1585
.pdf11
типовую линию. Тогда она может быть скомпонована из отдельных типовых устройств, но с обязательным расчетом основных параметров этой линии (скорости, размеров сушильных устройств и т.п.). Такой агрегатный метод построения линий очень важен, т.к. появление новых отделочных материалов ведет к изменению технологического процесса и, естественно, к изменению состава линии.
Описание технологического процесса производится в соответствии с принятой в проекте технологической схемой изготовления продукции, выбором материалов, оборудования и режимов на каждом технологическом участке. Подробные сведения о технологических процессах и режимах отделки различных изделий приведены в [6].
Характеристику отечественного оборудования, на которое имеются данные в литературе, приводить в описании не следует. На зарубежное оборудование необходимо дать краткую характеристику по основным ее параметрам.
3.5 Расчет производительности, количества и коэффициента загрузки оборудования. Корректировка производственной программы.
Выбор формул для расчета производительности оборудования производится из соответствующей литературы. Для отдельных видов оборудования, при отсутствии на них расчетных формул, производительность необходимо принимать по паспортным данным. При этом расчетную производительность такого оборудования необходимо принимать как среднее значение между максимальным и минимальным значениями по паспорту. При расчете производительности необходимо стремиться к получению коэффициента загрузки оборудования, близкого к единице. Максимально допустимым является коэффициент загрузки, равный 1,2. Расчет производительности следует начинать с основного оборудо-
вания.
При отделке пневматическим или безвоздушным распылением решетчатой мебели (стульев, кресел), изделий в собранном виде (футляров телевизоров), брусковых деталей, кромок щитов производительность распылителя:
П = |
|
Тсмzk0 |
, шт/см |
(1) |
|
|
60Sk |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Q |
+tk m |
|
|
|
|
|
|
|
|
где Тсм - время смены, мин;
z - количество одновременно отделываемых деталей, шт. (z=1); k0 - коэффициент рабочего времени (k0 = 0,6 – 0,7);
12
S - площадь отделываемой детали, м2;
K - коэффициент, учитывающий форму отделываемого изделия (см. табл. 3);
Q - условная производительность распылителя, м2/ч (зависит от типа распылителя, см. табл. 4);
tк - дополнительные затраты времени на одно нанесение материала (см. табл. 5);
m - количество нанесения материалов распылением по техпроцессу. Таблица 3
Значение коэффициента k
№ п/п |
Форма отделываемой поверхности |
k |
|
|
|
1 |
Каркасы стульев, кресел |
3-5 |
|
|
|
2 |
Корпусные изделия, щитовые детали, кром- |
1,1-1,2 |
|
ки щитов (в стопах) |
|
|
|
|
Таблица 4
Условная производительность распылителей
Тип распылителя |
КР-20 |
ЗИЛ |
КРУ-1 |
О-45 |
|
|
|
|
|
Q, м2/ч |
160 |
460 |
400 |
540 |
Таблица 5
Затраты времени на дополнительные операции
Характер работы |
tk, мин |
Отделка каркасов стульев, кресел, брусков, |
0,6-0,8 |
ящиков |
|
|
0,15-0,3 |
То же при их механическом перемещении |
|
|
0,02-0,03 |
Отделка кромок щитов в стопах |
|
|
0,2-0,4 |
Крашение щитов деталей |
|
|
|
При отделке наливом щитовых деталей мебели производительность лаконаливной машины с ручным обслуживанием:
П = |
tсмzk0 60 |
, шт/см |
(2) |
|
rm |
||||
|
|
|
где r – ритм ручной подачи детали в лаконаливную машину; r=5-8 с, для деталей малого размера (площадью 1 м2); r=10-15 с, для деталей размером более 1 м2; k0=0,85-0,88, для машин с одной лаконаливной головкой;
13
k0=0,78-0,8, для машин с двумя головками (при нанесении парафиносодержащих лаков и эмалей);
m – количество нанесений материала наливом с обеих сторон.
При отделке щитовых деталей наливом в автоматических линиях производительность равна:
П = |
Тсмk0 zu |
, шт/см |
(3) |
|
(l + a)m |
||||
|
|
|
где l – длина обрабатываемой детали; а – промежуток между деталями, м.
Величина а зависит от скорости подачи линии. Для u=2-4 м/мин а=0,2-0,4
м, для u=5-10 м/мин а=1-1,2 м.
