Проект литьевого и прессового цеха производства полимерных изделий заданной пограммы выпуска

Площадь прессования Fпр :

Fпр1  = Fзк1 + Fотл1 = 41200 + 54,27 = 41254,27 мм2

Fпр2  = Fзк2 + Fотл2 = 2060 + 70,8 = 2130,8 мм2

Минимальная возможная площадь FПФ min пресс-формы в плане

FПФ min1 = 2n F01 = 2 ∙ 4 ∙ 10000 = 80000 мм2

FПФ min1 = 2n F01 = 2 ∙ 4 ∙ 2500 = 20000 мм2

Минимальные ходы Δmin ползуна и Lвыт. min выталкивателя пресса

Δmin1 = hизд1 + с = 4 + 150 = 154мм;

Δmin1 = hизд2 + с = 50 + 150 = 200 мм

Lвыт. min1 = Hзк1 + hизд1 + 10…20 мм = 8,31 + 4 + 15 = 42,31 мм

Lвыт. min2 = Hзк2 + hизд2 + 10…20 мм = 9,5 + 50 + 15 = 74,5 мм

Для ходов H ползуна и Lвыт выталкивателя пресса принимаем по условиям :

H1 ≥ Δmin1 = 155; H2 ≥ Δmin2 = 200;

Lвыт1 ≥ Lвыт. min1 = 45 Lвыт2 ≥ Lвыт. min2 = 75

Силовые параметры

Требуемое усилие прессования Pпр:

Рпр1 = рпр1Fпр1 = 63,5 ∙ 41254,27 = 2702 кН

Рпр2 = рпр2Fпр2 = 63,5 ∙ 2130,8 = 139,6 кН

Требуемое усилие Рзк в загрузочной камере пресс-формы :

Рзк1 = рпр1Fзк1 = 63,5 ∙ 54,27 = 3,446 кН

Рзк2 = рпр2Fзк2 = 63,5 ∙ 70,8 = 4,495 кН

Требуемое усилие Рвыталк2 выталкивания изделий, где принимаем: коэффициент трения μ = 0,3; модуль упругости Е = 10 ГПа пресс-материала ; усадка У = 0,7

Рвыталк2 = 2π μnУsизд. срhЕ = 2 ∙ 3,14 ∙ 0,3 ∙ 4 ∙ 0,007 ∙ 50 ∙ 10 = 26,37 кН

 

Выбор марок прессов

 

 

 

 

 

Таблица 6,5

Паспортные характеристики прессов и соответствующие расчетные параметры

 

№ п/п	Параметры прессования и пресса	Изделия
		Корпус	ролик
Параметры выбора
1	Усилие прессования, кН:
	требуемое Рпр	2702	139,6
	коэффициент kисп	0,7	0,7
	параметр Рпр / kисп	3860	199,42
	номинальное Рном	3920	245
2	Усилие в загрузочной камере, кН (в случае литьевого прессования  с нижней ЗК):	3,446	4,495
	требуемое Рзк
	коэффициент kисп	0,7	0,7
	параметр Рзк / kисп	4,9	6,42
	номинальное усилие выталкивателя Рвыт. ном	617	49
Проверки:
1	по номинальному усилию выталкивателя пресса, кН (применительно к выталкиванию  изделий):	0	26,37
	требуемое усилие выталкивания изделий Рвыт
	коэффициент kисп	0,7	0,7
	параметр Рвыт / kисп	0	37,7
	номинальное усилие выталкивателя Рвыт. ном	617	49
2	по величине хода выталкивателя пресса, мм:
	расчетный ход Lвыт	42,31	74,5
	максимальный (номинальный) ход Lном	400	160
3	по площади рабочей поверхности стола и ползуна пресса, см2:
	минимальная площадь пресс-формы в плане FПФ min	80000	20000
	площадь рабочей поверхности плит Fпл = А×В	1400000	280000
Марка пресса		ДБ2436	ДБ2424А

 

 

Таблица 6.6.

Паспортные характеристики прессов

 

Параметр	ДБ 2436	ДБ 2424А
Номинальное усилие прессования, кН	3920	245
Ход ползуна, мм	800	450
Наибольшее расстояние между столом и ползуном, мм	1400	710
Размеры стола, мм: длина ширина	560 500	1250 1120
Номинальное усилие выталкивателя, кН	617	49
Ход выталкивателя, мм	400	160
Скорость ползуна во время хода, мм/с: холостого замедленного рабочего возвратного	100 60 7 75	200 60 7 75
Мощность электродвигателя насоса, кВт	1,5	17
Габариты, мм: длина ширина высота	2695 1250 3950	1460 1065 3050

 

Временные параметры

Технологическое время τтехн оцениваем,  по времени τ0 выдержки под давлением (табл. 11.3 [4]):

τ01 = 30c; τ02 = 60c;

