Приклад розрахунку

Скоректована маса виливків розподіляється на групи за таблицею 4.4 так:

Q₁^cкор=6556,2т, Q₂^cкор =18992,4т, Q₁^cкор=3851,4

Визначаємо річний об'єм стрижневої суміші стрижнів масою до 1 кг:

для групи виливків масою до 20 кг

 

V_1р = 14 · 6556,2 = 91786,8 дм³

для групи виливків масою 21 -100 кг

 

V_2р = 5 · 18992,4 = 94962 дм³

для групи виливків масою 101-200 кг

 

V_3р = 1,5·3851,4 = 5777,1 дм³

Річній об'єм стрижнів масою до 1 кг складе

 

V_р1 = 91786,8+ 94962 + 5777,1 = 192525,2 дм³

Кількість знімань стрижнів масою до 1 кг визначаємо за формулою 1.18

Аналогічно знаходимо річний об'єм стрижнів масою 1- 2,5 кг

 

V_1р = 21,1 ·6556,2 =138335,8 дм³

 

V_2р =6,1 · 18992,4 =115853,6 дм³

V_3р = 4,7 · 3851,4 = 18101,6 дм³

 

V_1-2,5 = 138335,8+115853,6+18101,6 = 272291 дм³

Знаходимо кількість знімань стрижнів масою 1- 2,5 кг

Знаходімо сумарну кількість знімань стрижнів першої групи (маса до 2,5 кг)

 

N _2,5 = 641751 + 259325 =901076 знімань

 

При визначенні кількості знімань необхідно враховувати, що для виготовлення стрижнів можуть застосовуватися як одне, так і багатогніздові стрижневі ящики, тобто кількість стрижнів не завжди співпадає з кількістю знімань, оскільки при використанні багатогніздового стрижневого ящика за одне знімання виготовляється декілька стрижнів. Це в основному відноситься до стрижнів масою до 1 кг, оскільки для їх виготовлення частіше використовується устаткування, на якому виготовляються стрижні більшої маси до 2,5 кг

Отримані дані заноситься в таблицю 4.10. Для решти груп стрижнів кількість знімань стрижнів визначають за нормами розрахункової кількості стрижнів на тонну литва. Річну кількість стрижнів (знімань стрижнів) для стрижнів даної групи за масою знаходимо за формулою [13]

N_р=п_і · Q_рі, (4.20)

 

де п_і – питома витрата стрижнів на 1 тонну придатних виливків, шт/т [1]

Q_рі – річна програма литва відповідної групи виливків (до 20 кг, 21-100, 101-200 кг згідно даним таблиці 1.4)

Знаходимо кількість знімань стрижнів масою 2,5- 6 кг за формулою 1.12

Для групи виливків масою до 20 кг

 

N_1р = 14,4 · 6556,2 = 94409 знім

 

Для групи виливків масою від 21 до 100 кг

 

N_2р = 13,5 · 18992,4 = 256397 знім

 

Для групи виливків масою від 101 до 200 кг

 

N_2р = 3,7 · 3851,4 = 14250 знім

 

Кількість знімань стрижнів масою 2,5-6 кг складе

N_2,5-6 = 94409 + 256397+14250= 365056 знім

 

Для полегшення підрахунку кількості знімань таблицю 4.10 слід заповнювати, групуючи виливки за потоками, яким відповідає певний тип машин.

 

