Механическая обработка детали

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА ЗАГОТОВКИ - СТАЛИ 25ХГТ

2. МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

2.1 Выбор и экономическое обоснование метода заготовки

2.2 Получение заготовки выбранным методом - штамповка

2.2.1 Общие сведения

2.2.2 Технология штамповки

2.3 Расчет заготовки

3. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛИ

3.1 Технологический процесс изготовления шестерни

3.2 Выбор режущего, измерительного и вспомогательного инструмента,приспособлений

3.3 Назначение припусков на механическую обработку

3.4 Расчет и назначение режимов резания

3.5 Расчет технических норм времени

4. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОХРАНЕ ТРУДА,ПРОТИВОПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙСРЕДЫ

4.1 Разработка мероприятий по охране труда и противопожарнойбезопасности

4.2 Разработка мероприятий по защите окружающей среды

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Машиностроение -- важнейшая отрасль промышленности. Технический прогресс в машиностроении характеризуется не только улучшением конструкций машин, но и непрерывным совершенствованием технологии их производства. От ее уровня зависит производительность труда, экономичность расходования сырьевых и энергетических ресурсов, качество выпускаемой продукции, ее долговечность и надежность работы. Высокий уровень технологии производства в итоге приводит к удешевлению выпускаемой продукции при необходимом уровне качества и надежности.

Курсовое проектирование является составной частью курса технологии машиностроения и представляет собой комплексную работу, включающую разработку технологического процесса механической обработки детали, проектирование станочного приспособления, выполнение необходимых технических и экономических расчетов. Целью данного курсового проекта является закрепление, углубление и обобщение знаний, полученных при изучении курса "Технология машиностроения" на лекционных, практических и лабораторных занятиях, а также практическо-прикладное использование справочной и специальной литературы, стандартов и нормативов в сочетании с теоретическими знаниями.

1. МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА ЗАГОТОВКИ - СТАЛИ 25ХГТ

Чугуном называется сплав железа с углеродом, который содержит более 2 % углерода. Около 80 % всего выплавляемого чугуна составляет передельный чугун, являющийся исходным продуктом для производства стали. Такой чугун выплавляют в печах шахтного типа - доменных печах. Сущность процесса получения чугуна заключается в восстановлении оксидов железа, входящих в состав руд, оксидом кислорода, водородом и твердым углеродом, выделяющимся при сгорании топлива в печи. Исходные материалы

Исходными материалами для выплавки чугуна являются железные руды, топливо и флюсы.

Железная руда - это горная порода, содержащая железо в таких количествах, при котором ее технически и экономически целесообразно перерабатывать. Руды содержат железо в различных соединениях: в виде оксидов Fe203 и Fe304, гидроксидов Fe2O3-H20, карбонатов FeCCte, также в состав руд входит пустая порода, состоящая в основном из оксидов кремния, кальция, магния, алюминия. Пригодность железной руды для доменной плавки зависит от содержания железа, состава пустой породы и концентрации таких вредных примесей, как сера, фосфор, мышьяк и др. Важную роль играет восстановимость руды, которая определяется скоростью восстановления из нее железа и зависит от природы оксида железа, плотности и пористости руды.

Для производства чугуна используют руды следующих основных типов.

Магнитный железняк или магнезит содержит железо 45-70 % в виде Fe304 и обладает магнитными свойствами. Руда имеет темный цвет, высокую плотность и трудно восстанавливается. Красный железняк или гематит содержит 50-60 % железа в виде безводного оксида Fe203 Красный железняк содержит мало вредных примесей серы и фосфора. Благодаря этому красные железняки относятся к лучшим железным рудам.

Бурый железняк представляет собой водный оксид железа Fe2O3-H20.

Пустая порода обычно загрязнена серой и фосфором. Содержание железа в руде около 30 %. Благодаря хорошей восстановим ости использование небогатых руд бурого железняка экономически целесообразно. Шпатовый железняк или сидерит содержит 30-40 % железа в виде карбоната БеСОз. руда характеризуется хорошей восстановимостью и низким содержанием серы и фосфора.

Топливом для доменной плавки служит кокс, позволяющий получать необходимую температуру и создавать условия для восстановления железа из руды. Кокс получают на коксохимических комбинатах в коксовых печах сухой перегонкой при температуре 1000 °С без доступа воздуха из каменного угля коксующихся сортов (антрацит). В целях экономии часть кокса при плавке заменяют природным газом либо мазутом. Доменные флюсы - это материалы, вводимые в доменную печь для понижения температуры плавления пустой породы железной руды и ошлакования золы топлива. При сплавлении пустой породы и золы с флюсом образуется легкоплавкий шлак, который удаляется из печи в жидком состоянии. Выбор флюсов зависит от химического состава пустой породы. Если пустая порода имеет песчано-глинистый характер, то в качестве флюсов применяют известняк СаСОз, реже доломит СаСОз- MgC03. При известковой пустой породе флюсами служат кремнезем, кварц или песчаник Si02. Подготовка руд к плавке Подготовка руд к доменной плавке осуществляется для повышения производительности доменной печи, снижения расхода кокса и улучшения качества чугуна. Основными операциями подготовки руд к плавке являются дробление, сортировка, обогащение и окускование. Дробление и сортировку руд по крупности производят на дробилках и классификаторах с целью получения кусков оптимальной для плавки величины.

Обогащение руды основано на различии физических свойств минералов, входящих в ее состав (плотность, магнитные и физико-химические свойства). Для обогащения применяют промывку, гравитацию и магнитную сепарацию. Гравитация или отсадка - это отделение руды от пустой породы при пропускании струи воды через воды через дно вибрирующего сита. Пустая порода вытесняется в верхние слои и уносится водой, а водные минералы опускаются на дно сита. Магнитная сепарация состоит в том, что достаточно измельченную руду помещают в магнитное поле. Магнит притягивает частицы руды, содержащие оксиды железа и обладающие магнитными свойствами, отделяя их от пустой породы. Окускование производят для переработки концентратов, полученных после обогащения, в кусковые материалы необходимых размеров. Применяют два способа окускования: агломерацию и окатывание. В процессе агломерации шихту, состоящую из железной руды (40-50 %), известняка (15-20 %), возврата мелкого агломерата (20-30 %), коксовой мелочи (4-6 %) и влаги (6-9 %), спекают на агломерационных машинах при температуре 1300-1500 °С. При спекании из руды частично удаляются вредные примеси (сера, фосфор, мышьяк), карбонаты разлагаются и получается кусковой пористый офлюсованный материал (агломерат).

В процессе окатывания шихта из измельченных концентратов, флюса и топлива увлажняется и при обработке во вращающихся барабанах (грануляторах) приобретает форму шариков-окатышей диаметром до 30 мм. Окатыши высушивают и обжигают при температуре 1200-1350 °С на специальных обжиговых машинах, после чего они становятся прочными и пористыми.Использование агломерата и окатышей исключает отдельную подачу в печь флюса-известняка при плавке, т. к. флюс в необходимом количестве входит в их состав. Доменная печь

Доменная печь представляет собой вертикальную печь шахтного типа. Современные доменные печи имеют общую высоту до 80 м, полезный объем (объем рабочего пространства) до 5600 м . Кладка печи находится в стальном кожухе толщиной 30-40 мм. Производительность доменной печи объемом 3000 м составляет более 6000 т чугуна в сутки.

