Расчёт фонда времени работы оборудования

Рисунок 5 - Шахтная электрическая печь типа СШЦМ 6.6/9

Также в качестве печи для нагрева под закалку применяют камерные печи  с выдвижным подом. Эти печи предназначены для термообработки крупногабаритных изделий. Недостатки печей с выдвижным подом : низкий к.п.д. печи так как при разгрузке подина охлаждается, и приходится отапливать пустую камеру; более сильное окисление нагреваемых изделий, так как достаточно сложно обеспечить полную герметизацию рабочего пространства печи и как следствие устранить подсос воздуха. Ввиду этих недостатков целесообразнее применять шахтную печь.

Для нагрева под закалку выбирается электрическая  шахтная печь СШЦМ-6.6/9. Технические характеристики печи представлены в таблице 3.

Таблица 3 – Технические характеристики печи СШЦМ–6.6/9.

 

Характеристики	Единицы измерения	Проходная роликовая печь без защитной атмосферы
1 Размеры рабочего пространства: - диаметр	м	0,60
- высота	м	0,6
2  Рабочая температура	ºС	950
3  Габариты	м	2,7 ×2,6×3,0
4  Садка	т	0,6
5 Производительность	кг/ч	45
6 Мощность	кВт	70
7 Напряжение питающей сети	В	380
8 Масса электропечи	т	4,92
9 Масса футеровки	-	2,47
10 Среда в рабочем пространстве	-	контролируемая
11 Режим работы оборудования	-	непрерывный
12 Число тепловых зон	-	2

 

Шахтные печи применяют для термической обработки длинномерных и крупногабаритных деталей. В качестве футеровки применяют шамот и теплоизоляционные материалы. Электрические нагреватели располагают на стенах шахты печи. Печь СШЦМ 6.6/9 имеет жароупорный муфель, установленный на подставку, опирающуюся на футеровку пода печи. Футеровка выполнена из шамотного огнеупорного и теплоизоляционного материалов. Нагреватели расположены на стенках и поду шахты печи. Печь закрывается крышкой. Крышка имеет механизм подъема и поворота. Печь по высоте разделена на две самостоятельные температурные зоны. Верхняя часть печи теряет больше теплоты в окружающее пространство, чем нижняя часть, поэтому верхняя зона потребляет больше электрической энергии. Для улучшения использования объема вертикальной печи применяют специальную подвеску на который подвешивается валок. Для повышения равномерного нагрева подвеска вращается с помощью электродвигателя. Состав контролируемой атмосферы в печи: эндогаз, добавка природного газа, аммиак.

В качестве печи для отпуска используем шахтную отпускную печь типа СШО – 6.6/7 (рисунок 6). Печь работает с окислительной атмосферой и представляет собой каркас, футерованный огнеупорными и теплоизоляционными материалами 6. Сверху печь перекрывается поворотной крышкой 2 с механизмом подъема и поворота 1. Вентилятор 4 расположен внизу печи. Нагреватели 8 размещены на боковых стенках печи. Между нагревателями и обрабатываемыми деталями имеется экран 7 с направляющими 5 для предохранения его от повреждений при загрузке изделий. Температуру измеряют термопарами 3. Разъем между печью и крышкой уплотняют с помощью песочного затвора. Состав окислительной атмосферы печи: воздух, эндогаз.

 

 

Рисунок 6 - Шахтная электрическая печь типа СШО 6.6/7.

1 – механизм подъема  и поворота, 2 – крышка, 3 – термопара, 4 - вентилятор, 5 – направляющие, 6 – огнеупорные и теплоизоляционные материалы, 7 – экран, 8 – нагреватели.