Табліця 4.10- Розрахункова відомість стрижневого відділення

Група стрижнів за масою, кг; об`є-мом, дм3	Розрахункове число стрижнів (об'єм стрижнів) на одну тонну придатних виливків, шт. (дм3/т) для групп виливків масою, кг	Річний об'єм стрижнів на річний випуск, дм3 для груп виливків масою, кг	Річний об'єм стрижнів, дм3	Усеред-нений об'єм стрижня, дм3	Річна кількість стрижнів на річний випуск, шт. для груп виливків масою, кг	Кількість знімань стрижнів на річний випуск, знімань	Тип стрижневої машини
До 20	21-100	101-200	До 20	21-100	101-	До 20	21-100	101-200
до 1 (до 0,6)	46,0 (14,0)	16,5 (5,0)	5,0 (1,5)	91786,8		5777,1	192525,2	0,3	-	-	-
1-2,5 (0,6-1,5)	21,0 (21,1)	5,9 (6,1)	4,5 (4,7)	138335,8	115853,6	18101,6		1,05	-	-	-
Разом до 2,5 кг
2,5-6 (1,5-3,5)	14,4 (37,0)	13,5 (31)	3,7 (9,5)	-	-	-	-	2,5					2Б83
Разом до 6 кг
6-10 (3,5-6,0)	1,8 (10,5)	5,2 (25)	4,3 (20,0)	-	-	-	-	4,75	…	…	…	….	9128Б5
10-16 (6,0-10)	0,5 (4,8)	2,5 (19,4)	2,7 (21,6)	-	-	-	-		….	…..	…	….	9128Б5
Разом 6-16												…..	9128Б5
16-25 (10-15)	0,5 7,5	1,3 16,5	1,5 (18,8)	-	-	-	-	12.5	…	…	…	…	Л40Х (9128Б7)
25-40 (15-24)	0,4 8,8	2,8 54,0	2,7 (52,6)	-	-	-	-	19,5	…	…	…	…	Л40х (9128Б5)
Разом 16-40													Л40Х (9128Б7)
40-60 (24-36)	-	0,6 (18,0)	2,1 (62,0)	-	-	-	-	30.0	…	…	….	…
60-100 (35-60)	-	-	1,5 (72,0)	-	-	-	-	48.0	…	…	…	…	9128Б9
													9128Б9

 

При проектуванні стрижневого відділення необхідно знати технічні дані устаткування цього відділення, які заносяться в окрему таблицю.

Необхідна кількість стрижневих машин для виготовлення стрижнів розраховується за формулою 1.17. Так, для даного приклада для стрижнів масою до 2,5 кг

п _2,5 = 901076 · 1,2/ 3781 ·140= 2,2 шт.

 

Приймаємо три стрижневі машини моделі 348 з продуктивністю 130т/годин

Результати заносимо у таблицю 4.11

Таблиця 4.11 -Технічні дані устаткування стрижневого відділення

Найменування	Технічні дані устаткування для груп стрижнів масою, кг
До 2,5	2,5-6	6-16	16-25	16-40	40-100
Максимальні розміри стрижневих ящиків, мм	300×170× 120	350×250× 150	500×400× 150	800× 630× 320-495	800×630× 320-495	750× 550×320
Тип стрижневих машин		2Б83	9128Б5	Л40Х	9128Б7	9128Б9
Продуктивність стрижневих машин,знімань/ година	100-180	100-200	50-100		40-75	20-40
Коефіцієнт завантаження
Кількість стрижневих машин, шт.
Для стрижнів, які підлягають сушці:
Площа однієї сушильної плити, м2
Площа сушильних плит на річну програму, м2
Тип сушарки для стрижнів
Кількість сушарок, шт

 

Рекомендації для заповнення таблиці 4.11

a) Тип стрижневої машини можна вибрати за таблицею 16 [7], [14] стор.81-84, [1] с. 123

b) Максимальні розміри стрижневих ящиків визначаються за таблицею 16 [7].

c) Площа сушильної плити дорівнює площі стрижневого ящика (перевести в метри квадратні)

d) Площа сушильних плит на річну програму визначається за формулою

 

S_г = S₁ · N (4.21)

 

де S₁ - площа однієї сушильної плити, м²

S_г - площа сушильних плит на річну програму, м²

N –кількість знімань на річний випуск, знімань

При виборі устаткування для сушки стрижнів слід керуватися даними [3]. Кількість сушарок розраховується згідно рекомендацій [6]с.113-118)

Кількість суширок визначається за формулою [6]

(4.22)

де n _к.с – кількість конвеєрних сушарок, шт.

