Значение литейного производства в народном хозяйстве.

Оглавление
Аннотация	5
Введение	6
1.Проектная часть	7
1.Проектно-технологическая часть	8
1.1. Общая характеристика цеха	8
1.2. Производственная программа цеха.	8
1.3.Режим работы и фонды времени.	9
1.4. Плавильное отделение	11
1.4.1. Химический состав чугуна	11
1.4.2.Шихтовые материалы, модификаторы, флюсы.	12
1.4.3.Расчет шихты.	13
1.4.4. Оборудование и инвентарь.	14
1.4.5. Технические характеристики сталеплавильной печи ДСП-6.	15
1.4.6. Доводка металла в ДСП-6.	16
1.4.7.Выпуск и разливка металла из печи ДСП-6.	16
1.4.8.Контроль качества чугуна.	18
1.4.9. Время на выплавку чугуна по операциям.	19
1.4.10.Расчет числа плавильного оборудования.	20
1.5.Формовочное отделение	21
1.5.1Расчет количества линий	24
1.5.2.Расчёт коэффициента загрузки линии	25
1.6. Стержневое отделение.	25
1.7. Смесеприготовительное отделение.	28
1.8.Формовочная смесь.	28
1.9. Термообрубное отделения.	31
1.10. Расчет складов цеха	33
1.11. Внутрицеховой транспорт.	35
1.12. Ведомость численности рабочих по литейному цеху по профессиям по разрядам и часовым тарифным ставкам	35
2.Технологическая часть	37
2. Технология изготовления отливки	38
2.1. Характеристика литой детали	38
2.2. Выбор способа изготовления отливки	38
2.3. Определение положения отливки в форме	39
2.4. Определение поверхности разъема модели и формы	39
2.5. Расчет литниковой системы	40
2.5.1.Определение размеров питателя	41
2.5.2.Определение размеров шлакоуловителя	41
2.5.3.Определение диаметра стояка	42
2.5.4.Определение размеров литниковой воронки	42
2.5.5.Определение размеров металлоприемника	42
2.6. Технология сборки и заливки форм	42
2.6.1.Заливка форм расплавом	43
2.7. Выбивка, обрубка и очистка отливок	44
2.7.1.Обрубка	45
2.7.2.Очистка отливок	45
2.7.3.Дефекты отливки «Каток опорный»	45
2.8 Контроль качества отливок	46
2.9.Технология выплавки углеродистой стали 45 ГЛ в электропечи типа ДСП-12. Подготовка шихты	47
2.9.1.Завалки шихты	49
2.9.2.Плавление	49
2.9.3.Окислительный период	50
2.9.4.Восстановительный период	50
2.9.5.Выпуск плавки	51
2.9.6.Разливка	51
3.Строительная часть	53
3.1. Географическое место расположения площадки строительства и климатическая характеристика района строительства	54
3.2.Объемно-планировочное решение задач	54
3.3. Архитектурно - строительное решение здания	55
3.4. Отопление, водоснабжение и электроснабжение	55
4.Специальная часть.	56
4.1.Применение экзотермические смесей для обогрева прибылей	57
4.2.Состав Экзотеплоизоляционной смеси для обогрева прибылей	60
5. Экономическая часть	61
5.1 Расчет численности работающих на участках в цехе стального литья	62

5.2 Расчет ТЭП цеха и себестоимости производства литья	65
5.2.1 Расчет фонда заработной платы по цеху	65
5.2.2 Расчет зарплаты основных рабочих	66
5.2.3.Расчет фонда основной заработной платы термообрубного отделения	67
5.2.4.Расчет фонда основной заработной платы плавильного отделения	68
5.2.5.Расчет фонда основной заработной платы формовочно-заливочно-выбивного отделения	68
5.2.6.Расчет фонда основной заработной платы смесеприготовительного отделения	68
5.2.7.Расчет зарплаты основных рабочих.	76
5.2.8.Расчет фонда основной заработной платы термообрубного отделения.	77
5.2.9.Расчет фонда основной заработной платы плавильного отделения.	78
5.2.10.Расчет фонда основной заработной платы формовочно-заливочно-выбивного отделения.	78
5.2.11.Расчет фонда основной заработной платы смесеприготовительного отделения.	78
5.3.Фонд основной зарплаты вспомогательных рабочих.	80
5.3.1.Расчет фонда заработной платы по руководителям, специалистам и служащим.	84
5.3.1.Расчет площади сталелитейного цеха	85
5.4. Расчет стоимости основных фондов	89
5.5 Расчет стоимости оборудования и монтажа.	90
5.5.1.По плавильному отделению.	90
5.5.2.По формовочному отделению.	90
5.5.3.По стержневому отделению.	91
5.5.4.По смесеприготовительному отделению.	91
5.5.5.По термообрубному отделению.	92
5.6. Текущий ремонт оборудования	96
5.7. Расчет цеховых расходов (сметы цеховых расходов).	97
5.7.1.Содержание зданий и сооружений.	98
5.8. Расчет цеховой себестоимости единицы продукции.	100
5.8.1 Технико-экономические показатели цеха.	103
6.Безопасность и экологичность проекта	105
6.1.Охрана труда	106
6.2 Мероприятия по снижению опасных и вредных производственных факторов	109
6.2.1.Электробезопасность.	110
6.2.2.Мероприятия по защите от производственного шума.	111
6.2.3.Мероприятия по снижению шума:	112
6.2.4.Методы защиты от вредных выделений:	112
6.2.5.Организационные мероприятия.	113
6.3. Меры пожарной безопасности цеха	113
6.4.Охрана окружающей среды	117
Заключение.	119
Список используемой литературы	120


