Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Индукционная печь

Задание

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...4

Техническое задание……………………………………………………………...6
Технико-экономическое обоснование………………………………………….11
Расчёт себестоимости……………………………………………………………17

Заключение……………………………………………………………………….24

Список литературы……………………………………………………………..25

Введение

В условиях рыночной экономики , перед организацией новой фирмы необходимо тщательно проанализировать возможности будущего производства , размеры необходимых вложений капитала . тщательно спланировать структуру производственного участка , подобрать параметры поточной линии и квалифицированных рабочих. Это невозможно без использования экономических наук, таких , как организация производственной деятельности , финансовый менеджмент и др.

Обеспечение больших объемов выпуска и непрерывное повышение качества машиностроительной продукции требует от работников предприятия знания метода научной организации производства и труда. Вся деятельность предприятия направлена на качественные и в срок выполнения заключенных договоров с наиболее рациональным использованием всех средств производства и с минимальными издержками. Поэтому общие закономерности, темпы и пропорции развития предприятия определяются экономическими законами.

В данной курсовой работе рассмотрены методы организации производства детали типа вал – шестерня и способы установления наиболее рациональной последовательности и совмещения во времени различных технологических процессов и видов работ (перечня работ). Особое внимание уделяется рассмотрению вопросов организации труда совместно с задачами повышения эффективности создания и функционирования производства с помощью оперативного анализа. Эффективность производства характеризуется рядом основных показателей финансового состояния, с помощью которых необходимо оценить прибыльность , надежность и экономическую целесообразность производства детали. При рассмотрении производства оценивается также возможность будущего предприятия, определяется производственная программа самоокупаемости (т.е. безубыточности) производства.

Предметом данной работы является изучение методов рациональной организации процессов производства и способов наиболее полного использования производственных ресурсов в целях достижения высоких показателей работы предприятия.

Необходимость и актуальность данной работы заключается в том , что в ней рассматривается поэтапный расчет производства детали , начиная от расчета производственных мощностей и поточной линии, заканчивая определением затрат на изготовление и реализацию детали ; а также рассматриваются мероприятия финансового анализа для повышения прибыли с учетом действующей в Российской Федерации системы налогообложения и калькуляции затрат.

Техническое задание
Наименование темы НИР:

Исследование особенностей участков механической обработки

Исполнитель:

Исполнителем является студентка «Нижегородского государственного технического университета», г. Нижний Новгород, Пуговкина Мария Сергеевна

Заказчик НИР:

Заказчиком является предприятие города Нижнего Новгорода ОАО

««Красное Сормово», завод»

Основание для разработки:

Основания для разработки является является изучение методов рациональной организации процессов производства и способов наиболее полного использования производственных ресурсов в целях достижения высоких показателей работы предприятия.

Основанием для выполнения НИР служит техническое задание (ТЗ) на выполнение НИР и (или) контракт (договор) с заказчиком — в случае наличия–заказчика.

Статус работы:

Научная работа по исследованию особенностей участков механической обработки

Источник финансирования:

Источником финансирования является ОАО «Красное сормово»

Исходные данные:

Действующие нормативные правовые и технические документы.

Наименование детали – вал-шестерня
Программа выпуска годовая – 49500 шт.
Вес заготовки – 0,65 кг.
Вес детали – 0,45кг.
Материал – сталь 40Х
Карта технологическая механической обработки (таблица).
Режим работы – односменный.

Выписка из технологической карты на производство детали

№ оп.	Наименование и содержание операции	Тип и модель оборудо-вания	Тип и размеры инстр. оснастки
№ оп.	Наименование и содержание операции	Тип и модель оборудо-вания	Режущий
1	Фрезеровать торцы и сверлить центровочные отверстия	Фрезерно-центровочный п/а МР-77	Фреза ГОСТ 24359
2	Точить наружные поверхности	Токарный п/а 1Н713	Проходные резцы Т15К6
3	Фрезеровать шпоночный паз	Вертикально-фрезерный 6Р12	Шпоночная фреза тип 2 ГОСТ 9140-78
4	Сверлить отверстие	Вертикально-фрезерный 6Р12	Сверла ГОСТ 10902
5	Нарезать зубья	Горизонтально-фрезерный 6Р81Г	Дисковая модульная фреза d=80 мм
6	Шевинговать зубья	Зубошевинговальный 5701	Шевер тип 2 ГОСТ 8570-80

Состояние проблемы:

Проблема состоит в том, что индукционный нагрев с высокой удельной мощностью может расплавить поверхность заготовки, при этом ее сердцевина останется холодной.

Цель работы:

Целью работы заключается в том, что бы создать на глубине горячего проникновения индукционного поля высокую температуру. Однако она должна быть существенно ниже температуры плавления металла. И выдержать в таком состоянии время, необходимое для проникновения тепла вглубь заготовки.

