Проектирование цеха сантехнического литья производительностью 250000 отливок в год

Введение

цех формовка баланс отливка Основная задача курсового проектированияразработка проекта конкурентоспособного литейного цеха, имеющего современное оборудование. Отливка, на основе которой будем вести проектирование- «ванна купальная», массой 70 кг. Данная отливка не ответственного назначения.

Данный тип отливок имеет одинаковую толщину стенки по всему сечению, поэтому целесообразно выполнять в разовые песчаные формы. Отливка является технологичной в изготовлении и не требует применения стержней. Вакуумно-пленочное производство специализируется на данном типе отливок. Сплав для изготовления отливок — СЧ10. Технические требования приёмки заказчиком: шероховатость поверхности — Rz 40. Недопустимые дефекты: недолив, герметичность, газовая пористость.

1. Выбор типа используемого оборудования Плавильное отделение Так как к отливке не предъявляются высокие механические свойства, то выбираем коксовую вагранку, в которой обеспечивается высокое качество выплавляемого чугуна, который характеризуется низкой склонностью к отбелу и высокой жидкотекучестью, что важно при производстве ванн. Вагранка отличается простотой конструкции, низкой стоимостью, по сравнению с дуговой печкой.

В качестве шихты используем литейный доменный чугун 25.1%, передельный доменный чугун 25.5%, чугунный лом 39,0%, чугунная стружка 0.7%, стальная стружка 0.1%, стальной лом 9,6%.

Отделение формовки Формы изготавливаются на автоматической линии вакуум — пленочной формовки.

Выбираем формовочную линия фирмы Heinrich Wagner Sinto (HWS), c размером опок в свету — 2000×900×700/400мм и системой пескооборота. Производительность машины: 40 форм/ч.

На обслуживании линии, где полностью исключено применении монотонного ручного труда, задействовано ограниченное число сотрудников, в основном операторов, а также инженеров и техников. Кроме того, система управления формовочной линии по модемной связи соединена с компьютерами технических специалистов немецкой фирмы производителя HWS-Sinto, что позволяет оперативно решать редкие, но важные вопросы диагностики линии, особенно на начальных этапах внедрения.

Сокращение практически на порядок, по сравнению с существующим производством, численности занятых в нём людей обеспечивает значительный рост производительности труда и низкую себестоимость отливки.

Применение данной технологии позволяет получать отливки ванн с практически идеальной поверхностью (RZ-75), не требующей значительной очистки и механической обработки. Кроме того, качественная отливка позволит намного сократить брак при эмалировании. Большой экономический эффект при этом обеспечивается и за счет уменьшения веса каждой из отливок.

Отделение финишной обработки Литниковая система обрубается дисковыми пилами. Очистка поверхностей отливок производится на дробеметной камере, Камера работает в автоматическом режиме с постоянной очисткой дроби в сепараторах и возвратом ее на дробеметные аппараты. Такой способ является наиболее удачным в условиях нашего производства.

2. Производственная программа Производственная программа является основным документом для проектирования цеха. В производственной программе содержится производственное задание для всех отделений цеха на год. Расчет производственной программы производится по технологическим картам отливок, предоставленных в производственной программе, и их серийности. Учет брака производится против хода производственного процесса по формуле: Х=Хо (1+Б), где Хпланируемый показатель с учетом брака; Хобазовый показатель без учета данного вида брака; Бпланируемая доля данного вида брака.

3. Режим работы цеха и фонды времени

Фонды времени рассчитываются, исходя из существующих законов о выходных и праздничных днях, продолжительности рабочего дня и количестве смен. Определяются фонды времени работы оборудования и персонала. При расчетах используют номинальный и действительный фонды времени. Номинальный фонд времени Тн (в часах) рассчитывается по формуле:

Тн=(К-В-П)•С•Ч где, К — количество дней в году;

В — количество выходных дней в году;

П — количество праздников в году;

С — количество рабочих смен в сутки;

Ч — длительность рабочей смены.

Тн=К•С•Ч=365•3•8 =8760 ч.

Действительный фонд времени Тд работы оборудования определяется с учетом коэффициента потерь рабочего времени Кп по формуле:

Тд=Тн•(1-Кп) Коэффициент потерь времени работы оборудования в основном обусловлен его простоями из-за поломок и, следовательно, зависит от интенсивности эксплуатации.

4. Расчет оборудования Основная формула, используемая для расчета оборудования дискретного действия:

V=Q•T/Тд•n,

Где: Q — годовая потребность в металле, т;

Т — один такт времени работы печи, ч;

n — количество печей, шт;

Тддействительный фонд времени, ч.

Для расчёта оборудования непрерывного действия используется модификация формулы (1):

n=Q/Тд•q,

где qпроизводительность оборудования.

Плавильное отделение Вагранка:

Рассчитаем требуемую производительность печи с учетом простоя оборудования, принимая n=2:

q=Q/Тд•n=21 200/(8760•2) = 1,21 т Округляя в большую сторону, получаем q=1,5 т Выбираем вагранку:

Производительность: 1−1,5 т/ч Мощность — 35 кВт;

Расход воздуха — 2000 м2/ч.