Аннотация
Пояснительная записка к дипломному проекту «Цех чугунного литья, мощностью 35 тонн в год на базе ООО «Промтрактор-Промлит» составлена в объёме 121 машинописных страниц. Пояснительная записка содержит 29 таблиц иприложение. В приложении представлены спецификации к графической части проекта.
Шесть разделов пояснительной записки содержат:
 - Проектно-технологическая часть;
 - Технология изготовления отливки«Каток опорный»;
 - Строительная часть;
 - Специальная часть;
 - Экономическая часть;
 - Безопасность и экологичность проекта;
В каждом разделе представлены соответствующие расчеты и описания.
Введение
    Значение литейного производства в народном хозяйстве велико: почтивсе машины и приборы имеют литые детали. Нет такой отраслимашиностроения, приборостроения, строительства, где не применяли быотливки.
    Литье является одним из старейших способов, которым еще вдревности пользовались для производства металлических изделий – вначалеиз меди и бронзы, потом из чугуна, а позже – из стали и других различныхсплавов. Для современного литейного производства характерно большоеразнообразие видов и способов литья. Известно очень много техническихпроцессов изготовления отливок. 
    Наиболее эффективен тот способ литья, который лучше других соответствует специфике данного типа отливок (габариты, размеры, сложность, конфигурация, литейный сплав, толщина стенок) и требования к их качеству (точность размеров, качество поверхности, служебные свойства).
    Для расширения поставленных задач необходимо в литейномпроизводстве не только произвести замену и модернизацию моральноустаревшего оборудования, но и внедрить новое прогрессивное оборудование, связанное с совершенствованием технологий.




1.Проектная часть
1.Проектно-технологическая часть

1.1. Общая характеристика цеха
Проектируемый литейный цех в соответствии с заданием и на основесуществующей классификации является:
 чугунолитейный по роду и виду сплава;
 предназначен для производства средних и мелких отливок по массе;
 массовым по типу производства;
 машиностроительным по отраслевой промышленности;
 35 000 тонн в год годных отливок в год по объёму производства.
    Планируемая максимальная мощность 35000 тонн годного литья в год. 
    
    Технологический процесс производства состоит из следующих стадий:
 прием, хранение и подготовка шихтовых материалов;
 приготовление формовочных и стержневых составов;
 изготовление форм и стержней;
 плавка;
 заливка, охлаждение и выбивка отливок;
 очистка литья;
 термообработка литья;
 приемка готовой продукции и исправление дефектов литья;
 переработка отходов собственного производства (возврат собственного производства, брак).


1.2. Производственная программа цеха.
Производственная программа проектируемого цеха, соответствующая заданной мощности 35000 т/год приведена в таблице 1.1
№
Наименование отливок
Марка материала
Кол-во отл. на год.программу, шт.
Вес отливки




единицы, кг.
на годовую прогр., т
1
2
3
4
5
6
1
25.01-21-15 Фланец
Сталь 20Л
60000
35
2100
3
25.01-26-42 Крышка
Сталь 25Л
50000
95
4750
4
4М-2-140 Каток опорный
Сталь 45ГЛ
60000
130
7800
5
40М-15-42А Картер
Сталь 20Л
45000
75
3375
6
55М-15-45 Крышка
СЧ 20
55000
50
2750
7
46-11-159 Опора
СЧ 20
55000
80
4400
8
46-19-199 Корпус
СЧ 20
45000
50
2250
9
46-21-569 Упор
Сталь 25Л
60000
55
3300