Отличие, новизна, преимущество:

Основное отличие заключается в том, что тепло не подводится к детали от внешних источников (конвекцией или лучеиспусканием), а выделяется непосредственно в самой детали.

Новизна заключается в том, что нагрев осуществляется внутри изделия, а не от поверхности к центру как в других печах.

Преимущества:

Значительно снижаются энергозатраты, что особенно важно в наше непростое для производства время.
Во много раз снижает время нагрева заготовок, что резко повышает производительность производства.
За счет автоматизации подачи заготовок, улучшается точность их нагрева до заданной температуры.
Уменьшается количество окалины, что в свою очередь значительно повышает стойкость штамповой оснастки.
Улучшаются условия труда, это поймет каждый, кто хоть раз стоял у жерла открытой печи с большим количеством заготовок.
Освобождаются дополнительные площади в цеху, за счет меньших габаритов индукционного оборудования.

Содержание работы:

Содержание включает: теоретическую часть, исследовательскую часть, статическую обработку.

В теоретической части приводится описание особенностей глубокого индукционного нагрева. В экспериментальной части проводятся замеры скорости нагрева, глубины горячего проникновения индукционного поля в металл в зависимости от частоты, описываются методики приготовления микрошлифов, измерения твердости, микротвердости, а также статистической обработки результатов.

В технологической части приводятся данные о диаметрах заготовок, времени нагрева и удельной мощности в зависимости от частоты. При анализе результатов сравниваются глубина горячего проникновения индукционного поля в металл, твердость, микротвердость стали после данной обработки.

Конечный результат работы:
Отчет о НИР, содержащий, в том числе:

а) обзор и анализ современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, исследуемую в рамках НИР;

б) обоснование выбора направления исследований;

в) теоретическое исследование путей создания способов термической обработки мартенситно-стареющих сталей;

г) результаты расчетов характеристик исследуемого материала;

д) результаты экспериментальных исследований;

е) технико-экономическую оценку результатов НИР;

ж) обобщение и выводы по результатам НИР;

и) рекомендации и предложения по использованию результатов НИР;

2) Экспериментальные данные о различной глубиной горячего проникновения индукционного поля в металл, полученный в результате нагрева с различной частотой;

3) Документация на экспериментальные данные.

4) При выполнении НИР должна быть создана следующая научно-техническая продукция: рекомендации по использования результатов НИР.

Область применения:

Машиностроение, автомобилестроение, кораблестроение и авиастроение.

Внедрение результатов НИР:

Различные области машиностроения.

Требования предъявляемые к продукции:

Продукция должна поставляться без видимых дефектов, должна обладать комплексом свойств и микроструктурой, указанных в соответствующих документах, должна проходить обязательный входной контроль.

Права сторон:

Статья 772. Права сторон на результаты работ

Стороны в договорах на выполнение научно-исследовательских работ, опытно-конструкторских и технологических работ имеют право использовать результаты работ в пределах и на условиях, предусмотренных договором. (в ред. Федерального закона от 18.12.2006 N 231-ФЗ). Если иное не предусмотрено договором, заказчик имеет право использовать переданные ему исполнителем результаты работ, а исполнитель вправе использовать полученные им результаты работ для собственных нужд. (в ред. Федерального закона от 18.12.2006 N 231-ФЗ). Права исполнителя и заказчика на результаты работ, которым предоставляется правовая охрана как результатам интеллектуальной деятельности, определяются в соответствии с правилами раздела VII настоящего Кодекса. (п.3 введен Федеральным законом от 18.12.2006 N 231-ФЗ).

Условие приемки работ:

Работы (этапы работ) принимаются заказчиком по актам сдачи-приемки научно-технической продукции по договору согласно календарному плану.

На приемку работ отводится 30 дней с момента завершения всех необходимых мероприятий. 1.06.2015 – 1.07.2015.

Стоимость работ:

Стоимость работ обусловлена затратами на электроэнергию и стоимостью образцов:

Стоимость образцов

Затраты на электроэнергию 329638,4 руб

Сроки выполнения:

Начала – 01.03.2015

Конец – 01.06.2015

Предмет нормирования:

Предметом нормирования является глубина горячего проникновения индукционного поля в металл [мм].

Перечень основных исполнителей:

Субъекты, выполняющие научно-исследовательскую работу. К ним относятся: студент «Нижегородского государственного технического университета» факультета ИФХТиМ группы 10 - ТАЭП Глинкин В. В., и научный руководитель: Васильев Виктор Александрович, профессор д.т.н «Металлургические технологии и оборудования» Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е.Алексеева

Перечень рецензентов:

Определяется по согласованию с заказчиком и в соответствии с договором.

