Проект термического цеха по производству сталей ЭП м ВМС ВМП ВМС м ЭП ЭИ Х Н Т Х Н Т
Annotation.
This graduation project is devoted to a workshop for thermal treatment
of large size parts made following types: EI-817, VMS-2, VML-3, VMS-5, EP-288,
EI-878, 12H18M9T, 12H18M10T its annual output is projected at 7000 tonn.
Введение.
В соответствии с решениями Правительства России в настоящее время необходимо обеспечение
дальнейшего экономического прогресса общества, ускорение научно-технического
прогресса, повышение эффективности общественного производства для скорейшего
выхода страны из кризиса. В настоящее время особое внимание уделяется
необходимости оперативного развития машиностроительной области промышленности.
Для этого необходимо разрабатывать и внедрять высокоэффективные методы
повышения прочностных свойств, коррозионной стойкости, тепло и хладостойкости
применяемых металлов и сплавов. Использование автоматизированных линий и машин,
автоматических манипуляторов с программным управлением позволит исключить
ручной малоквалифицированный труд, особенно в тяжелых и вредных условиях для человека.
Постоянное расширение сферы автоматизации является одной из
главных особенностей промышленности на данный этап.
Особое внимание уделяется вопросам промышленной экологии и
безопасности труда производства. При проектировании современной технологии, оборудования
и конструкций необходимо научно обосновано подходить к разработке безопасности
и безвредности работ.
В связи с развитием промышленности усилилось загрязнение окружающей
среды, поэтому рациональное использование природных ресурсов – дело государственного
значения.
Производственное задание.
Годовая производственная программа по выпуску продукции проектируемом
термическом цехе составляет 7000 тонн.
Место расположения проектируемого термического цеха в –
городе Москва. Главным источником тепловой энергии для проектируемого цеха
является электроэнергия. К преимуществам электронагрева относятся: возможность регулирования в
широких пределах процесса нагрева, выделение тепла без внесения в рабочее
пространство топлива, и окислителя, что позволяет проводить процесс в весьма
чистых и контролируемых атмосферах; отсутствие продуктов сгорания что
предохраняет от загрязнения окружающую среду и уменьшает затраты на очистные
установки.
Общие преимущества электротехнических устройств: транспортабельность,
простота подачи электроэнергии, компактность конструкции, лучшие условия труда.
Недостатки электронагрева: большая стоимость электроэнергии
по сравнению со стоимостью эквивалентного количества угля мазута и особого
газа; сложность изготовления, комплектации и эксплуатации оборудования.
Электронагрев позволяет получить продукцию более высокого
качества, электротермические процессы,
улучшают и облегчают условия труда, повышают безопасность, обеспечивают
комфорт.
С точки зрения характера производства проектируемый цех
является крупносерийным. Детали изготовляются большими партиями, которые одновременно
запускаются в производство.
Технические условия на изготовление выпускаемых изделий, на
которых базируются технологические процессы термической обработки:
1. материалы
для изготовления: ЭП–817м, ВМС–2, ВМП–3, ВМС–5м, ЭП–288, ЭИ–878, 12Х18Н9Т,
12Х18Н10Т;
2. химический
состав перечисленных сталей должен удовлетворять тем требованиям, которые
перечислены в таблицах в металлургической части.
Таблица 1.
Спецификация деталей подвергаемых термической обработке. № наименование деталей марка стали масса, кг габариты, мм количество на годовую программу штук кг 1. фланец ЭП-817 464 1600´620´60 540 250560 2. траверка 1070 1400´700´140 300 321000 3. профиль 2.5 6´65´800 15000 37500 4. профиль 6.3 8´70´1600 16000 100800 5. лист 26.5 5´500´1350 4800 127200 6. лист 30.58 5´560´1400 4000 122320 7. шток 54.86 Æ80´1400 7400 430290 8. пруток 19.21 Æ45´1550 10000 192100 9. пруток 12.75 Æ35´1700 3600 45900 10. лента 6.3 1.5´300´1760 8000 50400 Итого: 1852790
№ наименование деталей марка стали масса, кг габариты, мм количество на годовую программу штук кг 1. пластина ВМС-2 28.2 5´510´1400 3000 84600 2. фланец 34.9 10´300´1500 2400 83760 3. пруток 8.76 Æ30´1600 9000 78840 4. пруток 9.84 Æ35´1320 6500 63960 5. пруток 19.74 Æ45´1600 7400 146076 6. лист 11.17 2.5´480´1200 16000 178720 7. лист 34.14 5´600´1460 1100 37554 8. лента 6.7 1.2´400´1800 9600 64320 9. лента 4.1 0.8´360´1800 9600 39360 10. полоса 2.45 1.2´160´1700 15400 37730 Итого: 814920 1. отливка ВМЛ-3 20.18 260´110´90 12000 84600 2. отливка 1.34 70´70´35 19600 83760 3. отливка 1.72 110´100´20 18400 78840 4. отливка 11.1 160´110´80 15000 63960 5. отливка 2.06 120´110´20 21000 146076 6. отливка 2.68 140´80´30 20800 178720 7. отливка 2.34 80´75´50 21000 37554 8. отливка 4.24 150´90´40 124000 64320 9. отливка 13.18 210´100´80 6600 39360 10. отливка 10.16 180´120´60 8000 37730 Итого: 835560 1. пруток ВМС-5 3.68 Æ20´1500 12000 44160 2. пруток 9.12 Æ30´1650 5300 48336 3. пруток 10.53 Æ35´1400 6100 64223 4. пруток 17.68 Æ40´1800 2100 37128 5. лист 32.12 5´480´1700 4500 144540 6. лист 59.1 8´500´1990 2300 135930 7. лист 42.26 10´600´900 4000 169040 8. лист 31.59 4´560´1800 3600 113724 9. лист 14.34 4´480´950 2500 35850 10. лист 39.58 6´510´1650 3400 134877 Итого: 927513 1. пруток ЭП-288 22.32 Æ45´1800 9000 200880 2. пруток 18.61 Æ40´1900 5500 102355 3. пруток 9.37 Æ30´1700 16000 149920 4. пруток 4.96 Æ30´900 14000 69440 5. полоса 2.26 2´210´690 16000 36160 6. лист 70.28 8´800´1400 24000 168672 7. лист 14.89 2.5´400´1900 10400 154856 8. лист 81.2 8´100´1300 1800 146160 9. лист 23.96 4´450´1700 10000 239600 10. лист 32.15 5´510´1600 13700 118955 Итого: 1386998
№ наименование деталей марка стали масса, кг габариты, мм количество на годовую программу штук кг 1. лист ЭИ-878 4.78 1.5´500´800 8700 41586 2. лист 15.26 2.5´450´1700 1600 24416 3. лист 33.54 4´760´1400 1800 60372 4. лист 30.29 3.6´680´1560 2000 60580 5. полоса 3.87 1´300´1650 16660 25242 6. полоса 3.87 1´300´1650 16000 25242 7. лента 1.65 1´130´1600 16000 26400 8. лента 2.96 1.1´180´1840 12100 35816 9. пруток 13.62 Æ35´1800 4000 54480 10. пруток 10.2 Æ30´1800 2400 24480 Итого: 382652 1. лист 12Х18Н9Т 6.34 2´500´800 4200 26628 2. лист 15.48 2.5´600´1300 1600 24768 3. лист 13.42 2´580´1450 1200 16104 4. пруток 6.59 Æ25´1700 5400 35586 5. пруток 8.65 Æ30´1650 2600 23946 6. пруток 9.21 Æ30´1550 1800 15570 7. полоса 6.37 2´240´1600 5000 31850 8. лента 3.65 1.5´200´1460 8700 37755 9. лента 1.84 1.5´100´1500 12000 22080 10. лента 1.45 1.4´100´1250 11000 15950 Итого: 244237 1. профиль 12Х18Н10Т 3.26 4´80´1250 5500 18480 2. профиль 4.46 5.5´74´1360 4200 18732 3. пруток 4.49 Æ20´1800 3400 15266 4. пруток 14.87 Æ36´1850 2100 31277 5. полоса 6.94 2.5´250´1400 4700 32618 6. полоса 5.36 2´280´1150 3000 16080 7. полоса 9.72 2.5´340´1450 3500 34020 8. лист 11.65 1.5´650´1500 3100 36115 9. лист 11.67 1.5´700´1400 3100 36177 10. лист 19.48 2´680´1800 1600 31168 Итого: 269883
Программа по выпуску составляет 6714553 кг.
Таблица 2.
Расчет годовой программы по запуску. № наименование деталей марка стали Годовая программа, т по выпуску по запуску 1. фланец ЭП-817 250.56 259 2. траверка 321.00 331 3. профиль 37.50 40 4. профиль 100.80 105 5. лист 127.20 132 6. лист 122.32 127 7. шток 403.29 412 8. пруток 192.10 198 9. пруток 45.90 49 10. лента 50.40 54 № наименование деталей марка стали Годовая программа, т по выпуску по запуску 1. пластина ВМС-2 84.60 88 2. фланец 83.76 87 3. пруток 78.94 82 4. пруток 63.96 67 5. пруток 146.076 150 6. лист 178.72 183 7. лист 37.554 40 8. лента 64.32 68 9. лента 39.36 32 10. полоса 37.73 40 1. отливка ВМЛ-3 242.16 249 2. отливка 26.264 29 3. отливка 31.648 34 4. отливка 166.50 170 5. отливка 43.26 46 6. отливка 55.744 59 7. отливка 49.14 53 8. отливка 52.576 57 9. отливка 86.988 91 10. отливка 81.28 85 1. пруток ВМС-5 44.16 47 2. пруток 48.336 52 3. пруток 64.233 68 4. пруток 37.128 40 5. лист 144.54 150 6. лист 135.93 141 7. лист 169.04 175 8. лист 113.724 118 9. лист 35.85 38 10. лист 134.572 139 1. пруток ЭП-288 200.88 207 2. пруток 102.355 107 3. пруток 149.92 155 4. пруток 69.44 73 5. полоса 36.16 39 6. лист 168.672 174 7. лист 146.16 152 8. лист 154.856 160 9. лист 239.6 264 10. лист 118.995 123 1. лист ЭИ-878 41.586 44 2. лист 24.416 27 3. лист 60.372 64 4. лист 60.58 64 5. полоса 25.242 28 6. полоса 26.40 29 7. лента 29.28 32 8. лента 35.816 38 9. пруток 54.48 58 10. пруток 24.48 27
№ наименование деталей марка стали Годовая программа, т по выпуску по запуску 1. лист 12Х18Н9Т 26.628 29 2. лист 24.768 27 3. лист 16.104 19 4. пруток 35.586 38 5. пруток 15.587 18 6. пруток 23.946 27 7. полоса 31.85 15 8. лента 31.755 35 9. лента 22.08 25 10. лента 15.95 18 1. профиль 12Х18Н10Т 18.48 21 2. профиль 18.732 21 3. пруток 15.266 18 4. пруток 31.227 34 5. полоса 32.618 35 6. полоса 16.08 19 7. полоса 34.02 37 8. лист 36.115 39 9. лист 36.177 39 10. лист 31.168 34
Программа по запуску составляет 7000 тонн, из них:
ЭП-817 – 1709 т,
ВМС-2 – 837 т,
ВМЛ-3 – 873 т,
ВМС-5 – 968 т,
ЭП-288 – 1436 т,
ЭИ-878 – 411 т,
12Х18Н9Т – 271
т,
12Х18Н10Т – 297
т,
Таблица 3.
Требования к деталям после термической обработки. марка стали sв, МПа d, % Y, % HRC НВфотп, мм ЭП-817 1250-1400 ³10 ³55 – 3.05-3.2 ВМС-2 1150-1400 ³9-10 ³45 33-41 3.05-3.27 ВМЛ-3 1220-1450 ³12 ³35 – 2.9-3.3 ВМС-5 1500-1700 ³15 ³50 43-46 – ЭП-288 1100-1400 ³12 ³50 34-41 3.1-3.45 ЭИ-878 700-1000 – ³55 – – 12Х18Н9Т 12Х18Н10Т 520-550 – ³55 – –
Металлургическая часть.
Коррозионная сталь ЭП–817.
Сталь ЭП–817 (06´14Н6Д2МБТ) относится к коррозионностойким
мартенситостареющим сталям. Сталь ЭП-817 рекомендуется для изготовления
нагруженных самолетных узлов (детали, изготовленные из штамповок, поковок,
прессованных профилей), работающих при температурах от -70°С до
+300°С
в общеклиматических условиях в контакте с топливом. Сталь отличается повышенной
стойкостью сварных соединений к коррозионному растрескиванию под
напряжением, а также значительно более
высокой вязкостью при низких температурах (до -70°С).
Таблица 4.
Химический состав стали ЭП–817 (%). C Cr Ni Cu Ti Mo Nb Fe Ca Si Mn 0.05-0.08 13.5-14.5 5.6-6.2 1.8-2.2 0.03-0.1 1.3-1.7 0.25-0.4 основа <0.005 £0.7 <1.0
Введение в сталь ~1.5 % Mo, тормозящего диффузионные процессы по границам зерен сдвигают
начало выделения карбидной сетки в
область более высоких температур, что вызывает разделение этих областей в зоне
термического влияния в сварном соединении. Влияние молибдена на изменение
предела прочности при старении стали ЭП–817 показано на рисунке 1.
Рисунок 1. Влияние температуры старения на временное
сопротивление стали ЭП–817.
Для измельчения зерна и обеспечения высокой коррозионной
стойкости перекрестных швов в сталь введено 0.25–0.4 % Nb. Легирование стали,
ферритообразующими элементами Mo и Nb потребовало повышения содержания
в ней никеля до ~ 6 % для подавления процесса образования d
-феррита. При этом сталь по составу оказалась сдвинутой ближе к области сталей
переходного класса, поэтому после закалки была введена операция обработки холодом.
Таблица 5.
