Вход

Проект термического цеха по производству сталей ЭП-817м, ВМС-2, ВМП-3, ВМС-5м, ЭП-288, ЭИ-878, 12X18H9T, 12X18H10T

Реферат по технологиям
Дата добавления: 24 февраля 2000
Язык реферата: Русский
Word, rtf, 4.2 Мб (архив zip, 249 кб)
Реферат можно скачать бесплатно
Скачать
Данная работа не подходит - план Б:
Создаете заказ
Выбираете исполнителя
Готовый результат
Исполнители предлагают свои условия
Автор работает
Заказать
Не подходит данная работа?
Вы можете заказать написание любой учебной работы на любую тему.
Заказать новую работу





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.

  1. Спецификация деталей подвергаемых термической обработке.

наименование деталей

марка стали

масса, кг

габариты, мм

количество на годовую

программу

штук

кг

фланец

ЭП-817

464

160062060

540

250560

траверка

1070

1400700140

300

321000

профиль

2.5

665800

15000

37500

профиль

6.3

8701600

16000

100800

лист

26.5

55001350

4800

127200

лист

30.58

55601400

4000

122320

шток

54.86

801400

7400

430290

пруток

19.21

451550

10000

192100

пруток

12.75

351700

3600

45900

лента

6.3

1.53001760

8000

50400

Итого:

1852790





наименование деталей

марка стали

масса, кг

габариты, мм

количество на годовую

программу

штук

кг

пластина

ВМС-2

28.2

55101400

3000

84600

фланец

34.9

103001500

2400

83760

пруток

8.76

301600

9000

78840

пруток

9.84

351320

6500

63960

пруток

19.74

451600

7400

146076

лист

11.17

2.54801200

16000

178720

лист

34.14

56001460

1100

37554

лента

6.7

1.24001800

9600

64320

лента

4.1

0.83601800

9600

39360

полоса

2.45

1.21601700

15400

37730

Итого:

814920

отливка

ВМЛ-3

20.18

26011090

12000

84600

отливка

1.34

707035

19600

83760

отливка

1.72

11010020

18400

78840

отливка

11.1

16011080

15000

63960

отливка

2.06

12011020

21000

146076

отливка

2.68

1408030

20800

178720

отливка

2.34

807550

21000

37554

отливка

4.24

1509040

124000

64320

отливка

13.18

21010080

6600

39360

отливка

10.16

18012060

8000

37730

Итого:

835560

пруток

ВМС-5

3.68

201500

12000

44160

пруток

9.12

301650

5300

48336

пруток

10.53

351400

6100

64223

пруток

17.68

401800

2100

37128

лист

32.12

54801700

4500

144540

лист

59.1

85001990

2300

135930

лист

42.26

10600900

4000

169040

лист

31.59

45601800

3600

113724

лист

14.34

4480950

2500

35850

лист

39.58

65101650

3400

134877

Итого:

927513

пруток

ЭП-288

22.32

451800

9000

200880

пруток

18.61

401900

5500

102355

пруток

9.37

301700

16000

149920

пруток

4.96

30900

14000

69440

полоса

2.26

2210690

16000

36160

лист

70.28

88001400

24000

168672

лист

14.89

2.54001900

10400

154856

лист

81.2

81001300

1800

146160

лист

23.96

44501700

10000

239600

лист

32.15

55101600

13700

118955

Итого:

1386998



наименование деталей

марка стали

масса, кг

габариты, мм

количество на годовую

программу

штук

кг

лист

ЭИ-878

4.78

1.5500800

8700

41586

лист

15.26

2.54501700

1600

24416

лист

33.54

47601400

1800

60372

лист

30.29

3.66801560

2000

60580

полоса

3.87

13001650

16660

25242

полоса

3.87

13001650

16000

25242

лента

1.65

11301600

16000

26400

лента

2.96

1.11801840

12100

35816

пруток

13.62

351800

4000

54480

пруток

10.2

301800

2400

24480

Итого:

382652

лист

12Х18Н9Т

6.34

2500800

4200

26628

лист

15.48

2.56001300

1600

24768

лист

13.42

25801450

1200

16104

пруток

6.59

251700

5400

35586

пруток

8.65

301650

2600

23946

пруток

9.21

301550

1800

15570

полоса

6.37

22401600

5000

31850

лента

3.65

1.52001460

8700

37755

лента

1.84

1.51001500

12000

22080

лента

1.45

1.41001250

11000

15950

Итого:

244237

профиль

12Х18Н10Т

3.26

4801250

5500

18480

профиль

4.46

5.5741360

4200

18732

пруток

4.49

201800

3400

15266

пруток

14.87

361850

2100

31277

полоса

6.94

2.52501400

4700

32618

полоса

5.36

22801150

3000

16080

полоса

9.72

2.53401450

3500

34020

лист

11.65

1.56501500

3100

36115

лист

11.67

1.57001400

3100

36177

лист

19.48

26801800

1600

31168

Итого:

269883

Программа по выпуску составляет 6714553 кг.

