Проект цеха получения отливок по выплавляемым моделям мощностью 350 тонн в год (1094806), страница 4
Текст из файла (страница 4)
где ММ - количество модельного состава данной марки для годовой программы, т;
q - часовая производительность оборудования, т./ч.
ФД - действительный фонд времени работы оборудования в год, ч.
Принимаем 1 установку, коэффициент загрузки K=0,93/1=0,93.
Необходимое количество оборудования для изготовления моделей или звеньев и литниковых систем рассчитывается по формуле:
где QМ - годовое количество моделей или звеньев, шт;
K1 – коэффициент, учитывающий брак отливки, K1 = 1,05;
q - производительность машин, съемов/ч.;
K2 - коэффициент, учитывающий брак оболочек, K2 =1,2;
ФД - действительный фонд времени работы оборудования;
a - количество моделей в пресс-форме, шт.
Принимаю 8 установок, коэффициент загрузки K=7,1/8=0,88.
1.5.2. Отделение изготовления оболочек.
При изготовлении керамических форм используются керамические порошки, применяемые в качестве наполнителей керамической суспензии при литье по выплавляемым моделям лопаток и деталей ГТД. Составы для изготовления керамических форм позволяют получать керамическую форму с повышенной теплопроводностью, что способствует получению более мелкой структуры отливок, в частности лопаток ГТД из жаропрочных никелевых сплавов, а также ведет к снижению металлургических дефектов.
Это отделение состоит из участка подготовки огнеупорных материалов, растворителей и связующих, участка формирования оболочки, участка выплавления модельного состава.
Годовое количество суспензии (кг) определяет по формуле:
где Q - годовой выпуск литья, т;
K5 - коэффициент, учитывавши брак литья, K5 = 1,06;
K6 - коэффициент, учитывающий брак моделей, K6 = 1,1
K7 - коэффициент, учитывающий потери суспензии, K7 = 1,2;
- коэффициент использования оборудования для изготовления моделей.
Часовая потребность в суспензии:
где Ф - фонд рабочего времени оборудования для изготовления моделей, ч.
Для изготовления оболочек рекомендуется применять полуавтоматические и автоматические установки.
Потребное количество оборудования для изготовления оболочек рассчитывается по формуле:
где Qоб - количество оболочек в год, шт.;
- 0,7-0,8 – коэффициент использования оборудования;
1,05 – коэффициент, учитывающий брак отливки;
1,07 – коэффициент, учитывающий брак оболочек.
Ф - годовой фонд времени, ч.;
n - производительность оборудования, обол./ч.
Принимаем 6 установок, коэффициент загрузки K=5,2/6=0,86.
Количество сушильных установок определяется по формуле:
где M - количество модельных блоков в год, шт.;
n - количество слое покрытия,
Т - длительность сушки, ч;
Ф - годовой фонд времени, ч.;
a -коэффициент заполнения, a = 0,6-0,8.
Принимаю 4 сушилки, коэффициент загрузки K=3,3/4=0,825.
Количество установок для выплавления модельного состава определяется по формуле:
где М - количество модельных блоков в год, шт.;
Т2 - длительность выплавления, ч.;
Ф - годовой фонд временя, ч;
a2 - коэффициент заполнения, a2=0,5 – 0,8.
Принимаем 2 установки, коэффициент загрузки K=1,7/2=0,85.
1.5.3. Прокалочно-плавильно-заливочное отделение.
В этом отделении выполняются операции, связанные с комплектованием оболочек по маркам сплавов, установкой их в опоки, уплотнением засыпанного в опоки наполнителя, прокаливанием форм и их заливкой металлом.
Камерная электропечь Н85-В.
Электропечь предназначена для прокалки модельных блоков. В зависимости от габаритных размеров в нее могут быть помещены от 8 до 18 модельных блоков. Электропечь состоит из кожуха, футеровки, нагревательных элементов, механизма подъема дверцы. Кожух электропечи бескаркасный. На передней наклонной стенке кожуха закреплены чугунные плиты. Они играют роль направляющих для дверцы, а также служат для плотного прилегания дверцы к загрузочному проему.
Огнеупорная часть футеровки выполнена из легковесного шамота ШЛБ-1,0 и шамота ШБ, теплоизоляционная - из засыпки диатомитовой, диатомитового кирпича и керамвола. Под изготовлен из отдельных литых жароупорных плит.
Нагревательные элементы выполнены из проволоки высокого омического сопротивления, в виде спиралей, уложенных на полочки на боковых стенках и поду и подвешенных на трубках на своде.
Материал трубок – высокоглиноземистый шамот ВГЛ-1,3.
Подъем дверцы осуществляется от электропривода.
Электропечь двухзонная. Это дает возможность получить равномерную температуру по длине электропечи.
Регулировка температуры в каждой зоне автоматическая. На электропечи предусмотрены блокировки, отключающие нагреватели электропечи при подъеме дверцы и ограничивающие ход дверцы.
Технические характеристики электропечи Н85-В.
Мощность установленная, кВт 91,1
Мощность нагревателей, кВт 90
Напряжение питающей среды, В 380
Напряжение на нагревателях, В 220
Число фаз 3
Частота, Гц 50
Максимальная рабочая температура, С 1000
Число зон 2
Время разогрева электропечи до рабочей температуры, ч 4
Мощность холостого хода, кВт 22
Масса садки, кг 1350
Рабочая среда воздух
Размеры рабочего пространства, мм
ширина 850
длина 1700
высота 500
Установка для вакуумного литья «УППФ-ЗМК».
