Расчет производственных отделений литейного цеха

Длительность  ремонтного цикла ковша невелика и связана с вместимостью, методом восстановления футеровки, длительностью сушки и разогрева ковша, а также зависит от вида заливаемого сплава. Принимаем τ_рем.к.= 16 ч.[3]

Рабочий цикл ковша от ремонта до ремонта  складывается из оборота ковша и  числа наливов, которые выдерживает его футеровка. Стойкость ковшей для разливки углеродистой стали составляет 0,5 месяца или 24 ремонта в год. Принимаем n_р= 24.

Подставляя  в формулу (10) найденные данные находим

 

 шт.

Вместимость раздаточного ковша определяется максимальной металлоемкостью печи и должна быть ей.

Расплав из печи сливаем в ковш, емкостью 6 т.

Число ковшей необходимых для обеспечения  металлом данного потока определяется по формуле: [3]

      (8)

где n_к – число ковшей определенной металлоемкости, находящихся одновременно в работе, шт;

g_Ме – потребность в металле для заполнения готовых форм из такого ковша, т/ч;

τ_ц.к. – время оборота работающего ковша, ч;

g_к – металлоемкость ковша, используемая для заполнения форм, т;

К^к_н – коэффициент неравномерности потребления металла ковшом.

Потребность в металле будет определяться производительностью литейной формовочной линии, и если в цехе один формовочный поток, то она будет равна часовой потребности цеха в металле, т. е.

      (9)

Время оборота ковша складывается из времени заполнения ковша металлом, транспортировки его до места заливки, времени разливки металла, возвращения ковша под новое заполнение, слива остатка и ожидания заполнения ковша. Принимаем τ_ц.к.= 0,2 ч.

Коэффициент неравномерности потребления металла ковшом будет больше, чем при расчете количества плавильных печей, и его можно брать в пределах 1,3–1,7. Принимаем К^к_н=1,4.

Подставляя  в формулу (8) найденные значения получим:

 шт.

Принимаем n_к=1

Работающий  ковш постепенно выходит из строя из-за механического разрушения футеровки носка, краев, а также разъедания внутренней футеровки металлом и шлаком. Поэтому периодически ковш возвращается на перефутеровку или ремонт.

Число ковшей, постоянно находящихся в  ремонте в течении года, устанавливается формулой: [3]

      (10)

где n_к.р.– число ковшей, находящихся в ремонте в течении года, шт.;

n_к– число ковшей, находящихся одновременно в работе, шт.;

τ_рем.к.– длительность ремонтного цикла ковша, ч;

n_р– число ремонтов ковша в год;

К_н^к.рем– коэффициент неравномерности поступления ковшей в ремонт;

Ф_р– фонд рабочего времени ремонтных рабочих, ч.

Длительность  ремонтного цикла ковша невелика и связана с вместимостью, методом восстановления футеровки, длительностью сушки и разогрева ковша, а также зависит от вида заливаемого сплава. Принимаем τ_рем.к.= 16 ч.[3]

Рабочий цикл ковша  от ремонта до ремонта складывается из оборота ковша и числа наливов, которые выдерживает его футеровка. Стойкость ковшей для разливки углеродистой стали составляет 1 месяц или 12 ремонтов в год. Принимаем n_р= 12.

Подставляя  в формулу (10) найденные данные находим

 шт

Рассчитана  необходимость в одном разливочном ковше емкостью 2 тонны. и в одном раздаточном ковше емкостью 6 тонн. В ремонте постоянно один разливочный ковш и один раздаточный ковш.

 

2.3 Проектирование  стержневого отделения

 

2.3.1 Выбор технологического процесса  изготовления стержней

Для изготовления стержней в серийном производстве прогрессивным является метод получения  стержней из холоднотвердеющей смесей, содержащих в качестве связующего материала синтетические смолы, которые отверждаются при комнатной температуре за счет продувки отвердителем.

Наиболее  подходящей для изготовления стержней в проектируемом цехе является автоматическая стержневая машина модели Disco3300(IMF). Линия предназначена для автоматизированного изготовления стержней массой до 250 кг с уплотнением их пескодувным способом из смесей холодного твердения на основе синтетических смол, твердеющих в оснастке.

Технические характеристики стержневой машины . Disco3300(IMF)

• Длительность цикла, с. 60;
• Размеры стержневого ящика, мм:

Ширина 900;

Длина 900;

Высота 900;

– Ход запирания,мм.

Технологический цикл изготовления стержней включает следующие операции:

1. подачу стержневых ящиков на стол;
2. приготовление стержневой смеси и заполнение стержневых ящиков ;
3. продувка стержневого ящика отвердителем;

4. извлечение стержня из ящика.

Свойства  стержневой смеси:

прочность при растяжении через 1 час    0,3 – 0,4 МПа;

прочность при растяжении через 4 часа    0,6 – 0,8 МПа;

газопроницаемость       более 100 ед.;

газотворность              менее 10 см3/г;

осыпаемость       менее 1%;

живучесть        4 – 6 мин.

 

2.3.2 Расчет ведомости изготовления  стержней

Основой для расчета стержневого отделения  является ведомость изготовления стержней, представленная в табл. 8.

Количество  стержней в год с учетом брака  – А (графа 6, табл. 8) определяется по формуле:

      (11)

где Г – годовая программа, шт. (графа 5, табл. 5);

Б –  планируемый процент брака стержней (графа 4, табл. 8).

 

2.3.3 Расчет числа стержневых  линий

Расчетное число стержневых линий Р_с1 определяется по формуле:

,     (12)

   где В_с – число съемов со стержневой линии в год, шт. (графа 10, табл. 8);

Ф_д^с – действительный годовой фонд времени работы стержневого оборудования, ч;

N_рас^с – расчетная производительность стержневого оборудования, т/ч.

