Волочение проволоки

                                                   СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение………………………………………………………………………………..3

1 ОПИСАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ………………………………………………………….5

 

1. Краткое описание технологического процесса волочения

проволоки на стане ВСМ 1/550…………………………………………………….....6

 

1.2 Конструктивное описание стана ВСМ 1/550…………………………………….7

 

1.3 Смазка узлов трения, смазочные материалы и их характеристика................7

1.4 Мероприятия по гражданской обороне  объекта и охране                     

окружающей  среды…………………………………………………………………...10 

2 РАСЧЕТНАЯ    ЧАСТЬ…………………………………………………………….13

2.1 Кинематическая схема стана ВСМ  1/550……………………………………….14

2.2 Определение мощности привода. Выбор электродвигателя……………..........17

2.3 Кинематический расчет редуктора привода барабана                               волочильного стана…………………………………………………………………. .18

2.4 Расчет привода волочильного  стана на прочность……………………………..21

2.5 Расчет  зубчатой передачи редуктора  быстроходного вала…………………... 23

2.6 Расчет зубчатой передачи редуктора  первого промежуточного вала...........31

2.7 Расчет  зубчатой конической передачи  редуктора……………………………. .40

3 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ  ЧАСТЬ……………………………………………………. .48

3.1Задачи и  организационная структура ремонтного  хозяйства завода………… .49

3.2 Системы, способы и прогрессивные методы ремонта оборудования………. .51

3.3 Система  ТОиР оборудования………………………………………………….. .53

3.4 Цеховая  служба механика……………………………………………………… .58

3.5 Планирование  ремонтных работ………………………………………………. .59

3.6 Планирование  потребного количества ремонтного  персонала………………. 63

3.7 Планирование  заработной платы………………………………………………. 70

3.8 Смета затрат  на капитальный ремонт агрегата………………………………. .83

3.9 Сетевое  планирование…………………………………………………………... 88

3.10 Технико-экономические показатели проекта………………………………... 95

4 ОХРАНА ТРУДА  …………………………………………………………………..97

4.1 Санитарные требования к размещению предприятий…………………………98

4.2 Микроклимат производственных помещений………………………………….98

4.3 Производственное освещение……………………………………………….......99

4.4 Вентиляция промышленных предприятий…………………………………….100

4.5 Производственный шум и вибрация…………………………………………...100

4.6 Индивидуальная  защита………………………………………………………...101

4.7 Техника безопасности…………………………………………………………..101

4.8 Сведения о наличии устройств  по технике безопасности……………………102

4.9 Указание мер безопасности…………………………………………………….103

4.10 Правила ежедневного ухода…………………………………………………..103

4.11Работа  с ручным, электрофицированным и  пневматическим

  инструментом……………………………………………………………………….104

4.12 Работа  на высоте……………………………………………………………….105

4.13 Электрогазосварочные  работы………………………………………………..105

4.14 Требования охраны труда в аварийных ситуациях………………………….106

БИБЛИОГРАФИЯ………………………………………………………………......108

ПРИЛОЖЕНИЕ……………………………………………………………………...109

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

                             

 

 

а

 

 

Введение

 

Волочение – это процесс обработки металла давлением, состоящий в протягивании заготовки постоянного поперечного сечения через плавно сужающийся канал – волоки.

Волочением обрабатывают самые  различные материалы: стали, алюминий, медь, никель, титан и их сплавы, благородные  металлы. С использованием процесса волочения получают различные металлургические полуфабрикаты. Круглую проволоку  диаметром 0,008-17 мм, проволоку квадратного, прямоугольного, шестиугольного и других сечений; крутки круглые, квадратные, шестигранные, трапециевидные и других форм; трубы  круглые, овальные и других форм.

Волочение – один из наиболее древних  способов обработки металлов давлением. В начальный период развития процесса волочения проволоку протягивали  вручную. На территории нашей страны волочильное производство впервые  начало на территории современного Закавказья во втором тысячелетии до нашей эры. Значительное развитие волочение проволоки  получили при создании канительного производства.

Усовершенствование ручного волочения  было достигнуто при изобретении  волочильного приспособления с катающимся сидением. Позже разработали устройство с намоткой проволоки на барабан  и катушку, которое стало прообразом современной волочильной машины однократного волочения, в которой  проволока протягивается в одну волоку.

