Проект заливочно-обрубного отделения цеха автомобильного алюминиевого литья производительностью 5000 тонн в год

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г. И. НОСОВА»

Кафедра литейного производства и материаловедения КУРСОВОЙ ПРОЕКТ по дисциплине «Проектирование новых и реконструкция действующих цехов»

на тему: «Проект заливочно-обрубного отделения цеха автомобильного алюминиевого литья производительностью 5000 тонн в год «

Исполнитель: Хохлов Ю. А. студент 5 курса, группа МЛ-09

Руководитель: Миляев А. Ф. профессор канд.техн.наук

Магнитогорск, 2014

ЗАДАНИЕ

Проект заливочно-обрубного отделения цеха автомобильного алюминиевого литья производительностью 5000 тонн в год.

ЗАДАНИЕ ВВЕДЕНИЕ

1. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОГРАММА

2. ФОНДЫ ВРЕМЕНИ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ

3. ЗАЛИВОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

4. ОБРУБНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ВВЕДЕНИЕ В настоящее время алюминий и его сплавы применяют во многих областях промышленности и техники. Прежде всего алюминий и его сплавы используют авиационная и автомобильная отрасли промышленности. Широко применяется алюминий и в других отраслях промышленности: в машиностроении, электротехнической промышленности и приборостроении, промышленном и гражданском строительстве, химической промышленности, производстве предметов народного потребления.

Промышленный алюминий выпускается в виде двух видов сплавов — литейных, детали из которых изготавливаются литьём, и деформационные — сплавы, выпускаемые в виде деформируемых полуфабрикатов — листов, фольги, плит, профилей, проволоки. Отливки из алюминиевых сплавов получают всеми возможными способами литья. Наиболее распространено литьё под давлением, в кокиль и в песчано-глинистые формы. При изготовлении небольших партий применяется литьё в гипсовые комбинированные формы и литьё по выплавляемым моделям. Из литейных сплавов изготавливают литые роторы электромоторов, литые детали летательных аппаратов и др. Деформируемые сплавы используются в автомобильном производстве для внутренней отделки, бамперов, панелей кузовов и деталей интерьера; в строительстве как отделочный материал; в летательных аппаратах и др.

В промышленности используются также и алюминиевые порошки. Применяются в металлургической промышленности: в алюминотермии, в качестве легирующих добавок, для изготовления полуфабрикатов путём прессования и спекания. Этим методом получают очень прочные детали (шестерни, втулки и др.). Также порошки используются в химии для получения соединений алюминия и в качестве катализатора (например, при производстве этилена и ацетона). Учитывая высокую реакционную способность алюминия, особенно в виде порошка, его используют во взрывчатых веществах и твёрдом топливе для ракет, используя его свойство быстро воспламеняться.

Учитывая высокую стойкость алюминия к окислению, порошок используются в качестве пигмента в покрытиях для окраски оборудования, крыш, бумаги в полиграфии, блестящих поверхностей панелей автомобилей. Также слоем алюминия покрывают стальные и чугунные изделия во избежание их коррозии.

По масштабам применения алюминий и его сплавы занимают второе место после железа (Fe) и его сплавов. Широкое применение алюминия в различных областях техники и быта связано с совокупностью его физических, механических и химических свойств: малой плотностью, коррозионной стойкостью в атмосферном воздухе, высокой теплои электропроводностью, пластичностью и сравнительно высокой прочностью. Алюминий легко обрабатывается различными способами — ковкой, штамповкой, прокаткой и др. Чистый алюминий применяют для изготовления проволоки (электропроводность алюминия составляет 65,5% от электропроводности меди, но алюминий более чем в три раза легче меди, поэтому алюминий часто заменяет медь в электротехнике) и фольги, используемой как упаковочный материал. Основная же часть выплавляемого алюминия расходуется на получение различных сплавов. На поверхности сплавов алюминия легко наносятся защитные и декоративные покрытия.

1. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОГРАММА В зависимости от характера производства программа может быть точной, приведенной или условной. По точной программе проектируют цеха крупносерийного и массового производства с устойчивой и ограниченной номенклатурой деталей на основе технологических карт на все отливки. По приведенной программе — цеха серийного производства на основе технологических карт для типовых отливок — представителей разных групп по массе. По условной программе — цеха мелкосерийного и единичного производства и единичного производства на основе типовых технологических процессов. Т.к. в нашем случае серийное производство, следовательно, производственную программу составим приведенную. Производственная программа приведена в таблице 1.