Механические свойства стали при комнатной и повышенной
температурах. состояние материала t°C испыт. s0,2 МПа sв, Мпа d, % Y, % термически обработанный по режиму: отжиг при 650°С, закалка с 1000°С на воздухе, обработка холодом при -70°С, t=2.5 часа, обезводораживание 400°С t=3 часа, старение при 515°С t=1 час 20 300 350 400 1210-1240 910-1030 930-970 880-950 1310-1400 1100-1170 1070-1130 1030-1150 12-14 11-12 10-13 11-14 57-60 57-60 54-59 53-58
Исследования механических свойств при повышенных
температурах показало, что сталь обладает достаточно высокими прочностными
характеристиками при температурах до 300°С. Для оценки
хладостойкости стали в больших сечениях в условиях жесткого напряженного
состояния определяли критический коэффициент интенсивности напряжений Kic и ударную вязкость
образцов с трещиной, в том числе при температурах -70°С. Испытания Kic проводились на
образцах с толщиной 50 мм, что несколько превышает толщину деталей,
изготовляемых из этой стали. Результаты показали высокую надежность стали.
Таблица 6.
Вязкость стали ЭП–817 при комнатной и низкой температурах. состояние материала t°С испыт. ан, ат.у., К, термически обработанный по режиму: отжиг 650°С t=6часов, закалка с 1000°С в воде, обработка холодом –70°С, t=2.5 часа, обезводораживание 400°С t=3 часа, старение при 515°С t=1.5 часа. 20 -70 1.0-1.5 0.6-0.9 0.5-0.8 0.3-0.6 >5500 4000-4500
В процессе электрошлакового переплава сталь ЭП–817, как и
другие высококачественные коррозионностойкие стали, насыщаются водородом, в том
числе диффузионно-подвижным, что может привести к замедленному разрушению,
снижению относительного сужения стали (см. рисунок 2).
Рисунок 2.
Влияние водорода на величину относительного сужения и сопротивления
замедленному разрушению при растяжению стали ЭП-817.
Присутствие водорода
снижает также критический коэффициент интенсивности напряжений К, причем
при одинаковом уровне прочности это снижение более резко для стали, состаренной
при 425°С
по сравнению с перестаренной при 515°С. Для удаления водорода их стали целесообразно применять
отпуск при 400°С
после обработки холодом.
Таблица 7.
Влияние диффузионно-подвижного водорода на свойства стали
ЭП-817. состояние материала место вырезки образцов содержание водорода s0,2, МПа sв, МПа Y, % ак, замедленное разрушение sн, МПа время разгр, сутки термически обработанный по режиму: отжиг при 650°С, t=6 часов, закалка с 1000°С t=2 часа в воде, обработка холодом при -70°С, t=2 часа, старение при 515°С t=2 часа серце-вина 3.79 1400-1150 1300-1320 46-48 1.1-1.2 900 1100 1250 >5 >5 0.6-1.3 в поверхностных слоях 0.5 1150 1310-1340 62-65 1.1-1.2 1300 1700 1800 1900 >5 >5 >5 >5 Влияние обезводораживающего отпуска при 400°С на свойства стали t обезв. отпуска содержание водорода s0,2, МПа sв, МПа Y, % ак, замедленное разрушение sн, МПа время разгр, сутки без отпуска 4.1 1120 1130 40 1.4 900-1200 >5 15 3.1 1130 1320 47 1.2-1.5 900-1450 >5 30 1.85 1130 1320 60 1.4 1450-1900 >5 60 0.3 1120 1330 61 1.2-1.4 1800-1900 >5
Коррозионная сталь ВМС-2.
Малоуглеродистая сталь ВМС-2 (08Н15Н5Д2Т) относится к мартенситным,
упрочняемая старением. Сталь ВМС-2
является хорошо свариваемой сталью и рекомендуется для изготовления деталей
внутреннего набора и силовых элементов, работающих в комнатах с топливом при
температурах до 300°С.
Отсутствие в структуре деформированной стали d-
феррита способствует существенному повышению ударной вязкости и пластичности
стали поперек волокна, особенно при выплавке ее методом электрошлакового переплава.
После закалки с температуры растворения карбидов (Cr23C6) 950–1000°C структура стали состоит из
мартенсита и около 10% остаточного аустенита.
Начало и конец мартенситного превращения соответствует температурам 130°С и
30°С.
Таблица 8.
Химический состав стали ВМС-2, в %. C Cr Ni Cu Ti Fe Si Mn S P £0.08 14.0-15.0 4.7-5.5 1.75-2.5 0.15-0.3 основа £0.7 £1.0 £0.025 £0.03
Сочетание легирующих элементов Cr, Ni, Ti
при относительно низком содержании углерода
обеспечило коррозионную стойкость листовых материалов и исключило
возможность образования феррита даже в тяжелых пановках, гарантировав при этом
высокую вязкость. Легирование стали медью создает возможность упрочнения
материала старением.
Преимуществом стали является простота ее термической обработки:
нормализация при 950°С
t=1.5
ч., отпуск при 350°С
t=4
ч. и упрочнение готовых деталей в процессе старения при 510°С, t=2.5
ч. Термическую обработку необходимо осуществлять при строго регламентированных
режимах с учетом и контролем фазового состава, в частности соотношения
мартенсита и аустенита в структуре, от которого в значительной степени зависти
ее предел прочности и ударная вязкость. Влияние содержания остаточного аустенита
на механические свойства после старения показано на рисунке 3.
Рисунок 3. Влияние содержания остаточного аустенита
закалочной стали ВМС-2 на механические свойства после старения.
Структура закаленной и состаренной стали должна быть
максимально однородной (не допускается наличие карбидной сетки и d-феррита).
После закалки с температуры растворения карбидов (Cr23C6) 950–1000°С
структура стали состоит из мартенсита и около 10 % остаточного аустенита.
Основные факторы, оказывающие влияние на ударную вязкость
стали – размер аустенитного зерна, количество остаточного аустенита и выделение
охрупчивающих (карбидных) фаз по границам аустенитных зерен. Если содержание аустенита в закаленной стали
близко к нулю, то при последующем старении происходит ее охрупчивание, а
относительное удлинение и сужение сохраняются в пределах, удовлетворяющих требованиям
технических условий. Сопротивление замедленному разрушению и коррозии под
напряжением при этом уменьшается. Охрупчивание стали связано с ослаблением
границ зерен, что может быть обусловлено выделением охрупчивающих фаз и сегрегацией
легирующих элементов. Для уменьшения охрупчивания стали рекомендуется ее
перестаривание при 515°С, t=2.5 часа. На свойства окончательно термичеки
обработанной стали большое влияние оказывает количество остаточного аустенита.
Низким содержанием углерода в твердом растворе, а также низкой (для сталей
мартенситного класса) tмн
обусловлена свариваемость стали. Легирование стали медью создает
возможность упрочнения мартенсита старением.
Таблица 9.
Механические свойства стали ВМС-2 при различных температурах. состояние материала t°С испыт. sв, МПа s0,2, МПа d, % Y, % термически обработанный по режиму: закалка с 950°С на воздухе, старение при 450°С t=1 час. 20 300 400 1250-1400 1100-1200 1050-1150 1110-1300 1000-1100 900-1000 6-12 5-7 5-7 50-60 50-60 50-60
Высокопрочная свариваемая сталь ВМЛ-3.
Сталь ВМЛ-3 (08Х14Н5М2ДЛ) применяется для изготовления массивных
листосварных конструкций, которые можно использовать после сварки из
термической обработки, а также для высоконагруженных деталей, работающих при
температурах до 350°С.
Таблица 10.
Химический состав стали ВМЛ-3 в %. C Cr Ni Mo Cu Nb Fe Si Mn S P £0.08 13.0-14.5 4.5-5.5 1.5-2.0 1.2-1.75 <0.1 основа £0.7 £1.0 £0.03 £0.03
Таблица 11.
Механические свойства стали ВМЛ-3 по ОСТ. состояние материала sв, МПа s0,2, МПа d, % Y, % HBdотп., мм термически обработанный по режиму: гомогенизация 1110°С, закалка с 970°С на воздухе, старение при 460°С t=1 час. 1250 ³900 ³12 ³35 2.9-3.2
Сталь выплавляется в открытых, в вакуумных индукционных
печах с основной футеровкой. Прибыли удаляют механической обработкой, пламенной
или анодной резкой. Сталь хорошо сваривается аргонодуговой и ручной дуговой.
После сварки может применяться без термической обработки.
Общая коррозионная стойкость основного материала удовлетворительная.
Литые детали следует применять после обдувки металлическим песком с последующим
пассивированием и применением дополнительной защиты по согласованию с ВИАМ.
Для стали ВМЛ-3 рекомендуется следующая термическая
обработка:
гомогенизация
1110±10°С,
охлаждение на воздухе;
закалка
при 970±10°С,
охлаждение на воздухе, старение 460±10°С в течение часа.
Термическая обработка стали ведется согласно инструкциям
ВИАМ. Нагрев отливок с 900°С и выше должен проводится в защитной среде или под
слоем эмали.
Хромоникельмолибденовая сталь ВМС-5.
Коррозионностойкая сталь ВМС-5 (1´15МАМЗ) применяется для изготовления
силовых деталей, крепежных деталей, которые работают в атмосферных условиях и
топливе при температурах 180–200°С (термически обработанные на sв=1600±100мПа),
а также для изготовления деталей, кратковременно работают в атмосферных
условиях и топливе при температурах до 550°С.
Таблица 12.
Химический состав стали ВМС-5 в %. C Cr Ni Mo N Fe Si Mn S P 0.11-0.16 14.0-15.5 4.0-5.0 2.3-2.8 0.05-0.1 основа £0.7 £1.0 £0.02 £0.03
Таблица 13.
Механические свойства стали при различных температурах испытания. состояние материала t°С испыт. sв, МПа s0,2, МПа d, % Y, % термически обработанный по режиму: закалка с 1070°С, обработка холодом - 70°С, t=2.5 часа, отпуск при 200°С t=2 часа. 20 200 -70 1500-1600 1400-1470 1700-1780 1100-1200 1050-1150 1300-1340 15-18 10-12 15-18 47-55 47-50 45-55
Для понижения содержания газов и неметаллических включений в
поперечном направлении волокон листовой стали её необходимо подвергать
электрошлаковому переплаву.
Для стали ВМС-5 рекомендуется следующая термическая
обработка:
закалка
с 1070±10°С в
воде или в масле;
обработка
холодом при -70°С
в течение двух часов;
отпуск
при350°С
в течение 1-4 часов (sв=1500±100(120) МПа).
Для предотвращения окисления поверхности готовые детали
следует закаливать под слоем эмали или в среде аргона.
Для лучшей механической обрабатываемости стали рекомендуется
термическая обработка согласно инструкциям ВИАМ. Детали особо ответственного
назначения (sв=1500±100(120)
МПа) с толщиной от 15 мм, а также все
детали с (sв=1600±100 МПа),
необходимо подвергать после механической обработки (перед закалкой) нагреву до
520±10°С и
выдержке 8-20 часов в зависимости от толщины
для удаления водорода.
Сталь хорошо сваривается автоматической, ручной
аргонодуговой, ручной дуговой, контактной, электронно-лучевой сваркой. После
сварки детали подвергаются упрочняющей термической обработке.
Для повышения коррозионной стойкости сварные соединения, работающие
в атмосферных условиях следует защищать лакокрасочными покрытиями, не сварные
могут применяться после пассивирования без защиты лакокрасочными покрытиями.
Наиболее высокая коррозионная стойкость достигается после полирования и пассивирования.
Хромоникелевая сталь ЭП-288.
Сталь ЭП-288 (07Х16Н6) применяют как высокопрочный материал
для изготовления металлоизделий, в том числе свариваемых, подвергающихся
воздействию сред относительно малой агрессивности. Сталь ЭП-288 используют для
нагруженных деталей, работающих длительное время при температурах до 400°С и
короткое время до 500°С в комнате с топливом или в атмосферных условиях. Сталь
применяют также для высоконагруженных деталей в криогенной технике, работающей
при температуре до -253°С.
Таблица 14.
Химический состав стали ЭП-288 в %. C Cr Fe Si Ni Mn S P 0.05-0.09 15.5-17.5 основа £0.8 5.0-8.0 £0.8 £0.02 £0.035
Сталь ЭП-288 относится к аустенитно-мартенситному классу;
после аустенизации при температуре 1000°С и охлаждении в воде или
на воздухе структура стали состоит из аустенита и 10-60 % мартенсита.
Температура начала мартенситного превращения стали ЭП-288 для различных плавок
в пределах химического состава изменяется на 30-70°С. После выдержки предварительно
закаленной или нормализированной стали при -70°С в течение 2 часов
количество мартенсита составляет 70-80 %; охлаждение до -196°С не
приводит к дальнейшему мартенситному превращению. Таким образом, мартенситное
превращение в стали реализуется, во первых при охлаждении до комнатной
температуре, и во вторых при изотермической выдержке при -70°С.
Кроме того, небольшое количество мартенсита при нагреве до комнатной
температуры. Температура обратного a®g превращения в стали составляет примерно 500°С.
При медленном охлаждении после аустенизации в интервале 650-700°С по
границам аустенитных зерен выделяются карбиды Cr23C6, что существенно снижает
пластичность и ударную вязкость. Относительное сочетание механических и
коррозионных свойств обеспечивается в стали после закалки и отпуска при 200-400°С.
По ГОСТам сталь может поставляться после контроля на
склонность к межкристаллитной коррозии по методикам АМ и АМУ с продолжительностью
испытаний в кипящем контрольном растворе соответственно 15 и 8 часов.
Оптимальная
коррозионная стойкость достигается после закалки с температурой 1000-1050°С в
воде, обработки холодом при -70°С, 2часа и спуска при 360-380°С.
Сталь ЭП-288 применяют для изготовления деталей роторов,
химических центробежных сепараторов, а также для крепежа, работающего в интервале
температур от -60 до 350°С.
Сталь ЭП-288 хорошо сваривается ручной и автоматической
аргонодуговой, точечной и роликовой сваркой.
Хромомарганцевоникелевая сталь ЭИ-878.
Сталь ЭИ-878 (12Х17Г9АНИ) применяют для изделий, длительно работающих
в атмосферных условиях, при повышенных температурах (до 400°С).
Сталь подвергается сварке; в сварных конструкциях, не подвергающихся термической
обработке, ее применяют преимущественно в тонких сечениях. В тех случаях, когда
возможна термическая обработка сварных изделий, допускается сварка больших
толщин.
Таблица 15.
