Проект термического участка мощностью 900 т/год в условиях АО Завод РГТО

Ультразвуковая очистка и обезжиривание  металлических деталей основаны на явлении – кавитации, т.е. возникновении  вильных гидравлических ударов поверхности  очищаемой детали.

Для получения светлой поверхности деталей применяют дробеструйные аппараты. В дробеструйных аппаратах используют дробь диаметром 0,5-2 мм, которую получают охлаждением в воде распыленного чугуна.

Очистка от солей, масла и грязи  после термической обработки  производится в моечных машинах.

 

3.2.3 Контрольно-измерительные приборы

 

  Для измерения и регулирования температур в нагревательных печах применяют различные контрольно-измерительные приборы: термометры, термопары, пирометры и т.д.

Электрические термометры сопротивления предназначены для измерения температуры в пределах от 253ºС до 650ºС. Принцип действия электрического термометра основан на свойстве его чувствительного элемента, выполненного из металла (платины или меди), изменять свое сопротивление в зависимости от температуры.

Принцип действия термопары основан  на возникновении термоэлектродвижущей силы в результате разности температур концов термопары.

Термопара состоит из двух разнородных проводников (термоэлектродов), соединенных с одного конца, называемого рабочим. Рабочий конец погружается в среду, температура которой измеряется. К другим концам термопары, называемым свободными, присоединяют провода, направляемые к милливольтметру, измеряющему термо-э.д.с. термопары. Если температуры рабочего пространства и свободного концов термопары различны, то в термопаре возникает термо-э.д.с.  Величина термо-э.д.с. зависит от материала термоэлектродов и температур рабочего и свободного концов. Температура свободных концов обоих термоэлектродов должна быть одинакова.

Для измерения температуры  применяют потенциометры. Принцип  работы потенциометра основан на том, чтобы Э.Д.С. термопары уравновешивается равной ей по величине, но противоположной  по знаку Э.Д.С. от постороннего источника  тока.

Регулирование температуры  в электропечах на термическом участке производится автоматически самопишущим потенциометром, который установлен на щите упрвления. Датчиком потенциомера для электропечей служит хромель-алюмелевая термопара (ТХА), а для электропечей на температуру 1200ºС – платинородий-платиноавя терпара (ТПП).

 

3.2.4 Электронно-вычислительные машины и программирование

 

Для управления процессами цементации в термическом цехе применяют электронно-вычислительные машины. ЭВМ позволяют определить оптимальный режим процесса, например для газовой цементации: время, температуру и состав газа.

Применение ЭВМ способствует повышению производительности оборудования, позволяет уменьшить припуски на механическую и термическую обработку  и т.д.

В ряде случаев при  термической обработке, когда требуется осуществить через определенные интервалы времени повышение или понижение температуры, применяют программное регулирование, т.е. регулирование процесса по заранее установленному режиму, осуществляемое терморегуляторами. Терморегулятор состоит из потенциометра и устройства в виде копира, связанного с системами включеняи и выключения подачи энергии и топлива.

Автоматическое программное  регулирование индукционного нагрева  осуществляется по электрическим параметрам индуктора (току и напряжению). При этом цикл нагрева разбивается на несколько (от 5 до 24) этапов, каждый из которых имеет свой электрический режим индуктора индуктора (режим работы индуктора изменяется по заранее выбранной прогрпамме).

Устройства, которые задают программу изменений тока и напряжения индуктора в теченте цикла нагрева, стабилизируются с высокой точностью (0,5-1%). Это позволяет обеспечить хорошую повторяемость выбранного режима. 

3.3 Расчет потребного количества оборудования

 

Исходными данными для  расчета необходимого количества основного и вспомогательного оборудования служат годовое задание по операциям термической обработки, выбранный тип оборудования и установленный режим его работы, а для вспомогательного оборудования также и удельные нормы расхода отдельных вспоиогательных материалов. Необходимое количествоединиц оборудования данного типа (Н) рассчитывается по формуле                                                                             

где:

Ф_i - необходимый фонд эффективного  времени работы оборудования данного вида для обработки предусмотренного программой количества продукции і-того вида, пече-часов (агрегато-часов);

m – количество видов продукции, обрабатываемой на данном оборудовании;

Ф_Э – годовой фонд эффективного времени работы единицы оборудования, час.

