Проектирование цеха сантехнического литья - Курсовая работа

Так как к отливке не предъявляются высокие механические свойства, то выбираем коксовую вагранку,в которой обеспечивается высокое качество выплавляемого чугуна, который характеризуется низкой склонностью к отбелу и высокой жидкотекучестью, что важно при производстве ванн. В качестве шихты используем литейный доменный чугун 25.1%, передельный доменный чугун 25.5%, чугунный лом 39,0%, чугунная стружка 0.7%, стальная стружка 0.1%,стальной лом 9,6%. Очистка поверхностей отливок производится на дробеметной камере, Камера работает в автоматическом режиме с постоянной очисткой дроби в сепараторах и возвратом ее на дробеметные аппараты. Учет брака производится против хода производственного процесса по формуле: Х=Хо(1 Б), где Х-планируемый показатель с учетом брака; Хо-базовый показатель без учета данного вида брака; Б-планируемая доля данного вида брака. № п/п Наименование отливки Сплав Чистовая масса отливки, кг Количество отливок в форме Черновая масса отливки, кг Размер форм в свету, мм Количество отливок в год Черновая масса металла в год, т Количество съемов в год Объем формовочной смеси в год, м3 Чистовая масса металла в год, тВ данном курсовом проекте мною был разработан цех по изготовлению ванн методом вакуумно-пленочной формовки. Выбран режим работы цеха, найдены действительные фонды времени, составлена производственная программа процесса, подобрано необходимое оборудование, отвечающее экономической и производственной целесообразностью.

Основная задача курсового проектирования- разработка проекта конкурентоспособного литейного цеха, имеющего современное оборудование. Отливка, на основе которой будем вести проектирование- «ванна купальная», массой 70 кг. Данная отливка не ответственного назначения.

Данный тип отливок имеет одинаковую толщину стенки по всему сечению, поэтому целесообразно выполнять в разовые песчаные формы. Отливка является технологичной в изготовлении и не требует применения стержней. Вакуумно -пленочное производство специализируется на данном типе отливок. Сплав для изготовления отливок - СЧ10. Технические требования приемки заказчиком: шероховатость поверхности - Rz 40. Недопустимые дефекты: недолив, герметичность, газовая пористость.

Выбор типа используемого оборудования

1. Плавильное отделение

Так как к отливке не предъявляются высокие механические свойства, то выбираем коксовую вагранку,в которой обеспечивается высокое качество выплавляемого чугуна, который характеризуется низкой склонностью к отбелу и высокой жидкотекучестью, что важно при производстве ванн. Вагранка отличается простотой конструкции, низкой стоимостью, по сравнению с дуговой печкой.

В качестве шихты используем литейный доменный чугун 25.1%, передельный доменный чугун 25.5%, чугунный лом 39,0%, чугунная стружка 0.7%, стальная стружка 0.1%,стальной лом 9,6%.

2. Отделение формовки

Формы изготавливаются на автоматической линии вакуум - пленочной формовки.

Выбираем формовочную линия фирмы Heinrich Wagner Sinto (HWS), c размером опок в свету - 2000х900х700/400мм и системой пескооборота. Производительность машины: 40 форм/ч.

На обслуживании линии, где полностью исключено применении монотонного ручного труда, задействовано ограниченное число сотрудников, в основном операторов, а также инженеров и техников. Кроме того, система управления формовочной линии по модемной связи соединена с компьютерами технических специалистов немецкой фирмы производителя HWS-Sinto, что позволяет оперативно решать редкие, но важные вопросы диагностики линии, особенно на начальных этапах внедрения.

Сокращение практически на порядок, по сравнению с существующим производством, численности занятых в нем людей обеспечивает значительный рост производительности труда и низкую себестоимость отливки.

Применение данной технологии позволяет получать отливки ванн с практически идеальной поверхностью (RZ-75), не требующей значительной очистки и механической обработки. Кроме того, качественная отливка позволит намного сократить брак при эмалировании. Большой экономический эффект при этом обеспечивается и за счет уменьшения веса каждой из отливок.

