Огнеупорные материалы: |
|||||
|
|
Дистенсилиманит |
93000 |
кг на 1т. годных отливок |
60,5 |
5626,5 |
|
|
|
Порошки электрокорунда |
87000 |
78,3 |
6812,1 |
||
|
Итого огнеупоров |
- |
- |
- |
- |
12438,6 |
|
|
|
Прочие вспомогательные материалы (10%) |
- |
- |
- |
- |
2610,3 |
|
|
Транспортные расходы(3%) |
- |
- |
- |
- |
783,09 |
|
Всего вспомогательных материалов. |
- |
- |
- |
- |
29496,5 |
Расчёт затрат на топливо и энергию технологического назначения.
Топливо и энергия расходуется для осуществления технологического процесса при плавке рабочего сплава, на сушку форм и стержней, на прокалочные печи и термическую обработку. Основными энергоносителями технологического назначения в литейных цехах является электроэнергия, природный газ и вода.
Потребное количество различных видов энергии определяется на основе норм расхода на 1 т жидкого металла, на 1 т отливок, на 1 т стержней и т. п.
Таблица 5.9.
Расчёт затрат на топливо и энергию технологического назначения
|
№ п/п |
Наименование и назначение |
Стоимость |
Норма расхода |
Потребность на год. |
Сумма, тыс. руб. |
||
|
ед. изм |
Руб. |
ед. изм. |
Величина |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
Сжатый воздух |
Тыс. нм3 |
275 |
нм3/ч |
1530 |
459000 |
3122,5 |
|
2 |
Вода техническая |
м3 |
4 |
м3/т.год литья |
112 |
33600 |
1344,7 |
|
3 |
Эл. Энергия |
Продолжение таб. 5.9.
|
|
для плавки |
кВт/час |
2,45 |
на 1 т. годного литья |
650 |
195000 |
4778,8 |
|
|
прочие станки (наждаки, станки) |
1,6 |
220 |
66000 |
1056,4 |
||
|
4 |
Природный газ |
нм3 |
2,1 |
110 |
33000 |
2044,1 |
|
|
ИТОГО |
- |
- |
- |
- |
- |
12346,5 |
Расчёты фондов заработной платы по цеху.
Основная заработная плата рабочих определяется следующим образом:
Для сдельщиков:
Зосн.сд.. = Зч.ср. * FR * Квн * Pсп.
Для повременщиков:
Зосн.пов. = Зч.ср. * FR * Рсп. * П,
где:
Зч. – средневзвешенная часовая тарифная ставка рабочих данной профессии;
lч – часовая тарифная ставка,руб.;
FR – действительный годовой фонд времени работы рабочего равный 1760 ч.;
Квн – коэффициент выполнения норм = 1.1;
Рсп – списочное число рабочих;
П – коэффициент, учитывающий максимальный размер премии для данной профессии рабочих.
Таблица 5.10.
Ведомость фондов заработной платы работающих
|
Категория работающих |
Годовой фонд зарплаты,тыс.руб. |
Общий фонд зарплаты, тыс.руб |
Отчисления в соц. фонды (26%), тыс.руб. |
Среднемесячная зарплата Руб. |
|
|
основной |
доп.(20%) |
||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
1. Основные рабочие |
14696,5 |
2939,3 |
17635,8 |
4585,3 |
21935 |
|
2.Рабочие по обслуживанию |
7514,7 |
1502,9 |
9017,64 |
2344,6 |
20310 |
|
3. Руководящие работники, специалисты, служащие |
5538,5 |
1107,7 |
6646,2 |
1728 |
30769 |
|
ИТОГО |
22749,7 |
5549,9 |
33299,64 |
8657,9 |
24338 |
Возмещение износа специального инструмента и оснастки.
Величина затрат, связанных с приобретением специальной оснастки взамен выбывшей из строя с включением затрат на ремонт этой оснастки, определяется укрупнено по удельным затратам на 1 т годных отливок в рублях:
5000-10000 – литьё по выплавляемым моделям.
