Проектирование формовочно-заливочного отделения чугунолитейного цеха на выпуск 12 тысяч тонн в год годных отливок

Формовочные автоматы проходные однопозиционные. Из двух автоматов один для нижних полуформ, а другой для верхних. У каждого автомата имеется челночный механизм для замены моделей, действующий автоматически. Для укладывания и снятия грузов имеется грузоукладчик. Для формовки применяют единую формовочную смесь с дозированием при помощи ленточного дозатора.    На участке простановки стержней  стержни проставляет рабочий, который снимает стержни с подвесного конвейера.

После формовки собранная форма  передаётся на участок заливки, где  заливают расплав. Металл из плавильного отделения доставляется к заливочной установке при помощи электрокаров.

  Автоматизированная заливочная установка состоит из подвижной рамы и двух ковшей, установленных на ней. Из ковша металл переливается в дозировочный ковш, имеющий отверстия для выдачи металла в форму. В зависимости от требуемой скорости заливки выбирают размер этих отверстий. Количество металла, подаваемое в дозировочный ковш, можно регулировать реле времени. В раздаточном ковше металл подогревается индуктором. После заливки формы идут на ветку охлаждения тележечного конвейера. После охлаждения формы подаются на выбивку.

Формы выбиваются следующим образом. Из комплекта опок снизу вверх  выдавливается пакет земли с  заключенными в нем отливками  и сталкиваются толкателями на специальный  пластинчатый конвейер для дополнительного охлаждения. После охлаждения пакеты земли с отливками сталкиваются на вибрационную решетку.

Выдавленные комья смеси просеиваются на решетке, смесь падает вниз и идет по ленточному конвейеру на подготовку отработанной смеси, а отбитые отливки  с литниками с вибрационной решетки попадают на пластинчатый конвейер. Литники, которые не откололись в процессе выбивки, обрубает рабочий. Затем он подцепляет отливки крюком подвесного конвейера и они отправляются на участок финишной обработки. Отбитые литники с пластинчатого конвейера попадают в специальные короба. После заполнения короба его меняют при помощи электрокара и отвозят на шихтовый двор.

Опоки после выдавливания кома подаются к распаровщику, где они разбираются  и по рольгангу идут к формовочным  автоматам.

 

7. Баланс формовочных материалов.

Состав формовочной  смеси.

Компоненты	Состав, %	На завал 3 тонны, кг	Насыпной вес, т/м3
Отработанная смесь	87 - 97	2620 – 2860	1,2
Кварцевый песок	2 - 5	60 – 250	1,5
Бентонит	1,2 –2,5	36 – 75	0,9
Уголь	0,25 – 0,5	7,5 – 15	0,7
Крахмалистая добавка ЭКР	0,05 – 0,1	1,5 – 3	0,4
Сода кальцинированная	0,04 – 0,08	1,2 – 2,4	0,7
Жидкая углеродистая добавка	0,05 – 0,1	1,5 – 3	0,9
Вода	1 - 4	30 – 120	1,0

 

Прочность на сжатие по-сырому с насыпным весом 0,8 – 0,9 г/см³ в количестве 80 т/час       составляет 1,6 – 1,8 кгс/см².

Получение смеси осуществляется посредством  использования смесителя модели 5080.

 

Состав песчано-смоляной смеси для изготовления стержней в нагреваемой модельной оснастке СГ-1.

Компоненты	Состав, %
Кварцевый песок 1К02 или 1К016	100
Окалина термическая	0,6
Отвердитель БС-40	0,35 – 0,5
Смола карбамидно-фурановая КФ-90	2 – 2,35
Спирт изопропиловый	0,15

 

 

Физико-механические свойства  стержневой смеси СГ-1.

Прочность при растяжении, МПа (кгс/см2)		Текучесть, % не менее
В горячем состоянии	В холодном состоянии
0,35 – 0,5 (3,5 –5,0)	1,8 – 2,6 (18 – 26)	60

    

Приготовление смесей производится в бегунах периодического действия модели 1А12, производительностью 1,5 т/час.