3. Отделение финишной обработки

Литниковая система обрубается дисковыми пилами. Очистка поверхностей отливок производится на дробеметной камере, Камера работает в автоматическом режиме с постоянной очисткой дроби в сепараторах и возвратом ее на дробеметные аппараты. Такой способ является наиболее удачным в условиях нашего производства.

Производственная программа

Производственная программа является основным документом для проектирования цеха. В производственной программе содержится производственное задание для всех отделений цеха на год. Расчет производственной программы производится по технологическим картам отливок, предоставленных в производственной программе, и их серийности. Учет брака производится против хода производственного процесса по формуле: Х=Хо(1 Б), где Х- планируемый показатель с учетом брака; Хо- базовый показатель без учета данного вида брака; Б- планируемая доля данного вида брака.

№ п/п Наименование отливки Сплав Чистовая масса отливки, кг Количество отливок в форме Черновая масса отливки, кг Размер форм в свету, мм Количество отливок в год Черновая масса металла в год, т Количество съемов в год Объем формовочной смеси в год, м3 Чистовая масса металла в год, т

1 1 Ванна ку-паль-ная СЧ10 70 1 80 2000х900х700/400 250000 20000 250000 490000 17500

Количество отливок в год Черновая масса металла в год, т Количество съемов в год Объем формовочной смеси в год, м3 Чистовая масса металла в год, т

Итого 250000 20000 250000 490000 17500

Итого с учетом брака отливок (5%) 265000 21200 265000 524700 - Итого с учетом брака форм (1%) - - 270300 535200 -

Итого с учетом просыпи и потери технологических свойств формовочной и стержневой смеси (2%) - - - 551256 -

Режим работы цеха и фонды времени

Фонды времени рассчитываются, исходя из существующих законов о выходных и праздничных днях, продолжительности рабочего дня и количестве смен. Определяются фонды времени работы оборудования и персонала. При расчетах используют номинальный и действительный фонды времени. Номинальный фонд времени Тн (в часах) рассчитывается по формуле: Тн=(К-В-П)•С•Ч где, К - количество дней в году;

В - количество выходных дней в году;

П - количество праздников в году;

С - количество рабочих смен в сутки;

Ч - длительность рабочей смены.

Тн=К•С•Ч=365•3•8 =8760 ч.

Действительный фонд времени Тд работы оборудования определяется с учетом коэффициента потерь рабочего времени Кп по формуле: Тд=Тн•(1-Кп)

Коэффициент потерь времени работы оборудования в основном обусловлен его простоями изза поломок и, следовательно, зависит от интенсивности эксплуатации.

Тд = Тн•(1-Кп) = 8760•(1-0)= 8760 ч - для вагранок;

Тд = Тн•(1-Кп) = 8760•(1-0,08)= 8059 ч - для АФЛ.

Расчет оборудования

Основная формула, используемая для расчета оборудования дискретного действия: V=Q•T/Тд•n, Где: Q - годовая потребность в металле, т;

Т - один такт времени работы печи, ч;

n - количество печей, шт;

Тд- действительный фонд времени, ч.

Для расчета оборудования непрерывного действия используется модификация формулы (1): n=Q/Тд•q, где q- производительность оборудования.

Плавильное отделение

Вагранка: Рассчитаем требуемую производительность печи с учетом простоя оборудования, принимая n=2: q=Q/Тд•n=21200/(8760•2) = 1,21 т

Округляя в большую сторону, получаем q=1,5 т

Выбираем вагранку: Производительность: 1-1,5 т/ч

Мощность - 35 КВТ;

Расход воздуха - 2000 м2/ч.

Отделение формовки

Рассчитываем количество оборудования: n=Q/Тд•q n= 270300/8059•40= 0,82

Выбираем формовочную линия фирмы Heinrich Wagner Sinto (HWS), c размером опок в свету - 2000х900х700/400 мм и системой пескооборота с цикловой производительностью 40 форм/час.

