Завданням проектувальника є створення виробництв і підприємств, які до моменту введення в експлуатацію будуть на рівні світових технічних досягнень.

Для виконання цього завдання проектувальник повинен бути в курсі не тільки передового вітчизняного і зарубіжного досвіду, але й мати у своєму розпорядженні дані про очікувані досягнення науки, про перспективи розвитку техніки, тобто комплекс відомостей науково-технічного прогнозу. Майбутні науково-технічні досягнення слід враховувати в будь-якому проекті. Разом з тим проектувальник повинен бути упевнений, що дані науково-технічного прогнозу відображають реальний стан речей, що нове краще старого і до певного часу буде запроваджене.

Особливо важливо використовувати сучасне устаткування. На будівельний і пусковий періоди нового підприємства може закладатися устаткування, що випускається вітчизняними заводами або на яке вже розроблені робочі креслення і заплановано виготовлення і відладку у встановлений термін.

Не менш важливе при проектуванні виконання екологічних вимог (екологія — наука про взаємовідношення організмів з навколишнім середовищем).

Необхідно забезпечити кліматичні чинники в приміщеннях ливарних цехів (температура, освітленість, вологість воздуха, відсутність протягів).

Вміст пилу, газів і інших шкідливих викидів в повітрі робочої зони повинно бути нижче меж допустимих концентрацій (ДКй). Пил викликає у тих, що працюють, захворювання силікозом (ДК піщаного пилу 2 мг/м³)

У зв'язку з цим обдування стисненим повітрям на робочих місцях виливків, форм і інші подібні операції за правилами техніки безпеки забороняються.

Застосування в проектах нових технологічних процесів, які пов'язані з використанням фарб і інших хімічних речовин допускається при наявності оформлених в установленому порядку інструкцій, що узгоджені з органами Держміськтехнагляду і містять дані про склад, кількість шкідливих речовин, що виділяються, по переділам виробництва, рекомендації по вентиляції, очищенню стоків і вказівки про зберігання відходів.

Рівень шуму повинен бути нижче нормативного (у робочій зоні - 75 дБ). Необхідний захист навколишньої атмосфери, перш за все шляхом допалювання і очищення газів від плавильних печей (вагранок, дугових печей і ін.).

З метою скорочення споживання кисню для цехів, розташованих в крупних містах, рекомендується для плавки застосування індукційних печей.

Захист прилеглих водних басейнів повинен забезпечуватися шляхом очищення промислових стоків і ін.

Велике значення для поліпшення умов праці має механізація прибиральних робіт, створення приємного виробничого інтер'єру (забарвлення приміщень, устаткування і т. п.), забезпечення доброго побутового обслуговування працівників (додатково див. «Заходи щодо охорони праці»).

У передпроектній стадії слід вибирати оптимальні масштаби виробництва (підприємства), щоб не подовжувати терміни будівництва, освоєння потужностей, що вводяться, і не допускати тим самим «омертвлення» державних коштів. Тривалі терміни будівництва можуть сприяти моральному старінню проектів. В цьому випадку проектувальникам доводиться порушувати свою головну заповідь: спроектував — не міняй і за узгодженням із затверджуючими інстанціями вносити зміни до застарілих проектів, що реалізуються..

Проектно-сметну документацію погоджують з генеральною підрядною будівельною організацією для обліку її реальних можливостей і скорочення термінів будівництва.

У ряді випадків доцільне проектування і будівництво підприємств по окремих чергах.

Проектні організації шляхом координації своїх дій зі всіма зв'язаними ланками можуть виконувати свої основні функції — здійснювати зв'язок між наукою і виробництвом, впливати на темпи технічного прогресу, на ефективність суспільного виробництва і капітального будівництва.

Основні положення, які застосовуються при проектуванні будівництва (реконструкції) ливарних цехів і заводів, приведені нижче.