Эта величина будет равняться 2 млн. 250 тыс. рублей.
5.3.5. Составление сметы общепроизводственных расходов.
Общепроизводственные (косвенные) расходы цеха – это расходы, которые не могут быть пронормированы и отнесены прямо на себестоимость продукции. Они подразделяются на 2 группы:
1) связанные с содержанием и эксплуатацией оборудования;
2) общецеховые расходы.
На основании выполненных расчётов составляют смету общепроизводственных расходов по приведённой ниже форме (таблица 5.11), где указан и порядок расчёта косвенных расходов по статьям.
Таблица 5.11.
Смета общепроизводственных расходов
|
№ п/п |
Наименование статей расходов |
Величина расходов, руб. |
|
1 |
Заработная плата рабочих по обслуживанию основного техпроцесса |
17 635 800 |
|
2 |
Отчисления в социальные фонды и заработной платы рабочих по обслуживанию основного техпроцесса |
4 585 300 |
|
3 |
Затраты на вспомогательные материалы (смазочные, обтирочные и др. материалы, необходимые для ухода за оборудованием) |
24 000 |
|
4 |
Затраты на силовую электроэнергию |
520 000 |
|
5 |
Затраты на сжатый воздух |
312 000 |
|
6 |
Текущий ремонт оборудования и подъёмно-транспортных средст |
1 500 966 |
|
7 |
Амортизация технологического оборудования, подъёмно-транспортных средств и дорогостоящей оснастки |
4 345 906 |
|
8 |
Возмещение износа малоценных и быстроизнашивающихся инструментов и приспособлений (молотки, скребки и т.п.) |
80 400 |
|
9 |
Заработная плата руководящих работников, специалистов, служащих |
8 374 200 |
|
10 |
Амортизация зданий и сооружений |
10 010 275 |
|
11 |
Затраты на текущий ремонт зданий, сооружений и хозинвентаря |
6 006 165 |
|
12 |
Затраты на воду для хозяйственно-бытовых нужд |
134 400 |
|
13 |
Затраты на электроэнергию для освещения |
2 201 031 |
|
14 |
Затраты на пар для отопления |
985 980 |
|
15 |
Расходы на испытания, опыты, рационализацию и изобретательство |
533 068 |
Продолжение таб.5.11.
|
16 |
Расходы по охране труда и окружающей среды |
61 000 |
|
17 |
Прочие расходы |
1 719 314 |
|
ИТОГО общепроизводственных затрат |
59 029 805 |
Составление сметы на производство.
Себестоимость годового выпуска продукции цехом определяется составлением сметы затрат на производство (табл. 5.12). Эта смета составляется по статьям калькуляции и включает все затраты на производство, рассчитанные в предыдущих разделах.
Таблица 5.12.
Смета затрат на производство.
|
№ п/п |
Статьи затрат |
Сумма, руб. |
Структура расходов, %к итогу |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
1 |
Сырьё и основные материалы за вычетом возврата |
243 000 000 |
65,7 |
|
2 |
Вспомогательные материалы технологического назначения |
29 496 500 |
7,4 |
|
3 |
Топливо и энергия на технологические нужды |
12 346 500 |
4,69 |
|
4 |
Зарплата основных производственных рабочих с учётом отчислений на социальное страхование |
22 221 100 |
6,54 |
|
5 |
Износ специального инструмента и оснастки |
2 250 000 |
0,56 |
|
6 |
Общепроизводственные затраты |
59 029 805 |
14,8 |
|
7 |
Потери от брака |
1 253 439 |
0,31 |
|
ИТОГО |
369 597 344 |
100 |
Расчёт себестоимости единицы продукции.
Расчёт себестоимости единицы продукции называется калькуляцией. В проекте калькулируется одна тонна годных отливок каждого вида сплава, выпускаемого цеха. Расчёты осуществляются в таблице 5.13.
