Файл: Целью данной выпускной работы является проектирование литейного цеха на базе уже имеющегося.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.01.2024

Просмотров: 333

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание

Введение Значение литейного производства для народного хозяйства и в первую очередь для машиностроения чрезвычайно велико. Литейное производство - основная заготовительная база, определяющая возможности дальнейшего развития отраслей машиностроения. Метод получения фасонных заготовок заливкой металла в формы до настоящего времени наиболее простой и доступный.Отливки имеют существенные преимущества по сравнению с другими видами заготовок. Выбор вида заготовок для машиностроительных деталей в основном обуславливается различными техническими требованиями к их качеству.При проектировании литейных цехов и заводов необходимо особое внимание уделять вопросам повышения качества отливок. В результате автоматизации обработки резанием повысились требования к геометрической точности литых заготовок. Оценкой конструкции машин по удельной массе на единицу мощности определилась тенденция получения тонкостенных отливок и уменьшения удельной массы литых деталей от общей массы оборудования.С улучшением внешнего вида, а, следовательно, с повышением конкурентоспособности изделий повысились требования к качеству поверхности и внешнему виду отливок.Появилась ориентация на использование в плавильных отделениях разнообразных шихтовых материалов. Распространяется применение предварительного подогрева шихты. Уменьшение содержания газов может быть обеспечено при выплавке стали в новых плавильных агрегатах, таких как индукционно-вакуумные печи.Определилась тенденция по совершенствованию системы планирования и отчетности по литейному производству, направленная на увеличение изготовления отливок в штуках, а не в тоннах. Для уменьшения металлоемкости продукции наметилось расширение производства из ВЧ изложниц, труб, тюбингов и отливок в автомобилестроении. Будет увеличено изготовление отливок из алюминиевых сплавов.Важнейшей современной проблемой литейного производства является автоматизация заливки форм. Данная задача уже решается как для чугунных, так и для стальных отливок, это позволит увеличить возможности использования формовочных автоматических линий. Расширяется применение мокрой уборки в смесеприготовительных и обрубочно-очистных отделениях, а также использование пылеуборочных вакуумных систем. Все отходы должны сепарироваться. Предусматривается грануляция шлаков для последующей сепарации. Повысились требования к условиям труда, по улучшению защиты окружающей атмосферы и прилегающих водных бассейнов. 1 Разработка проекта цеха 1.1 Обоснование общих решений по проекту Согласно заданию, в случае ТОО «КазТехСтальПром» должен быть разработан проект завода по серийному производству стальных отливок мощностью 16 000 тонн в год. ТОО «КазТехСтальПром» производит сталь и чугун промышленного назначения, а также декоративное литье в песчаных формах, слитки массой от 0,5 кг до 5 тонн, машинной и ручной формовки. В связи с большим количеством литейных наименований в базовом цехе производственные мощности рассчитываются по программе, в которую входят пятнадцать представителей. Производственное здание проектируемого цеха расположено в здании размером 72000х144000 м2 и высотой 10,5 м. Основным видом деятельности компании является стальное литье. Режим работы в две смены, в смену по 8 часов, 254 дня в году. Намеченная максимальная мощность - 16 000 тонн годного литья в год. Технологический процесс производства состоит из этапов: - прием, содержание и заготовка шихтовых материалов; - формование и изготовление стержневых композиций;- подготовка пресс-форм и стержней; - выплавка стали; - литье, охлаждение и разборка отливок;- очистка отливок; - термическая обработка отливок; -  исправление недостатков приемки и наполнения готовой продукции;- утилизация отходов личного изготовления (возврат личного изготовления, браковка). 1.2 Плавильное отделение В настоящее время в сталеплавильном производстве в области машиностроения используются следующие плавильные печи: 1. конвертеры с боковым дутьем с кислотным и основным покрытием; 2. Электродуговые печи с кислотным и основным покрытием; 3. Мартеновские печи с кислотным и основным покрытием; 4. индукционные и тигельные печи. Сталь - это сплав железа с углеродом, содержание которого практически не превышает 1,7 ÷ 2%. Стали, содержащие обычные или стабильные сплавы называются углеродистыми сталями. Стали с содержанием углерода до 0,25% называются низкоуглеродистыми или мягкими; содержит от 0,25 до 0,6% - среднего углерода, от 0,6 до 2% С - высокого углерода. Стали, содержащие большое количество таких примесей либо примесей таких как хром, никель, титан, молибден, называются легированными сталями. Если содержание легирующих компонентов в сталях (без углерода) не превышает 2,5%, они называются низколегированными. Содержание легирующих компонентов от 2,5 до 10,0%, то стали называют среднелегированными, более 10% - высоколегированными.Жидкая сталь должна обладать следующими свойствами: 1. Достаточной жидкотекучестью, чтобы заполнить рабочую полость формы и дать ей хорошие следы; 2. химический состав в соответствии с требованиями ГОСТ или техническими условиями приемки слитков; должен содержать минимально вредные примеси (фосфор и сера) и растворенные газы (кислород, азот и водород). 3. Не должно содержать твердых и жидких неметаллических примесей. Металлические примеси должны легко и быстро всплывать на поверхность или удаляться с металла. 4. Обеспечить чистую поверхность слитков без захвата и обжига. 5. Структура литого металла должна быть плотной, сплошной разного типа и происхождения. Чем выше нагрев металла, тем больше тепла выделяется из стали при кристаллизации и чем меньше тепла отводится от стенок каналов и полостей форм при ее заполнении, тем выше жидкотекучесть. Определение массы расплавленного сплава в цехе является ключевым в структуре плавильного цеха. В основе расчета лежит цеховая программа, разделенная на отдельные (по весу) группы или технологические потоки литейного производства. В каждой группе или технологическом потоке слитки для отдельных классов загрузки разделяются в зависимости от требований к их физико-механическим свойствам. Эти данные включены в Таблицу 1.1 и являются основой для выбора метода плавки и типа плавильного завода. Информация о характере производства отливок, приведенные в цеховой программе сплавы и выбранный способ плавки позволяют определить процентное содержание и вес трещин, лома, отходов, безвозвратных потерь и, как следствие, общий вес жидкого сплава и металлической засыпки. Одна и та же марка шихты используется для разных технологических процессов. В таблицу 1.2 заполняют баланс металлозавалки.По таблице 1.3 ведется расчет шихтовых материалов.Для расчета используем метод подбора.Таблица 1.1 Программа плавильного отделения