  1. Расчет годовой программы по запуску.

наименование деталей

марка стали

Годовая программа, т

по выпуску

по запуску

фланец

ЭП-817

250.56

259

траверка

321.00

331

профиль

37.50

40

профиль

100.80

105

лист

127.20

132

лист

122.32

127

шток

403.29

412

пруток

192.10

198

пруток

45.90

49

лента

50.40

54

наименование деталей

марка стали

Годовая программа, т

по выпуску

по запуску

пластина

ВМС-2

84.60

88

фланец

83.76

87

пруток

78.94

82

пруток

63.96

67

пруток

146.076

150

лист

178.72

183

лист

37.554

40

лента

64.32

68

лента

39.36

32

полоса

37.73

40

отливка

ВМЛ-3

242.16

249

отливка

26.264

29

отливка

31.648

34

отливка

166.50

170

отливка

43.26

46

отливка

55.744

59

отливка

49.14

53

отливка

52.576

57

отливка

86.988

91

отливка

81.28

85

пруток

ВМС-5

44.16

47

пруток

48.336

52

пруток

64.233

68

пруток

37.128

40

лист

144.54

150

лист

135.93

141

лист

169.04

175

лист

113.724

118

лист

35.85

38

лист

134.572

139

пруток

ЭП-288

200.88

207

пруток

102.355

107

пруток

149.92

155

пруток

69.44

73

полоса

36.16

39

лист

168.672

174

лист

146.16

152

лист

154.856

160

лист

239.6

264

лист

118.995

123

лист

ЭИ-878

41.586

44

лист

24.416

27

лист

60.372

64

лист

60.58

64

полоса

25.242

28

полоса

26.40

29

лента

29.28

32

лента

35.816

38

пруток

54.48

58

пруток

24.48

27


наименование деталей

марка стали

Годовая программа, т

по выпуску

по запуску

лист

12Х18Н9Т

26.628

29

лист

24.768

27

лист

16.104

19

пруток

35.586

38

пруток

15.587

18

пруток

23.946

27

полоса

31.85

15

лента

31.755

35

лента

22.08

25

лента

15.95

18

профиль

12Х18Н10Т

18.48

21

профиль

18.732

21

пруток

15.266

18

пруток

31.227

34

полоса

32.618

35

полоса

16.08

19

полоса

34.02

37

лист

36.115

39

лист

36.177

39

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,

  1. Требования к деталям после термической обработки.

марка

стали

в, МПа

, %

, %

HRC

НВфотп,

мм

ЭП-817

1250-1400

10

55

3.05-3.2

ВМС-2

1150-1400

9-10

45

33-41

3.05-3.27

ВМЛ-3

1220-1450

12

35

2.9-3.3

ВМС-5

1500-1700

15

50

43-46

ЭП-288

1100-1400

12

50

34-41

3.1-3.45

ЭИ-878

700-1000

55

12Х18Н9Т

12Х18Н10Т

520-550

55



Металлургическая часть.

Коррозионная сталь ЭП–817.

Сталь ЭП–817 (0614Н6Д2МБТ) 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 -70С до +300С 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 -70С).

  1. 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>

0.7

<1>


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.

  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  -феррита. При этом сталь по составу оказалась сдвинутой ближе к области сталей переходного класса, поэтому после закалки была введена операция обработки холодом.

  1. Механические свойства стали при комнатной и повышенной температурах.

состояние

материала

tC

испыт.

0,2

МПа

в, Мпа

, %

, %

термически обработанный по режиму:

отжиг при 650С, закалка с 1000С на воздухе, обработка холодом при -70С, =2.5 часа, обезводораживание 400С =3 часа, старение при 515С =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 300С. 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 -70С. Испытания Kic проводились на образцах с толщиной 50 мм, что несколько превышает толщину деталей, изготовляемых из этой стали. Результаты показали высокую надежность стали.

  1. Вязкость стали ЭП–817 при комнатной и низкой температурах.

состояние материала

tС испыт.

ан,

ат.у.,

К,

термически обработанный по режиму:

отжиг 650С =6часов, закалка с 1000С в воде, обработка холодом –70С, =2.5 часа, обезводораживание 400С =3 часа, старение при 515С =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).

  1. 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 425С по сравнению с перестаренной при 515С. Для удаления водорода их стали целесообразно применять отпуск при 400С после обработки холодом.

