Размещено на http://www.allbest.ru/

ВВЕДЕННЯ

Одним з щонайпотужніших підприємств України, що випускають литво для енергетики, є Харківський Турбінний завод, що спеціалізується на випуску парових і гідравлічних турбін. Завод забезпечує необхідний рівень якості продукції завдяки використанню сучасного устаткування, довершених технологічних процесів, використовуваних при виробництві відливок. Завдяки цьому продукція заводу має попит не тільки на ринку України, але і в інших країнах. Окрім парових і гідравлічних турбін на заводі виготовляються запчастини для іншого енергетичного устаткування. А також вузли і деталі для модернізації турбін, литво і поковки для потреб суміжних підприємств. Велика увага на заводі приділяється питанням організації і охорони праці.

Серед головних технологій в машинобудуванні слід зазначити технології ливарного виробництва. Ливарне виробництво відноситься до заготовчого виробництва в машинобудуванні та в порівнянні з іншими способами виготовлення заготовок литво має чимало переваг. Основними з них є можливість виготовлення складних по конфігурації відливок практично необмеженої маси. При цьому можуть бути отримані відливки з будь-яких сплавів. Литво проводять в чавуноливарних, сталеливарних і кольороволиварних цехах.

В дипломному проекті на тему «Ливарний цех для виготовлення чавунних заготовок для парових турбін продуктивністю 15 тисяч тонн на рік» слід розглянути питання сучасних засобів проектування на базі ливарного цеху ВАТ «Турбоатом».

1. Виробнича програма цеху сталевого литва

Виробнича програма цеху - це номенклатура литва та його кількість, що виготовлюється в ливарних цехах.

Цех сталевого литва ВАТ «Турбоатом» розрахований на випуск 10000 тонн сталевих відливок на рік з вуглецевої сталі (25Л, 30Л, 45Л), неіржавіючої сталі (10Х12НДЛ, 06Х12Н3ДЛ, 10Х18Н9ТЛ), термостійкої сталі (15Х1М1ФЛ), а також низьколеговані сталі 70ХЛ, 20ГСЛ. Переважна більшість сталевого литва відповідно до програми на випуск в даний час виготовляють з вуглецевих сталей марок 25Л, 30Л, 45Л і неіржавіючих сталей 10Х12Н3ДЛ і 10Х18Н9ТЛ.

Маса відливок, що випускаються в цеху, - від сотні кілограмів до декількох тонн. Останнім часом маса відливок, що випускаються в цеху, відповідно до програми випуску складає від 120 до 750кг.

Відливки призначені для парових, газових, гідравлічних турбін власного виробництва, а також для інших виробів, що виготовляються по кооперації. Основною номенклатурою відливок є: корпус парової турбіни, обойма парової турбіни, коліно парової турбіни, коробка парової турбіни, дно парової турбіни, обичайка парової турбіни, кришка парової турбіни, опора гідравлічної турбіни, корпус гідравлічної турбіни, сектор гідравлічної турбіни, маточина гідравлічної турбіни, зразок гідравлічної турбіни, обойма гідравлічної турбіни.

Річний випуск в цеху, що проектується на базі ВАТ «Турбоатом» розподіляється пропорційно по ділянках крупного та середнього литва - по 5000 тон на рік. Матеріал - сірий чавун. Річний фонд часу приймаємо 4210 годин. Згідно до цього, з урахуванням браку 3% розраховуємо виробничу програму, яка наведена в таблицях 1.1-1.2.

Таблиця 1.1. - Виробнича програма проектованого цеху ливарного цеху

№	Найменування ділянки або відділення цеху	Річний випуск литва	Річний фонд часу роботи	Брак відливань	Річний випуск з урахуванням браку	Вихід придатного литва	Маса металу на річну програму	Марка сплаву
	-	т	Година	%	т	%	т	-
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1.	Ділянка середнього литва	5000	4210	3	5150	60	8583	СЧ25 ДСТУ1412-85
2.	Ділянка крупного литва	5000	4210	3	5150	60	8583	СЧ15 ДСТУ1412-85
3.	Ділянка крупного литва	5000	4210	3	5150	60	8583	СЧ20 ДСТУ1412-85

Таблиця 1.2- Розгорнена виробнича програма цеху і номенклатура вироблюваного литва

Найменування відливання.	Кількість відливань шт.	Маса відливок.	Маса ЛПС	Маса рідкого металу на річну програму, т
	На річну програму	На покриття браку (5%).	Всього на річний випуск	Одній черно- ва, кг	На річну програму, т	На покритя браку (5%).	Всього на річний випуск, т	На одну відливку, кг	На річній випуск, т
Відливка для корпусу парової турбіни Б-935-45-36-03	2000	100	2100	18,2	36,4	1,82	38,22	18,4	38,64	76,86
Відливка для дна С-925-65-65-02	1000	50	1050	8,3	8,3	0,415	8,715	8,5	8,925	17,64
Відливка для кришки С-925-65-66-03	1500	75	1575	22,2	33,3	1,665	34,965	23	36,225	71,19
Важіль	10000	500	10500	18,2	182	9,1	191,1	18,1	190,05	381,15
Відливка для корпусу Б925-66-01-01	50000	2500	52500	23	1150	57,5	1207,5	24	1260	2467,5
Замок 133-ГТ1-149491	85000	4250	89250	19	1615	80,75	1695,75	19,1	1704,675	3400,425
Відливка для обойми Б-933-16-01-01	10000	500	10500	90	900	45	945	92	966	1911
Відливка для обойми С-933-18-01-01	15000	750	15750	100	1500	75	1575	100,1	1576,575	3151,575
Відливка для обойми С-931-13-02	82000	4100	86100	20	1640	82	1722	21	1808,1	3530,1
РАЗОМ	256500	12825	269325	--	7065	353,25	7418,25	--	7589,19	15007,44

2. Проектування основних відділень ливарного цеху

Основними відділеннями ливарного цеху є: формувальне відділення, стрижньове відділення, змісеприготовче відділення, плавильне відділення і обрубне відділення. Всі ці відділення ливарного цеху підлягають проектуванню на задані вимоги до цеху і заданої номенклатури відливань.

2.1 Плавильне відділення проектованого цеху сталевого литва

Для плавки чавуну заданих марок в проектованому цеху доцільно застосовувати дугові електропечі, оскільки вони дозволяють отримувати сплав заданого хімічного складу з необхідними властивостями і використовувати при цьому різнорідну шихту. Як електродугові печі можна вибрати печі ДСП, місткість яких розраховується під задану виробничу програму цеху. При цьому потрібно використовувати печі з основною футеровкой, оскільки в марках сталей, що виплавляються, повинен бути точно витриманий заданий зміст сірі і фосфору.

Для виплавки чавуну можна застосувати продування розплаву киснем. Вимір температури розплаву можна здійснювати в ковші при його випуску за допомогою термопар занурення.