τтехн1 = τ01 sизд. max1 = 30 ∙ 4 = 120 c

τтехн2 = τ02 sизд. max2 = 60 ∙ 4 = 240 c

Для определения машинного времени tмаш находим:

– скорости холостого vхол, рабочего vраб ходов при опускании ползуна пресса и среднюю скорость vср подъема ползуна — по техническим характеристикам пресса:

vхол1 = 100c; vхол2 = 200c

vраб1.2 = 7c;

vср1.2 = 75c;

– холостой Hхол и рабочий Hраб ходы ползуна  (полный ход H был определен ранее):

Hхол1 = 0,9Hполн1 = 139.5мм; Hхол2 = 0,9Hполн2 = 180мм;

Hраб1 = 0,1Hполн1 = 15,5мм;  Hраб2 = 0,1Hполн2 = 20мм;

– время опускания τопуск и подъема τподъем ползуна

;

;

– время выталкивания τвыт :

τвыт1 = 0,5 τопуск1 = 0,5 ∙ 3,6 = 1,8 с, τвыт2 = 0,5 τопуск2 = 0,5 ∙ 3,75 = 1,875с

Окончательно tмаш :

tмаш1 = tопуск1 + τподъем1 + tвыт1 = 1,8 + 2,07 + 3,6 = 7,17 с,

tмаш2 = tопуск2 + τподъем2 + tвыт2 = 1,875 + 3,75 + 2,7 = 8,325 с,

 

Вспомогательное время τвспом, после нахождения времени подготовки формы к работе τподг и загрузки пресс-материала в форму τзагр:

τподг1 = τподъем1 = 2,07с; τподг2 = τподъем2 = 2,7с;

τзагр1 = 0,5 τопуск1 =  0,5 ∙ 3,6   = 1,8с; τзагр2 = 0,5 τопуск2 =  0,5 ∙ 3,75   = 1,875с;

τвспом1 = τподг1 + τзагр1 = 2,07 + 1,8 = 3,87с τвспом2 = τподг2 + τзагр2 =  2,7 + 1,875 = 4,575 с

Теперь время цикла прессования tц:

tц1 = tтехн1 + tмаш1 + tвспом1 = 120 + 7,17 + 3,87 = 131,04 с

tц2 = tтехн2 + tмаш2 + tвспом2 = 240 + 8,325 + 4,575 = 252,9 с

 

Параметры производительности

Массовая производительность Qмасс. изд прессования изделий

Штучная Qшт производительность прессования изделий :

Результаты расчета параметров материала, изделия, отливки и технологических параметров прессования сводим в соответствующую таблицу 6.7

 

Таблица 6.7

 

технологические параметры прессования

 

№ п/п	Параметры	Изделие
		3	4
1	Наименование изделия	Корпус	Ролик
2	Обозначение изделия
3	Материал изделия:
	марка	О2-010-02	Группа А1
	вид	фенопласт	Аминопласт
	тип	О
	класс	ФФ201	А1

 

Продолжение табл. 6.7

 

№ п/п	Параметры	Изделие
		3	4
4*	Арматура:
	вид
	материал
	количество на 1 изделие
	общая масса на 1 изделие mарм, г
5	Вид прессования	литьевое с нижней ЗК
6	Гнездность пресс-формы n	4	4
7	Таблетирование ПМ	нет	нет
8	Предварительный подогрев ПМ	нет	нет
9	Плотность, кг/м3:
	изделия ρ	1,4	1,45
	загружаемого в форму пресс-материала ρзагр	0,5	0,3
10	Коэффициент уплотнения пресс-материала kупл	2,8	4,8
11	Коэффициент температуропроводности а, м2/с	0,9	0,95
12	Усадка У, %	0,4	0,4
13	Масса, г:
	изделия mизд	50	45
	арматуры mарм (при наличии)
	полимерного (композиционного) материала изделия mпол (mкомп) (для армированных изделий)
	отливки mотл (для армированных изделий — полимерной mотл. пол (композитной mотл. комп) части отливки)	205,9	185,25
14	Объем, см3:
	изделия Vизд	35,7	31,03
	отливки Vотл (для армированных изделий —  полимерной Vотл. пол (композитной Vотл. комп) части отливки)
	загружаемого в форму пресс-материала Vзагр	147,08	127,76
15	Толщина изделия, мм:
	средняя sизд. ср	4	4
	максимальная sизд. max	4	4
	Максимальная толщина отливки sотл. max, мм	4	4
16	Габаритные размеры, мм:
	изделия l×b×h (длина, ширина, высота)	100х100х4	50х50х50
	проекции изделия lпр×bпр на плоскость разъема формы	100х100	50х50
17	Длина сталкивания изделия с пуансона lсталк, мм	-	50
18	Площадь, мм2:
	проекции изделия Fизд	10000	500
	проекции отливки Fотл	41200	2060
	проекции изделия F0 по ее габаритным размерам lпр, bпр	10000	2500

* Строки, выделенные  цветом, заполняются для армированных  изделий.