Все волочильные машины делят на две большие группы: машины с круговым движением протягиваемых изделий  и машины с прямолинейным движением  протягиваемых изделий. В зависимости  от конструкции механизма для  захвата конца металла, протягиваемого через волоку и способа передвижений изделия в процессе волочения станы с прямолинейным движением изделий могут быть разделены на станы с приводной тележкой (с одной или несколькими) и станы с непрерывной цепью (с гусеничным тяговым устройством). По типу привода также различают станы цепные, реечные, гидравлические, пневматические.

По количеству протягиваемых прутков  станы бывают однониточными, многониточными. В зависимости от протягиваемого изделия различают станы для  волочения прутков и станы  для волочения труб, станы с  односторонним рабочим ходом  тележки (с обратным холостым ходом) и с двусторонним (холостой ход  исключается реверсивным двусторонним волочением).

Машины с круговым движением  протягиваемого металла в мотки, с приемкой их на барабаны или катушки называют барабанными волочильными машинами. Их применяют при волочении проволоки.

Волочильные машины по общим признакам  разбивают на группы:

1. По диаметру протягиваемой проволоки.
2. По кратности волочения.
3. По диаметру приемного барабана.
4. По принципу работы (без скольжения, со скольжением).
5. По кинематике вращения барабана (индивидуальным приводом или групповым приводом).

При выборе рациональной конструкции  волочильной машины необходимо обеспечивать получение проволоки высокого качества, с высокой производительностью  и минимальными затратами материальных средств.

На ОАО «КУЗОЦМ» специализация цехов – волочение и прокатка прутков, профилей, проволоки и листов из меди, никеля и других металлов и сплавов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ОПИСАТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Краткое описание технологического процесса волочения проволоки на стане ВСМ 1/550

 

С острильной машины проволока задается в волоку, затем наматывается на барабан. На этих машинах можно наматывать практически любое число витков. Протягиваемая проволока наматывается на барабан так, что последующие  витки располагаются на нем выше предыдущих. Намотка при этом возможна только в один ряд, поэтому после  намотки пяти-шести витков машину останавливают, освобождают передний конец от клещей и закрепляют на барабане в верхней его части, а сами клещи снимают со стана. После такого перехватывания переднего  конца бухты и вторичного запуска  барабана расположение витков на нем  изменяется таким образом, что последний  виток всегда находится внизу  барабана и передвигает вверх предыдущие витки.

Благодаря конической форме барабана витки проволоки, поднимаясь на некоторой  высоте, отходят от его поверхности  и начинают укладываться в бухты  с числом витков во много раз превышающем  соответствующие одному ряду на поверхности  барабана.

Во время волочения металл в  виде заготовки постоянного поперечного  сечения вводится в канал волочильного инструмента (волоки) и протягивается через него. В зависимости от формы отверстия волоки можно получить проволоку различного профиля. Сечение канала плавно уменьшается от места входа металла в инструмент к месту входа из него. Выходное сечение канала всегда меньше поперечного сечения протягиваемой заготовки. Поэтому заготовка прохода через волоку деформируется, поперечное сечение ее изменяется и она после выхода из волоки принимает форму и размер соответствующую сечению канала. Длина полосы при этом возрастает прямопропорционально уменьшению поперечного сечения.

 

 

 

 

1.2 Конструктивное описание стана  ВСМ 1/550

 

Машины однократного волочения  применяют для волочения проволоки  крупных размеров, когда необходимо провести один-два перехода в основном при калибровке проволоки, а также  для изготовления сложных профилей. Конструктивно этот стан состоит  из следующих основных частей:

1. Собственно волочильный стан
2. Разматывающие устройство – фигурки
3. Острильная машина
4. Стыкосварочная машина
5. Подъемно-поворотный кран со съемником
6. Стеллажи для увязки готовых бухт

Волочильный стан ВСМ 1/550 является станом с вертикальным барабаном. Конструктивно собственно волочильный стан состоит из привода, корпуса редуктора, зубчатых колес с валами и подшипниками, волокодержателя, ограждений. Привод барабана осуществляется от электродвигателя типа 4АНК с мощностью Р=55 кВт и n=1440 об/мин., вращение от которого через муфту передается на быстроходный вал редуктора коробки скоростей. Корпус редуктора выполнен литым из чугуна марки С415.

Сверху корпус закрыт съемной крышкой, на которой расположен волокодержатель. В расточке крышки корпуса закреплен  вертикальный стакан, в расточке которого смонтированы подшипники вертикального  вала барабана. В расточках корпуса  установлены подшипники вала редуктора.

