Выбор и расчет формовочного оборудования

 

При выборе того или иного формовочного агрегата следует иметь в виду, что литейные цеха массового и крупносерийного производства оснащаются автоматическими или комплексно-механизированными поточными линиями, в состав которых входят формовочные автоматы, заливочные и выбивные установки, транспортные системы и другое оборудование.

В соответствии с рекомендациями табл. 2.2 [1] для изготовления отливок (до 250 кг) применим формовку "по-сырому" с прессованием эластичной диафрагмой или жесткой колодкой (опочная).

Определяем объем производства, то есть количество готовых форм в год для потоков, расчеты сводим в таблицу 2.2.

 

Таблица 2.2

	Расчет числа форм
	Поточная линия	Масса отливки, кг	Масса отливок на год, т	Масса годных отливок в форме, кг	Количество форм в год, шт
	Расчетное	% брака форм	С учетом 5% брака
	Мелкие отливки	до 10				1,05
	Средние отливки	10 - 50				1,05
	Крупные отливки	50-250				1,05
	250-500			#ДЕЛ/0!	1,05	#ДЕЛ/0!
	500-1000			#ДЕЛ/0!	1,05	#ДЕЛ/0!

В таблице 2.2 масса годных отливок в одной форме принята с учетом рекомендаций таблицы 2.4 [1]. К расчетному числу форм добавлены 5% для восполнения брака форм, отливок, а также брака при механической обработке.

Определяем среднечасовое число форм:

 

N_ср.ч= , (2)

где - годовое число форм;

Ф_д- действительный фонд времени таб. 1.4 [1]

 

Определяем тип оборудования для производства форм каждого потока. Учитывая то, что используется автоматическая линия, то количество однотипных линий определяется по формуле:

 

Р₁= , (3)

 

где - паспортная цикловая производительность таблица 2.3 [1].

 

Предлагается для выпуска средних отливок установить Автоматическую блок-линию модели 8Л91265СМ с цикловой производительностью = 60…180 форм в час.Формовочный автомат модели DFM с цикловой производительностью = 120 форм в час

 

 

Принимаем количество линий Р₂, определяем коэффициент загрузки.

 

, (4)

 

Все результаты сводим в таблицу 2.3

Расчет количества оборудования
Формовочная линия	Производительность форм/час	Размер форм, мм	Фд, ч	Количество форм, шт	Кол-во оборудования, шт	Кз
в год	в час	расчетное	принятое
Автоматическая блок-линия модели 8Л91265СМ		800х700х300				0,88	1,00	0,88
DFM		1000х800х400				0,79	1,00	0,79

 

 

Расчет числа разливочных ковшей

 

Тип и емкость разливочных ковшей выбирается в зависимости от рода разливаемого металла, типа и вместимости плавильной печи, массы отливок и режима работы цеха.

Чугун в формы разливают обычно из конических стопорных или чайниковых ковшей. При заполнении форм металлоемкостью до 500 кг выполняется, обычно 8…12 заливок. Для поточной линий наиболее целесообразно использование стопорных ковшей. Емкость ковша для заливки крупных отливок с металлоемкостью формы 94,5 (90 кг отливка + 5% литниковая система и сливы) должна быть в пределах от 756…1134 кг при 8…12 заливках. Принимаем к использованию ковш емкостью q_к = 1000 кг.

Время оборота τ_ц.к ковшей принимается равным 11 минутам.

Потребность линии средних отливок жидком чугуне q_м = 94,5·88 = 8312,0 кг/ч (из таб. 2.3).

Потребность линии крупных отливок жидком чугуне qм = 94,5·95 = 8940,7 кг/ч (из таб. 2.3).

 

Рассчитываем количество одновременно находящихся в работе ковшей:

 

, (5)

где - потребность заливаемых форм в жидком металле, кг/ч;

- время оборота работающего ковша;

- коэффициент неравномерности потребления металла для заливки, принимается в пределах 1.3-1.7;

- емкость ковша, кг.

Расчет числа ковшей дает, что для обслуживания линий отливок постоянно требуется 5 (2 и 2,13) ковшей.

Для расчета числа ковшей, находящихся в ремонте, принимается длительность ремонта τ_р.к =12 ч для ковшей емкостью 1000 кг; число ремонтов в год (n_р) = 35; К_н=1.3

Количество ковшей, постоянно находящихся в ремонте в течении года:

 

, (6)

 

где - коэффициент неравномерности поступления ковшей в ремонт, 1.2-1.3;

- фонд времени ремонтных рабочих, 1820 ч.

В результате расчета принимается, что в ремонте постоянно находятся 2 ковша емкостью 1000 кг. Таким образом, парк ковшей емкостью 1000 кг с учетом аварийного резерва составит 10 штук.

 

Расчет парка опок

 

В крупносерийном и массовом производстве отливок на автоматических и комплексно-механизированных линиях количество опок в обороте рассчитывается по формуле:

 

n_о= n_ф · τ_о, (7)

 

где n_ф – количество форм, изготавливаемых в час, шт.;

τ_о – цикл оборота опок, который составляет 2…4 ч. Для формирования парка опок к полученному результату добавляют 15% в резерв и 15% для замены опок, находящихся в ремонте. Таким образом, в результате расчета количество опок для линии средних отливок составило - 264 штуки и 284 штук для крупных отливок, учитывая 15% резерва и 15% для замены опок, получаем 344 и 369 штуки соответственно.

 

Расход основных материалов

 

Изготовление форм ведется с использованием единой формовочной смеси, расход которой ориентировочно принимается по средним показателям, сложившимся в промышленности (табл. 2.9. [1]). Для сталелитейных цехов расход смесей увеличивается на 15…25%. Расчет объемов потребляемой смеси приведен в таблице 2.4.

Таблица 2.4

	Расход единой формовочной смеси
	Потребитель смеси	Размер опоки в свету, мм	Выпуск отливок в год, т	Расход смеси на 1 т годных отливок, т	Расход смеси на год, т	% просыпи смеси	С учетом 10% просыпей
	Линия мелких отливок	500х400				1,1
	Линия средних отливок	800х700		10,5		1,1
	Линия крупных отливок	1000х800		9,3		1,1
	1600х1200				1,1
	2500х1600				1,1
	Итого:

 

Плавильное отделение