Проект литейного цеха стального литья автозавода мощностью 30000 тонн (стр. 4 из 7)
МЛ = Q·1000/(m·qЛ·Fд·з) (4.7)
где МЛ - расчетное количество линий, шт;
Q - проектная мощность размерного ряда, т/год,
Q = 3200,4·1,05 = 3360,42 т (с учетом 5% брака);
m - масса стержней в одном стержневом ящике, кг; m = 15 кг;
qЛ - производительность линии, съемов/ч; qЛ = 20;
FД - действительный годовой фонд работы линии, ч; Tд = 5720 ч.
з - коэффициент загрузки линии, з =0,8.
МЛ = 3360,42·1000/(100·20·5720·0,8) = 0,7
Таким образом, для выполнения программы по первой технологической группе стержней достаточно одной линии, которая будет работать с коэффициентом загрузки Кз = 0,7
4.3.5 Расчет площадей стержневого отделения
Величина площади стержневого отделения зависит от серийности производства, габаритов стержней и установленного оборудования. В литейных цехах массового и крупносерийного производства с использованием автоматических линий изготовления стержней площади стержневых отделений составляют 50…100% площади формовочного отделения. В цехах с высокой механизацией площадь стержневого отделения определяется планировкой оборудования, рабочих мест, установкой транспорта, складских помещений, проездов и проходов.
Нормы размеров пролета стержневого отделения и грузоподъемности электромостовых кранов выбираются в соответствие с нормами проектирования:
- грузоподъемность кранов: 15т / 5т,
- ширина пролета: 24м,
- шаг колонн: 6м, 12м.
Площадь стержневого отделения принимаем равной 288 м2.
4.4 Расчет смесеприготовительного отделения
4.4.1 Определения количества и состава формовочных смесей на годовую программу
Количество и состав формовочных смесей на годовую программу определяем по нормам расхода формовочных смесей на 1 т годного литья. Данные сводим в таблицу 4.13
Таблица 4.13 – Расчет формовочных смесей
| Группа литья по массе, кг | Масса облицовочной смеси | Масса наполнительной смеси | ||
| на 1 кг литья | на программу | на 1 кг литья | на программу | |
| 0…1 | 1,36 | 10170 | 5,44 | 40679,4 |
| 1…5 | 1,26 | 29988 | 5,04 | 119949,6 |
| 5…10 | 0,6 | 19,14 | 2,6 | 8295,3 |
| Итого | --- | 42072,3 | --- | 168924,3 |
Составы формовочных смесей определяются технологией изготовления форм, тродом металла, конфигурацией и массой отливки.
Основными компонентами песчано-глистой смеси является отработанная смесь, кварцевый песок, связующее.
Составы смесей приведены в табл 4.14
Таблица 4.14 – Состав песчано-глинистой смеси
| Тип смеси | Количество, % от массы | |||
| Отработанная смесь | Кварцевый песок | Глина | Прочие добавки | |
| Облицовочная смесь(по сырому) | 55,0 | 35,0 | 5,0 | 2,0 – барда3,0 – уголь |
| Наполнительная смесь(по сырому) | 96,0 | 3,0 | 1,0 | - |
4.4.2 Выбор и количество оборудования для приготовления формовочных смесей
Для приготовления формовочных смесей применяют смешивающие бегуны.
Потребное количество бегунов определяем по формуле:
, (4.8)где n - потребное количество бегунов, шт;
РУ - годовое количество смеси, т;
КН - коэффициент неравномерности, КН = 1,2...1,3;
ТД - эффективный фонд рабочего времени, ч, ТД = 5720 ч;
q - производительность бегунов, т/ч.
При расчете учитываем потери смеси при транспортировки, формовки и раздачи смеси. Принимаем потери равными 12%.
Для приготовления облицовочной смеси предусматриваем смесители модели 15104М, с производительностью q = 30 т/ч. Потребное количество смесителей:
Принимаем один смеситель с коэффициентом загрузки КЗ = 0,57.
Для приготовления наполнительной смеси предусматриваем смесители модели 114, с производительностью q = 15 т/ч. Потребное количество смесителей:
Принимаем 1 смеситель с коэффициентом загрузки КЗ = 0,83.
4.4.3 Определение количества и состав стержневой смеси на годовую программу
Количество стержневой смеси на годовую программу было определено при расчете стержневого отделения. ХТС приготавливаем в стержневом отделении. Составы смесей представлены в таблице 4.15.
Таблица 4.15 – Составы ХТС
| Вид смеси | Количество, % стержневой смеси | ||||
| Кварцевый песок | Регенерат | Феррохромовый шлак | Древесный уголь | Жидкий компонент | |
| ХТС | 30,0 | 70,0 | — | — | 2,0 – смола бакелитовая,2,0 – кислота ортофосфорная |
4.4.4 Определение площадей смесеприготовительного отделения
Площадь смесеприготовительного отделения определяется с учетом проходов, проездов, рабочих мест, на этой же площади размещаем экспресс-лабораторию для контроля качества формовочных и стержневых смесей. Площадь, занимаемую экспресс-лабораторией принимаем равной 54 м2. Общая площадь смесеприготовительного отделения составляет 198 м2.
