Приходько - метод указания ПЛЦ ПДФ (58) укр

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

ДОНБАСЬКА ДЕРЖАВНА МАШИНОБУДІВНА АКАДЕМІЯ

ПРОГРАМА КУРСУ І КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

З ДИСЦИПЛІНИ «ПРОЕКТУВАННЯ ЛИВАРНИХ ЦЕХІВ»

для студентів заочної форми навчання спеціальності 7.05040201

«Ливарне виробництво чорних i кольорових металів i сплавів»

Затверджено на засіданні вченої ради

Протокол № від

Краматорськ 2011

УДК 621.74

Програма курсу і контрольні завдання з дисципліни «Проектування ливарних цехів» для студентів заочної форми навчання спеціальності 7.05040201 «Ливарне виробництво чорних i кольорових металів i сплавів» / Укл. О. В. Приходько. – Краматорськ: ДДМА, 2011. – 58 с.

Наведено всі необхідні матеріали для засвоєння курсу: робоча програма і загальні методичні вказівки по вивченню дисципліни, перелік практичних робіт, питання для самоперевірки, варіанти контрольних завдань і рекомендації з їхнього виконання, перелік рекомендованої літератури. Посібник також може бути корисним при виконанні проектної частини диплому.

2

3

ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ

Даний методичний посібник складений для студентів заочної форми навчання спеціальності 7.05040201 «Ливарне виробництво чорних i кольорових металів i сплавів»».

Курс «Проектування ливарних цехів» є завершальним у циклі підготовки студентів по спеціальних дисциплінах. Він базується на знаннях, отриманих у результаті вивчення загально технічних і спеціальних дисциплін: «Технологія ливарної форми», «Виробництво виливків із сталей», Виробництво виливків із чавунів», «Екологічні проблеми ливарного виробництва», «Ливарні сплави», «Обладнання ливарних цехів», «Спеціальні способи лиття», «Печі і сушила ливарного виробництва» «Автоматизація ливарного виробництва», «Економіка галузі», «Охорона праці й охорона навколишнього середовища», САПР.

Метою курсу є навчання студентів навичкам проектування ливарних цехів.

Основні задача, що переслідує курс, є підготовка студентів до проходження переддипломної практики, виконання дипломного проекту або дипломної роботи і їхнього успішного захисту. У результаті вивчення дисципліни студенти повинні:

1.Знати принципи побудови сучасних виробництв, основні методики

іметоди проектування виробничих систем виготовлення виливків, включаючи елементи САПР.

2.Уміти вибрати і обґрунтувати оптимальний технологічний процес виробництва виливків конкретної виробничої програми; визначати необхідні типи основного і допоміжного обладнання та устаткування для різних переділів технологічного процесу і розраховувати його кількість, раціонально робити розміщення обладнання і компонувати відділення цеху

іцех у цілому, давати техніко-економічне обґрунтування прийнятих рішень. Для вивчення дисципліни «Проектування ливарних цехів» потрібні

знання загальнотеоретичних дисциплін в обсязі, необхідному для рішення технологічних, проектних, конструкторських і дослідницьких задач. До них відносяться: вища математика, прикладна математика, інформатика, фізика, нарисна геометрія та інженерна графіка

Навчальна дисципліна «Проектування ливарних цехів» вивчається у 16 триместрі, має 1 модуль, який містить головні теми та практичні роботи.

Навчальний процес організується наступним чином. У період настановних сесій студентам читаються вступні лекції, проводяться, практичні заняття і видаються завдання на виконання домашньої контрольної роботи. Навчальні заняття за курсом включають самостійну роботу над учбово-методичною літературою та виконання контрольної роботи.

4

Контрольні роботи здаються для перевірки в строки, передбачені навчальним графіком; практичні роботи для студентів організуються в лабораторіях академії і виконуються під час настановної сесії.

Студенти, що захистили контрольну роботу і виконали практичні завдання, допускаються до іспиту.

Рекомендується наступний порядок самостійного пророблення тем курсу:

-ознайомитися зі змістом теми і методичних вказівок, щоб представити обсяг і послідовність викладу матеріалу;

-вивчити відповідні розділи рекомендованої літератури;

-відповісти на наведені питання для самоперевірки;

-для розширення уявлень про розглянуте питання звернутися до додаткової літератури.

Приступаючи до вивчення кожної нової теми курсу, рекомендується,

насамперед, ознайомитися з відповідним розділом дійсних вказівок і чітко уявити собі обсяг теми і послідовність розглянутих у ній питань. Після вивчення методичних вказівок можна переходити до попереднього ознайомлення з матеріалом по підручнику.