Таблица 5.13.
Проектная калькуляция себестоимости 1 тонны годных отливок
|
№ п/п |
Наименование статей |
Затраты на 1 т годных отливок (в среднем), руб |
|
1 |
2 |
3 |
|
1 |
Основные материалы (за вычетом возврата) |
700 000 |
|
2 |
Вспомогательные материалы технологического назначения |
71 250 |
|
3 |
Топливо и энергия на технологические цели |
30 870 |
|
4 |
Основная и дополнительная заработная плата производственных рабочих с отчислениями в социальные фонды |
63 489 |
|
5 |
Износ спец. оснастки |
7 500 |
|
6 |
Общепроизводственные расходы |
160 577 |
|
7 |
Потери от брака |
7 644 |
|
Итого цеховая себестоимость |
1 041 330 |
|
|
8 |
Общезаводские расходы |
70 472 |
|
Итого производственная себестоимость |
1 111 802 |
|
|
9 |
Внепроизводственные расходы (коммерческие) |
22 236 |
|
Итого полная себестоимость |
1 134 038 |
5.6.4 Расчёт показателей экономической эффективности.
Экономия от снижения себестоимости продукции (Эгод) рассчитывается по формуле:
Эгод = (С1-С2)*Ввып = (1184,4– 1041,3)*350 = 50085 т.р.
где С1, С2 – себестоимость единицы продукции соответственно в базовом и проектируемом участках;
Ввып – программа выпуска продукции.
Годовой экономический эффект определяется по формуле:
Ээф = [(C1+Ен*К1)-(C2+Ен*К2)] Ввып = [(1184,4 + 0,15*94,86) -
- (1041,3 + 0,15*90,94)] * 350 = 50295 т.р.
где Ен – нормативный коэффициент эффективности; (равный 0,15)
К1, К2 – удельные капитальные затраты соответственно базового и проектируемого вариантов, т.е. капитальные затраты, приходящиеся на единицу продукции в базовом и проектируемом участках.
Срок окупаемости капитальных затрат рассчитывается по формуле:
Т = К/(С1 – С2)Ввып = К/Эгод =318319,4/50085 = 6,3 года
где К – капитальные затраты по проектируемому участку;
Эгод – экономия от снижения себестоимости продукции.
Нормативный коэффициент эффективности (0,15), подставляемый в формулу годового экономического эффекта, характеризует норму прибыли для предприятия. При величине её 15 коп. на 1 руб. капитальных затрат нормативный срок окупаемости инвестиций составил 6,3 года, который может не устроить предпринимателей.
С учётом этого возможно использование более высокой нормы прибыли, на уровне банковской ставки (20-40%). Тогда коэффициент рентабельности будет составлять, к примеру, 0,3. Нормативный срок окупаемости капитальных затрат при этом будет составлять 3,3 года (1/0,3).
5.6.5 Технико-экономические показатели цеха и их анализ.
В завершение всех выполненных расчётов даётся общая производственно-экономическая характеристика спроектированного цеха с помощью системы взаимосвязанных показателей.
Полученные при расчётах технико-экономические показатели сводятся в таблицу 5.14. Анализ технико-экономических показателей заключается в сравнении их с показателями аналогичных передовых цехов в части технического оснащения и организационного уровня.