При отделке изделий в собранном виде пневмораспылением или ЭПВН производительность линии:
П = |
Тсмk0u |
, шт/см |
(4) |
|
Lm |
||||
|
|
|
где L - расстояние между подвесками конвейера, м; k0 – 0,65-0,75.
Далее необходимо найти норму времени, затрачиваемую на обработку
изделия (детали): |
|
||||
Н = |
8n |
, ч/изд |
(5) |
||
|
|||||
|
П |
|
|||
где n - количество деталей в изделии (изделий); |
|
||||
П - производительность оборудования, шт/см. |
|
||||
Количество единиц отделочного оборудования: |
|
||||
|
m = |
QгодН |
, шт |
(6) |
|
|
|
||||
|
|
|
Тэф |
|
|
где Qгод - годовая программа выпуска изделий, шт/год; |
|
||||
Тэф - эффективный фонд расчета оборудования, ч. |
|
||||
|
Тэф =Тном ×с×8 ×k рем , |
(7) |
|||
где Тном - число рабочих дней в году; с - количество рабочих смен в день; 8 - продолжительность смены, ч;
kрем - коэффициент, учитывающий простои оборудования при ремонте; kрем - 0,9 для автоматических линий или сложных станков;
14
kрем =0,95-0,97 для более простых станков. Загрузка оборудования вычисляется как:
р = |
100mp |
, % |
(8) |
|
|||
|
m |
|
|
где mp - принятое количество единиц оборудования (округленное в сторону увеличения до целого числа расчетное значение m).
Допустимо значение р до 120 %.
3.6 Расчет расхода сырья и материалов на единицу продукции и производственную программу.
Вначале определяется S – площадь отделываемых поверхностей изделия (детали) в м2. Далее расчет ведут по нормативам расхода.
Они зависят от марки и вида лакокрасочного материла, метода нанесения, подложки, категории покрытия, группы сложности отделываемых поверхностей. Если материал (лак, эмаль и т.д.) состоит из нескольких компонентов, вычисляют расход каждого компонента в отдельности. Норма расхода вычисляется по формуле:
Qp = g p ×S , кг |
(9) |
где gp - норматив расхода на деталь (изделие), кг/м2; S - площадь детали (изделия), м2.
В сводную ведомость вносят значение суммарных расходов по каждому материалу, затрачиваемых на отделку одного изделия и на заданную годовую программу выпуска изделий. Расчет можно выполнять на компьютере по программеLKM.
После проведения расчетов, при необходимости, производится корректировка производственной программы, предусмотренной заданием на проектирование. Корректировка должна быть согласована с руководителем дипломного проектирования.
Площадь для межоперационного запаса определяют, исходя из производительности оборудования, времени хранения и размеров изделий. В частности, при хранении щитовых деталей в стопах на роликовых конвейерах площадь рассчитывают по формуле:
S = |
Пτf |
, |
(10) |
|
nk |
||||
|
|
|
где П - цеховая программа, шт/ч; τ - время хранения (4-8 ч);
15
f - площадь, занимаемая одной деталью, м2; n - количество деталей в стопе (50-75 шт.);
k - коэффициент заполнения площади (0,4-0,5).
Количество межоперационных складов зависит от характера производства и вида применяемого оборудования. В частности, при отделке мебельных щитов деталей межоперационные склады организуют чаще всего перед началом отделки, после нанесения полиэфирных лакокрасочных материалов.
Площади для выдержки деталей после нанесения лаков при хранении их на этажерках рассчитываются также по формуле (10), но здесь τ - время выдержки, f - площадь, занимаемая одной этажеркой. Чаще всего применяют двухсторонние этажерки с числом промежутков 8-12 и габаритными размерами (1,8- 2)×l,2 м.
Расчет площадей бытовых и вспомогательных помещений производится по соответствующим методикам. Пример планировки бытовых помещений приводится в [7], где одновременно приведены основные требования к проектированию бытовых и вспомогательных помещений.
3.7 Расчет пневмотранспортных или вентиляционных систем.
Данный расчет состоит из двух частей. В первую входит технологический расчет местной и общей обменной вентиляции. Во вторую – проектирование и расчет вентиляционной системы для вновь вводимого оборудования по методике, изложенной в [3].
3.8 Расчет площадей складов хранения сырья и полуфабрикатов, мест технологической выдержки, бытовых и вспомогательных помещений.
Расчет площадей складов хранения сырья производится по соответствующим формулам, имеющимся в [7].