- Передбачати концентрацію і організацію спеціалізованих виробництв,, що мають оптимальні потужності для інтенсивного використання устаткування. Для забезпечення високої продуктивності праці і ефективності виробництва на основі комплексної механізації і автоматизації застосовувати прогресивні технологічні процеси для одержання виливків високої якості; організовувати потокове виробництво; використовувати відсаджене високопродуктивне устаткування, пристосоване до серійності виливків, що виготовляються. При підвищених вимогах до точності і якості виливків, а також при виготовленні виливків з кольорових сплавів рекомендується застосовувати спеціальні способи литва з урахуванням серійності виробництва. Для створення чіткого порядку і відповідальності за якість продукції, що випускається, доцільно ливарні цехи будувати з повним закінченим циклом виробництва.

- Об'єкти на території, що забудовується, розміщувати раціонально з економічними об'ємно-планувальними вирішеннями будівель для зменшення площ для будівництва. Передбачати раціональні потоки людей і вантажів. На початкових стадіях проектування при розробці технологічних планувань намічати основні проїзди і проходи; виділяти площі для розміщення вентиляційного устаткування, підстанцій, пультів, АСУТП і ін.

- На заводах з декількома ливарними цехами зберігання і підготовку шихтових і формувальних матеріалів передбачати в центральному базисному цеху (включаючи копрову установку).

При великих об'ємах виробництва (>80—100 тис. т/рік виливків) зберігання шихтових матеріалів раціонально зосереджувати в прицехових складах шихтових матеріалів. Для зберігання сухого піску рекомендується застосування силосних башт. Передбачати склади, що окремо стоять, для зливу і зберігання рідких зв'язуючих. Всі допоміжні служби ливарного заводу рекомендується блокувати в одному корпусі.

- Для забезпечення нормальних санітарно-гігієнічних умов праці передбачати локалізацію шкідливих речовин там, де вони утворюються, шляхом герметизації устаткування, місцевими відсмоктувачами і застосуванням загальнообмінної вентиляції. Зменшувати шум. Передбачати систему прибирання пилу. Забезпечувати виконання вимог з захисту від забруднень навколишньої атмосфери і прилеглих водних басейнів.

- Ухваленими в проекті технічними рішеннями з ливарного виробництва в цілому повинні забезпечуватися високі техніко-економічні показники і можливості освоєння потужностей, що вводяться, в нормативні терміни.

- Ливарні заводи необхідно будувати паралельно з будівництвом житла, профессионально-технічних училищ і гуртожитків до них, щоб до моменту введення в експлуатацію виробничих об'єктів була можливість навчити і підготувати кадри. [13]

Структура ливарного цеху

Структуру ливарного цеху визначає його потужність, номенклатура, режим роботи, ступінь спеціалізації і тип виробництва.

Сучасний ливарний цех складається з виробничих і допоміжних відділень, складських і службово-побутових приміщень:

1) виробничих відділень: плавильного, включаючи дільницю приготування шихти; формувально-заливально-вибивного, включаючи сушильні установки; сумішоприготувального, включаючи бункери-відстійники; стрижневого, включаючи сушильні установки; відділення обрубування, очищення і термообробки литва з дільницею виправлення литва і гідровипробувань; відділення ґрунтування литва;

2) допоміжних відділень: ремонтно-енергетичного, модельно-опочного, ковшового, лабораторій, відділень підготовки свіжих формувальних матеріалів, регенерації сумішей, каркасного відділення, дільниць отримання вуглекислоти, установок сантехнічного устаткування, підстанцій;

3) складів шихти, свіжих формувальних матеріалів, опок, модельного оснащення, пристосувань і інструментів, виливків;

4) службово-побутових приміщень, в яких розміщуються контора цеху, технологічне бюро, служби механіка і енергетика, бухгалтерія, бюро праці і зарплати, виробничо-диспетчерська і планово-економічна служби, бюро технічного контролю, вбиральні, душові, їдальні, червоні кутки, медпункт, кімната гігієни жінки, санвузли.