  1. Влияние диффузионно-подвижного водорода на свойства стали ЭП-817.

состояние материала

место вырезки образцов

содержание водорода

0,2, МПа

в, МПа

, %

ак,

замедленное разрушение

н, МПа

время разгр, сутки

термически обработанный по режиму:

отжиг при 650С, =6 часов, закалка с 1000С =2 часа в воде, обработка холодом при -70С, =2 часа, старение при 515С =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 400С на свойства стали

 обезв. отпуска

содержание водорода

0,2, МПа

в, МПа

, %

ак,

замедленное разрушение

н, 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 300С.

Отсутствие в структуре деформированной стали - 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) 950–1000C структура стали состоит из мартенсита и около 10% остаточного аустенита. Начало и конец мартенситного превращения соответствует температурам 130С и 30С.


  1. 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 950С =1.5 ч., отпуск при 350С =4 ч. и упрочнение готовых деталей в процессе старения при 510С, =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.

  1. 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 -феррита). После закалки с температуры растворения карбидов (Cr23C6) 950–1000С 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 515С, =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.

  1. Механические свойства стали ВМС-2 при различных температурах.

состояние материала

tС испыт.

в, МПа

0,2, МПа

, %

, %

термически обработанный по режиму:

закалка с 950С на воздухе, старение при 450С =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 350С.

  1. 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>

основа

0.7

1.0

0.03

0.03








  1. Механические свойства стали ВМЛ-3 по ОСТ.

состояние материала

в, МПа

0,2, МПа

, %

, %

HBdотп., мм

термически обработанный по режиму:

гомогенизация 1110С,

закалка с 970С на воздухе, старение при 460С =1 час.

1250

900

12

35

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 111010С, охлаждение на воздухе;

  • закалка при 97010С, охлаждение на воздухе, старение 46010С в течение часа.

Термическая обработка стали ведется согласно инструкциям ВИАМ. Нагрев отливок с 900С 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 180–200С (термически обработанные на в=1600100мПа), а также для изготовления деталей, кратковременно работают в атмосферных условиях и топливе при температурах до 550С.

  1. 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








  1. Механические свойства стали при различных температурах испытания.

состояние материала

tС испыт.

в, МПа

0,2, МПа

, %

, %

термически обработанный по режиму:

закалка с 1070С, обработка холодом - 70С, =2.5 часа,

отпуск при 200С =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 107010С в воде или в масле;

  • обработка холодом при -70С в течение двух часов;

  • отпуск при350С в течение 1-4 часов (в=1500100(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 (в=1500100(120) МПа) с толщиной от 15 мм, а также все детали с (в=1600100 МПа), необходимо подвергать после механической обработки (перед закалкой) нагреву до 52010С 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 400С и короткое время до 500С в комнате с топливом или в атмосферных условиях. Сталь применяют также для высоконагруженных деталей в криогенной технике, работающей при температуре до -253С.





  1. 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 1000С 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 30-70С. После выдержки предварительно закаленной или нормализированной стали при -70С в течение 2 часов количество мартенсита составляет 70-80 %; охлаждение до -196С 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 -70С. Кроме того, небольшое количество мартенсита при нагреве до комнатной температуры. Температура обратного  превращения в стали составляет примерно 500С. При медленном охлаждении после аустенизации в интервале 650-700С 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 200-400С.

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 1000-1050С в воде, обработки холодом при -70С, 2часа и спуска при 360-380С.

Сталь ЭП-288 применяют для изготовления деталей роторов, химических центробежных сепараторов, а также для крепежа, работающего в интервале температур от -60 до 350С.

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 400С). 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.

  1. 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 550-850С 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. 1160-850С с охлаждением на воздухе.

Термическая обработка стали заключается в закалке с 1050-1100С в воде. Для деталей с тонким сечением допускается охлаждение на воздухе.

  1. Механические свойства стал при различных температурах.

tисп, С

в, МПа

0,2, МПа

5, %

, %

КСИ, Дж/м2

закалка с1075С 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 -269С.

  1. 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 -феррита. Образование -феррита в сталях снижает технологичность при горячей пластической деформации. При нагреве в интервале 1150-1200С и неблагоприятном соотношении феррито и аустенитообразующих элементов сталь 12Х18Н9Т может содержать до 30-40, а сталь 12Х18Н10Т до 20-25 % -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 1300С часть их остается нерастворенной. При нагреве в интервале 500-600С основной выделяющейся фазой является карбид Cr23C6.

Стали обладают достаточно высокой жаростойкостью при 600-800С. При 650С и выше наилучшая жаростойкость наблюдается при крупном зерне, что обеспечивается закалкой с температуры 1040-1100С. 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.






