Выбор вспомогательного (подъемно-транспортного) оборудования
Таблица 1.
| Номер варианта | Наименование отделения | Материал отливки | Серийность производства |
| Смесеприготовительное | 30ХГСЛ | Среднесерийное |
30ХГСЛ сталь для отливок легированная. Область применения - зубчатые колеса, звездочки, оси, валы, муфты и другие ответственные детали, к которым предъявляются требования повышенной износостойкости.
Чертеж отливки
При расчете любого из отделений литейного цеха необходимым является предварительный расчет мощности производства (объем производимой продукции – т/ год).
Для определения мощности необходимо знать массу отливки и годовую программу выпуска. Годовая программа определяется в зависимости от серийности производства.
Таблица 2.
| Тип производства (серийность) | Годовая программа выпуска, шт | ||
| Тяжелые отливки (более 100 кг) | Средние отливки (от 10 до 100 кг) | Легкие отливки (менее 10 кг) | |
| Среднесерийное | 100…300 | 200…500 | 500…5000 |
Так как производство среднесерийное и масса каждой отливки составляет 4390 кг, то годовая программа выпуска составляет около 100 шт/год.
Мощность производства равна 4,390*100 = 439 т.
Таблица 3.
| Изделие | Масса, кг | Годовая программа выпуска, шт | Мощность производства, т |
| Зубчатое колесо |
Определение фонда времени
На следующем этапе расчета литейных участков необходимо определить фонд времени, т.е. время, затрачиваемое на производство в год. При расчете фонда времени для оборудования и рабочих следует различать календарный, номинальный и действительный фонды времени.
Календарный фонд времени рассчитывается исходя из количества дней в году и часов в сутках, и составляет
Фк = 8760 ч/год.
Номинальный фонд времени учитывает режим работы оборудования и рабочих без учета потерь и зависит от количества смен. При среднесерийном производстве при односменном режиме
Фн = 2070 ч/год
Действительный фонд времени составляет
Фн = 1860 ч/год
(с учетом 15-ти дневного отпуска и 8 праздничных дней при односменном режиме работы).
Учитывая потери времени связанные с простоем смесеприготовительного оборудования при работе в одну смену для среднесерийного производства составляет
Фд = 1823 ч/год.
Выбор типа оборудования и расчет его количество
Смесеприготовительные участки предназначены для подготовки компонентов смесей, приготовления формовочных и стержневых смесей и контроля их качества.
Как правило, смесеприготовительные отделения располагаются в отдельных помещениях. Участки, на которых производятся операции смесеприготовления, формовки, уборки отработанной смеси объединены транспортной системой.
Для расчета оборудования смесеприготовительных отделений необходимо составить баланс формовочных и стержневых смесей для годового производства отливок. Расчет количества формовочных смесей следует производить исходя из расхода смесей на 1 тонну годных отливок по таблице 4.
Таблица 4.
| Группа отливок по массе, кг | Средняя масса годных отливок, кг | Размер опоки, мм | Высота формы, мм | Средняя масса годных отливок в форме (металлоемкость) | Расход по видам смесей на 1 тонну годных отливок, т. | ||
| наполнительная | облицовочная | всего смеси | |||||
| 2000…5000 | 4000х2500 | 3,6 | 2,4 |
Количество смеси, требуемое для производства отливок равно
439 * 6 = 2634 т/год.
Для изготовления отливок массой более 250 кг, используют, в основном, самотвердеющие высокопрочные смеси, приобретающие прочность в результате химического процесса. К таким смесям относят: холоднотвердеющие (ХТС). Состав смеси ХТС для форм и стержней представлен в таблице 5.
Таблица 5.
| Самотвердеющие высокопрочные смеси | |||||
| Смеси и их назначение | Количество по массе, % | ||||
| Кварцевого песка | Реагента | Феррохромового шлака | Древесного песка | Жидкой композиции состава | |
| Стальное литье | |||||
| ХТС для форм и стержней | - | - | 2,5 смолы; 6 – 7 паратолуола-сульфо- кислоты |
Расход отдельных компонентов, входящих в состав смеси, представлен в таблице 6.
Таблица 6.
| Наиме- нования смесей | Потребность, т/год | Составы смесей и расход компонентов | |||||||||
| по расчету | на просыпку (10%) | всего | Кварце- вый песок | Реагент | Смола | паратолуола-сульфо- кислота | |||||
| % | т/год | % | т/год | % | т/год | % | т/год | ||||
| ХТС | 236,4 | 2897,4 | 1738,4 | 2,5 | 72,4 | 202,8 |
Далее выбираем смесители. Их выбирают в зависимости от типа используемой смеси. Шнековые смесители являются наиболее простыми и компактными. Одношнековый смеситель непрерывного действия марки С-110, предназначенный для приготовления холодно-твердеющих смесей для производства форм и стержней.
Расчет числа смесителей представлен в таблице 7.