При розрахунку техніко-економічних показників цеху не враховуються:

а) площі, розташовані поза приміщеннями цеху;

б) площі, розташовані на проміжних поверхах, майданчиках, в тунелях, підвалах) естакади для литва і опок;

в) побутові приміщення, санвузли, загальноцехові контори і контори майстрів;

г) базисні склади заводу;

д) площі в перших поверхах двоповерхових будівель, зайняті транспортними пристроями і устаткуванням, яке в одноповерхових будівлях розміщується в підвалах, тунелях, на галереях і майданчиках;

е) дільниці попередньої механічної обробки.

Розміри площ розраховуються по осях. Площі, зайняті пультами управління устаткування, технологічними трансформаторами, високочастотними генераторами і іншим, включаються у виробничу площу. Площі плавильних і сумішоприготовальних відділень враховуються тільки по одному поверху, що має найбільшу площу. Виробничі, допоміжні і складські площі враховуються при визначенні техніко-економічних показників. При зіставленні показників площі базисного складу розподіляються між обслуговуваними ливарними цехами пропорційно їх випуску.

Співвідношення між площами виробничих відділень залежить від роду металу, ваги і конфігурації виливків, ступеня механізації, типу виробництва і інших чинників. Для порівняння співвідношень площ відділень за 100% приймають площу, зайняту під формувально-заливально-вибивне відділення. Орієнтовні співвідношення площ виробничих відділень цеху складають: сумішоприготувальне відділення — 20—40%; стрижневе— 30—60; плавильне — 20—30; обрубно-очисне — 50—70%. Якщо в обрубному відділенні проводять термообробку виливків, площа додатково збільшується до 25%.[6]

 

4.1 ЗАГАЛЬНИЙ РОЗДІЛ

4.1.1 Розрахунок виробничої програми проектованої дільниці

У цьому підрозділі слід скласти програму цеху, до якого входить дільниця, що проектується, згідно завданню, у якому вказані назва дільниці, річний обсяг випуску придатного литва у цеху і маса литва.

Початковими даними для розрахунку устаткування будь-якого відділення ливарного цеху є програма цеху, до складу якого входить дільниця, і тип виробництва, а також дійсний річний фонд часу роботи машин, який залежить від змінності. При проектуванні застосовуються три види виробничої програми (точна, приведена і умовна програми) і відповідні ним методи розробки проектів ливарних цехів.

При складанні точної програми необхідно враховувати:

- програма набирається з виробів основної продукції, яка у об`єму річного обсягу загального випуску цеху складає 77,8%, а допоміжна продукція - 22,2%;

- із загальної номенклатури цеху слід вибрати тільки ті виливки, маса яких відповідає межам маси литва, вказаним в завданні;

- наприкінці необхідно привести дані допоміжної продукції, яка розподіляється на литво запасних частин (6,5% від річної програми), литва для потреб підприємства (4,7%) і литва для інших підприємств за кооперацією (11,0%).

На початку розрахунку слід збільшити річний обсяг випуску придатного литва, враховуючи брак литва. За даними базового підприємства ООО «Дружківський машинобудівний завод» брак литва складає 3-6 %.

Річна програма з урахуванням браку визначається за формулою [4]

 

Q_б = Q · K_б (4.1)

 

де Q – річний обсяг випуску придатного литва, т; Q = 30000 т;

Q_б – річний обсяг випуску придатного литва з урахуванням браку литва,т;

К_б – коефіцієнт браку; К_б= 1,03 ÷ 1,06.

Приклад розрахунку: за завданням річний обсяг випуску придатного литва (Q) складає 30000 т. Тоді річний обсяг випуску придатного литва з урахуванням браку литва складе (при браку литва 5%)

Q_б = 30000 · 1,05 = 31500 т

Визначаємо обсяги випуску основної і допоміжної продукції, які складають 77,8 % і 22,2 % від річного обсягу випуску придатного литва цеху з урахуванням браку литва

Q_o = Q_б · 0,778 (4,2)

 

де Q_o – обсяг випуску основної продукції, т.