  1. Механические свойства стали 12Х18Н9Т при различных температурах.

tисп, С

в, МПа

0,2, МПа

5, %

, %

КСИ, Дж/м2

закалка с1050С 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=100010С, выд=4 часа, охлаждение в воде при температуре 10-30С в течение 5 минут, далее на воздухе до комнатной температуры.

  2. Обработка холодом: t=-70С, выд=5 часов, выдержка на воздухе.

  3. Отпуск: t=35010С, выд=4 часа, охлаждение на воздухе.

  4. Контроль: марки материала по выбитому шифру плавки технологического режима пооперационно; контроль микроструктуры в ЦЗЛ.

  5. Обезводораживающий отпуск: t=40010С, выд=20 часов, охлаждение на воздухе.

  6. Старение: t=5155С, выд=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 в=1250-1400 МПа, 10 %, 55 %.

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 -50С. Для обеспечения упрочнения стали при обработке холодом не следует допускать нагрева деталей после закалки перед обработкой холодом в интервале температур 200-500С, а также длительного воздействия пониженных температур (0 - -40С). 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=51010С, внд=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=111010С, внд зависит от сечения детали (при S<20 мм внд=1 час, S>20 мм внд=2 часа), охлаждение на воздухе.

  3. Покрытие отливок эмалью ЭВТ-101 (см. пункт 1).

  4. Закалка II: t=111010С, внд аналогично пункту 2, охлаждение на воздухе.

  5. Старение: t=450-460С, внд=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: в=1220-1450 МПа, 12 %, 35 %; 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. внд 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 50010С 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=52010С, выд=8 часов, охлаждение на воздухе.

  2. Покрытие отливок эмалью ЭВТ-100. Сушка при комнатной температуре до полного высыхания.

  3. Закалка: t=107010С, выд=4 минуты, охлаждение в масле при t=40-70С.

  4. Контроль микроструктуры в ЦЗЛ; при получении положительных результатов производить дальнейшую термообработку деталей.

  5. Промывка от масла в моечной машине. Промывочный раствор t=40-70С.

  6. Обработка холодом: t=-70С, выд=3 часа, нагрев на воздухе.

  7. Отпуск: t=2005С, выд=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=18010C, выд=3 часа, охлаждение на воздухе.

12. Контроль технологического режима термообработки.

Примечания:

  1. Детали на термообработку поступают с образцом размером 83030 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=78010С, выд=2.5 часа, охлаждение на воздухе до комнатной температуры.

  2. Обезводораживающий отпуск: t=49010С, выд=15 часов, охлаждение на воздухе до комнатной температуры.

  3. Отпуск: t=68010С, выд=2.5 часа, охлаждение на воздухе до комнатной температуры.

  4. Закалка: t=100010С, выд=25 минут, охлаждение в воде.

  5. Обработка холодом: t=-70С, выд=3 часа, нагрев на воздухе.

  6. Отпуск: t=325-400С, выд=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 200-500С, 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 680С без предварительного охлаждения.


Технологический процесс термической обработки стали ЭИ-878.

  1. Закалка: t=100010С, выд=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=100010С, выд=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.

  1. 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.




  1. Термические параметры электропечи СНЗ  11.22.7/12.

Наименование

Единицы измерения

Числовая величина

Установленная мощность печи

кВт

137±10%

Мощность зон

1 зона

кВт

60

2 зона

кВт

75

Напряжение питающей цепи

В

380

Число фаз


3

Частота тока

Гц

50

Максимальная температура

1250

Рабочая температура

1200

Максимальный вес садки

кг

1100

Время разгона для рабочей температуры

час

9

Расход газа на пламенную завесу

м3/час

28

Размеры рабочего пространства

Длина

мм

1000

Ширина

мм

650

Высота

мм

400

Габаритные размеры

Длина

мм

2400

Ширина

мм

2135

Высота

мм

1200

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 ?С);

  • бесшумна в работе;

  • малая занимаемая площадь и небольшая стоимость;

  • комплектуется серийными промышленными изделиями.

  1. Техническая характеристика камеры ускоренного охлаждения ВХУ-7

Наименование

Единицы измерения

Числовая величина

Номинальное значение на входе турбодетандеров

кПа

500

Предельное значение давления в камере

Избыточное

кПа

20

Разряженное

кПа

20

Рабочая температура камеры

-70

Полный объём камеры

м3

7,1

Габаритные размеры

Длина

мм

8000

Ширина

мм

2000

Высота

мм

2500

Время выхода на рабочий режим

мин

15-25

Наименование

Единицы измерения

Числовая величина

Максимальные габариты обрабатываемой детали

Длина

мм

1900

Ширина

мм

880

Высота

мм

150

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, ?С;

? – коэффициент полезного действия печи;

? – 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.