Коли цей перший етап виконаний, варто перейти до детального вивчення матеріалу підручника. Читати підручник потрібно уважно, не пропускаючи тексту, намагаючись зрозуміти кожну фразу. Якщо після ретельного вивчення теми по підручнику з використанням методичних вказівок залишаться неясні місця, потрібно звернутися за консультацією до викладача.

Щоб легше запам'ятати і засвоїти матеріал, рекомендується складати короткий конспект по кожному вивченому розділу, тому що конспект у сполученні з підручником допомагає краще підготуватися до іспиту.

Після вивчення кожної теми необхідно відповісти на питання для самоперевірки, які наведені в методичних вказівках. Відповіді на питання для самоперевірки - важливий засіб самоконтролю. Вони допомагають закріпити в пам'яті матеріал курсу.

Контрольну роботу потрібно виконувати після повного вивчення теоретичного курсу. Тільки в цьому випадку може бути досягнута основна мета роботи - закріпити теоретичні знання.

Екзамен - заключний етап вивчення курсу. Заставою успішної його здачі є систематична робота над курсом і повне виконання викладених тут вимог.

5

1 ПРОГРАМА КУРСУ І МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ЙОГО ВИВЧЕННЯ

1.1 Тема 1. Вступ. Організація проектних робіт. Стадії проектування

Загальні задачі проектування. Умови і постановки проектування на Україні. Стадії проектування. Структура та відділення ливарного цеху. Методика розробки виробничої програми. Типова програма ливарних цехів. Типи програм ливарних цехів. Визначення режимів роботи ливарних цехів. Розрахунки фондів часу.

Посилання на літературу: /1/ 9-38 , /2/ 8-18, /3/ 9-28, /4/ 3-36, /5/ 8-9

Методичні вказівки

Ливарне виробництво є найважливішою заготівельною базою машинобудівних і металургійних підприємств, тому в складі практично кожного з них створюється один або кілька ливарних цехів різного профілю. Для випуску литих виробів і заготівель у великих обсягах у промислово розвинених країнах будуються спеціалізовані ливарні заводи.

Ливарний цех - складне багатофункціональне підприємство, де взаємодіють об'єкти основного технологічного виробництва і допоміжні служби і господарства, які забезпечують його. Ливарний цех, як технічна система, утворена великою кількістю взаємозалежних виробів, комплектуючих і матеріалів, які забезпечують роботу окремого обладнання, машини або технологічної лінії.

У число завдань інженерів-проектувальників входять: вибір технологічних процесів, основного і допоміжного обладнання; розробка транспортної схеми виробництва; розробка вимог і рішень по системах і конструкціям, необхідним для забезпечення основних технологічних процесів (будинків і споруджень, енергозабезпечення, водопостачання, санітарно-технічних систем і т.п.). Особливість проектування цехів пов'язана з тим, що прийняті технічні рішення не можуть бути однозначно детерміновані: не існує формул, по яких можна вирахувати планування цеху або заводу. Оптимальний вибір технології, обладнання, сировини або енергії обумовлений не стільки кращими розрахунками або імовірнісними оцінками, скільки здатністю до творчості.

Найважливіші показники, що характеризують виробничі цехи, - проектна потужність і продуктивність. Проектна потужність цеху - розрахункова кількість готової продукції заданого сортаменту і якості, що може бути отримана в цеху протягом календарного року при освоєнні запроектованої технології виробництва та устаткування, безперебійному постачанні вихідною сировиною, енергоносіями і матеріалами при організації сучасного менеджменту і високої кваліфікації обслуговуючого персоналу. Продуктивність - обсяг готової продукції, що випускається в

6

одиницю часу. Найчастіше розраховують годинну або змінну продуктивність цеху як сумарну продуктивність установлених у цеху агрегатів або комплексів обладнання, на яких здійснюється повний технологічний процес виробництва готової продукції. Продуктивність агрегатів, які установлені у цеху, залежить від різних факторів.

Основними ознаками класифікації ливарних цехів є рід металу, маса виливків, серійність і ступінь механізації виробництва, вид спеціалізації.

Розробка проекту цеху починається з аналізу завдання й вихідних даних для проектування. Ці дані містять у собі виробничу програму, вид сплаву, параметри і призначення виливків, що виготовляються, рівень вимог до якості лиття, характер і особливості підприємства, у складі якого повинен функціонувати ливарний цех.