8. Расчёт  времени выдержки отливки.

 

Заливка производится при перегреве  над температурой ликвидус 100⁰С.

t_зал = t_л + ∆t_пер = 1250⁰C + 100⁰C = 1350⁰C.

Выдержка отливки в литейной форме необходима для снятия теплоты  перегрева, затвердевания отливки  и охлаждения ее до температуры выбивки. Она рассчитывается по следующим формулам:

 

 

 

 

 

 

 

 

 где τ ₁ – время снятия перегрева,

τ ₂ - время затвердевания,

τ ₃ - время охлаждения,

V₁ – объем полости формы (V₁ = 0,0214 м³),

γ ₁ - плотность жидкого металла (g₁ = 6800 кг/м³),

γ₂ - плотность твердого металла (g₁ = 7200 кг/м³),

ρ₁ - удельная теплота кристаллизации (r₁ = 256000 Дж/кг),

с₁ - удельная теплоемкость жидкого металла (с₁ = 950 Дж/кг^.К),

с₂ - удельная теплоемкость твердого металла (с₂ = 780 Дж/кг^.К),

F₁ - площадь поверхности отливки (F₁ = 2,03 м²),

b_ф - теплоаккумулирующая способность формы (b_ф = 1250 Вт^.с^1/2/м^2.К),

t_зал - температура заливки(t_зал = 1350⁰С),

t_сол - температура солидус(t_сол = 1150⁰С),

t_кр - температура кристаллизации (t_кр = 1200⁰С),

t_выб - температура выбивки(t_выб = 700⁰С),

t_ф - температура формы (t_ф = 35⁰С).

 

 

 

     τ= 23 + 129 + 287 = 439 сек = 7,5 мин

 

Длина участка выдержки рассчитывается по формуле:

      

       30 м

 

         

 

8. Охрана труда.

 

Специфическими условиями труда формовочного отделения по изготовлению форм, вредно отражающимися на здоровье рабочих, являются выделения газов при заливке и охлаждении отливок, выделение пыли при изготовлении полуформ, тепловыделение на участке заливке форм.

Проектируя формовочное отделение необходимо предусматривать мероприятия для безопасных и благоприятных  санитарно-гигиенических условий труда:

• Предусмотреть меры, предупреждающие попадание вредных газов в атмосферу цеха, а именно, предусмотреть отсосы от мест заливки и охлаждения отливок.
• Предусмотреть отсосы для удаления запыленного воздуха от мест изготовления  полуформ и выбивки.
• Учитывая большое количество грузопотоков с использованием разнообразного подъёмно-транспортного оборудования, в формовочном отделении необходимы проходы и проезды достаточной ширины.
• При компоновке отделения принимать расстояния от стен и колонн до оборудования по принятым нормам.
• На начальной стадии проектирования выделить организованные площади для размещения оборудования общеобменной вентиляции.

       Систематически необходимо производить очистку фильтров в трубопроводах вентиляции.

       При выявлении каких-либо неисправностей в работе формовочного оборудования рабочий  обязан немедленно поставить в известность мастера или дежурного слесаря.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9.  Экология

 

  Защита воздушного бассейна от выбросов промышленных предприятий является одной из важнейших проблем современного производства. Загрязнение воздушной среды может вызывать нарушение экологических систем, ухудшить санитарно-гигиеническое состояние атмосферного воздуха. Именно это послужило основанием для принятия мер по предотвращению выбросов в атмосферу, своевременному строительству очистных сооружений, разработке и освоению серийного производства новых видов газоочистного и пылеулавливающего оборудования. Помимо защиты окружающей среды очистка промышленных газов от содержащихся в них твердых и жидких взвешенных частиц необходима в целом ряде технологических процессов: для извлечения из газов ценных продуктов; примесей, затрудняющих проведение технологического процесса, уменьшения износа оборудования; улучшения условий труда.