Отделение финишной обработки

Литниковая система обрубается дисковыми пилами. Очистка отливок производится на дробеметной камере. Камера работает в автоматическом режиме с постоянной очисткой дроби в сепараторах и возвратом ее на дробеметные аппараты.

Рассчитаем требуемую производительность дробеметной камеры:

где, - масса отливок подлежащая очистке в год, т

- действительный фонд времени работы дробеметной камеры, ч

- количество дробеметных камер.

Выбираем проходную дробеметную камеру непрерывного действия с подвесками модели № 42735 изготовитель ОАО “Амурлитмаш”(город Комсомольск-на-Амуре).

Наибольшие параметры очищаемых отливок: размер - 2000мм; загрузка - 1,25т;

Производительность - 22,7 т/час;

Габаритные размеры - 15250 х 12000 х 8400 мм;

Балансы материалов

Балансы материалов составляются для расчета годового потребления цехом топлива, компонентов металлошихты, формовочных и стержневых смесей.

Баланс металла составляется на основе расчета шихты в абсолютных показателях от металлозавалки. Выход металла рассчитывается из производственной программы и особенностей технологического процесса.

1. Баланс металла: № п/п Составляющие Выход металла, т/год

Расход

1. Годные отливки 17500

2. Возвраты, в т.ч. литники, прибыли, брак 3700

3. Сливы, скрап (2%) 424

4. Угар (7%) 1484

Итого металлозавалка 23108

Приход

1. Возвраты 3700

2. Литейный доменный чугун (25,1%) 4872

3. Передельный доменный чугун (25,5%) 4949

4. Чугунный лом (39,0%) 9433

5. Чугунная стружка (0,7%) 135

6. Стальная стружка(0,1%) 20

7. Плавиковый шпат (3%) 694

8. Стальной лом (9,6%) 2432

9. Известняк(2,1%) 480

2. Баланс смесей

Так как формовка идет по вакуумно- пленочному методу, то для изготовления форм используется чистый песок без добавления связующего и добавок.

№ п/п Составляющие Расход смеси, т/ год

Расход

1. Общий расход песка М=21200•1350/10000 = 2862

Приход

1. Общий приход песка 2862

Расчет складов

Запас материалов на складе складывается из: - расходуемого запаса qpac, рассчитываемого по формуле Уилсона: qpac = , где Q - годовой объем потребления материала;

Е - условно-постоянные затраты на поставку (при железнодорожной поставке 10000 руб, при автомобильной 2500 руб);

Ц - цена материала;

i - годовые потери оборотных средств при хранении материала на складе (10%).

- резервного запаса на случай перебоев с поставкой материалов qрез, рассчитываемого на две недели работы цеха по формуле: qрез= 14•Q/365.

Для расчета площади склада используется формула

, где q- запас материала на складе (q=qрез qpac);

- насыпная плотность материала;

Материал Годовой объем потребления, т Цена материала, руб/т Расходуемый запас,, т Резервный запас,т Итого запас на складе,т Насыпная плотность материала, т/м3 Высота хранения,м Площадь склада, м2 Тип склада

Лом чугунный 9433 6000 158,6 371 523 2,5 4 102,36 Закром

Литейный доменный чугун 4872 12000 254,8 191,6 416,4 2,5 4 54,96 Закром

Передельный доменный чугун 4949 12000 256,8 194,6 451,4 2,5 4 55,43 Закром

Песок 826,884 800 10167 31716 41883 1,5 6 39,25 Бункер

Плавиковый шпат 694 7440 153,7 27,3 181 1,5 3 40,22 Бункер

Стальная стружка 20 4700 20 0,8 20 3 3 2,22 Закром

Кокс литейный 1925 8500 151 74 224 0,45 3 166,19 Бункер известняк 480.7 2700 188.7051 18.43894 207.44 0.9 4 57.5 Бункер стальной лом 2432 7000 263.6014 93.28 356.88 2.5 4 35.7 закром