Схема работы доменного цеха современного металлургического завода приведена на рисунке 1.

Сырые материалы в саморазгружающихся вагонах прибывают на рудный двор, расположенный параллельно линии печей. Мостовой кран перегружает материалы в приемные бункеры доменных печей, откуда они с помощью вагон-весов 1 поступают через бункер 2 в загрузочные вагонетки - скипы 3. Скиповой подъемник представляет собой наклонный рельсовый мост, по которому движутся две вагонетки. Скип поднимается стальным канатом до верхней точки рельсового моста и опрокидывается. Через загрузочное устройство 4 шихта попадает в доменную печь. Печь состоит из колошника 5, шахты б, распара 7, заплечиков 8 и горна 9.

Рисунок 1 - Схема работы доменного цеха

Доменные печи, как и все шахтные печи, работают по принципу противотока. Сверху сходят шихтовые материалы, а снизу им навстречу газы, образующиеся в процессе горения топлива. Колошник служит для загрузки сырых материалов и отвода газов, Колошник футерован шамотным кирпичом и изнутри защищен стальными плитами. Засыпной аппарат, расположенный над колошником, подает сырые материалы в определенной последовательности. Расширяющаяся книзу коническая шахта облегчает лучшее опускание материалов и равномерное распределение газов по сечению печи. Шамотная кладка шахты имеет коробчатые холодильники, по которым циркулирует охлаждающая вода. В шахте происходят процессы восстановления оксидов железа и начинается его науглероживание. Ниже шахты следует самая широкая цилиндрическая часть доменной печи -распар. Здесь происходит плавление пустой породы и флюсов с образованием шлака, которое заканчивается в заплечиках, имеющих форму сужающегося книзу усеченного конуса.

Расположенный ниже заплечиков горн имеет цилиндрическую форму. Кладка горна и заплечиков охлаждается плитовыми холодильниками с водяным охлаждением. В верхней части горна расположены водоохлаждаемые медные фурмы, через которые в доменную печь поступает нагретый воздух. Здесь происходит горение кокса, а в нижней части горна на лещади 10 скапливаются жидкие чугун и шлак, которые периодически выпускаются через специальные отверстия - летки. Чугунная летка расположена на 0,5 м выше лещади, а шлаковая летка -- на 1,5 м. Постоянно остающийся на лещади полуметровый слой жидкого чугуна предохраняет ее от разрушения. Чугунная летка между выпусками чугуна забивается огнеупорной массой.

Основные физико-химические процессы получения чугуна Физико-химические процессы, протекающие в различных зонах доменной печи, определяются существующими там температурными условиями. При загрузке на колошник сырые материалы попадают в область низких температур 200-300 °С; температура растет, достигает максимума 1900-2100 °С на уровне фурм и в горне снижается до 1450 °С.

Вблизи фурм углерод кокса, взаимодействую с кислородом воздуха, сгорает. В результате горения выделяется теплота и образуется газовый поток, содержащий оксиды углерода, азот, водород, метан. При этом в печи на уровне фурм развивается температура более 2000 °С. Горячие газы, поднимаясь, отдают теплоту шихтовым материалам и нагревают их, охлаждаясь до 450 °С в верхней части рабочего пространства печи. Шихта (агломерат и кокс) опускается на встречу потоку газов, и при температуре примерно 570 °С начинается восстановление оксидов железа. Восстановление газами называется косвенным, а твердым углеродом - прямым. Реакции косвенного восстановления экзотермические, протекают в верхних горизонтах печи; реакции прямого восстановления эндотермические, протекают в нижней части доменной печи. Восстановление железа из руды происходит в несколько стадий от высшего оксида к низшему по мере продвижения шихты вниз по шахте печи и повышения температуры. Опускаясь, шихта достигает зоны в печи, где температура достигает 1000-1100 °С. При этих температурах восстановленное из руды твердое железо взаимодействует с оксидом углерода, коксом и сажистым углеродом. Растворение углерода происходит интенсивно, вследствие чего температура плавления железа понижается и оно начинает плавиться. Капли железоуглеродистого сплава, протекая по кускам кокса, насыщаются углеродом (до концентрации углерода 4,3 %), марганцем, кремнием, фосфором, серой, содержащимися в коксе, и выпадают на под печи.

Таким образом, в результате восстановления оксидов железа, части оксидов марганца и кремния, фосфатов и сернистых соединений, растворения в железе углерода, марганца, кремния, фосфора и серы в доменной печи образуется чугун, а в результате сплавления оксидов алюминия, кальция, марганца, пустой породы руды, флюсов и золы топлива образуется шлак. Чугун выпускают из печи каждые четыре часа, а шлак - через 1-1,5 часа. 1.2 Получение стали

Сталь - это слав железа с углеродом, который содержит менее 2 % углерода. Постоянными примесями в стали являются марганец, кремний, фосфор и сера. Исходными металлическими материалами для получения стали служат передельный чугун, стальной лом и ферросплавы. Чугун по сравнению со сталью содержит большее количество углерода и примесей. Поэтому основная задача передела чугуна в сталь состоит в удалении избытка углерода и примесей с помощью окислительных процессов, протекающих в сталеплавильных агрегатах. Основными способами производства стали являются кислородно-конверторный, мартеновский и электродуговой, а также индукционный для особых сталей.

Сталь марки 25ХГТ содержит около 0,25 % С; 1 % Сг;1 % Ми и около 0,1 % Ti. Поверхностный слой после цементации упрочняют закалкой в воде в сочетании с низким отпуском. Сердцевина из-за низкой прокаливаемости упрочняется слабо. Механический состав и свойства стали 25ХГТ ГОСТ 4543-71

Таблица 1

СТв	<*т	55 %	НВ
МПа	МПа 320		МПа
400		1.5	170-220

Получение стали в индукционной печи. Индукционные печи отличаются от дуговых способом подвода энергии к расплавленному металлу. Индукционная печь примерно работает так же как обычный трансформатор: имеется первичная катушка, вокруг которой при пропускании переменного тока создается переменное магнитное поле. Магнитный поток наводит во вторичной печи переменный ток, под влиянием которого нагревается и расплавляется металл. Индукционные печи имеют емкость от 50 кг до 100 т и более. В немагнитном каркасе имеются индуктор и огнеупорный плавильный двигатель. Индуктор печи выполнен в виде катушки с определенным числом витков медной трубки, внутри которой циркулирует охлаждающая вода. Металл загружают в тигель, который является вторичной обмоткой. Переменный ток вырабатывается в машинных или ламповых генераторах. Подвод тока от генератора к индуктору осуществляется посредством гибкого кабеля или медных шин. Мощность и частота тока определяются емкостью плавильного тигля и состава шихты. Обычно в индукционных печах используется ток частотой 500 - 2500 гц. Крупные печи работают на меньших частотах. Мощность генератора выбирают из расчета 1,0 - 1,4 квт/кг шихты. Плавильные тигли печей изготавливают из кислых или основных огнеупорных материалов. В индукционных печах сталь выплавляют методом переплава шихты. Угар легирующих при этом получается очень небольшим. Шлак образуется при загрузке шлакообразующих компонентов на поверхность расплавленного металла. Температура шлака меньше металла, так как шлак не обладает магнитной проницаемости и в нем не индуцируется ток. Для выпуска стали из печи, тигель наклоняют в сторону сливного носка. Под действием электромагнитных сил металл циркулирует, что ускоряет химические реакции и способствует получению однородного металла. Индукционные печи применяют для выплавки высоколегированных сталей и сплавов особого назначения, имеющих низкое содержание углерода и кремния. Схема индукционной тигельной печи представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 Схема индукционной тигельной печи Печь состоит из водоохлаждаемого индуктора 3, внутри которого находится тигель 4 (основные или кислые огнеупорные материалы) с металлической шихтой, через индуктор от генератора высокой частоты проходит однофазный переменный ток повышенной частоты (500...2000 Гц).