Итого
-
475008
575
35327
Таблица 1.1.Подетальная программа выпуска отливок.
1.3.Режим работы и фонды времени.
     В проектируемом литейном цехе предусматривается параллельный двухсменный режим работы всех отделений. 
     При проектировании применяют 3 вида годовых фондов времени работы оборудования и рабочих:
 Календарный Ф_к=365*24=8760час.
 Номинальный Ф_н, являющийся временем (в часах) в течение которого может выполняться работа по принятому режиму без учета неизбежных потерь. При 40 часовой неделе и работе в 2 смены номинальный фонд времени:
Ф_н=(К_(кал.)-К_(п.  и в.) )*S*d;
где: К_(кал.)–количество календарных дней в году, К_(кал.)=365 дней;
     К_(п.  и в.) – количество праздничных и выходных дней в году, К_(п.  и в.)=115 днй;
     S – количество смен в сутки, S=2 смены;
     d – продолжительность смены, d=8 часов.
     Ф_н=(365-115)*2*8=4000 часов
 Действительный фонд Ф_д определяется путем исключения из Ф_н неизбежных потерь времени. Для нормального организованного производства отливок Ф_д рабочих составляет:
Ф_д=(К_(кал.)-К_(п.  и в.) )*S*d*(1-d/100)=(365-115)*2*8*(1-8/100)=3680 часов

Ф_д работы оборудования при 40 часовой рабочей неделе указаны в таблице 1.2.





№


Наименование участков и групп оборудования
Число рабочих минут в году
Продолжительность рабочей смены, час 
Количество смен в сутки
Годовой фонд времени оборудования
Простои оборудования и потери на ремонт
Действительный годовой фонд времени оборудования
Общие потери рабочего времени
Действительный годовой фонд времени, час
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
АФЛ
124200
8
2
4140
11
3680
0,04
1810
2
Плавильное отделение
124200
8
2
4140
6
3892
0,07
1810
3
Смесеприготови-тельное отделение
124200
8
2
4140
4
3974
0,01
1810
4
Стержневое отделение
124200
8
2
4140
11
3680
0,04
1810
Таблица 1.2. Годовой фонд времени работы оборудования и рабочих.
1.4. Плавильное отделение
1.4.1. Химический состав чугуна
     Химические свойства и механические свойства СЧ-15 должны соответствовать требованиям таблицы 1.3, и ГОСТ 1412-85.
Марка чугуна
Обозначение документа
Массовая доля элементов, %



C

Mn

Si
P
S





Не более
СЧ-15
ГОСТ 1412-85
3,5-3,7
0,5-0,8
2-3,7
0,2
0,15
Таблица 1.3. Химический состав чугуна СЧ-15.
Твердость СЧ15 HB 10 -1 = 130 – 241 Мпа
Линейная усадка: 1.1 %
Марка чугуна
Марка чугуна по СТ СЭВ 4560-84
Временное сопротивление при растяжении sв, МПа (кгс/мм2), не менее
СЧ15
31115
150 (15)
Таблица 1.4. Механические свойства СЧ-15.
Марка чугуна
Толщина стенки отливки, мм

4
8
15
30
50
80
150
Временное сопротивление при растяжении, МПа, не менее
СЧ15
220
180
150
110
105
90
80
Таблица 1.5.Ориентировочные данные о временном сопротивлении.

1.4.2.Шихтовые материалы, модификаторы, флюсы.
     Исходными материалом при составлении шихты для чугунного литья применяют доменные чугуны, ферросплавы, природно-легированные чугуны, содержащие невысокий процент легирующего элемента (Ni, Сr, Mo, Ti и др.), а также возврат собственного производства (брак, литники), чугунный и стальной лом. Применение машинного лома в шихте снижает себестоимость литья и повышает его механические свойства.
     Металлическая шихта для чугунного литья чаще всего составляется примерно в следующих пропорциях: доменного чугуна 20—40%, машинного лома и отхода литейного производства 60—40%, стального лома 0—40%, ферросплавы по расчету.
Наименование материалов
Обозначение документа
Марка 
Чугун литейный, гр.2, кл.А, категория 1
ГОСТ 4830-95
Л2, Л3
Чугун предельный, гр.2, кл.А, категория 1
ГОСТ 805-95 
ПЛ-1, ПЛ-2
Лом стальной
ГОСТ 2787-75
2А
Лом чугунный
ГОСТ 2787-75
17А, 18А
Ферросилиций 
ГОСТ 1415-93
ФС-45, ФС-75
Возврат собственного производства
-
-
Силикомарганей 
ГОСТ 4756-91
MnC17
Графитизированный котик 
ТУ 48-05-2-79
-
Известняк флюсовый
ГОСТ 21-27-76
-
Плавикошпатовый
ГОСТ 29220-91
ФК-75
Таблица 1.6.Рекомендуемые шихтовые материалы.
     В процессе работы вагранки в ее рабочем пространстве образуется шлак, источником которого служат зола топлива, окислы металлов, другие примеси (песок, футеровка печи). Этот шлак, если не принимать специальных мер для его разжижения, липнет к кускам кокса и футеровке печи, нарушая тем самым работу вагранки. Для разжижения шлака при загрузке каждой колоши добавляют некоторое количество флюкса, в качестве которого применяют известняк, доломит, плавиковый шпат, мартеновский шлак.
     Шлак имеет меньший удельный вес по сравнению с металлом и всплывает на поверхность жидкого сплава. Расплавленный шлак вместе с металлом стекает в нижнюю часть печи, откуда по мере накопленияспускается через специальное отверстие (шлаковую летку).

