Проект заливочно-обрубного отделения цеха автомобильного алюминиевого литья производительностью 5000 тонн в год

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «МАГНИТОГОРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Г.И. НОСОВА»

Кафедра литейного производства и материаловедения

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Проектирование новых и реконструкция действующих цехов»

на тему: «Проект заливочно-обрубного отделения цеха автомобильного алюминиевого литья производительностью 5000 тонн в год »

Исполнитель: Хохлов Ю.А. студент 5 курса, группа МЛ-09

Руководитель: Миляев А.Ф. профессор канд.техн.наук

Магнитогорск, 2014

ЗАДАНИЕ

Проект заливочно-обрубного отделения цеха автомобильного алюминиевого литья производительностью 5000 тонн в год.

СОДЕРЖАНИЕ

ЗАДАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОГРАММА

. ФОНДЫ ВРЕМЕНИ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ

. ЗАЛИВОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

. ОБРУБНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время алюминий и его сплавы применяют во многих областях промышленности и техники. Прежде всего алюминий и его сплавы используют авиационная и автомобильная отрасли промышленности. Широко применяется алюминий и в других отраслях промышленности: в машиностроении, электротехнической промышленности и приборостроении, промышленном и гражданском строительстве, химической промышленности, производстве предметов народного потребления.

Промышленный алюминий выпускается в виде двух видов сплавов - литейных, детали из которых изготавливаются литьём, и деформационные - сплавы, выпускаемые в виде деформируемых полуфабрикатов - листов, фольги, плит, профилей, проволоки. Отливки из алюминиевых сплавов получают всеми возможными способами литья. Наиболее распространено литьё под давлением, в кокиль и в песчано-глинистые формы. При изготовлении небольших партий применяется литьё в гипсовые комбинированные формы и литьё по выплавляемым моделям. Из литейных сплавов изготавливают литые роторы электромоторов, литые детали летательных аппаратов и др. Деформируемые сплавы используются в автомобильном производстве для внутренней отделки, бамперов, панелей кузовов и деталей интерьера; в строительстве как отделочный материал; в летательных аппаратах и др.

В промышленности используются также и алюминиевые порошки. Применяются в металлургической промышленности: в алюминотермии, в качестве легирующих добавок, для изготовления полуфабрикатов путём прессования и спекания. Этим методом получают очень прочные детали (шестерни, втулки и др.). Также порошки используются в химии для получения соединений алюминия и в качестве катализатора (например, при производстве этилена и ацетона). Учитывая высокую реакционную способность алюминия, особенно в виде порошка, его используют во взрывчатых веществах и твёрдом топливе для ракет, используя его свойство быстро воспламеняться.

Учитывая высокую стойкость алюминия к окислению, порошок используются в качестве пигмента в покрытиях для окраски оборудования, крыш, бумаги в полиграфии, блестящих поверхностей панелей автомобилей. Также слоем алюминия покрывают стальные и чугунные изделия во избежание их коррозии.

По масштабам применения алюминий и его сплавы занимают второе место после железа (Fe) и его сплавов. Широкое применение алюминия в различных областях техники и быта связано с совокупностью его физических, механических и химических свойств: малой плотностью, коррозионной стойкостью в атмосферном воздухе, высокой тепло- и электропроводностью, пластичностью и сравнительно высокой прочностью. Алюминий легко обрабатывается различными способами - ковкой, штамповкой, прокаткой и др. Чистый алюминий применяют для изготовления проволоки (электропроводность алюминия составляет 65,5% от электропроводности меди, но алюминий более чем в три раза легче меди, поэтому алюминий часто заменяет медь в электротехнике) и фольги, используемой как упаковочный материал. Основная же часть выплавляемого алюминия расходуется на получение различных сплавов. На поверхности сплавов алюминия легко наносятся защитные и декоративные покрытия.

. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОГРАММА

В зависимости от характера производства программа может быть точной, приведенной или условной. По точной программе проектируют цеха крупносерийного и массового производства с устойчивой и ограниченной номенклатурой деталей на основе технологических карт на все отливки. По приведенной программе - цеха серийного производства на основе технологических карт для типовых отливок - представителей разных групп по массе. По условной программе - цеха мелкосерийного и единичного производства и единичного производства на основе типовых технологических процессов. Т.к. в нашем случае серийное производство, следовательно, производственную программу составим приведенную. Производственная программа приведена в таблице 1.