При пропускании тока через индуктор в металле 7, находящемся в тигле, индуцируются мощные вихревые токи, что обеспечивает нагрев и плавление металла. Для уменьшения потерь тепла, печь имеет съемный свод 2. Тигель изготавливают из кислых (кварцит) или основных (магнезитовый порошок) огнеупоров. Для выпуска плавки печь наклоняют в сторону сливного желоба.

Под действием электромагнитного поля индуктора при плавке происходит интенсивная циркуляция жидкого металла, что способствует ускорению химических реакций, получению однородного по химическому составу металла, быстрому всплыванию неметаллических включений, выравниванию температуры. В индукционных печах выплавляют сталь и сплавы из легированных отходов методом переплава, или из чистого шихтового железа и скрапа с добавкой ферросплавов методом сплавления. После расплавления шихты на поверхность металла загружают шлаковую смесь для уменьшения тепловых потерь металла и уменьшения угара легирующих элементов, защиты его от насыщения газами. При плавке в кислых печах, после расплавления и удаления плавильного шлака, наводят шлак из боя стекла (Si02). Для окончательного раскисления перед выпуском металла в ковш вводят ферросилиций, ферромарганец и алюминий. В основных печах раскисление проводят смесью из порошкообразной извести, кокса, ферросилиция, ферромарганца и алюминия. В основных печах выплавляют высококачественные легированные стали с высоким содержанием марганца, титана, никеля, алюминия, а в печах с кислой футеровкой - конструкционные, легированные другими элементами стали.

При вакуумной индукционной плавке индуктор, тигель, дозатор шихты и изложницы, помещают в вакуумные камеры. Получают сплавы высокого качества с малым содержанием газов, неметаллических включений и сплавы, легированные любыми элементами.

2. МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

2.1 Выбор и экономическое обоснование метода заготовки

Рассматриваемая деталь--венец шестерни, изготовляемая из материала Сталь 25ХГТ ГОСТ 7505-89. Данный материал характеризуется удовлетворительной обрабатываемостью резанием и достаточными жесткостными свойствами. Обычно применяется для нагруженных деталей, работающих при больших скоростях и средних удельных давлениях. Поэтому можно сделать вывод, что материал детали соответствует предъявляемым требованиям и является приемлемым. В заводском варианте изготовления детали заготовку получают на кривошипном горячештамповочном прессе (КГШП) в открытых штампах. Данный метод обеспечивает получение точных поковок без сдвига в плоскости разъема с малыми припусками. Класс точности Т4 по ГОСТ 7505-89. Более точным и производительным методом получения заготовки для данной детали является штамповка в закрытых штампах. Этот метод позволяет снизить расход металла на 20%, т.к. отсутствует облой; повысить коэффициент использования металла; повысить производительность труда; снизить себестоимость заготовки и трудоемкость последующей обработки резанием. Класс точность заготовки ТЗ по ГОСТ 7505-89. Рассчитаем стоимость получения заготовок по двум вариантам. Исходные данные для расчета сводим в таблицу 2

Данные для расчетов стоимости заготовки по вариантам.

Таблица 2

Показатели	1 -й вариант	2-й вариант
Вид заготовки	Поковка в открытых штампах	Поковка в закрытых штампах
Класс размерной точности	Т4	ТЗ
Масса заготовки Q, кг	10,520	8,860
Стоимость 1 -й тонны заготовок, принятых за базу, Q, руб.	373	373
Стоимость 1-й тонны стружки, S0TX., руб.	24,8	24,8

стоимость заготовки определяется по формуле:

механическая обработка деталь заготовка штамповка

S3ar. = (S1/1000-Q-K,-Kc.-Kb;Km.-K,) - (Q - q>SOTX/1000,

где Sj - базовая стоимость 1-ой тонны заготовок, руб;

К,., Кс, Кв, Км., Кп. - коэффициенты, зависящие от класса точности, группы

сложности, массы, марки материала, объема производства заготовок.

К, = 1,0; Кс. = 0,78; К, = 0,87; Км. = 1,21; Кп. = 1,0;

Стоимость заготовки по первому варианту:

S3ar.6. = (373/1000-10,520-1,0-0,78-0,87-1,21-1,0)-(10,520-8,860)-24,8/1000 = 2.464 руб.

Стоимость заготовки по второму варианту:

S3ar.6. = (373/1000-8,860-1,0-0,78-0,87-1,21-1,0)-(8,860-7,135)-24,8/1000 = 1.998руб. Годовой экономический эффект:

Э3. = (2.464 - 1.998)-25000 = 6990 руб.

2.2 Получение заготовки выбранным методом - штамповка

2.2.1 Общие сведения

Объемная штамповка - это технологический процесс кузнечно-штамповочного производства, заключающийся в изменении простейшей объемной поковки цилиндрической, призматической и др. формы в более сложные изделия, форма которых соответствует полости штампов. Объемная штамповка как процесс перераспределения металла поковки происходит в результате пластической деформации. Основные операции объемной штамповки поковки - это осадка, высадка, протяжка, выдавливание, гибка и плющение поковки и ее калибровка, образование выступов, утолщений, углублений. Различают холодную и горячую объемную штамповку поковки - холодная штамповка осуществляется без нагрева. Горячая штамповка поковки осуществляется с нагревом до температуры 200-1300° С в зависимости от состава сплава поковки и условий обработки. Исходный материал - прокатные прутки, разделенные на мерные заготовки, равные по объему будущей поковке (с учетом неизбежных отходов). Масса получаемых изделий от нескольких г до 6-8 т; точность размеров поковки зависит от массы и конфигурации поковки и может быть повышена последующей холодной калибровкой; шероховатость поверхности соответствует 3-7-му классам чистоты. Процесс горячей объемной штамповки поковки аналогичен по физической сущности свободной ковке, но осуществляется в штампах. Горячей объемной штамповкой получают однородные по структуре поковки сравнительно высокой точности и сложной конфигурации. Такой поковки невозможно добиться при свободной ковке. Однако средний коэффициент использования металла при горячей объемной штамповке поковки 0,5-0,6 (т. е. до 50-40% металла идет в отход), при холодной штамповке этот коэффициент значительно выше.