Величина Ф_i определяется из выражения

 

Ф_i =Q_i : Р_i

 

где Q_i – годовое задание по продукции і-того вида; Р_і – расчетная норма часовой производительности единицы оборудования данного вида при обработке продукции і-го вида. При расчете оборудования садочного типа можно использовать выражение

 

Ф_i=(Q_i :Q_cі)Т_сi

 

  где Q_cі и Т_сi – соответственно масса садки и нормированное время обработки одной садки продукции і-того вида.

Эффективный годовой  фонд времени работы единицы оборудования (Ф_Э) определяется как разность между номинальным фондом (Ф_н)  т проектируемыми затратами на ремонт, наладку и переналадку оборудования в течении года.

Нормированное время  обработки одной садки определяется из выражения

 

Т_с =Т_о +Т_вн,

 

  где Т_о и Т_вн – соответственно норма основного(технологического) и вспомогательного неперекрываемого времени на одну садку.

Вспомогательное время  складывается из затрат времени на подготовку изделий и комплектование садок, транспортирование изделий  или приспособлений с изделиями к печи, загрузку изделий в печь, выгрузку и передачу их на охлаждение и т.п. В нормированное время обработки одной садки включаются только затраты неперекрываемого вспомогательного времени, т.е. такие затраты, которые не могут быть перекрыты основным временем.

Принимаем в расчете, что вспомогательное время на загрузку и выгрузку деталей в  печь составляет 30 минут.

Тогда нормированное  время обработки одной садки  определяется из выражения:

Т_с=Т_о+0,5 часа

 

Расчет необходимого количества шахтных печей Ц-105А для нагрева под закалку:

Ф_вала=(Q_i×T_ci)/Q_ci=63×(3+0,5)/0,5=441

Ф_штока=(Q_i×T_ci)/Q_ci =52,4×(4+0,5)/0,5=471,6

Ф _втулка=(Q_i×T_ci)/Q_ci=415,2×(2,6+0,5)/0,5=2574,24

Ф _{вт.зубч}= (Q_i×T_ci)/Q_ci =180,2×(1,7+0,5)/0,5=792,88

 

Необходимое количество единиц оборудования для закалки деталей в шахтных печах Ц-105А:

(441+471,6+2574,24+792,88)/3824=1,11

         Принимаем необходимое количество  шахтных печей под закалку 2.

  Расчет необходимого количества камерных печей СНО-8.16.5/10И2 для нагрева под закалку:

                                        Ф _обойма= (Q_i×T_ci)/Q_ci=186×(1,2+0,5)/1,2=263,5ч

                                        Ф _{звездочка} =(Q_i×T_ci)/Q_ci=3,2× (2,6+0,5)/1,2=8,3 ч

      Необходимое количество  единиц оборудования для закалки деталей в камерных печах:

(239,5+7,5)/3824= 0,07

Принимаем необходимое  количество камерных печей под закалку 1 .

Расчет необходимого количества шахтных  печей Ц-105А для нагрева под  отпуск:

 

                         Ф_вала=(Q_i×T_ci)/Q_ci=63×(2,5+0,5)/0,5=378ч

        Ф_штока=(Q_i×T_ci)/ Q_c  =52,4×(3+0,5)/0,5=366,8ч

                         Ф _втулка=(Q_i×T_ci)/Q_ci=415,2×(3+0,5)/0,5=2096,4ч

                           Ф _{вт.зубч}= (Q_i×T_ci)/Q_ci=180,2×(2,6+0,5)/0,5=1009,1ч

Необходимое количество единиц оборудования шахтных печей для отпуска:

(378+366,8+2096,4+1009,1)/3824=1,01

Принимаем необходимое  количество шахтных печей под отпуск 2.