S – площа плит на річну програму, м²

S = s·N, (4.23)

де s – площа однієї сушильної плити, м²

N – кількість знімань стрижнів даної групи на річну програму

l – відстань між етажерками, м

t- тривалість одного циклу сушки, годин

F – площа однієї полиці етажерки, м²

а - число полиць етажерок, шт.

T _д – дійсний річний фонд часу роботи сушарки,годин

L_k - загальна довжина конвеєра, м

Z – коефіцієнт заповнення полиць (Z=0,6-0,8)

4.2.1.4 Розрахунок необхідної кількості основного обладнання

плавильного відділення

 

Таблиця 4.12 Технологічні операції, що виконуються в плавильному відділенні

Основні технологічні операції	Допоміжні технологічні операції
Операція	Місце виконання	Операція	Місце виконання
1. Прийом і розвантаження шихтових матеріалів, палива, флюсів у витратні ємкостікладов 424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242424242	Дільниця навішування шихти	1. Прийом і розвантаження вогнетривких виробів і допоміжних матеріалів для приготування футерувальних складів	Дільниця ремонту футерування
2. Подача шихтових матеріалів, палива, флюсів до дозуючих пристроїв	Дільниця навішування шихти	2. Приготування футерувальних складів	Дільниця ремонту футерування
3.Набір доз складових шихти, палива, флюсів в колошу (садіння) відповідно до розрахунку шихти	Дільниця навішування шихти	3. Ремонт і сушка футеровки плавильного обладнання і ковшів	Дільниця плавки і Дільниця ремонту футеровки
4.Підготовка шихти, палива і флюсів до завантаження в піч (прокалка, підігрів, просів, дроблення	Дільниця навішування шихти або дільниця плавки	4.Ремонт устаткування
4.Підготовка шихти, палива і флюсів до завантаження в піч (прокалка, підігрів, просів, дроблення	Дільниця навішування шихти або дільниця плавки	4.Ремонт устаткування
5.Завантаження шихти, палива і флюсів у печі	Дільниця плавки	5. Підігрів ковшів і інших ємностей для набору і позапічної обробки рідкого сплаву	Дільниця плавки
6. Плавка	Дільниця плавки	6. Контроль якості рідкого сплаву	Експрес-лабораторія

Продовження таблиці 4.12

7. Відбір проб для контролю якості сплаву	Дільниця плавки	7. Контроль за параметрами плавки	Пульти управління плавильного устаткування
8. Видача рідкого сплаву і шлаку з плавильної печі	Дільниця плавки	8. Прибирання і переробка шлаків і відходів після вибивки плавильної печі	Дільниця переробки відходів
9. Термочасова об- робка і доведення сплаву в печах для витримки і роздачі	Дільниця позапічної обробки сплаву	9. Очищення газів, води, що відходять від обладнання;зберігання і переробка твердих відходів, що запобігає забрудненню навколишнього середовища	Дільниця газоочищення, станцій освітлення і нейтралізації води; дільниця переробки і зберігання твердих відходів
10. Позапічна об-робка рідкого сплаву	Дільниця позапічної обробки сплаву
11. Передача рідкого сплаву на разливку	Дільниця плавки або позапічної обробки сплаву
12. Спорожнення плавильної печі після закінчення циклу плавки	Дільниця плавки

 

 

Розрахунок кількості плавильних агрегатів для отримання необхідної кількості металу на річну програму проводиться за формулою [6]

, (4.24)

де n – кількість плавильних агрегатів, шт

М - маса металлозавалки на річну програму, т.

К_н – коефіцієнт нерівномірності роботи устаткування, К_н= 1,1 – 1,2 для

серійного і великосерійного виробництва;

Т_д – дійсний річний фонд часу роботи устаткування, годин;

q - продуктивність плавильних агрегатів, т/год.

Маса металозавалки складається з маси рідкого металу на виробництво литва на річну програму і втрат металу на брак литва, чад і безповоротні втрати. Втрати на брак литва були враховані при наборі програми випуску продукції. Маса металозавалки розраховується за формулою

(4.25)

де М – маса металозавалки, т

Z % – чад металу (для печей з кислим футеруванням Z = 5%, з основною – 4%)

Q_р – маса рідкого металу на річну програму, т

Після проведення перетворень у формулі 1.27, отримаємо

, (4.26)

Приклад розрахунку: згідно даним таблиці 4.2 маса рідкого металу основної продукції на річну програму складає Q_ро = 77075 т

Для обліку маси рідкого металу на литво допоміжної продукції знаходимо коефіцієнт коректування згідно даним [3]

, (4.27)

Виходимо з того, що основна продукція складає 77,8%, а допоміжна 22,2%.

Тоді коефіцієнт коректування складе

Маса рідкого металу з урахуванням маси литва допоміжної продукції складе

 

Q_р = К_кор· Q_ро (4.28)

 

де Q_ро – маса рідкого металу на литві основної продукції, т

Q_р - маса рідкого металу на річну програму, т

К_кор – коефіцієнт коректування для обліку допоміжної продукції

Метал бракованих виливків складає 3-5% від маси придатного литва

 

Q_бв= Q_пр ·(0,03÷0,05), (4.29)

 

де Q_б – масса металу бракованих виливків, т

Q_пр - маса придатного литва на річну програму, т

Масу металу ливникових систем знаходимо з виразу

 

Q_лс - Q_р - Q_пр - Q_бв (4.30)

 

де Q_лс – маса металу ливникової системи, т

Q_р - маса рідкого метала на річну програму, т

Дані, отримані за розрахунком занесемо в таблицю 4.13

Таблиця 4.13 – Відомість розрахунку металлозавалки

Статті балансу	Маса в співвідношенні до маси металлозавалки, %	Маса, т
1. Придатне литво (з урахуванням литва допоміжної продукції)	....	(задано).
2. Поворотні відходи
2.1 Метал ливникових систем
2.2 Метал бракованих виливків	3-6
3. Рідкий метал	95,0
4. Чад і безповоротні втрати	5,0
5. Металлозавалка

 

Визначаємо необхідну кількість плавильних агрегатів за формулою 4.24 і отриманий результат округляємо у сторону збільшення до цілого числа. Технічні дані основного устаткування плавильного відділення, заносяться в таблицю 4.14.

Таблиця 4.14- Технічні дані устаткування

Номіналь- на ємність, т

Установ-лена потужність трансфор-матора, кВт

Продуктивність, т/годин

Витрата электро-энергії кВт∙год/т

Чад і втрати безповоротні, %

Кількість печей за розрахунком, шт

Кількість печей прийнята, шт

Коефіцієнт завантаження

 

Таблиця 4.15 – Відомість устаткування дільниці

Найменування устаткування	Кількість одиниць, шт
1. Технологічне устаткування:
...
2. Підйомно-транспортне устаткування:
...

4.2.1.5 Розрахунок необхідної кількості основного устаткування відділення очищення і термічної обробки. Проектування дільниць очищення і термічної обробки

 

У числі витрат праці на виготовлення виливків очисні операції складають до 40%, причому в очисних відділеннях застосовується найбільша кількість ручної праці. Очисні роботи важко піддаються автоматизації, тому при проектуванні очисних відділень особлива увага приділяється механізації. Під очищенням виливків розуміється весь цикл операцій, яким піддається виливок починаючи від вибиття з опоки до ґрунтування Очищення і обрубування є завершуючими операціями отримання придатних виливків.

Вибір технологічних процесів і устаткування визначає маса виливків.

При визначенні маси виливків, що підлягають обрубуванню у відділенні, за основу приймають річну виробничу програму з урахуванням браку (2%).

При визначенні об'єму виробництва відділення також враховують дефектні виливки, що підлягають виправленню на спеціалізованій дільниці. Число дефектних чавунних і сталевих виливків, що підлягають виправленню, приймають в розмірі {% від річного випуску): для дрібних виливків - 15-20; середніх - 25-30; великих - 40-60.

У обрубно-очисному відділенні виконуються операції:

- видалення стрижнів з виливків;

- відділення ливникової системи і приливків;

- очищення і обрубування виливків;

- зачистка;

- термічна обробка;

- виправлення дефектів у виливках;

- грунтовка виливків.

Крім того, у відділенні передбачається площа для охолодження виливків після вибиття. Тут повинні бути місця для остаточного контролю, комплектування і вивезення виливків.

Готові дрібні виливки можуть складуватися у відділенні, а великі на естакадах.

У зв'язку з виділенням великої кількості пилу у відділенні слід передбачати місцеву витяжку на кожному робочому місці і для устаткування.

Припливна вентиляція повинна складати не менше 30 м³/рік на одного працюючого.

Проектування відділення починається з аналізу номенклатури виливків і виконання послідовно наступних операцій:

- розбиття номенклатури виливків за групами за масою, що дозволяє виявити кількість передбачуваних технологічних потоків;

- встановлення оптимальної потужності потоку для кожної групи за масою;

- вибір раціонального технологічного процесу і устаткування для даної групи за масою;

- розрахунок і компоновка устаткування і робочих місць, тобто створення технологічної лінії.

Все устаткування повинне розміщуватися згідно послідовності з дотриманням потокового методу обробки виливків.

Вибір способу, устаткування і інструменту для очищення і обрубування залежить від серійності виробництва, габаритів виливків, складності литва, а також роду металу.

Способи раціонального проведення фінішних операцій:

1. Охолоджування вибитого з форм литва:

- на підвісних конвеєрах на повітрі;

- те ж з додатковим охолоджуванням повітряним струменем;

- струменевим водоохолоджуванням;

- зануренням у водяну ванну.

2. Відділення ливників і приливків дрібних і середніх виливків:

-. у барабанах(галтувальних)

- на пресових установках карусельного і прохідного типу (прес-кусачки)

3. Очищення від формувальної суміші, пригару і окалини:

- у галтувальних барабанах періодичної дії;

- у дробеметних камерах і барабанах.

4. Зачистка виливків (при масовому виробництві),
на напівавтоматичних лініях.

5. Зачистка виливків:

- на обдирно-шлифувальних верстатах стаціонарного і пересувного типу (підвісних верстатах).

6. Обрубування заливів і вирубка дефектів;

- за допомогою пневматичних молотків з підвищеною вібрацією.

7. Відрізання заливів;

- повітряно-дуговим і повітряно-плазмовим різанням.

- киснево-ацетиленовим різанням

 

Рекомендації з вибору устаткування для основних операцій технологічного процесу

Все литво після вибиття форм і охолоджування подається за допомогою пластинчастих конвеєрів в термоочисне відділення (литво може подаватися також автомобільним або залізничним транспортом, крупні виливки можуть передаватися на дільницю підвісним конвеєром)

Литво масою до 15-20 кг проходить очищення в галтувальному барабані безперервної дії або в прохідному дробеметном барабані, відділення ливникової системи проводиться на прес-кусачках, зачистка проводиться на стаціонарних обдирно- шліфувальних верстатах і на верстаках обрубувачів.

Литво масою від 16 до 40кг проходить попереднє очищення в галтувальному барабані безперервної дії, відділення ливникової системи вогняним різанням, а потім очищення в прохідному дробеметному барабані, зачистку на стаціонарних обдирочно- шліфувальних верстатах і на верстаках обрубувачів.

Литво масою від 40-50 до 250 кг розділяється на 2 потоки:

1. Литво без стрижнів проходить очищення в прохідній дробометной камері і далі очищення і обрубування на спеціальних верстаках за допомогою підвісного наждачного круга і рубильных молотків.

2.Литво із стрижнями проходить первинне очищення в прохідній гідроочистній або електрогідравлічній камері з кантувальником, далі обрубується і зачищається на спеціальних верстаках і потім поступає в прохідну дробеметную камеру.