3.3. Основные параметры поточной и автоматизированной линии. Методика их расчета.

Предметная специализация литейных цехов и производств, при которой цех изготовляет литые заготовки, сгруппированные по размерам, массе или сплаву металла, определяет условия созда­ния производственных участков (отделений), обслуживающих пред­метно-замкнутый процесс на основе действия принципов (признаков) поточного производства. Оснащение предметно-замкнутой поточной линии машинами, выполняющими комплекс технологических функ­ций (операций) по изготовлению литых заготовок, включая операции перемещения предметов труда с одного рабочего места на другое, без участия рабочего или выполнения им вспомогательных (обслу­живающих) элементов процесса, позволяет осуществить производство отливок на основе действия принципов поточно-автоматизированного производства. Высшей ступенью организации поточного произ­водства является автоматическая линия, когда весь комплекс тех­нологических операций выполняется машинами-автоматами, автома­тическими средствами перемещения и контроля процесса, а функции рабочих сводятся к наблюдению за работой автоматов, их регулиро­ванию, наладке и обслуживанию.

Организация производства на поточной линии основана на обес­печении принципа последовательно-параллельного движения пред­метов труда в производственном процессе. Последовательность дви­жения предметов труда в литейном технологическом процессе обес­печивается в основном функционированием формовочно-заливочно-выбивного конвейера. Для обеспечения нормальной работы конвейер организуется выполнение ряда параллельных процессов: приготов­ление формовочных и стержневых смесей, изготовление стержней и т. п.

Организация производственного процесса в условиях поточного и автоматизированного производства предусматривает расчет и обос­нование рабочих мест на основе закрепления за ними выполнения определенных операций (элементов операций), выбор производствен­ного взаимодействия рабочих мест в общем производственном про­цессе, определение методов и средств перемещения предметов труда от одного рабочего места к другому, а также регламентацию по вре­мени и производительности всего комплекса оборудования, участвующего в процессе изготовления отливок.

Основными расчетными параметрами поточной линии (литейного • конвейера) изготовления литых заготовок являются: такт и ритм потока, число рабочих мест и их загрузка, длина и скорость движе­ния конвейера и др.

Такт потока r характеризует промежуток времени (мин/деталь) между выпуском с конвейера двух следующих друг за другом отливок, который определяется по формуле

где Fд — действительный фонд времени работы конвейера, мин; Nзап — производственная программа запуска отливок в произ­водство за расчетный период, шт. (т).

Действительный фонд времени работы конвейера определяется в зависимости от закрепленного за цехом (предприятием) режима работы, числа рабочих дней в расчетном периоде, продолжитель­ности рабочего дня и затрат времени на ремонт, наладку оборудова­ния.

Действительный фонд времени работы конвейера, машины, обо­рудования может быть определен по формуле

где Дк — число календарных дней в планируемом (расчетном) пе­риоде; Двп — число выходных и праздничных дней в периоде; Тсм — продолжительность рабочего дня (смены), установленная режимом работы, ч; Ксм — режим сменности работы цеха, оборудо­вания (в одну, две, три смены); tр — затраты рабочего времени на ре­монт оборудования, %; tн — затраты времени на наладку, переналадку, переналадку оборудования и другие организационно-тех­нические мероприятия, %.

Действительный фонд времени (ч) работы однотипного (взаимо­связанного) оборудования определяется произведением фонда действительной работы Fд единицы оборудования на число однотипных взаимосвязанных машин, агрегатов Q, т. е.

1 Производственная программа изготовления отливок в расчетно-плановом периоде различается как программа выпуска и программа напуска литых заготовок. Программа запуска Nзап больше программы выпуска на величину технологических неизбежных потерь (брак) в процентах от программы выпуска.

Число рабочих мест на конвейере определяется: делением производственного задания Nзап на технико-экономическую норму производительности машины (агрегата) и действительный фонд времени работы машины (агрегата); делением нормы времени одного цикла машины на такт конвейера r. Формулы расчета числа рабочих мест имеют следующий вид:

PM = Nзап/(qFд); PM = tц/r

где q - технико-экономическая норма производительности машины, шт.; tц длительность одного рабочего цикла машины, мин.

Общая длина литейного конвейера определяется суммарной ве­личиной длины составляющих его отдельных участков (формовки, заливки, остывания и выбивки). Длину формовочного участка конвейера Lф (м) рассчитывают перемножением числа рабочих мест (формовочных машин) РМ на расстояние между центрами двух ря­дом расположенных машин / по формуле

Lф = РМ1. (4)

Длина заливочного участка Ь3 определяется в зависимости от числа и металлоемкости форм, скорости конвейера, времени заливки одной формы по формуле

(5)

где t1 — время на заливку одной формы, с; t2 — время на переход рабочего от залитой формы к незалитой, с; lк — шаг конвейера, м; υк — скорость движения конвейера, м/мин; nф — число форм, за­ливаемых из одного ковша, равное отношению емкости ковша (кг) к массе металла, заливаемого в одну форму (кг).

