Проектирование стержневого отделения

При выполнении проекта в данном разделе РПЗ необходимо проработать следующие вопросы:

1) Рассчитать количество и массу стержней на годовую программу.

2) Распределить номенклатуру стержней на группы по массе.

3) Определить количество и мощности технологических потоков стержней.

4) Обосновать технологический процесс изготовления стержней для каждого технологического потока и выбрать оборудование для их изготовления.

5) Рассчитать необходимое количество его единиц стержневого оборудования.

6) Рассчитать площади для хранения суточного запаса стержневых ящиков и стержней.

Программой стрежневого отделения является годовое количество стержней, необходимое для обеспечения выпуска проектной программы годных отливок.

Расчет количества стержней производится по имеющимся технологическим картам изготовления полной номенклатуры отливок при массовом или крупносерийном производстве либо отливок - представителей при серийном производстве. При отсутствии технологических разработок на часть или всю номенклатуру отливок (например, при мелкосерийном и единичном производстве) количество стержней определяют по нормам расхода на 1 т годового выпуска отливок (приложение Ж).

Выбор технологических процессов и оборудования для изготовления стержней производится после разбивки всей номенклатуры по массе и размерам. При этом учитывается серийность производства, технология изготовления форм для отдельных потоков отливок, возможность использования различных видов оборудования и стержневых смесей. После определения количества и мощности технологических потоков все стержни разделяются на группы, для которых выбираются технологические процессы и оборудование. При расчетах принимается плотность стержней из песчано-глинистых смесей 1,6…1,7 кг/дм³, из ХТС-1,4…16 кг/дм³, из ЖСС-1,35 кг/дм³. Разбивка стержней на группы по массе позволяет определить количество, массу или объем стержней данной группы и дает возможность свести несколько групп в один технологический поток для изготовления их на одном оборудовании.

При выборе методов изготовления стрежней следует руководствоваться следующими основными положениями:

- при массовом и крупносерийном производстве технологические процессы должны обеспечивать высокую производительность, например: пескодувные и пескострельные полуавтоматы; применение быстровысыхающих смесей и короткой сушки; холодно-твердеющие смеси с продувкой различными катализаторами отверждения и др.

- комплексные линии должны включать в себя оборудование как для изготовления стержней, так и для их отделки, окраски, сборки в блоки и др.;

- для окраски и «подсушки» стержней в составе комплексных линий устанавливаются конвейерные горизонтальные или вертикальные сушила, вытяжные камеры для покрытий на основе спиртов, лаков;

- при серийном, мелкосерийном, единичном производстве предпочтительно применять самотвердеющие смеси на основе смол, жидкого стекла, алюмофосфатных связующих, что способствует снижению трудоемкости изготовления и выбивки стержней, повышает их точность;

- допустимо в отдельных случаях применение смесей, требующих тепловой сушки, например при изготовлении массивных стержней;

- при проектировании следует стремиться свести к минимуму количество типоразмеров стержневых ящиков, используя многогнездные ящики для мелких стержней.

Применяемые в настоящее время в литейном производстве связующие материалы и отвердители позволяют достаточно широко варьировать время отверждения смесей в оснастке, что обеспечивает механизированное изготовление как мелких, так и крупных стержней. Используя всевозможные комплексно-механизированные линии, следует иметь в виду, что для каждого конкретного цеха (отделения) компоновка линий может быть изменена с увеличением или уменьшением габаритов линий, отдельных ее участков (например, размеров участков отвердения смеси, подсушки краски, накопления готовых стрежней и др.)

В приложении Е приведены данные по некоторым видам оборудования для изготовления стержней. Помимо этого могут использоваться формовочные машины, смесители для ХТС, ЖСС, вибростолы.

При проектировании современных литейных цехов целесообразно полностью механизировать и автоматизировать изготовление стержней путем применения поточных комплексно – механизированных и автоматизированных линий.

На базе стандартных линий можно спроектировать стержневые линий с другой производительностью и габаритами, рассчитав необходимые технические данные отдельных участков линий и производительность смесителя. (Приложение И).

Машины и линии для изготовления стержней подбираются и рассчитываются на программу после определения массовых групп стержней, габаритов стержневых ящиков, количества стержней и их массы. На участке могут изготовляться стержни одной или нескольких групп. Стержневое отделение может состоять из одного или нескольких участков, которые могут комплектоваться как стержневыми машинами (пескодувными, пескострельными), так и автоматизированными или механизированными линиями.

Основой выбора стержневой машины является масса стержня и максимальные размеры стержневого ящика.

Количество стержневых машин для каждого технологического потока определяется по известным формулам. При проектировании принимается число стержневых машин или линий, отличное от расчетного, так как учитывается коэффициент загрузки оборудования. Рекомендуемый коэффициент загрузки - 0,70...0,85; при этом коэффициент загрузки стержневого оборудования должен быть ниже или равен соответствующему коэффициенту для формовочного оборудования. Это необходимо для того, чтобы стержневое отделение не задерживало работу формовочно - сборочных участков цеха.

Все расчетные данные по стержневому отделению сводятся в таблицу, форма которой приведена в [1].

Для повышения прочности, газопроницаемости стержней применяется сушка; так же необходимо осуществлять сушку противопригарных покрытий на водной основе, если стержни изготавливаются из смесей, не требующих сушки.

Сушка может производиться в камерных, этажерочных, тележечных сушилах периодического действия, либо в различных конвейерных сушилах непрерывного действия.

В случае различных технологических процессов в стержневом отделении следует распределить стержни по сушилам с учетом размеров и требуемого режима сушки. Методика расчетов количества сушил приведена в [1].

В составе стрежневого отделения проектируются участки изготовления каркасов, приготовления противопригарных покрытий, комплектовки стержней, оперативного хранения стержневых ящиков и стержней, получения углекислого газа (при необходимости), кладовые вспомогательных материалов.

Площадь участков оперативного хранения оснастки и стержней может определяться как укрупнено (10…15 % от площади стержневого отделения), либо рассчитываться по каждому технологическому потоку стержней.

При определении величины площади стержневого отделения следует учитывать, что в цехах массового и крупносерийного производства с использованием автоматических и механизированных линий площади стержневых отделений составляют 50…100 % от площади формовочного отделения. При изготовлении стержней на плацу расчет площадей может производиться по количеству рабочих мест. Площадь каркасного отделения принимается в зависимости от мощности цеха: при мощности цеха 10...20 тыс. т/год площадь участка равна - 15...24 м²; при мощности 20...50 тыс. т/год - 24... 120 м².