Литейный цех на выпуск 10000 тн отливок в год из серого чугуна для нужд машиностроения

Аннотация

Разработан проект чугунолитейного цеха на выпуск 10000 тонн отливок из серого чугуна в год для машиностроения.

На основе анализа имеющихся технологических процессов изготовления отливок найдены новые технологические решения, позволяющие повысить качество продукции и увеличить производительность, а именно:

1 – изменен модельно-опочный комплект;

2 – предложено новое технологическое оборудование на всех этапах технологического процесса изготовления отливок и его оптимальное количество;

3 – рассчитаны производственные программы цеха и всех его отделений.

4 – предложены мероприятия по охране труда и окружающей среды.

Пояснительная записка к дипломному проекту изложена на 118 страницах, в них 49 таблиц, 81 формула и 3 рисунка.

Содержание

Введение

Литейное производство в Таджикистане в данное время находится в  тяжелом состоянии, хотя в настоящее время положение и характеризуется сокращением рабочих мест, снижением выпуска продукции, новые перспективные решения продолжают внедряться на производство. Одной из наиболее важных проблем на сегодняшний день является проблема защиты окружающей среды от вредных выбросов производства. В данной дипломной работе уделено место этой проблеме в рамках строительства нового литейного цеха.

В данной дипломной работе лежит проект цеха на выпуск 10000 тонн в год отливок из серого чугуна для машиностроения.

Для повышения производительности и качества продукции целесообразно заменять старое оборудование на более новое. Современные специалисты на базе экономических расчетов доказали, что проводить строительство новых цехов более целесообразно, чем реконструировать старые.

Строительство нового цеха позволит улучшить качество получаемой продукции за счет нового оборудования, уменьшить затраты на энергоресурсы и материалы.

С использованием современных средств защиты от вредных производственных факторов улучшаются условия труда, что положительно сказывается на здоровье рабочих.

Разработка и применение наиболее современных методов организации производства позволяет увеличить прибыль предприятия, снизить себестоимость выпускаемой продукции. Механизация и автоматизация технологических операций позволяет значительно повысить производительность труда, хоть это и неблагоприятно скажется на численности рабочих в цехе. Занятость рабочих резко снижается. Задачей данной дипломной работы является проект строительства нового чугунолитейного цеха в городе Курган-тюбе Хатлонской области. Необходимо спроектировать чугунолитейный цех для изготовления 10000 тонн отливок из серого чугуна марки СЧ20 в год. Произвести расчет и выбор технологического оборудования, создать автоматизированные производственные процессы. Кроме этого необходимо разработать технологию изготовления типовой отливки, проработать мероприятия по охране труда и окружающей среды, организации производства, произвести экономические расчеты, а так же произвести разработки по электроснабжению и электрооборудованию. Все вопросы проекта должны быть разработаны с учетом современных достижений в области науки и техники.

1 Обоснование проекта

Проект предусматривает строительство цеха на выпуск 10000 тонн годных отливок из серого чугуна марки СЧ20 для машиностроения. Цех находится в составе Хатлонской Электрогенераторного Завода. Литейное оборудование в существующем цехе последний раз обновлялось в 1980-1990-х годах, что не могло не сказаться на качестве и объемах выпускаемой продукции, поэтому было решено построить новый чугунолитейный цех с более прогрессивным оборудованием и технологией.

Строительство нового литейного цеха будет производиться на территории Хатлонской области, так как он находится вблизи с транспортными узлами, что облегчит доставку сырья в цех и вывоз готовой продукции, так же это положительно скажется с экономической точки зрения. Транспортировка исходных материалов будет осуществляться по авто- и железнодорожным магистралям.

Источником исходных материалов служат близлежащие пункты вторичного сырья, возврат собственного производства, а так же металлургические комбинаты, с которыми предварительно налажены экономические связи.

В состав нового цеха входят следующие отделения: формовочное, плавильное, стержневое, смесеприготовительное, отделение финишных операций и склад готовой продукции.                                              

2 Техника и организация производства

Исходным этапом проектирования нового литейного цеха является выбор технологического оборудования и расчет его количества для обеспечения необходимого количества годных отливок в год.

2.1 Расчетная программа литейного цеха

Спецификация отливок включает в себя 20 наименований отливок из номенклатуры завода. Спецификация отливок представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Номенклатура отливок

Расчетная программа служит основой для дальнейших расчетов всех отделений литейных цехов, входящих в состав машиностроительного, литейного или металлургического заводов. Для каждого цеха составляется расчетная программа, которая (как и производственная) различается в зависимости от характера производства.

Основной целью расчетной программы служит определение количества отливок каждого наименования, которые будут изготавливаться в строящемся литейном цехе [1].

На основе спецификации составляется производственная программа цеха представленная в таблице 2.

85

Таблица 2 -  Расчетная программа литейного цеха массового производства                                                                            

Продолжение таблицы 2

85

2.2 Формовочное отделение

2.2.1 Расчет программы формовочного отделения

Для определения количества форм, необходимого для изготовления 10000 тонн годных отливок в год составляется расчетная программа формовочного отделения [2], представленная в таблице 4. В соответствии с габаритными размерами  выбирается автоматическая формовочная линия. Исходными данными для расчета формовочного отделения служат значения годового количества отливок с учетом потерь.(см. таблицу 2). Технологические потери форм при формовке принято 4%.

Объем уплотненной формовочной смеси на форму (Vс) определяется по формуле:

Vc = Vф - (Vм + Vст)                                                     (1)

где, Vф – объем формы, м3;

        Vм – объем металла в форме, м3;

        Vст – объем стержней в форме, м3.

2.2.2 Расчет технологического оборудования формовочного отделения

Исходными данными для расчета формовочного оборудования служат значения годового количества форм с учетом технологического брака.

Рассчитывается количество формовочного оборудования [2]. Расчет представлен в таблице 3.

Таблица 3 - Расчет количества формовочного оборудования

Расчет количества формовочного оборудования ведется по формуле:

;                                                        (2)

где B – годовое количество форм, изготавливаемое на данном оборудовании, шт;

      kн – коэффициент неравномерности, (для формовочного отделения kн = 1);

      a – производительность одной единицы оборудования, форм/ч;

     Фд – действительный фонд времени работы оборудования, ч; при двухсменной работе = 3935 ч.

      принимаем nприн = 1;     

где, Кз – коэффициент загрузки.

85

Таблица 4 - Расчетная программа формовочного отделения                                          

85

Продолжение таблицы 4

85

2.2.3 Краткое описание работы автоматического формовочного автомата и его характеристики

Таблица 5 - Характеристики формовочного автомата

Формовочный блок модели 22821 (рис. 1) [6] представляет комплект механизмов и устройств, при помощи которых можно получать формы в опоках размером 800х600х200/200 мм. Наличие у формовочно-литейного конвейера несколько таких комплектов позволяет увеличить производительность всей линии.

Рис. 1.    Формовочный блок мод. 22821.

Работает линия следующим образом. После выбивки форм опоки в сборе по конвейеру 15 подаются к толкателю 14, который сталкивает их на наклонный рольганг 12, являющийся одновременно и накопителем опок.

Далее, поступая на стол 10, опоки распаковываются и поочередно подаются на позицию 11 четырехпозиционного поворотного стола 9, на котором закреплены четыре секции со съемными модельными плитами.

На позиции I производится обдувка и опрыскивание модельной плиты в камере 8. На позиции II опока устанавливается на модельную плиту, заполняется смесью и несколько уплотняется. На позиции III производится уплотнение смеси в опоке прессово-встряхивающим механизмом 11.

На позиции IV полуформа переворачивается на 1800 кантовательно-вытяжным механизмом 5, стол вытяжки принимает полуформу на подопочный щиток и производит вытяжку модели. Плита стола с модельной плитой возвращается на поворотный стол, а готовая полуформа на подопочном щитке устанавливается на пульсирующий конвейер 4. На конвейере полуформы располагаются поочередно: верхняя – нижняя. Здесь же производится укладка стержней в полуформы оператором вручную.

В механизме сборки 3 верхняя полуформа поднимается, переворачивается и при подходе нижней полуформы опускается на нее. Собранная таким образом форма передается механизмом 2 на литейный конвейер 7, который транспортирует ее на участок заливки. Пред заливкой с помощью подвесного конвейера на формы накладываются грузы для предотвращения поднятия верхней полуформы в процессе заливки. Управление линией осуществляется с пульта 16.

Все гидро-, пневмо- и электрокоммуникации сведены в соответствующие шкафы 1, 13 и 6.

              2.3 Плавильное отделение

              2.3.1 Расчетная программа плавильного отделения

              Проектирование плавильного отделения начинается с составления расчетной программы, представленной в таблице 6. Исходными данными для расчета является масса отливок на годовую программу с учетом технологических потерь.

              Металл расходуется также на литниково-питающую систему. При расчете количества жидкого металла необходимо учитывать все отливки, как годные, так и отбракованные и, кроме того количество отливок в форме.