1.4.3.Расчет шихты.
Все шихтовые материалы должны подаваться в завалку в оптимальных количествах для обеспечения нормального хода плавки (при минимальном угаре элементов, входящих в состав материалов, и минимальной стоимости жидкого чугуна). При этом желательно полностью использовать возврат собственного производства.Количество возврата для СЧ не более 50%.  На основании многолетнего опыта работы отечественных заводов выбран примерный состав шихты для чугунов разных марок.
     Шихтовые материалы, поступающие на завод, применяют только после проведения лабораторных анализов, подтверждающих сертификатные данные. Шихтовые материалы должны храниться строго по маркам в отдельных закромах.
     Расчет добавок для корректировок химического состава чугуна (модификаторов, легирующих ферросплавов) производить по формуле:
Ш=(100*gm*(Е_(гот.)-Е_(ост.)))/(Е*ГеЕ*(100-И)); 
где: gm – количество металла, кг;
Е_(гот.) – содержание легирующих элементов в металле, %;
Е_(ост.) – содержание данного элемента в расплавленном металле перед вводом ферросплава;
Е* ГеЕ – базовое содержание легирующего элемента в металле;
И – угар легирующего элемента.
1.4.4. Оборудование и инвентарь.
     Под основной процесс ведения плавки чугуна подходят дуговые сталеплавильные печи ДСП-6.

