Проектирование литейного цеха по производству отливки «Ванна»

• Введение
• 1. Выбор типа используемого оборудования
• 1.1 Плавильное отделение
• 1.2 Отделение формовки
• 1.3 Отделение финишной обработки
• 2. Производственная программа
• 3. Режим работы цеха и фонды времени
• 4. Расчет оборудования
• 4.1 Плавильное отделение
• 4.2 Отделение формовки
• 4.3 Отделение финишной обработки
• 5. Балансы материалов
• 5.1 Баланс металла
• 5.2 Баланс смесей
• 6. Расчет складов
• 7. Расчет сравнительной экономической эффективности тех. процесса
• 8. Внутрицеховой транспорт
• 9. Строительное проектирование
• 10. Выбор места расположения цеха
• Заключение
• Библиографический список

В данном курсовом проекте разрабатывается цех ремонтного чугунного литья для производства отливки «Ванна». Данная отливка не ответственного назначения, её серийность 500 000 шт. /год, т.к. на рынке существует устойчивый спрос на данную продукцию. Благодаря узкой специализации обеспечивается высокое качество отливок.

Отливка «Ванна» (СЧ20) — равномерная, с одинаковой толщиной стенки по сечению. Масса одной отливки — 50 кг. Габаритные размеры: диаметр 1700 мм, высота — 500 мм, ширина — 100 мм. Шероховатость поверхности — Rz 40. Недопустимые дефекты: недолив, герметичность, газовая пористость.

Учитывая, что ванна является средней по массе отливкой, то тип цеха выбираем автоматизированный.

1. Выбор типа используемого оборудования

1.1 Плавильное отделение

К отливке не предъявляются высокие требования по термостойкости и механической прочности.

Т. к к отливке не предъявляются высокие механические свойства, то выбираем газовую вагранку. 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 48,6%, чугунная стружка 0,7%, стальная стружка 0,1%.

1.2 Отделение формовки

Формы изготавливаются на автоматической линии вакуум — пленочной формовки.

Выбираем формовочную линия фирмы Heinrich Wagner Sinto (HWS), c размером опок в свету — 2000×1250×750/200 мм и системой пескооборота с цикловой производительностью 40 форм/час.

1.3 Отделение финишной обработки

Литниковая система обрубается после очистки. Очистка поверхностей отливок производится на дробеметной камере с вращающимися подвесками. 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.

Обрубку можно производить: газовой резкой, ленточными пилами, пресс-ножницами, наждачными дисками, рубильным молотком. По экологичности лучшими являются пресс-ножницы и рубильные молотки, но первые имеют большую толщину реза. Таким образом, обрубку производим пресс-ножницами с электро-механическим приводом.

2. Производственная программа

Планирование производства литейного цеха производится либо на основе маркетинговых исследований, либо по реальным заказам предприятий. На основании портфеля заказов составляется производственная программа — краткосрочный план работы литейного цеха на определенный период времени (в данном случае год). Она содержит данные для планирования деятельности всех подразделений литейного цеха.

Таблица 1

Производственная программа цеха

литейный цех отливка ванна

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 Т_н (в часах) рассчитывается по формуле:

Т_н= (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.

Т_н=К•С•Ч=365*3*8 =8760 ч.

Действительный фонд времени Т_д работы оборудования определяется с учетом коэффициента потерь рабочего времени К_п по формуле:

Т_д=Т_н (1-К_п).

Коэффициент потерь времени работы оборудования в основном обусловлен его простоями из-за поломок и, следовательно, зависит от интенсивности эксплуатации.

Т_д = Т_н (1-К_п) = 8760 (1−0,06) = 8234 ч — для вагранок;

Т_д = Т_н (1-К_п) = 8760 (1−0,08) = 8059 ч — для АФЛ.

4. Расчет оборудования

Для оборудования постоянного действия рассчитываем количество единиц:

4.1 Плавильное отделение

Вагранка

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

V=Q•T/Т_д•n=27 500•2/ (8234•2) = 3,34 т

Округляя в большую сторону, получаем V=4 т

Q — годовая потребность в металле, т;

Т — один такт времени работы печи, ч;

n — количество печей, шт.