 

Q_o = 31500 · 0,778 = 24507 т

Q_доп = Q_б · 0,222 (4.3)

 

де Q_доп – обсяг допоміжної продукції, т

 

Q_доп= 31500 · 0,222 = 6993т

 

Допоміжну продукцію розбиваємо за статтями:

- на запасні частини (6,5 % від річної програми випуску)

 

Q_зч = Q_б · 0,065 (4.4)

 

Q_зч=31500 · 0,065=2048 т;

 

- для потреб заводу (4,7 % від річної програми випуску)

 

Q_пз = Q_б · 0,047 (4.5)

 

Q_пз = 31500 · 0,047=1480 т

- за кооперацією для інших підприємств (11,0 % від річної програми випуску)

Q_кооп = Q_б · 0,11 (4.6)

Q_кооп = 31500 · 0,11 = 3465 т

 

Для складання програми цеху треба після видалення виливків, маса яких не відповідає межам маси литва, сказаним у завданні, у подетальній програмі (таблиця 4.2) знайти чорнову масу виливків на кожний виріб і підсумувати по кожному виробу. Знайдена масу виробів підставляється у таблицю 4.1, після чого підбирається кількість кожного виробу, щоб забезпечити таку умову – сума чорнових мас виробів на річний випуск повинна дорівнювати обсягу випуску основної продукції.

Програма дільниці зводиться в таблиці 4.1 і 4.2

 

Таблиця 4.1 – Укрупнена програма дільниці

Найменування виробу	Кількість виробів на річний випуск, шт.	Чорнова маса одного виробу, т	Чорнова маса виробів на річний випуск, т
АМ8Д		0,7214
АРП 10		0,729
2АНЩ		39,764
.	.	.	.
1КМ88		86,307
Разом основна продукція	-	-
Допоміжна продукція за статтями
Запасні частини (6,5%)	-	-
Литво для потреб заводу (4,7%)	-	-
Литво для інших підприємств за кооперацією	-	-
Разом допоміжна продукція	-	-
Всього по цеху	-	-

 

При складанні подетальної програми дільниці (таблиця 4.2) у кінці її необхідно привести дані маси литва допоміжної продукції і маси всієї продукції, що випускається цехом з урахуванням браку.

Для визначення кількості виливків на програму у таблиці 4.2 необхідно кількість виливків на виріб (стовпець 3 табл.4.2.) помножити на кількість виробів на річну програму (стовпець 3 табл.4.1 або стовпець 4 табл.4.2). Вид таблиці 4.2 однаковий для сумішеприготувальної, стрижневої дільниць та дільниці очищення і термічної обробки (таблиця 4.2.1) і має вид таблиці 4.2.2 для плавильної і 4.2.3. для формувальної дільниць

 

Таблиця 4.2.1- Подетальна програма дільниці (для сумішеприготувальної,

стрижневої дільниць і дільниці очищення і термічної обробки)

Найменування виробу і виливка	Номер моделі	Кількість виливків на виріб шт.	Кількість виробів на річну про- граму шт	Кількість виливків на річну про-граму, шт.	Чорнова маса одного виливка, т	Чорнова маса виливків на виріб т	Чорнова маса виливків на річну програму, т
АМ8Д
корпус					18,0	0,0900	66,150
стакан					9,4	0,1034
кришка					59,0	0,1080
корпус				.	.	.	.
буфер				.	.	.	.
						0,7214
АРП-10						…	…
1КМ88			…			0,729
						86,307
Разом основна продукція
Допоміжна продукція за статтями
Запасні частини
Литво для потреб підприємства
Литво для інших заводів по кооперації
Разом допоміжна продукція
Всього по цеху

 

 

Таблиця 4.2.2 – Подетальна програма дільниці (для плавильної дільниці)

Най-менування виробу і виливка

Номер моделі

Кількість виливків на виріб шт.

Кількість виробів на річну про- граму шт

Кількість Вилив-ків на річну про-граму, шт.