Рис. 1. Дуговая сталеплавильная печь переменного тока (ДСП-6).
1.4.5. Технические характеристики сталеплавильной печи ДСП-6.
1. Назначение печи - выплавка чугуна, углеродистой и легированной стали
2. Номинальная емкость печи – 6т
3. Установленная мощность печного трансформатора – 5 МВА
4. Номинальное первичное напряжение трансформатора – 6 (10)кВ	
5. Диапазон вторичных напряжений трансформатора – 291...130В	
6. Максимальный ток электрода – 8,22 Ка
7. Род тока – переменный
8. Колличество сводовых (графитированных) электродов	– 3
9. Напряжение силовых цепей – 380В
10. Напряжение цепей управления	– 220 В
11. Число фаз силовых цепей и цепей управления – 3
12. Частота тока силовых цепей и цепей управления 	– 50 Гц
13. Максимальная температура расплава 	– 1650 °С
14. Диаметр сводового электрода – 300 мм
15. Угол наклона
- в сторону сливного носка – 40 град
- в сторону рабочего окна – 15 град
16. Расход воды, охлаждающей элементы электропечи, не более	–25 м3/ч
17. Давление охлаждающей воды –	0,3-0,4 МПа
18. Давление сжатого воздуха –0,4-0,6
1.4.6. Доводка металла в ДСП-6.
     Плавка в дуговой печи начинается с заправки печи. Жидкоподвижные нагретые шлаки сильно разъедают футеровку, которая может быть повреждена и при загрузке. Если подина печи вовремя не будет закрыта слоем жидкого металла и шлака, то она может быть повреждена дугами. Поэтому перед началом плавки производят ремонт заправку подины. Перед заправкой с поверхности подины удаляют остатки шлака и металла. На поврежденные места подины и откосов места перехода подины в стены печи забрасывают сухой магнезитовый порошок, а в случае больших повреждений - порошок с добавкой пека или смолы. Заправку производят заправочной машиной, выбрасывающей через насадку при помощи сжатого воздуха.
     Для наиболее полного использования рабочего пространства печи в центральную ее часть ближе к электродам загружают крупные куски(40%), ближе к откосам средний лом(45%), на подину и на верх загрузки мелкий лом(15%). Мелкие куски должны заполнять промежутки между крупными кусками.
Выплавка сталей включает следующие операции: 
 расплавление металла,
 удаление содержащихся в нем вредных примесей и газов,
 раскисление металла, и выливание его из печи в ковш для разливки по изложницам или формам.
Значение этих операций и требования, которые они предъявляют к дуговой печи, могут быть весьма различными.
1.4.7.Выпуск и разливка металла из печи ДСП-6.
     При выплавке стали в печах малой и средней емкости шихта на 90-100 % состоит из стального лома. Для повышения содержания углерода в шихту вводят чугун (< 10 %), а также электродный бой или кокс. Чтобы совместить удаление части фосфора при плавлении шихты, в завалку рекомендуется давать 2–3 % извести. Загрузку ведут бадьями или корзинами. Необходима плотная укладка шихты, это улучшает ее проводимость, обеспечивает устойчивое горение дуги, ускоряет плавление. Для уменьшения угара кокс и электродный бой кладут под слой крупного лома.
     Плавление. После окончания завалки электроды опускают почти до касания с шихтой и включают ток. Под действием высокой температуры дуги шихта под электродами плавится, жидкий металл стекает вниз, накапливаясь в центральной части подины. Электроды постепенно опускаются, проплавляя в шихте «колодцы» и достигая крайнего нижнего положения. По мере увеличения количества жидкого металла электроды поднимаются. Это достигается при помощи автоматических регуляторов для поддержания определенной длины дуги. Плавление ведут при максимальной мощности трансформатора.
     Во время плавления происходит окисление составляющих шихты, формируется шлак, происходит частичное удаление в шлак фосфора и серы. Окисление примесей осуществляется за счет кислорода воздуха, окалины иржавчины, внесенных металлической шихтой. Для ускорения плавления иногда применяют газокислородные горелки, вводимые в рабочее пространство через стенки печи, позволяющие вводить в жидкий металл кислород. При расходе кислорода 4-6 м2/т длительность плавления сокращается на 10-20 мин. Продолжительность периода плавки определяется мощностью трансформатора и составляет от 1,1 до 3,0 ч. Расход электроэнергии за время плавления составляет 400-480 кВт/ч.
     Окислительный период. Задачи окислительного периода: уменьшить содержание в металле фосфора до 0,01-0,015 %; водорода и азота; нагреть металл до температуры, близкой к температуре выпуска. Кроме того, за время периода окисляют углерод до нижнего предела его содержания в выплавляемой стали. За счет кипения (выделения пузырьков СО при окислении углерода) происходит дегазация металла и его перемешивание, что ускоряет процессы дефосфорации и нагрева. Окисление примесей ведут, используя либо железную руду (окалину, агломерат), либо газообразный кислород. За все время плавления и окислительного периода в шлак удаляется до 30-40 % серы, содержащейся в шихте. При кипении вместе с пузырьками СО из металла удаляются водород и азот. Этот процесс имеет большое значение для повышения качества стали, поскольку в электропечи в зоне электрических дуг идет интенсивное насыщение металла азотом и водородом. В связи с этим сталь обычно содержит азота больше, чем мартеновская и кислородно-конвертерная сталь.
     Окислительный период заканчивается тогда, когда углерод окисляется до нижнего предела его содержания в выплавляемой марки стали, а содержание фосфора снижено до 0,01-0,015 %. Период заканчивают сливом окислительного шлака. Полное скачивание окислительного шлака необходимо, чтобы содержащийся в нем фосфор не перешел обратно в металл во время восстановительного периода.
     Восстановительный период. Задачи восстановительного периода:
 Раскисление металла и удаление серы;
 Доведение химического состава стали до заданного;
 Корректировка температуры;
 Ведение в металл нужных легирующих компонентов.
     Раскисление металла проводится с целью получения необходимых свойств стали, уменьшения содержания окислов железа в шлаке, получения стали с пониженным содержанием неметаллических включений. В восстановительный период в печь вводят в определенной последовательности ферромарганец, ферросилиций, известь, плавиковый шпат и шамотный бой и др.
     Для улучшения перемешивания шлака и металла и интенсификации медленно идущих процессов перехода в шлак серы, кислорода и неметаллических включений в восстановительный период рекомендуется применять электромагнитное перемешивание, особенно на большегрузных печах, где удельная поверхность контакта металла со шлаком значительно меньше, чем в печах малой емкости. Длительность восстановительного периода составляет 40-100 мин. За 10-20 мин до выпуска проводят корректировку содержания кремния в металле, вводя в печь кусковой ферросилиций.
1.4.8.Контроль качества чугуна.
     Чугунные отливки проходят многосторонний контроль:
 По химическому составу.
  Внешнему виду.
  Соответствию чертежам по размеру и массе. 
Для многих отливок проводят механические испытания:
 На твердость. 
 Изгиб. 
 Растяжение. 
 Ударную вязкость. 
Образцы для этих испытаний изготавливают из специально отлитых заготовок. 
     Макроанализом для большинства отливок определяют структуру металлической основы чугуна, а также количество, форму и распределение графитных включений. Макроструктура чугуна раздельно по основе и включениям оценивается баллами путем сравнения с эталонными шкалами.