3.9 Выбор транспортных средств для перемещения сырья, материалов и готовой продукции. Расчет потребности в транспортных средствах.
Выбор транспортных средств производится с учетом требований для выполнения операций. К транспортным средствам, требующим соответствующих расчетов, относятся: грузоподъемные машины на погрузочно-разгрузочных операциях, автокары, лифты. Расчет потребности в них производится по методике
[7].
16
3.10 Расчет основных параметров специального технологического оборудования.
Основные параметры рассчитывают только для вновь вводимого нетипового оборудования.
3.10.1 Распылительноеоборудование.
Расчет распылительного оборудования включает: выбор типа и размеров распылительных кабин и дополнительного оборудования; расчет количества отсасываемого воздуха, расхода воды на гидроочистку; выбор вентилятора и расчет его потребной мощности.
Размеры рабочего пространства распылительной кабины выбирают исходя из размеров отделываемых изделий. В зависимости от того, каким образом предполагается осуществлять загрузку изделий в распылительную кабину (вручную, с помощью неприводных роликовых конвейеров, транспортером), устанавливается количество и размеры открытых проемов кабины.
Количество отсасываемого воздуха находят исходя из площади открытых проемов кабины и скорости воздуха в проемах, которую следует принимать равной 1-1,2 м/сек. Расход воды в гидрофильтре, расчет мощности вентиляционной установки определяют по укрупненным данным, имеющимся в справочной литературе. Общий порядок расчета распылительной кабины приведен в [3].
3.10.2 Камеры выдержки.
Камеры выдержки используют для желатинизации полиэфирных лаков, cyшки небольших изделий при малом объеме производства. Основное назначение камер выдержки – удаление паров растворителей. Нагрев в этих камерах обычно не предусматривают.
Расчет камер выдержки включает: выбор типа и размеров камеры; количество отсасываемого воздуха.
Камеры выдержки могут быть проходного и непроходного типа, с ручным или механическим перемещением деталей. Размеры камер определяют исходя из размеров изделий (деталей) и продолжительности выдержки. Для этого вначале определяют количество этажерок, стоп, поддонов и др., находящихся в камере выдержки, исходя из объемов отделки и производственной программы. Расчетное количество этажерок находят по формуле
nрасч = |
NQTоб |
, |
(11) |
|
|||
|
Тсмk0 mkl |
|
|
17
Тоб =τвыд + 2τзагр +τпер , |
(12) |
где N - объем отделки, щитосторон;
Q - производственная программа, изд/смену;
Тоб - продолжительностьоборотаодной этажерки, мин; Тсм - продолжительностьсмены, мин;
m - количество деталей, укладываемых на этажерку; k0- коэффициент использования оборудования;
k l- коэффициент заполнения этажерки; τвыд - продолжительностьвыдержки, мин;
τзагр - времяназаполнениеодной этажерки, мин; τпер - времянаперемещениеэтажерки (0,25-0,3 мин).
Коэффициент k0 следует принимать таким, каким он был принят для оборудования (лаконаливная машина, распылительная кабина и др.), с которым связанаданнаякамеравыдержки. Время τзагр находят по формуле
τзагр = |
rm |
, мин |
(13) |
|
|||
60 |
|
|
|
где r – ритм загрузки (см. форм. 2).
Значение nрасч находят для каждого типоразмера деталей, проходящих через камеру выдержки. Затем сумму Σ nрасч округляют до целого числа
nфакт.
По количеству этажерок (стоп и др.) и их размера устанавливают габаритные размеры камеры, принимая зазоры до ограждений 0,2-0,3 м.
Количество удаляемого загазованного воздуха определяют, исходя из количества испаряющихся растворителей в час и допустимой концентрации паров растворителей в камере.
Количество растворителей, испаряющихся в камере в час в случае этажерочной загрузки, определяют по формуле
Gраст = |
3,6 fgc |
, |
(14) |
|
r |
||||
|
|
|
где f - площадь детали, покрытой жидким лакокрасочным материалом, м2; g – количество материала, нанесенного за один проход, г/м2;
с – доля испаряющегося растворителя, %. Количество удаляемого воздуха равно
|
|
|
|
|
18 |
|
Gраст |
|
3 |
3 |
|
Gуд = |
|
10 |
|
, м /ч |
(15) |
р |
|
где р – допустимая концентрация паров в камере;
р=5-10 г/м3.
3.10.3 Сушильные камеры.