Чор-нова маса одно-го ви-ливка, т

Чор-нова маса вилив-ків на виріб т

Чорно-ва маса вилив-ків на річну програму, т

Маса рідкого металу одного вилив-ка, т

Маса рідкого металу вилив-ків на виріб т

Маса рідкого металу вилив-ків на річну програму, т

 

Таблиця 4.2.2 – Подетальна програма дільниці (для формувальної дільниці)

Най-менування виробу і виливка

Номер моделі

Кількість виливків на виріб шт.

Кількість виробів на річну про- граму шт

Кількість Вилив-ків на річну про-граму, шт.

Чор-нова маса одно-го ви-ливка, т

Чор-нова маса вилив-ків на виріб т

Чорнова маса вилив-ків на річну програму, т

Кіль-кість вилив-ків у формі, шт.

Кількість знімань форм на річну програму, знім

 

 

4.1.1.2 Розподілення литва на групи за масою

 

У даному підрозділі слід розподілити усе литво на групи за масою. Межі маси литва груп наведені у рекомендаціях для проектування дільниць у підрозділі «Вибір і розрахунок обладнання».

Вибір устаткування, встановленого на дільниці, що проектується, залежить від маси виливків. Щоб підібрати необхідне обладнання, річну програму виготовлення литва розбиваємо на технологічні потоки (групи за масою), і для кожної групи підбираємо згідно характеристикам литва необхідне устаткування.

Для розподілення литва згідно рекомендаціям для кожного типу дільниці розраховуємо масу литва кожної групи за масою на річну програму у таблиці 4.2. Для цього вибір виливків з необхідною масою проводимо за стовпцем «Чорнова маса одного виливка», а підрахунок проводимо за стовпцем «Чорнова маса виливків на річну програму» (стовпець 8 таблиці 4.2) – підсумовуємо чорнову масу вибраних виливків даного потоку на річну програму. Дані підрахунку заносимо у таблицю 4.3, де також враховується литво допоміжної продукції.

 

Таблиця 4.3 – Програма виробництва виливків за масою

Показники	Литво основної продукції груп виливків масою, кг	Литво допоміжної продукції	Литво на річний випуск
1- 20	21 - 100	101 - 200
Чорнова маса литва на річну програму, т
Чорнова маса литва у відсотковому співвідношенні до річної програми %	16,1	46,8	14,9	22,2

 

Щоб мати можливість при визначенні кількості обладнання дільниці враховувати обладнання для виготовлення допоміжної продукції, розподіляємо литво допоміжної продукції на групи за масою пропорційно відсотковому співвідношенню, для цього проводимо коректування. Знаючи, що основна продукція складає 77,8 %, а допоміжна 22,2%, знаходимо коефіцієнт коректування.

(4.7)

 

Чорнова маса литва першого потоку на річну програму складе з урахуванням допоміжної продукції

Q₁ = 5070 · 1,285 = 6515 т

 

Чорнова маса литва другого потоку складе з урахуванням допоміжної продукції

Q₂ = 14730 · 1,285 = 18928 т

 

Чорнова маса литва третього потоку складе з урахуванням допоміжної продукції

Q₃ = 31500 – 6515 – 18928 = 6057 т

 

Після коректування програма виробництва виливків за масою прийме вид таблиці 4.4.

Таблиця 4.4 – Скоректована програма виробництва виливків за масою

Показники	Річна програма литва по групах виливків масою, кг	Річна програма
1- 20	21 - 100	101 - 200
Чорнова маса литва на річну програму, т
Чорнова маса литва у відсотковому співвідношенні до річної програми %	20,7	60,1	19,2

 

4.1.2 Класифікація дільниці, що проектується і визначення типу виробництва

 

У даному підрозділі необхідно дати опис основних ознак класифікації і зробити висновок про те, до якої групи відноситься цех, для якого проектується дільниця, зробити висновок про серійність виробництва у ньому

Наприклад: «Сумішоприготувальна дільниця, яка проектується, входить до складу чавуноливарного цех у з дрібносерійним типом виробництва. Цех виготовляє виливки для верстатобудівної галузі. За типом технологічного процесу- цех спеціальних засобів лиття»