Окрім плавильних печей ДСП потрібно передбачити установку печей газових для прожарення шихтових матеріалів, а також камер для сушки стопорів ковшів. У проектованому плавильному відділенні необхідно також передбачити використання розливних ковшів із стопорними пристроями, баддь для завантаження шихти в печі, вагових візків для передачі ковша з металом у формувальний проліт, пристроїв для сушки ковшів.

Баланс металу на задану виробничу програму приведений в таблиці 2.1.1. Розрахункова кількість сталеплавильних печей, їх тип і місткість приведена в таблиці 2.1.2.

Таблиця 2.1.1- Баланс металу на річну програму

№№	Придатні відливки по ділянках або відділеннях	Літники брак і злив	Рідкий метал	Угар металу і втрати	Металеве завалення
	%	Тонн рік	%	Тонн рік	Тонн рік	Тонн година	%	Тонн рік	Тонн рік	Тонн година
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
1.	Ділянка середнього литва СЧ25	5000	40	5150	8583	2,04	8	687	9270	2.342
2.	Ділянка крупного литва СЧ15	5000	40	5150	8583	2,04	8	687	9270	2.342
3.	Ділянка крупного литва СЧ20	5000	40	5150	8583	2,04	8	687	9270	2.342

Таблиця 2.1.2. - Зведена таблиця розрахунку кількості плавильних печей

№	Найменування ділянки	Марка сплаву	Річний випуск литва	К-ть рідкого металу	Річний фонд часу	Часові витрати рідкого металу	Тип і марка печі	Місткість печі	Тривалість циклу плавки	Середньо-годинна продуктивність печі	Кількість плавильних печей	Коеффіциент завантаження
											Розрахункове	Прийняте
			Т	Т/год	Час/г	Т/час	-	Т	Час	Т/час	шт	шт.	%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
1	Ділянка середнього литва СЧ25	СЧ25	5000	8583	4210	2,04	ДСП-6	6	2	4,5	0,91	1	91
2	Ділянка крупного Литва СЧ15	СЧ15	5000	8583	4210	2,04
3	Ділянка крупного Литва СЧ20	СЧ20	5000	8583	4210	2,04	ДСП-3	3	1,5	2,5	0,816	1	81,6

2.2 Формувальне відділення проектованого цеху сталевого литва

При виготовленні форм ливарень в умовах крупносерійного виробництва в сучасних ливарних цехах особливу увагу слід звертати на можливість застосування сучасних технологій формоутворення, сучасних формувальних сумішей і способів їх ущільнення з метою зниження можливого браку з причин недосконалого формоутворення. Крім того, при проектуванні формувального відділення сталеливарного цеху необхідно враховувати, як зв'язати між собою ділянки формування, заливки і вибивки і застосувати при цьому сучасні засоби автоматизації технологічних процесів виготовлення і збірки форм, заливки і вибивки чавунних відливок.

У зв'язку з цим, доцільно включити у формувальне відділення проектованого цеху ділянки формування, заливки і выбивки. Окрім цього, необхідно передбачити машинне виготовлення відливань на ділянці формування. Для цього у формувальному відділенні можуть бути встановлені формувальні машини - що струшують, струшує-пресові, пресові, а також формувальні пескомети

У проектованому відділенні цеху можна встановлювати струшуючі машини з поворотом напівформ моделей 233, 235, що дозволяють забезпечить формування в опоках з розмірами від 1200х1000х300 до 2000х1500х500. Ці формувальні машини достатньо прості в експлуатації, а також зарекомендували себе досить надійними. Вони дозволяють, також, забезпечити хорошу якість форм. Окрім цього для формування великогабаритних моделей можна використовувати пескомети. Враховуючи великий об'єм машинного формування, необхідно застосувати також спеціальне технологічне оснащення. Це може бути швидкозмінне оснащення з використанням координатних плит. Застосування таких плит дозволяє швидко міняти модельні комплекти в ході роботи машин і тим самим дає можливість зменшити тривалість простоїв машин при їх переналагодженні.

Для скорочення циклу виготовлення форм необхідно застосовувати рідкостекольні суміші. Для сушки форм потрібно встановити сушильні камери. Це можуть бути камери з черенем викочування.

Перспективним може бути використання змішувачів і застосування в технологічному процесі разом з ним вібростолів. В цьому випадку суть виготовлення форм полягає в тому, що формувальна суміш безперервно поступає в опоку із змішувача, причому опока, встановлена на вібростолі, знаходиться в стані вібрації. За рахунок її і відбувається процес ущільнення.

З вібростола знімаються готові напівформи, які відправляються на ділянку збірки форм.

Суть виготовлення форм з урахуванням вибраного устаткування формувального відділення сталеливарного цеху полягає в тому, що після формування в готову напівформу низу проставляються стрижні і форми збираються. Форми повинні скріпляти між собою з метою запобігання можливому розриву в місці стику напівформ і розбризкування рідкої сталі, яке може привести до травмування обслуговуючого персоналу. Крім того, те, що надійне скріпляє напівформ є необхідною умовою запобігання браку відливань у зв'язку з порушенням геометричної їх точності. Для того, що скріпляє напівформ в проектованому відділенні цеху пропонується скріпляти напівформи скобами, болтами або навантаженням.

Зібрані форми поступають на ділянку заливки.

На ділянці заливки необхідно передбачити наявність заливальних ковшів, що передаються з плавильного відділення цеху.

Для заливки розплаву стали у форму потрібно встановити в цеху мостові крани, які повинні забезпечити задану вантажопідйомність. Після ділянки заливки слідує ділянка охолоджування, на якому відливання охолоджуються до температури вибивки.

Найбільш поширеним способом выбивки форм ливарень і стрижнів в даний час є вибивка на вибивних решітках. Залита форма ливарні, що підлягає вибівці, подається на вибивні грати, які або коливаються безперервно, або включаються на час вибивки. Коливання грат передаються залитій формі. Поєднання мас грат, вибиваної форми, режим коливань розраховуються і підбираються так, щоб форма підкидалася вгору на деяку висоту, а при падінні соударялась з вибивними гратами. Ударні і інерційні імпульси, що виникають при цьому, спочатку розгойдують і порушують зв'язки між відливанням, сумішшю, стрижнями і опоками, а потім в розділених елементах із-за різниці їх мас створюються різні прискорення, з'являється і збільшується число зіткнень між ними. У цих умовах ущільнена суміш і стрижні, що мають меншу міцність, чим метал, інтенсивно руйнуються. Грудки подрібнюються як від зіткнень з гратами, відливанням, опоками, так і від зіткнень один з одним. Подрібнена відпрацьована суміш крізь вибивні решітки провалюється на транспортер прибирання суміші. Після закінчення вибивки відливки і опоки залишаються на решітці. У таблиці 2.2.1. приведені технічні характеристики одновальних вибивних решіток, вживаних в ливарних цехах.

