Произвести выбор, рассчитать оборудование склада шихтовых и формовочных материалов литейного цеха и выполнить его технологиче-скую плани

;

;

;

;

.

 

Найдем сумму металла, приходящегося на все годные отливки (таблица 2):

Величина ЛПС (% к годному литью):

 

                                   %                                               (4.2)

где Л_гл. — величина ЛПС, %;

      m_ЛПС — масса ЛПС отливки, кг. 

;

;

;

;

.

Масса ЛПС годных отливок:

 

                                                                  (4.3)

где М_ЛПС — масса ЛПС годных отливок, т/год. 

 

;

;

;

;

.

 

Найдём массу ЛПС всех годных отливок:

=13668,1+15548,18+616,08+9608,9+15299,19=54740,45 т/год.

Масса бракованных отливок:

 

                                                               (4.4)

где М_бр.отл.— масса бракованных отливок, т/год;

     Б_отл — планируемый брак отливок, %;

 

;

;

;

;

.

Найдём массу всех бракованных отливок:

 

=462,67+257,75+75,54+177,25+864,89=1838,1 т/год.

Масса ЛПС бракованных  отливок:

 

                                                            (4.5)

где М_ЛПС.Бр.— масса бракованных отливок, т/год;

 

;

;

;

;

.

Найдём массу ЛПС всех бракованных отливок:

328,03+202,13+23,41+86,48+703,76=1343,81 т/год.

 

Определим сливы и скрап:

                                                                           (4.6)

где S—сливы и скрап, т/год;

 

.

Итого жидкого металла:

 

      

   (4.7)

где М_Вс.Ме—масса всего жидкого металла, т/год;

 

Угар:

                               

                                       (4.8)

где У—угар, т/год;

       5—угар, % ([1, с.38]).

 

.

Итого металлозавалка:

 

                                    

                          (4.9)

где М_ЗАВ.—металлозавалка, т/год;

 

                

.

 

Полученные данные сводим в таблицу баланса металла.

 

  Таблица 3 - Таблица баланса металла

Вид материала (статья баланса)	Количество
	т/год	%
Годные отливки	79589,2	54,67
Возврат: -ЛПС годн. и брак. отливок	56084,26	38,52
-Бракованные отливки без ЛПС	1838,1	1,26
-Сливы, скрап	795,89	0,55
Итого жидкого металла	138307,45	95
Угар	7279,34	5
Итого металлозавалка	145586,79	100

 

По заданной марке сплава определяем его состав ([4], с.10), подбираем компоненты шихты ([3], с.28-29), рассчитываем их содержание с учетом угара в металлозавалке. Расчет шихты ведётся на ЭВМ. Полученные данные заносим в таблицу 4.

 

         Таблица 4 - Химический состав легированного чугуна ЧН4Х2

Массовая  доля компонентов, %
C	Si	Mn	P	S	Сr	Ni
2,8 –  3,6	0 – 1	0,8 – 1,3	≤0,3	≤0,15	0,8 – 2,5	3,5 – 5

 

Состав  шихты для выплавки отливок из чугуна марки ЧН4Х2 и процентное соотношение компонентов в металлозавалке представлены в таблице 5. В графе компонент шихты в скобках указан ГОСТ по которому брался состав компонентов. Подбираем для шихтовки литейный чугун (Pig – LC), никель (Н-3), феррохром (ФХ100А) и возврат.

Расчет  компонентов производим на 1000 кг шихты.

Графа «возврат» берётся из таблицы 3.

 

 

 Таблица 5 - Состав шихты для выплавки деталей из чугуна ЧН4Х2

Компоненты шихты	Химический  состав							Количество в шихте
	C	Si	Mn	Cr	Ni	Р	S	%	На 1000 кг шихты
Литейный чугун Pig - LC (ГОСТ 4832-95)	3,3	0,4	1,1	-	-	0,01	0,01	57,72	577,2
Никель Н-3 (ГОСТ 849-97)	-	-	-	-	98	-	-	1,84	18,4
Феррохром ФХ100А (ГОСТ 4757-91)	1	0,1	-	70	-	0,01	0,01	0,11	1,1
Возврат	3,1	0,3	1	1,8	4,2	0,01	0,01	40,33	403,3
Итого металлошихта	3,156	0,352	1,038	0,8	3,5	0,01	0,01	100	1000

 

Необходимо определить количество формовочной смеси. Расчет требуемого количества форм определенного типоразмера ведется отдельно для каждой отливки.

