Автор работы: Пользователь скрыл имя, 08 Января 2013 в 14:32, курсовая работа
Цех литья по выплавляемым моделям с годовым выпуском 1000 тонн отливок из углеродистой стали. – Челябинск: ЮУрГУ, ФМ- 562, 2007. – 32 с. Библиография литературы – 6 наименований, 1 лист чер-тежа ф. А1.
В курсовом проекте спроектирован цех литья по выплавляемым моделям с годовым выпуском 1000 тонн отливок из углеродистой стали, рассчитана его производственная программа.
Введение…………………………………………………………………………..…4
1. Структура цеха литья по выплавляемым моделям…………………………...5
2. Производственная программа……………………………………………….…6
3. Выбор режима работы цеха и фондов времени…………………………….…6
4. Расчет производственных отделений цеха…………………………………….7
4.1. Модельное отделение…………………………………………………………7
4.2.Отделение изготовления оболочек форм…………………………………….13
4.3 Прокалочно-заливочное отделение…………………………………………..20
4.4. Термообрубное отделение……………………………………………………25
5. Расчет складов цеха……………………...……………………………………..27
6. Вспомогательные отделения и участки цеха………………………………….29
7. Внутрицеховой транспорт……………………………………………………...30
Заключение…………………………………………………………………………..31
Литература…………………………………………………………………….…..…32
Продолжение табл.4
Потери блоков при обмазке |
Потери блоков при вытопке |
Потери блоков при прокалке и заливке форм |
Количество блоков на годовую программу,103 шт. | |||
% |
103 шт. |
% |
103 шт. |
% |
103 шт. | |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
7 |
18,041 |
8 |
20,618 |
5 |
12,886 |
309,277 |
1,203 |
1,374 |
0,859 |
20,618 | |||
18,041 |
20,618 |
12,886 |
309,275 | |||
4,811 |
5,498 |
3,436 |
82,473 | |||
1,503 |
1,718 |
1,074 |
25,773 | |||
Итого |
43,599 |
– |
49,826 |
– |
31,141 |
747,416 |
Продолжение табл.4
Требуемое количество звеньев,103 шт. |
Потери звеньев при запрессовке и сборке |
Количество модельных звеньев на годовую программу,103 шт. | |
% |
103шт. | ||
15 |
16 |
17 |
18 |
773,195 |
14 |
108,247 |
881,442 |
51,545 |
7,216 |
58,761 | |
773,195 |
108,247 |
881,442 | |
206,185 |
28,866 |
235,051 | |
64,432 |
9,02 |
73,452 | |
1868,552 |
– |
261,596 |
2130,148 |
Таблица
5.Ведомость годовой
Количество блоков на годовую программу, 103шт. |
Потребность, 103 шт. |
Количество моделей в звене, шт. |
Потребность в звеньях, 103 шт. | |||||
в чашах |
в колпачках |
чаш |
колпачков |
чаш |
колпачков | |||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 | ||
309,277 |
309,277 |
309,277 |
4 |
4 |
77,319 |
77,319 | ||
20,618 |
20,618 |
20,618 |
4 |
4 |
5,154 |
5,154 | ||
309,275 |
309,275 |
309,275 |
4 |
4 |
77,319 |
77,319 | ||
82,473 |
82,473 |
82,473 |
4 |
4 |
20,618 |
20,618 | ||
25,773 |
25,773 |
25,773 |
4 |
4 |
6,443 |
6,443 | ||
Итого |
747,416 |
747,416 |
– |
– |
186,853 |
186,853 |
Продолжение табл. 5
Брак при запрессовке |
Количество модельных звеньев на годовую программу, 103 шт. | ||||
чаш |
колпачков | ||||
% |
103 шт. |
% |
103 шт. |
чаш |
колпачков |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
10,825 |
14 |
10,825 |
88,144 |
88,144 |
0,722 |
0,722 |
5,876 |
5,876 | ||
10,825 |
10,825 |
88,144 |
88,144 | ||
2,886 |
2,886 |
23,504 |
23,504 | ||
0,902 |
0,902 |
7,345 |
7,345 | ||
– |
26,16 |
– |
26,16 |
213,013 |
213,013 |
Сумма данных графы 18 табл. 4 и граф 12, 13 табл. 5, определяющая требуемое число запрессовок в год, служит для расчета необходимого количества запрессовочных модельных автоматов.