Таблиця 2.2.1

Параметр	421	422М	423	424	ИР-120	427 У
Вантажопідйомність, т	1	1,6	2,5	4	7,5	16
Розмір полотна, мм -Довжина -Ширина	1250 1000	1600 1250	2000 1600	2240 1800	1850 1330	1800 1800
Частота обертання валу, об/мин	800	830	830	880	595	735
Ексцентриситет, мм	3	3	3	3	3	30
Амплітуда коливань, мм	3	3	3	3	28	15
Обурююча сила, кН	-	-	-	-	25	80
Число амортизаторів	8	8	8	8	4	12
Встановлена потужність, кВт	2,8	4,5	7,5	15,5	5,5	10
1	2	3	4	5	6	7
Габаритні розміри, мм: -довжина -ширина -висота	1875 1440 615	2260 1900 800	2355 2230 960	2820 2375 820	2170 2088 902	3000 1800 1017
Маса, кг	880	1100	2900	3400	2360	3900

Враховуючи наявність в цеху крупних форм ливарень, для вибивки можна встановити інерційно-ударні решітки моделі ИР-120, яка може компонуватися в блоки.

Конструктивно відділення складається з прольотів, в яких розташовані основні відділення цеху. У відділеннях встановлені крани: різною вантажопідйомністю. Загальна площа складає 9576м2.

Для розрахунку кількості формувальних машин використовуємо дані по кількості відливань у формі, кількості форм на програму, об'єму формувальної суміші в опоці, кількості форм з урахуванням браку.

Підставляючи ці дані у форму таблиці, отримуємо розрахункову кількість формувальних машин (табл.2.2.2)

Таблиця 2.2.2 Розрахунок формувальних машин

Кількість відливань з урахуванням браку	Кількість відливань у формі	Кількість форм на програму	Кількість форм з урахуванням браку	Об'єм суміші в опоці	Об'єм сумішіна випуск	Розрахункова кількість машин	Прийнята кількість машин
269325	4	67331	70698	0,2	14139,6	1,68	2

На випадок простоїв, поломок або обслуговування машин приймаємо необхідним поставити ще одну запасну пару машин. Модифікацією машин вибираємо машину моделі 235, струшуюче-пресову, оскільки при своїй простоті вона є достатньо надійною і забезпечує отримання необхідної якості форм. Окрім цього, вона є недорогою.

На ділянці машинного формування в базовому цеху встановлена також формувальна машина моделі 22506. Оскільки технічному переозброєнню підлягає тільки плавильна ділянка цеху, дану формувальну машину можна залишити.

Технологічний процес виготовлення форм:

1. Підготовка модельного комплекту.

2. Перевірка стану моделі.

3. Установка моделі і елементів системи літника на підмодельну плиту.

4. Укриття моделі розділовим складом.

5. Нанесення облицювальної і наповнювальної сумішей.

6. Ущільнення змішай.

7. Наколювання вентиляційних каналів.

8. Витягання моделі і обробка форм.

Заливки форми розташовують на формувальному майданчику або на роликових конвейєрах, на рухомих конвейєрах або на рухомому заливальному майданчику. Ківш служить для транспортування рідкого металу і заливки форм. Ківш має сталевий кожух, стінки і дно якого зсередини викладені вогнетривким матеріалом. Для розливання чавуну ківш футерують шамотом. Товщина шаруючи футеровки 65--180 мм. Для заливки чавуну частіше застосовують чайникові ковши (мал. 2.1), оскільки в цих ковшах шлак в процесі заливки затримується краще, ніж в барабанних і в звичайних ковшах з шкарпеткою. Товщина шаруючи футеровки залежить від внутрішнього радіусу R ковша у верхній частині. Рекомендується приймати товщину футеровки стінок 0,14R, днища 0,2R. Товщину футеровки ковша від днища догори декілька зменшують.



Рис.2.1 - Чайниковий ківш:

1 - рідкий метал

2 - шлак

Ковши сушать і нагрівають пальниками, що працюють на природному газі. При підготовці ковша до плавки проводять поточний ремонт футеровки: видаляють із стінок і днища ковша шлакові і металеві холонули разом з шаром футеровки, після цього футеровку знову відновлюють, сушать і розігрівають. При капітальному ремонті стару футеровку повністю видаляють з ковша і замінюють новою. Перед заливкою металу футеровку ковшів сушать і нагрівають до 500--600 °С, а для заливки форм, що вимагають високої температури чавуну, до 700--750 СС. Ковши відразу ж після прогрівання заповнюють розплавом. Чавун перед розливанням повинен бути очищений від шлаку. Втрати температури чавуну при випуску з печі, транспортуванні і переливі з ковша в ківш, якщо це передбачено, повинні бути враховані при призначенні температури заливки форм. Рекомендована температура заливки чавуну складає 1380 - 1300 °С. При випуску чавуну з вагранки втрати температури складають 20--40 °С, а при переливі з ковша в ківш 30--50 °С. Під час заливки форми заливщик повинен уважно стежити за рухом розплаву з ковша у форму. У початковий момент заливки необхідно повертати ківш плавно без ривків, проте достатньо швидко, щоб заповнити систему літника і чашу. Надалі заливник повинен повертати ківш з такою швидкістю, щоб рівень розплаву в чаші залишався по можливості постійним. Особливо уважно слід вести заливку у момент закінчення заповнення форми; після появи розплаву у випорі заливник повинен зменшити швидкість повороту ковша для того, щоб розплав не витік з чаші і выпора.

При заливці металу у форми необхідно строго дотримувати правила техніки безпеки:

1) ковши наповнювати металом не більше ніж на 7/8 їх висоти;

2) ківш місткістю більше 500 кг забезпечувати механізмами для нахилу і повороту з самогальмуючою черв'ячною передачею; механізм повороту захищати кожухом;

3) рейкові шляхи, по яких переміщаються ковши з розплавленим металом, повинні бути строго горизонтальними;

4) проїзди і проходи повинні бути сухими, оскільки при попаданні рідкого металу на вологому підлогу може відбутися вибух;

5) заливники повинні працювати в спецодягу: брезентових куртках і брюках навипуск, валянках або іншому спеціальному взутті, що виключає опіки ніг, рукавицях, головних уборах і захисних окулярах.

Заливальна установка (рис. 2.2) має змінні ковши 1, встановлювані в гідропідйомнику 2, керованому з пульта управління заливником. Витрату розплаву регулюють зміною швидкості повороту ковша, а дозування -- за часом закінчення або масі розплаву. Ці установки успішно використовують для заливки чавуну у форми. Вони можуть бути однопозиційні (заливальні стенди) і двохпозиційні, такі, що набули більшого поширення.



Рис. 2.2- Схеми установки для автоматизації заливки форм.

Установки стендового типу для автоматизованої заливки з ручним дистанційним керуванням дозволяють гнучкіше регулювати і разом з тим полегшити працю заливника, видалити її з небезпечної зони, створити кращі умови праці.

2.3 Сумішеприготовче та стрижньове відділення проектованого цеху

Для виготовлення стрижнів в проектованому цеху можуть бути застосовані струшуючі столи і змішувачі типа АМД 6, що забезпечують стрижньову ділянку необхідною кількістю суміші. Крім того, на ділянці виготовлення крупних відливань можна також передбачити столи для виготовлення крупних стрижнів уручну.

При такому рекомендованому устаткуванні технологія виготовлення стрижнів полягає в наступному: зібраний стрижньовий ящик продувають стислим повітрям, покривають розділовою сумішшю і подають до ділянки заповнення стрижньовою сумішшю.

Після заповнення сумішшю ящик подається по рольгангу на вібраційний стіл, де відбувається ущільнення змішай струшуванням. Потім при необхідності стрижні продуваються вуглекислим газом. Після цього готові стрижні подаються на ділянку забарвлення.

Для фарбування стрижнів можна застосовувати водні і самовисихаючі фарби на основі цирконію. Такі фарби можна застосовувати також для фарбування особливо відповідальних форм. Забарвлені стрижні повинні бути піддані подальшій тепловій сушці. Для фарбування стрижнів, виготовлених з сумішей на основі рідкого скла, можна застосовувати самовисихаючу фарбу на поливинилбутиральном лаку. В цьому випадку сушка може здійснюватися вуглекислотою.

Для приготування водної цирконовой фарби на стрижньовій ділянці цеху необхідно передбачити відповідне устаткування. Фарба готується з обезжелезенного циркония- 68%, глини - 0,6%, сульфітно-спиртною барди - 4,7%, води - 26,7%.

До складу безводої фарби входить обезжелезенный циркон (65-70%) і поливинилбутиральний лак (35-30%). Лак готується шляхом розчинення трьох вагових одиниць поливинилбутирола в 100 вагових одиницях гідролізного спирту. Щільність рекомендованих фарб для фарбування стрижнів повинна підтримуватися в межах 1,85-1,95г/см3.

Формувальні і стрижньові суміші - основні компоненти технологічного процесу виготовлення відливань в разових піщаних формах. Властивості і склад сумішей вибирають залежно від технології виготовлення форм і стрижнів, роду металу, конфігурації і маси відливань.

Формувальні суміші діляться на облицювальні, наповнювальні і єдині суміші. До облицювальної суміші, що безпосередньо контактує з розплавленим металом, пред'являють вищі вимоги. Облицювальну і наповнювальну суміші можна замінити єдиною сумішшю.

Застосування сирих глинистих сумішей забезпечує високу примусовість і хорошу точність відбитку.

Основні компоненти глинистих сумішей - оборотна суміш, кварцовий пісок і що пов'язують - бентонит або формувальна глина. Постачальники піску - Часов Яр (глинисті піски). З Часов Яру також поступає вогнетривка глина.

Для зберігання піску передбачено 10 залізобетонних бункерів розмірами 5,4x5,4x11 м. Засіки наповнюються на 0,8 об'єму і служать для прийому і зберігання піску. Вивантаження що поступає у вагонах пісках здійснюється грейфером.

Основним компонентом всіх глинистих формувальних сумішей є оборотна суміш, тобто суміш, вибита із залитих опок, і що знов направляється для приготування свіжій формувальній суміші. У зв'язку з тим, що решта всіх компонентів подається в змішоприготовче відділення готовими до вживання, техпроцесс змішоприготовлення починається з підготовки оборотної суміші до використання. Підготовка оборотних сумішей включає наступні операції: роздавлювання грудок, видалення металевих включень, охолоджування і стабілізацію заданої температури і вологості. Дроблення грудок сумішей з малою міцністю у вологому стані здійснюється просіюванням в полігональному ситі. Металеві включення віддаляються магнітними залізовідділювачами (сепараторами).

Підготовка свіжих матеріалів здійснюється на складі. Тут встановлено 10 бункерів з тарельчатим живильником об'ємом 200 м3. Від них матеріали поступають на установки сушки піску.

Сушка піску здійснюється в сушильному барабані, що працює на природному газі. Подача піску в змішоприготовче відділення здійснюється пневмотранспортом. Просушений і охолоджений пісок просівають і подають в спеціальні бункери. Суху глину розмелюють і просівають до порошкоподібного стану. Глину розмелюють в бігунах. Приготування рідкого скла здійснюється за допомогою автоклава місткістю 1,4 м .

Важливими операціями приготування сумішей є зволоження і перемішування змішай. Добре перемішана суміш володіє максимальною міцністю і газопроникністю.

Для розрахунку кількості змішувачів задаємося масою стрижнів, їх кількістю у відливанні, кількістю браку, а також даними за розрахунком об'єму змішай у формі з таблиці 2.3.1

Таблиця 2.3.1. Розрахунок кількості стрижньової суміші

Кількість відливань з урахуванням браку	Маса стрижнів, кг	Кількість стрижнів у відливанні	Кількість стрижнів з урахуванням браку	Маса стрижнів на випуск, кг	Витрату змішай на річний випуск, м3	Витрату змішай на годинний випуск, м3
269325	1,5	1	1	403987,5	252,49	0,05997
РАЗОМ	252,49	0,06

Таблиця 2.3.2. Розрахунок змішувачів

Об'єм формувальної суміші на випуск	Об'єм стрижньової суміші на випуск	Об'єм формувальної суміші в годину	Об'єм стрижньової суміші в годину	Продуктивність змішувачів, т/ч	Кількість змішувачів за розрахунком	Кількість змішувачів прийнята
14139,6	252,496	3,36	0,05997	14	6,86	7

Вибираємо відповідно до розрахунку для установки в цеху 7 змішувачів. В цьому випадку коефіцієнт завантаження змішувачів буде рівний 98%.

Приготування стрижньової хімічно твердіючої суміші з мазутом. Призначена для виготовлення дрібних стрижнів. Основні вимоги до початкових матеріалів:

Свіжий кварцовий мазкий 1КО16А-Б, 1КО20А-Б ГОСТ 2138-74, просіяний через сито з осередками 3x3 мм. Вологість не більше 0,5 %. Їдкий натр ГОСТ 2263-79. Щільність 1460-1500 кг/м. Рідке скло ГОСТ 8264-78. Щільність 1470-1500 кг/м. Мазут топковий ГОСТ 10585-75. Щільність 1015 кг/м

Склад змішування:

Пісок кварцовий - 100%; Мазут топковий - 0,5-0,6%; Рідке скло - 5,5%.