Химический состав стали ЭИ-878 в %. C Cr Fe Si Ni Mn S P N £0.12 16.0-18.0 основа £0.8 3.5-4.5 8.0-10.5 £0.02 £0.035 0.15-0.25
Сталь ЭИ-878 принадлежит к аустенитному классу. При нагреве
в интервале 550-850°С
по границам зерен аустенита выделяются частицы карбидов типа Cr23C6. Скорость выделения
карбидной фазы в основном определяется содержанием углерода. Карбидная сетка
является причиной появления склонности стали к межкристаллитной коррозии,
снижению ударной вязкости.
По ГОСТам сталь ЭИ-878 не должна быть склонной к межкристаллитной
коррозии при испытаниях по методикам АМ и АМУ с продолжительностью выдержки в
контрольном растворе в течение 15 и 8 часов соответственно. Испытания стали на
стойкость против межкристаллитной коррозии проводят после закалки без
провоцирующего нагрева. Температуру закалки устанавливают соответствующей технической
документацией.
Сталь намагнитится в закаленном состоянии. Сталь сваривается
всеми видами сварки.
Сталь ЭИ-878 хорошо деформируется в горячем и холодном состоянии.
Интервал горячей пластической деформации при ковке, шлифовке, гибке и т.д.
1160-850°С
с охлаждением на воздухе.
Термическая обработка стали заключается в закалке с
1050-1100°С
в воде. Для деталей с тонким сечением допускается охлаждение на воздухе.
Таблица 16.
Механические свойства стал при различных температурах. tисп, °С sв, МПа s0,2, МПа d5, % Y, % КСИ, Дж/м2 закалка с1075°С в воде -196 1300 840 23 21 180 -70 1110 590 55 67 320 20 750 370 46 68 340 300 780 390 68 – – 400 600 230 39 – – 500 520 190 44 – – 600 420 180 37 – – 700 330 130 40 – – 800 230 120 44 – –
Хромоникелевотитановые стали 12Х18Н10Т и
12Х18Н9Т.
Стали 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т применяют в качестве
коррозионно-стойкого и жаропрочного материала. Стали используют в сварных
конструкциях, работающих в контакте с азотной кислотой и другими средами окислительного
характера; некоторыми органическими кислотами средних концентраций,
органическими растворителями, атмосферных условиях и т.д. Их сталей 12Х18Н10Т и
12Х18Н9Т изготавливают емкостное, теплообменное, и реакционное оборудование.
Стали используют для сварных конструкций в криогенной технике при температуре
до -269°С.
Таблица 17.
Химический состав сталей 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т в %. C Cr Fe Si Ni S P Ti £0.12 17.0-19.0 основа £0.08 9.0-11.0 (12X18H10T) 8.0-9.5 (12X18H9T) £0.02 £0.035 5.С-0.8
В зависимости от соотношения хрома и никеля обе стали могут
иметь при нагреве горячую пластическую
деформацию или закалку либо чисто аустенитную, либо аустенитно-ферритную
структуру. Сталь 12Х18Н9Т в силу меньшего содержания никеля в большей степени
склонна к образованию двухфазной структуры. Кроме содержания основных
легирующих элементов, необходимо учитывать присутствие в стали таких легирующих
элементов как кремний, титан и алюминий, эффективно способствующих образованию d-феррита.
Образование d-феррита
в сталях снижает технологичность при горячей пластической деформации. При
нагреве в интервале 1150-1200°С и неблагоприятном соотношении феррито и
аустенитообразующих элементов сталь 12Х18Н9Т может содержать до 30-40, а сталь
12Х18Н10Т до 20-25 % a-феррита. Кроме названных структурных составляющих, обе
стали содержат первичные карбонитриды титана, количество которых зависит от
содержания в стали углерода и азота. При высокотемпературном нагреве карбонитриды
титана имеют тенденцию к растворению, по дате
при 1300°С
часть их остается нерастворенной. При нагреве в интервале 500-600°С
основной выделяющейся фазой является карбид Cr23C6.
Стали обладают достаточно высокой жаростойкостью при 600-800°С.
При 650°С
и выше наилучшая жаростойкость наблюдается при крупном зерне, что
обеспечивается закалкой с температуры 1040-1100°С. При более низких
рабочих температурах рекомендуется применять мелкозернистый материал.
Стали 12Х18М10Т и 12Х18М9Т хорошо свариваются всеми видами
ручной и автоматической сварки.
В холодном состоянии обе стали допускают высокие степени
пластической деформации.
Таблица 18.
Механические свойства стали 12Х18Н9Т при различных температурах. tисп, °С sв, МПа s0,2, МПа d5, % Y, % КСИ, Дж/м2 закалка с1050°С в воде -253 1790 600 25 – 120 -196 1610 460 38 56 200 -70 1130 360 40 64 250 0 620 280 41 63 250 300 460 180 31 65 – 400 450 180 31 65 – 500 450 180 29 65 – 600 400 180 25 61 – 700 280 160 26 59 – 800 180 100 35 69 –
Технологическая часть.
Технология термической обработки сталей.
Технологический процесс термической обработки стали ЭП-817Ш.
1.
Закалка: t=1000±10°С, tвыд=4
часа, охлаждение в воде при температуре 10-30°С в течение 5 минут, далее
на воздухе до комнатной температуры.
2.
Обработка холодом: t=-70°С, tвыд=5 часов,
выдержка на воздухе.
3.
Отпуск: t=350±10°С, tвыд=4 часа, охлаждение на воздухе.
4.
Контроль: марки материала по выбитому шифру плавки
технологического режима пооперационно; контроль микроструктуры в ЦЗЛ.
5.
Обезводораживающий отпуск: t=400±10°С, tвыд=20
часов, охлаждение на воздухе.
6.
Старение: t=515±5°С, tвыд=2
часа 30 минут, охлаждение на воздухе.
7.
Зачистка сухим способом на шлифовальном станке, глубина
зачистка до 0.2 мм.
8.
Контроль: марки материала по выбитому шифру, технологического
режима термообработки пооперационно, контроль твердости НВотр=3.05-3.2мм
и механических свойств в ЦЗП sв=1250-1400 МПа, d³10 %, Y³55
%.
Примечания:
1.
При неудовлетворительной структуре все детали возвращаются на
дополнительную термообработку, в связи с этим закалку детали разрешается
проводить не более трех раз.
2.
На деталях, поступающих на старение, не должно быть черновых поверхностей.
3.
Загружать детали в холодильную камеру необходимо тогда, когда
она охлаждена до температуры -50°С. Для обеспечения упрочнения стали при обработке
холодом не следует допускать нагрева деталей после закалки перед обработкой
холодом в интервале температур 200-500°С, а также длительного
воздействия пониженных температур (0 - -40°С). Время между закалкой и
обработкой холодом не должно быть более трех суток.
4.
Врем между обработкой холодом и старением не ограничено.
5.
Контроль микроструктуры следует проводить после закалки,
обработки холодом и отпуска на образцах, вырезанных из центральной части.
6.
Правку детали можно осуществлять после закалки, обработки
холодом, отпуска, а также после полного цикла термообработки.
Технологический процесс термической обработки стали
ВМС-2.
1.
Перестаривание t=510±10°С, tвнд=2,5
часа, охлаждение на воздухе.
2.
Зачистка сухим способом на шлифовальном станке, глубина 0.15
мм.
3.
Контроль технологического режима пооперационно, контроль
твердости НВотн=3.05-3.27 мм, HRC=33-41.
Примечания:
1.
Партия деталей, поступающих на старение, обезжиривается.
2.
Для более полного прогрева садку деталей разделять прокладками
на пачки.
3.
Детали, имеющие
пониженную твердость, подвергать повторному старению по тому же режиму.
4.
при заниженных значениях твердости, хотя бы на одной детали,
всю партию проверять поштучно.
Технологический процесс термической обработки отливок из
стали ВМП-3.
1.
Покрытие отливок эмалью ЭВТ-100. Сушка при комнатной
температуре до полного высыхания. Визуальный просмотр деталей на сплошность покрытия.
При обнаружении дефекта (просвета, скола, пузырей и др.) детали подкрасить
легкой кистью и подсушить.
2.
Закалка I:
t=1110±10°С, tвнд
зависит от сечения детали (при S<20
мм tвнд=1
час, S>20 мм tвнд=2
часа), охлаждение на воздухе.
3.
Покрытие отливок эмалью ЭВТ-101 (см. пункт 1).
4.
Закалка II:
t=1110±10°С, tвнд
аналогично пункту 2, охлаждение на воздухе.
5.
Старение: t=450-460°С, tвнд=2.5
часа.
6.
Контроль: перед термообработкой контроль клейма номера плавки
на отливках и образцах, и рентгеноконтроль отливок; контроль технологического
режима термообработки пооперационно; контроль образцов свидетелей от каждой
плавки в ИЗЛ: sв=1220-1450
МПа, d³12
%, Y³35
%; контроль твердости отливок в объеме 3 % от каждой плавки: dотп=3.3-2.9 мм.
Примечания:
1.
Эмалированные детали укладывать на противень в один ряд, не
допуская соприкосновения друг с другом. На дно противня должна быть положена
бумага.
2.
Отливки не должны иметь следов керамики, раковин, трешин.
3.
tвнд
между закалкой II и
старением не должно превышать 16 часов.
4.
Перед термообработкой должна быть проведена пескоочистка.
Пескоочистку производить электрокорундовым песком. Допускается обдувка стальным
песком с последующей обязательной обдувкой корундовым песком. Опескоструенные
отливки обдуть сжатым воздухом для
удаления остатков песка и пыли.
5.
При несоответствии механических свойств разрешается проводить
достаривание или повторную термообработку отливок. Достраивание производить при
температуре 500±10°С с
выдержкой 1 час.
6.
Разрыв между пескоочисткой и нанесением эмали не должен
превышать 24 часа.
Технологический процесс термической обработки стали ВМС-5.
1.
Обезводораживающий отпуск: t=520±10°С, tвыд=8
часов, охлаждение на воздухе.
2.
Покрытие отливок эмалью ЭВТ-100. Сушка при комнатной
температуре до полного высыхания.
3.
Закалка: t=1070±10°С, tвыд=4 минуты,
охлаждение в масле при t=40-70°С.
4.
Контроль микроструктуры в ЦЗЛ; при получении положительных
результатов производить дальнейшую термообработку деталей.
5.
Промывка от масла в моечной машине. Промывочный раствор t=40-70°С.
6.
Обработка холодом: t=-70°С,
tвыд=3
часа, нагрев на воздухе.
7.
Отпуск: t=200±5°С, tвыд=3
часа, охлаждение на воздухе.
8.
Зачистка сухим способом на шлифовальном станке, с глубиной
зачистки до 0.15 мм.
9.
Контроль технического режима термообработки пооперационно,
контроль твердости на приборе «Роквелл» HRC=43-46.
10.
Механическая обработка (шлифовка).
11.
Отпуск после шлифовки: t=180±10°C, tвыд=3 часа,
охлаждение на воздухе.
12. Контроль технологического режима термообработки.
Примечания:
1.
Детали на термообработку поступают с образцом размером 8´30´30
мм, для контроля микроструктуры после закалки.
2.
После обезводораживающего отпуска необходимо проводить
пескоочистку электрокорундом.
3.
Эмалированные детали укладывать на противень в 1 ряд, не
допуская соприкосновения друг с другом.
4.
После механической обработки необходимо обезжирить детали.
Технологический процесс термической обработки стали
ЭП-288.
1.
Отжиг: t=780±10°С, tвыд=2.5
часа, охлаждение на воздухе до комнатной температуры.
2.
Обезводораживающий отпуск: t=490±10°С, tвыд=15
часов, охлаждение на воздухе до комнатной температуры.
3.
Отпуск: t=680±10°С, tвыд=2.5
часа, охлаждение на воздухе до комнатной температуры.
4.
Закалка: t=1000±10°С, tвыд=25
минут, охлаждение в воде.
5.
Обработка холодом: t=-70°С,
tвыд=3
часа, нагрев на воздухе.
6.
Отпуск: t=325-400°С, tвыд=1
час, охлаждение на воздухе.
7.
Правка: допускается поводка до 1 мм.
8.
Зачистка сухим способом на шлифовальном станке, глубина до 0.5
мм.
9.
Контроль технологического режима термической обработки
пооперационно, контроль твердости на приборе «Бринель»; НВотн=3.45-3.1
мм.
10.
Механическая обработка.
11.
Контроль твердости 3% от партии на приборе «Роквелл», НRC=34-41.
Примечания:
1.
Перерыв между закалкой и обработкой холодом должен быть не
более 48 часов.
2.
Перед обработкой холодом детали не должны подвергаться нагреву
в интервале температур 200-500°С, а также действию температур 0-(-40)°С.
3.
Интервал между обработкой холодом и отпуском не ограничен.
4.
Охлаждение деталей после обезводораживающего отпуска
разрешается проводить в воде или осуществлять перенос деталей в печь на отпуск
680°С
без предварительного охлаждения.
Технологический процесс термической обработки стали
ЭИ-878.
1.
Закалка: t=1000±10°С, tвыд=7-9
минут, охлаждение в холодной воде.
2.
Контроль технического режима термообработки.
Примечания:
1.
Детали на термообработку поступают обезжиренными.
2.
Детали на противень укладывать свободно, укладка пачками
недопустима.
Технологический процесс термической обработки сталей
12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т.
1.
Закалка: t=1000±10°С, tвыд=7-9
минут, охлаждение в холодной воде. Время выдержки брать из расчета:
сечения до 16 мм – 3минуты + 1 минута на 1 мм условной
толщины.
сечения свыше 16 мм – 1 минута на 1 мм условной толщины.
2.
Контроль технологического режима.
Примечания:
1.
Детали укладывать на противень только в один ряд.
Расчётно-конструкторская часть.
Выбор основного оборудования.
В проектируемом цехе термической обработки крупногабаритных
деталей из коррозионностойких сталей для нагрева деталей под закалку, отжиг,
отпуск, обезводораживающий отпуск, старение предлагается использовать
электрические камерные печи типа СИЗ 11.22.7.
Электропечи типа СИЗ с металлическими нагревателями предназначены
для нагрева изделий под закалку, а также для проведения других процессов,
требующих нагрева изделий до температуры 1200 °С. Камерные электропечи
СИЗ делятся на низкотемпературные (до 800 °С), среднетемпературные
(до 1000 °С)
и высокотемпературные (до 1300 °С).
Основными узлами камерных
электропечей СИЗ являются кожух, футеровка, нагревательные элементы,
дверца с механизмом подъёма и опускания, газоподвод. Кожух печей герметичный,
сварен из листовой и профильной стали. Футерованы печи огнеупорными и
теплоизоляционными материалами. Огнеупорная часть кладки выполнена из
легковесных и ультралегковесных шамотных высокоглиназемийных кирпичей,
теплоизоляция из ультралегковесных
шамотных диамитовых кирпичей и перлитовых плит на керамической связке.
Подовая плита выполнена из жаропрочного стального литья, в
целях безопасности соединена с кожухом печи стальной жаропрочной полосой.
Загрузка и выгрузка обрабатываемых деталей в печах СИЗ может
быть механизирована, для чего в футеровке пода имеются специальные пазы для перемещения
в них захватов механизмов загрузки – разгрузки.
Электропечь СИЗ
11.22.7 снабжена масленым баком и механизмом загрузки – разгрузки напольного использования.
Обрабатываемые изделия должны загружаться в печь в
специальных поддонах. Без поддонов
можно транспортировать изделия длиной до 1000 мм. Загрузку, разгрузку и
передачу изделий в закалочный бак производит механизм, выполненный в виде
напольной тележки с колонной. Тележка двигается по рельсам при помощи
электромеханического привода. Колонна сбалансирована противовесами. Оконный
проём во время открывания дверцы перекрывается пламенной завесой препятствующей
поступлению в рабочее пространство воздуха. Устройство пламенной завесы состоит
из трубчатой горелки интенционного смесителя, запальника, электромагнитного
вентиля. Горючий газ в интенционный смеситель должен подаваться из сети или из
газоприготовительной установки. Электромагнитный вентиль, установленный на
магистрали подачи газа в горелку пламенной завесы, сбалансирован с механизмом
подъёма или с механизмом открывания дверцы. Подача газа в трубчатую горелку
включается только при полностью закрытом проёме печи.
Специальный фундамент для камерной электропечи СИЗ 11.22.7
не требуется, так как печь устанавливается непосредственно на полу цеха.
Таблица 19.
Термические параметры электропечи СНЗ 11.22.7/12. № Наименование Единицы измерения Числовая величина 1. Установленная мощность печи кВт 137±10% 2. Мощность зон 1 зона кВт 60 2 зона кВт 75 3. Напряжение питающей цепи В 380 4. Число фаз 3 5. Частота тока Гц 50 6. Максимальная температура ºС 1250 7. Рабочая температура ºС 1200 8. Максимальный вес садки кг 1100 9. Время разгона для рабочей температуры час 9 10. Расход газа на пламенную завесу м3/час 28 11. Размеры рабочего пространства Длина мм 1000 Ширина мм 650 Высота мм 400 12. Габаритные размеры Длина мм 2400 Ширина мм 2135 Высота мм 1200 13. Общий вес печи т 20
Для обработки деталей холодом предусмотрены камеры
ускоренного охлаждения ВХУ-7. ВХУ-7, которые по сравнению с известными парокомпрессорными
холодильными машинами обладают следующими преимуществами:
высокая
мобильность при выходе на заданную низкую температуру, которая в холодильной
камере поддерживается автоматически;
исключает
пожаро- и взрывоопасных хладагентов – фреона и аммиака (хладагентом является
сжатый воздух из промышленной магистрали);
позволяет
за короткое время получить в холодильной камере низкую температуру (-70
ºС);
бесшумна
в работе;
малая
занимаемая площадь и небольшая стоимость;
комплектуется
серийными промышленными изделиями.
Таблица 20. Техническая
характеристика камеры ускоренного охлаждения ВХУ-7 № Наименование Единицы измерения Числовая величина 1. Номинальное значение на входе турбодетандеров кПа 500 2. Предельное значение давления в камере Избыточное кПа 20 Разряженное кПа 20 3. Рабочая температура камеры ºС -70 4. Полный объём камеры м3 7,1 5. Габаритные размеры Длина мм 8000 Ширина мм 2000 Высота мм 2500 6. Время выхода на рабочий режим мин 15-25 № Наименование Единицы измерения Числовая величина 7. Максимальные габариты обрабатываемой детали Длина мм 1900 Ширина мм 880 Высота мм 150 8. Вес камеры кг 2100
Расчёт потребной
мощности камерных печей
Nn
= , кВт
где: с – Удельная
теплоёмкость нагреваемых изделий, ;
G – общая масса изделий,
нагреваемых в печи, кг;
, - начальная и
конечная температура изделий, ºС;
η –
коэффициент полезного действия печи;
τ –
расчётное время нагрева изделия, час.
Определяем потребляемую мощность камерной электропечи СНЗ
11.22.7/12.
Nn
= = 128,5 кВт
Nn
= 128,5 кВт, Ny
= 137 кВт.
Потребляемая мощность аналогичных камерных печей
определяется таким же образом.
Расчёт продолжительности времени нагрева изделий в выбранных
печах.
Расчёт продолжительности времени нагрева изделий под закалку
из стали ЭП – 817.
Находим среднюю температуру изделия.
Т2н – начальная температура, К; Т2н =
20 + 273 = 293 К.
Т2к – конечная температура, К; Т2к =
1000+273 = 1273 К.
Т2ср =1070 К.
Находим коэффициент теплоотдачи.
ε2 - степень черноты поверхности изделия;
e1
Степень черноты внутренней поверхности стенок печи.
e1
= 0,8; e2
= 0,7;
en - приведённая степень черноты.
en = = 0,595
a =
1,05·5,67· en·;
Т1 – температура печи; Т1 = Т2к
+ 20 = 1293 К.
a =
1,05·5,67· 0,595· = 236 ;
Определяем критерий Bi
Bi = , где Х -
характерный размер изделия
Bi = = 0,023
Изделие считается “тонким ” в тепловом отношении;
τн
=·[ln+2· (arctg - arctg)]
F = 2·(70·8 + 8·1600 + 70·1600) = 0,25 м2
τн=·[ln+ +2·(arctg-arctg)]
Аналогично этому расчёту производятся расчёты τн
остальных операций.
Расчёт количества основного оборудования.
Расчёт количества основного оборудования производится по
следующей формуле.
ПР =, где
ПР – расчётное количество оборудования,
pi
годовая программа по запуску характерная для данного типа изделий,;
pni
производительность оборудования по данному типу изделий,;
pni
=
G –
масса всех изделий, находящихся в печи;
τц – время цикла технологической операции;
Ф – годовой фонд времени работы оборудования;
τв = 0,1 час;
m–
число видов изделий, обрабатываемых на расчётном оборудовании.
Далее определим коэффициент загрузки данного вида оборудования:
kз
= , где
Пф –фактически принятое количество оборудования.
Результаты расчётов сведены в таблицы.
Таблица 21. Расчёт
для деталей обрабатываемых в камерной электропечи СНЗ 11.22.7./12 № Наименование детали Марка стали Масса садки, кг pi кг/год poi закалоч кг/час Пф, шт. Кз 1. фланец ЭП-817 928 259000 232 4 0,86 2. траверса ЭП-817 928 333000 232 4 0,86 3. профиль ЭП-817 928 40000 232 4 0,86 4. профиль ЭП-817 928 105000 232 4 0,86 5. лист ЭП-817 928 132000 232 4 0,86 6. лист ЭП-817 928 127000 232 4 0,86 7. пруток ЭП-817 928 412000 232 4 0,86 8. пруток ЭП-817 928 198000 232 4 0,86 9. пруток ЭП-817 928 49000 232 4 0,86 10. лента ЭП-817 928 54000 232 4 0,86 11. отливки ВМЛ-3 1009 249000 403,6 4 0,86 12. отливки ВМЛ-3 1009 29000 403,6 4 0,86 13. отливки ВМЛ-3 1009 34000 403,6 4 0,86 14. отливки ВМЛ-3 1009 17000 403,6 4 0,86 15. отливки ВМЛ-3 1009 46000 403,6 4 0,86 16. отливки ВМЛ-3 1009 59000 403,6 4 0,86 17. отливки ВМЛ-3 1009 53000 403,6 4 0,86 18. отливки ВМЛ-3 1009 67000 403,6 4 0,86 19. отливки ВМЛ-3 1009 91000 403,6 4 0,86 20. отливки ВМЛ-3 1009 85000 403,6 4 0,86 21. пруток ВМС-5 1030 47000 1545,6 4 0,86 22. пруток ВМС-5 1030 52000 1545,6 4 0,86 23. пруток ВМС-5 1030 68000 1545,6 4 0,86 24. пруток ВМС-5 1030 40000 1545,6 4 0,86 25. лист ВМС-5 1030 150000 1545,6 4 0,86 26. лист ВМС-5 1030 141000 1545,6 4 0,86 27. лист ВМС-5 1030 175000 1545,6 4 0,86 28. лист ВМС-5 1030 118000 1545,6 4 0,86 29. лист ВМС-5 1030 38000 1545,6 4 0,86 30. лист ВМС-5 1030 139000 1545,6 4 0,86 31. пруток ЭП-288 1004 207000 2391,4 4 0,86
№ Наименование детали Марка стали Масса садки, кг pi кг/год poi закалоч кг/час Пф, шт. Кз 32. пруток ЭП-288 1004 155000 2391,4 4 0,86 33. пруток ЭП-288 1004 107000 2391,4 4 0,86 34. пруток ЭП-288 1004 73000 2391,4 4 0,86 35. полоса ЭП-288 1004 39000 2391,4 4 0,86 36. лист ЭП-288 1004 174000 2391,4 4 0,86 37. лист ЭП-288 1004 152000 2391,4 4 0,86 38. лист ЭП-288 1004 160000 2391,4 4 0,86 39. лист ЭП-288 1004 246000 2391,4 4 0,86 40. лист ЭП-288 1004 123000 2391,4 4 0,86 41. лист ЭП-878 956 44000 5975 4 0,86 42. лист ЭП-878 956 27000 5975 4 0,86 43. лист ЭП-878 956 64000 5975 4 0,86 44. лист ЭП-878 956 64000 5975 4 0,86 45. полоса ЭП-878 956 28000 5975 4 0,86 46. полоса ЭП-878 956 29000 5975 4 0,86 47. лента ЭП-878 956 32000 5975 4 0,86 48. лента ЭП-878 956 38000 5975 4 0,86 49. пруток ЭП-878 956 58000 5975 4 0,86 50. пруток ЭП-878 956 27000 5975 4 0,86 51. лист 12Х18Н9Т 951 29000 1902 4 0,86 52. лист 12Х18Н9Т 951 27000 1902 4 0,86 53. лист 12Х18Н9Т 951 19000 1902 4 0,86 54. пруток 12Х18Н9Т 951 28000 1902 4 0,86 55. пруток 12Х18Н9Т 951 18000 1902 4 0,86 56. пруток 12Х18Н9Т 951 27000 1902 4 0,86 57. полоса 12Х18Н9Т 951 35000 1902 4 0,86 58. лента 12Х18Н9Т 951 35000 1902 4 0,86 59. лента 12Х18Н9Т 951 25000 1902 4 0,86 60. лента 12Х18Н9Т 951 18000 1902 4 0,86 61. профиль 12х18Н10Т 1008 21000 2016 4 0,86 62. профиль 12х18Н10Т 1008 21000 2016 4 0,86 63. пруток 12х18Н10Т 1008 18000 2016 4 0,86 64. пруток 12х18Н10Т 1008 34000 2016 4 0,86 65. полоса 12х18Н10Т 1008 34000 2016 4 0,86 66. полоса 12х18Н10Т 1008 19000 2016 4 0,86 67. полоса 12х18Н10Т 1008 37000 2016 4 0,86 68. лист 12х18Н10Т 1008 39000 2016 4 0,86 69. лист 12х18Н10Т 1008 39000 2016 4 0,86 70. лист 12х18Н10Т 1008 34000 2016 4 0,86
Таблица 22. Для
деталей обрабатываемых в камерной электропечи СНЗ 11.22.7 / 7 № наименование детали марка стали масса садки po, кг./год. poi старение poi пере-старение poi отжиг Пф kз 1. фланец ЭП-817 928 259000 371,2 6 0,93 2. траверса ЭП-817 928 333000 371,2 6 0,93 3. профиль ЭП-817 928 40000 371,2 6 0,93 4. лист ЭП-817 928 105000 371,2 6 0,93 5. профиль ЭП-817 928 132000 371,2 6 0,93 6. лист ЭП-817 928 127000 371,2 6 0,93 7. шток ЭП-817 928 412000 371,2 6 0,93 8. пруток ЭП-817 928 198000 371,2 6 0,93 9. пруток ЭП-817 928 49000 371,2 6 0,93 10. лента ЭП-817 928 54000 371,2 6 0,93 11. пластина ВМС-2 987 88000 371,2 394,8 6 0,93 12. фланец ВМС-2 987 87000 371,2 394,8 6 0,93 13. пруток ВМС-2 987 82000 371,2 394,8 6 0,93 14. пруток ВМС-2 987 67000 371,2 394,8 6 0,93 15. пруток ВМС-2 987 150000 371,2 394,8 6 0,93 16. лист ВМС-2 987 183000 371,2 394,8 6 0,93 17. лист ВМС-2 987 40000 371,2 394,8 6 0,93 18. лента ВМС-2 987 32000 371,2 394,8 6 0,93 19. полоса ВМС-2 987 68000 371,2 394,8 6 0,93 20. лента ВМС-2 987 40000 371,2 394,8 6 0,93 21. отливки ВМЛ-3 1009 249000 403,6 394,8 6 0,93 22. отливки ВМЛ-3 1009 29000 403,6 394,8 6 0,93 23. отливки ВМЛ-3 1009 34000 403,6 394,8 6 0,93 24. отливки ВМЛ-3 1009 170000 403,6 394,8 6 0,93 25. отливки ВМЛ-3 1009 46000 403,6 394,8 6 0,93 26. отливки ВМЛ-3 1009 59000 403,6 394,8 6 0,93 27. отливки ВМЛ-3 1009 53000 403,6 394,8 6 0,93 28. отливки ВМЛ-3 1009 57000 403,6 394,8 6 0,93 29. отливки ВМЛ-3 1009 91000 403,6 394,8 6 0,93 30. отливки ВМЛ-3 1009 85000 403,6 394,8 6 0,93 31. пруток ЭП-288 1004 207000 403,6 401,8 6 0,93 32. пруток ЭП-288 1004 107000 403,6 401,8 6 0,93 33. пруток ЭП-288 1004 155000 403,6 401,8 6 0,93 34. пруток ЭП-288 1004 73000 403,6 401,8 6 0,93 35. полоса ЭП-288 1004 39000 403,6 401,8 6 0,93 36. лист ЭП-288 1004 174000 403,6 401,8 6 0,93 37. лист ЭП-288 1004 152000 403,6 401,8 6 0,93 38. лист ЭП-288 1004 160000 403,6 401,8 6 0,93 39. лист ЭП-288 1004 246000 403,6 401,8 6 0,93 40. лист ЭП-288 1004 123000 403,6 401,8 6 0,93