2.2.2 Технология штамповки

Штампы для объемной штамповки поковки чаще всего состоят из 2 половин - верхней и нижней или из пуансона и матрицы. Обычно при штамповке поковки на молотах и вертикальных прессах нижняя часть штампа неподвижна, а верхняя подвижна. Объемную штамповку поковки выполняют в открытых штампах - с плоскостью разъема, перпендикулярной направлению штамповки, или в закрытых штампах - с плоскостью разъема по периметру поковки - при этом открытый штамп отличается простотой устройства и универсальностью применения. Однако горячая штамповка поковки в открытом штампе связана с образованием заусенца, который обеспечивает заполнение сложного рельефа полости штампа. Для размещения заусенца в штампе предусматривается специальная канавка. После штамповки поковки заусенец обрезают в штампе на обрезном прессе. Отход металла при этом составляет 5-20%, иногда достигает 50-80%. В закрытых штампах при горячей и холодной объемной штамповке поковки заусенец либо весьма невелик (не более 1%), либо совсем отсутствует, т.к. поковки формируются из всего объема металла. Данная деталь - шестерня, изготавливается из стали 25ХГТ поковкой, поэтому конфигурация наружного контура и внутренних поверхностей не вызывает значительных трудностей при получении заготовки. Поковка даёт значительную экономию материала и обеспечивает низкую себестоимость изделий.

Обрабатываемые поверхности с точки зрения обеспечения точности и шероховатости не представляют технологических трудностей. С точки зрения технологичности механической обработки, конструкция детали не позволяет вести обработку детали в один установ. Однако конструкция и материал детали позволяют использовать высокопроизводительные методы обработки.

Анализ допусков на размеры и шероховатости поверхностей показывает, что они приняты в соответствии с эксплуатационными требованиями и не требуют применения специального оборудования повышенной точности. В процессе окончательной обработки логично заметить, что базирующие поверхности сохраняются на протяжении всей обработки детали, кроме того, совмещены технологические и измерительные базы, что уменьшает погрешность обработки и упрощает дальнейший контроль.

2.3 Расчет заготовки

Штамповку осуществляют на кривошипных горячештамповочных прессах (КГШП), молотах. Усилие КГШП можно определить по массе поковки. В соответствии с ГОСТ 7505-89 масса М круглой в плане поковки определяется из выражения

М= 1,6*т,

где т - масса детали, кг.

Масса детали т= 8,860 кг, следовательно,

М= 1,6* 8,860 =14,177 кг.

Выбираем номинальное усилие пресса Р = 31500 кН.

Степень сложности поковки определяется отношением ее объема к объему фигуры, в которую вписывается форма поковки:

С = Vn/Уф

Для зубчатого колеса

Уп=1,6*Уд,

где д - объем детали

Объем детали Уд = 1136 см3

УФ = (тг*сЬ2)Н/4

сЬ - наружный диаметр шестерни

Н - высота ступицы, мм

УФ = 3,14 * 277,22*66/4 = 3975 см3

Отношение Уд/Уф= 0,28, отсюда степень сложности поковки СЗ, поковка точности Т4. Исходный индекс 16.

Определение размеров заготовки.

Размеры заготовки для получения поковки должны учесть объем металла, идущего на поковку, облой, перемычку, потери на угар. Объем заготовки равен:

V = ((Vi + V2 + Уз)*(5% +100%))/100%

где V - объем исходной заготовки, см3, объемы Vi - поковки, V2 - облоя и Уз - перемычки, 5 - потери металла на угар, %.

Объем поковки:

Vi = п* Уд

где Уд - объём детали, см3; п - коэффициент, учитывающий увеличение объема детали на припуск (п = 1,6).

Vi = 1,6* 1136= 1817,6 см3

Потери на угар определяют в зависимости от метода нагрева заготовок и составляют от 0,3 до 1% при нагреве в электронагревательных устройствах и пламенных печах с безокислительным нагревом и 2-3% при нагреве в пламенных печах.

Объем облоя:

V2 = k*n*S

где к = 0,5 - коэффициент заполнения металлом заусеничной канавки; П - периметр поковки в плоскости разъёма штампа, равный

П = 71* СЬП

где скп - наружный диаметр поковки, см; S - площадь поперечного сечения облоя, равная площади поперечного сечения заусеничной канавки штампа.

П = 3,14*28,4 = 89,1 см

Заусеничные канавки штампов КГШП стандартизированы. Номер канавки с готовыми размерами выбирают после определения высоты мостика заусеница по зависимости:

пз = 0,015* оУ, мм

пз = 0,015* 284 = 4,26 мм

Полученное значение пз округляют до ближайшего из таблицы и выбирают номер канавки с соответствующими размерами и площадью сечения SK = S3

Sk =2,68 см2"~

Отсюда объём облоя: V2 = 0,5*89,1 *2,68 = 119,4 см3 Объем перемычки равен:

Уз = (я* donoK2)*S/4

где сЬпок - диаметр отверстия поковки, см; S - толщина перемычки

(наметки под прошивку);

Уз = (3,14* 9,62)*1,8/4 = 130,2 см3

Следовательно, объем заготовки равен:

V = ((1817,6 + 119,4 + 130,2)*(0,3% +100%))/100% = 2077,5 см3

Исходя из объёма заготовки, находят диаметр заготовки:

D=l,08*(V/m)1/3

где m= L/D

D = 1,08*(2077,5/2,5),/3 = 10,15 см

Коэффициент m рекомендуют выбирать в пределах 1,5 - 2,8, ближе к 2,8 (т = 2,5) с тем, чтобы облегчить резку заготовок. При т>2,8 возникает опасность искривления нагретой заготовки при штамповке.

Исходя из выбранного по ГОСТу диаметра заготовки определяют ее длину:

L = V/F = 4V/7t*DrocT2

где F - площадь поперечного сечения заготовки, см2, Drocx - диаметр

заготовки, выбранный в соответствии с ГОСТом 2590-88, мм.

L = 4*2077,5/3,14*102 = 26,47 см

Размеры заготовки после осадки.

Диаметр заготовки после осадки находят из соотношения:

Doc = СЬпок -- 1 0

где сЬпок - максимальный диаметр поковки, мм.

Doc = 274 мм.

Это позволяет после осадки заготовку разместить в ручье штампа. Высоту осаженной заготовки находят как:

ГТос = ГЬаг Dsar /Doc

Нос = 75*27972742=72мм.

3. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ДЕТАЛИ «ШЕСТЕРНЯ»

3.1 Технологический процесс изготовления шестерни

В технологическом процессе изготовления детали «Шестерня» задействованы следующие операции и оборудование: Операция 020. Токарно-винторезная; ИТБ №-48 20141.

Подрезать торец, выдерживая размер 1.

Подрезать торец, выдерживая размер 3.

Точить поверхность на длину 20мм, выдерживая размер 2. Операция 025. Токарно-винторезная; ИТБ №-48 20141.

Точить поверхность, выдерживая размер 1.

Подрезать торец, выдерживая размер 2.

Точить поверхность, выдерживая размеры 4,5.

Подрезать торец, выдерживая размеры 6,7.

