
- •Глава VIII
- •Заготовительные цехи кузнечного производства
- •§ 51. Назначение заготовительных цехов кузнечного производства
- •§ 53. Технологический процесс и выбор оборудования
- •§ 56. Основные материалы, штампы и инструмент
- •Удельный (питома) расход штампов и инструмента
- •§ 57. Определение состава и количества оборудования
- •Потери времени заготовительного оборудования
- •§ 58. Определение численности производственных рабочих
- •Плотность бригады
- •Трудоемкость разрезки металла на заготовки
- •§ 59. Площадь цеха
- •Данные для определения общей площади заготовительного цеха (без склада металла)
- •§ 60. Здание цеха
- •§ 61. Компоновка цеха
- •Размеры зон в заготовительном корпусе
- •Размеры зон в заготовительном цехе
- •§ 62. Планировка цеха
- •Кузнечные цехи
- •§ 63. Классификация кузнечных цехов
- •Признаки (ознаки) серийности производства поковок
- •Группы поковок
- •Характеристика кузнечных цехов по объему производства (годовому выпуску)
- •§ 64. Состав кузнечных цехов и производственная программа
- •§ 65. Технологический процесс и оборудование
- •Максимальные и средние массы поковок и слитков, изготовляемых на ковочном оборудовании различной мощности
- •§ 66. Механизированные и автоматизированные линии
- •§ 67. Производительность оборудования
- •Производительность кривошипных горячештамповочных прессов при штамповке в одном ручье штампа стальных поковок, шт/ч
- •Производительность горизонтально-ковочных машин при высадке в одном ручье штампа, шт/ч
- •§ 68. Штампы
- •Количество запасных штампов-дублеров
- •Расход штампов на 1 т поковок, кг
- •§ 69. Основные и вспомогательные материалы
- •§ 70. Трудоемкость изготовления поковок
- •Трудоемкость изготовления поковок из черных металлов, чел-ч
- •Трудоемкость изготовления 1 т поковок из цветных сплавов, чел-ч
- •§ 71. Определение состава и количества оборудования и численности производственных рабочих
- •Численность бригады для обслуживания штамповочных агрегатов и штамповочных линий
- •Численность бригады для обслуживания штамповочных автоматов и автоматических линий
- •Состав бригады, обслуживающей агрегаты ковочных молотов
- •Состав бригады, обслуживающей агрегаты ковочных молотов
- •§ 72. Определение площади цеха
- •Примерное соотношение площадей в кузнечных цехах ковки с учетом заготовительных и термических отделений
- •§ 73. Определение основных параметров здания
- •§ 75. Планировка цеха
- •Расстояние между оборудованием в линиях штамповочных прессов, расположенных вдоль оси пролета (см. Рис. VIII.15)
- •Расстояние между оборудованием в линиях штамповочных молотов (см. Рис. VIII.16)
- •Расстояние между оборудованием в агрегатах горизонтально-ковочных машин (см. Рис. VIII.17 и VIII.18)
- •Расстояние между оборудованием в линиях штамповочных прессов при поперечном грузопотоке (см. Рис. VIII.19 и VIII.20)
- •Грузоподъемность средств механизации у паровоздушных ковочных молотов, т
- •Грузоподъемность средств механизации у ковочных пневматических молотов, т
- •Расстояние между оборудованием (ковочные пневматические молоты)
- •Грузоподъемность основных средств механизации у ковочных прессов, т
- •Расстояние между оборудованием (ковочные гидравлические прессы)
Расстояние между оборудованием в линиях штамповочных молотов (см. Рис. VIII.16)
Масса падающих частей молота, кг |
Размеры, мм | ||
А |
а |
б | |
630 1000...2000 3150...5000 10000 16 000...25 000 |
6000 7000 7500 8500 10000 |
800 1000 1200 2000 2000 |
1000 1400 1800 2500 3000 |
Расстояния между горизонтально-ковочными машинами, элементами здания и смежным оборудованием приведены в табл. VIII.40.
Таблица VIII.40
Расстояние между оборудованием в агрегатах горизонтально-ковочных машин (см. Рис. VIII.17 и VIII.18)
Усилие ГКМ, кН |
Размеры, мм | ||||
А |
А |
Б |
а |
б | |
1600...6300 8000...16000 20000..31500 |
7500 7500 7500 |
5500 5500 5500 |
4000 6000 8000 |
1500 2000 500 |
800 1000 1500 |
Поперечное расположение оборудования в основном применяют при массовом и крупносерийном производстве поковок с применением штамповочных прессов или штамповочных автоматов, при этом создается поперечный грузопоток.
По первой схеме (рис. VIII. 19) штамповочные линии, состоящие из нагревательной установки, штамповочного и обрезного прессов, устанавливают в одном пролете перпендикулярно продольной его оси с образованием двух боковых проездов. При такой схеме все нагревательные установки расположены по прямой линии вдоль одного бокового проезда, а обрезные прессы — вдоль другого бокового проезда. Таким образом, по одному проезду подают заготовки, а по другому их удаляют, Такое расположение оборудования позволяет установить штамповочные прессы усилием до 40000 кН и прессы для обрезки облоя на траншейных фундаментах. При этом в траншейном фундаменте могут быть расположены транспортеры для непрерывного удаления поковок и облоя.
По второй схеме (рис. VII 1.20) штамповочные линии, совмещенные с термическими агрегатами, расположены в поперечном направлении многопролетного здания, а нагревательные установки — по прямой линии вдоль проезда, который прилегает к складу нарезанных заготовок; термические агрегаты прилегают к складу готовой продукции. Такое расположение оборудования (как и по первой схеме) позволяет устанавливать штамповочные прессы и прессы для обрезки облоя на траншейных фундаментах. При, этом исключаются межоперационные перевалки полуфабрикатов.
По первой и второй схемам штамповочные прессы и прессы для обрезки облоя устанавливают в линиях так, чтобы заготовки и полуфабрикаты в процессе штамповки перемещались через боковые окна.
Расстояния между оборудованием и элементами здания приведены
Таблица VIII.41
Расстояние между оборудованием в линиях штамповочных прессов при поперечном грузопотоке (см. Рис. VIII.19 и VIII.20)
Усилие прессов, кН |
Размеры, мм | ||||
А |
а |
б |
в |
г | |
<10000 16000..26000 31500...40000 63000...80000 100000...120000 160000... 200000 |
7000 8000 10000 12000 14000 16000 |
6000 6000 6000 6000 6000 6000 |
2000 2000 3000 3000 4000 4000 |
1000 1300 2000 2500 3000 4000 |
2000 2000 3000 3000 4000 4000 |
Расположение автоматических штамповочных линий и агрегатов в многопролетных зданиях относительно оси пролетов в поперечном направлении аналогично расположению поточных механизированных линий по схеме, показанной на рис, VIII.20. Автоматические и механизированные линии, превышающие по длине 70 м, могут устанавливаться вдоль оси пролета.
Примеры планировок.Особенностью универсальных цехов является разделение технологического, потока на четыре производственных отделения: штамповочное; термическое; очистное и отделение отделочных операций. При такой организации производства производственные отделения работают от промежуточных складов полуфабрикатов, которые должны быть четко отражены на планировке цеха.
На рис. VIII.21 показана принципиальная схема планировки универсального кузнечного цеха, выпускающего 100000 т поковок в год. Количество типоразмеров поковок 300, средняя масса поковки 2,5 кг, максимальная масса поковки 50 кг. В цехе предусмотрены горячештампо-
ки, подобные не только по конфигурации и массе, но и по маркам стали, требующим одинакового режима термической обработки.
Цех размещен в прямоугольном многопролетном здании, при этом все пролеты имеют одинаковые размеры. В одном из крайних пролетов находятся склад металла и заготовительное отделение. Заготовительное оборудование размещено на площадке, приподнятой на 1,2 м над уровнем пола, что позволяет лучше осуществить механизацию укладки заготовок в кассеты или ящики и удаление их от рабочего места.
В отличие от предыдущей планировки в настоящей схеме созданы поточные механизированные линии, состоящие из штамповочного оборудования, совмещенного с термическими агрегатами. Совмещенные линии расположены поперек пролетов, причем у всех линий штамповочный и обрезной прессы размещены в одном — среднем пролете, что позволило установить их на траншейные фундаменты. В целях унификации и взаимозаменяемости в случае выхода одной из линий из строя у всех линий одинаковые прессы и другое оборудование.
В результате применения штамповочных линий, совмещенных с термическими агрегатами, ликвидируются промежуточные заделы, и тепло поковок используется после штамповки при последующей термической обработке. С применением безокислительной атмосферы при индукционном нагреве заготовок и термической обработке поковок отпадает) необходимость применять очистное оборудование, которое на планировке не показано. После термических агрегатов размещено оборудование для отделочных и контрольных операций.
В другом крайнем пролете, т. е. в конце технологического потока размещен склад поковок. В зависимости от места, нахождения завода-потребителя отправку готовой продукции осуществляют авто - и железнодорожным транспортом, для чего на склад поковок может быть введен тупиковый железнодорожный путь.
Вспомогательные службы расположены с двух сторон по торцам здания с учетом приближения отдельных служб к соответствующим производственным отделениям. Например, в одном и том же пролете расположены штамповочные прессы и склад штампов, что позволяет подавать штампы к прессам мостовым краном без перегрузки из пролета в пролет.
Генераторная станция токов повышенной частоты размещена в пролете, в котором находятся индукционные нагреватели и т. п. Служебно-бытовые помещения расположены вдоль крайнего пролета с примыканием к складу поковок.
При такой планировке резко сокращаются транспортные операции, осуществляемые мостовыми кранами и напольным транспортом, так как транспортировка полуфабриката и облоя исключается, а транспортировка поковок значительно сокращается. Наличие в цехе четырех проездов вполне обеспечивает безопасность перемещения людских потоков, не нарушая работы транспорта.
В условиях массового производства поковок применение индукционных нагревателей и термических агрегатов с электрическим обогревом позволяет ликвидировать основной очаг выделения вредных газов и значительно уменьшить тепловыделение от нагревательных установок. Для создания нормальных условий работы в цехе предусмотрена соответствующая приточно-вытяжная вентиляция, расположенная в разных точках цеха, как показано на планировке.
На рис. VIII.23 показана принципиальная планировка кузнечного цеха группы II. Цех предназначен для изготовления поковок клапанов автомобильных двигателей методом выдавливания с выпуском 20 млн. шт. в год. Масса поковок составляет от 0,130 до 0,25 кг. В цехе предусмотрены две поточные линии и соответствующие вспомогательные службы. Здание кузнечного цеха состоит из одного пролета шири: ной 30 м. Комплексные линии основаны на базе специальных кривошипных штамповочных автоматов усилием до 10000 кН. На всех автоматах каждой линии одновременно штампуется поковка двух типов клапанов в течение смены или, по крайней мере, до износа штампов. Переналадка изношенных штампов производится перед началом каждой смены. Нагрев заготовок производится в индукционных нагревателях при частоте 8000 Гц. Штамповка клапанов предусмотрена на восьми автоматах; производительность каждого —800...1000 клапанов в 1 ч. Все поковки подвергаются закалке после штамповки с ковочного нагрева.
В качестве исходного материала применяют прутки диаметром до 38 мм и длиной 6 м, которые хранятся на промежуточном складе металла 1. При помощи мостового крана прутки пачками укладывают в контейнер механизированного стеллажа 1. С механизированного стеллажа прутки по одному поступают в механизм подачи 2, который проталкивает пруток через индукционный нагреватель 3 в штамп кривошипного пресса 4. Индукционный нагреватель (непрерывного действия) нагревает пруток по мере его проталкивания до температуры 500° С. На кривошипном прессе усилием 500 кН в штампе производится рубка прутка на заготовки мерной длины.
Работа механизма подачи 2 сблокирована с ходом ползуна пресса 4. За каждый ход ползуна пресса механизм подачи проталкивает заготовку в штамп до упора на величину длины одной заготовки. Производительность кривошипного пресса 4 должна соответствовать производительности двух штамповочных автоматов.
Заготовки после отрезки по лотку поступают в бункер 5 галтовочного барабана 6. В галтовочном барабане заготовки в течение 20 мин очищаются от металлургической окалины и от заусенцев, которые образовались при рубке. Очищенные заготовки поступают в многосекционный бункер 7, установленный на полу цеха. Из бункера при помощи подъемника 8 заготовки передаются на двухручьевой транспортер 12, расположенный на расстоянии 2,5 м от уровня пола. Указанные транспортеры укреплены на одной линии к кронштейнам колонн здания, а у второй линии они смонтированы на самостоятельных колоннах, Каждый ручей транспортера доставляет заготовки к двум штамповочным агрегатам и поочередно загружает бункера индукционных нагревателей. Из бункера заготовки поступают, в индукционный нагреватель 9, в котором нагреваются до ковочной температуры.
Температура нагрева заготовок под штамповку должна быть согласована с режимом последующей термической обработки этих поковок. Например, для клапанов из сталей 40Х, закалка которых производится при 850° С, температура штамповки должна быть несколько понижена против обычной,
Из индукционного нагревателя заготовки попадают к первому ручью штампа автоматического пресса 10, где производится штамповка за два пере-
Цехи ковки. Ковочные паровоздушные молоты устанавливают в однопролетных и многопролетных зданиях. В зависимости от массы падающих частей и ширины пролета ковочные молоты устанавливают вдоль пролета в один и два ряда. Ковочные молоты имеют фундаменты больших габаритов; что не позволяет приближать их к колоннам зданий; поэтому рабочий фронт этих молотов целесообразно располагать от стены здания. Для установки ковочных паровоздушных молотов в два ряда применяют пролеты шириной 24 и 30 м.
При установке, ковочных молотов предусматривают механизацию основных ковочных операций, загрузку заготовок в печь, вынос нагретых заготовок из печи, и подачу их к ковочному молоту, удаление поковок и металлоотходов от молота. Основные средства механизации при ковке применяются в зависимости от формы и размеров заготовки, массы падающих частей молота и типа нагревательной печи, установленной у этого молота. Для поковок типа вагонных осей и гладких валов при ковке за один вынос следует применять полуметодические или методические печи толкатёльного типа. Для поковок типа относительно небольших штампбвь1х кубиков, дисков и пр. при ковке за один вынос следует применять полуметодические или методические печи с вращающимся подом. Для поковок разных конфигураций при ковке за один вынос и более, а также для нагрева концов заготовок следует применять печи камерного типа.
Механизация процессов ковки на ковочных паровоздушных молотах предусматривается в зависимости от типа производства и характеристики изготовляемых поковок. При массовом и крупносерийном производстве поковок типа вагонных осей, гладких валов и пр. к ковочным молокам рекомендуется устанавливать напольные рельсовые манипуляторы и электротележки с поворотным столом. При указанном типе производства поковок у всех ковочных агрегатов предусматривается система дистанционного управления. При смешанном типе производства, т. е. когда имеются крупносерийное и мелкосерийное производства, к паровоздушным ковочным молотам устанавливают камерные нагревательные печи, ковочные рельсовые манипуляторы и ковочные поворотные краны. При мелкосерийном и единичном производстве поковок к ковочным молотам обычно устанавливают поворотные краны, однако это не исключает возможности установки манипуляторов.
Грузоподъемность основных средств механизации при изготовлении поковок на ковочных паровоздушных молотах указана в табл. VIII.42.
Таблица VIII.42