Делим отливки на технологические  группы и подбираем для каждой группы свой размер опок. Отливки под номерами 1 и 3 относим к группе отливок по массе <50 кг и выбираем для нее опоку с габаритами 800´700´500 со средней массой годных отливок в форме 35 кг ([1], с.75). Отливки под номерами 2 и 5 относим к группе отливок по массе 50 – 250 кг и выбираем для неё опоку с размерами 1400´1000´800 со средней массой годных отливок в форме 170 кг ([1], с.75). Отливку под номером 4 относим к группе отливок по массе 100 – 500 кг и выбираем для нее опоку с размерами 1600´1200´900 со средней массой годных отливок в форме 320 кг ([1], с.75).

   Определим объёмы форм:

 

                                     

                               (4.10)           

где V_Ф—объём формы, м³;

 А,В,Н—соответственно длина, ширина, высота опок, м;

 

;

;

;

Количество отливок  в одной форме определяем по формуле:

                                        ,шт                                         (4.11)

где     q – средняя масса годных отливок в форме, кг;

         m_o – масса одной отливки, кг;

 

  n_o1 =

= 1,85 шт     принимаем 2 шт.;

   n_o2 =

= 0,83 шт   принимаем 1 шт.;

   n_o3 =

=4,93 шт    принимаем 5 шт.;

 n_o4 =

= 0,78 шт    принимаем 1 шт.;

  n_o5 =

= 3,07 шт     принимаем 3 шт.

Металлоёмкость формы  включает металл всех отливок в форме  вместе с литниково – питающей системой и рассчитывается по формуле:

                       V_мет. =

, м³                          (4.12)

где     – масса ЛПС для одной отливки, кг;

          r_ме. – плотность сплава,  кг/м³ (r_ме=7300 кг/м³);

 

V_мет.1=

= 0,00885 м³;

V_мет.2=

= 0,04996 м³;

V_мет.3=

=0,00637 м³;

V_мет.4= =0,08363 м³;

V_мет.5=

=0,04122 м³.

Объём, занимаемый стержнями в форме:

 

                          V_cт.=

, м³                                (4.13)

где   m_ст. – масса j-ого стержня, кг;

        n_ст. – количество стержней j-ого наименования;

         r_ст. – плотность стержня, кг/м³ (r_ст.=1600 кг/м³);

         r – количество номеров стержней.

 

V_ст.1=

=0,00675 м³;

V_ст.2=

=0,02538 м³;

V_ст.3=0 м³;

V_ст.4=

=0,0935 м³.

V_ст.5=

=0,05325 м³;

 

Объём уплотнённой формовочной смеси определяем по формуле:

 

                                        V_ф.см.= V_ф. - V_мет. – V_ст. , м³                               (4.14)                  

 

V_ф.см.1=0,28 – 0,00885 – 0,00675 = 0,2644 м³;

V_ф.см.2=1,12 – 0,04996 – 0,02538 = 1,04466 м³;

V_ф.см.3=0,28 – 0,00637 – 0 = 0,27363 м³;

V_ф.см.4=1,728 – 0,08363 – 0,0935 = 1,55087 м³;

V_ф.см.5=1,12 – 0,04122 – 0,05325 = 1,02553 м³.

Годовая потребность в формах:

 

                       N_ф.=

, ф/год                      (4.15)

где    N  – количество отливок на годовую программу, шт;

          n_o – количество отливок в одной форме, шт;

          n   – внутренний брак отливок, %;

          n_ф – брак форм, %.

 N_ф.1= =526940  ф/год;

                     N_ф.2= =98949  ф/год;

                     N_ф.3= =58477  ф/год;

                     N_ф.4= =48674  ф/год;

                     N_ф.5= =119969  ф/год.

Годовая потребность  в уплотнённой формовочной смеси:

 

                                    

, м³                              (4.16)

  Годовая потребность в неуплотненной формовочной смеси:

 

                                                               (4.17)

где  V^Нф.см. — годовой объём неуплотненной формовочной смеси,  м³/год;

        ρ_Ф.СМ. — плотность формы, 1600…1800 кг/м³ ([2, c. 37]);

        ρ^Н_Ф.СМ. — плотность неуплотнённой формовочной смеси,   1200…1300кг/м³ ([2, c. 37]);

        К_пот – коэффициент потерь формовочной смеси при   транспортировке,

формовке, удаление вентиляцией  и т.п., К_пот=1,09.

.

Масса неуплотненной формовочной  смеси:

 

                                                                 (4.18)

где годовая потребность в неуплотненной всей формовочной смеси,   м³/год;

      плотность неуплотнённой формовочной смеси,  1200…1300кг/м³

([2, c. 37]).

                                .

В том числе в отвал уходит 13% (освежение песка и бентонита):

 

М_о=847211,82·0,13=110137,54 т/год.

Расчёт компонентов  формовочных материалов.

Таблица 6 - Расчет массы компонентов формовочной смеси

Наименование	Количество
	%	т/год
Кварцевый песок	10	84721,18
Бентонит	3	25416,35
Оборотная смесь	86	728602,17
Сульфитная барда	1	8472,1