В качестве оборудования для охлаждения используют немеханизированный закалочный бак. Закалочный бак сварен из листовой стали. Толщина стенок составляет 12мм. Стенки бака усилены ребрами из уголков. В качестве закалочной жидкости используется масло. Масло охлаждается при помощи змеевика с циркулирующей в нем холодной водой. Змеевики расположены по внутренним стенкам бака.  Холодная вода подводится снизу бака, а отводится сверху. В верху бака установлен сливной карман из которого жидкость по трубе течет в сливной бак. Объем закалочной жидкости в баке составляет 20 л на 1 кг охлаждаемых деталей.

2. Выбор дополнительного оборудования

 

Детали, прошедшие термическую обработку, подвергаются промывке в 10%  растворе каустической соды для очистки их от масла. Для этого в термических отделениях применяют промывочные баки или моечные машины. Исходя из технологии термической обработки прокатных валков, необходимо установить промывочный бак, так как деталь нуждается в обязательной очистке от масла.

Промывочный бак имеет емкость прямоугольной формы; к нему подводится вода и пар для нагрева моющего раствора. Пар пропускается по змеевикам, расположенным у внутренних стенок бака. В нижней части промывочного бака устанавливается кран для слива рабочего раствора каустической соды при чистке бака. Температура раствора поддерживается в пределах 80–90ºС. Промывка деталей производится в течение 5–15 мин с последующей сушкой на воздухе.

 

3. Выбор вспомогательного оборудования

 

В качестве вспомогательного оборудования используются: подъемно-транспортное оборудование кран - балка, мостовой кран; оборудование для контроля качества изделий (твердомер, маятниковый копер).

Кран – балка – разновидность подъемного крана мостового типа, у которого таль с ручным или электрическим приводом передвигается по ездовой балке с колесами. Грузоподъемность до 5 т.

Передаточная тележка представляет собой мощную, жесткую сварную платформу с приваренными снизу ходовыми балками. Верхняя поверхность тележки плоская, сплошь покрыта рифленым или просечным листом толщиной 3-4 мм.                        

Ультразвуковой твердомер предназначен для измерения твердости изделий из металлов и сплавов по шкалам Роквелла, Бринелля, Виккерса, Шора D и др. Состоит из динамического и ультразвукового измерителя (датчика) и одного электронного блока.

Маятниковый копер - прибор, с помощью которого проводятся лабораторные испытания материалов на ударную вязкость. Суть испытания заключается в том, что боек с определённым весом, вращаясь вокруг неподвижной оси, с определенной высоты падает на испытываемый образец, после чего совершает обратное маятниковое движение, которое фиксируется на специальной шкале.

 

4. Расчет необходимого количества оборудования для закалки

Число основного оборудования рассчитывается по его часовой производительности и заданной годовой программе (34,65 т).

Часовая производительность оборудования рассчитывается по формуле:

 

где

Т – время обработки,

 

Потребное количество агрегатов вычисляется по формуле:

 

где А – объем выпуска – 34,65 т,

 

Расчетное количество оборудование:

 

Ф = Д×Н(1 – В/100);

где  Ф – годовой фонд времени работы оборудования, ч;

        Д – число рабочих дней в году,   Д=365;

       В – потери времени на ремонт, 5%.

       Н – число рабочих часов в сутках.

Фонд  времени оборудования специального назначения:

Ф=365×24(1-0,55/100)=8712ч.

 

принимается

Коэффициент загрузки основного оборудования:

 

где

 

5. Расчет необходимого количества оборудования под отпуск

 

Производительность оборудования

 

Потребное количество агрегато-часов:

 

Расчетное количество оборудования:

 

 

 

Принимаем = 3.

Коэффициент загрузки оборудования:

 

 

6. Механизация технологических процессов

 

Технологию термической обработки изделий экономически целесообразно осуществлять с использованием  комплексной механизации производственных процессов. Механизация производства резко повышает производительность труда, обеспечивает постоянство, и точность проведения технологического процесса улучшает качество продукции, облегчает труд рабочего. Механизация технологических процессов термической обработки может быть достигнута различными средствами в зависимости от принятого технологического процесса, размеров программы, количества операций в данном процессе и типе используемого оборудования.

