Расчет количества основного технологического оборудования

Производство форм в той, или иной степени влияет на производство технологических продуктов в других отделениях цеха таких, как плавка сплавов, смесеприготовление, изготовление стержней. Но полной согласованности всех технологических потоков в цехе на практике достигнуть не удается. Поэтому в проект закладываются резервы мощностей на участках, обслуживающих формовочный передел, что позволяет сглаживать неритмичность подачи и расходов металла, формовочных смесей, стержней и др. Резерв мощностей учитывается коэффициентом неравномерности . Для формовочного передела . В табл.12 определен исходя из наличия межоперационных накопителей (миксеры, бункера для формовочных смесей, склады стержней и т.д.). не учитывается при определении годового расхода материалов.

Таблица 12

Коэффициенты неравномерности и загрузки оборудования

Наименование оборудования	Коэффициенты неравномерности	Рекомендуемый коэффициент загрузки оборудования
Среднесерийное производство	Крупносерийное и массовое производства
Плавильное	1,2-1,3	1,1-1,2	0,7-0,85
Формовочно-заливочное	1,0	1,0	0,7-0,85
Смесеприготовительное	*	*	0,7-0,85
Стержневое	1,1-1,2	1,05-1,1	0,7-0,85
Для сушки стержней и форм	1,1-1,2	-	0,7-0,85
Очистное	1,1-1,2	1,2-1,3	0,7-0,85
Зачистное	1,1-1,2	1,1-1,2	0,7-0,85
Термическое	1,1-1,2	1,05-1,10	0,7-0,85
Грунтовочное	1,1-1,2	1,05-1,10	0,7-0,85

* Потребность в формовочной смеси определяется по цикловой производительности линии с учетом просыпей.

Примечания:

1. Коэффициент неравномерности определен с учетом межоперационных накопителей (бункера, миксера, и т.д.). Коэффициент неравномерности не следует применять при определении годового расхода материалов.

2. Расчет плавильного оборудования (при количестве формовочных линий менее трех) в массовом и крупносерийном производствах следует вести по часовой потребности в жидком металле, рассчитываемой по средней металлоемкости форм, закрепленных за линией при цикловой производительности линий, с учетом коэффициента неравномерности потребления.

3. При расчете оборудования для термообработки отливок следует учитывать марку сплава, количество наименований отливок, требующих термообработки и процент исправления дефектных отливок.

В пояснительной записке необходимо привести паспортные технические данные для всех видов выбранного оборудования при описании соответствующих отделений цеха.

На основе объема производимого продукта и производительности указанной в паспорте оборудования определить его необходимое количество. Вместе с тем, практика показывает, что в реальных условиях производства достичь полной паспортной производительности оборудования не удается. Это связано с объективными и субъективными причинами. К субъективным причинам относятся все сбои в производстве, зависящие от производственного персонала и состояния оборудования, к объективным - перерывы в производстве продукции, связанные с технической необходимостью. Например, для формовочных машин такой объективной причиной является смена подмодельных плит и последующая настройка машины на производство отливки нового наименования. Чем больше номенклатура отливок, тем больше затраты времени на смену подмодельных плит. Для определения количества того или иного вида оборудования, необходимого для выполнения производственной программы, следует "скорректировать" его паспортную производительность. Это можно сделать через коэффициент производительности значение которого зависит от характера производства.

Необходимо помнить, что для каждой весовой группы расчетное количество формовочного оборудования определяется индивидуально, т.е. в цехе могут находиться две (в редких случаях три и более) автоматические линии.

Расчетное количество автоматических линий при поточном производстве определяется по формуле:

, (7)

где ‑ паспортная производительность линии, форм/ч (см. табл.13, 14, 15).

Количество единиц формовочного оборудования, принимаемое к установке в цехе , рассчитывается по формуле:

, (8)

‑ коэффициент использования цикловой или расчетной (для неавтоматического оборудования) производительности, с учетом потерь на организационно-техническое обслуживание (отсутствие стержней, формовочной смеси, неисправности конвейеров и др.) следует принимать .

Принятое количество оборудования определяется путем округления потребного количества оборудования до целого числа в большую сторону. Коэффициент загрузки оборудования определяется:

, (9)

где ‑ расчетное количество оборудования, шт.; ‑ принятое количество оборудования, шт.