Расточить отверстие, выдерживая размер 3. Операция 030. Зубофрезерная; ИТБ №-48,36 20141 1. Фрезеровать зубья, выдерживая размеры 1,2,3,4. Операция 040. Зубодолбежная; ИТБ №-48,36 20141. 1. Долбить зубья, выдерживая размеры 1,2,3. Операция 065. Термическая обработка.

Операция 075. Внутришлифовальная; ИТБ №-48 20141.

Установить деталь в приспособлении с выверткой относительно оси делительного диаметра шлиц В с точностью 0,07 мм.

Шлифовать отверстие, выдерживая размер 3.

Шлифовать торец, выдерживая размеры 1,2.

Операция 080. Плоскошлифовальная; ИТБ №-48 20141. 1. Шлифовать торец, выдерживая размеры 1,2. Операция 085. Зубошлифовальная; ИТБ №-48,36 20141. 1. Шлифовать зубья, выдерживая размеры 1,2,3,4. Операция 090. Промывка; ИТ №-37,160,140-89. 1. Промыть деталь струйным методом.

3.2. Выбор режущего, измерительного и вспомогательного инструмента, приспособлений

Сокращения:

ВИ - вспомогательный инструмент;

РИ - режущий инструмент;

ИИ - измерительный инструмент;

ПР - прочий инструмент.

Операция 020. Токарно-винторезная; ИТБ №-48 20141.

1.ПР: Патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80.

РИ: Резец К01-4933-000-12 ТУ 02-035-892-82; пластина режущая

02114-100612

Т15К6 ГОСТ 19048-80; пластина опорная 711-0804 ВК15 ГОСТ 19075-

80.

СИ: Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1-2 ГОСТ 166.

2.РИ: Резец К01-4933-000-12 ТУ 02-035-892-82; пластина режущая02114-100612

Т15К6 ГОСТ 19048-80; пластина опорная 711-0804 ВК15 ГОСТ 19075 -

80.

СИ: Штангенциркуль ШЦ-П-160-0,05 ГОСТ 166.

3.РИ: Резец К01-4933-000-12 ТУ 02-035-892-82; пластина режущая02114-100612

Т15К6 ГОСТ 19048-80; пластина опорная 711-0804 ВК15 ГОСТ 19075-

80.

СИ: Скоба 05506-755 d 277,2-0,52.

Операция 025. Токарно-винторезная; ИТБ №-48 20141.

1.ПР: Патрон 7100-0009 ГОСТ 2675-80.

РИ: Резец К01-4933-000-12 ТУ 02-035-892-82; пластина режущая 02114-100612

Т15К6 ГОСТ 19048-80; пластина опорная 711-0804 ВК15 ГОСТ 19075-80.

СИ: Скоба 05506-755 d 277,2-0,52.

2.РИ: Резец К01-4933-000-12 ТУ 02-035-892-82; пластина режущая02114-100612

Т15К6ГОСТ 19048-80; пластина опорная 711-0804 ВК15 ГОСТ 19075-80. СИ: Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1-2 ГОСТ 166.

3.РИ: Резец КО 1-4933-000-12 ТУ 02-035-892-82; пластина режущая02114-100612

Т15К6 ГОСТ 19048-80; пластина опорная 711-0804 ВК15 ГОСТ 19075-80. СИ: Скоба 05523-356 d 135-0,08. СИ: Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1-2 ГОСТ 166.

4.РИ: Резец К01-4933-000-12 ТУ 02-035-892-82; пластина режущая02114-100612

Т15К6 ГОСТ 19048-80; пластина опорная 711-0804 ВК15 ГОСТ 19075-80.

СИ: Шаблон 05563-316 16,3+0,2.

СИ: Шаблон 05561-135 50,5-0,25. 5.РИ:Резец03171-2Б

СИ: Пластина 05551-1887 d 112,6+0,046 Операция 030. Зубофрезерная; ИТБ №-48,36 20141 1. ПР: Приспособление 9688-1730. ПР: Приспособление 9688-1740. ВИ: Оправка 9487-232, гайка 6002-4003.

РИ: Фреза 9339-570.

СИ: Микрометр М3100 2 ГОСТ 6507. СИ: Концевые меры длины набор №1 кл.2 ГОСТ 9038-90. СИ: Штангенрейсмас ШР 250-0,05 ГОСТ 166; индикатор ИРБ ГОСТ 5584-88.

СИ: Оправка контрольная 9692-5106. СИ: Центра универсальные 9692-2818. СИ: Эвольвентомер VG 450; прибор УЗП-400 (МСК-1). Операция 040. Зубодолбежная; ИТБ №-48,36 20141. 1. ПР: Приспособление 9688-1710. ВИ: Оправка 9489-148. РИ: Долбяк 9371-138.

СИ: Штангенрейсмас ШР 250-0,05 ГОСТ 166; индикатор ИРБ ГОСТ 5584-88.

СИ: Оправка контрольная 9692-5106. СИ: Центра универсальные 9692-2818.

СИ: Контрольное приспособление 9691-5149, установ 8461-7771; ролик 05191-10 d

6 107,2+0,168+0,090. СИ: Пластина 8141-6982 d 120+0,87. Операция 075. Внутришлифовальная; ИТБ №-48 20141.

1.ПР: Патрон стандартный Зк кулачковый ПТ400 ГОСТ 24351-80.

СИ: Штангенрейсмас ШР 250-0,05 ГОСТ 166; индикатор ИРБ ГОСТ 5584-88.

СИ: Ролик 05181-10 d 8 мм.

2.РИ: Круг шлифовальный 5 63x50x20 23А 20 СТ1 7 К5 35м/с А 1кл.ГОСТ 2424-81.

СИ: Оправка контрольная 9692-5035; центра универсальные 9692-2818; контрольное приспособление 9691-5176; пробка 05551-1890 d 113+0,046;

штангенрейсмас ШР 250-0,05 ГОСТ 166. 3. РИ: Круг шлифовальный 11 125x50x32 25А 28СТ1/7 К5 35м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83

СИ: Шаблон 05561-136 50,3-0,15.

СИ: Штангенрейсмас ШР 250-0,05 ГОСТ 166; индикатор ИРБ ГОСТ 5584-88.

СИ: Оправка контрольная 9692-5035.

СИ: Центра универсальные 9692-2818.

Операция 080. Плоскошлифовальная; ИТБ №-48 20141. 1. ПР: Приспособление 9677-1896.

РИ: Круг шлифовальный 1 450x80x203 23А 20 СТ1 7 К5 35м/с А 1кл. ГОСТ 2424-81.

СИ: Штангенрейсмас ШР 250-0,05 ГОСТ 164; индикатор ИРБ ГОСТ 5584- 88.

СИ: Центра универсальные 9692-2818.

СИ: Оправка контрольная 9692-5035. Операция 085. Зубошлифовальная; ИТБ №-48,36 20141. 1. ПР: Оправка 9677-1894; центр 9460-977 2 шт.

РИ: Круг шлифовальный 4 350x25x127 23А 25 СМ1-СМ-2 4 К7 40м/с А 1кл. ГОСТ 2424-83.