Т – начальная температура, К; Т = 20 + 273 = 293 К.

Т – конечная температура, К; Т = 1000+273 = 1273 К.

Т2ср =1070 К.

Находим коэффициент теплоотдачи.

?2 - степень черноты поверхности изделия;

1 – Степень черноты внутренней поверхности стенок печи.

1 = 0,8; 2 = 0,7;

n - приведённая степень черноты.

n = = 0,595

 = 1,05·5,67· n·;


Т1 – температура печи; Т1 = Т + 20 = 1293 К.

 = 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;

?н =·[ln+2· (arctg - arctg)]

F = 2·(70·8 + 8·1600 + 70·1600) = 0,25 м2

?н=·[ln+ +2·(arctg-arctg)]

Аналогично этому расчёту производятся расчёты ?н 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;

?ц – время цикла технологической операции;

Ф – годовой фонд времени работы оборудования;

?в = 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.

  1. 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

фланец

ЭП-817

928

259000

232

4

0,86

траверса

ЭП-817

928

333000

232

4

0,86

профиль

ЭП-817

928

40000

232

4

0,86

профиль

ЭП-817

928

105000

232

4

0,86

лист

ЭП-817

928

132000

232

4

0,86

лист

ЭП-817

928

127000

232

4

0,86

пруток

ЭП-817

928

412000

232

4

0,86

пруток

ЭП-817

928

198000

232

4

0,86

пруток

ЭП-817

928

49000

232

4

0,86

лента

ЭП-817

928

54000

232

4

0,86

отливки

ВМЛ-3

1009

249000

403,6

4

0,86

отливки

ВМЛ-3

1009

29000

403,6

4

0,86

отливки

ВМЛ-3

1009

34000

403,6

4

0,86

отливки

ВМЛ-3

1009

17000

403,6

4

0,86

отливки

ВМЛ-3

1009

46000

403,6

4

0,86

отливки

ВМЛ-3

1009

59000

403,6

4

0,86

отливки

ВМЛ-3

1009

53000

403,6

4

0,86

отливки

ВМЛ-3

1009

67000

403,6

4

0,86

отливки

ВМЛ-3

1009

91000

403,6

4

0,86

отливки

ВМЛ-3

1009

85000

403,6

4

0,86

пруток

ВМС-5

1030

47000

1545,6

4

0,86

пруток

ВМС-5

1030

52000

1545,6

4

0,86

пруток

ВМС-5

1030

68000

1545,6

4

0,86

пруток

ВМС-5

1030

40000

1545,6

4

0,86

лист

ВМС-5

1030

150000

1545,6

4

0,86

лист

ВМС-5

1030

141000

1545,6

4

0,86

лист

ВМС-5

1030

175000

1545,6

4

0,86

лист

ВМС-5

1030

118000

1545,6

4

0,86

лист

ВМС-5

1030

38000

1545,6

4

0,86

лист

ВМС-5

1030

139000

1545,6

4

0,86

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

пруток

ЭП-288

1004

155000

2391,4

4

0,86

пруток

ЭП-288

1004

107000

2391,4

4

0,86

пруток

ЭП-288

1004

73000

2391,4

4

0,86

полоса

ЭП-288

1004

39000

2391,4

4

0,86

лист

ЭП-288

1004

174000

2391,4

4

0,86

лист

ЭП-288

1004

152000

2391,4

4

0,86

лист

ЭП-288

1004

160000

2391,4

4

0,86

лист

ЭП-288

1004

246000

2391,4

4

0,86

лист

ЭП-288

1004

123000

2391,4

4

0,86

лист

ЭП-878

956

44000

5975

4

0,86

лист

ЭП-878

956

27000

5975

4

0,86

лист

ЭП-878

956

64000

5975

4

0,86

лист

ЭП-878

956

64000

5975

4

0,86

полоса

ЭП-878

956

28000

5975

4

0,86

полоса

ЭП-878

956

29000

5975

4

0,86

лента

ЭП-878

956

32000

5975

4

0,86

лента

ЭП-878

956

38000

5975

4

0,86

пруток

ЭП-878

956

58000

5975

4

0,86

пруток

ЭП-878

956

27000

5975

4

0,86

лист

12Х18Н9Т

951

29000

1902

4

0,86

лист

12Х18Н9Т

951

27000

1902

4

0,86

лист

12Х18Н9Т

951

19000

1902

4

0,86

пруток

12Х18Н9Т

951

28000

1902

4

0,86

пруток

12Х18Н9Т

951

18000

1902

4

0,86

пруток

12Х18Н9Т

951

27000

1902

4

0,86

полоса

12Х18Н9Т

951

35000

1902

4

0,86

лента

12Х18Н9Т

951

35000

1902

4

0,86

лента

12Х18Н9Т

951

25000

1902

4

0,86

лента

12Х18Н9Т

951

18000

1902

4

0,86

профиль

12х18Н10Т

1008

21000

2016

4

0,86

профиль

12х18Н10Т

1008

21000

2016

4

0,86

пруток

12х18Н10Т

1008

18000

2016

4

0,86

пруток

12х18Н10Т

1008

34000

2016

4

0,86

полоса

12х18Н10Т

1008

34000

2016

4

0,86

полоса

12х18Н10Т

1008

19000

2016

4

0,86

полоса

12х18Н10Т

1008

37000

2016

4

0,86

лист

12х18Н10Т