Приготування ЖСС на мазуті проводиться на рідкому склі із зниженим модулем (2,7-2,76). Пониження модуля рідкого скла здійснюється шляхом додавання 13% розчину їдкого натра. Після ретельного перемішування рідкого скла з їдким натром суміш відстоюють в перебігу 3-го годинника. У бігуни мод. 1А12 задають необхідну кількість кварцового піску, мазуту і перемішують в перебігу 3-4 хвилин. Потім вводять рідке скло і перемішують в течії 1-1,5 хвилини. Загальний час перешивки 4-5 хвилин.

Готову суміш передають транспортером в бункер на стрижньову ділянку.

Для розрахунку кількості стрижньових машин використовуємо дані по їх продуктивності, а також по необхідній кількості стрижнів. Розрахунок приводиться в таблиці 2.3.3.

Таблиця 2.3.3. Розрахунок стрижньових машин

Кількість відливань з урахуванням браку	Кількість стрижнів на програму	Кількість стрижнів в годину	Продуктивність машин	Кількість машин за розрахунком	Кількість машин прийнята
269325	269325	63,97	150	0,43	1

Змісеприготовче відділення розміщується в окремій будівлі і оснащується наступним устаткуванням: барабанним сушилом для сушки піску і глини, змішуючими бігунами, автоклавами для варива рідкого скла. Подача компонентів для приготування сумішей здійснюється системою стрічкових транспортерів, елеваторів і дозаторів. Для приготування сумішей в змішувачах суміші подаються за допомогою стрічкових транспортерів з скидаючими плужками.

Як формувальні суміші, з урахуванням устаткування відділення цеху, можуть бути рекомендовані суміші такого складу:

-Пісок кварцовий (ГОСТ 2138-84) - 87-88%

-Відпрацьована суміш

-Глина формувальна (ГОСТ 226-77) - 2-3%

-Вода - 0 - 1%

-Рідке скло - 6%, модуль m=2,05

Газопроникність такої суміші більше 120 одиниць, Вологість - 2,5-3,4 %, Физико-механічні властивості: межа міцності на стиснення - 0,12 - 0,13 кгс/см2.

Окрім цього, можна рекомендувати рідкостекольну безглинисту суміш. Склад такої суміші наступний:

-Пісок кварцовий - 100%

-Рідке скло - 6%.

Суміш цього складу має газопроникність більше 150 одиниць, вологість складає 2,5 - 2,8%.

Для виготовлення стрижньових сумішей може бути використана пластинчаста самотверднуча суміш до змішувача АМД-6. Склад такої суміші наступний:

-Пісок кварцовий - 100%

-Рідке скло - 4%

-Пропиленкарбонат - 0,4%

Межа міцності на розтягування такої суміші складає більше 4 кгс/см2, вологість повинна знаходитися в діапазоні 2.1 - 2,4%, газопроникність більше 100 одиниць.

Для виготовлення оболонок прибутків може бути рекомендована екзотермічна суміш складу:

-Глина формувальна - 10%

-Вода - 1%

-Рідке скло - 10%

-Шамотный порошок - 45%

-Алюмінієвий порошок - 2,3%

-Залізняк - 12%

-Магнієва руда - 4%

-Кріоліт - 6%

Суміш цього складу має такі властивості: межа міцності на стиснення - 0,4 - 0,8кгс/см2, межа міцності на розтягування - 20-35 кгс/см2.

2.4 Проектування відділення очищення і обрубування відливок та допоміжних відділень цеху

У обрубному відділенні цеху здійснюється очищення литва від пригару і видалення залишків живильників. Очищення проводиться в галтовочних барабанах періодичної дії або дробометних камерах прохідного типу.

Механізація ліній складається з очисного галтовочного барабана безперервного дії. При очищенні литва в дробеметних барабанах застосовуються крани. Зачистка відливань проводиться шліфувальними кругами на обдирному - шліфувальних верстатах 16158 А і 16179. Обрубування відливань проводиться ручним молотом і пневматичним рубильним молотком із зубилом. Можна застосувати також автогенні різаки для ручної відрізки літників.

Ділянка вибивки литва

Основне устаткування:

Установка вибиває мод. 43144 вантажопідйомністю 100 т;

Грати вибивні моделі ИР-41 вантажопідйомністю 30 т;

Грати вибивні моделі 155162-2 вантажопідйомністю 1,5 т;

Камера дробемітна з поворотним столом мод. 372 продуктивністю 6 т/час, з апаратом дробемітним мод. 2М392, з
апаратом дробеструйним мод. 334;

Зубила з 2-х стороннім заточуванням до пневматичних молотків
L = 320, 500, 630 мм;

Зубила зігнуті до пневматичних молотків;

Відбійники до пневматичних молотків L = 400, 500 мм; ;

Різаки інжекторні для ручної кисневої різки;

Круги шліфувальні;

10. Різаки ручні легко-дугові.

Відділення термообробки

Основною метою термообробки є зняття внутрішньої напруги і поліпшення оброблюваної відливань при різанні, додання металу певної структури і физико-механічних властивостей. Для термообробки відливань на ділянці встановлено шість термічних печей з висувним черенем з розмірами робочого простору відповідно 3x6 м; 7,05x7,55 м; 2,1 х 7,0 м; 2,2x6,0 м; 2,2x6,0 м; 3,0x7,0 м.

Модельна ділянка

Для виготовлення відливок застосовують оснащення ливарні, частину якого, включаючи всі технологічні пристосування, необхідні для отримання у формі відбитку моделі відливання, називають модельним комплектом. Модельний комплект складається з моделі відливання і елементів живлячої для літника системи, стрижньових ящиків, модельних плит для установки або кріплення моделей відливання і системи літника, пристосувань для контролю форм і стрижнів.

3. Проектування устаткування

Як основне технологічне устаткування в цеху необхідно встановити прогресивне формоутворювальне устаткування, яким є змішувач безперервної дії. Змішувач призначений для виготовлення форм з холоднотвердіючих сумішей.

Конструкція змішувача в загальному вигляді представлена на рис.4.1.

Рис.4.1. Загальний вид змішувача безперервної дії.

Основними деталями змішувача є:

1. Підстава

2. Рукав

3. Корпус шнека

4. Пульт управління

У підставі змішувача знаходиться дозатор, який призначений для дозування сипких і рідких компонентів змішай і подачі їх всередину рукава змішувача. Суміш перемішується за допомогою шнека і потрапляє в опоку через мундштук.

На рис.3.2. показаний дозатор, його конструкція.

Рис.3.2. Дозатор змішувача

Дозатор складається з наступних деталей:

1. Корпус або кожух

2. Підстава

3. Шнек

4. Привід

5. Патрубок подачі компонентів

Привід є електродвигун, сполучений за допомогою клиноременної передачі з валом шнека.

Основним елементом приводу в змішувачі є механізм «шток-рейка», призначений для повороту змішувача щодо вертикальної осі підстави.