Таблица 1 — Производственная программа

2. ФОНДЫ ВРЕМЕНИ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ

Примем график работы двухбригадный двухсменный 4а-П с продолжительностью смены 8 часов (без работы в праздничные дни и выходные).

При проектировании применяют три вида годовых фондов времени работы оборудования:

1.календарный фонд Фк = 365· 24 = 8760 ч;

2.номинальный фонд (Фн). Является временем, в течении которого может выполняться работа по принятому режиму, без учета неизбежных потерь.

3.действительный фонд времени (Фд). Определяется путем исключения из номинального фонда неизбежных потерь времени для нормального организованного производства.

Действительный фонд времени работы оборудования определим по формуле:

Фд = (К-В-П)· n··(100-Пр)/100,

где К — календарное число дней в году (К=365),

В — число выходных дней в году (В=104),

П — число праздничных дней в году (П=14),

n — число смен (n = 2),

— продолжительность смены (= 8часов),

Пр — процент простоя оборудования (Пр = 12%).

Фд = (365−104−14)· 2·8·(100−12)/100 = 3478 ч.

3. ЗАЛИВОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ Оборудование для приготовления красок определяем по формуле:

где Вг — выпуск годных отливок, т.;

Ррасход облицовки (краски) на 1 т. годного литья;

1,2 -коэффициент, учитывающий потери и брак;

з — коэффициент использования машины;

Фгодовой фонд времени, час.

и==0,83

Принимаем 1 работающее смешивающее оборудование марки 15 204 мощностью 75 кВт.

Общее количество смешивающего оборудования для приготовления красок принимаем равным одному.

Выбор кокильной машины.

Исходя из номенклатуры отливок, выбираем в цех шестипозиционную машину марки 5942.

Таблица 2 — Технические характеристики кокильной машины 5942

Таблица 4 — Потребность в кокильных машинах

Так как машина шестипозиционная, то мы разделить количество съемов на количество кокилей на карусели, то есть на шесть штук. Количество форм, подлежащих изготовлению в течение года :

На машине 5942 — 56 858 шт.

Потребность оборудования рассчитываем по формуле:

Nмp=(Кк*1,1)/(П*Ф),

где Nмp — потребность в оборудовании;

Кк — количество форм подлежащих изготовлению в течение года;

П — часовая производительность установки (карусели или индивидуального станка), съёмов/час;

Ф — фонд рабочего времени оборудования, 3478 ч.

Расчёт часовой производительности кокильной машины ведём с учётом времени на застывание отливки tотл=5 мин.

tцикла машины = tмашинное время+t подготовка кокиля+ tзаливка металла+tохлаждение отливки+tудаления отливки Машины 5942: 22+120+12+300+15=469 с =7,8 мин=0,13 ч П= 1/0,13=7,69 съёмов/час

Nмp=(1 364 591*1,1)/ (7,69*3478)=2,3.

Принимаем число многопозиционных кокильных машин равную 3.

Металл будет подвозиться к заливочным ковшам, которые будут наполняться раздаточным ковшом. Раздаточный ковш будет передвигаться по цеху с помощью подвесного тельфера.

4. ОБРУБНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ производственный программа оборудование потребность Финишные операции. Обрубка и обрезка отливок Для обрубки выбираем дисковые пилы, электродвигатель 10 кВт.

Для обрезки литников и прибылей вертикальный фрезерный карусельный станок. Производительность 120 отливок/час, число оборотов фрезы 1470 в минуту, общая мощность 70 кВт.

Потребность оборудования рассчитывать по формуле:

Nм=К0/ПФм, где м — 0,75 — 0,85 коэффициент использования оборудования;

К0 — количество отливок подлежащих обработке на рассчитываемом оборудовании;

П — часовая производительность оборудования;

Ф — фонд рабочего времени оборудования, 3478.

Расчёт количества дисковых пил

Nм=К0/ПФм=1 364 591/3478*0,8*120= 4,1 = 5 (станков) Расчёт количества ленточных пил

Nм=К0/ПФм=1 364 591/3478*0,8*120= 4,1 = 5 (станков) СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Основы проектирования литейных цехов и заводов / Под ред. Б. В. Кнорре. -М.: М ашиностроение, 1979. -376 с.

2 Миляев А. Ф. Проектирование новых и реконструкция действующих литейных цехов.- Магнитогорск: МГТУ им Г. И. Носова, 2001. -410 с.