Таблица 5.14
Технико-экономические показатели проектируемого и базового цехов
|
№ п/п |
Наименование показателей |
Единица измерения |
Спроектированный цех |
Цех - аналог ФГУП ММПП “Салют” |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
1 |
Годовой выпуск отливок в натуральном выражении |
тонн |
350 |
350 |
|
1.2 |
По себестоимости |
тыс. руб. |
364465 |
414540 |
|
2 |
Количество наименований отливок |
шт. |
10 |
10 |
|
3 |
Масса одной отливки, средняя |
кг |
0,95 |
0,95 |
|
4 |
Масса одной отливки, наибольшая |
кг |
2,4 |
2,4 |
|
5 |
Число смен работы |
смен |
2 |
2 |
|
6 |
Выход годных отливок |
% |
80 |
70 |
|
7 |
Капитальные вложения (производственные фонды) |
руб. |
318319400 |
299043200 |
|
8 |
Удельные капитальные вложения (на 1 т отливок годового выпуска) |
руб./т |
909 400 |
948 670 |
|
9 |
Общая численность работающих, в том числе: -основных рабочих -рабочих по обслуживанию -руководящих работников, специалистов, служащих Всего |
человек « « « |
67 37 18 122 |
125 100 27 252 |
|
10 |
Общая площадь цеха |
м² |
4766,8 |
4873,7 |
|
11 |
Трудоёмкость 1 т годных отливок |
нормо-час |
453,5 |
476,4 |
|
12 |
Выпуск годных отливок на 1 рабочего |
т/год |
1,76 |
1,2 |
Продолжение таб. 5.14.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
13 |
Съём годных отливок с 1 м² производственной площади |
т/ м² |
13,61 |
12,26 |
|
14 |
Цеховая себестоимость 1 т годных отливок |
руб./т |
1 041 330 |
1 184 451 |
|
15 |
Экономия от снижения себестоимости отливок |
тыс. руб. |
50085 |
- |
|
16 |
Годовой экономический эффект |
тыс. руб. |
50295 |
- |
|
17 |
Срок окупаемости капитальных затрат |
годы |
6,3 |
- |
5.6.6. Определение точки безубыточности
Под точкой безубыточности A понимается такой объем производства (шт), при котором покрываются все издержки на внедрение данного метода производства.
где FH – условно-постоянные издержки при производстве объема выпускаемой продукции;
ЦН – цена одной тонны отливок по новой технологии;
СH – условно-переменные издержки при производстве одной тонны годных отливок.
Цена одной тонны отливок по новой технологии определяется на основании полной себестоимости и уровня рентабельности (равен 30%).
График безубыточности представлен ниже.
График безубыточности
График показывает, что после достижения точки А производство перестает быть убыточным и начинает приносить прибыль.
6. Основы безопасности жизнедеятельности
6. ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОБЕЗОПАСНОСТИ ЛИТЕЙНОГО ЦЕХА ПО ВЫПЛАВЛЯЕМЫМ МОДЕЛЯМ.
6.1. Факторы, определяющие исход воздействия электрического тока.
Раздражающее действие электрического тока промышленной частоты (50 Гц) ощущается уже при силе тока 1мА (0,001 А).
Для постоянного тока эта величина повышается до 5мА. Приведенные величины переменного и постоянного тока называют пороговыми ощутимыми токами. Они практически не представляют особой опасности для человека, потому что при слабом начальном раздражении он сохраняет за собой способность немедленно и без посторонней помощи освободиться от токоведущих частей оборудования или электрической сети.
При воздействии на человека переменного тока силой 5—10 мА его раздражающее действие становится более сильным. У человека появляются судороги и весьма неприятная боль. При токе 10—15мА боль становится трудно переносимой, судороги мышц рук и ног человека усиливаются настолько, что он не в состоянии самостоятельно освободиться от токоведущих частей оборудования или электрической сети. Токи силой в 10—15мА называют неотпускающими.
Переменный ток промышленной частоты 25 мА и выше воздействует на человека еще более значительно, он парализует мышцы не только рук и ног, но и грудной клетки, существенно затрудняя дыхание человека. Ток в 50 мА может быстро остановить дыхание, а переменный ток в 100 мА (0,1 А) за очень короткое время (от сотых долей секунды до 1—2 с) поражает сердечную мышцу, вызывая фибрилляцию сердца (т. е. беспорядочное его трепетание), при котором кровообращение прекращается и наступает смерть.
Приведенные числовые значения токов весьма приближенны, так как исход поражения человека электрическим током существенно зависит от состояния его здоровья, факторов времени и окружающей среды и других причин. Наблюдались случаи, когда очень тяжелые и даже смертельные поражения человека наступали при воздействии на него токов очень малой величины, например всего в 4 мА.
Степень поражения человека электрическим током существенно зависит также от пути, по которому проходит ток в теле человека, т. е. от расположения на его теле точек, которые оказались в соприкосновении с токоведущими элементами электрической сети. Наиболее опасными являются токи, проходящие через сердце, мышцы грудной клетки, головной и спинной мозг. Однако и это утверждение является весьма условным, так как проходящие через тело человека токи часто идут не по кратчайшему пути, а разветвляются по самым различным направлениям и поэтому становятся опасными при любой системе соприкосновения человека с токоведущими элементами сетей. Наблюдались случаи, когда тяжелые и даже смертельные поражения человека наступали при прохождении тока с одной стороны пальца на другую.
Согласно закону Ома величина тока в электрической цепи прямо пропорциональна приложенному к ней напряжению и обратно пропорциональна величине включенного в цепь сопротивления (в нашем случае обратно пропорциональна сопротивлению тела человека). Тщательные исследования показали, что величина электрического сопротивления человеческого тела не является постоянной величиной, она существенно зависит от многих обстоятельств. Так, если ток проходит по системе рука — рука, то при сухой ладони рук, имеющей более толстый и твердый ороговевший слой кожи, сопротивление тела человека составляет 20—50 кОм. При увлажнении рук сопротивление тела току, идущему по тому же пути, составит уже всего 800—1000 Ом, т. е. сопротивление уменьшится в несколько десятков раз. Еще более уменьшается сопротивление тела человека при наличии на коже повреждений (ран или царапин).
В последнем случае электрическое сопротивление тела человека падает примерно до 100 Ом. Это очень важное обстоятельство, так как даже при самом незначительном повреждении кожи величина тока, проходящего через тело человека, достигает величин, при которых возможен смертельный исход. Так, при определенных неблагоприятных условиях величина тока от промышленной (и бытовой) сети 220 В может достигнуть 2,2 А (220: 100 = 2,2). Эта величина уже более чем в две тысячи раз превышает минимальное пороговое значение тока (0,001 А), которое только и можно с достаточной уверенностью считать безопасным для человека.
6.2. Мероприятия по обеспечению электробезопасности.
Смысл приведенных здесь сведений о факторах, влияющих на исход воздействия электрического тока, — дать отчетливое и ясное представление о необходимости самого серьезного отношения рабочих к соблюдению правил электробезопасности труда на промышленных предприятиях и в литейном производстве. Следует иметь в виду также то, что подавляющее большинство электрических травм, которые происходят, время от времени на предприятиях, объясняется безответственным отношением к строгому соблюдению правил эксплуатации электрических сетей, устройств, инструментов и освещения, а иногда и прямой халатностью, основанной, как правило, на незнании существа опасности для человека электрического тока.
Для создания производственных условий, при которых воздействие электрического тока полностью исключается, необходимо стремиться к тому, чтобы конструкция элементов электрооборудования, его устройство и монтаж в производственных помещениях, а также техническое состояние электрооборудования, устройств защитного заземления и зануления находились в полном соответствии со специальными требованиями правил, соблюдение которых строго обязательно для всех работающих. Действующим в нашей стране законодательством об охране труда предусмотрено, что все промышленные (и бытовые) электрические сети и установки проектируются, изготовляются и монтируются в строгом соответствии с утвержденными соответствующими государственными органами правилами. К ним, в частности, относятся «Правила устройства электроустановок», «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».
Ниже рассмотрены некоторые вопросы электробезопасности, регламентирующие в основном поведение рабочих. При вводном инструктаже все поступающие на промышленное предприятие рабочие должны быть ознакомлены с правилами электробезопасности, методами освобождения человека, попавшего под действие электрического тока, и способами оказания ему первой медицинской помощи. При этом должно быть обращено особое внимание на то, что при всех несчастных случаях необходимо немедленно обращаться в медпункт, даже при самых легких поражениях током.
Рабочему не разрешается приступать к работе, если замечены какие-либо неисправности в оборудовании, инструменте, электропроводке.
Применяемые для местного освещения переносные лампы должны питаться напряжением не выше 12 В, в некоторых случаях допускается применение для электроинструментов более высокого напряжения, но при этом такие инструменты должны иметь двойную изоляцию всех токоведущих частей.
Администрация литейного цеха обязана ознакомить рабочего с основными требованиями техники безопасности и электробезопасности в данном цехе и на данном конкретном участке, со световой и звуковой сигнализацией, используемой в цехе, указать правила проездов и проходов по территории цеха и всего предприятия, а также правила противопожарной безопасности.
Рабочий не должен прикасаться к токоведущим элементам электрооборудования и освещения и к электропроводке, не должен открывать дверей электрошкафов. Рабочему запрещается прикасаться к неизолированным или поврежденным проводам и электрическим устройствам, наступать на переносные электрические провода, лежащие на полу, самостоятельно производить ремонт неисправного электрооборудования и инструмента. Обо всех замеченных неисправностях рабочий должен немедленно извещать администрацию цеха и в первую очередь мастера.
Для защиты рабочих от поражения током используются следующие меры:
Заземляются стойки с приборами управления, корпуса электроустановок и трансформаторов. Тип заземления – стержневой, трубчатый, расположение вертикальных заземлителей – по контуру. Для защиты от электромагнитного излучения в теплопоглощающие экраны индукционных печей вмонтированы сеточные стальные экраны.
6.3. Требования по охране труда при выплавке жаропрочных сплавов в вакуумных печах.
Особые требования предъявляются к электрическому оборудованию.
Цех снабжается электроэнергией через подстанцию цеха, понижающую напряжение до 220-3ЗОВ. Помещение изолировано от всех других помещений цеха.
Все металлоконструкции электропечей должны иметь защитное заземление. Электропроводку необходимо заключать в трубы с отличительной окраской, чтобы различать назначение проводки и напряжение электрического тока.
Все ремонтные работы разрешается производить только после полной остановки, слива металла из печи и отключения ее от электропитания. Распределительная сборка (электрощит с рубильниками) после отключения печи должен быть закрыт на замок и снабжен табличкой с надписью «Не включать! Работают люди».
Лица, допускаемые к работе на печи:
В среднем при производстве 1тонны литья в цехе выделяется 2500 ккал теплоты, причем примерно половина этого количества теплоты выделяется именно в плавильном отделении.
С целью предотвращения распространения вредных веществ от плавильных печей предусматривают следующие меры:
Для создания нормальных условий труда плавильщиков, заливщиков, на участке плавки температура окружающего воздуха должна поддерживаться на уровне 20С, как это предписывает ГОСТ 12.1.003-88.
В плавильном отделении установлены вакуумные плавильные установки для плавки жаропрочных никелевых сплавов. Температура поверхностей кожухов печей не превышает 45С-50С, что обеспечивает нормальные и безопасные условия труда плавильщиков.
6.4. Защитное заземление электроустановок.
В условиях промышленных предприятий напряжение прикосновения может возникнуть не только между корпусом поврежденного электроприемника и землей, но и между корпусами электроприемников, между корпусом электроприемника и металлическими конструкциями здания, между станиной станка и металлическими трубопроводами и т.п. Сеть заземления в цехе промышленного предприятия должна электрически связывать между собой металлические части электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением при пробое изоляции, и присоединить их к металлическим частям технологического оборудования и здания с целью уравнять потенциалы тех и других, если при порче изоляции какого-либо электроприемника такие разности потенциалов появятся. Поскольку в цех всегда может быть заведен также и нулевой потенциал земли, металлические части электрооборудования, могущие при пробое изоляции оказаться под напряжением, металлические части технологического оборудования и здания должны быть также заземлены, т.е. присоединены к заземлителю.