1008

39000

2016

4

0,86

лист

12х18Н10Т

1008

39000

2016

4

0,86

лист

12х18Н10Т

1008

34000

2016

4

0,86




  1. 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

    фланец

    ЭП-817

    928

    259000

    371,2



    6

    0,93

    траверса

    ЭП-817

    928

    333000

    371,2



    6

    0,93

    профиль

    ЭП-817

    928

    40000

    371,2



    6

    0,93

    лист

    ЭП-817

    928

    105000

    371,2



    6

    0,93

    профиль

    ЭП-817

    928

    132000

    371,2



    6

    0,93

    лист

    ЭП-817

    928

    127000

    371,2



    6

    0,93

    шток

    ЭП-817

    928

    412000

    371,2



    6

    0,93

    пруток

    ЭП-817

    928

    198000

    371,2



    6

    0,93

    пруток

    ЭП-817

    928

    49000

    371,2



    6

    0,93

    лента

    ЭП-817

    928

    54000

    371,2



    6

    0,93

    пластина

    ВМС-2

    987

    88000

    371,2

    394,8


    6

    0,93

    фланец

    ВМС-2

    987

    87000

    371,2

    394,8


    6

    0,93

    пруток

    ВМС-2

    987

    82000

    371,2

    394,8


    6

    0,93

    пруток

    ВМС-2

    987

    67000

    371,2

    394,8


    6

    0,93

    пруток

    ВМС-2

    987

    150000

    371,2

    394,8


    6

    0,93

    лист

    ВМС-2

    987

    183000

    371,2

    394,8


    6

    0,93

    лист

    ВМС-2

    987

    40000

    371,2

    394,8


    6

    0,93

    лента

    ВМС-2

    987

    32000

    371,2

    394,8


    6

    0,93

    полоса

    ВМС-2

    987

    68000

    371,2

    394,8


    6

    0,93

    лента

    ВМС-2

    987

    40000

    371,2

    394,8


    6

    0,93

    отливки

    ВМЛ-3

    1009

    249000

    403,6

    394,8


    6

    0,93

    отливки

    ВМЛ-3

    1009

    29000

    403,6

    394,8


    6

    0,93

    отливки

    ВМЛ-3

    1009

    34000

    403,6

    394,8


    6

    0,93

    отливки

    ВМЛ-3

    1009

    170000

    403,6

    394,8


    6

    0,93

    отливки

    ВМЛ-3

    1009

    46000

    403,6

    394,8


    6

    0,93

    отливки

    ВМЛ-3

    1009

    59000

    403,6

    394,8


    6

    0,93

    отливки

    ВМЛ-3

    1009

    53000

    403,6

    394,8


    6

    0,93

    отливки

    ВМЛ-3

    1009

    57000

    403,6

    394,8


    6

    0,93

    отливки

    ВМЛ-3

    1009

    91000

    403,6

    394,8


    6

    0,93

    отливки

    ВМЛ-3

    1009

    85000

    403,6

    394,8


    6

    0,93

    пруток

    ЭП-288

    1004

    207000

    403,6

    401,8


    6

    0,93

    пруток

    ЭП-288

    1004

    107000

    403,6

    401,8


    6

    0,93

    пруток

    ЭП-288

    1004

    155000

    403,6

    401,8


    6

    0,93

    пруток

    ЭП-288

    1004

    73000

    403,6

    401,8


    6

    0,93

    полоса

    ЭП-288

    1004

    39000

    403,6

    401,8


    6

    0,93

    лист

    ЭП-288

    1004

    174000

    403,6

    401,8


    6

    0,93

    лист

    ЭП-288

    1004

    152000

    403,6

    401,8


    6

    0,93

    лист

    ЭП-288

    1004

    160000

    403,6

    401,8


    6

    0,93

    лист

    ЭП-288

    1004

    246000

    403,6

    401,8


    6

    0,93

    лист

    ЭП-288

    1004

    123000

    403,6

    401,8


    6

    0,93

  2. 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

фланец

ЭП-817

928

259000

232

232

46,4

14

0,97

траверса

ЭП-817

928

333000

232


46,4

14

0,97

профиль

ЭП-817

928

40000

232


46,4

14

0,97

профиль

ЭП-817

928

105000

232


46,4

14

0,97

лист

ЭП-817

928

132000

232


46,4

14

0,97

лист

ЭП-817

928

127000

232


46,4

14

0,97

шток

ЭП-817

928

412000

232


46,4