1.4.9. Время на выплавку чугуна по операциям.
Наименование операции
Продолжительность операций в минутах
Очистка и заправка печей
10
Загрузка печи и раскисление шихты
10
Расплавление шихты
70
Раскисление, доводка металла (корректировка химическому составу и температуре)
45

Наращивание электродов
5
Прочие
10
Выпуск металла ковш
5
Общая продолжительность
2 часа 35 минут
Продолжительность операций фиксируется в журнале сталевара. Данные для корректировки химического состава чугуна приведены в таблице 1.7



Требуемые изменения химического состава


Наименование одного компонента
Количество компонентов на тонну жидкого чугуна в килограммах


кислая футеровка
основная футеровка
 Увеличение углерода на 0,1%
Электродный бой
1,5
1,6
 Увеличение кремния на 0,1%
ФС-45 (ФС-75)
2,4 (1,4)
2,85 (1,6)
 Увеличение марганца на 0,1%
Ферромарганец 78
1,3
1,25
 Уменьшение марганца на 0,1%
Стальные отходы ферросилиция 75
30
30


0,7
0,9
 Уменьшение кремния на 0,1%
Графит измельченный (электродный бой графитизированный)

2,4

3,3
Таблица 1.7. Данные корректировки химического состава чугуна.

1.4.10.Расчет числа плавильного оборудования.
Потребное количество печей рассчитаем по следующей формуле:
Р=(В*К_н)/(F_(эф.об)*Р);
где: В – потребление жидкого чугуна цехом, т/год;
К_н – коэффициент неравномерности потребления металла;
F_(эф.об) – действительный фонд времени работы печи, час;
Р – принятая производительность печи, т/час.
Р=(38500*2,2)/(3892*5,3)=4,1




%




Наименование отливок
Годовая программа, шт.
Количество отливок в форме, шт.
Количество форм на годовую программу, шт
Расход жидкого металла





На 1 форму, кг
На годовую программу, т
1
2
3
4
5
6
7
1
25.01-21-15 Фланец
13965
2
6982
81
565,571
2
25.01-27-41 Крышка
13965
4
3491
189
659,833
3
25.01-26-44 Крышка
13965
6
2327
324
754,095
4
11.01-29-137 Корпус
13965
2
6982
132,3
923,767
5
46-21-569 Упор
27929
3
9310
445,5
4147,52
6
40М-15-42А Картер
27929
2
13965
677,7
9463,9
7
40М-17-48 Корпус
13965
4
3491
469,8
1640,16
8
46-16-171 Корпус
27929
4
6982
648
4524,57
9
11.01-12-74 Корпус
13965
2
6982
121,5
848,357
10
46-19-212 Корпус
27929
1
27929
414,45
11575,4
-
-
223435
-
88446
-
35110,173
Таблица 1.8.
Возьмем 6 печей, одна из которых будет резервной.
К_з=4,1/5=0,82.
По нормам необходимо предусмотреть на пять рабочих печей1 резервную. В проектируемом отделении цеха устанавливаем печи ДСП-6.

1.5.Формовочное отделение
     Изготовление разовых литейных форм называют формовкой. Это трудоемкий и ответственный этап всего технологического цикла изготовления отливок, который в значительной степени определяет их качество. При формовке выполняют следующие технологические операции:
     - уплотнение смеси, позволяющее получить точный отпечаток модели в форме и придать ей необходимую прочность в сочетании с податливостью, газопроницаемостью и другими свойствами;
     - устройство в форме вентиляционных каналов, облегчающих выход из полости формы образующихся при заливке газов;
     - извлечение модели из формы;
     - отделку и сборку формы, включая установку стержней.
     Разовые литейные формы позволяют получать практически любые конфигурации, сложности и массе отливки. В зависимости от размеров, массы и толщины стенки отливки, а также марки литейного сплава его заливают в сырые, сухие или химические твердеющие формы. В сырых формах изготовляют мелкие и средние отливки. В других случаях перед сборкой полуформы высушивают на всю глубину или на 20-30 мм от поверхности, обеспечивают химическое твердение смеси в опоке. Литейные формы делают вручную, на формовочных машинах, полуавтоматических и автоматических линиях.
     Основную часть форм получают машинной формовкой. Машины позволяют механизировать две основные операции формовки (уплотнение смеси, удаление модели из формы) и некоторые вспомогательные (устройство литниковых каналов, поворот опок и т. д.). При механизации процесса формовки улучшается качество уплотнения, возрастает точность размеров отливки, резко повышается производительность труда, облегчается труд рабочего, улучшаются санитарно-гигиенические условия в цехе, уменьшается брак.
     Процесс изготовления форм в парных опоках на машинах идет следующим образом. Формовочная смесь каким-либо транспортным средством (системой ленточных конвейеров или электротельфером с бадьей) подается в бункеры, установленные над машинами. Пустые верхняя и нижняя опоки с места выбивки форм подаются к машинам по рольгангам. Как правило, нижнюю полуформу изготовляют на одной машине, а верхнюю – на другой. На модель с модельной плитой, закрепленную на столе машины 
устанавливают опоку, заполняют смесью из бункера. Затем смесь уплотняют. Готовую полуформу снимают с машины и подают на приемное устройство, чаще всего рольганг, где полуформу отделяют (устраняют дефекты, делают вентиляционные каналы, наносят покрытие, если это необходимо, и т. д.) и затем транспортируют на сборку. Если форма должна быть высушена, то полуформы направляют в сушило и только после остывания и отделки – на сборку.
     В массовом производстве мелких отливок иногда применяют безопочную формовку. Способ позволяет значительно сократить парк опок и облегчить выбивку отливок. Съемные опоки целесообразно применять для форм, изготовляемых прессованием под высоким давлением.
     По методам уплотнения формовочной смеси различают следующие типы формовочных машин:
 прессовые;
 - встряхивающие;
 - пескометы;
 - пескодувные;
 - пескострельные;
 - импульсные;
 - вакуумные;
 - специальные (уплотнение формовочной смеси отличается от перечисленных методов).
     