Расчет сравнительной экономической эффективности тех. процесса

При изготовлении отливки «Ванна» выбор оборудования уже проверен временем и практически остается неизменным. Поэтому целесообразно будет произвести расчет по режимам работы: Показатель 2 смены 3 смены

Тн 250•8•2=4000 ч 365•3•8=8760

Тд (авт. линия) 3800 ч 8760•(1-0,08)=8060 ч n=Q/Тд•q •(1- 0.06) для авт. линии q=40 форм/ч 270300/3800•40•(1- 0.06) =1,74 2 линии 270300/8060•40•(1- 0.06) =0,82 1 линия

Капитальные затраты 200000000•2= 400 млн. руб 200000000•1=200 млн. руб

Количество рабочих в смену 13 9

Зарплата рабочего, руб./мес. 15000 20000

Итого текущие издержки 10408320=10,4 млн. руб 14411520=14,4 млн. руб

Таким образом затраты, при количестве: - 2 смен составляют 400,12 млн. руб;

-3 смен составляют 200,376 млн. руб.

Приведенные годовые затраты составят: - для 2 смен: 400000000•0,2 10408320= 90408320 руб;

- для 3 смен: 200000000•0,2 14411520= 54411520 руб.

Вывод: режим работы в 3 смены более эффективен.

Применим метод дисконтирования денежных потоков при внутренней норме рентабельности 10%, горизонт расчета применим 6 лет.

Год Коэффицент дисконтирования Затраты при количестве смен, руб

2 3

0 1 403120000 202376000

1 0,909 2836080 2159784

2 0,826 2577120 1962576

3 0,751 2343120 1784376

4 0,685 2137200 1627560

5 0,621 1937520 1475496

Итого 414951040 211385792

Вывод: оптимальный в данных условиях будет режим работы в 3 смены. литейный сантехнический цех

Строительное проектирование

Цех проектируем каркасной конструкции, т.к в цехе присутствуют краны. Несущий каркас состоит из железобетонных колонн, которые устанавливаются в фундаментные стаканы. Размеры пролета - 18 м, 18 м; шаг колонн составляет 6 м.

Несущие стены цеха, воспринимающие нагрузку от перекрытия, выполняем из кирпича, а самонесущие выполняем из панелей «сэндвич», которые представляют собой двухслойные металлические панели, проложенные изнутри фольгой и пористыми материалами. Самонесущие стены несут функцию ограждающей конструкции и воспринимают нагрузку от силы тяжести, гибко связаны с каркасом здания, Крыша состоит из: плиты перекрытия, пароизоляции, теплоизоляции, гидроизоляции и механической защиты. Устанавливаем в крыше фонари светоаэрационные (для света и вентиляции). Цех работает 24 часа в сутки, поэтому обязательно используем искусственное освещение.

Пол представляет собой многослойную конструкцию: гидроизоляция, стяжка цементная, половое покрытие (стальные рифленые листы).

В данном курсовом проекте мною был разработан цех по изготовлению ванн методом вакуумно-пленочной формовки. Выбран режим работы цеха, найдены действительные фонды времени, составлена производственная программа процесса, подобрано необходимое оборудование, отвечающее экономической и производственной целесообразностью. Рассчитан баланс металла и баланс смеси. Также мною была проделана работа по выявлению экономической эффективности при работе цеха в 2 и в 3 смены. Составлен план цеха.

По проделанной работе можно сделать вывод, что каждый проект нуждается в тщательном расчете всех аспектов производства, при этом стоит принимать во внимание сроки окупаемости того или иного проекта, ведь цель любого предприятия- это изьятие прибыли и предоставление рабочих мест.

1. Кельчевская Н.Р., Романова Л.А., Финкельштейн А.Б. Организация и планирование литейного производства. Екатеринбург: УМЦ-УПИ, 2002. 180 с.

2. Финкельштейн А.Б. Проектирование литейных цехов: методические указания по курсовому и дипломному проектированию. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. 35 с.

Размещено на