Для изготовления модельных звеньев принимаем карусельный автомат мод. 653. Технические характеристики его следующие: производительность 190—360 звеньев в час, размеры поверхностей для крепления пресс-форм 250 х 250 мм, наименьшее расстояние между плитами для крепления пресс-форм 250 мм, темп работы стола 10 – 14 – 29 с, число устанавливаемых пресс-форм 10, ход подвижной плиты не менее 160 мм, расход воздуха не более 50 м3/ч, расход воды 3 – 4 м3/ч, давление сжатого воздуха не менее 0,5 МПа, усилие смыкания 10 кН, габаритные размеры 3700 х2900 х1400 мм.
Необходимое количество запрессовочных модельных автоматов рассчитывают по формуле (2):
Р´1=
Количество запрессовочных модельных автоматов, принимаемое к установке в цехе Р2=3 единицы.
Определим КЗО – коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):
КЗО=
Готовые модели после извлечения их из пресс-форм и предварительного визуального контроля охлаждают в проточной воде или обдувкой воздухом.
Сборка моделей осуществляется механическим креплением. Это высокопроизводительный метод сборки моделей в блоки на металлический стояк-каркас с механическим зажимом. Стояк-каркас предназначен для сборки моделей звеньями, изготовленными в многоместных пресс-формах с частью модели стояка (втулкой) с замком на торцовой части, исключающим относительное перемещение звеньев, собранных в блок. К преимуществам звеньевой сборки на стояк-каркас по сравнению с припаиванием относятся в 10—20 раз большая производительность и обеспечение полной повторяемости конструкции блока, разработанной технологом. Исключается возможность смещения моделей, наблюдаемого при некачественной сборке припаиванием, искажения размера питателя в результате излишнего его оплавления, непрочного присоединения моделей, образования вследствие неполного припаивания зазора между питателем и соединяемым с ним элементом литниковой системы./2/
4.2.Отделение изготовления оболочек форм
В отделении изготовления оболочек форм выполняются следующие операции: подготовка материалов покрытия, приготовление покрытия, нанесения его на модельные блоки, сушка покрытия, извлечение стояков и выплавление модельного состава.
Высокая чистота поверхности отливки получается вследствие нанесения на выплавляемую модель слоя покрытия из твердой составляющей – пылевидного кварца и жидкого связующего – гидролизованного раствора этилсиликата и жидкого стекла.
Подготовка твердого материала состоит в измельчении, промывке, прокаливании и просеве. Измельчение производится в шаровых мельницах, футерованных внутри плитами из кварца. Прокаливание осуществляют в печах барабанного типа, выдерживают при 250…300ºС в течении 2…3 часов, затем охлаждают до комнатной температуры. Просев осуществляется с помощью сит.
Подготовка связующих
растворов заключается в
Этилсиликат (ЭТС) – прозрачная или слабоокрашенная жидкость с запахом эфира. Это продукт реакции этилового спирта с четыреххлористым кремнием при непрерывном их смешивании и охлаждении в реакторе. Реакция этерификации, или эфиризации, может быть схематически представлена следующим уравнением (если применяют обезвоженный спирт):
SiCl4 + 4С2Н5ОН = (C2H5O)4Si + 4HC1,
где (C2H5O)4Si – этиловый эфир ортокремниевой кислоты с температурой кипения 165,5 °С, называемый также тетраэтоксисиланом, или моноэфиром.
Приготовление связующего раствора получают гидролизом ЭТС, для чего вводят воду. Гидролиз – это процесс замещения содержащихся в ЭТС этоксильных групп (С2Н5О) гидроксильными (ОН), содержащимися в воде. Гидролиз сопровождается поликонденсацией.
Расчет гидролиза.