По конструкції цей механізм є гільзою, усередині якої переміщається шток із закріпленими на нім двома поршнями. Шток має перетин рейки, що знаходиться в зачепленні з шестернею. Передаючи на шестерню момент, що крутить, здійснюється процес повороту рукава. Сам шток-рейка приходить в рух за допомогою тиску робочого масла в гідросистемі на поршні (лівий або правий по черзі) залежно від напряму подачі масла. Відповідно рукав повертається вліво або управо.

Розрахунок повинен виконуватися для наступних елементів приводу: діаметру поршня, діаметру штока, діаметру циліндра внутрішнього і зовнішнього (т.е. гільзи). Всі розрахунки повинні бути перевірені на міцність, оскільки розраховані значення конструктивних параметрів приводу повинні витримувати з певним запасом всі механічні навантаження.

Для передачі моменту від електродвигуна до валу змішувача можна застосувати ремінну передачу. Оскільки передача передає момент з великими навантаженнями, можна застосувати клиноременну передачу. Основними характеристиками клиноременної передачі, що підлягають розрахунку, є площа одного ременя і кількість ременів.

Принципова схема передачі приведена на рис.3.2

Вибір необхідної кількості ременів проводиться по формулі:

де - питома окружна сила, звана корисною напругою, - корисне навантаження, що розвивається передачею, - сумарна площа перетину ременів, визначувана по формулі А=z*А1 (число ременів, помножене на площу перетину одного ременя), - корисна напруга, що допускається.

Корисне навантаження розраховується по формулі:

,

де М - максимальний момент, d1 - діаметр провідного шківа.

Корисна напруга, що допускається, розраховується по формулі:

де - корисна напруга, що допускається, в стандартній клиновій передачі, - коефіцієнт навантаження, - коефіцієнт, що враховує вплив на тягову здатність передачі кута обхвату.

З довідкових таблиць, вживаних для проектування ремінних передач, визначаємо коефіцієнти =0,86, =1,55

Корисну напругу, що допускається, в стандартній клиновій передачі розраховуємо по залежності:

де - число пробігів в секунду ременя довжиною l; v - лінійна швидкість ременя; de=kd1 - еквівалентний діаметр, причому коефіцієнт до - коефіцієнт приведення, який для заданого передавального відношення рівний 1,11; b0 - ширина ременя в нейтральному шарі.

Розрахунок здійснюємо в такій послідовності:

Визначаємо по номінальному обертальному моменту на валу двигуна (М=95,5 нм) тип перетину клинового ременя і мінімальний діаметр провідного шківа. З довідкової таблиці для клинових ременів при М=95,5 Нм підходить перетин Би, оскільки цей тип перетину застосовний для діапазону моменту 45..150 Нм. Для цього перетину мінімальний діаметр провідного шківа dmin складає 125 мм. Приймаємо діаметр, декілька більший d1=135 мм. З цієї ж таблиці визначаємо всі необхідні дані за площею перетину: b0=14 мм, b=17 мм (ширина більшої підстави трапеції в перетині клинового ременя), h=10,5 мм (висота перетину ременя), y0=4 мм (відстань від більшої підстави трапеції до нейтрального шару), А1=1,38 см2 (площа перетину одного ременя), l0=2240 мм (довжина «стандартного» ременя), lпр=800.6300 мм (гранична довжина).

Розраховуємо кутові швидкості на провідному і відомому валу передачі.

- кутова швидкість на провідному валу

Розраховуємо діаметр відомого валу:

( - коефіцієнт пружного ковзання, рівний для клиноременних передач 0,015-0,02)

Розраховуємо максимальне окружне зусилля:

=2*191/0,135=2,83 кН

Розраховуємо число пробігів і еквівалентний діаметр:

==7/2,24=3,125

de=kd1=1,11*0,135=0,14985

6. Розраховуємо корисну напругу, що допускається, в стандартній клиновій передачі:

==4,942 Мпа

7. Розраховуємо корисну напругу, що допускається:

=4,942*1,55*0,86=6,59 Мпа.

8. З урахуванням прийнятого коефіцієнта запасу міцності 20 % (n=1,2) визначаємо корисну напругу:

=6,59/1,2=5,492 МПа

9. Розраховуємо необхідну кількість ременів:

Приймаємо кількість ременів, рівну 4.

4. Розробка технології виготовлення відливання деталі «Корпус»

4.1 Початкові дані

Виконати розрахунок припусків на механічну обробку і зробити креслення моделі з нанесеним припуском для відливання - корпус. Відливка виготовляється з чавуну СЧ25 ДЕСТУ 1412-85. Межа міцності на розтягування 250-300 МПа, твердість НВ 170-241.

Виробництво серійне, литво в піщано-глинисті форми, машинне формування.

4.2 Обґрунтування вибраного технологічного процесу виробництва відливань

Вибрана технологія - виготовлення форм машинним формуванням по роз'ємній моделі. Матеріал для виготовлення форми - піщано-глиниста суміш, для виготовлення стрижнів -песчано-жидкостекольная суміш, для моделі і стрижньових ящиків -алюминиевые сплави і сталь відповідно. Ущільнення форм і стрижнів проводиться за допомогою змішувача безперервної дії та вібростола.

4.3 Розробка технологічних елементів форми ливарні і відливання

1. Положення відливання при формуванні і заливці

При формуванні і заливці відливання розташовується горизонтально, оскільки поверхня роз'єму форми розташована по горизонтальній лінії симетрії відливання, модель нероз'ємна.

2. Усадка металу відливки.

Усадка - властивість сплаву зменшувати об'єм при твердінні і охолоджуванні. На усадку впливають: швидкість охолоджування відливання, фазові перетворення (у сталі виділення газів) приводять до передусадкового розширення, конструкція відливання і форми. Величина усадки у чавуну 1%, при виготовленні моделі її враховують за допомогою усадкового метра.

3. Припуски на механічну обробку

Припуск на механічну обробку - шар металу, який необхідно зняти з відливання для набуття певного значення шорсткості поверхні, вказаної на кресленні. Величина припуска залежить від матеріалу відливання, її розмірів, характеру виробництва, способу формування, положення оброблюваної поверхні при формуванні і заливці.

Вибір припусков на механічну обробку:

1) З таблиці «рекомендовані класи точності розмірів і мас і ряди припусков на механічну обробку» (ГОСТ 26645-85) за способом литва, максимальному розміру і матеріалу відливання вибираємо клас точності розмірів і мас і ряд припусков;

2) З таблиці «допуски ливарних розмірів відливань» за номінальним розміром і класом точності вибираємо допуск розмірів відливання;

З таблиці «основні припуски на механічну обробку» по допуску розмірів відливання і ряду припусков вибираємо основний припуск на механічну обробку.

Припуски на механічну обробку, вибрані по описаному методу, наносимо на креслення відливання.