Выбираем вагранку:

Емкость — 4 т;

Мощность — 90 кВт;

Скорость плавки — 3,5−4,5 т/ч.

4.2 Отделение формовки

Выбираем формовочную линия фирмы Heinrich Wagner Sinto (HWS), c размером опок в свету — 2000×1250×750/200 мм и системой пескооборота с цикловой производительностью 40 форм/час.

4.3 Отделение финишной обработки

Очистка отливок производится на дробеметной камере с вращающимися подвесками. 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

— действительное фонд времени работы дробеметной камеры, ч

— количество дробеметных камер.

Выбираем проходную дробеметную камеру непрерывного действия с подвесками модели 42 735 изготовитель ОАО «Амурлитмаш».

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

Производительность — 22,7т/час;

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

5. Балансы материалов

5.1 Баланс металла

5.2 Баланс смесей

6. Расчет складов

Запас материалов на складе складывается из:

· расходуемого запаса q_рас, рассчитываемого по формуле Уилсона:

q_рас =,

где Q — годовой объем потребления материала;

Е — условно-постоянные затраты на поставку (при железнодорожной поставке 8000 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 q_рез, рассчитываемого на две недели работы цеха по формуле:

q_рез= 14Q/365.

Для расчета площади склада используется формула

где q — запас материала на складе (q=q_рез+ q_рас);

— насыпная плотность материала;

7. Расчет сравнительной экономической эффективности тех. процесса

При изготовлении отливки «Ванна» оборудование выбирается по всем отделения однозначно, поэтому рационально в данном случае провести расчет по режимам работы (в две и три смены).

Т.к. оборудование дорогостоящее выбираем 3-х сменный режим работы.

8. Внутрицеховой транспорт

В литейном цехе используются транспортные средства (ТС) непрерывного и дискретного действия. При выборе типа ТС рассматривается возможность эксплуатации ТС дискретного действия. Рассчитывается их количество по формуле:

где Q_i — масса (объем) грузопотока i-того груза в год;

V_i - масса (объем) загрузки ТС i-тым грузом.

Т_i — время стропки i-того груза, транспортировки его до пункта выгрузки, расстропки, возврата ТС в исходное положение. Рассчитывается по формуле:

где L_i - расстояние транспортировки i-того груза;

v - скорость крана (30 м/мин);

t — время погрузочно-разгрузочных работ (1−2 мин).

Например, рассмотрим возможность использования кран-балки в смесеприготовительном отделении. Она используется для загрузки глины, молотого угля и отработанной смеси в бегуны.

n<0,9, значит можно использовать кран-балку в данном отделении.

9. 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 — 12 м, 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).

10. Выбор места расположения цеха

Цех производит отливки (ванна), основными потребителями которых являются всё население страны, поэтому рационально цех располагать в близи от источников сырьевых материалов, что значительно сокращает расходы на доставку. Цех располагаем в г. Каменске — Уральском. Город обладает хорошей производственной инфраструктурой (железнодорожные подъездные пути, автомобильные дороги, газопроводы, электрические сети, водопровод и канализация). В данном случае источником сырьевых материалов выбираем Басьяновский песчаный карьер, т.к. нужен песок неправильной формы (осколочной, полукруглой).

Заключение

В данном курсовом проекте разработан литейный цех по производству отливки «Ванна», который обеспечивает высокую производительность благодаря наличию автоматических линий по производству форм. Это позволяет минимально использовать ручной труд, повышая тем самым качество изготавливаемой продукции и стабильность технологического процесса.

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.

3. Финкельштейн А. Б. Современное литейное оборудование/ А. Б. Финкельштейн, А. С. Быков, С. Н. Злыгостев. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2006.113 с.

4. Основы проектирования литейных цехов и заводов / Л. И. Фанталов, Б. В. Кнорре, С. И. Четверухин и др. М.: Машиностроение, 1979.376 с.

5. Проектирование и реконструкция литейных цехов / Б. А. Кулаков, Л. Г. Знаменский, О. В. Ивочкина и др. Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2001.144 с.