ЭТС-40,p =1050 кг/м3, в количестве 1л.; спирт этиловый,p= 803,3 кг/м3; кислота соляная, p=1190 кг/м3.
Гидролиз проводим на 16% SiO2 в гидролизате, отверждение в воздушно-аммиачной среде.
Рассчитываем количество растворителя Р, которое требуется для получения 16 % SiO2 в связующем по формуле:
м3 (4)
где m – содержание SiО2 в этилсиликате, %; Q – объем гидролизуемого этилсиликата, м3; r – плотность этилсиликата, кг/м3; r1 – плотность разбавителя, кг/м3.
Рассчитываем общее количество воды, требуемое для гидролиза:
кг (5)
где А – содержание этоксильных групп, %; М1 – молекулярная масса воды, кг; М2 – молекулярная масса этоксильных групп, кг.
При условий отверждения связующего в среде аммиака принимаем соотношение количества молей воды и этоксильных групп К = 0,3. Так как содержание этоксильных групп в исходном этилсиликате не оговорено условием задания, принимаем его средним для данной марки ЭТС-40, т.е. А = 70 %. Молекулярная масса воды М1 = 18 г (0,018 кг), молекулярная масса этоксильных групп:
М2 = 12×2+1×5+16 = 45 г, т.е. М2 = 0,045 кг.
Тогда Н = 0,3 × = 0,0882кг=88,2 мл.
Определяем количество воды, вносимое растворителем – этиловым спиртом:
кг (6)
где А1 – содержание воды в спирте, % масс. А1 = 3,2 % масс.
Количество воды, вносимое растворителем:
Н1 =
Количество соляной кислоты для ускорения процесса гидролиза принимаем:
В = 0,01×Q = 0,01×1×10-3 = 0,01×10-3 м3=10 мл. (7)
Количество воды, вносимое с катализатором – соляной кислотой:
кг (8)
Здесь В = (0,01…0,014)×Q – количество соляной кислоты, взятое для гидролиза, м3; r2 – плотность соляной кислоты, кг/м3; А2 – содержание воды в соляной кислоте, % масс.
Н2 =
При r2 = 1190 кг/м3, А2 = 62,78 % масс.
Количество
воды, которое необходимо ввести непосредственно
в этилсиликат при его
кг. (9)
Н3 = 0,0882 – (0,0504 + 0,00747) = 0,03033кг=30,33 мл.
Количество компонентов гидролиза на один литр ЭТС-40:
Этилсиликат ГОСТ 26371-84 1000 мл;
Вода дистиллированная ГОСТ 6709-72 30,3 мл;
Спирт этиловый ГОСТ 17299-85 1960,7 мл;
Кислота соляная ГОСТ 3118-77 10 мл;
Всего 3001 мл.
Расход суспензии на 1000 т годных отливок при трех слоях этилсиликатового связующего – 309 т. Гидролизованный раствор ЭТС-40 в суспензии составляет 40%, т.е. 123,6 т.
Приготовка связующего раствора этилсиликата осуществляют в гидролизаторе конструкции НИИавтопром с производительностью 40 л/ч, емкостью бака 50л, скоростью вращения мешалки 2800 об/мин, габариты установки 750 600 1470мм.
Рассчитаем необходимое количество гидрализаторов по формуле (2):
Р´1=
Количество гидролизаторов, принимаемое к установке в цехе Р2=1 единица.
Определим КЗО – коэффициент загрузки оборудования по формуле (3):
КЗО=
Жидкое стекло (ЖС) относят к основным связующим, так как его водная вытяжка после прокаливания оболочки — щелочная; получают растворением в горячей воде при повышенном давлении раздробленной силикат-глыбы. Последнюю изготовляют наиболее часто сплавлением кремнезема с содой:
SiO2 + nNa2CO3 = SiO2·nNa2O+nСО2.
ЖС может быть натриевым, калиевым или литиевым.
Жидкое стекло характеризуется химическим составом, модулем, удельным весом. Под модулем понимается отношение числа грамм-молекул кремнезема к числу грамм-молекул окиси натрия в продукте. Модуль должен быть 2,56 – 3.
М=
1,032,