На быстроходном валу закрепляются два блока шестерен, переключением  которых двумя рукоятками можно  получить четыре скорости. С быстроходного вала через блоки шестерен вращение подается на первый промежуточный вал с пятью шестернями, затем через зубчатую передачу на второй промежуточный вал, который передает вращение на вал барабана через коническую передачу. Вал барабана вращается на роликоподшипниках двурядных.

1.3 Смазка узлов трения, смазочные  материалы и их характеристика

 

Основные назначения смазки – это  сохранение расхода энергии на преодоление  сил трения, уменьшение износа трущихся поверхностей, а следовательно, продление  межремонтных периодов оборудования.

Смазочные материалы могут быть жидкими, густыми и водными (эмульсия). На волочильном стане применяются  различные виды смазочных материалов и сорта. В начале эксплуатации нового стана во всех механизмах масло менять 1 раз в месяц, в дальнейшем 1 раз  в 3 месяца. После спуска масла масляные валы необходимо промыть бензином или  керосином.

Все подшипники, смазываемые консистентной  смазкой, напрессовывать не реже 1 раза в неделю. Направляющие укладчика  смазывать машинным маслом не менее 2÷3 раза в рабочую смену. Масло  рекомендуется применять для  редуктора стана острильного  станка, механизма резки и редуктора  крана И-20А ГОСТ 20799-75. В качестве консистентной смазки рекомендуется смазка универсальная УС-1 ГОСТ 1033-73

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1

 

Карта смазки

 

Узел	Наименование	ГОСТ	Периодичность смазывания	Количество смазки
1	2	3	4	5
Подшипники	Солидол УС-1	ГОСТ 1073-33	Не реже одного раза в неделю	-
Направляющие укладчика		ГОСТ 174794-87	Не менее 2÷3 раз за смену	-
Масляная ванна редуктора острильного  станка	Индустриальное ИГА-46 ИГА-68	ГОСТ 174794-87	Не реже 1 раза в 3 месяца	10 л.
Масляная ванна редуктора стана	ИГА-32	ГОСТ 174794-87	Не реже 1 раза в 3 месяца	800 л.
Редуктор поворотного крана	ИГА-32	ГОСТ 174794-87	Не реже 1 раза в 3 месяца	16 л.
Гидротолкатель тормоза	Трансформаторное масло	ГОСТ 982-68	-	2,5 л.
Бак механизма резки	ИГА-32	ГОСТ 174794-87	Не реже 1 раза в 3 месяца	100 л.
Зона волочения	Эмульсия	-	Определяется опытным путем	-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4 Мероприятия по гражданской  обороне объекта и охране окружающей  среды

 

Заводу ОЦМ необходимо использовать для технологических целей воду, забираемую из реки Исеть, водоема рыбохозяйственного значения II категории. Сброс сточных вод осуществляется в эту же руке на расстоянии 1.5 км от водозабора ниже по течению.

С момента перевода завода на оборотное  водоснабжение будет решена задача максимального сокращения водопотребления, однако остается открытой не менее  важная проблема сокращения и очистки  оборотных вод, осуществляемых через  один выпуск в реку Исеть. В главный  коллектор завода поступают очищенные  воды от очистных сооружений кислых и  хромистых стоков, продувочные воды котельной завода, ливневые воды промплощадки завода. Единая коммуникационная система значительно затрудняет своевременное и точное выявление виновников загрязнения общего стока. Для очистки стоков завода имеются следующие очистные сооружения:

1. Очистные сооружения кислых и хромистых стоков. Очистные сооружения обеспечивают проектные параметры очистки стоков от ионов шестивалентного хрома, меди, никеля, цинка, железа до ПДК водоемов бытового значения.
2. Очистные сооружения масло-эмульсионных стоков, обеспечивающие проектные параметры очистки стоков до ПДК водоемов хозяйственно-бытового значения от нефтепродуктов.
3. Очистные сооружения ливнестоков, которые должны работать в периодическом режиме для очистки поверхности дождевых и талых вод с промплощадки завода. В данном режиме является неработоспособным, так как на заводе нет разделения сетей.

Очистные сооружения кислых и хромистых  стоков работают эффективно в проектном  режиме, однако не отвечают требованиям  сегодняшнего дня. В 1986 году на очистных сооружениях введена система сульфидной очистки стоков. Внедрение не позволило решить проблему очистки стоков до ПДК водоемов рыбохозяйственного значения, только по шестивалентному хрому.