Таблица 1 - Производственная программа

. ФОНДЫ ВРЕМЕНИ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ

Примем график работы двухбригадный двухсменный 4а-П с продолжительностью смены 8 часов (без работы в праздничные дни и выходные).

При проектировании применяют три вида годовых фондов времени работы оборудования:

.календарный фонд Фк = 365·24 = 8760 ч;

.действительный фонд времени (Фд). Определяется путем исключения из номинального фонда неизбежных потерь времени для нормального организованного производства.

Действительный фонд времени работы оборудования определим по формуле:

Фд = (К-В-П)·n·t·(100-Пр)/100,

где К - календарное число дней в году (К=365),

В - число выходных дней в году (В=104),

П - число праздничных дней в году (П=14),- число смен (n = 2),

t - продолжительность смены(t = 8часов),

Пр - процент простоя оборудования (Пр = 12% ).

Фд = (365-104-14)·2·8·(100-12)/100 = 3478 ч.

3. ЗАЛИВОЧНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

Оборудование для приготовления красок определяем по формуле:

где Вг - выпуск годных отливок, т.;

Р- расход облицовки (краски) на 1 т. годного литья;

,2 -коэффициент, учитывающий потери и брак;

η - коэффициент использования машины;

Ф- годовой фонд времени, час.

θ==0,83

Принимаем 1 работающее смешивающее оборудование марки 15204 мощностью 75 кВт.

Общее количество смешивающего оборудования для приготовления красок принимаем равным одному.

Выбор кокильной машины.

Исходя из номенклатуры отливок, выбираем в цех шестипозиционную машину марки 5942.

Таблица 2 - Технические характеристики кокильной машины 5942

Таблица 4 - Потребность в кокильных машинах

Так как машина шестипозиционная, то мы разделить количество съемов на количество кокилей на карусели, то есть на шесть штук. Количество форм, подлежащих изготовлению в течение года :

Потребность оборудования рассчитываем по формуле:

Nмp=(Кк*1,1)/(П*Ф),

где Nмp - потребность в оборудовании;

Кк - количество форм подлежащих изготовлению в течение года;

П - часовая производительность установки (карусели или индивидуального станка), съёмов/час;

Ф - фонд рабочего времени оборудования, 3478 ч.

Расчёт часовой производительности кокильной машины ведём с учётом времени на застывание отливки tотл=5 мин.

tцикла машины = tмашинное время+t подготовка кокиля+ tзаливка металла+tохлаждение отливки+tудаления отливки

Машины 5942: 22+120+12+300+15=469 с =7,8 мин=0,13 ч

П= 1/0,13=7,69 съёмов/час

Nмp=(1364591*1,1)/ (7,69*3478)=2,3.

Принимаем число многопозиционных кокильных машин равную 3.

Металл будет подвозиться к заливочным ковшам, которые будут наполняться раздаточным ковшом. Раздаточный ковш будет передвигаться по цеху с помощью подвесного тельфера.

. ОБРУБНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

производственный программа оборудование потребность

Финишные операции. Обрубка и обрезка отливок

Для обрубки выбираем дисковые пилы, электродвигатель 10 кВт.

Для обрезки литников и прибылей вертикальный фрезерный карусельный станок. Производительность 120 отливок/час, число оборотов фрезы 1470 в минуту, общая мощность 70 кВт.

Потребность оборудования рассчитывать по формуле:

Nм=К0/ПФhм,

где hм - 0,75 - 0,85 коэффициент использования оборудования;

К0 - количество отливок подлежащих обработке на рассчитываемом оборудовании;

П - часовая производительность оборудования;

Ф - фонд рабочего времени оборудования, 3478.

Расчёт количества дисковых пил

Nм=К0/ПФhм=1364591/3478*0,8*120= 4,1 = 5 (станков)

Расчёт количества ленточных пил

Nм=К0/ПФhм=1364591/3478*0,8*120= 4,1 = 5 (станков)

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1 Основы проектирования литейных цехов и заводов / Под ред. Б.В. Кнорре. -М. : М ашиностроение, 1979. -376 с.

Миляев А.Ф. Проектирование новых и реконструкция действующих литейных цехов.- Магнитогорск: МГТУ им Г.И. Носова, 2001. -410 с.