4.5 Расчет очистного отделения
В числе затрат труда по изготовлению отливок очистные операции составляют до 40%, причем в очистных отделениях применяется наибольшее количество ручного труда. Под очисткой отливок понимается весь цикл операций, которым подвергается отливка начиная от выбивки из опоки до грунтовки. В очистном отделении выполняются операции по удалению стержней из отливок, отделению литниковых систем и прибылей, очистке, обрубке, зачистке, термической обработке, исправлению дефектов в отливках и грунтовке отливок. В связи с выделением большого количества пыли в очистных отделениях следует предусматривать местную вытяжку на каждом рабочем месте и оборудовании. Приточная вентиляция должна составлять не менее 30 м3/ч на одного работающего.
Проектирование очистного отделения начинается с анализа номенклатуры отливок и выполнения последовательно следующих операций:
- разбивки всей номенклатуры отливок на группы по массе, что позволяет выявить количество предполагаемых технологических потоков;
- выбора рационального технологического процесса и оборудования для данной группы;
- расчета и компоновки оборудования и рабочих мест, т. е. создания технологической линии.
4.5.1 Разбивка на группы по массе и определение технологических потоков
Проектирование очистного отделения начинаем с разбивки номенклатуры по массе, что позволяет определить потоки. Разбивка представлена в таблице 4.16.
Таблица 4.16 – Разбивка литья по массе очистного отделения
| Группа литья | Предельная масса очищаемых отливок, кг |
| I | 0…100 |
4.5.2 Выбор тезнологического процесса очистки и выбор оборудования
Типовой технологический процесс литья включает следующие операции:
- удаление стержней из отливок;
- отделение литниковых систем и прибылей;
- очистка;
- обрубка;
- зачистка;
- термическая обработка;
- исправление дефектов в отливках;
- грунтовка отливок.
Все оборудование должно назначаться согласно последовательности операций по очистке с соблюдением поточного метода обработки отливок.
Для очистки 1 потока принимаем комплексную механизированную линию
Обрубку отливок, удаление заливов, швов и других неровностей на наружных и внутренних поверхностях средних отливок из стали, а также вырубку дефектов для заварки, технологических (ложных) ребер в отливках из стали и обычно выполняют пневматическими рубильными молотками с зубилами (модели МР-4, МР-5, МР-6) или воздушно-дуговой резкой.
Следующая операция - зачистка. Для зачистки питателей, прибылей и других мелких неровностей на наружных поверхностях стальных отливок применяют специальные установки, снабженные абразивными корундовыми или карборундовыми кругами. Установки подразделяются на стационарные маятниковые - подвесные и с гибким валом. Заусенцы, острые кромки и другие подобные неровности отливок удаляют на заточных шлифовальных станках. В проектируемом отделении целесообразно установить стационарные маятниковые - подвесные станки модели 3374С.
После зачистки проводят исправление дефектных отливок. Основными методами исправления дефектных отливок являются декоративная заделка мелких поверхностных раковин пастами - мастиками и замазками; пропитывание специальными составами (водным раствором хлористого аммония и др.) для устранения пористости отливок, подвергающихся гидравлическому испытанию; газовая или электрическая заварка. Дефектные отливки исправляют на специализированных участках термообрубных отделении.
Следующая технологическая операция - термообработка отливок. Основной целью термообработки является снятие внутренних напряжений и улучшение обрабатываемости отливок при обработке резанием, придание металлу определенной структуры и физико-механических свойств. При проектировании термообрубных отделений сталелитейных цехов операции и режимы термообработки назначают с учетом требований к качеству получаемых отливок согласно техническим условиям. Отливки из углеродистой и низколегированной стали, изготовляемые в цехе, должны подвергаться нормализации. Время термообработки – 15…18 часов.
Завершающей операцией в цикле изготовления отливок является грунтовка. Грунтовку применяют для предохранения отливок от коррозии при их длительном хранении или транспортировке. Окраске подвергают наружные и внутренние поверхности отливок, не подлежащие обработке резанием, специальной густой краской (грунтом). Перед грунтовкой поверхности отливки очищают от песка и пыли в моечных установках. Отливки массой < 500 кг очищают струёй раствора едкого натра и тринатрийфосфата, а >500 кг - протиркой уайт-спиритом. Мелкие и средние отливки грунтуют в проходных окрасочных камерах на подвесных конвейерах. Грунтовка производится пневматическими распылителями или ручными электрораспылителями После грунтовки отливки сушат в специальных камерах или выдерживают в атмосфере цеха.