Администрация и специалисты завода понимают всю остроту проблемы и, сознавая свою причастность к оздоровлению экологической обстановки промплощадки завода ОЦМ, разработали долгосрочную программу на 1990-2005 год, которая позволяет  полностью исключить вредное  влияние завода на окружающую среду. Эта программа охватит все  стороны природоохранной деятельности завода, основана она на передовых  технологиях очистки стоков и  выбросов в окружающую среду, внедряемых на родственных предприятиях.

Основными направлениями природоохранной  деятельности любого производства должны быть мероприятия, полностью исключающие  образование вредных веществ  от производственных цехов: строительство  станций защитного газа и внедрение безокислительного отжима продукции, строительство централизованного участка давления.

Осуществление этих мероприятий позволит значительно сократить испарения  от травильных участков и, следовательно, выбросы в атмосферу окиси  азота и количество кислых стоков. Не менее важными являются вопросы, связанные с охраной атмосферного воздуха. На заводе эксплуатируются 19 установок очистных газов. Эффективность  очистки составляет:

1. Рукавные фильтры – 88%;
2. Циклоны за мельницами рулона – 65-70%
3. Циклоны за деревообрабатывающими станками – 96%

С целью улучшения экологической  обстановки в городе и повышения  эффективности работы существующих природоохранных объектов и видов  строящихся объектов необходимо создать  в городе на базе «Уралалюминстрой»  специализированного строительно-ремонтного участка или управления по строительству  и ремонту пылегазоочистных установок  и водоохранных объектов. Это позволит повысить качество за сдачу природоохранных  объектов.

Мероприятия гражданской обороны  объекта направлены для предотвращения (предупреждения) производственных аварий и ликвидации их последствий, а также для подготовки рабочих и служащих к действиям в экстренных условиях при стихийных бедствиях и авариях.

В цехе ведется обучение рабочих  и служащих, созданы формирования гражданской обороны для ликвидации последствий аварий и стихийных  бедствий.

Для укрытия рабочих и служащих имеется защитное сооружение, для  укрытия от радиации и отравляющих  веществ имеются индивидуальные средства защиты – обеспеченность 100%.

Мероприятия цеха при введении общей  готовности гражданской обороны:

1. Перевести цех на особый режим работы (общее время 4 часа).
2. Задействовать схему оповещения и собрать всех трудящихся.
3. Проинструктировать всех трудящихся о порядке дальнейшей работы, о подготовке и проведении эвакуации и рассредоточения.
4. Выдать противогазы и средства защиты всем трудящимся.
5. Организовать работу смен А, Б, В согласно откорректированной формы.
6. Сделать запасы цветных металлов и вспомогательных материалов для бесперебойной работы смен.
7. Сделать запасы воды, пищи и медикаментов в убежище.
8. Организовать полный перевод цеха на особый режим (общее время 10 часов).
9. Подготовить оборудование и кадры.
10. По сигналу «Воздушная тревога» укрыть работающую смену в убежище.
11. Организовать светомаскировку.
12. Осуществить меры пожарной безопасности.

Мероприятия по повышенной готовности формирований ГО.

1. На базе цеха создать группу по обслуживанию убежища. К этому моменту звенья должны быть полностью укомплектованы, убежище подготовлено к приему трудящихся. Укомплектовать санитарную дружину в количестве 23 человек.
2. Провести мероприятие по эвакуации и рассредоточению.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 РАСЧЕТНАЯ  ЧАСТЬ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1 Кинематическая схема стана  ВСМ 1/550

 

1. Электродвигатель Р=55кВт, n=1440 мин^-1
2. Муфта
3. Быстроходный вал
4. Блоки шестерен быстроходного вала
5. Первый промежуточный вал
6. Второй промежуточный вал
7. Коническая передача привода барабана
8. Вал барабана
9. Барабан

2.1 Определение требуемого усилия  волочения

 

Исходные данные:

1. Протягиваемый материал    латунь ЛС 59-1
2. Маршрут волочения     3-8 мм
3. Предел прочности материала
1. до волочения     σ_о= 440 мПа
2. после волочения     σ_к= 520 мПа
4. Диаметр барабана     D= 550 мм
5. Количество барабанов    1
6. Количество скоростей волочения  4
7. Скорости волочения     V=94-141-236-312 м/мин
8. Максимальное усилие волочения  F= 28 кН
9. Масса бунта проволоки    G_δ= 150 кг

Определяем усилие волочения, потребное  для протягивания проволоки из латуни ЛС 59-1 с диаметра 8 мм на диаметр 3 мм. Расчет усилия волочения без противонатяжения круглых сплошных профилей производится по формуле С.Н. Петроча (стр. 581 [1])

F=δ_FA_klnμ(1+fctgα),

где δ_F – сопротивление деформации, МПа

([1], стр. 581),

где δ₀ – предел прочности заготовки до деформации, МПа. δ₀ = 440 МПа.