Таблица 7.
| Смеси | Смесители | ||||||||
| Вид | Количество, т/ч | Наименование, модель | Производительность, т/ч | Число | Загрузка, % | ||||
| Сред не часо вое | Расчетное | Среднечасовое | Расчетное | Принятое | Среднечасовая | Расчетная | |||
| ХТС | 1,6 | 2894,7 | С-110 | 0,32 | 0,42 |
Значит, для данного типа производства требуется1 одношнековый смеситель непрерывного действия марки С-110.
Выбор вспомогательного (подъемно-транспортного) оборудования
Для уплотнения и последующего перемещения литейной формы на участках где используют холодно-твердеющие смеси, применяют вибростолы с роликами для последующего скатывания отливки на конвейер.
При работе в паре со смесителем ХТС управление вибростолом осуществляется в автоматическом режиме. При запуске смесителя рабочие полки вибростола поднимаются выше уровня роликов и происходит вибровстряхивание установленной на вибростоле модельной оснастки с одновременной подачей формовочной смеси.
При остановке смесителя рабочие полки опускаются ниже уровня роликов и оснастка легко скатывается на конвейер.
Так же в смесеприготовительном отделении используют бункеры для хранения песка, оборудование для сушки песка, а так же оборудование для хранения песка.
Так же в каждом смесеприготовительном отделении оборудуют экспресс-лабораторию для определения качества смесей и их исходных компонентов. Наиболее рациональным считается размещение лаборатории и пультов управления системой в одном застекленном помещении с виброизолированным фундаментом.
Схема экспресс – лаборатории
Перечень оборудования типовой экспресс – лаборатории смесеприготовительного отделения литейного цеха
| Позиция на рис. 3 | Оборудование | Характеристика | Число единиц оборудования |
| Печь для определения содержания горючих веществ в формовочной смеси - муфель МП-2УМ десятипозиционный | tmax=1000 °С; мощность 2,6 кВт; габаритные размеры 500X400 мм | ||
| Шкаф сушильный лабораторный СНОЛ-2,5-2,5/2М-М01 | Мощность 1,6 кВт; tmax = = 250 °С; габаритные размеры 515Х455Х490 мм; масса 20 кг | ||
| Прибор 062М для ускоренного определения влажности смеси * | Мощность лампы 500 Вт; габаритные размеры 300X210X430 мм; масса 6,5 кг | ||
| Делитель проб * | - | ||
| Накопитель-эксикатор | - | ||
| Эксикатор | - | ||
| Контейнер со стаканчиками для образцов формовочной смеси | - | ||
| Быстродействующие квадрантные весы ВЛК-500С/10 ТУ 25-08-778-71 | Погрешность измерения ±30 мг, габаритные размеры 370X210X320 мм | ||
| Позиция на рис. 3 | Оборудование | Характеристика | Число единиц оборудования |
| Набор гирь Г-1-1110-1 2-го класса ГОСТ 7328-73 | Габаритные размеры упаковки 210X110X81 мм; масса 2 кг | ||
| Базовые сита для испытания на газопроницаемость | - | ||
| Высокоточная копровая гильза, приспособления для ее заполнения и очистки | |||
| Копер лабораторный 5033 * | Габаритные размеры 315Х255X740 мм; масса 66,4 кг | ||
| Прибор 5037 для определения газопроницаемости * | Габаритные размеры 342X320X205 мм; масса 12 кг | ||
| Пневмогидравлический полуавтоматический прибор 084М2 для испытания формовочных смесей на прочность * | Габаритные размеры 575Х310X580 мм; масса 80 кг | ||
| Емкость для дистиллята | - | ||
| Дистиллятор 737 МРТУ 42-1642-62 | Мощность 36 кВт, габаритные размеры 240Х240Х700 мм | ||
| Панель дистиллятора | - | ||
| Позиция на рис. 3 | Оборудование | Характеристика | Число единиц оборудования |
| Прибор определения глины метиленовым голубым: | |||
| штатив | |||
| микробюретка | Вместимость 500 мл | ||
| бутыль | Вместимость 0,5 л | ||
| стакан из коррозионно-стойкой стали | Вместимость 250 мл | ||
| двухпроцентный тетрана-триевый пирофосфатный раствор | - | ||
| размельчитель тканей РТ-1 МРТУ 421505-13 | Мощность 50 Вт; частота вращения 800 об/мин;диаметр 200 мм | ||
| Телефон | - | ||
| Ультразвуковая установка УЗУ-01 для определения глины метиленовым голубым | Мощность 0,18 кВт; габаритные размеры: генератора 320X220 мм, ванны 324X232 мм; масса 15 кг | ||
| Прибор 406621 для определения глинистой составляющей | Габаритные размеры 170Х122X300 мм; масса 3,5 кг | ||
| Весы | - | ||
| Короб с песком | - | ||
| Ведро | - | ||
| Лабораторный чашечный смеситель 018М * | Масса замеса 4 кг; мощность 0,6 кВт; габаритные размеры 640Х410Х436 мм; масса смесителя 75 кг | ||
| Аппарат 01412 (029М2) для определения зернового состава песка | Мощность 0,12 кВт; габаритные размеры 542X305x585 мм; масса 30кг |