14

0,97

пруток

ЭП-817

928

198000

232


46,4

14

0,97

пруток

ЭП-817

928

49000

232


46,4

14

0,97

лента

ЭП-817

928

54000

232


46,4

14

0,97

пруток

ВМС-5

1030

47000

343,5

343,5

128,8

14

0,97

пруток

ВМС-5

1030

68000

343,5


128,8

14

0,97

пруток

ВМС-5

1030


343,5


128,8

14

0,97

пруток

ВМС-5

1030

40000

343,5


128,8

14

0,97

лист

ВМС-5

1030

150000

343,5


128,8

14

0,97

лист

ВМС-5

1030

141000

343,5


128,8

14

0,97

лист

ВМС-5

1030

175000

343,5


128,8

14

0,97

лист

ВМС-5

1030

118000

343,5


128,8

14

0,97

лист

ВМС-5

1030

38000

343,5


128,8

14

0,97

лист

ВМС-5

1030

139000

343,5


128,8

14

0,97

пруток

ЭП-288

1004

207000

401,8

401,8

67

14

0,97

пруток

ЭП-288

1004

107000

401,8


67

14

0,97

пруток

ЭП-288

1004

155000

401,8


67

14

0,97

пруток

ЭП-288

1004

73000

401,8


67

14

0,97

полоса

ЭП-288

1004

39000

401,8


67

14

0,97

лист

ЭП-288

1004

174000

401,8


67

14

0,97

лист

ЭП-288

1004

152000

401,8


67

14

0,97

лист

ЭП-288

1004

160000

401,8


67

14

0,97

лист

ЭП-288

1004

246000

401,8


67

14

0,97

лист

ЭП-288

1004

123000

401,8


67


0,97


  1. 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






  1. 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. для закалки изделий норма расхода 8 м3 на 1 тонну закаливаемых изделий Qв = 8·616,3 = 4930,4 м3.

    2. для промывания в моечной машине, норма 0,2 м3 на 1 тонну изделий Qв=0,2·968 = 193,6 м3.

    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:

    1. для моечной машины, норма 0,15тонн на 1 тонну изделий

Qп = 0,15·968 = 145,2 т

    1. годовая потребность пара на отопление

Qп = , где

gп – распад тепла на 1 м3 здания, ккал /час

При наличии принудительной вентиляции gп = 2535 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

Q 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·Nу

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. Блок-схема САЖУ разомкнутая система. Применяется для координации работ механизмов.

    Z3


    z1 z2 z3





х0 (?) - жесткая программа изменения регулируемого параметра во времени.

y (?) – регулирующее воздействие

х (?) – регулируемый параметр

z1, z2, z3 – внешнее воздействие на объект управления

  1. Блок-схема САР – система автоматического регулирования. Эта система представляет собой совокупность отдельных элементов направленно возмущающих друг друга.

z2 ..




объект управления

задающее устройство

zn

z1

х

у

х1

регулятор





-1


главная обратная связь




  1. 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

а

(х)=?

логический элемент “не”






КА

A


  1. Если кнопка А замкнута, то катушка Х обесточена





Х

КА 1.1.










Блокировка памяти.

Это такой вид блокировки, при которой кратковременное включение одного элемента схемы вызывает длительное включение другого элемента.

(х)=?

логический элемент “не”


х

а






КА


А


Если кнопка А замкнута, то катушка Х обесточена





Х

КА 1.1.





Блокировка памяти.

Это такой вид блокировки, при которой кратковременное включение одного элемента схемы вызывает длительное включение другого элемента.


KK 1.

KM 1.

SB2

SB1




KM 1.1.






КМ 1.1. – блокировка памяти.

  1. 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.

  1. 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



1

магнитный пускатель

САР

стабилизация tС 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



1

магнитный пускатель

САР

стабилизация tС 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



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



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



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.


B


х1 х2






х3

x4

х4


A



C


D




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) = ?