Отделение формовки Рассчитываем количество оборудования:

n=Q/Тд•q

n= 270 300/8059•40= 0,82

Выбираем формовочную линия фирмы Heinrich Wagner Sinto (HWS), c размером опок в свету — 2000×900×700/400 мм и системой пескооборота с цикловой производительностью 40 форм/час.

Отделение финишной обработки Литниковая система обрубается дисковыми пилами. Очистка отливок производится на дробеметной камере. Камера работает в автоматическом режиме с постоянной очисткой дроби в сепараторах и возвратом ее на дробеметные аппараты.

Рассчитаем требуемую производительность дробеметной камеры:

где, — масса отливок подлежащая очистке в год, т

— действительный фонд времени работы дробеметной камеры, ч

— количество дробеметных камер.

Выбираем проходную дробеметную камеру непрерывного действия с подвесками модели № 42 735 изготовитель ОАО «Амурлитмаш"(город Комсомольск-на-Амуре).

Наибольшие параметры очищаемых отливок: размер — 2000 мм; загрузка — 1,25 т;

Производительность — 22,7 т/час;

Габаритные размеры — 15 250×12 000×8400 мм;

5. Балансы материалов Балансы материалов составляются для расчета годового потребления цехом топлива, компонентов металлошихты, формовочных и стержневых смесей.

Баланс металла составляется на основе расчета шихты в абсолютных показателях от металлозавалки. Выход металла рассчитывается из производственной программы и особенностей технологического процесса.

1. Баланс металла:

Так как формовка идёт по вакуумно-пленочному методу, то для изготовления форм используется чистый песок без добавления связующего и добавок.

Баланс смесей

6.Расчет складов

Запас материалов на складе складывается из:

— расходуемого запаса qрас, рассчитываемого по формуле Уилсона:

qрас =,

где Q — годовой объем потребления материала;

Е — условно-постоянные затраты на поставку (при железнодорожной поставке 10 000 руб, при автомобильной 2500 руб);

Ц — цена материала;

i — годовые потери оборотных средств при хранении материала на складе (10%).

— резервного запаса на случай перебоев с поставкой материалов qрез, рассчитываемого на две недели работы цеха по формуле:

qрез= 14•Q/365.

Для расчета площади склада используется формула

где qзапас материала на складе (q=qрез+ qрас);

— насыпная плотность материала;

7. Расчет сравнительной экономической эффективности техпроцесса

При изготовлении отливки «Ванна» выбор оборудования уже проверен временем и практически остается неизменным. Поэтому целесообразно будет произвести расчет по режимам работы:

Таким образом затраты, при количестве:

— 2 смен составляют 400,12 млн. руб;

— 3 смен составляют 200,376 млн руб.

Приведённые годовые затраты составят:

— для 2 смен: 400 000 000•0,2 + 10 408 320= 90 408 320 руб;

— для 3 смен: 200 000 000•0,2 +14 411 520= 54 411 520 руб.

Вывод: режим работы в 3 смены более эффективен.

Применим метод дисконтирования денежных потоков при внутренней норме рентабельности 10%, горизонт расчета применим 6 лет.

Вывод: оптимальный в данных условиях будет режим работы в 3 смены.

8. Строительное проектирование

Цех проектируем каркасной конструкции, т. к в цехе присутствуют краны. Несущий каркас состоит из железобетонных колонн, которые устанавливаются в фундаментные стаканы. Размеры пролета — 18 м, 18 м; шаг колонн составляет 6 м.

Несущие стены цеха, воспринимающие нагрузку от перекрытия, выполняем из кирпича, а самонесущие выполняем из панелей «сэндвич», которые представляют собой двухслойные металлические панели, проложенные изнутри фольгой и пористыми материалами. Самонесущие стены несут функцию ограждающей конструкции и воспринимают нагрузку от силы тяжести, гибко связаны с каркасом здания,

Крыша состоит из: плиты перекрытия, пароизоляции, теплоизоляции, гидроизоляции и механической защиты. Устанавливаем в крыше фонари светоаэрационные (для света и вентиляции). Цех работает 24 часа в сутки, поэтому обязательно используем искусственное освещение.

Пол представляет собой многослойную конструкцию: гидроизоляция, стяжка цементная, половое покрытие (стальные рифленые листы).

Заключение

В данном курсовом проекте мною был разработан цех по изготовлению ванн методом вакуумно-пленочной формовки. Выбран режим работы цеха, найдены действительные фонды времени, составлена производственная программа процесса, подобрано необходимое оборудование, отвечающее экономической и производственной целесообразностью. Рассчитан баланс металла и баланс смеси. Также мною была проделана работа по выявлению экономической эффективности при работе цеха в 2 и в 3 смены. Составлен план цеха.

По проделанной работе можно сделать вывод, что каждый проект нуждается в тщательном расчете всех аспектов производства, при этом стоит принимать во внимание сроки окупаемости того или иного проекта, ведь цель любого предприятияэто изьятие прибыли и предоставление рабочих мест.

Библиографический список

1. Кельчевская Н. Р., Романова Л. А., Финкельштейн А. Б. Организация и планирование литейного производства. Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 2002. 180 с.

2. Финкельштейн А. Б. Проектирование литейных цехов: методические указания по курсовому и дипломному проектированию. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. 35 с.