  Широкое использование в литейных цехах сыпучих материалов (песков, глин и др.) приводит к выделению в воздушную среду пыли, а непрерывно развивающийся процесс химизации литейного производства способствует выделению вредных веществ в окружающую среду. За последние годы значительно изменился состав формовочных и стержневых смесей. Применение жидких самотвердеющих смесей (ЖСС) и смесей холодного твердения (ХТС) значительно ускорило процесс формования, сократился технологический цикл литья. Однако в эти смеси входят высокотоксичные компоненты, выделяющиеся при нагревании: бензол, фенол, формальдегид и др., которые оказывают вредное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. Несмотря на совершенствование технологии производства, герметизацию газо- и пылевыделяющего оборудования, теплоизоляцию и экранирование теплоисточников, часть выделяющихся вредных веществ проникает в производственные помещения. Результаты обследования микроклимата литейных цехов показывает, что нередко температура воздуха на рабочих местах превышает нормальную на 10-15 °С, а запыленность воздуха и концентрация вредных газов превышают предельно допустимые концентрации (ПДК) в 2-4 раза.  

  В этих условиях разработка и внедрение эффективных и экономичных систем вентиляции и обеспыливания в литейных цехах является одной из важнейших технических задач, поставленных перед машиностроительными предприятиями.

  Основными путями борьбы с выделениями вредных веществ в производстве являются: совершенствование технологических процессов, создание безотходных или малоотходных технологических циклов. Однако использовать эти меры борьбы недостаточно, необходимо применять также наиболее эффективные и экономичные системы обеспыливания и очистки воздуха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  используемых источников.

 

1. Б.Н. Благов, Е.Н. Сиваева, В.П. Соловьев.

Оборудование и проектирование литейных цехов.

М:МИСиС, 1979.

3. Б.В. Кнорре и др.

     Основы проектирования литейных цехов и заводов.

       М:Машиностроение, 1979.

4. В.М. Шестопал.

     Проектирование машиностроительных  заводов и цехов,

     М:Машиностроение, 1974.

5. В.А. Минко, М.И. Кулешов, Л.В. Плотникова и др.

     Обеспыливание в литейных  цехах машиностроительных предприятий.

       М:Машиностроение, 1987.

6. А.А. Русанов.

     Справочник по пыле-и  золоулавливанию.

     М:Энергоатомиздат, 1983

7. Р.И. Трепененков.

    Альбом чертежей конструкций  и деталей промышленных зданий.

    М:Стройиздат, 1980

8. Данные из Internet.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На электрокарах подвозят ковш с  металлом, и переливают в заливочное устройство, которое имеет синхронную скорость с конвейером. Скорость конвейера  закладывается при конструировании  формовочной линии, чтобы обеспечить нужную производительность и безопасность труда. На данной формовочной линии скорость конвейера составляет 4 м/мин.

Формовочная смесь поступает к  бункерам сверху по конвейеру. На конвейере  имеются плужки, которые направляют поток смеси на загрузку бункеров.

Нижняя опока поступает к  автомату, 6-8 ударов потом начинает работать пассивная многоплунжерная  головка. Когда опоку заформовали  она по рольгангу перемещается в  сторону тележечного конвейера, переворачивается кантователем и при  помощи манипулятора, скорость которого синхронизируется со скоростью тележечного конвейера и ставится на конвейер, которые перемещает опоку на участок простановки стержней.

Стержни поступают по подвесному конвейеру  и проставляются вручную.

Верхняя опока поступает по рольгангу к автомату,  8-10 ударов, доуплотняется многоплунжерной головкой и перемещается  к тележечному конвейеру, снимается манипулятором и ставится на нижнюю опоку.

Под автоматом имеется конвейер смены остастки.

Опока обдувается, тележки  очищаются щёткой.