 

Окончание табл. 6.7

 

№ п/п	Параметры	Изделие
		3	4
19	Температура прессования tПФ, оС	175	140
20	Давление прессования pпр, МПа	63,5	63,5
21	Размеры загрузочной камеры:
	площадь Fзк, мм2	54,27	70,8
*	диаметр Dзк, мм	8,31	9,5
	высота Hзк, мм	8,31	9,5
22	Площадь прессования Fпр, мм2	41254,27	2130,8
23	Минимальная площадь пресс-формы в плане FПФ min, мм2	80000	20000
24	Ход, мм: ползуна H	155	200
	выталкивателя пресса Lвыт	45	75
25	Требуемое усилие, кН:
	прессования Рпр	2702	139,6
	в загрузочной камере пресс-формы Рзк	3,446	4,956
	выталкивания изделий Рвыталк, кН	-	26,37
26	Время, с:
	выдержки t0 под давлением на 1 мм	30	60
	технологическое tтехн	120	240
	машинное tмаш	7,17	8,325
	вспомогательное τвспом	3,87	4,575
	цикла tц	131,04	252,9
27	Производительность:
	массовая производительность Qмасс. изд прессования изделий, кг/ч	5,9	2,56
	штучная производительность прессования Qшт, шт./ч	109,89	56,9

 

Определяем количество машин

,

где      Nрасч — в шт.;

Фд — действительный годовой фонд времени работы оборудования, 5445 ч

Мi — машинное время выполнения заданного годового объема выпуска i-го изделия, ч:

,

причем Ашт i — годовой штучный объем выпуска i-го изделия, тыс. шт.;

n — гнездность литьевой формы;

τц — время цикла, с.

Мi — машинное время выполнения заданного годового объема выпуска i-го изделия,

,

Догружаем изделиям два оборудования для выпуска изделия один.

Придаем часть производства изделия "Ролик" на оборудование изделия "Корпус"и принимаем Прессов ДБ 2424А 12 шт и Прессов ДБ 2436 6 шт.

 

7. Расчет  мощности цеха и коэффициента  использования оборудования

 

Мощность производства – максимально возможный объём производства при полной загрузке принятого расчетного количества оборудования.

Мощность определяется путем дозагрузки расчетного количества оборудования ассортиментом изделий, подлежащих выпуску на данном оборудовании до 100%.

Мощность производства Wгод=(А∙ nпр) nрасч, где

А – годовая программа, т/год;

nрасч – расчетное количество оборудования, шт.;

nпр – принятое количество оборудования, шт.;

 Для изделия1 (козырек) :

 А1=120 т/год;

3 - принятое количество  ТПА;

2,72 - расчётное  количество ТПА.

         Wгод1 =(120 ∙ 3)/2,72 = 132,353 т/год.

Для изделия 2 (втулка):

А2= 160 т/год;

5 - принятое количество  ТПА;

4,95 - расчётное  количество ТПА.

        Wгод2 =(160 ∙ 5)/4,95=161,616 т/год.

Так Как изделия "Корпус" и изделие "Ролик" выполняются на одном оборудовании:

   то расчет  производим совместно.

А3 = 150 т/год;

А4= 180 т/год

18 - принятое количество прессов;

         17,31 – расчётное количество прессов;

Χ3=((150+180)18)/17,91 = 343,15 т/год;

Годовой объём выпуска изделий составляет т/год.

Общая мощность производства составляет 132,353+161,616+343,15 =637,123т/год.

Все расчёты сводим в таблицу 7.1. «Расчёт мощности производства».

Коэффициент kисп i — это отношение фактического времени работы всех Ni единиц оборудования

 

.

 

Общий коэффициент использования оборудования kисп составляет:

 

,

 

где Nнаимен = 4 — число наименований изделий программы выпуска.

 

 

Таблица 5.1

Мощность производства и коэффициенты использования оборудования

 

Наименование изделия	Материал	Тип, марка оборудования	Количество оборудования, шт.		Годовой массовый объем выпуска изделия Qмасс, т	Максимальный возможный годовой объем выпуска изделия Wгод i, т	Коэффициент использования оборудования kисп
			расчетное Nрасч	принятое N
Крышка	ПЭВД-НСш20	ДЕ3132-250	2,72	3	120	132,352	0,91
Втулка	ПА-НК 15	ДЕ3131	4,95	5	160	161,616	0,99
Корпус	Фенопласт	ДБ2436	5,013	6	150	186,3*	0,91*
Ролик	Аминопласт	ДБ2424	12,9	12	18	276,92	0,65
Итого:			13,98	15	448	мощность  производства Wгод =637,123	0,7