Pacчет сушильных камер включает: выбор типа и размеров камеры; количество тепла и расход теплоносителя для конвективных камер; потребную мощность излучателей (для камер с терморадиационным нагревом); выбор вентилятора и расход мощности вентиляционной системы.
Тип сушильной камеры выбирается в зависимости от конкретных условий проектируемого производства: вида изделия, программы, вида лакокрасочного материала и способа его отверждения и др: Размеры сушильной камеры с партионной загрузкой (этажерки, поддоны) устанавливаются так же, как для камер выдержки. Длину сушильных камер с поштучной загрузкой находят
по формуле: |
|
L =uτ , |
(16) |
где u - скорость перемещения в сушильной камере, м/мин; |
|
τ - продолжительность сушки, мин.
Остальные размеры (ширину, высоту) устанавливают исходя из размеров высушиваемых изделий или деталей.
Энергетический расчет конвективных сушильных камер включает определение количества полезно расходуемого тепла, потерь тепла (через ограждения, на нагрев деталей, транспортных устройств, с удаляемым воздухом), количество циркулирующего и удаляемого воздуха, выбор калориферов и расход теплоносителей. Методика этих расчетов приведена в [5]. Для камер с ИК и УФ излучением производится расчет размеров и подбирается количество и мощность излучателей, исходя из удельного расхода мощности излучения на 1 м2 отделываемой поверхности [8].
Разделы 3.11-3.15 выполняются по соответствующим методикам.
3.16 Разработка элементов автоматизации. Принципиальная схема и описание работы автоматического устройства.
В пояснительной записке необходимо дать краткое описание основных систем автоматики, установленных в цехе или на проектируемом участке. Обосновать необходимость автоматизации одного (или нескольких) участков
19
техпроцессов. Пользуясь соответствующей литературой, на листе формата A1 представить функциональную схему автоматического контроля и управления по одному или нескольким участкам техпроцесса. Описание работы автоматического устройства должно сопровождаться ссылками на соответствующие позиции представленной на листе схемы.
3.17 Научные исследования.
Научно-исследовательская часть проекта должна представляться как самостоятельно выполненная дипломником работа теоретического (но не обзорного) или экспериментального характера. Такая работа может быть выполнена как на предыдущих курсах по линии СНО, так и на технологической или преддипломной практиках. Одним из основных требований представляемой в проекте НИР являются обоснованность ее необходимости и полезность для проекта.
Работа должна, как правило, сопровождаться освещением «состояния вопроса» с выводами, постановкой цели и задач исследования.
3.17.1Обоснование необходимости проведения научных исследований и постановка задачи.
Вытекает из состояния вопроса.
3.17.2Методика проведения исследований.
Должна освещать порядок проведения опытов, используемое оборудование, применяемые приборы, методы определения показателей. С целью сокращения экспериментов, но получения большего объема информации, целесообразно применять (при необходимости) методы математического планирования эксперимента с использованием соответствующих методик.
3.17.3 Результаты исследований.
Результаты должны быть обработаны методом математической статистики с получением показателя точности результата не более 5 %.
Результаты исследований могут быть представлены в графической форме на листах формата А1.
3.17.4 Выводы и предложения по использованию в проекте результатов исследований.
В выводах должна освещаться степень достижения цели НИР. Выводы должны быть четко сформулированы и теоретически или экспериментально доказаны.
20
При получении положительных результатов дипломник включает результаты разработки в технологический процесс, освещая достигнутые технический, экономический и социальный эффекты.
Разделы 4-6 выполняются в соответствии с методическими указаниями, разработанными соответствующими кафедрами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ Содержит выводы и рекомендации по результатам проведенной работы, а
также оценку технико-экономической и социальной эффективности.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ Должен содержать перечень литературных источников, использованных
при выполнении дипломного проекта, в порядке ссылки на них в тексте. Допускается располагать источники в алфавитном порядке.
ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА
1.Схема генерального плана предприятия с привязкой к проектируемому цеху систем: электро-, водо-, пароснабжения, канализации, транспортных коммуникаций – 1 лист.
2.План цеха до реконструкции – 1-2 листа.
3.План цеха после реконструкции – 1-2 листа.
4.Чертеж изделия – 2 листа.
5.Чертеж конвейерной линии или конструктивного элемента оборудования
–2 листа.
6.Функциональная схема автоматического контроля и управления участка технологического процесса – 1 лист.
7.Чертежи, схемы систем пневмотранспорта или вентиляции – 1 лист. ИТОГО: 9-11 листов.