Расчет дополнительного оборудования

2.5.2 Расчет дополнительного оборудования

В качестве дополнительного оборудования применяется эндоустановка. Производительность эндотермического генератора 20 м³/час.

Так как принятое СШЦМ 6.12/10 три, то необходима установка для приготовления эндогаза с производительностью 60 м³/час. Следовательно, принимаем установку ЭН-60.

2.6 Механизация и автоматизация производства

При проектировании участка термической обработки необходимо предусматривать комплексную механизацию всех основных и вспомогательных операций:

1)      механизация и автоматизация технологических операций путем применения специального оборудования, оснащенного автоматическим регулированием, и управлением параметров температуры, времени нагрева, и среды обработки;

2)      механизация и автоматизация вспомогательных, контрольно-приемочных и подъемно-транспортных операций путем, применения механизированных средств перемещения изделий, оборудования и оснастки;

3)      автоматизация управления производственным потоком с помощью сложных систем регулирования и управления в соответствии с заданной программой;

4)      агрегатирование средств механизации и автоматизации, т. е. совмещение выполнения в одном агрегате всех последовательных операций по обработке заданных изделий.

При массовом крупносерийном производстве, где используется специальное оборудование следует применять узкоспециализированные средства механизации и автоматизации.

Для регулирования температуры используются потенциометры; для регулирования среды обработки и интенсивности ее циркуляции в рабочем пространстве применяют газоанализаторы прямого косвенного действия и расходомеры, для продолжительности операции - реле времени.

При механизированной подаче обрабатываемости изделий используются специальные механизмы: подъемники, автооператоры, манипуляторы.

При межцеховом транспортировании тары с изделиями - электротележки (кары).

При работе оборудования необходимо проводить контроль и регулирование параметров технологического процесса, ХТО для получения информации о ходе ХТО по значениям одного или нескольких параметров.

Контроль температуры заключается в том, что сигнал вырабатывается датчиком, который находится в печи, автоматически поступает на измерительный прибор, который фиксирует текущие значения температуры.

Автоматическое регулирование температуры используется для поддержания требуемого значения температуры на определенном уровне.

В качестве измерительных приборов используется потенциометры.

Особенностью потенциометров является то, что в них используется компенсационный (нулевой) метод измерения, при котором полностью исключается ошибки измерения, связанные с изменением сопротивления измерительного контура.

Принцип действия потенциометра основан на том, что развиваемая термопарой термо-Э.Д.С., компенсируется равным по величине напряжением от дополнительного источника, который затем измеряется с высокой точностью.

3 СТРОИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

3.1 Разработка плана расположения оборудования на проектируемом участке

Термические цеха в своем составе имеют:

1)   производственные участки;

2)   вспомогательные отдельные (склады);

3)   склады готовой продукции, вспомогательных материалов, приспособлений;

4)   трансформаторные подстанции;

5)   служебные и бытовые помещения.

Состав площадей изменяется в зависимости от размера и структуры цеха, характера технологических процессов и других особенностей.

В основу расстановки оборудования на плане и разрезах цеха должны быть положены

1)         Намеченная компоновочная схема технологического грузопотока, не допускающая пересечения путей движения обрабатываемых изделий. Исключение может быть только для цехов индивидуального и мелкосерийного производства, но при этом общий грузопоток должен идти в одном направлении.

2)         Возможность обслуживания и ремонта оборудования.

3)         Организация межоперационного транспорта обрабатываемых изделий.

При установлении схемы расположения оборудования необходимо учесть, что печи должны располагаться вдоль наружных остекленных стен.

Участки с токсическим, шумопроизводящим оборудованием должны быть размещены в обособленных помещениях, изолированных от печного зала.

К такому оборудованию относятся участки для приготовления защитных атмосфер, воздуходувки высокого давления, установки для очистки дробью.

Проезды и проходы желательно размещать по периметру с обязательным расположением ворот и дверей у наружных стен.

3.2 Расчет площадей и описание основных элементов здания

Для размещения проектируемого участка цеха, с вредные газовыделениями и значительными избытками тепла (более 20 ккал/м³ х час), как правило должно использоваться одноэтажное здание прямоугольной формы, обеспечивающее наиболее эффективное удаление вредных веществ естественным путем.

При необходимости размещения термического цеха в многоэтажном здании, допустимо только как исключение, термический цех должен быть расположен на верхнем этаже достаточной высоты.

При компоновке термического цеха в общем корпусе с другими цехами изготовителями (кузнечный, механический), цех следует располагать наиболее протяженной стороной вдоль наружной стены корпуса с целью улучшения операций. При этом согласно строительным нормам СН 245,64 не менее 60/стен здания должны быть свободными от застройки вспомогательным и дополнительным оборудованием.

Все элементы здания термического цеха относятся к категории Т по признаку пожароопасности и должны выполняться из несгораемых материалов, отвечающих І и ІІ ступеням огнеопасности.

Ширина пролетов равна 12, 18, 21, 30 и 36 м, устанавливается в зависимости от схемы размещения оборудования и требуемой ширины проездов.

В проектируемом цехе принимаются следующие сетки колонн 12 х 18, 12 х 24, для крановых зданий и 12 х 24, 12 х 30 для зданий оборудованных кранами. Пролеты 6, 9 и 12 метров. Высота пролета принимается в зависимости от условий работы.

Для термического участка, который характеризуется значительным избытком и не требует утепления покрытия, проектируем его из асбоцементных листов.

На участке применяем светоаэрационные фонари "П"-образного профиля.

Покрытие полов на участке используем не скользкое, и легко очищаемое от загрязнений.

Для монтажа и ремонта оборудования используется подвесное оборудование (кран балка), и транспортные устройства (кары, погрузчики).

Термические цеха характеризуются большим количеством инженерных коммуникаций, установка и монтаж которых затрудняет нормальное проведение технологического процесса и не удовлетворяет требованиям промышленной эстетики. Вопрос рационального размещения коммуникаций, вспомогательного оборудования и складских помещений может быть решен путем сооружения, туннелей подвала или технологического этажа.

Для определения геометрических параметров участка необходимо рассчитать его площадь.

Общая площадь участка по назначению делится на:

1)   производственную;

2)   вспомогательную;

3)   контрольно-бытовую.

К производственно-бытовой площади относятся площади производства, на которых производится обработка изделий, а также площади для хранения изделий до и после термической обработки.

В состав вспомогательных площадей входят:

-   участки контроля термической обработки;

-   проезды для внутреннего транспортирования грузов;

-   площади, занимаемые установками для приготовления газовых, искусственных атмосфер;

-   мастерские механика и энергетика по ремонту оборудования;

-   экспресс - лаборатории по анализу материалов и технологических параметров газовых сред.

К конторско-бытовым площадям относятся помещения контор участка.

Необходимые площади проектируемого участка рассчитываем по укрупненным показателям, используя справочные данные.

По данным таблиц норм производственной площади, удельная площадь на единицу оборудования составляет S_пр = 60 м².

С учетом того, что цифра приведена для одной операции нагрева, для четырех печей производственная площадь составляет S_пр = 240 м².

Допускаемые площади складируемых помещений устанавливаются из соотношения:

П = (Суточная программа) х (норма хранения) (Допустимая нагрузка) х (коэффициент использования)

где, П - потребная площадь, м²;

С_п ― суточная программа частное отделение годовой программы в тоннах на количество рабочих дней в году; норма хранения = 4; допустимая нагрузка (грузонапряженность) = 4; коэффициент использования площади = 0,25; (принимаются по данным таблицы).

Для складских площадей до и после термической обработки получаем:

С учетом того, что проезды и проходы размещены по территории участка, а ширина проезда составляет 4 м, b = 4 м, и общая длина участка а = 81м, площадь занимаемая проездом составляет:

S_проезд = а х b = 81 х 4 = 324 м².