Підставою для розробки проекту є виробнича програма. Маючи програму, приступають до її аналізу, ціль якого - визначення характеру виробництва. В залежності від серійності виробництва виробнича програма може бути точною, наведеною або умовною.

По існуючій класифікації встановлюють характер проектованого цеху по потужності, номенклатурі виливків, серійності виробництва. Потім визначаються особливості завдання, пов'язані з географічним розташуванням: кліматичні умови, енергоресурси, постачальники матеріалів і виробів, особливості видалення відходів виробництва, споживачі продукції. На підставі аналізу вихідних даних установлюються основні параметри проектування: основні технологічні рішення, рівень механізації виробництва, структура цеху і состав відділень, режими роботи.

Структуру ливарного цеху визначає його потужність, номенклатура виливків, режим роботи, ступінь спеціалізації і тип виробництва. В загалі, сучасний ливарний цех складається з виробничих (основних) і допоміжних відділень, складських і службово-побутових приміщень.

У ливарних цехах застосовуються два режими роботи: послідовний і паралельний. При послідовному режимі основні технологічні операції виконуються послідовно в різні періоди доби на одній і тій же площі. При паралельному режимі роботи всі технологічні операції виконуються одночасно на різних виробничих ділянках. Бувають однозмінні, двозмінні й трьохзмінні послідовні і паралельні режими роботи.

При проектуванні або реконструкції ливарних цехів застосовують три види річних фондів часу роботи обладнання і робітників: календарний, номінальний (час, протягом якого може виконуватися робота із прийнятого режиму, без обліку неминучих втрат), дійсний (визначається шляхом виключення з номінального фонду неминучих втрат часу). Всі проектні розрахунки ведуть відносно дійсного фонду часу роботи обладнання і робітників.

Питання для самоперевірки

1 Назвіть основні показники, що характеризують виробничі цехи.

7

2Як класифікуються ливарні цехі в залежності від роду металу?

3Як класифікуються ливарні цехі в залежності від маси виливків?

4Як класифікуються ливарні цехі в залежності від серійності і ступіні механізації виробництва?

5Як класифікуються ливарні цехі за видом спеціалізації?

6Що є вихідними даними для проектування ливарного цеху?

7Особливості складання точної програми виробництва виливків.

8Особливості складання наведеної програми виробництва

виливків.

9Особливості складання умовної програми виробництва виливків.

10Які відділення цеху належать до виробничих відділень?

11Які відділення цеху належать до допоміжних відділень?

12Яке призначення складських приміщень ливарного цеху?

13У яких випадках у ливарних цехах застосовуються послідовний режим роботи?

14У яких випадках у ливарних цехах застосовуються паралельний режим роботи?

15Які режими роботи одержали найбільше поширення? Чому?

16Що таке календарний фонд часу роботи?

17Як розрахувати номінальний фонд часу роботи?

18Як визначається дійсний фонд часу роботи обладнання?

19Як визначається дійсний фонд часу роботи робітників?

1.2 Тема 2. Проектування основних відділень ливарного цеху

1.2.1 Проектування плавильного відділення

Загальні положенння. Вибір плавильного обладнання. Складання балансу металу й відомості шихтових матеріалів. Розрахунок кількості плавильного обладнання. Проектування плавильного відділення чавуноливарного цеху. Проектування плавильного відділення фасоноливарних цехів. Ковшове господарство. Розрахунки кранового господарсва плавильного відділення. Заходи щодо охорони праці й захисту навколишнього середовища.

Посилання на літературу: /1/ 131-170 , /2/ 8-18, /3/ 31-62, /4/ 36-53

Методичні вказівки

Розрахунок плавильного відділення полягає в складанні балансу металу по марках металів, що виплавляються, виборі типу й визначенні кількості плавильних агрегатів, розрахунку витрати шихтових матеріалів на річний випуск виливків і плануванню ділянки.

При проектуванні відділення пророблюются наступні питання:

8

-обґрунтування вибору плавильного агрегату, його переваги та недоліки;

-конструктивні особливості плавильного агрегату (наприклад, вагранки: коксові, газові; з накоплювачем, без накоплювача; на холодному або гарячому дутті, ін.);

-механізація й автоматизація підготовки, набору й завантаження шихти в плавильну піч; ємність ковшів;

-схему організації робіт у відділенні;

-розрахунок витрати вогнетривів і допоміжних матеріалів;

-параметри й кількість одиниць вантажопідйомного й допоміжного обладнання;

-розробка плану розташування обладнання.

Вибір типу і конструкції плавильного агрегату залежить від роду металу, маси виливків, обсягу виробництва, режиму роботи цеху та виду палива.

Учавуноливарному виробництві для плавки застосовують вагранки

йелектричні печі (індукційні, дугові). Найпоширенішим агрегатом є вагранка закритого типу з очищенням газів. Також розповсюдженим плавильним агрегатом для плавки чавуну є індукційна тигельна піч промислової частоти з установкою для підігріву шихти та міксерним режимом. При при виплавці високих і спеціальних марок чавуну доцільно застосовувати дуплекс-процес: коксова вагранка - індукційна піч промислової частоти. Для плавки чавуну застосовуються також дугові електричні печі прямої дії.

Для виплавки сталі в ливарних цехах основним плавильним агрегатом є електродугові печі. Використовуються печі з кислою або основною футеровкою. Електропечі ємністю до 12 т установлюються в цехах дрібного і середнього литва, печі більших ємностей - при виготовленні виливків великої маси. Сучасним типом плавильних електродугових печей, є печі, що працюють на постійному струмі. Дугові печі постійного струму розроблені для плавки стали (ДППТС), чавуну (ДППТЧ). Використання ДППТ дозволяє в 7...10 разів зменшити кількість пилових і газових викидів, знизити вигар; знизити витрату феросплавів і електродів, різко зменшити шум у плавильних відділеннях. ДППТ є перспективним устаткуванням.

Уливарних цехах з невеликим обсягом виробництва для виплавки сталі так само застосовуються індукційні печі підвищеної частоти а також індукційні плавильні установки (УІП) середньої частоти для швидкісної плавки чорних і кольорових металів, що відповідають найсучаснішим вимогам ливарного виробництва.

Розрахунок кількості вибраних плавильних агрегатів починається з визначення необхідної кількості металозавалки по окремих марках сплаву. Маса металозавалки складається з маси придатних виливків на програму, маси металу ливникових систем, витрати металу на брак, угар і безповоротні втрати.

9

У масовому та багатосерійному виробництві при відомій номенклатурі витрати металу визначають подетальним розрахунком на підставі річної програми. При відсутності подетально розробленої технології виготовлення виливків витрати металу визначаються укрупненим розрахунком.

Брак виливків залежить від характеру литва, роду металу, виду виробництва. Угар і безповоротні втрати залежать тільки від роду металу і виду плавильного агрегату.

Основним показником є вихід придатних виливків, що залежить від роду металу, галузі промисловості та характеру лиття (дрібне, середнє, важке). Потреба металозавалки визначається по кожній масовій групі і по кожному виду сплаву.

Маса металозавалки на програму литва складається із суми мас металозавалки окремих груп. Для розрахунку кількості плавильних агрегатів складається відомість розрахунку металозавалки по всіх марках металу.

Після розрахунків металозавалки по кожній марці сплаву підбираються компоненти шихти, розраховується їхня кількість на програму з урахуванням угару. Для цього повинні бути виконані розрахунки шихти.

Розрахунок кількості плавильних печей виконується по кількості рідкого металу для кожного типу плавильного агрегату за методикою, наведеною в літературі

При виборі плавильних агрегатів варто враховувати, що вагранки є печами безперервної дії, що дозволяють робити відбір металу в міру необхідності. При цьому для нагромадження великої кількості металу передбачається установка накоплювачів, що обігріваються, печей-міксерів. Для дугових і індукційних печей ємність печі визначається як можливістю постачання металом ливарних конвеєрів безупинно порівняно невеликими порціями, так і необхідністю заливання великих і важких виливків.

При розрахунку парку ковшів розраховують кількість розливальних ковшів, виходячи з кількості рідкого металу, необхідного для кожної технологічної групи лиття, ємності ковша і тривалості одного оберту ковша. У ковшових відділеннях установлюють обладнання для готування футеровальної суміші, сушила і підйомно-транспортні механізми (кранбалки, тельфери). Ковшове відділення розташовують в одному прольоті із плавильними печами.

Технологічні операції, які виконуються в плавильних відділеннях ливарних цехів, характеризуються значним виділенням шкідливостей у вигляді пилу, газів, надлишкової теплоти й шуму. У зв'язку із цим при проектуванні відділення слід приділяти достатньо уваги до питань охорони праці й захисту навколишнього середовища.

10