(х1) = (?+x1)

(х1) = (?+x1)

(х1) = ?· + x1·

2021 2021

k=1 k=1


Окончательный вид математических моделей для всех элементов:

(х1) = (?+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) = (?+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) = (?+x1) + ·р1 + ·p2 + ·p2 + + + + (x1+p1·p3 + (x3+p2 + (+p3)·x4·d

И по этой модели составляем электрическую схему:






KV1

SB2

SB1

4

3

2

1

FU

0

6


1



KV1.1


2



SB3


KK1



KM1

SQ1.1

8

7

6

3

5




KM1.1


4



KK2

KM2

KA1.1

SQ2.1

KM1.2

12

11

10

9


5



KM3

SQ3.1

KA2.1

KM3.1

15

14

13


6




SQ2.2

KA1.2

KM4.1

17

16

7



KM4


KA2.2

KA1.3

SQ4.1

KM3.1

21

20

19

18

8



KM1.4


KA1

KM3.1

KM2.1

24

23

22

9



KA1.4


10




KA2

KM1.5

KM3.2

26

25


11



KA2.3


12


SQ2.3


KA3

KM4.2

SQ1.2

29

28

27


13



KA3.2

14


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.

  1. 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

  1. Душевые: 1 душ на 10 человек. Размер душевой кабины 0,90,9 м2

мужской душ: 7,83 м2

женский душ: 2,61 м2

  1. Умывальники: 1 умывальник на 20 человек

мужской: S = 4,2 м2

женский: S = 2,1 м2

  1. 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. Расчёт прямых затрат на производство.

      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 · ср, где

Фдр – действительный годовой фонд времени работы рабочего, Фдр=1800 ч.

Рсп – списочное число производственных рабочих,

ср – средняя тарифная ставка производственных рабочих

ср = i + (i+1 - i)·(Рср – Рi), где

i,i+1 – часовая тарифная ставка ближайшего большего и ближайшего меньшего разрядов.

Рi – ближайший меньший тарифный разряд

Рср – средний тарифный разряд

ср = 5 руб/час

Рсп = , где

Ряв – явочное число производственных рабочих,

kнв – общий расчётный процент планируемых невыходов на работу по уважительной причине, kнв = 5 %.

  1. 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.

  1. 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. Энергия и топливо для производственных нужд.

        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 · ср, где

Фдр – действительный годовой фонд времени работы рабочего, Фдр=1800 ч.

Рсп – списочное число вспомогательных рабочих,

ср – средняя тарифная ставка вспомогательных рабочих

ср = 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.об(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.тр(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 17

Спр.з. = = 181046.5 руб.

  1. 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 = …

      1. 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.

        1. 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 = Сцбыт, 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 2.3.12.3.6

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 %

  1. 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:




    1. 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.







  1. 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


    1. 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.

  1. 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


  1. Технико-экономические показатели проектируемого цеха и их анализ

  1. 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


  1. 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.


  1. 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.

  1. Опасные и вредные факторы, влияющие на состояние человека и окружающей среды.

наименование операции

материал

вид

оборудования

производственная среда

окружающая среда

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

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

промывка изделий

ВМС-5

моечная машина

ММ-400К

шум, электроопасность

вода

очистка от окалины

ВМЛ-3

ВМС-5

пескоструйная камера

вибрация, металлическая пыль и песок, электроопасность

воздух + песок, металлическая пыль

обработка холодом

ВМС-5

ЭП-288

ВХУ-7

воздух

воздух

разгрузочно-погрузочные работы

ЭП-288

ЭИ-848

ЭП-817Ш

ВМС-2

ВМЛ-3

ВМС-5

12Х18Н9Т

12Х18Н10Т

мостовой кран, электрокар

шум

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.

  1. Количественный анализ вредных факторов и их влияние на производственную среду.

опасные

факторы

операции

фактическое

значение

ПДЗ, ПДК, ПДУ

вредные

действия

механические опасности

1; 2; 4; 6; 7

14 часов

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

термоопасность

1; 2

tвозд. > 20C

относительная влажность > 40 %

температура окружающей поверхности > 35C

Vв = 0.2 – 0.3 м/с

tвозд. > 17-23C

относительная влажность 40-60 %

температура окружающей поверхности  35C

Vв = 0.2 – 0.3 м/с

6 часов


опасные

факторы

операции

фактическое

значение

ПДЗ, ПДК, ПДУ

вредные

действия

опасность поражения электрическим током

1; 2; 3; 6; 7

U = 380 В

I  10 мА

U = 380 В

I  10 мА

6 часов

повышенная запыленность воздуха

4

класс опасности 3

класс опасности 4

5 часов

производственная освещенность

7

в норме при соблюдении требований

фон – светлый

контраст – средний

освещенность 500, 600 лк

разряд работ III, II

14 часов

вибрация

4

f = 11 Гц

L  115 Дб

локальная

f = 8 Гц

L  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

58



© Рефератбанк, 2002 - 2017