Наименование параметров
     Значение для
     
ИЛ225
НЛ453С1
Размер опок
1400 х 1000
2500 х 1600
Производительность часовая, форм/час
240
30
Наибольшее усилие прессования, кН
2350
-
Расход сжатого воздуха на полуформу, м?
110
18
Давление прессования, Мпа
До 4
-
Общая установка мощностью, кВт
115
400
Габаритные размеры линии, мм
65200 х 9300 х6855
6300 х 4400 х3700
Таблица 1.9.
Исходя из таблицы 1.9 предлагаемые для изготовления сырых форм в условиях массового производства принимать автоматическую формовочную линию НЛ453С1 и ИЛ225.
1.5.1Расчет количества линий
С_рас. =  (N_вып?1000)/((Р_час?С_о?F_эф))
Где, Nвып. —программа выпуска форм за год;
Nвып. = В?Кбр., где
В — производственная программа;
Кбр.=1,05 — коэффициент учитывающий брак;
Nвып= 38500?1,05=40425форм; 
Рчас=40 ф/ч. - часовая производительность формовочной линии;
Со —средняя металлоемкость отливки в форме;
Со –m?n, где
m=13 —средняя масса отливки без литников;
n=4 — среднее количество отливок в форме;
(Со – 13)/4 =104,25 кг= 0,04 т.
Fэф=5498ч. — эффективный фонд времени оборудования;
Срас =(40425?1000)/((40?104,25?5498))  =1,76
Принимаем количество линий равной 2 шт.
     В случае выхода линии из строя формовку будем производить на плацу.На плацу формовка производится пневмо-трамбовками. Для выбивки отливок на плацу принимаем инерционную выбивную решетку (машину) модели 31243.
1.5.2.Расчёт коэффициента загрузки линии
К_(загр.лин). =С_рас/С_прин  ,где
Срас — расчетное количество линий;
Сприн. — принятое количество линий;
К_(заг.рлин.)=  1,76/2  = 0,88
1.6. Стержневое отделение.
    В литейных цехах при серийном производстве широкое применение находят стержневые линии. На большинстве линий стержни изготавливают на «вытяжных» стержневых ящиках, закрепленных на транспортных плитах с унифицированными размерами. Такие линии просты по конструкции и в обслуживании. 
    Учитывая все это плюсы и параметры стержня применения для изготовления стержней автоматизированную стержневую линию Л40Х.
    Технологические характеристики данной линии приведены ниже:
1.	Вес стержней, кг                                                                     до40
2.	Габариты стержневых ящиков, мм                        125 х 100158 х 380/555
3.	Производительность цикловая, съемов/час                             15
4.	Расход стержневой смеси, м?/ч                                                 2,5
5.	Установленная мощность, кВт                                                  50
6.	Габаритные размеры линии, мм                                      19790 х 13200
     Технологический цикл изготовления стержней включает следующие операции: подачу стержневых ящиков на вибростол; приготовление стержневой смеси и заполнение ею стержневых ящиков; уплотнение смеси; подачу стержневых ящиков на позицию поворотно-вытяжной машины; поворот стержневого ящика, вытяжку стержня и укладку его на сушильную плиту; транспортирование плит на роликовые конвейеры съема стержней и к камере очистки; возврат пустых стержневых ящиков на вибростол и сушильных плит на поворотно-вытяжную машину.





№




Наименование отливок
Масса одной отливки, кг
Количество стержней, шт.
Количество съемных стержневых ящиков, шт.
Масса стержня, кг
Стержневая машина
Расход СС, т/год