Таблица 23. Для
деталей обрабатываемых в камерной электропечи СНЗ 11.22.7/4 № наименование детали марка стали масса садки po, кг/год poi отпуск poi отпуск poi обезвод Пф kз 1. фланец ЭП-817 928 259000 232 232 46,4 14 0,97 2. траверса ЭП-817 928 333000 232 46,4 14 0,97 3. профиль ЭП-817 928 40000 232 46,4 14 0,97 4. профиль ЭП-817 928 105000 232 46,4 14 0,97 5. лист ЭП-817 928 132000 232 46,4 14 0,97 6. лист ЭП-817 928 127000 232 46,4 14 0,97 7. шток ЭП-817 928 412000 232 46,4 14 0,97 8. пруток ЭП-817 928 198000 232 46,4 14 0,97 9. пруток ЭП-817 928 49000 232 46,4 14 0,97 10. лента ЭП-817 928 54000 232 46,4 14 0,97 11. пруток ВМС-5 1030 47000 343,5 343,5 128,8 14 0,97 12. пруток ВМС-5 1030 68000 343,5 128,8 14 0,97 13. пруток ВМС-5 1030 343,5 128,8 14 0,97 14. пруток ВМС-5 1030 40000 343,5 128,8 14 0,97 15. лист ВМС-5 1030 150000 343,5 128,8 14 0,97 16. лист ВМС-5 1030 141000 343,5 128,8 14 0,97 17. лист ВМС-5 1030 175000 343,5 128,8 14 0,97 18. лист ВМС-5 1030 118000 343,5 128,8 14 0,97 19. лист ВМС-5 1030 38000 343,5 128,8 14 0,97 20. лист ВМС-5 1030 139000 343,5 128,8 14 0,97 21. пруток ЭП-288 1004 207000 401,8 401,8 67 14 0,97 22. пруток ЭП-288 1004 107000 401,8 67 14 0,97 23. пруток ЭП-288 1004 155000 401,8 67 14 0,97 24. пруток ЭП-288 1004 73000 401,8 67 14 0,97 25. полоса ЭП-288 1004 39000 401,8 67 14 0,97 26. лист ЭП-288 1004 174000 401,8 67 14 0,97 27. лист ЭП-288 1004 152000 401,8 67 14 0,97 28. лист ЭП-288 1004 160000 401,8 67 14 0,97 29. лист ЭП-288 1004 246000 401,8 67 14 0,97 30. лист ЭП-288 1004 123000 401,8 67 0,97
Таблица 24. Для
деталей подвергающихся обработке холодом в ВХУ-7 № наименование детали марка стали масса садки po, кг./год. poi кг/час Пф kз 1 фланец ЭП-817 464 259000 92,8 9 2 траверса ЭП-817 464 333000 92,8 9 3 профиль ЭП-817 464 40000 92,8 9 4 профиль ЭП-817 464 105000 92,8 9 5 лист ЭП-817 464 132000 92,8 9 6 лист ЭП-817 464 127000 92,8 9 7 шток ЭП-817 464 412000 92,8 9 8 пруток ЭП-817 464 198000 92,8 9 9 пруток ЭП-817 464 49000 92,8 9 10 лента ЭП-817 464 54000 92,8 9 11 пруток ВМС-5 478,4 47000 119,6 9 12 пруток ВМС-5 478,4 52000 119,6 9 13 пруток ВМС-5 478,4 68000 119,6 9 14 пруток ВМС-5 478,4 40000 119,6 9 15 лист ВМС-5 478,4 150000 119,6 9 16 лист ВМС-5 478,4 141000 119,6 9 17 лист ВМС-5 478,4 175000 119,6 9 18 лист ВМС-5 478,4 118000 119,6 9 19 лист ВМС-5 478,4 38000 119,6 9 20 лист ВМС-5 478,4 139000 119,6 9 21 пруток ЭП-288 446,4 207000 223,2 9 22 пруток ЭП-288 446,4 107000 223,2 9 23 пруток ЭП-288 446,4 155000 223,2 9 24 пруток ЭП-288 446,4 73000 223,2 9 25 полоса ЭП-288 446,4 39000 223,2 9 26 лист ЭП-288 446,4 174000 223,2 9 27 лист ЭП-288 446,4 152000 223,2 9 28 лист ЭП-288 446,4 160000 223,2 9 29 лист ЭП-288 446,4 246000 223,2 9 30 лист ЭП-288 446,4 123000 223,2 9
Определяем средний коэффициент загрузки оборудования kср
kср
=
kср
= = 0,95;
Выбор дополнительного оборудования.
В качестве дополнительного оборудования выбираем:
1. Шлифовальный станок.
Определяем количество станков:
Пр =
рni
производительность станка
рni
=250 кг/час
Пр = = 3,77
Пф = 4 станка
kз
=
2. Моечную машину типа ММ-400К.
рni
=250 кг/час
Пр = = 0,63
Пф = 1 машина
kз
= 0,63
Выбор вспомогательного оборудования
Внутрицеховая и межцеховая транспортировка деталей
осуществляется с помощью электрокар, которые в свою очередь разгружаются
мостовым краном, который необходим и для монтажных работ.
Выбор контрольного оборудования.
Для замера твёрдости деталей выбираем прибор типа ТШ,
принцип работы которого основан на вдавливании в испытываемый образец закалённого
шарика под определённой нагрузкой и последующим замере dотп.
pi
= 449040 изд/год
pni
=40 изд/год
Пр = = 1,82
Пф =2 прибора ТШ
kз
=0,91
Таблица 25. Сводная
ведомость оборудования № наименование оборудования Nу кВт kз кол-во стоимость, руб. единицы общая Основное оборудование 1 камерная электропечь СНЗ 11.22.7 / 12 137 0,86 4 8100000 32400000 2 камерная электропечь СНЗ 11.22.7 / 7 175 0,93 6 8100000 48600000 3 камерная электропечь СНЗ 11.22.7 / 4 170 0,97 14 8100000 113400000 4 камера для обработки холодом ВХУ – 7 270 0,96 9 2350000 21150000 итого 217710000 Дополнительное оборудование 1 шлифовальный станок 4,5 0,94 4 119000 476000 2 моечная машина 15 0,63 1 1246000 1246000 3 пескоструйная камера 2,2 0,78 2 305200 610400 итого 2332400 Вспомогательное оборудование 1 мостовой кран 20 0,91 2 770000 1540000 2 электрокар 12 0,86 4 805000 3220000 итого 4760000 Контрольное оборудование 1 пресс ТШ 0,5 0,91 2 280000 560000 итого 224802400
Расчёт расхода вспомогательного материала.
1. Расход воды:
1.1
для закалки изделий норма расхода 8 м3 на 1 тонну
закаливаемых изделий Qв
= 8·616,3 = 4930,4 м3.
1.2
для промывания в моечной машине, норма 0,2 м3 на 1
тонну изделий Qв=0,2·968
= 193,6 м3.
1.3
для бытовых нужд, норма 75 литров на 1 человека в смену Qв=0,075·262·112 = 2200,8 м3.
Общий расход воды: м3
2. Расход пара:
2.1
для моечной машины, норма 0,15тонн на 1 тонну изделий
Qп
= 0,15·968 = 145,2 т
2.2
годовая потребность пара на отопление
Qп
= , где
gп
распад тепла на 1 м3 здания, ккал /час
При наличии принудительной вентиляции gп = 25¸35
ккал/час на
1 м3
Н – количество
часов в отопительном периоде
Н = 4320 час/год; 540 ккал/кг
среднее теплосодержание 1 кг пара.
V –
внутренний объём здания цеха, см3;
V =
48· 96·11,45 =49464 м3
Qп
= = 11871,36 т
Общий расход пара:=12016,56 т
Расчёт расхода
сжатого воздуха.
Для пескоструйной
камеры.
Qсв
= Qq · Фq · Кз
Кз
коэффициент загрузки,
Кз =0,78
Фq –
годовой фонд времени работы оборудования, Фq =3830 часов
Qq
расход воздуха одной установки, Qq =166 м3 / час
Qсв
= 166 · 3830 · 0,78 = 49590,4 м3.
Расчёт энергии для освещения.
Q э.о. = F·q·T·ho / 1000, кВт·ч
F – освещаемая
площадь, м2; Fпр
= 4608 м2, Fбыт =1008 м2.
q –
удельная величина, равная количеству Вт на 1 м2 освещаемой площади, qпр = 11 Вт; qбыт
= 10 Вт.
Т – число
часов горения света в году; Т
= 4700 час
ho
коэффициент одновременного горения света; ho пр.= 0,8; ho быт=
0,7.
Q пр э.о.
= = 178675,2 кВт·ч
Q быт э.о.=
=33163,2 кВт·ч
åQ э.о =
211838,4 кВт·ч
Расход электроэнергии для технологических цепей.
Q т.ц.
= , где
Nуст
устанавливаемая мощность оборудования;
Кз -
коэффициент загрузки оборудования;
Ку -
коэффициент использования мощности во времени, Ку = 0,9;
Фq - годовой фонд времени работы оборудования,
Фq = 6180 часов;
Q т.ц.
= (137·4 + 175·6 + 170·14 + 210·9)·6180·0,95·0,9 = 32041570 кВт·ч
Расход электроэнергии на производственные нужды.
Q э.с.=
Фq· Кз·åNу
Фq = 6180 часов; Кз ср = 0.84;
Q э.с.=
6180·(0,5·2·0,91 + 4,5·4·0,94 + 15·1·0,63 + 2,2·1·0,78 + 12·4·0,86 +20·2·0,91)
Q э.с.=
659257,68 кВт·ч
Автоматизация и механизация производства.
Автоматизация
производственных процессов – основное и решающее направление
современного технического развития. Развивающаяся промышленность
характеризуется непрерывным расширением сферы автоматизации.
В области термической обработки металлов в
машиностроительной промышленности широко развиваются и внедряются
автоматические линии и машины на базе комплексной механизации и автоматизации.
Автоматизацию в термических цехах осуществляют двумя путями:
модернизация
действующего оборудования и оснащение его современными техническими средствами
автоматизации;
проектирование
нового автоматизированного оборудования.
Внедрение автоматизации приводит к значительному повышению
производительности и качества продукции и снижению себестоимости, уменьшению
производственной площади, повышению общей культуры производства.
Выбор САУ для спроектированного цеха.
Все системы автоматического управления делятся по структуре
и функциональному признаку. По функциональному признаку все САУ делятся на 3
группы.
1 группа:
системы
автоматизации транспортных операций, разгрузочных, погрузочных работ и так
далее – системы, предназначенные для координации работ механизмов,
обеспечивающих выполнение жёсткой программы во времени “ САЖУ ”.
системы
регулирования параметров работы – системы автоматического регулирования “САР”.
2 группа:
системы
автоматической блокировки “ САБ ” и автоматической защиты “САЗ”. Эти системы
предназначены для защиты обслуживающего персонала от травм, а так же для
предотвращения нежелательных процессов при работе оборудования.
3 группа:
системы
автоматического контроля “ САК ”. Эти системы служат для автоматического
наблюдения за работой оборудования, а также для контроля качества готовой
продукции.
Блок-схемы выбранных САУ.
1. z1 z2 z3 Z3
Блок-схема САЖУ разомкнутая система. Применяется для
координации работ механизмов.
х0 (τ) - жесткая программа изменения
регулируемого параметра во времени.
y (τ) – регулирующее воздействие
х (τ) – регулируемый параметр
z1, z2, z3 – внешнее воздействие
на объект управления
2.
Блок-схема САР – система автоматического регулирования. Эта
система представляет собой совокупность отдельных элементов направленно возмущающих
друг друга.
главная обратная связь
3.
Блок схема системы автоматической блокировки САБ.
Под блокировкой подразумевается взаимосвязь элементов
схемы, которая обеспечивает либо требования последовательной работы элементов и
как следствие этого последовательной работы механизмов, либо безопасность
работы обслуживающего персонала.
Исключающая блокировка.
Это такой вид блокировки, при которой включение одного
элемента схемы исключает возможность включения другого элемента схемы, сблокированного
с первым. ¦(х)=ā логический элемент “не”
Если кнопка А замкнута, то катушка Х обесточена КА 1.1. Х
Блокировка памяти.
Это такой вид блокировки, при которой кратковременное
включение одного элемента схемы вызывает длительное включение другого элемента. ¦(х)=ā логический элемент “не”
Если кнопка А замкнута, то катушка Х обесточена
Блокировка памяти.
Это такой вид блокировки, при которой кратковременное
включение одного элемента схемы вызывает длительное включение другого элемента.
КМ 1.1. – блокировка памяти.
4.
Система автоматической защиты САЗ. САЗ имеет 4 вида систем:
1)
предупредительная сигнализация,
2)
аварийное отключение оборудования,
3)
защита обслуживающего персонала,
4)
противопожарная защита
Защита электродвигателя от перегрева и
кратковременного замыкания:
с помощью плавких предохранителей, тепловых реле. Такие
схемы просты и надёжны в работе.
схема защиты с реле максимального тока обладает
многократностью действия. Эта схема обеспечивает защиту всех трёх фаз главной
цепи и позволяет осуществить чёткую отстройку защиты от пусковых и тормозных
токов без снижения быстрого действия. Время отключения при коротком замыкании
0,1 ¸
0,2 сек
система отключения (аварийного) троллейных проводов. При
обрыве любого из проводов возникает разность потенциалов, возбуждается промежуточное
реле. Если сработает промежуточное реле, то разомкнётся его контакт в
управляющей цепи и как следствие этого происходит обесточивание троллейных проводов.