Подставляя  в формулу (4) производительность стержневой линии получим расчетную производительность стержневого отделения:

                               съемов/ ч.

Подставляя  в формулу (12) найденные значения получим:

 

                                    

 

 

Ведомость изготовления стержней 

Таблица 8.

Номер отливки	Изготавливается в год отливок	Количество стержней	Брак стержней	Требуется стержней на одну отливку	Изготавливается стержней в год с учетом брака, шт	Объем стержня	Объем стержневой смеси  на годовую программу, м3	Количество стержней в ящике, шт.	Число съемов в год, шт.	Способ изготовления
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1	72016	2	9	2	156995	0,00075	117,74	16	9812	ХТС
2	17490	1	6	1	18540	0,085	1575,90	1	18540
3	82304	1	5	1	86419	0,0047	406,17	9	9602
4	13375	1	5	1	14044	0,039	547,72	1	14044
5	978	-	-	-	-	-	-	-	-
6	1029	-	-	-	-	-	-	-	-
7	6173	2	8	2	13334	0,002	26,67	9	1482
8	1852	-	-	-	-	-	-	-	-
9	1800	-	-	-	-	-	-	-	-
10	5144	2	6	2	10905	0,006	65,43	4	2726
Итого:							2739,63		56206

 

Подставляя  в формулу (5) полученные значения определяем

Округляя  полученное число стержневых линий  до целого Р_с2=1, находим действительный коэффициент загрузки стержневого отделения

Принимаем к установке в стержневом отделении  одну стержневую машину марки Disco3300(IMF).

 

2.4 Проектирование  смесеприготовительного отделения

 

2.4.1 Расчет оборудования для  регенерации формовочной смеси

В любом литейном цехе предусматривается система  регенерации формовочной и стержневой смесей. Формовочная и стержневая смесь в проектируемом цехе – холодно–твердеющая. Способом регенерации, подходящим и для формовочной и для стержневой смеси, является механический, при котором частицы песка соударяются и происходит абразивная зачистка зерен – оттирка связующего с их поверхности. Пленки связующего отделяются от зерен песка, превращаются в пыль и удаляются из смеси интенсивным отсосом воздуха. Таким образом, получается регенерат, который можно повторно использовать в производстве, а значит, сокращать себестоимость продукции. Объем работ регенерационного оборудования составляет 102192 м³ в год, или 28 т/ч.

В систему регенерации  входят такие устройства, как: магнитный сепаратор марки ЭПР–120, дробилка однороторная крупного дробления марки СМД–85, грохот марки ГИЛ–32, классификатор марки14711 и охладитель марки 11511.

Смесь от участка  выбивки до участка регенерации доставляется ленточным транспортером.

Техническая характеристика воздушного классификатора 14711

Производительность, т/ч 50

Количество  отсасываемого воздуха, м³/ч 290

Мощность привода  вентилятора, кВт 111

Масса, кг 3820

Техническая характеристика охладителя 11511

Объем холодильной  части, 1

Температура регенерата на входе 90

Температура регенерата на выходе 25

Производительность 4,5

Охладитель трубчатый

Охлаждающая жидкость вода

Масса, кг 1925

Для регенерации  формовочной смеси принимаем  одну систему регенерации марки 14316

2.5 Проектирование термообрубного отделения

 

2.5.1 Выбор и расчет оборудования  термообрубного отделения

В термообрубном  отделении выполняются следующие  виды работ:

1. очистка отливок от остатков формовочной и стержневой смеси;
2. отделение литников и прибылей;
3. термообработка;
4. отчистка от окалины;
5. заварка дефектов;
6. зачистка отливок.

Цикл  очистки отливок в проектируемом  цехе состоит в следующем: отливки после выбивной решетки складируются в тару и охлаждаются в ней, а затем поступают в термообрубное отделение, где отливки с видимыми поверхностными дефектами направляются в тару для бракованных отливок, а годные с помощью транспортера попадают на стол отбивки литниковой системы; после отбивки литниковой системы отливки в таре с помощью грузовых тележек поступает в дробеметный барабан модели 42236.

Технические характеристики барабана дробеметного периодического действия модели 42236: [3]

• наибольшая масса очищаемой отливки, кг   500;
• наибольшая объемная диагональ отливки, мм  700;
• производительность, т/ ч                               10,5;
• габарит, мм                    6000×7000×6000;
• мощность, кВт                                           85;

• масса, т                                            32,5.

При определении числа отливок, подлежащих обработке в термообрубном отделении, за основу принимаем годовую программу литейного цеха без учета брака.

  Расчетное число очистного оборудования Р_оч1 определяется по формуле:

                                    ,   (15)

где В_сс – годовой объем очистных работ, т

Ф_д^оч – действительный годовой фонд времени работы очистного оборудования, ч;

N_рас^оч – расчетная производительность очистного оборудования, т/ч.

Подставляя  в формулу (4) производительность дробеметного барабана получим его расчетную производительность:

 т/ ч.

Подставляя  в формулу (15) найденные значения получим:

Подставляя  в формулу (5) полученные значения определяем

Принимаем к установке один дробеметный барабан модели 42236.

После очистки отливок в дробеметном  барабане они поступают в таре на зачистку и отрезку литников и прибылей. В качестве зачистных станков используются обдирочно-шлифовальные станки модели 3374К.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.6 Расчет площади складов литейного цеха

 

На  складе осуществляется приемка, складирование, подготовка шихтовых и формовочных материалов, огнеупорных изделий, флюсов и т.д. При определении площади закромов, необходимых для хранения материалов, используются данные расчетов плавильного и смесеприготовительного отделений, являющихся основными потребителями исходных материалов.