Полезная потребная площадь составляет:

S_пол = S_пр + S_скл + S_к + S_проезд

Участок контроля термической обработки, расположен в общем потоке оборудования занимает площадь S_к = 20 м².

S_пол = 240 + 344 + 20 + 324 = 928 м².

Вспомогательная площадь составляет 25 ― 35% от величины производственной площади, принимаем: S_всп = 0,3 х S_пол = 0,3 х 928 = 278,4 м².

Конторские помещения включают в себя индивидуальные комнаты работников участка и занимают площадь.

S_к-б = 75 м².

Общая площадь составляет:

S_общ = S_пол + S_всп + S_к-б = 962 + 288,6 + 75 = 1325 м².

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

1)   На основании анализа нагружения для изготовления зубчатых шестерен с требуемыми свойствами выбрана сталь 25ХГТ.

2)   Разработана химико-термическая обработка включающая в себя:

- нитроцементация;

- непосредственная закалка;

- отпуск.

3)   Для выполнения заданного технологического процесса выбрана для осуществления цементации и непосредственной закалки печь типа СШЦМ-6.12/10, а для отпуска печь СШО 6.12/7. Режим работы которых позволяет проводить с минимальными затратами термическую обработку деталей.

После проведения химико-термической обработки деталь должна иметь следующие параметры:

h_cл = 1,0 мм;

НRС = 59-63;

Спроектирована печь СШЦМ-6.12/10, планировка участка, карта технологического процесса, маршрутная технология.

Таким образом, спроектирован проект участка химико-термической обработки зубчатого колеса коробки передач с раздаточной коробкой.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

1.      Специальные стали. Учебник для вузов. Гольдштейн М.И. - М.: Металлургия, 1985, 408 с.

2.      Марочник сталей и сплавов. - М.: Металлургия, 1971.

3.      Ю.М. Лахтин, Металловедение и термическая обработка металлов. - М.: Металлургия, 1983, - 783 с.

4.      Попов А.А., Попова Л.Е. Справочник термиста. - М.: Металлургия, 1965.

5.      М.Е. Блантер Теория термической обработки. - М.: Металлургия, 1984.

6.      С.Л. Рустем Оборудование термических цехов. - М.: Металлургия: 1964.

7.      Стародубов К.Ф. и др. Дипломное проектирование термических цехов. - Киев: Выща школа, 1974.

Приложене 1

Рис.1 – Прокаливаемость стали 18 ХГТ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Рис. 2 - Диаграммы прокаливаемости цементованного (а) и нитроцементованного (б) слоя стали 25 ХГТ

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Рис. 3 - Прокаливаемость стали: 30 ХГТ С – образная диаграмма сталь 25 ХГТ

 

поз

Обозначение

Наименование документа

Формат

Кол.

Прим.

Документация

МТ–31А 01.07 СБ

Сборочный чертеж

Сборочные

единицы

1

МТ–31А 01.07 СБ 01

Электропечь СШЦМ-6.12./9

3

2

МТ–31А 01.07 СБ 02

Электропечь СШО-6.12/9

1

3

МТ–31А 01.07 СБ 03

Закалочный бак

1

4

МТ–31А 01.07 СБ 04

Промывной бак

1

5

МТ–31А 01.07 СБ 05

Точильный станок

1

6

МТ–31А 01.07 СБ 06

Щит управления

5

7

МТ–31А 01.07 СБ 07

Трансформатор

1

8

МТ–31А 01.05 СБ 08

Установка для приготовления эндогаза

1

9

МТ–31А 01.07 СБ 09

Место складирования

2

10

МТ–31А 01.07 СБ 10

Кран-балка

1

11

МТ–31А 01.07 СБ 11

Микроскоп

5

12

МТ–31А 01.07 СБ 12

Твердомеры

МТ-31А 01.07

№ докум

Подпп.

Дата

Разраб.

Березуцкая

Ведомость проекта

Лист

Лист

Листов

Проверил

Протасенко

Н контр.