нулевая защита исключает возможность самопроизвольного
включения механизмов, после временного прекращения подачи электроэнергии, либо
после снижения напряжения ниже допустимого значения.
Таблица 26. Сводная
ведомость САУ. № наименование оборудования вид САУ назначение САУ регистри-руемая величина Кол-во исполнительный элемент 1 камерная печь САЖУ координация работы механизма подъёма дверцы t 1 магнитный пускатель САР стабилизация t°С в рабочем пространстве печи t 1 контактор САЗ защита эл. двигателя от короткого замыкания и перегрева У 1 тепловое реле, плавкие предохрани-тели САБ исключ. координация вращения реверсивного двигателя 1 контактор блоки-ровка памяти для продления работы контактов кратковрем. действия 1 контактор 2 камера для обработки холодом САЖУ координация работы механизмов камеры t 1 магнитный пускатель САР стабилизация t°С в рабочем пространстве печи t 1 контактор САЗ защита эл. двигателя от короткого замыкания и перегрева У 1 тепловое реле, плавкие предохрани-тели
№ наименование оборудования вид САУ назначение САУ регистри-руемая величина кол-во исполнительный элемент 3 шлифовальный станок САЖУ координация вращения наждачного круга t 1 магнитный пускатель САЗ защита эл. двигателя от короткого замыкания и перегрева У 1 тепловое реле, плавкие предохрани-тели САБ блоки-ровка памяти для продления работы контактов кратковрем. действия 1 контактор 4 пресс ТШ САЖУ координация работы механизмов t 1 магнитный пускатель САЗ защита эл. двигателя от короткого замыкания и перегрева У 1 тепловое реле, плавкие предохрани-тели САБ исключ. координация вращения реверсивного двигателя 1 контактор блоки-ровка памяти для продления работы контактов кратковрем. действия 1 контактор 5 мостовой кран САЖУ координация работы механизмов t 3 магнитный пускатель САЗ защита эл. двигателя от короткого замыкания и перегрева У 3 тепловое реле, плавкие предохрани-тели САБ исключ. координация вращения реверсивного двигателя 3 контактор защита при обрыве троллейных проводов 1 контактор
Разработка САЖУ приводами механизмов
камерной печи.
Обозначения кинематической схемы механизмов загрузки и
выгрузки из камерной печи, подъёма и опускания дверок.
х1, х2 – катушки магнитных пускателей
электродвигателя, с помощью которых производится подъём и опускание дверки.
х3, х4 – катушки магнитных пускателя
электродвигателя, с помощью которого производится загрузка и выгрузка изделий.
А, В – конечные выключатели, фиксирующие крайние нижнее и
верхнее положения дверцы печи.
C, D – конечные выключатели,
фиксирующие крайнее положение в печи извне её механизма разгрузки и загрузки.
Циклограмма работы механизмов камерной печи.
O+E+X1-A-E+B-X1+X3-C+D-X3+X2-B+A-X2+E+X1-A-E+B-X1+X4-D+C-X4+X2- -B+A-X2
Составляем математические модели для всех элементов (исполнительных)
¦(х1)
= ℓ
¦(х1)
= (ℓ+x1)
¦(х1)
= (ℓ+x1)
¦(х1)
= ℓ· + x1·
2021 2021
kS=1 kS=1
Окончательный вид математических моделей для всех элементов:
¦(х1)
= (ℓ+x1)
¦(х3)
= ·р1
¦(х2)
= ·p2
¦(х4)
=
¦(х2) =
¦(p1) = (x1+p1)··p3
¦(p2) = (x3+p2)·
¦(p3) = (b+p3)·x4·d
Далее составляем обобщённую математическую модель:
F(x1;x3;x2;x4;x2;p1;p2;p3) = (ℓ+x1) + ·р1 + ·p2
+ ·p2
+ + + + (x1+p1)··p3
+ (x3+p2)· + (+p3)·x4·d
Проводим минимизацию обобщённой математической модели:
F(x1;x3;x2;x4;x2;p1;p2;p3) = (ℓ+x1) + ·р1 + ·p2
+ ·p2
+ + + + (x1+p1)··p3
+ (x3+p2)· + (+p3)·x4·d
И по этой модели составляем электрическую схему:
Описание работы электрической схемы.
Все электрические цепи, приведённые на схеме подразделяются
на цепи защиты (1,2), цепи управления (3,8), цепи блокировки (9-14). Схема работает
следующим образом: при нажатии на пусковую кнопку SB1 подаётся напряжение на
обмотку магнитного пускателя KM
1, при этом дверца начинает подниматься. Это движение продолжается до тех пор,
пока не сработает конечный выключатель SQ 1. KM
1 обесточится и дверца остановится и начнётся выдвижение тележки из печи. KM 1.2 замкнётся и на обмотку
магнитного пускателя KM
2 будет подаваться напряжение. Тележка будет двигаться до тех пор, пока не
сработает конечный выключатель SQ
2.1 и KM 2 обесточится.
Начнётся движение дверцы вниз и напряжение будет подаваться на KM 3. Движение дверцы закончится,
когда сработает SQ 3.1.
На этом заканчивается первый полуцикл, далее опять нажимается SB3 и
напряжение подаётся на KM
1, и дверца начинает двигаться вверх. Это продолжается до тех пор, пока не
сработает SQ 1, KM 1 обесточится и дверца
остановится. Начнётся движение тележки в рабочее пространство печи,KM 1.3 замкнётся, на KM 4 будет подаваться
напряжение. Когда сработает SQ
4.1 и KM 4 обесточится
и тележка остановится. Дверца начнёт опускаться, напряжение подаются на KM 3. Когда сработает SQ 3.1
дверца остановится. И на этом заканчивается полный цикл.
Таблица 27. Обозначения
элементов электрической схемы. позиция наименование тип место установки FU предохранитель цепей управления ПР-1 шкаф управления SB 1 кнопочный выключатель ПКЕ-112 шкаф управления SB 2 кнопочный выключатель ПКЕ-112 объект управления SB 3 кнопка пусковая ПКЕ-112 шкаф управления SQ 1 конечный выключатель ВК-111 объект управления SQ 2 конечный выключатель ВК-111 объект управления SQ 3 конечный выключатель ВК-111 объект управления SQ 4 конечный выключатель ВК-111 объект управления KM 1 магнитный пускатель ПА-311 шкаф управления KM 2 магнитный пускатель ПА-311 шкаф управления KM 3 магнитный пускатель ПА-311 шкаф управления KM 4 магнитный пускатель ПА-311 шкаф управления KA 1 промежуточное реле РП-25 шкаф управления KA 2 промежуточное реле РП-25 шкаф управления KA 3 промежуточное реле РП-25 шкаф управления
Планировка и компоновка оборудования в цехе
Для проектируемого цеха выбираем одноэтажное здание в два
пролёта. Ширина первого пролёта 24 метра, второго 18 метров. В цехе предусмотрено
2 пожарных пролёта, шириной 5 метров. Здание термического цеха имеет вид
удлинённого прямоугольника с шагом колонн 6 метров. Исходя из размеров
оборудования, выбирается длина цеха. Длина цеха составляет 96 метров. В каждом
пролёте предусмотрены ворота 4х3 метра, в которых предусмотрена дверь для входа
людей.
Стены здания изготавливаются из железобетонных панелей. Фундамент
под колонну имеет квадратную форму. На этот фундамент заливают столбик – блок
из бетона. На гидроизоляцию устанавливают панель стены. Размер фундамента
колонн 600х400 мм. Окна здания изготавливаются с двойным остеклением. Ширина
оконных пролётов 3,6 метра. После возведения стен начинают укладывать
перекрытия. Крыша цеха изготавливается без утеплителя.
Всё оборудование в цехе располагается в соответствии с
направлением грузопотока. Камерные печи располагаются в 2 ряда вдоль цеха на расстоянии
2 метров от стен. Холодильные камеры ВХУ-7 расположены также в два ряда на
расстоянии 1,5 метра друг от друга. Так же предусмотрены места для
складирования, контроля твёрдости и т. о.
Освещение в цехе искусственное и естественное. В цехе
применяется принудительная вентиляция.
Бытовые помещения располагаются в пристройке к основному
цеху. Здание служебных помещений двухэтажное. На первом этаже располагаются
душевые, туалеты, гардеробные. На втором этаже также расположены вспомогательные
службы. У входа в бытовые помещения предусмотрена тепловая завеса.
1.
гардеробные: на каждого работающего в цехе приходится по
одному шкафчику (0,25 м2)
мужской гардероб: S = 91,52 м2
женский гардероб: S = 10,4 м2
2.
Душевые: 1 душ на 10 человек. Размер душевой кабины 0,9´0,9
м2
мужской душ: 7,83 м2
женский душ: 2,61 м2
3.
Умывальники: 1 умывальник на 20 человек
мужской: S
= 4,2 м2
женский: S = 2,1 м2
4.
Туалеты: 1 кабинка на 10 человек
мужской: S
= 2,16 м2
женский: S
= 1,08 м2
Площадь бытовых помещений: 504 м2.
Организационно-экономическая часть
Технико-экономическое обоснование дипломного
проекта.
Одной из важнейших проблем нашего времени являются повышение
качества и эффективности общественного производства на основе его интенсификации,
планирования и управления. При этом вопросы организации, планирования и
управления производством, осуществляющие целенаправленное воздействие на объект
для обеспечения наиболее эффективного решения поставленных задач, оказывают
существенное влияние на выполнение данной проблемы. Одним из условий
технического прогресса в машиностроении является непрерывное совершенствование
производства на основе применения новых технологических средств, технологий и
методов организации производства. Оптимальные в конкретных производственных
условиях технологические решения должны обеспечить высокое качество продукции и
производительность труда, минимальные издержки производства.
Все эти направления нашли отражение в данном дипломном
проекте.
1.
Расчёт себестоимости
термообработки единицы продукции.
1.1.
Расчёт прямых затрат на производство.
1.3.1
Стоимость вспомогательных материалов, используемые на технологические
цели.
На термообработку 1 т. металла расходуется вспомогательных
материалов для всех нужд на сумму 1000 руб. На годовую программу равную 7000
т., затраты на вспомогательные материалы составят:
1000000 · 7000 = 7000000 руб.
На технологические цели расходуется 70 % затрат от
вспомогательных материалов:
0,7 · 7000000 = 4900000 руб.
2.1.2. Энергия для
технологических целей
Сэ.т. = Цэ.т. · Qэ.т., где
Цэ.т – стоимость 1 кВт электроэнергии,
Qэ.т.
годовой расход электроэнергии на технологические цели,
Цэ.т -
0.450 руб./кВт·ч.
Qэ.т.
32041570 Квт.
Сэ.т. = 0.450 · 32041570 = 14418706 руб.
2.1.3. Основная
заработная плата производственных рабочих:
Зопр =1,25 · Фдр · Рсп
· gср,
где
Фдр – действительный годовой фонд времени работы
рабочего, Фдр=1800 ч.
Рсп – списочное число производственных рабочих,
gср
средняя тарифная ставка производственных рабочих
gср
= gi
+ (gi+1
- gi)·(Рср
Рi), где
gi,gi+1
часовая тарифная ставка ближайшего большего и ближайшего меньшего разрядов.
Рi – ближайший меньший тарифный разряд
Рср – средний тарифный разряд
gср
= 5 руб/час
Рсп = , где
Ряв – явочное число производственных рабочих,
kнв
общий расчётный процент планируемых невыходов на работу по уважительной
причине, kнв
= 5 %.
Таблица 28. Ведомость
производственных рабочих (явочное число) № профессия вид оборудования кол-во оборудования кол-во рабочих в смену кол-во смен общее кол-во рабочих раз-ряд 1 калильщик СНЗ11.22.7/12 4 4 2 8 VI 2 отпускаль-щик СНЗ11.22.7/7 6 3 2 6 IV СНЗ11.22.7/4 14 7 3 21 V 3 термист ВХУ-7 9 9 2 18 VI итого: 23 53
Рсп = = 56 чел.
Зопр =1,25 · 1800 · 56 ·5 =630000 руб.
2.1.4 Дополнительная
заработная плата производственных рабочих.
Здпр = (kд · Зо)/100,
где
kд
процентное соотношение между основной и дополнительной заработной платой, kд = 3%;
Здпр = (3 · 630000)/100 = 18900 руб.
2.1.5 отчисление на социальное страхование с заработной
платы производственных рабочих.
Ос=, руб.
Ос = = 253071 руб.
Таблица 29. Смета
прямых затрат. № наименование затрат сумма, руб. % к итогу 1 Вспомогательные материалы для технологических целей 7000000 52 2 Энергия для технологических целей 5447067 41 3 Основная заработная плата производственных рабочих 630000 4,7 4 Дополнительная заработная плата производственных рабочих 18900 0,4 5 Отчисление на соц. страхование 253071 1,9 Итого: 13349038 100
Расчёт расходов на содержание и эксплуатацию оборудования.
1.1.1.
Энергия и топливо для производственных нужд.
2.2.1.1
Электроэнергия силовая
Сэ.с. = Цэ.с · Qс, где
Цэ.с – стоимость 1 кВт·ч силовой электроэнергии:
Цэ.с = 0.45 руб/кВт·ч
Qс
годовой расход силовой электроэнергии: Qс = 659257,7 кВт·ч
Сэ.с. = 0.45 · 659257,7 = 296666 руб.
2.2.1.2. Пар на
производственные нужды.
Сп. = Цп · Qп, где
Цп – стоимость 1 т. пара: Цп = 4.7 руб/т.
Qп
годовой расход пара: Qп
= 145,2 т
Сп. = 4.7 · 145,2 = 677 руб.
2.2.1.3. Сжатый
воздух на производственные нужды.
Сс.в. = Цс.в. · Qс.в., где
Цс.в.- стоимость 1 м3 сжатого воздуха:
Цс.в. = 3.8 руб/м3
Qс.в.-
годовой расход сжатого воздуха на производственные нужды:
Qс.в.= 495908,4 м3
Сс.в. = 3.8 · 495908,4 = 1864616 руб.
2.2.1.4. Вода для
производственных нужд.
Св. = Цв. · Qв., где
Цв.- стоимость 1 м3
воды: Цв. = 0.45 руб/м3
Qв.-
годовой расход воды на производственные нужды:
Qв.= 5124 м3
Св. = 0.45 · 5124 = 2306 руб.