При этом коэффициент использования оборудования не должен быть ниже 0,75. Формула (9) справедлива для всех видов оборудования. Расчетные величины сравниваются с рекомендуемыми (см. табл.12). Если получается ниже допустимого нижнего предела, то рекомендуется заменить оборудование на менее производительное; если же расчетный больше допустимого верхнего предела, то имеет смысл заменить оборудование на более производительное.

Таблица 13

Линии формовочные опочные

Таблица 14

Линии формовочные безопочные

Таблица 15

Техническая характеристика линий фирмы Disa

(безопочные формы)

Каждый технологический поток характеризуется набором основных и вспомогательных технологических операций, выполняемых в определенной последовательности тем или иным способом. Предпочтение следует отдавать механизированным способам, а там, где это возможно и рационально, автоматизированным.

Набор технологических операций определяется особенностями изготовления отливок или промежуточного продукта (стержней, металлического расплава, формовочных смесей и др.). Отливки можно получать разными способами, технологический поток так же может быть организован по-разному, но при соблюдении общей закономерности его построения. Наиболее рациональным и эффективным является технологический поток с выполнением большей части операций автоматизированным путем, а оставшуюся часть операций механизированным путем или вручную, в соответствующей последовательности.

В начале проектирования каждого отделения (участка) цеха необходимо выбрать технологические операции и расставить их в последовательности, обеспечивающей эффективное производство отливок.

Например, в формовочно-заливочно-выбивной цикл при изготовлении объемных набивных форм включаются следующие операции:

- подготовка подмодельных плит и моделей к формовке;

- установка верхней и нижней опок на машины;

- заполнение опок формовочными смесями;

- уплотнение формовочных смесей;

- протяжка моделей;

- простановка стержней в полуформы;

- сборка формы;

- скрепление полуформ или загрузка форм перед заливкой;

- заливка форм;

- охлаждение отливок в формах;

- выбивка отливок из форм;

- возвращение пустых опок на позиции формовки.

Эти технологические операции можно укрупнить (объединить) или разделить на более мелкие, а также при необходимости можно добавить к ним дополнительные операции (например, ручную отделку полуформ, простановку жеребеек или холодильников и др.).

При построении технологических потоков следует отдавать предпочтение процессам с возможно меньшим числом технологических операций.

В формовочном переделе при серийном, крупносерийном и массовом производствах рекомендуется использовать конвейерные или автоматические линии.

В формовочно-заливочно-выбивном переделе формовочный блок определяет скорость технологического потока, на данном участке, в котором каждую операцию можно выполнять на специальной или агрегатированной машине. Но транспортные устройства всегда должны соединять одну машину с другой или в агрегате одну операцию с другой. Однако практика показывает, что не все технологические операции в литейном цехе можно выполнять на машинах (например, на автоматических линиях стержни в формы довольно часто проставляют вручную). Часть отливок нельзя изготовлять полностью с помощью машин, а в ряде случаев их изготовление невозможно выстроить в последовательный технологический поток. Как правило это характерно для крупных отливок малой серийности и особо крупных отливок индивидуального производства.

Если все операции по изготовлению полуформ (установка опоки, заполнение её формовочной смесью, уплотнение смеси, протяжка модели) выполняются на одном рабочем месте (однопозиционная формовочная машина), то для изготовления соответственно верхней и нижней полуформ рекомендуется использовать две формовочные машины. Такой вид формовочного цикла характерен, для конвейерных или комплексно-механизированных линий. Процесс изготовления полуформ можно организовать на одном формовочном агрегате, что характерно для автоматических линий. Агрегаты или однопозиционные машины работают в совокупности и в синхронном режиме с другими механизмами автоматической линии, имеющими между собой жесткие связи, обеспечивающиеся транспортными устройствами, которые являются непосредственными компонентами линий. Важную роль в успешной работе автоматических линий играет компоновка последовательно расположенных машин и транспортных устройств для реализации технологического потока. Это касается и конвейерных линий, в которых, в отличие от автоматических, меньше жестких связей или могут вовсе отсутствовать. Как правило, конвейерные линии требуют существенно большего числа основного производственного персонала по сравнению с автоматическими линиями, но это не означает, что от них следует совсем отказаться в пользу последних.

В расчетной работе приоритет следует отдавать автоматическим линиям.