4.4 Ливарні ухили

Ливарні ухили - передбачені при конструюванні ухили, що полегшують витягання моделі з форми, необхідні, щоб при витяганні моделі форма не руйнувалася. Зазвичай ухили на дерев'яних моделях складають 1-3°, на металевих моделях до 1%. Залежно від вимог, що пред'являються до поверхні відливання, ухили виконують на оброблюваних поверхнях відливання понад припуска на механічну обробку шляхом збільшення розмірів відливання, на необроблюваних поверхнях відливання шляхом збільшення або зменшення розмірів відливання залежно від площини сполучення.

4.5 Межі і знаки стрижнів

Стрижньові знаки забезпечують стійкість стрижня у формі, точну фіксацію його положення, а так само виведення газів, що виділяються із стрижня при заливці форми. Знаки повинні бути таких розмірів, щоб витримувати навантаження від маси стрижня, тиск розплаву на верхню напівформу, і стрижень без їх деформації, а так само мати таку конфігурацію, яка виключила б можливість яких-небудь зсувів стрижня при заливці форми. З метою полегшення збірки форми і підвищення її точності стрижньові знаки роблять з ухилами. Ухили на знакових частинах призначають залежно від висоти знаку і розташування його у формі. Зазори між знаковими поверхнями форм і стрижнів ставлять на технологічному кресленні для правильної установки стрижнів у форму. При дуже малих розмірах зазорів або при їх відсутності неможливо зібрати форму без її пошкодження або порушення точності. Дуже великі зазори змінюють розміри відливань, на них з'являються затоки металу в місцях сполучення стрижнів і форми, проникнення металу в газовідвідні канали стрижнів, що приводить до утворення газових раковин у відливаннях.

4.6 Модель і стрижньовий ящик

1. Матеріали для моделі і стрижньового ящика

Модель виготовляється з силуміну, оскільки даний сплав володіє високою міцністю і одночасно малою щільністю. Тому модель виходить легкою і одночасно здатна витримувати ударні і механічні навантаження, що виникають при виготовленні форми.

Матеріал стрижньового ящика припускає високу його міцність і легкість. Враховуючи те обставин, що стрижні в ящиках можна виготовляти як в ручну, так і на стрижньових машинах, перш за все пескодувних і пескострельних машинах, краще вибирати як матеріал ящика сталь або алюмінієві сплави.

Конструкція моделі і стрижньового ящика, технологія виготовлення моделі.

Конструкція моделі включає крім самої моделі, що повторює контур відливання зі всіма необхідними припусками і ухилами, наявність елементів для кріплення моделей на плитах, а також ребер жорсткості. Останні необхідні для того, щоб додати моделі достатню міцність, адже моделі виготовляються порожнистими. Конструкція стрижньового ящика повинна враховувати можливість безперешкодного витягання стрижня, шляхом його витрушення або розбирання стрижньового ящика. У конкретному технологічному процесі краще вибрати конструкцію роз'ємного стрижньового ящика, половини якого з'єднуються і кріпляться за допомогою струбцин ящика

4.8 Формувальні і стрижньові суміші

Формувальні суміші для сталевих відливань, як правило, виготовляють з пісків 1К і 2К із змістом не меншого 95 % SіO2 і вогнетривкої глини I сорту і 1-ої групи. Це викликано високою температурою заливки, отже, форма повинна володіти великою вогнетривкістю і міцністю. Для виготовлення сталевих відливань по-сирому застосовують облицювальні суміші. При виготовленні відповідальних відливань рекомендується застосовувати піски зернистістю 016А і 02А, замість глини вводити бентонит. Для виготовлення відливання «Корпус» вживаний єдину суміш, оскільки тип виробництва - серійний і форми виготовляються за допомогою пескометов.

Стрижньові суміші повинні мати велику вогнетривкість, податливість і невелику гігроскопічність, особливо при формуванні по-сирому, високу газопроникність і малу газотворную здатність, хорошу вибиваємість. Суміш для стрижнів включає пісок і скло, що пов'язує, з добавками, що полегшують процес їх вибивки з відливань на ділянці фінішних операцій, а також полегшуючі усадкові процеси при охолоджуванні відливань.

4.9 Принципи технології формування

Виготовлення форм по роз'ємних моделях

1) На модельну плиту встановлюється опока;

Встановлюється нижня половина моделі;

Насипається тонким шаром облицювальна суміш і обжимається;

Засипається наповнювальна суміш в 2 - 3 прийоми і ущільнюється;

По штирях встановлюється опока верху;

Встановлюється верхня половина моделі, модель шлакоуловителя і стояка;

Засипається облицювальна суміш і обжимається;

Засипається наповнювальна суміш в 2 - 3 прийоми і ущільнюється;

Віддаляються надлишки змішай і наколюються газовідвідні канали;

Витягується модель стояка;

Верхня підлозі форма знімається з нижней підлозі форми і

кантується;

12)Модель шлакоуловителя і модель відливання витягується;

По місцю прорізаються живильники;

Встановлюються стрижні і форма збирається;

Враховуючи, що в технологічному процесі передбачено використання змішувача та вібростолу, оскільки форму досить великі, технологія формоутворення полягає в наступному. У опоку, встановлену на позицію формування на вібростолі, засипається єдина формувальна суміш за допомогою змішувача. Завдяки вібраціям та якості суміші (ХТС) відбувається ущільнення суміші у формі.

4.10 Розрахунок ливникової системи

Визначення розмірів елементів системи літника має велике техніко-економічне значення, оскільки правильно призначені розміри системи літника дозволяють зменшити витрату металу на літники, выпоры, понизити брак відливань.

При розрахунку системи літника перш за все знаходимо сумарну площу поперечного перетину живильників

де

G- маса відливання з прибутками і літниками, кг

с- щільність металу, г/см3

ф- тривалість заповнення форми, з

м- коефіцієнт витрати

g- прискорення вільного падіння, м/с2

Нр- гідростатичний натиск, см

Час заливки форми визначається по формулі

де

S- коефіцієнт, що характеризує товщину стінки відливання

G- маса відливання з літниками, кг

Витрату металу на літники приймаємо 30% від маси відливання з прибутками

Маса відливання з літниками і прибутками складає

G= 300+90=390 кг

Визначуваний гідростатичний натиск

де

Н- висота верхньої опоки, см

Р2- відстань від площини роз'єму (від місця підведення металу до верхнього відбитку у формі), см

С- висота всього відливання, см

Враховуючи, що модель нероз'ємна і верхня опока потрібна лише для установки елементів системи літника і прибутків, гідростатичний натиск рівний висоті верхньої опоки.