СИ: Межосемер 9691-4253; колесо измерительное 8473-6480; оправка для измерительного колеса 9692-3733; оправка для измеряемого колеса 9692-5034; схема установки 8699-0390; диск 8461-78034; схема наладки 8699-0420;

прибор УЗП-400, оправка 9692-5035.

СИ: Концевые меры длины набор №1 кл.2 ГОСТ 9038-90; нормалемер Б8 5045. СИ: Профилометр «Суртроник».

3.3 Назначение припусков на механическую обработку

Назначим припуски на механическую обработку заготовки. Материал детали - сталь 25ХГТ, масса детали - 8,860 кг. Назначение припусков и допусков производим по ГОСТ 7505-89, класс точности 12. Припуски и допуски сведены в таблицу 3. На эскизе заготовки (рис.3) указываются поверхности, для которых назначаются припуски на обработку.

Рисунок 3 Эскиз венца шестерни

			Таблица 3
поверхность	размер	припуск	допуск
1	0272,2	11,8	+4 -2
2	0210	4	+2 -3,5
3	0135	1	+3,5 -1,5
4	50	7	+3,0-1,5
5	66	6	+3,0-1,5
6	50	6	+3,0-1,5

3.4 Расчет и назначение режимов резания

Рассмотрим подробно назначение режимов резания для операции 020 токарно-винторезной. производимой на станке 16К20.

Подрезать торец, выдерживая размер 1.

1. Расчёт длины рабочего хода:

Ьр.х.=Ьрез+У+Ьдоп, где

Ьрез - длина поверхности, подлежащей обработке, Ьрез=40 мм;

Y - длина подвода, врезания и перебега, у=3 мм;

Ьдоп - дополнительная длина хода, обусловленная конструкцией детали,

Ьдоп=0. Lp.x.=40 +3=43 мм.

2. Назначение подачи суппорта на оборот шпинделя станка:

S=0,15 мм/об.

3.Рассчитываем скорость резания V [ м/мин] и число оборотов шпинделя:

а)Рассчитываем скорость резания V [м/мин]

V=Cv/f*Sy; где

Cv =34 - коэффициент, характеризующий нормативные условия обработки;

t=l мм - глубина резания;

х=0,4; у=0,5 (для стали);

V=34/l°'4*0,15 °'5= 87,9 м/мин.

б)рассчитаем число оборотов шпинделя:n=1000-V/(7i-D)=1000-87,9/(3,14-280)=99,98 об/мин.

в)уточним число оборотов по паспорту станка: п=100 об/мин.

г)уточним скорость резания по принятому числу оборотов шпинделя:

V=7i-D-n/1000=3,14-280-100/1000=87,92 м/мин. SM=S*n=0,15 *100=15.

5. Рассчитываем основное время:

TOCH=Lp.x./SM=40/l5=2,67 мин

Расчётные значения режимов резания сводим в табл.4

					Таблица 4
Наименование	Тосн	Lp.x	t	п	V	S	Sm
	мин	мм	мм	об/мин	м / мин	мм/ об	мм/ми н
Операция 020. Токарно-винторезная. 1. Подрезать торец, выдерживая	2,67	40	1	100	87,9	0,15	15
размер 1. 2. Подрезать торец, выдерживая	0,33	10	1	200	84,8	0,15	30
размер 3. 3. Точить поверхность на длину 20мм,	0,83	25	1,4	100	87,9	0,3	30
выдерживая размер 2.
Операция 025. Токарно-винторезная. 1. Точить поверхность, выдерживая	1,27	38	1,4	100	87,9	0,3	30
размер 1. 2. Подрезать торец, выдерживая	2,67	40	1	100	87,9	0,15	15
размер 2. 3. Точить поверхность, выдерживая	0,17	13	1	250	106	0,3	75
размеры 4,5. 4. Подрезать торец, выдерживая	0,213	8	1	250	106	0,15	37,5
размеры 6,7. 5. Расточить отверстие, выдерживая	0,73	55	1	250	88,4	0,3	75
размер 3.
Операция 030. Зубофрезерная.	1,56	100	13,1	80	69,6	0,8	64
Операция 040. Зубодолбежная.	1,4	56	3,7	200	20	0,2	40
Операция 075. Внутришлифовальная. 2. Шлифовать отверстие, выдерживая	0,31	67,7	0,3	170	60,3	1,3	221
размер 3. 3. Шлифовать торец, выдерживая	0,03	7,5	0,3	170	73,7	1,3	221
размеры 1,2.
Операция 080. Плоскошлифовальная	11,43	91,5	0,3	200	25	0,04	8
Операция 085. Зубошлифовальная	0,6	50	0,25	1680	34,8	0,05	84

3.5 Расчет технических норм времени

Штучно-калькуляционное время на выполнения операций в массовом

производстве рассчитываем по формуле:

Тшт=Топ+Тоб+Тот

где Топ=Тосн+Тв - операционное время; Тосн - основное время;

Тв= Тус+Тзо+Туп+Тиз

- вспомогательное время; Туе - время установки; Тзо - время закрепления-открепления;

Туп - время на приемы управления;

Тиз - время измерения;

Тоб=Ттех+Торг

- время на техническое и организационное обслуживание;

Тот - время на отдых;

Для операции 020 - токарно-винторезная: Тосн=2,67 мин;

Тзо=0,135 мин (винтовой зажим с помощью гаечного ключа); Тус=0,19 мин (в патрон);

Туп=0,01 мин (включить и выключить станок); Тиз=0,2 мин (штангенциркуль);

Тв= Тус+Тзо+Туп+Тиз=0,19+0,13 5+0,01+0,2=0,535 мин;

Топ=Тосн+Тв=2,67+0,535=3,205 мин;

Ттех=2%*Тосн=0,02*2,67=0,0534мин;

Торг=1,4%*Топ=0,014*0,765=0,04487 мин;

Тоб= Ттех+Торг=0,0534+0,04487=0,09857 мин;

Тот=8%*Топ=0,08*3,205=0,2564мин;

Тшт= Топ+Тоб+Тот=3,205+0,09857+0,2564=3,56 мин.

С помощью этих формул рассчитываем Тшт для остальных операций, результаты сводим в таблицу 5. Общее время механической обработки Тобщ=2Лпгг=34,019 мин.