2.2.2. Основная и дополнительная заработная плата
вспомогательных рабочих и отчисления на социальное страхование.
2.2.2.1 Основная заработная плата вспомогательных рабочих
Зопр =1,25 · Фдр · Рсп
· gср,
где
Фдр – действительный годовой фонд времени работы
рабочего, Фдр=1800 ч.
Рсп – списочное число вспомогательных рабочих,
gср
средняя тарифная ставка вспомогательных рабочих
gср
= 4.5 руб/час
Рсп = , где
Ряв – явочное число вспомогательных рабочих,
kнв
общий расчётный процент планируемых невыходов на работу по уважительной
причине, kнв
= 5 %.
Ведомость вспомогательных рабочих (явочное число) № профессия кол-во рабочих в смену кол-во смен общее кол-во рабочих раз-ряд 1 подсобно-транспортные рабочие 4 2 8 IV 2 слесарь-ремонтник 2 3 6 IV 3 электрик 2 3 6 IV 4 крановщик 2 3 6 IV 5 распределитель работ 2 3 6 III итого: 12 36
Рсп = = 38 чел.
Зов =1,25 · 1800 · 38 ·4.5 =384750
руб.
2.2.2.2 Дополнительная
заработная плата вспомогательных рабочих.
Здв = (kд · Зо)/100,
где
kд
процентное соотношение между основной и дополнительной заработной платой, kд = 3%;
Здв = (3 · 384750)/100 = 11542.5 руб.
2.2.2.3 Отчисление
на социальное страхование с заработной платы вспомогательных рабочих.
Ос=, руб.
Ос = = 150052.5 руб.
Итого: Зов + Здв +
Ос =546345 руб.
2.2.3 Расходы на
содержание и эксплуатацию транспорта, принимаются по норме 20 руб. на 1 т.
грузопотока:
Ст = 20 · 7000 =140000 руб.
2.2.4 Эксплуатация
оборудования.
Расходы на эту статью составляют 20 % от общих затрат на
вспомогательные материалы:
Сэ.об. = = 1400 руб.
2.2.5 Текущий
ремонт оборудования и транспортных средств, принимается по норме 3 % от
стоимости оборудования и транспортных средств.
Срем. об. = 0,03·(Цоб. + Цтр.),
где
Цоб. –стоимость оборудования: Цоб. =
217710 руб.
Цтр – стоимость транспортных средств: Цтр
= 4760 руб.
Срем. об. = 0,03·(217710000 + 4760000) = 6674.1
руб.
2.2.6 Амортизация
производственного оборудования и транспортных средств.
2.2.6.1 Амортизация
производственного оборудования.
Са.об.=Цоб(аоб/100),
где
Цоб = 217710 руб.
аоб – норма амортизации: аоб = 11 %.
Са.об. = 217710000·(11/100) =
23948.1 руб.
2.2.6.2 Амортизация
транспортных средств.
Са.тр.=Цтр(атр/100),
где
Цтр = 4760 руб.
атр – норма амортизации: атр = 20 %.
Са.тр. = 4760000·(20/100) =
952 руб.
Итого: Са.об.тр.=24900.1 руб.
2.2.7 Возмещение
износа малоценных и быстро изнашиваемых инструментов и приспособлений и расходы
по их восстановлению.
Принимаются из расчёта 200 руб. в год на одного
производственного рабочего.
Св.изн =56 · 200 =11200 руб.
2.2.8 Прочие затраты:
Принимаются равными 5 % от суммы затрат статей 1¸7
Спр.з. = = 181046.5 руб.
Таблица 30. Смета
расходов на содержание и эксплуатацию оборудования. № наименование затрат сумма, руб. % к итогу 1 Амортизация оборудования и транспортных средств 24900.1 0,59 2 Эксплуатация оборудования 3924479.6 91,5 3 Текущий ремонт оборудования, транспортных средств и дорогостоящего инструмента 6674.1 0,16 4 Внутризаводское перемещение грузов 140000 3,18 5 Износ малоценных и быстро изнашиваемых инструментов и приспособлений и расходы по их восстановлению. 11200 0,27 6 прочие расходы 181046.5 4,3 Итого: 4288300.3 100
2.3 Расчёт цеховых
расходов
2.3.1 Содержание цехового
персонала
2.3.1.1 Основная,
дополнительная заработная плата и отчисление на соц. страхование
инженерно-технического персонала.
Зоитр =kд · Зм.итр ·Митр,
где
kд
коэффициент, учитывающий увеличение планового фонда зарплаты за счёт доплаты
kд
= 1,08.
Зм.итр – месячный фонд зарплаты
Зм.итр = 10000 руб.
Митр – среднее число месяцев работы,
Митр = 11,2 мес.
Зоитр = 1,08 · 10000 · 11,2 = 201600
руб.
Оситр = 39 · Зоитр/100,
руб.
Оситр = 39 · 201600/100
= 78624 руб.
2.3.1.2 Заработная
плата и отчисление на соц. страхование служащих.
Зосл =kд · Зм.сл ·Мсл,
где
kд
коэффициент, учитывающий увеличение планового фонда зарплаты за счёт доплаты
kд
= 1,08.
Зм.сл – месячный фонд зарплаты
Зм.сл = 5000 руб.
Мсл – среднее число месяцев работы,
Мсл = 11,4 мес.
Зосл = 1,08 · 5000 · 11,4 = 102600 руб.
Оссл = 39 · Зосл/100,
руб.
Оссл = 39 · 102600/100
= 40014 руб.
2.3.1.3 Заработная
плата и отчисление на соц. страхование обслуживающего персонала
Зомоп =kд · Зм.моп ·Ммоп,
где
kд
коэффициент, учитывающий увеличение планового фонда зарплаты за счёт доплаты
kд
= 1,08.
Зм.моп – месячный фонд зарплаты
Зм.моп = 2500 руб.
Ммоп – среднее число месяцев работы,
Ммоп = 11,4 мес.
Зомоп = 1,08 · 2500 · 11,4 = 51300 руб.
Осмоп = 39 · Зомоп/100,
руб.
Осмоп = 39 · 51300/100
= 2007 руб.
Итого: Заработная плата и отчисление на соц. страхование
аппарата управления цеха:
З + О = …
2.3.2
Энергия и топливо на хозяйственные и бытовые нужды.
2.3.2.1 Электроэнергия
для освещения помещений.
Сэ.о. = Цэ.о. · Qэ.о., где
Цэ.о. – стоимость 1кВт·ч световой электроэнергии
Цэ.о. = 450 руб/кВт·ч
Qэ.о.
годовой расход электроэнергии для освещения
Qэ.о.
= 211838,4 кВт·ч
Сэ.о. = 450 · 211.8 = 95327.2 руб.
2.3.2.2
Пар для отопления помещений.
Сп.о = Цп · Qп.о, где
Цп – цена 1 м3 пара
Цп = 4.66 руб./м3
Qп.о
годовой расход пара для отопления помещений
Qп.о
= 11871,36 м3
Сп.о = 4.66 · 11871,36 = 55320.5 руб.
2.3.2.3 Вода на
хозяйственные нужды.
Св.х = Цв · Qв.х., где
Цв – цена 1 т воды
Цв = 6.5 руб./т
Qв.х
годовой расход воды на хозяйственные нужды.
Qв.х = 2200,8 т
Св.х = 6.5 · 2200,8 = 14305.2 руб.
Стоимость вспомогательных материалов на хозяйственные нужды
составляет около 10 % от общей суммы затрат на вспомогательные материалы
Свсп.х.н. = 0,1 · 700000 = 14305.2 руб.
Итого: по статье 2.3.2. Сэ.т.х.н. = 819202.18 руб.
2.3.3. Текущий ремонт
зданий, сооружений и инвентаря.
Затраты на текущий ремонт зданий, сооружений и инвентаря
принимают равными 1 % от их первоначальной стоимости.
Стоимость зданий подсчитывается по показателям затрат на 1 м3
здания:
промышленные здания: 180 руб./м3
бытовые помещения: 200
руб./м3
Сзд = Сц +Сбыт, где
Сц – стоимость производственного помещения цеха
Сц = 48 · 96 · 11,45 · 180 = 9497088 руб.
Сзд. = 9497088 + 604800 = 10101888 руб.
Стоимость инвентаря принимается равной 5 % от стоимости
зданий и оборудования.
Синв = 0,05·(Сзд + Соб.),
руб.
Синв = 0,05·(10101888 + 217.71) = 10102105.7 руб.
Срем = 0,01·(Сзд + Синв),
руб.
Срем = 0,01·(10101888 + 61451.1) = 1016339.1 руб.
2.3.4 Амортизация
зданий, сооружений и инвентаря цеха
2.3.4.1 Амортизация
зданий
Са.зд = Сзд ·азд/100,
руб.
Сзд. = 10101888 руб.
азд. = действующая норма амортизации, 2,4 %
Са.зд. = = 242445.31 руб.
2.3.4.2 Амортизация
инвентаря цеха Са.инв = Синв·аинв/100
руб. Синв = 10102105.71 руб.
аинв. = действующая норма амортизации,
12,5 %
Са.инв. = = 12627632.14 руб.
Итого по статье 2.3.4:
Са = Са.зд. + Са.инв. =
242445.31 + 12627632.14 = 12870077.45 руб.
2.3.5 Расходы на охрану
труда принимаются из расчёта 150 руб. в год на одного производственного рабочего
Со.т. = 56 · 150 = 8400 руб.
2.3.6 Износ
малоценного и быстро изнашивающего инвентаря цеха.
Принимают по норме 100 руб. в год на одного работающего в
цеху
См.инв. =112 · 100 = 11200 руб.
2.3.7 Прочие
расходы
Принимаются из расчёта 1,5 % от суммы затрат по статьям
2.3.1¸2.3.6
Спр. = 0,015
2.3.8 Цеховые
расходы, %
kцех
= , где
Сцех – цеховые расходы
Сцех = 908518.97 руб.
Зо – основная зарплата производственных рабочих
Зо = 630000 руб.
Соб – расходы на содержание и эксплуатацию оборудования
Соб = 4288300.31 руб.
kцех
= = 18,4 %
Таблица 31. Смета
цеховых расходов № наименование статей сумма, руб. № к цеховым расходам 1 содержание аппарата управления цехом 2 содержание зданий, сооружений, инвентаря 3 текущий ремонт зданий, сооружений, инвентаря 4 амортизация зданий, сооружений, инвентаря 5 расходы на охрану труда 6 износ малоценного и быстро изнашивающегося инвентаря 7 прочие расходы итого:
2.4
Смета затрат на производство
Смета затрат на производство представляет собой общую
сумму затрат в проектируемом цехе по экономическим элементам. Эта смета составляется
на год вперёд путём выборок всех однородных по экономическому содержанию
расходов из ранее произведённых расчётов прямых и косвенных затрат.
Таблица 32. Смета
затрат на производство цеха № наименование затрат по экономическим элементам сумма, руб. в % к итогу 1 вспомогательные материалы 7700000 41,7 2 энергия и топливо со стороны 7544403.70 40,6 3 заработная плата основная и дополнительная 1062278.1 5,8 4 отчисление на социальное страхование 404786.88 2,2 5 амортизация основных фондов 56852.98 0,3 6 прочие расходы 1772535.52 9,4 итого: 18545858 100
2.5
Калькуляция цеховой себестоимости термической обработки 1
тонны продукции.
В результате калькуляция цеховой себестоимости термической
обработки 1 тонны продукции получаем возможность сопоставить получаемые
проектные значения по себестоимости с аналогичными показателями действующих
производств. Это позволит судить о преимуществах заложенных в проекте,
установить отклонение по отдельным статьям калькуляции и наметить дополнительные
резервы.
Таблица 33. Калькуляция
цеховой себестоимости термической обработки 1 тонны продукции № наименование статей сумма, руб. % к итогу 1 материалы 1070 2 топливо и энергия на технологические нужды 778.15 3 основная заработная плата производственных рабочих 90 4 дополнительная заработная плата производственных рабочих 2.7 5 отчисление на социальное страхование с заработной платы производственных рабочих 36.15 6 износ специальных инструментов и приспособлений целевого назначения 16 7 расходы по содержанию и эксплуатации оборудования 612.61 8 цеховые расходы 129.79 9 итого цеховая себестоимость единицы продукции 2721 100
3.
Технико-экономические показатели проектируемого цеха и их анализ
Таблица 34. Технико-экономические
показатели проектируемого цеха по изготовлению № наименование показателей единица измерения технико-экономические показатели по диплому по базе Абсолютные показатели 1 Годовой выпуск продукции: в натуральном выражении т 7000 7000 в денежном выражении тыс. руб. 18545,588 26813,000
№ наименование показателей единица измерения технико-экономические показатели по диплому по базе 2 общая стоимость основных производственных фондов цеха: тыс. руб. 1241,463 1988,36 здания, сооружения тыс. руб. 10113,12 12313,12 оборудование тыс. руб. 2177,10 1976,00 транспортные средства тыс. руб. 47,60 47,60 3 Общая внутренняя площадь цеха: м3 5616 5950 производственная м3 4608 4830 служебно-бытовых помещений м3 1008 1120 4 Количество рабочих мест: ед. 53 61 производственного оборудования ед. 53 68 5 Численность промышленно-производственного персонала чел. 112 123 в том числе: производственных рабочих чел. 94 108 из них основных производственных рабочих чел. 56 64 Относительные показатели 6 Выпуск продукции на одного производственного рабочего в натуральном выражении т/чел 74,5 68,4 в денежном выражении 197,296 190,000 7 Выпуск продукции на одного работающего в натуральном выражении т/чел 62,5 58,4 в денежном выражении 165,588 158,400 8 Фондоотдача руб./руб. 1,49 1,05 9 Выпуск продукции на 1 м2 производственной площади 4,293 4,1 10 Общая площадь на единицу производственного оборудования м2 130 165 11 Средняя загрузка оборудования % 0,95 0,84 12 Фондовооружённость труда 110,93 105,00 13 Себестоимость продукции тыс. руб. 1772,1 1952,6
3
Экономическая эффективность проекта цеха
Эг = (С1 –
С2) · А, где
С1 – себестоимость обработки 1 тонны продукции в
базовом варианте.
С2 - себестоимость обработки 1 тонны продукции в
проектируемом цеху.