1.3 Формовочное отделение

1.4 Стержневое отделение

1.5 Смесеприготовительное отделение

2 Разработка технологического процесса изготовления отливки «Серьга».

2.1 Обоснование способа формовки

2.2 Обоснование положения детали в форме при заливке

2.3 Обоснование выбора поверхности разъема формы и модели

2.4 Обоснование величины усадки и припусков на механическую обработку, уклонов, галтелей

2.5 Определение конструкции и размеров знаков стержней

2.6 Литниковая система

2.6.1 Элементы литниковой системы и их назначение

2.6.2 Выбор типа литниковой системы

2.7 Обоснование применяемой оснастки

2.8 Выбор формовочных и стержневых смесей

3. Разработка конструкции прессового агрегата

3.1 Общая компоновка прессовых формовочных машин

3.2 Прессовые механизмы

3.3 Общее описание рассчитываемого прессового агрегата по типу модели 5833Г

3.3.1 Устройство и работа

3.4 Расчет прессовой машины

3.4.1 Расчет рычажного механизма прессования

3.4.2 Расчет индикаторных диаграмм

3.4.3 Расчет станины

4. Охрана труда.

4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов литейного цеха

4.2 Мероприятия по снижению опасных и вредных производственных факторов

4.3 Меры пожарной безопасности цеха

5 Промышленная экология

5.1 Анализ состояния окружающей среды ТОО “КазТехСтальПром”

5.2 Расчет выброса вредных веществ при стальном литье

6. Технико-экономическое обоснование проекта.

6.1 Исходные данные для проектирования специализированного цеха стального литья мощностью 16 тыс. тонн в год

6.2 Выбор оборудования литейного цеха

6.2.1 Плавильное отделение

По формуле (1) рассчитываем число плавильных агрегатов

6.2.2 Формовочное оборудование

6.2.3 Стержневое отделение

6.2.4 Смесеприготовительное отделение

6.2.5 Термообрубное отделение

6.2.6 Капитальные вложения в оборудование цеха

6.2.7 Капитальные вложения в оснастку, производственный инструмент и инвентарь

6.2.8 Расчет капитальных вложений в производственное здание проектируемого цеха

6.3 Расчет численности производственных рабочих по рабочим местам на основании норм обслуживания по агрегатам

6.3.1 ЕСТ и расчет средневзвешенного тарифного коэффициента для рабочих литейного цеха

6.3.2 Количество вспомогательных рабочих

6.3.3 Определение численности и состава служащих (организационная структура управления цехом)

6.4 Расчет фонда оплаты труда

6.4.1 Расчет фонда оплаты труда производственных рабочих

6.4.2 Расчет отчислений социального, индивидуального подоходного налога и пенсионные отчисления

6.4.3 Расчет фонда оплаты труда вспомогательных рабочих

6.4.4 Расчет отчислений социального, индивидуального подоходного налога и пенсионные отчисления

6.5 Расчет затрат на электроэнергию, расходуемую на нетехнологические цели

6.5.1 Затраты на электроэнергию, расходуемую на нетехнологические цели

К расходам электроэнергии на нетехнологические цели относится расходы энергии:

6.6 Расчет себестоимости производства литья

6.6.1 Калькуляция себестоимости жидкой стали

6.7 Расчет экономической эффективности капитальных вложений

Заключение



Для расчета производительности формовочной линии необходимо рассчитать формулу
(1.2)

где Qф – годовое количество форм, шт;

q – производительность оборудования, ф/ч;

Fg – действительный фонд работы оборудования, час.

Для изготовления форм в проектируемом цехе согласно заданию, установим комплексную автоматическую линию типа ИЛ225, с одним лишь условием – базовые формовочные машины заменим на необходимый нам прессовый агрегат по типу модели 5833Г, описание и принцип работы которой представлен в главе 3 дипломного проекта.
Таблица 1.7 Техническая характеристика линии типа ИЛ225

Размеры опок, мм

1000х800х250

Производительность цикловая, форм/ч

60

Давление прессования, кгс/см2

30

Общая установленная мощность, кВт

115

Расход формовочной смеси, м3/ч

30-45

Число операторов

5

Габаритные размеры линии, мм

65200х9300х6855

Заглубления линии, мм

755

Общая масса линии, т

220




1.4 Стержневое отделение



Одноразовые песчаные стержни, которые широко используются в литейной промышленности, классифицируются по размеру, весу и объему. При выборе состава стержневых смесей и технологических процессов приготовления стержней также учитываются их сложность и особенности конструкции. Одноразовые песчано-глинистые стержни по сложности делятся на пять классов.

По конструктивным особенностям одноразовые песочные стержни делятся на три вида:

1) твердый, полученный заполнением всей рабочей полости стержневого ящика смесью;

2) полость только с внешним рабочим слоем активной смеси; кроме того, середина - внутренняя полость стержня (образованная частью корпуса стержня - вставкой, называемой «опустошителем») оставляется пустой или заполнена пористым гибким материалом (шлак, части дефектных стержней и т. д.);

3) оболочка, состоящая только из рабочего упрочненного слоя смеси одинаковой толщины по всей поверхности стержня. Есть два типа стержней оболочки; тонкостенная песчано-смоляная смесь (толщина 5-20 мм); толстостенные (толщиной 50-150 мм) из смеси химического упрочнения и самотвердеющего, состоящей из жидкого стекла в качестве связующего.

По составу стержневой смеси одноразовые стержни делятся на песчано-глинистые и самотвердеющие, а также с учетом метода упрочнения, обеспечивающего конечную прочность стержней, горячее, быстрое твердение, сухое, химическое твердение (СО2 -процесс), холодного или быстрого отверждения и жидкие самотвердеющие добавки.

Технологические процессы изготовления стержней, применяемые в современном литейном производстве, делятся на три группы в зависимости от способа их упрочнения:

Ι - использование нагрева: в горячих боксах; кратковременная сушка; длительная сушка;

ΙΙ - обработка внешними реагентами: очистка от углекислого газа; очисткой катализатора;

ΙΙΙ - с отверждением в ящиках в атмосфере цеха: из горячетвердеющих, холоднотвердеющих и жидких самотвердеющих смесей.

Программа стержневого отделения представлена в таблице 1.8
Таблица 1.8 Программа стержневого отделения



Наименование отливки

Кол-во стержней на 1 отливку, шт

Годовое кол-во отливок, шт (с учетом брака)

Кол-во годных стержней на годовую программу, шт

Брак стержней

Годовое кол-во стержней на годовую программу, шт (с учетом брака)

Кол-во стержней в ящике, шт

%

шт

Опора

2

10500

21000

2

420

21420

1

Проушина

1

52500

52500

1050

53550

2

Серьга

1

26250

26250

525

26775

2

Опора

1

34998

34998

700

35698

2

Опора

2

10500

21000

420

21420

1

Траверса

2

10500

21000

420

21420

1

Шпунт

1

27300

27300

546

27846

1

Опора

2

10500

21000

420

21420

1

Блок

1

10500

10500

210

10710

1

Траверса

1

10500

10500

210

10710

1


Продолжение таблицы 1.8

Траверса

1

4200

4200




84

4284

1

Шпунт

2

21000

42000




840

42840

1

Проушина

1

10500

10500




210

10710

1

Серьга

1

10500

10500

210

10710

1

Опора

1

10500

10500

210

10710

1

Итого:













330223





Количество стержневого оборудования рассчитаем по формуле
; (1.3) [2]
где Qст- необходимое количество стержней, штук;

q – количество съемов, ф/ч;

Fg – действительный фонд работы оборудования, ч.

Для изготовления стержней в проектируемом цехе мы установим стержневую линию L16X, производящую стержни на основе холоднотвердеющих добавок.

Технология производства стержней из закалочных добавок (ХТЗ) рассчитана на производство стержней малых, средних и крупных массой до 600 кг, которые по сложности и конструктивным особенностям относятся к классам II-V. Стержни отличаются высокой прочностью и точностью, формы легко снимаются с отливок при выбивании. Применяются в серийном, мелком и
разовом производстве при производстве чугуна, стали и цветных сплавов массой 100-2000 кг, самоотвердевающих, песчано-глинистых и других видов.

Для изготовления стержней используют деревянные (окрашенного эпоксидной или меламиновой краской), пластиковые и металлические стержневые ящики. Рабочая поверхность алюминиевых ящиков покрыта уретановой смолой. В этом случае используются закалочные добавки с синтетическими смолами (БС-40, КФ-107 и др.). Эти смеси готовятся и сразу же отправляются в ящик с шнековыми смесителями, установленными на рабочих местах на активной зоне. При изготовлении малых стержней (до 10 кг) на поворотных столах смесь уплотняется в ящик вручную, а при формировании средних и крупных стержней уплотняется с помощью вибростола. Время выдержки малых стержней в ящике обычно составляет 20 ÷ 40 с (если смесь содержит катализатор), а средних и крупных стержней - 8 ÷ 40 мин после виброуплотнения. Стержни из чугуна окрашиваются графитовыми красками на водной основе, а стальные отливки - красками на основе циркона. Прутки для тонкостенных слитков окрашивают однократно, а для толстостенных и массивных слитков - дважды. После покраски стержни сушат при 80 ÷ 120 ° C в течение 20 ÷ 40 минут.

Благодаря высокой прочности стержни можно транспортировать, удерживая каркасные подъемники, без использования сушильных плит. Несмотря на некоторые трудности, связанные с повышенным уровнем жидкости ХTS, рекомендуется выдолбить большие стержни и заполнить их внутренние полости гравием или частями дефектных стержней в мешках. При изготовлении прутков из холоднокатаной стали необходимо следить за тем, чтобы температура в зоне была стабильной на уровне 18-25 ° C, чтобы смесь не потеряла текучесть. Несмотря на высокую стоимость стержней для холодной закалки, стержни для холодной закалки находят широкое применение из-за невысокой точности и шероховатости поверхностей сплавов, получаемых с их помощью. ХTS обеспечивает хорошую выбивку стержней из отливок, а также низкую трудоемкость операций по очистке.
Таблица 1.9 Техническая характеристика стержневой линии Л16Х

Масса стержней (наибольшая), кг

16

Габаритные размеры стержневого ящика, мм:

в плане

по высоте


630х500

300-445

Производительность цикловая, съемов/ч

90

Расход стержневой смеси, м3/ч

1,3

Рабочее давление в гидросистеме, МПа

4

Расход сжатого воздуха, м3/ч

66,5

Установленная мощность, кВт

40

Габаритные размеры линии, мм:

в плане

длина

ширина



20720

4260

Масса поставляемого комплекта, т

39,3