Наименование	Топ	Тоб	Тот	Тшт
	Тосн	Тв
			Ттех	Торг
	мин	мин	мин	мин	мин	мин
Операция 020. Токарно-винторезная.
1. Подрезать торец, выдерживая размер 1.	2,67	0,535	0,053	0,045	0,256	3,560
2. Подрезать торец, выдерживая размер 3.	0,33	0,535	0,007	0,012	0,069	0,953
3. Точить поверхность на длину 20мм, выдерживая размер 2.	0,83	0,535	0,017	0,019	0,109	1,510
Операция 025. Токарно-винторезная.
1. Точить поверхность, выдерживая размер 1.	1,27	0,535	0,025	0,025	0,144	2,000
2. Подрезать торец, выдерживая размер 2.	2,67	0,535	0,053	0,045	0,256	3,560
3. Точить поверхность, выдерживая размеры 4,5.	0,17	0,535	0,003	0,010	0,056	0,775
4. Подрезать торец, выдерживая размеры 6,7.	0,213	0,535	0,004	0,010	0,060	0,823
5. Расточить отверстие, выдерживая размер 3.	0,73	0,535	0,015	0,018	0,101	1,399
Операция 030. Зубофрезерная.	1,56	0,211	0,031	0,025	0,142	1,969
Операция 040. Зубодолбежная.	1,4	0,311	0,028	0,024	0,137	1,900
Операция 075. Внутришлифовальная. 2. Шлифовать отверстие, выдерживая размер 3.	0,31	0,498	0,006	0,011	0,065	0,890
3. Шлифовать торец, выдерживая размеры 1,2.	0,03	0,321	0,001	0,005	0,028	0,385
Операция 080. Плоскошлифовальная	11,43	0,321	0,229	0,165	0,940	13,084
Операция 085. Зубошлифовальная	0,6	0,498	0,012	0,015	0,088	1,213

4. РАЗРАБОТКА МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОХРАНЕ ТРУДА, ПРОТИВОПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

4.1 Разработка мероприятий по охране труда и противопожарной безопасности

На всех производственных участках должна проводиться работа по улучшению технических и санитарных условий труда, совершенствованию охраны труда и противопожарной безопасности.

К работе на участке допускается персонал, изучивший оборудование, правила эксплуатации и прошедший инструктаж по технике безопасности. Инструкция по технике безопасности должна находиться непосредственно на рабочем месте.

Подъем тяжестей массой более 16 кг может производиться только с помощью грузоподъемных механизмов. На всех рабочих местах должно быть предусмотрено устранение нагромождений, чтобы рабочий свободно перемещался от станка к станку; помосты на рабочих местах - исправны, не скользкие; рабочие места - содержаться в чистоте в течение всего рабочего дня. Запрещено во время работы заходить за ограждения, находиться между работающими агрегатами, опираться на работающее оборудование.

Работающий на участке персонал должен быть обучен оказывать помощь пострадавшим, иметься номер телефона медицинского пункта и администрации участка. В случае невыполнения обслуживающим персоналом требований по технике безопасности мастер участка, начальник участка, работник ОТК и другие административные лица, обнаруживающие нарушение, принимают все меры вплоть до остановки оборудования и отстранения рабочего от работы.

Весь спроектированный участок должен быть выполнен в соответствии с требованиями законодательства в области безопасности, предусмотрено два эвакуационных выхода. На участке обязана быть добровольная пожарная дружина, проводиться систематический инструктаж по пожарной безопасности.

4.2 Разработка мероприятий по защите окружающей среды Способы очистки выбросов и сбросов доменного производства

Доменные печи характеризуются выбросом диоксида серы, содержание которого в печных газах изменяется в зависимости от количества серы в сырье и в топливе, и может достигать 0,2 г/м . Причиной этих выбросов в основном являются утечки в печах. Доменные печи также выбрасывают определенное количество углеводородов, поскольку в печном газе содержится до 0,05 % (по объему) метана и других углеводородов. Оксиды азота образуются в горячих доменных печах, работающих при температуре 1200 °С и выше, т.к. при повышении температуры снижается расход кокса. С ростом температуры количество оксидов азота в газе также увеличивается причем, как правило, их содержание в горячей домне составляет 50-70 ррт. Анализ состава колошниковых газов доменной печи показывает наличие в них: 23-40 % СО, 15-22 % СОг, 1,5-6,0 Н2. Общее количество отходящих колошниковых газов составляет 1100-2200 м /т железа.

Пыль, содержащаяся в доменном газе при выплавке чугуна, состоит из окислов железа, кремния, алюминия, магния, кальция, марганца. В ней может содержаться и сера. Плотность пыли составляет 3-4 г/см . В период выплавки ферросплавов состав колошниковой пыли изменяется и уменьшается ее размер. Эта пыль содержит большое количество щелочных металлов. Влагосодержание газа перед системой газоочистки составляет обычно 40 - 60 г/ м3. Оно зависит от расхода природного газа или жидкого топлива, вдуваемого в печь с дутьем, от влажности последнего и шихты.

Для устранения отрицательного воздействия пыли газ перед использованием предварительно очищается в специальных пылеулавливающих агрегатах. Различают три стадии очистки:

грубая - сухим способом в пылеуловителях или циклонах до содержания пыли в газе 3-12 г/ м3 (осаждается до 80 %);

полутонкая - мокрым способам в скрубберах и трубах-распылителях до 0,6 -0,8 г/м3 (подаваемый в них газ очищается на 80-90 %);

тонкая - в электрофильтрах, дезинтеграторах, тканевых фильтрах, в трубах-распылителях и дроссельных группах до содержания пыли 0,005-0,015 г/м.

Грубая очистка газа осуществляется в пылеуловителях. Пылеуловитель (рисунок 4) представляет собой цилиндрический резервуар диаметром до 12 м, изнутри футерованный шамотным кирпичом толщиной 113 мм. Установлен пылеуловитель на колоннах около доменной печи со стороны, противоположной скиповому подъемнику.

Рисунок 4 - Пылеуловитель грубой очистки газа 1,2- атмосферные клапаны; 3 - консольно-поворотный кран; 4 - площадка для обслуживания клапанов; 5,6- лебедки для управления клапанами; 7 -машинное здание.

Полутонкая очистка газа осуществляется в обычных скрубберах и скрубберах повышенного давления, которые по форме похожи на пылеуловители. Скруббер (рисунок 5) представляет собой цилиндрический резервуар высотой до 35 м, по форме подобный пылеуловителю.

Тонкая очистка газа может проводиться в агрегатах, использующих: механическую энергию для перемешивания газа и воды в специальных машинах дезинтеграторах (мокрая очистка); фильтрацию газа при прохождении его через тканевые или керамические фильтровальные камеры (сухая очистка); электрическую энергию для ионизации газа (электрическая очистка); расширение газа в агрегатах - трубах-распылителях и дроссельных клапанах.

Рисунок 5 - Скруббер 1 - газопровод получистого газа; 2 - брызгала; 3 - насадка; 4 - газопровод грязного газа; 5 -водослив.

Дезинтегратор представлен на рисунке 6.



Рисунок 6 - Дезинтегратор 1 - отводные трубы; 2 - камера; 3 - подводы газа; 4, 12 - бичи; 5 - диск; б-сборный канал; 7 - труба; 8 - лопасти; 9 - корпус; 10 - вал; 11 -распределительный конус.

Загрязнение атмосферы пылью происходит на рудной дворе и в подбункерном помещении. В местах разгрузки в бункера вдоль здания сделаны бортовые отсосы.

Аспирация предусмотрена и в местах выгрузки шихты из бункеров на конвейеры. Отсосы объединены общим горизонтальным коллектором. Очистка газа осуществляется либо отдельной установкой, либо в системе газоочистки объектов бункерной эстакады.

Во время разливки чугуна на разливочной машине выделяется газ, содержащий графитовую пыль. Для улавливания газа над ковшом и местом разливки чугуна в формы устанавливают поворотные зонты. От зонтов отсосанный газ подвергают очистке в рукавных фильтрах.