δ_К – предел прочности проволоки после деформации, МПа. δ_К = 520 МПа.

А_ОА_К – площадь поперечного сечения исходного и выходного материала, мм².

 

 

где d₀ = 8 мм, d_K = 3мм – диаметр заготовки и диаметр готовой проволоки.

 – вытяжка

l_nμ – натуральный логарифм вытяжки (определяются по таблице на стр. 579)

f – коэффициент трения проволоки о волоку. f = 0,16.

α – полуугол рабочего конуса; α = 8⁰.

1·fctgα – определяется по формуле [1], стр. 582, табл. 34,

тогда

F_Z = 480 + 7·2(1+0,16ctg 5) ≈ 20,6 кН

Так как максимальное усилие волочения  стана ВСМ 1/550 F = 28 кН, то волочение латуни ЛС59-1 по маршруту с 8 мм на 3 мм возможно на этом стане.

Дальнейший расчет: определение  мощности электродвигателя привода  стана и расчет привода волочильного стана будем вести по максимальному  усилию волочения F = 28 кН.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.  Определение мощности привода. Выбор электродвигателя

 

Определяем требуемую  мощность электродвигателя привода  волочильного стана

     ([2], стр. 82, формула 27а)

где F – максимальное усилие волочения, кН. F = 28 кН.

V – скорость волочения при данном усилии волочения, м/с. V = 94 м/мин = 1,57 м/с.

η – общий  КПД привода волочильного стана

η = η₁² · η₂ · η₃⁴,

где η₂ – КПД пары конических колес при работе в масляной ванне, η₂ = 0,95 ([3], стр. 5 табл. 1.1)

η₁ – КПД, учитывающий потери в зубчатой цилиндрической передаче при работе ее в масляной ванне, η₁ = 0,97 ([3], стр. 5 табл. 1.1)

η₃ – КПД, учитывающий потери в паре подшипников качения, η₃ = 0,99 ([3], стр. 5 табл. 1.1)

тогда η = 0,97² · 0,95 · 0,99⁴ = 0,844

Требуемая мощность электродвигателя привода стана

 

По требуемой  мощности по каталогу выбираем электродвигатель типа 4АНК с мощностью Р = 55 кВт, n = 1440 об/мин. (приложение I, [3]).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Кинематический  расчет редуктора привода барабана  волочильного стана

 

2.3.1 Определим  частоту вращения барабана на  всех скоростях волочения

 

где V_vi – скорость вращения барабана на данной скорости волочения.

D – диаметр барабана стана, м; D = 0,55 м.

тогда частота вращения барабана определяется:

первая скорость волочения, v₁ = 94 м/мин.

 

Вторая скорость волочения, v₂ = 141 м/мин.

 

Третья скорость волочения, v₃ – 236 м/мин.

 

Четвертая скорость волочения, v₄ = 312 м/мин.

 

2.3.2 Определяем  общее передаточное число редуктора  привода барабана на всех четырех  скоростях волочения по формуле:

 

где n_дв – число оборотов в минуту вала электродвигателя.

n_vi – число оборотов барабана в минуту на данной скорости волочения

первая скорость

 

вторая скорость

 

 

третья скорость

 

четвертая скорость

 

 

2.3.3 Производим разбивку общего передаточного числа на составляющие (для всех скоростей волочения)

U_общ.i = U_ксi · U_кл · U_n

где U_ксi – передаточное число коробки скоростей на данной скорости волочения.

U_кn – передаточное число конической тихоходной передачи. Принимаем U_кn = 3.

U_n – передаточное число промежуточной зубчатой цилиндрической передачи. Принимаем U_n = 3,41.

Определяем передаточное число коробки скоростей на всех четырех скоростях волочения

 

первая скорость

 

вторая скорость

 

третья скорость

 

четвертая скорость

 

Все полученные данные сводим в таблицу

Таблица 3. Техническая  характеристика привода

Число оборотов эл/двигателя в минуту	Передаточное число конической тихоходной передачи	скорости	Скорость волочения, м/мин.	Общее переда-точное число	Число оборотов барабана в мин.	Передаточное число коробки  скоростей
nдв = 1440	Uкn = 3	I	94	26,46	54,7	2,583
		II	141	17,63	81,64	1,606
		III	236	10,53	136,65	0,955
		IV	312	8	180,66	0,72