Третьи лица (комиссия, состоящая из независимых авторитетных людей с производства, к которым относятся: главный конструктор ОАО “Нормаль” – Братухин В.А., главный инженер ОАО “Нормаль” – Катаев Д.Е., главный технолог ОАО “Нормали” – Цитко Д. М.), а также научный руководитель, определяющий условия НИР.

Требования к составу исполнителей:

Исполнители должны иметь определённый уровень знаний в данной сфере, должны корректно и в сроки выполнять научные работы.

Технико-экономическое обоснование

С помощью индукционных кузнечных нагревателей (ИКН) очень удобно нагревать металлические заготовки для целей горячей штамповки, ковки, гибки и высадки. По сравнению с электрическим печным нагревом, индукционный нагрев имеет ряд неоспоримых преимуществ:

Значительно снижаются энергозатраты, что особенно важно в наше непростое для производства время.

Во много раз снижает время нагрева заготовок, что резко повышает производительность производства.
За счет автоматизации подачи заготовок, улучшается точность их нагрева до заданной температуры.
Уменьшается количество окалины, что в свою очередь значительно повышает стойкость штамповой оснастки.
Улучшаются условия труда, это поймет каждый, кто хоть раз стоял у жерла открытой печи с большим количеством заготовок.
Освобождаются дополнительные площади в цеху, за счет меньших габаритов индукционного оборудования.

Все эти преимущества достигаются за счет того, что в зависимости от рабочей частоты индукционный нагрев проникает от нескольких мм до нескольких см в глубину заготовки. В итоге максимальная температура нагрева создается на определенной глубине от поверхности детали. Естественно, нагрев детали изнутри способствует лучшей теплопередаче в глубину заготовки. Различают высокотемпературный нагрев для штамповки и высадки стали 1200°С и низкотемпературный 850°С. Технология штамповки может предусматривать и промежуточную температуру между этими значениями.

Существуют научнообоснованные требования по максимальной разнице температур по всему объему заготовки для обеспечения требуемой пластичности и однородности металлов. Для углеродистой стали максимальная разница температур составляет 100°С. Для других металлов и особых случаев разница может составлять 50°С.

Ориентируясь на эту разницу температур, рассчитывается время нагрева заготовки. Дело в том, что индукционный нагрев с высокой удельной мощностью может расплавить поверхность заготовки, при этом ее сердцевина останется холодной. Передача тепла внутрь заготовки осуществляется только за счет теплопроводности. Поэтому наша задача заключается в том, что бы создать на глубине горячего проникновения индукционного поля высокую температуру. Однако она должна быть существенно ниже температуры плавления металла. И выдержать в таком состоянии время, необходимое для проникновения тепла вглубь заготовки. Понятно, что чем толще сама заготовка, тем большее время потребуется для ее равномерного нагрева. Для сокращения времени нагрева заготовок большого диаметра полезно использовать более низкие частоты, чем для нагрева тонких заготовок.

Таблица 1

Диаметр заготовки, мм	Время нагрева, с	Удельная мощность, Вт/см2	Диаметр заготовки, мм	Время нагрева, с	Удельная мощность, Вт/см
Частота =6000 Гц (глубина горячего проникновения индукционного поля в металл = 7 мм)
15	5	505	45	90	82
20	7,5	400	50	125	67
25	13,5	300	60	227	–
30	22,5	205	70	405	–
35	35	149	80	650	–
40	58	108

Окончание таблицы 1
Частота =2000 Гц (глубина горячего проникновения индукционного поля в металл = 12 мм)
40	30	195	75	207	58
45	45	162	80	250	51
50	58	133	90	345	40
55	77	110	100	460	33
60	102	93	120	850	24
65	132	78	140	1640	17
70	167	68	160	1910	13
Частота =500 Гц (глубина горячего проникновения индукционного поля в металл = 20 мм)
70	97	190	110	320	53
75	115	143	120	120	43
80	136	116	130	600	34
85	157	100	140	775	28
90	181	87	150	985	23
95	207	76	160	1200	20
100	240	68

Соответственно, чем большую производительность должен выдавать ИКН при нагреве заготовок большого диаметра, тем большее количество заготовок должно одновременно находиться в футерованной индукционной катушке, являющейся нагревающим органом ИНК. Сводную информацию по удельной мощности на квадратный сантиметр, времени нагрева, рабочей частоте и диаметре заготовок можно увидеть в таблице 1.

Из нее, например, следует:

Что для нагрева заготовки диаметром 50 мм на частоте 2000 Гц потребуется 58 секунд при удельной мощности 133 Вт/см².

Для нагрева той же заготовки на частоте 6000 Гц потребуется 125 секунд при удельной мощности 67 Вт/см².

Можно сделать вывод, что в данном случае увеличение частоты в 3 раза приводит к снижению примерно в 2 раза разрешенной удельной мощности и увеличению в 2 раза времени нагрева заготовок.