В доменном цехе образуются загрязненные сточные воды трех видов: от подбункерных помещений, грануляции доменного шлака и машин разливки чугуна. Пункты образования этих стоков находятся на значительном расстоянии друг от друга.

При транспортировке, грохочении и дозировке шихты в подбункерных эстакадах выделяется пыль, и просыпается некоторое количество материала на пол. Пыль и осыпь убирается водой смывом из дырчатых труб и сопел; запыленный воздух от вентиляции очищают также водой в специальных аппаратах. Таким образом, в подбункерных помещениях образуются сточные воды от гидросмыва осыпи шихты и пыли со стен, потолка и пола, а также от очистки воздуха и смыва пыли в устройствах вентиляционной установки.

Вода от уборки осыпи и пыли поступает в подбункерные лотки, устроенные с уклоном 0,03, а из них стекает в отстойник; в этот же отстойник поступает вода от вентиляционной установки. Гидросмыв полов и гребней под транспортером производят один раз в смену, при этом расход воды составляет 180 м /ч на два лотка для одной доменной печи (130 м на 1 т смываемой осыпи и пыли); продолжительность гидросмыва 2,5 - 3 ч в смену. От воздухоочистных аппаратов вода поступает непрерывно в количестве около 4 м /ч от каждого. Общее количество сточных вод составляет 300 - 360 м /ч на каждую доменную печь, или около 2 м на 1 т выплавляемого чугуна.

Сточная вода от подбункерных помещений загрязнена механическими примесями - мелочью агломерата в виде кусочков руды, кокса и известняка размером до 20 - 30 мм, а также пылью с крупностью фракций 0,1 - 1,5 мм. Общая концентрация механических примесей в этой сточной воде составляет в среднем 2 г/л с повышением до 20 г/л.

Оборотная вода цикла грануляции шлака имеет щелочную реакцию и содержит окись кремния (как в связанном, так и в свободном состоянии), кальций во многих видах соединений - CaS04 2H20, Ca(OH)2, Ca(SH)2, CaS и СаС12, из которых два первые обладают небольшой растворимостью, в результате чего выпадают из горячей воды и откладываются в камере грануляции и по тракту движения осветленной воды.

Расход воды при такой грануляции шлака с гидравлическим транспортированием его по лоткам или трубопроводам на склад составляет 2,4 м на 1 т гранулированного шлака. Для гидравлического транспортирования 1 т гранулированного шлака в отстойник на большие расстояния требуется воды до 8 м . Безвозвратные потери воды в том и другом случаях около 1м на 1 т гранулированного шлака.

Машины разливки чугуна. Сточные воды получаются от охлаждения чугуна, разлитого в мульды на машине, и от охлаждения слитков чугуна после машины на вагонах с помощью душирующих устройств. Эти потоки воды затем смешиваются и образуют общий сток.

Количество сточных вод составляет 70 - 80 % потребляемой воды (около 20% теряется вследствие испарения), или около 280 м /ч от одной машины (типовой) во время ее работы; в том числе 140 м /ч от машины и 140 м3/ч от душирующих устройств.

При расчете на 1 т разлитого чугуна количество сточных вод составляет 3,2 - 4 м3.

Примерный состав и концентрация загрязнений в сточной, оборотной и добавочной водах одного из заводов приведены в таблице 6. Таблица 6. Характеристика загрязнений воды в системе оборотного водоснабжения машин разливки чугуна

Показатели		Отработавшая	Сточная во-	Вода, пода-	Вода, добав-
		вода (сточная)	да после от-	ваемая на	ляемая в сис-
			стойника	машины	тему
Температура,с	'С	28-43	23-38	22,5 - 30,5	12-28
Взвешенные
вещества,
мг/л		650 - 2000	80-300	70 - 250	20-55
Жесткость	общая,
мг'экв/.
Щелочность, мг'экв/л:	27,8 -35,7	25,2-32,4	20,8 - 22	3,9-4,1
общая
гидратная		22,8-28	19,3-23	16,5-18,8	2,8-3
Окисляемость	мг/л	0,4-1	0,4 - 0,8	0,7-1,1	-
о2
РН		30-40	28-36	27-35	6,6-7,1
		10	10	10	7,5

Способы очистки сточных вод доменного производства

Подбункерные помещения. Водоснабжение и очистку сточных вод подбункерных помещений устраивают самостоятельными или объединяют с циклом доменной газоочистки. Объединение очистки сточных вод подбункерных помещений, включающих также очистку воздуха от пыли, с очисткой сточных вод других цехов невозможно по технологическим и территориальным условиям.

Предпочтительнее очистку сточных вод от подбункерных помещений производить самостоятельно в горизонтальном отстойнике такого же типа, как и в прокатных цехах, во избежание длинных трубопроводов.

Расход воды можно принимать равным: 360 м /ч на одну доменную печь объемом 2000 м и более. Концентрация взвешенных веществ в сточной воде в среднем составляет 2 г/л. Требуется очистка сточной воды до концентрации в ней взвешенных веществ не более 0,2 г/л. Скорость сточной воды в лотках подбункерных помещений или при транспортировании шлама в шламонакопитель должна быть не менее 1,5 м/сек. Глубина слоя воды в лотке должна быть не менее 7 см. Радиус закругления лотков на поворотах должен быть не менее трехкратной ширины лотка.

Грануляция доменного шлака. Осветление сточных вод от грануляции доменного шлака производят в горизонтальных отстойниках. На рисунке 7 показан один из типов такого отстойника.



Рисунок 7 - Отстойник сточных вод от грануляции доменного шлака. Способы очистки выбросов и сбросов индукционных печей

Основными элементами, образующими газовую фазу выбросов электросталеплавильных печей, являются углерод, содержащийся в шихте и электродах, а также азот и кислород, попадающие в рабочее пространство печи с атмосферным воздухом. В небольших количествах в газовой фазе присутствует водород, который получается в результате диссоциации водяных паров воздуха и влаги, поступающей в печь с шихтой и легирующими добавками. Углерод и азот при высоких температурах вступают в реакцию с кислородом, образуя окиси и двуокиси, а, соединяясь между собой, выделяются в виде цианистых соединений. Кроме того, в газах дуговых электросталеплавильных печей в зависимости от марки выплавляемой стали имеются окислы серы и фториды.

При плавке стали в индукционных печах, по сравнению с электродуговыми, выделяется незначительное количество газов и в 5-6 раз меньше пыли, по размеру более крупной. Поэтому считается целесообразным применение очистных установок и мероприятий, аналогичным электродуговым печам.

Как видно из таблицы 6, отходящие газы дуговых электросталегшавильных печей содержат значительное количество вредных химических соединений. Наличие в них окиси углерода и водорода делает эти газы горючими и взрывоопасными, поэтому при проектировании установок по улавливанию и очистке этих газов следует учитывать данный фактор во избежание хлопков и взрывов.

Количество выделяющейся из дуговой электросталеплавильной печи пыли зависит от технологического режима плавки и материалов шихты. Анализ отечественных и зарубежных данных показывает, что количество и состав плавильной пыли изменяется в значительных пределах в зависимости от периода плавки.