Із співвідношення Fпит:Fшл:Fст = 1:1:1 (для крупних сталевих відливань) знаходимо площу поперечного перетину шлакоуловителя і стояка

Fшл=Fпит=16 см2

Fст=Fпит=16см2

Діаметр перетину стояка

Завдання визначення точних розмірів системи літника у кожному конкретному випадку є важкоздійснюваним унаслідок складності процесів, що відбуваються при заповненні форми розплавом. На практиці використовують спрощені методи, засновані на наступних допущеннях: розплав розглядають як ідеальну рідину з постійною в'язкістю, охолоджування розплаву і нагріваючи форми при її заповненні не враховують, рух розплаву розглядають як сталий рух важкої рідини по закритих і відкритих каналах форми. Одним з таких методів є розрахунок системи літника по номограмі К.А. Собольова. Номограма дозволяє визначити сумарну площу перетину живильників залежно від маси відливання і внутрішнього опору. Згідно номограмі Fпит= 16,5 см2.

Коефіцієнт виходу придатного - важливий показник досконалості технології. Необхідно прагнути підвищити коефіцієнт виходу придатного, скорочуючи витрату металу на літники, прибули, брак відливань. Коефіцієнт виходу придатного металу це відношення маси придатних відливань до маси рідкого сплаву, витраченого на відливання, літники, прибули, на браковані відливання і скрап (бризки, сплески, залишки в ковші).

4.11 Розрахунок прибутків

Процеси охолоджування рідкого сплаву і його твердіння супроводжуються об'ємною усадкою, в результаті якої утворюються усадкові раковини. Для попередження їх освіти у відливанні застосовують відкритий або закритий прибуток. Після вибивки з форми прибуток відрізують від відливання і направляють на переплавлення.

У практиці застосовують відкриті і закриті прибутки. Закриті прибутки застосовують із-за менших теплових втрат зверху. У закритих прибутках, як правило, роблять вентиляційні канали для вільного видалення газів з форми в процесі заливки.

Розміри прибутків і їх кількість визначаються для правильного харчування відливання рідким металом. Існує дві групи способів розрахунку прибутків. Це:

Способи, засновані на прямому і непрямому визначенні часу твердіння прибули і відливання

Способи, засновані на визначенні висоти усадкової раковини в прибутку.

Для заданого відливання «корпус» доцільно застосувати спосіб А.Д. Попова, в основу розрахунку якого покладено рівняння квадратного кореня. Спосіб полягає в наступному. Середня величина затверділої кірки під час заливки складає

Якщо поверхня відливання рівна S, то в процесі заливки об'єм металу складе:

Затверділого

Незатверділого

.

Приймаючи наближену об'ємну усадку стали при твердінні, рівною 3%, отримаємо об'єм усадкових раковин у відливанні

Об'єм усадкової раковини в циліндровому прибутку, якщо не вважати убули з неї металу на живлення відливання і нехтувати величиной металу, що твердів, в ній в процесі заливки, моно знайти з рівняння

де d - діаметр підстави прибули, визначуваною по методу вписаних кіл, збільшений на 25% в порівнянні з діаметром перетину живленої частини відливання;

h - невідома висота усадкової раковини в прибутку.

Загальний об'єм усадкової раковини в прибутку складається з об'ємів раковини від усадки відливки і прибутку:

5. Автоматизація устаткування

Відповідно до завдання на проектування, розробляємо систему управління вібростолом, зокрема розробляємо наступні питання:

1. Визначаємо вхідні і вихідні змінні і складаємо блок-схему пристрою.

2. Виконуємо складання і перетворення логічних формул

3. Виконуємо синтез логічної схеми пристрою управління по таблиці включень.

4. Записуємо «чорний ящик» розробленої системи.

5. Розробляємо технічну реалізацію системи.

Визначення вхідних і вихідних змінних і складання блок-схеми пристрою. На підставі аналізу технологічного процесу в цілому, а також функцій, що виконуються окремими агрегатами і механізмами, складається блок-схема системи автоматики. При цьому указуються функції, що виконуються окремими блоками, а також вхідні і вихідні сигнали і взаємні зв'язки між окремими блоками. Якщо окремі елементи блок-схеми все ж таки виходять достатньо складними, то їх слід розділити на дрібніші вузли, що містять не більше 3-5 виконавчих механізмів.

При визначенні вхідних і вихідних змінних окремих блоків і вузлів схеми управління слід мати на увазі, що привід і його система управління працюють спільно. Тому як вхідні змінні релейного пристрою приймають вихідні змінні приводу і, навпаки, як вихідних змінних релейного пристрою - вхідні змінні приводу. Як вхідні змінні приводу приймають зазвичай стан його ланцюгів управління (стан золотників, що управляють, клапанів, що управляють, сприймають реле і т.д.), а як вихідних змінних приводу - стан кінцевих вимикачів, що фіксують положення робочих органів.

Складена блок-схема може уточнюватися в процесі синтезу, можлива поява нових додаткових зв'язків між структурними елементами і виділення нових структурних блоків.

Остаточний вигляд блок-схема отримує в кінці проектування.

Уточнення і чітке формулювання умов роботи окремих структурних елементів блок-схеми. Структурний блок або елемент блок-схеми можна розглядати як окрему схему з своїми вхідними і вихідними сигналами і самостійною структурою. На цьому етапі проектування необхідно із загальних вимог до пристрою в цілому виділити ті, які стосуються даної схеми. Ці основні вимоги можуть бути доповнені і конкретизовані.

Остаточно сформульовані умови роботи блоку, крім словесної форми, можуть бути записані у вигляді таблиць станів, діаграм, в аналітичній формі і т.д.

Записані в тому або іншому виді умови роботи даного структурного блоку повинні містити однозначні і несуперечливі комбінації або послідовності вхідних сигналів від датчиків і сигналів з інших структурних блоків схеми і відповідні ним комбінації або послідовності комбінацій вихідних сигналів, що забезпечують роботу виконавчих механізмів.

З можливих комбінацій вхідних і вихідних сигналів або їх послідовностей слід виділити комбінації, що забезпечують нормальне функціонування схеми, комбінації заборонені, байдужі або не використовувані при нормальній роботі, аварійні і випадкові.

Комбінації заборонені, байдужі, невживані, аварійні і випадкові розглядаються для того, щоб спростити надалі структуру схеми, прийняти спеціальні заходи по запобіганню появі сигналів, що приводять до аварійних ситуацій, і ввести в схему додаткові ланцюги, що виключають порушення автоматичної роботи при випадкових сигналах від датчиків.

Підсумком розгляду і підготовки завдання на етапах, передуючих синтезу схеми, є вибір методу синтезу. При цьому потрібно мати на увазі, що існуючі методи синтезу схем при великому числі вхідних і вихідних змінних (більше 5-6) приводять до складних і громіздких викладень. Це створює певні практичні труднощі для проектування.

Перетворення логічних формул і побудова на їх основі структурних схем елементів блок-схеми проводиться, виходячи з основних равносильностей перетворення релейно-контактних структур або способів мінімізації функцій перемикачів.

На основі аналізу роботи вібростола, записуємо формули включення:

ливарний цех чавунний відливка

По отриманих формулах включення будуємо «чорний ящик» системи автоматизації.



Рис.5.1 Чорний ящик САУ

Размещено на Allbest.ru