Механизация означает замену труда человека на операциях, которые возможно выполнять циклическими машинами, и направлена на облегчение условий работы, улучшение качества продукции и дальнейшее существенное повышение производительности труда.

В спроектированном термическом отделении для перемещения изделий и оборудования при монтажных и демонтажных работах используется кран – балка. На подвеске электротали закреплены дополнительные опорные ролики. По несущей раме с помощью электротали перемещается каретка с грузозахватным приспособлением, состоящим из жестко скрепленной с кареткой балки двутаврового сечения и коробчатого хобота, перемещающегося по пазам балки на регулируемых конических роликах. Грузоподъемность кран-балки составляет 5 т, скорость подъема груза 6-8м/мин, скорость передвижения 60-120м/мин. Все вспомогательное оборудование представлено в таблице 4.

 

 

 

 

Таблица 4 – Механизмы перемещения деталей.

 

Операции	Механизация
Загрузка деталей в печь	Кран-балка
Выгрузка деталей из печи	Кран-балка
Транспортировка деталей	Кран-балка, передаточная тележка, автокар

 

Загрузка деталей в электрическую шахтную печь осуществляется с помощью кран – балки, путем закрепления садки к крюку кран балки и опускания его в печь. После нагрева под закалку аналогичным способом садка вынимается из печи и переносится кран – балкой в закалочный бак. После чего валок из бака вынимается и погружается в промывочный бак. Для загрузки в отпускную шахтную печь деталь загружается также с помощью кран-балки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Планировка отделения, грузопоток

При проектировании термического отделения выбирается одноэтажное здание из сборочного железобетона. Каркас здания и его элементы изготавливают из легкопрочных материалов. Шаг колонн принимается равным 6 м, ширина строительного пролёта – 18 м, высота пролёта до ферм составляет 8,5 м. Двери промышленных зданий устанавливают высотой 2,3 м и шириной 1,4 м. размеры цеховых ворот 4 х 4. Для утепления ворот используют воздушные завесы. Полы в промышленных зданиях термических отделений сделаны из цемента. В термическом отделении в качестве рабочего освещения используется система общего освещения. Комбинированное освещение устанавливается лишь на рабочих местах. Термическое отделение находится в отдельном здании на территории завода. Для санитарно-гигиенического и культурного обслуживания построены бытовые помещения. Бытовые помещения устанавливаются в торце производственного здания.  Такое расположение обеспечивает движение рабочих к местам работы с направлением технологических и транспортных потоков.

 В термическое отделение  деталь типа валок для прокатки шара поступает в цех на актокаре и с помощью мостового крана попадает на передаточную тележку и непосредственно в цех. Участок обслуживается кран – балкой, с помощью которой деталь загружается в печь, а после термической обработки она поставляется с помощью кран-балки на склад готовой продукции. Перемещение изделий по отделению показано в приложении. При перевозке партии деталей при помощи электропогрузчика, необходимо двигаться только по отведённым дорожкам. Скорость движения не должна превышать: по главным проездам закрытых складов — 6 км/ч; в производственных помещениях — 5 км/ч; по переездам, рампам и боковым проездам закрытых складов — 3 км/ч.

 

8. Охрана труда и техника безопасности

 

Существуют следующие требования безопасности перед началом работы:

1. Надеть спецодежду, застегнуть  манжеты рукавов, брюки должны  быть выпущены поверх обуви.

2. Убедиться в наличии  аптечки и исправности средств  индивидуальной защиты.

3. Осмотреть и подготовить  рабочее место (убедиться в отсутствии  посторонних предметов, проходы должны быть свободными).

4. Проверить исправность оборудования (нагревательных печей, ванн, закалочных баков и др.)  приспособлений и инструмента, ограждений, сигнализаций, блокировочных и других устройств, защитного заземления, вентиляции, местного освещения, средств пожаротушения и т.п.