Вакуумная установка «УППФ-ЗМК» предназначена для литья лопаток газотурбинных двигателей с равноосной структурой из жаропрочных сталей и сплавов по выплавляемым моделям. Приоритетным направлением при изготовлении лопаток газотурбинных двигателей из жаропрочных сплавов на никелевой основе для условий эксплуатации с рабочими температурами ниже 900°С является литьё изделий с равноосной структурой. Этот процесс менее трудоёмок по сравнению с литьём деталей с направленной и монокристаллической структурами.
Установка типа «УППФ-ЗМК» состоит из следующих основных частей:
-
плавильная камера с индуктором, закреплённым на вращающейся платформе;
-
шлюзовая камера;
-
печь подогрева форм;
-
устройство загрузки шихты;
-
вакуумная система;
-
источник питания типа «ТПЧТ»;
-
система управления.
Подача заливаемых форм, находящихся в печи подогрева, и загрузка шихтой плавильной печи осуществляется через технологические вакуумные затворы, чем обеспечивается сохранение рабочего вакуума в плавильной камере в процессе работы.
Наличие печи подогрева форм увеличивает жидкотекучесть расплава, чем обеспечивается требуемая плотность отливок. Наличие постоянного рабочего вакуума в плавильной камере повышает производительность установки, увеличивает стойкость плавильной печи, уменьшает попадание в расплав газовых включений и частиц тигля. Плавильная печь работает на набивных или мерных тиглях. Установка позволяет отливать разнообразную номенклатуру деталей весом до 15 кг.
Технические характеристики установки “УППФ-ЗМК”.
Масса, кг 10300
Рабочий вакуум, мм рт ст 5-10-3
Производительность, форм/час 3
Емкость тигля, кг 15
Температура расплава, °С 1600
Температура печи подогрева форм, °С 1000
Установочная мощность, кВт 175
Габариты, мм (max) 5900x6000x4200
Количество устанавливаемых плавильных печей рассчитывается по формуле:
где Qжм – масса жидкого металла в формы на годовую программу, т;
1,2 – коэффициент, учитывающий неравномерность потребления металла;
0,97 – коэффициент, учитывающий выход жидкого металла в формах по сравнению с жидким металлом, полученным из печей;
q – производительность печи в час, т/час;
Фд – фонд рабочего времени печей, ч.
Принимаем 6 печей, коэффициент загрузки K=5,2/6=0,86.
1.5.4. Термообрубное отделение.
Назначение технологии очистки отливок определяется прежде всего характером литой продукции и наукой применяемого сплава.
Для выбивки стержней из отливок рекомендуется использовать агрегаты для выщелачивания керамики, галтовочные барабаны непрерывного действия, вибрационные установки, гидравлические и пескогидравлические камеры непрерывного и периодического действия, электрогидравлические установки.
Для очистки отливок также рекомендуется использовать перечисленное выше оборудование, а также дробемётные барабаны, столы, камеры и дробемётно-дробеструйные камеры.
Для удаления химического пригара о поверхности стальник отливок необходимо планировать использование электрохимического травления.
Отдаление элементов литниково-питающих систем от отливок осуществляют ацетиленокислородными резаками, на пильных дисковых и ленточных станках, механических станках, на пневмогидравлических прессах и механических ножницах, анодно-механической резкой и т.д.
Зачистку отливок рекомендуется производить на автоматизированных обдирочно-шлифовальных станках с использованием робототехники.
Термообработку отливок проводят в электрических печах непрерывного (конвейерного) и периодического действия.
Практически вся обработка производится на станках с числовым программным управлением. Использование станков с числовым программным управлением, как отечественного, так и импортного производства, позволяет изготавливать детали с максимальной концентрацией комбинированной обработки в одной операции, что дает возможность снижать цены и трудоемкость сложных в изготовлении деталей и сборочных единиц. Механическая обработка лопаток производится с помощью высокопроизводительных прецизионных фрезеровальных центров с ЧПУ фирм Starr AG, Heckert, Forest и др.
Подготовка поверхностей для механической обработки, удаление элементов, связанных с особенностями изготовления заготовки (облой, напуски, и пр.),производится на универсальном фрезерном оборудовании - на вертикально -фрезерных, горизонтально-фрезерных, продольно-фрезерных станках ,и на специальных агрегатных станках горизонтальной компоновки типа“обрабатывающий центр”; используется стандартизированный инструмент, твердосплавный инструмент со сменными режущими пластинами или сменными зубьями (для лопаток из нержавеющих сталей)
Операции фрезерования выполняются на станках NX-155, NX-251
фирмы Starr AG и FA-4, FA-5 фирмы Forest и другом специализированном оборудовании. Для обработки лопаток с бандажными полками будут применяться пятикоординатные фрезерные станки Liechti Turbomill 1200 (Щвейцария), на которых за одну установку можно обрабатывать все трактовые поверхности пера лопаток.
Лопатки проходят ручную шлифовальную и машинную ленточно-шлифовальную обработку на станках Metabo, окончательная обработка профиля пера лопаток компрессора осуществляется полированием на виброконтактных станках. Базовые поверхности литых турбинных лопаток и хвостовики турбинных рабочих лопаток обрабатываются глубинным шлифованием на специальном оборудовании.
Обработка каналов сопловых аппаратов производится на фрезерных станках с ЧПУ модели 6Р13Ф3.
Для обдирки, выполнения специальных элементов конструкций лопатки в некоторых случаях для формирования профилей рабочей части в лопатках из никелевых сплавов используются методы электроэрозионной и электрохимической обработки.