Расчет необходимого количества камерных печей под отпуск:

Ф_обойма=(Q_i×T_ci)/Q_ci=186×(3+0,5)/1,2=542,5

  Ф_{звездочка}=(Q_i×T_ci)/Q_ci=3,2×(3,5+0,5)/1,2=10,7

Необходимое количество единиц оборудования камерных печей для отпуска:

(542,5+10,7)/3824=0,14

 Принимаем необходимое количество камерных печей под отпуск 1.

 

 

3.4 Режим работы и годовой фонд времени оборудования

 

Проектируемый участок  по обработке валов будет работать в две смены, по 16 часов в сутки,   с двумя выходными днями в  неделю.

Выбираем график работы на производстве с прерывным технологическим процессом при пятидневной и 41-часовой недели:

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 3.3 – График работы

№ графика	Число смен работы в сутки	Продолжительность смены  в часах	Число рабочих дней		Число дней в году		Число праздничных дней в году
2	2	8	5 6*	260	2 1*	97	8
___________                     * Суббота каждой восьмой календарной  недели - рабочая (8ч.)

 

Корректировка фондов времени  оборудования при двухсменном режиме: Ф_н = Ф_н(8) – 4×n_см(t_см+1)=4180-4×2(8+1)=4068 часов,

где 4 – количество дополнительных праздничных дней;

       1 –  сокращение рабочих смен на 1 час  в предпраздничные дни; 

n – количество смен;

t_см – количество часов в смену.

Корректировка действительных фондов времени: Ф_Д=Ф_Н(1-П/100);

Ф_Д=4068(1-0,06)=3824 часа;

П – процент потери времени от Ф_Н.

 

3.5 Расчет топливно-энергетических ресурсов

 

В качестве источника тепловой энергии  для термических печей массового  и крупносерийного производства могут быть использованы различные  газы – генераторный, коксовый, природный и электроэнергия.  Необходимое количество энергии и топлива определяют с учетом расхода по каждой единице оборудования. Суммируя различные виды энергии по всему оборудованию, можно определить общее количество энергии, топлива и других вспомогательных материалов по участку.

В данном дипломном пректе в качестве источника тепловой энергии используется электроэнергия.

 

3.5.1 Расчет потребности в электроэнергии

 

Общая годовая потребность  как технологической, так и в силовой электроэнергии на технологические нужды определяем по формуле:

Е_э=

где R_n.э. – средний расход электроэнергии за 1 час работы n-ного типа оборудования, тыс.м³;

Ф_п – потребное количество часов работы оборудования n-ного типа для выполнения годовой производительности программы.

Среднечасовой расход технологической  электроэнергии для оборудования каждого типа можно определить по формуле

R_n.э. =N_y  × K_N × K_W,

где N_y – установленная мощность электропечи, кВт;

               K_N – коэффициент использования печи по мощности;

               K_W – коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в сети предприятия.

1. Расчет электроэнергии  шахтной печи Ц-105А для нагрева  под закалку:

Мощность электропечи  принимается по ее паспорту N_y=105 кВт. Коэффициент K_N принимается равным 0,6; коэффициент K_W =1,05.

R_n.э.=105×0,6×1,05=66,15 кВт

Общая годовая потребность  в технологической электроэнергии шахтной печи Ц-105А определяется по формуле:

Е_э=

=4×66,15×2377,6=629112,96 кВт·час

     Расчет  потребности в электроэнергии  шахтной печи для нагрева под  отпуск. Мощность электропечи принимается по ее паспорту N_y=105 кВт. Коэффициент K_N принимается равным 0,6; коэффициент K_W =1,05.

R_n.э.=105×0,6×1,05=66,15 кВт

Общая годовая потребность в  технологической электроэнергии шахтной  печи Ц-105А определяется по формуле: