Проект литейного цеха стального литья автозавода мощностью 30000 тонн (стр. 3 из 7)
Принимаем два ковша .
4.1.4 Определение площади плавильного отделения
Площадь плавильного отделения определяется количеством рабочих мест, проездами и проходами.
Плавильное отделение располагаем в поперечном пролете, что обеспечивает удобное ведение плавки и доставки металла к формовочным участкам. Принимаем площадь плавильного отделения 1642 м2.
4.2 Формовочное отделение
В формовочном отделении выполняются операции формовки, сборки, заливки, охлаждения и выбивки отливок, трудоемкость которых составляет до 60% от общей трудоемкости изготовления отливок. Технико-экономические показатели формовочного отделения, организация работы и выбор оборудования в первую очередь зависят от способа изготовления форм. Основными факторами, обеспечивающими выбор метода формовки, являются характер производства, масса, габариты и класс точности отливок, род металла, вид производственной программы и мощность проектируемого цеха. В проектируемом цехе применяется метод формовки в разовые песчаные сухие формы.
4.2.1 Анализ групп по массе и выбор метода изготовления форм
Технико-экономические показатели формовочного отделения, организация работы и выбор оборудования в первую очередь зависят от способа изготовления форм. Основными факторами, обеспечивающими выбор метода формовки, являются характер производства, масса, габариты и класс точности отливок, род металла, вид производственной программы и мощность проектируемого цеха. В проектируемом цехе применяется метод формовки в разовые песчаные сухие формы
В проектируемом цехе всю номенклатуру отливок целесообразно объединить в один технологический поток:
- отливки, массой 0…100 кг;
Таблица 4.3 – Методы изготовления литейных форм
| Группа литья по массе, кг | Способ изготовления |
| 0…100 | Литье в сырие песчано-глинистые формы |
4.2.2 Выбор оснастки для отливок по группам литья
Для каждой группы выбираем размер опок, с учетом коэффициента металлоемкости.
Габариты опок выбираем в зависимости от придельной массы отливки по группе. Данные заносим в таблицу 4.4.
Таблица 4.4 – Группы литья по массе и габариты опок
| Группа литья по массе, кг | Габариты опок, мм |
| 0…100 | 500х400х300 |
4.2.3 Выбор формовочного оборудования и расчет его количества
Для отливок массой 0 – 100 кг
- размер опок для данного потока: 500х400х300
- средняя металлоемкость формы Мср=0,3т.
Количество форм на программу определяется по формуле:
;где Q – мощность потока Q =30000 т.
К – процент брака К= 5%
Для изготовления форм для отливок данной группы в проектируемом цехе целесообразно установить встряхивающую формовочную машину с поворотно-вытяжным механизмом мод 236
Характеристики этой линии приведены в таблице 4.5.
Таблица 4.5 – Характеристики машины 236
| Показатели | Характеристики |
| Производительность, пф/ч | 5 |
| Габариты линии, мм | 2550х2187х2760 |
| Размер опок, мм | 500х400х300 |
| Расход свободного воздуха м3 | 12 |
Количество выбранных машин определяется по формуле:
(4.5)где n – годовое количество форм, необходимых на заданную программу, шт, n = 80769 шт
q – производительность линии, q = 5форм/ч
Тд – действительный годовой фонд времени работы линии, ч, Fд = 5720 ч;
з – коэффициент загрузки оборудования, з = 0,85.
Таким образом, для выполнения программы достаточно одной формовочной машины, которая будет работать с коэффициентом загрузки Кз = 0,83.
4.2.4 Определение площадей формовочного отделения
Нормы размеров пролета формовочного отделения выбираются в соответствие с нормами проектирования:
- ширина пролета – 24 м,
- шаг колонн – 6 м по наружной стене, 12 м внутри цеха,
В механизированных литейных цехах площади формовочного отделения не рассчитываются, а определяются планировкой оборудования с учетом норм проектирования. Тогда площадь формовочного отделения равна 3248 м2.
4.3 Стержневое отделение
Организация работы стержневого отделения и выбор метода изготовления стержней зависят от характера литья. В стержневом отделении выполняются операции изготовления, покраски, сушки, зачистки и сборки стержней, их контроль и комплектовка. На площадях стержневого отделения размещаются каркасный участок, склады для суточного хранения стержневых ящиков, плит и стержней. Объем стержневых работ зависит главным образом от сложности отливок, т. е. количества и массы стержней на 1 т годного литья, а выбор метода изготовления стержней и оборудования - от серийности номенклатуры.
Расчет стержневого отделения ведется в такой последовательности:
- разбивка номенклатуры стержней на группы по массе
- определение количества потоков (размерных рядов участка) для каждой или нескольких групп и их мощность;
- выбор метода изготовления стержней и расчет оборудования.
4.3.1 Разбивка номенклатуры стержней по массе
Разбивка стержней на группы по массе и габариты позволяет определить объем стержней данной группы и дает возможность свести несколько групп в один технологический поток для изготовления на одном оборудовании.
В зависимости от общего объема стержней, количества массовых групп и габаритов стержней в стержневом отделении может размещаться несколько потоков, на которых изготовляются стержни одной или нескольких массовых групп
Разбивка всей номенклатуры стержней проектируемого цеха представлена в таблице 4.7.
Таблица 4.7 – Группы стержней по массе
| Группы стержней | Масса стержней, кг | Максимальные габариты стержневого ящика, мм |
| I | До 10 | 500x400x350 |
4.3.2 Определение количества стержней для каждой группы по массе
Таблица 4.8 – Объем стержней по группам по массе
| Группа литья по массе, кг | Объем стержней на 1 т годного литья, м3 | Объем стержней на годовую программу, м3 | Масса стержней на годовую программу, т |
| 0…100 | 1,8 | 54000 | 83,7 |
Количество стержневой смеси на годовую программу принимаем с учетом брака отливок и стержней. Массу стержневой смеси увеличиваем на 8%, тогда:
МСТ.СМ =83,7 ·1,08 = 90,39 т
Количество стержней по каждой группе по массе определяем по укрупненным показателям. Полученные данные сводим в таблицу 4.9.
Таблица 4.9 – Количество стержней по группам по массе
| Группа стержней по массе, кг | Средняя масса стержня, кг | Количество стержней на годовую программу, шт. | Масса стержня на годовую программу, т |
| До 10 | 1,5 | 150890 | 226,33 |
4.3.3 Выбор метода изготовления стержней по группам по массе
Стержни, массой до 100 кг в проектируемом цехе целесообразно изготавливать из ХТС на типовой стержневой линии. Технология рассчитана на выпуск мелких, средних и крупных стержней массой до 600 кг, которые по сложности относятся к II…V классам, а по конструктивным особенностям - к сплошным и полым. Стержни отличаются высокой прочностью и точностью, легко удаляются из отливок при выбивке форм. Их применяют в серийном, мелкосерийном и единичном производстве.
Для изготовления стержней используют деревянные (окрашиваемые эпоксидными или меламиновыми красками) стержневые ящики. Эти смеси приготовляют и сразу же выдают в ящик шнековыми смесителями, устанавливаемыми у рабочих мест в стержневом отделении. При изготовлении мелких стержней (массой до 10 кг) смесь уплотняют в ящике вручную, а при формовке средних и крупных стержней — с помощью вибрационного стола. Время выдержки мелких стержней в ящике обычно составляет 20…40 с (при наличии в смеси катализатора), а средних н крупных 8…40 мин после виброуплотнения. Стержни для стальных отливок окрашивают — красками па основе циркона. Стержни для тонкостенных отливок окрашивают один раз, а для толстостенных и массивных два раза. После окраски стержни подсушивают при температуре 80…120°С в течение 20…40 мин.
Благодаря высокой прочности стержни можно транспортировать путем захвата за подъемы каркаса без применения сушильных плит. Несмотря на некоторые трудности из-за повышенной текучести ХТС, крупные стержни целесообразно изготовлять полыми, а внутренние их полости заполнять насыпанным в мешочки гравием или кусками бракованных стержней. При изготовлении стержней из ХТС необходимо обеспечить на участке стабильную температуру 18…25°С во избежание снижения текучести смеси. Несмотря на высокую стоимость ХТС, холоднотвердеющие стержни широко применяют благодаря высокой точности и низкой шероховатости поверхностей отливок, получаемых с их использованием ХТС обеспечивают хорошую выбиваемость стержней из отливок, а также малую трудоемкость стержневых и очистных работ.
4.3.4 Расчет количества стержневого оборудования
Все дальнейшие расчеты стержневого отделения основываются на данных расчета количества и массы стержней на 1т годного литья для каждой массовой группы отливок. Для изготовления стержней из ХТС в проектируемом цехе целесообразно установить типовую стержневую линию Л100Х. Ее характеристики приведены в таблице 4.10.
Таблица 4.10 - Характеристики стержневой линии Л100Х
| Показатели | Характеристики |
| Максимальная масса стержня, кг | 100 |
| Габариты линии, мм | 22500х4600х4350 |
| Максимальные размеры ящика, мм | 1000х800х560 |
| Производительность, съемов/ч | 20 |
Количество стержневых линий определяется по формуле: