Министерство образования и науки Республики Казахстан
Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова
Институт металлургии, машиностроения и транспорта
Кафедра металлургии
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИТЕЙНЫХ ЦЕХОВ
Учебное пособие для студентов специальности
250340 «Машины и технология литейного производства»
Павлодар
УДК 621.74.001.63 (075.8) ББК 34.61я73 А 13
Рекомендовано научно – методическим советом ПГУ им. С.Торайгырова
Рецензенты:
кандидат технических наук, доцент Суюндиков М.М.
кандидат технических наук, доцент Сулеймен Е.Б.
Абдрахманов Е.С.
«Проектирование литейных цехов». Учебное
пособие для студентов специальности 250340 «Машины и технология литейного производства».– Павлодар, 2004
В учебном пособии представлены материалы по проектированию основных технологических отделении литейных цехов. Проанализированы структура отделений и грузопотоки цехов. Представлены данные по выбору технологического оборудования и расчету площадей плавильных, смесеприготовительных, формовочных, стержневых, термообрубных отделений. Приведены материалы для выполнения транспортной, энергетической, строительной, санитарно-технической частей проекта и показатели оценки работы современных литейных цехов.
Учебное пособие написано в соответствии с требованиями ГОСО РК 3.07.299 – 2002 специальности «Машины и технология литейного производства».
Абдрахманов Е.С. 2004
П
авлодарский государственный университет им. С.Торайгырова, 2004
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по УР
_________ Н.Э. Пфейфер
«____»________2004г.
Составитель: к.т.н., доцент Абдрахманов Е.С.
Кафедра металлургии
Утверждено на заседании кафедры «___»______2004г. протокол №__
Заведующий кафедрой _________ М.М. Суюндиков
(подпись)
Одобрено учебно-методическим советом института металлургии, машиностроения и транспорта, «____» ______ 2004г. Протокол № _____
Председатель УМС _______________ Н.С. Дудак «___»_______ 2004г.
(подпись)
СОГЛАСОВАНО
Директор института ________ Т.Т.Токтаганов «_____»_______ 2004г.
(подпись)
Н/к отдела ОМКУП _________ Г.С.Баяхметова «____»_______ 2004г.
(подпись)
Одобрено УМО
Начальник УМО ___________ Л.Т. Головерина «____»_______2004г.
Рецензия
Учебное пособие, написанное к.т.н., доцентом Абдрахмановым Е.С., предназначено для студентов специальности “Машины и технология литейного производства”, изучающих курс “Проектирование литейных цехов”. Оно может быть использовано при выполнении домашних заданий, курсовых и дипломных проектов.
В пособии представлены материалы по проектированию основных технологических отделений литейных цехов. Проанализированы структура отделений и грузопотоки цехов. Представлены данные по выбору технологического оборудования и расчету площадей плавильных, смесеприготовительных, формовочных, стержневых, термообрубных отделений.
Освещены общие принципы моделирования и анализа литейных систем. Сформулированы принципы построения высоконадежных систем.
Приведены материалы для выполнения транспортной, энергетической, строительной, санитарно-технической частей проекта цеха.
Проанализированы критерии выбора рациональных решений цехов. Приведены показатели оценки работы современных литейных цехов.
Учебное пособие представляет определенный интерес для магистрантов, аспирантов и преподавателей высших учебных заведений, а также для инженерно-технических работников литейного производства.
Рецензенты:
К.т.н.,доцент Суюндиков М.М
К.т.н., доцент Сулеймен Е.Б.
Содержание
1 Выбор и анализ основных параметров
литейных цехов 3
1.1 Основные принципы проектирования цехов 3
1.2 Состав и основные параметры литейных цехов 6
1.3 Расчет программы и фондов времени 15 2 Расчет количества оборудования производственных отделений 17 2.1 Расчет оборудования плавильных отделений 17
2.2 Расчет оборудования смесеприготовительных
отделений 23
2.3 Расчет оборудования формовочных отделений 28
2.4 Расчет оборудования стержневых отделений 32
2.5 Расчет оборудования термообрубных отделений 35
3 Проектирование литейных систем 38 3.1 Моделирование и анализ систем 38
3.2 Построение высоконадежных систем 46
4 Транспортная, энергетическая, строительная и
санитарно-техническая части цеха 57
4.1 Транспорт литейных цехов 57
4.2 Энергетические затраты 59
4.3 Строительная и санитарно-техническая части
проекта 62
5 Планировки литейных цехов 63 5.1 Компоновочные решения 63
5.2 Нормы расположения проездов и оборудования 66
6 Показатели работы цеха 69
Литература 72
Приложение А1 73
Приложение А2 74
1 Выбор и анализ основных параметров литейных цехов
1.1 Основные принципы проектирования цехов
Анализ и оптимизация проектных решений должны производиться на основе общих принципов развития металлургии и машиностроения. Основное внимание должно быть уделено экономному расходованию сырья, материалов, энергии и внедрения в производство малоотходных технологических процессов и нового высокоэффективного оборудования, экономно использовать материальные, топливно-энергетические и трудовые ресурсы. Создание технологических процессов и оборудования, обеспечивающих получение точных отливок, близких по форме и размерам к готовым деталям, является основной задачей литейного производства. Для ее решения необходимо совершенствовать методы проектирования современных литейных цехов, технического перевооружения и реконструкции действующих предприятий.
Основным критерием при выборе способа изготовления заготовок (отливка, сварная заготовка, заготовка из проката, поковка, штамповка и т.п.) являются технико-экономические характеристики процессов. При сравнении показателей производства заготовок разными способами следует учитывать особенности технологии: стоимость подготовки производства, металлоемкость, трудоемкость процесса изготовления заготовок, трудоемкость процессов обработки заготовок. Эти показатели изменяются в зависимости от серийности производства (рисунок 1). Например, учитывая особенности производства сварных заготовок и отливок, можно определить серийность N, при которой предпочтение следует отдавать отливкам
 , (1)
где ПО и ПС – стоимость подготовки производства отливок и
сварных заготовок;
СО и СС – себестоимость отливки и сварной заготовки.
Способ изготовления отливок выбирают с учетом не только себестоимости самой отливки, но и себестоимости изделия.
Количество штук в серии
 
1 – сварные заготовки;
2 – отливки
Рисунок 1 – Сравнительная стоимость сварных заготовок и
отливок
Известно, что объем механической обработки и ее стоимость в значительной мере определяются точностью размеров и конфигурацией отливок (рисунок 2). На основании технико-экономического анализа выбирают технологический процесс, который закладывается в проект цеха, разрабатываемый на заданную мощность (т/год). Выбор оптимального технологического процесса изготовления отливок может быть произведен по сумме приведенных затрат на изготовление деталей, которые могут быть рассчитаны по формуле
 , (2)
где П – сумма приведенных затрат на изготовление деталей;
СЛ и СМ – себестоимость отливок и механической обработки,
тнг/т или тнг/шт;
Е0,12 – коэффициент эффективности капитальных
вложений;
КЛ и КМ – капитальные вложения в литейном и
механическом цехах по принятым вариантам
технологии производства отливок и их
механической обработки, тнг.
Повышение точности отливок
 
1 – себестоимость отливок;
2 – себестоимость механической обработки;
3 – себестоимость деталей;
4 – оптимальный процесс
Рисунок 2 – Соотношение себестоимости отливок себестоимости механической обработки отливок, себестоимости деталей в зависимости от точности отливок
При разработке проекта особое внимание должно быть уделено возможности применения комплексно-типового проектирования.
Литейное производство является весьма сложным комплексом разнообразных технологических операций, складывающихся из двух циклов: “металлургического” (плавка, заливка, первичная обработка отливок) и “формовочного” (приготовление смесей, изготовление форм и стержней, сборка и выбивка форм). Многовариантность этих операций, наличие большого количества независимых переменных, влияющих на качество литья, дискретность технологических процессов создают значительные трудности при автоматизации. В настоящее время удается автоматизировать лишь отдельные операции, хотя их круг неуклонно расширяется. Комплексная автоматизация, предусматривающая превращение литейного цеха из объединения отдельных участков в интегрированное целое, части которого закономерно взаимодействуют в условиях выполнения определенной производственной программы, пока остается задачей будущего.
Проектирование цеха должно осуществляться на основе системного подхода с учетом достижений теории построения производственных систем.
Перспективными являются разработки высокопроизводительных автоматов, основанных на эффективных технологических процессах; автоматических комплексов и агрегатов непрерывного действия, использующих ЭВМ для оптимизации параметров технологии; автоматизированных систем управления технологическими процессами в литейном производстве. Важнейшим мероприятием повышения уровня автоматизации является создание автоматических промышленных роботов с программным управлением для выполнения монотонных, физически тяжелых работ. Наряду с непосредственным созданием автоматического оборудования получают все большее развитие работы по автоматизации технологической подготовки производственных отливок и созданию систем автоматизированного проектирования технологии и конструирования оснастки и оборудования.
Для решения указанных проблем целесообразно широко использовать современные достижения в области системотехники, исследования операций, математической логики, теории оптимального управления, теории надежности, электронно-вычислительной техники.
Проект цеха должен включать в себя следующие основные элементы:
-
программу цеха;
-
режим работы с указанием фондов времени по отделениям;
-
технологические процессы изготовления различных групп отливок;
-
расчеты оборудования, площадей и транспортных средств всех производственных и вспомогательных отделений цеха;
-
расчет по укрупненным показателям потребного количества основных и вспомогательных материалов;
-
расчет потребности в электроэнергии, сжатом воздухе, воде (для технологических, производственных и бытовых нужд);
-
анализ грузопотоков в основных и вспомогательных отделениях цеха;
-
компоновку (размещение) основного и вспомогательного оборудования;
-
выбор основных элементов конструкции здания цеха;
-
расчет технико-экономических показателей.
Последовательность и методика выполнения проекта цеха изложена в работах [1-3].
Достарыңызбен бөлісу: | 