С помощью таблицы 1 можно весьма приблизительно оценить необходимую мощность ИКН. Однако необходимо учесть, что для расчета площади нагрева берется только боковая поверхность заготовки, за исключением торцов. И существуют потери передачи энергии от индукционной катушки к нагреваемой детали, доходящие до 30-50%, в зависимости от конструкции катушки и соотношения диаметров катушки и нагреваемой заготовки. Чем ближе диаметр нагреваемой детали к внутреннему диаметру индукционной катушки, тем меньше потери энергии на рассеивание электромагнитного поля в пространстве. Однако чем меньше толщина футеровки, находящейся между индукционной катушкой и нагреваемой деталью, тем большее количество тепла вымывается из катушки охлаждающей ее водой.

Таблица 2

Рабочая частота, Гц	Глубина горячего проникновения, мм	Оптимальный диапазон диаметров заготовок, мм
50	76	266 – 608
500	25	88 – 200
1000	17	60 – 136
2500	11	39 – 88
4000	9	32 – 72
8000	6	21 – 48
10000	5	18 – 40

Часто возникает вопрос об универсальности ИКН при нагреве заготовок различного диаметра. Конечно, никто не запрещает нагревать в индукторе большого диаметра тонкие заготовки, однако КПД такого нагрева будет чрезвычайно низким. Нормальным можно считать соотношение максимальных и минимальных диаметров заготовки на уровне 1,5-1,7 раза. Т.е. если максимальный нагреваемый диаметр 50 мм, можно греть заготовки с минимальным диаметром 30-35 мм.

Важно правильно выбирать оптимальную рабочую частоту ИКН для нагрева заготовок различного диаметра исходя из данных представленных в Таблице 2.

Для ИКН всегда действуют следующие правила:

Для нагрева большей массы металла в единицу времени требуется большая мощность.
Чем больше диаметр заготовки, тем ниже должна быть рабочая частота и больше время нагрева.
Чем жестче требования по однородности температурных полей в заготовке, тем меньше должна быть удельная мощность и больше время нагрева.

Рис. 1. Индукционный кузнечный нагреватель ИКН - 35

Таблица 3

Основные технические показатели установки

индукционного кузнечного нагрева

Модель	Индукционный кузнечный нагреватель ИКН – 35
Дополнительное оборудование	Транзисторный индукционный нагреватель СЧВ – 35
Диаметр заготовок, мм	16 - 20
Потребляемая мощность, кВт	35
Производительность, кг/ч: Стали до 1200°С Меди до 700°С Алюминий до 500°С	60 – 70 105 87

Расчет себестоимости

Смета затрат на выполнение темы (сметная себестоимость) можно определить по формуле:

, где

– прямые материальные затраты;

– затраты по основной заработной плате исполнителей темы (включая руководителей темы);

– затраты по дополнительной заработной плате исполнителей темы;

– на социальное страхование (по единому социальному налогу);

– затраты на использование оборудования;

– накладные (общехозяйственные) расходы;

Расчет прямых материальных затрат:

Расчёт ведётся по формуле:

где Кт – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы (1,15-1,25);

m – количество видов (номенклатура) материальных ресурсов, потреблённых при выполнении темы;

– цена приобретения единицы i-ого вида потреблённых материалов;

– количество материальных ресурсов i-ого вида, планируемых к использованию для выполнения темы.

Расчет затрат на основную заработную плату:

где n – количество видов работ (количество категорий исполнителей);

– занятость по теме i-ой категории исполнителей;

– месячный оклад исполнителей i-ой категории;

– количество исполнителей i-ой категории.

Итоги расчётов по основной зарплате приведены в таблице 4.

Таблица 4

Расчёт затрат на основную заработную плату

n	Ri	Lмесi, руб/ мес	Ti, мес	Sзосн
Научный руководитель	1	20000	1,5	30000
Инженер – исследователь	1	15000	14	210000
Лаборант	1	7000	14	98000
Итого				338000

Расчет затрат на дополнительную заработною плат:

где – основная зарплата персонала;

– коэффициент, учитывающий доплаты (0,1-0,15).

Расчет взносов по ЕСН:

В 2015 году страховые взносы надо платить по следующим тарифам: в ПФР – 22 процента, в ФОМС – 5,1 процента, в ФСС – 2,9 процента. Суммарная итоговая ставка составляет 30 процентов.

где – основная заработная плата персонала;

– дополнительные выплаты персоналу.

Затраты на оборудование:

где m – количество типов оборудования, используемого при выполнении темы;

– себестоимость одного машино-часа работы i-ого типа оборудования;

– планируемая продолжительность использования оборудования i-ого типа при выполнении темы;

где ФЗП – годовой фонд основной зарплаты;

Э – годовые затраты на электроэнергию, потребляемую оборудованием;