на отливку
на 1 форму
на стержневом ящике




1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1
25.01-21-15 Фланец
30
1
2
2
6982
0,9
ручная
12,57
2
25.01-27-41 Крышка
35
2
8
1
27929
1
Л40Х
27,93
3
25.01-26-44 Крышка
40
1
6
4
3491
0,2
Л40Х
2,79
4
11.01-29-137 Корпус
49
2
4
12
2327
10
310
279,29
5
46-21-569 Упор
110
3
9
4
20947
50
U-900
4189,42
6
40М-15-42А Картер
251
1
2
4
6982
7
310
195,51
7
40М-17-48 Корпус
87
1
4
1
13965
1,3
310
18,15
8
46-16-171 Корпус
120
4
16
2
55859
60
U-900
6703,07
9
11.01-12-74 Корпус
45
1
2
6
2327
10
ручная
139,65
10
46-19-212 Корпус
307
4
4
1
11171
9
Л40Х
1005,46
-
-
-
-
-
-
151987
-
-
12583,84
Таблица 1.10. Годовая программа стержневого отделения.
Требующее число оборудования определяем по формуле:
Р=(В*К_н)/(Ф_д*N_р );
где: В – годовое число съемов с машины, шт;
К_н – коэффициент неравномерности потребления стержней, К_н=1,2;
Ф_д – годовой фонд времени работы оборудования, Ф_д=3680;
N_p – расчетная производительность стержневого оборудования, съемов/час.
 Для стержней, изготовленных на стержневой линии LB50:
Р=(151987*1,2)/(3680*50)=0,98
Принимаем 1 линию Л40Х.
Коэффициент загрузки: К_з=0,98
 Для стержней, изготовляемых на машине U-900:
Р=(75993,5*1,2)/(3680*40)=0,62
Принимаем 1 стержневую линию на основе машины U-900.
Коэффициент загрузки: К_з=0,62
 Для стержней, изготавливаемых на машине 310:
Р=(37239*1,2)/(3680*10)=1,2
Принимаем 2 стержневые машины 310.
Коэффициент загрузки: 
К_з=1,2/2=0,6
 Для стержней, выполняемых вручную. 
Выбираем 4 оснастки для выполнения годовой программы.

1.7. Смесеприготовительное отделение.
     В данном отделении осуществляется промывка песка, просеивание отработанной формовочной смеси, глины и получение готовой формовочной смеси. В данный период в отделении, как и на всём участке чугунного литья, производится реконструкция. Для очистки отработанной смеси установлены сита барабанные полигональные модели 174М2, а также имеется железоотделитель типа ЭЖС-120 У1, включающий в себя электромагнит, раму, конвейер и мотор-редуктор. Подвесной саморазгружающийся электромагнитный железоотделитель типа ЭЖС-120 У1 предназначен для извлечения и автоматического удаления ферромагнитных предметов из отработанной смеси. Основные компоненты песчано-глинистых смесей: кварцевый песок, главное связующее бентонит или формовочная глина, вода и различные добавки. 
     При формовке по сырому имеют значение три взаимосвязанных показателя качества песчано-бентонитовых формовочных смесей: прочность при сжатии во влажном состоянии, газопроницаемость и влажность. В процессе проектировки цеха приняты сырые песчано-глинистые формовочные смеси, применение которых обеспечивает наиболее высокую производительность и хорошую точность отпечатка.
1.8.Формовочная смесь.
     Формовочные и стержневые смеси – основные компоненты технологического процесса изготовления отливок в разовых песчаных формах. Свойства и составы смесей выбирают в зависимости от технологии изготовления форм и стержней, рода металла, конфигурации и массы отливок. Формовочные смеси в зависимости от их назначения делят на облицовочные, наполнительные и единые. К облицовочной смеси предъявляют наиболее высокие требования. Облицовочную и наполнительную смеси можно заменять единой смесью. Процесс приготовления смеси состоит из дозирования всех компонентов смеси, включая жидкие связующие и воду, загрузки их в бегуны в определенной последовательности, перемешивания для обеспечения однородности и заданных свойств готовых смесей. Основным компонентом глинистых формовочных смесей является оборотная смесь, а стержневых – кварцевый песок. Для отмеривания жидких составляющих – связующих, суспензий и воды – применяют объемные дозаторы, представляющие собой градуированные цилиндрические емкости либо крыльчатки со счетчиком оборотов типа водомеров. Согласно технологической инструкции для приготовления глинистой суспензии, используемой в формовочных смесях, базового предприятия применять: глину формовочную марки КМЗТ2 ГОСТ 3226-77. Для приготовления стержневых смесей использовать:
- песок марки К0315 ГОСТ 2138-84;
- стекло натриевое жидкое ГОСТ 13078-81;
- натр едкий технический ГОСТ 2263-79;
- глину ГОСТ 2874-82;
- вода ТУ-14-8-90-74.
     В смесеприготовительном отделении проектируемого цеха формовочная и стержневая смеси готовятся в смесителях чашечных периодического действия с вертикально-вращающимися катками модели 15104.
Технические характеристики смесителя с вертикально-вращающимися катками модели 15104
    Перемешивание составных частей формовочных и стержневых смесей в смесителях с вертикально-вращающимися катками производится двумя гладкими катками, которые катятся вокруг центрального вертикального вала по слою смешиваемых материалов, загруженных в неподвижную чашу, установленную на четырех опорах. 
    Смешиваемый материал, выдавливаемый из-под катков, с.......................