С1 = 3526 руб.
С2 = 2721 руб.
Эг =
(3526 – 2721) · 7000 = 5635000 руб.
Вывод:
Проектируемый цех рассчитан на термическую обработку изделий
с годовой программой 7000 тонн. Вследствие вышеупомянутого можно подтвердить
целесообразность данного проекта, даже несмотря на то, что в новом проекте
предусматриваются несколько большие затраты на приобретение нового
оборудования. Однако в результате применения нового механизированного
оборудования, за счёт выбора современного технологического процесса
термообработки сталей, а так же внедрении новой автоматизированной техники,
достигнуто снижение себестоимости 1 тонны продукции на 85000 рублей, что в итоге
дало годовой экономический эффект около 6 млрд. рублей. Вследствие
автоматизации и механизации удалось сократить количество основных
технологических рабочих на 8 человек, а численность персонала цеха уменьшилась
на 11 человек.
В новом проекте прирост выработки продукции на 1 рабочего
увеличился на 4,6 %, загрузка оборудования возросла на 11 %, увеличилась фондоотдача
на 4,4 руб./руб.
4.
Организация цехового технического контроля качества продукции.
В нашей стране уделяется большое внимание повышению
качества продукции.
Качеством продукции является
совокупность свойств изделий, обуславливающих его полную пригодность
удовлетворять конкретные потребности в соответствии с его назначением.
В целях улучшения качества изделий
и укрепления технологической дисциплины на производстве установлены высокие
требования к выпускаемой продукции. Контроль качества неотъемлемая функция
производственного персонала. Периодическую проверку качества проводит мастер
для того, в правильности работы рабочего.
Наряду с производственным
контролем, проводится ещё технический контроль. Его можно разделить на
следующие виды:
приёмочный контроль, который заключается в проверке
поступающих материалов;
инспекционный контроль, который заключается в проверке
продукции, изготовленной на участке.
В проектируемом цехе
производится выборочный контроль твёрдости изделий. Важнейшим условием успешной
борьбы с браком является организация его учёта. При его выявлении оформляется
специальная документация и делается памятка о количестве брака.
Испытание образцов на растяжение
и ударную вязкость проводятся в центральной лаборатории, которая присылает
заключение о соответствии образцов техническим требованиям.
Промышленная экология и безопасность
производства.
Введение.
Промышленная экология и безопасность производства – это
система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических
и лечебно-профилактических мероприятий и средств, задачей которых является
обеспечить безопасность человека в процессе его деятельности и свести к минимуму
загрязнения окружающей среды.
В процессе трудовой деятельности каждый человек подвергается
воздействию комплекса производственных факторов, которые оказывают вредное
влияние на его работоспособность и состояние здоровья. Этот комплекс
производственных факторов называется условиями труда. Реальные производственные
условия характеризуются наличием некоторых опасных и вредных факторов. Опасным
фактором называется такой фактор, воздействие которого на работающего в
определенных условиях приводит к травме или другому внезапному ухудшению
здоровья. Вредным фактором называется такой фактор, воздействие которого на
работающего приводит к заболеванию или снижению трудоспособности. Между
опасными и вредными факторами зачастую нельзя провести четкой границы. Один и тот
же фактор может привести к несчастному случаю.
Задачей исследования, которое проводится в этом разделе
дипломного проекта, является выявление опасных и вредных факторов, которые
встречаются в проектируемом цеху, их
опасное влияние на человека и окружающую среду. Для этого проводится
сравнительный анализ факторов, имеющих место в проектируемом цеху с предельно
допустимыми значениями (ПДЗ).
Учитывая это, были проведены качественные и количественные
анализы опасных и вредных факторов, которые встречаются в процессе работы,
степень их воздействия на человека и окружающую среду, оценка опасности
возникновения чрезвычайных ситуаций и меры защиты от этих факторов. Предложены
мероприятия по предотвращению ЧС.
Общий анализ
производственных факторов.
Проводим исследование условий труда с целью выявления
опасных и вредных факторов, которые имеются в процессе работы.
Таблица 35. Опасные
и вредные факторы, влияющие на состояние человека и окружающей среды. № наименование операции материал вид оборудования производственная среда окружающая среда 1. закалка ЭП-817Ш ВМЛ-3 ВМС-5 ЭП-288 ЭИ-878 12Х18Н9Т 12Х18Н10Т электрическая печь СМ.311.22.7/12 электроопасность, тепловое излучение воздух + тепловое загрязнение 2. отпуск ЭП-817Ш ВМС-5 ЭП-288 электрическая печь СМ.311.22.7/4 тепловое излучение, ожоги при загрузке воздух + тепловое загрязнение
№ наименование операции материал вид оборудования производственная среда окружающая среда 3. промывка изделий ВМС-5 моечная машина ММ-400К шум, электроопасность вода 4. очистка от окалины ВМЛ-3 ВМС-5 пескоструйная камера вибрация, металлическая пыль и песок, электроопасность воздух + песок, металлическая пыль 5. обработка холодом ВМС-5 ЭП-288 ВХУ-7 воздух воздух 6. разгрузочно-погрузочные работы ЭП-288 ЭИ-848 ЭП-817Ш ВМС-2 ВМЛ-3 ВМС-5 12Х18Н9Т 12Х18Н10Т мостовой кран, электрокар шум – 7. измерение твердости ЭП-288 ЭИ-848 ЭП-817Ш ВМС-2 ВМЛ-3 ВМС-5 12Х18Н9Т 12Х18Н10Т пресс ТШ воздух –
В результате исследования выявлено, что в процессе работы
присутствуют опасные и вредные факторы. Наличие этих факторов может привести к
чрезвычайным ситуациям и несчастным случаям.
Таблица 36. Количественный
анализ вредных факторов и их влияние на производственную среду. № опасные факторы операции фактическое значение ПДЗ, ПДК, ПДУ вредные действия 1. механические опасности 1; 2; 4; 6; 7 – – 14 часов 2. шум 3; 4; 6 f = 31.5 Гц L < 107 Дб f = 800 Гц L < 69 Дб класс помещения «5» f = 31.5 Гц L < 107 Дб f = 1000 Гц L < 69 Дб 6 часов 3. термоопасность 1; 2 tвозд. > 20°C относительная влажность > 40 % температура окружающей поверхности > 35°C Vв = 0.2 – 0.3 м/с tвозд. > 17-23°C относительная влажность 40-60 % температура окружающей поверхности £ 35°C Vв = 0.2 – 0.3 м/с 6 часов
№ опасные факторы операции фактическое значение ПДЗ, ПДК, ПДУ вредные действия 4. опасность поражения электрическим током 1; 2; 3; 6; 7 U = 380 В I ³ 10 мА U = 380 В I £ 10 мА 6 часов 5. повышенная запыленность воздуха 4 класс опасности 3 класс опасности 4 5 часов 6. производственная освещенность 7 в норме при соблюдении требований фон – светлый контраст – средний освещенность 500, 600 лк разряд работ III, II 14 часов 7. вибрация 4 f = 11 Гц L ³ 115 Дб локальная f = 8 Гц L ³ 115 Дб 3 часа
Из таблицы видно, что не все фактические значения
производственных факторов находятся в пределах допустимых значений. Для
устранения всех вышеизложенных вредных факторов предусмотрены следующие мероприятия:
1.
Опасность поражения электрическим током – всё оборудование
должно быть заземлено, все работы должны проводиться только в специальной
одежде и рукавицах, возле электрических печей должны быть постелены резиновые
коврики.
2.
Производственный шум и вибрация – все трущиеся механизмы
должны быть хорошо смазаны, где необходимо должны быть установлены детали из
неметаллических материалов. Ослабление шума от вытяжной вентиляции достигается
плавностью движения воздушного потока, плавными переходами в местах изменения
направления трубопровода.
3.
Запыленность воздуха – для предотвращения распространения пыли
шлифовальный станок оборудован защитообеспечивающим кожухом, работы в
пескоструйной камере должны проводиться рабочими только в специальных средствах
защиты.
Выброс вредных веществ в окружающую среду осуществляется
через герметичную вентиляцию. Вентиляция снабжена фильтрами ФВГ-Т. Эффективность
очистки – 92/98 % (фильтры устанавливаются на выходе).
Очищение воздуха рабочей зоны от пыли осуществляется
вентиляционным и пылеулавливающим устройством – циклон.
Обеспечение устойчивой
работы производства в условиях чрезвычайных ситуаций .
В проектируемом термическом цехе производство по пожарной
опасности относится к категории «Г», которая включает обработку несгораемых
веществ в горячем состоянии. Основными причинами возникновения пожара являются:
нарушение
технологического режима;
неисправность
электрооборудования;
плохая
подготовка оборудования к ремонту;
самовозгорание;
конструкционные
недостатки оборудования.
Стены проектируемого цеха изготавливаются из железобетонных
плит. Внутри цеха стены окрашиваются огнеупорной краской. Перегородки изготавливаются
из несгораемых веществ. В цехе предусмотрены: пожарный проезд шириной 5 метров,
ворота, двери, которые открываются из помещения и обеспечивают пожарных средств
к очагу пожара. Также предусмотрена сиринклерная система пожаротушения, датчики
которой реагируют либо на повышение температуры, либо на повышение
задымленности. Для тушения пожара используются такие индивидуальные средства:
огнетушители, песок. Для тушения начинающихся пожаров применяются огнетушители
марки Ю-5, который специально предназначены для тушения очагов пожаров всех видов
горючих веществ и электроустановок. Пожарная безопасность обеспечивается
согласно ГОСТ 12.1.007-76.
Меры по обеспечению экологической чистоты работы
цеха.
1. Очистка
воздуха перед выбросом в атмосферу проходит двух ступенчато. Поскольку
металлическая пыль может быть крупной (больше 10 мкм) необходимо отделить от
мелкой – первая степень очистки для этого можем применить циклоны – действие
основано на принципе центробежной сепарации. Степень очистки до 90 %. Очищенный
в циклоне воздух подаётся в ячейковые фильтры, представляющие собой каркасы с
фильтрующими элементами, выполненными из набора металлических сеток. Степень очистки
до 80 %. Концентрация в пределах 3-5 мг/м3 марка фильтра ФИАП.
2. Для очистки
воздуха от паров и щелочи можно использовать волоконные и сетчатые
туманоуловители. Принцип действия основан на осаждении капель смачивающей
жидкости поверхности пор с последующим стеканием жидкости под действием силы
тяжести.
3. Так как в
проекте цеха много воды целесообразно использовать водооборотную систему с
отстойниками и водонасосной станцией.
Литература.
1.
Вишняков Д.Я., Ростовцев Г.Н., Неустроев А.А. «Оборудование
механизация и автоматизация в термических цехах». Металлургия 1964 г.
2.
Рустем???????? Е.А. «Оборудование и проектирование термических
цехов». МАШГИЗ 1962 г.
3.
Гумеев А.П. «Термическая обработка стали». МАШГИЗ 1960 г.
4.
Ульянин Е.А. «Коррозионностойкие стали и сплавы». Металлургия
1991 г.
5.
Иворнин А.М., Карасева А.А. «Экономика и организация
производства». Высшая школа 1982 г.
6.
Под ред. Русака О.Н. «Справочная книга по охране труда в
машиностроении». Машиностроение 1989 г.
Содержание.
Annotation.___________________________________________________________ 1
Введение._____________________________________________________________ 3
Производственное
задание._____________________________________________ 5
Металлургическая часть.______________________________________________ 11
Коррозионная сталь
ЭП–817._________________________________________ 12
Коррозионная сталь
ВМС-2._________________________________________ 15
Высокопрочная
свариваемая сталь ВМЛ-3.____________________________ 17
Хромоникельмолибденовая
сталь ВМС-5._____________________________ 18
Хромоникелевая сталь
ЭП-288._______________________________________ 19
Хромомарганцевоникелевая
сталь ЭИ-878._____________________________ 20
Хромоникелевотитановые
стали 12Х18Н10Т и 12Х18Н9Т._______________ 21
Технологическая часть._______________________________________________ 24
Технология термической
обработки сталей.___________________________ 25
Расчётно-конструкторская часть._____________________________________ 29
Выбор основного
оборудования.______________________________________ 30
Расчёт потребной
мощности камерных печей__________________________ 32
Расчёт количества
основного оборудования.___________________________ 33
Выбор дополнительного
оборудования._______________________________ 38
Выбор вспомогательного
оборудования_______________________________ 39
Выбор контрольного
оборудования.__________________________________ 39
Расчёт расхода
вспомогательного материала.___________________________ 40
Расчёт энергии для освещения._______________________________________ 41
Автоматизация и
механизация производства.___________________________ 42
Выбор САУ для
спроектированного цеха._____________________________ 43
Блок-схемы выбранных
САУ.________________________________________ 43
Исключающая блокировка.__________________________________________ 44
Блокировка памяти.________________________________________________ 45
Разработка САЖУ
приводами механизмов камерной печи._______________ 48
Описание работы
электрической схемы.______________________________ 51
Планировка и компоновка
оборудования в цехе___________________________ 52
Организационно-экономическая
часть__________________________________ 54
Технико-экономическое
обоснование дипломного проекта.______________ 55
Промышленная экология и
безопасность производства.___________________ 66
Введение._________________________________________________________ 67
Общий анализ
производственных факторов.___________________________ 67
Обеспечение устойчивой
работы производства в условиях чрезвычайных ситуаций . 69
Меры по обеспечению
экологической чистоты работы цеха._____________ 70
Литература._________________________________________________________ 71
Как называется предприятие в г Москве термического цеха по производству сталей. Реферат загрязнение окружающей среды заводами по производству металлоизделий. Технические условия на сталь эп технические условия на сталь эп. Высокопрочные легированные стали мартенситостареющая сталь. Кузнечно термический участок цеха ремонта автомобиля. ЭСН и ЭО механического цеха тяжёлого машиностроения. Электромагнитные пускатели САЗ тили аналогичные. Скачуть курсовую ЭСН и ЭО меха метеллоизделий. ЭСН и ЭО цеха механической обработки деталей. Подовая электрическая печь для отпуска швов. ГОСТ на толщину стенки трубы из стали Х М Т. Термические цеха борьба со вредностями. Регулируемое охлаждение поковок. Х н т карбидная сетка влияние. Планировка термического цеха.
|