Защитное заземление не требуется в установках при номинальных напряжениях 42 В переменного тока и 110 В постоянного тока и менее.
К частям, подлежащим заземлению в тех случаях, когда оно требуется, относятся:
Металлические оболочки и броня кабелей должны быть заземлены или занулены в начале и конце трассы. Должны быть заземлены или занулены также и металлические оболочки и броня кабелей и проводов напряжением 42 В переменного и 110 В постоянного тока и менее, если они проложены на общих металлических конструкциях, в том числе в трубах, коробах, лотках и т.п., вместе с кабелями и проводами, металлические оболочки и броня которых подлежат заземлению или занулению.
Оборудование, установленное на заземленных металлических конструкциях, в том числе съемные или открывающиеся части на металлических заземленных каркасах и камерах распределительных устройств, ограждений, шкафов (например, двери и т.п.), может не заземляться (зануляться) отдельным проводником, если на опорных поверхностях предусмотрены незакрашенные и зачищенные места, достаточные для обеспечения электрического контакта.
Допускается при заземлении отдельных электродвигателей, аппаратов и т.п. на станках непосредственно не заземлять металлические станины станков при условии обеспечения надежного контакта между корпусами электрооборудования и станиной.
Заземлению не подлежат:
Для защиты электроустановок различных назначений и различных напряжений, территориально приближенных друг к другу, рекомендуется применять одно общее заземляющее устройство.
Согласно ПУЭ сопротивление заземляющего устройства, к которому присоединены нейтрали генераторов или трансформаторов или выводы источника постоянного тока, в любое время года должны быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока или 380, 220 и 127В источника однофазного тока.
Рис. 6.4. Схема защитного заземления:а — в сети с изолированной нейтралью;б — в сети с заземленной нейтралью.
6.5. Защитное зануление.
Зануление — защитная, мера, применяемая только в сетях с,заземленной нейтралью напряжением до 380/220 В. Оно, как и заземление, предназначено для защиты людей, если они прикоснутся к «пробитому» на корпус оборудованию. Конструктивное зануление — присоединение подле. жащего защите объекта к нулевому проводу сети (рис. 2).
Применение взамен защитного заземления в сетях с глухим заземлением нейтрали напряжением до 1000 В зануления вызвано ненадежной работой заземления в этих условиях. Это объясняется тем, что при заземлении, в случае пробоя на корпус, ток однофазного короткого замыкания между, корпусом оборудования и заземленной нейтралью по своей величине часто недостаточен для расплавления калиброванных плавких вставок. И наоборот, при занулении ток, возникающий при пробое напряжения на корпус, бывает достаточным для быстрого расплавления плавких вставок или срабатывания максимальной защиты. Однако и зануление не создает защиты во всех случаях.
Рис. 6.5. Схема защитного зануления.
Вывод
Была выполнена поставленная задача спроектировать цех точного литья по выплавляемым моделям мощностью 350 тонн.
Максимально рационально использовались площади цеха, было выбрано дорогое, но качественное оборудование, которое снижает трудоемкость изготовления отливок и уменьшает себестоимость продукции.
Была выполнена модернизация прокалочной печи Н85-В, а именно: изменен угол наклона печи, что обеспечило лучшее прилегание к печи и тем самым улучшило герметизацию рабочего пространства. Заменен электрический привод подъёма дверцы на пневматический, что позволило снизить общепроизводственные затраты.
В разработке технологии получения отливки использовались новейшие методы моделирования ProCAST и Полигон, что увеличило выход годного и избавило от многих затрат.
Разработаны необходимые мероприятия по улучшению условий труда.
Список литературы
PAGE \* MERGEFORMAT 115