Длина участка охлаждения отливок устанавливается в соответ­ствии с применяемой системой охлаждения. Для уменьшения числа опок на конвейере и сокращения времени охлаждения отливок при­меняют принудительную систему охлаждения. Длина участка осты­вания отливок Lост находится в зависимости от скорости конвейера v,,; и времени охлаждения отливки в форме tост по формуле

Lост = υкtост (6)

Время остывания отливки /ост зависит от массы отливки и харак­теризуется данными, приведенными в табл. 3.

Длина выбивного участка литейного конвейера зависит от кон­структивных особенностей и размерной характеристики выбивных решеток и по нормам проектирования литейных цехов с механизиро­ванным процессом выбивки опок устанавливается равной 8—12 м.

Скорость литейного конвейера υк определяется его производи­тельностью, шагом конвейера и числоvi опок, устанавливаемых на одной тележке конвейера. Для определения скорости конвейера (м/мин) служит формула

(7)

Таблица 6

Длительность остывания чугунных отливок в опоках при заливке на конвейере

где N — годовая программа изготовления форм, шт.; lк — шаг Конвейера, м; К3 — коэффициент запаса скорости при возможном пропуске формы на конвейере (1,15—1,2); qф— число форм на одной платформе, шт.; Fд — действительный фонд времени работы конвейе­ра, ч; Кт — коэффициент заполнения тележки формами (0,8—0,9). Скорость движения рабочего конвейера определяется его кон­структивными возможностями, исходя из конкретных условий литей­ного цеха (завода).

Тип конвейера, его технико-эксплуатационные характеристики подбираются по каталогу, где определяются размеры платформы (длина, ширина) и шаг конвейера, а также размер колеи и радиус поворота.

Пример. Формовочно-заливочно-выбивной конвейер литейного цеха оснащен формовочными машинами 91271. Производственная программа выпуска отливок на квартал 203 000 форм; режим работы двухсменный, пятидневная рабочая неделя, рабочий день 8,2 ч, потери на ремонт оборудования 4,5 %; потери рабочего времени По организационно-техническим причинам равны 7,7 % времени работы конвейера; неизбежные технологические потери и брак составляют 2 % общего числа форм. Производительность одной машины 60 форм/ч; размеры машины 2640 X 1450 мм; расстояние между машинами 1500 мм; расположены машины вдоль конвейера.

Рассчитать основные параметры конвейерной линии.

1. Производственное задание по запуску Nзап отливок за квартал составит и штуках (формах)

где Nзап — производственное задание по выпуску отливок на планируемый период, шт. (форм); ПП — технологически неизбежные потери и брак, %.

шт. (формы).

2. Фонд времени работы формовочных машин (ч) с учетом потерь времени по организационно-техническим причинам будет равен

ч,

где Fд — действительный фонд времени работы конвейера, ч; Порг (tн + tр) - потери времени по организационно-техническим причинам, %.

Fд = 1066,0 – = 936 ч.

3. Такт работы конвейера линии составит

мин, или 14 с.

4. Рассчитываем число рабочих мест на формовочном участке конвейера:

пар машин;

принимаем 4 пары (низ и верх формы).

5. Длина формовочной ветви литейной конвейерной линии при расположении машин вдоль конвейера и расстоянии между центрами машин 3 м составит по фор­муле (4)

Lф = РМфlк = 8 * 3 = 24 м.

6. Скорость конвейера определяем по формуле (7) из условия, что шаг конвейера равен 1,05 м; коэффициент запаса скорости на конвейере 1,16; Кт — коэффициент заполнения тележки 0,9; на одной тележке устанавливается одна форма:

7. Заливочный участок конвейерной линии рассчитывается из условия , что время на заливку одной формы 15 с; время на переход рабочего от формы к форме при заливке 10 с; шаг конвейера 1,05 м; число форм, заливаемых из одного ковша 10; скорость конвейера 4,9 м/мин. Тогда длина заливочной ветви конвейера по фор муле (5) будет равна

Lз = 15 * 4,9 / 60 + ((15 + 10) * 4,9 / 60 – 1,05) (10 - 1) = 1,22 + 0,99 * 9 = 1,92 + 8,9 = 10,12 м.

8. Длина участка охлаждения отливок при υк = 4,9 м/мин, средней массе

отливок до 50 кг и длительности охлаждения 18 мин составит по формуле (6)

Lост = 4,9 * 18,0 = 88,2 м.

9. Длина участка выбивки форм при механизированном способе выбивки принимается 12 м.

10. Общая длина формовочно-заливочно-выбивного конвейера с учетом радиу­сов поворотов (2 × 1,25) составит

Lобщ = 24 + 10,12 + 88,2 + 12 + 7,8 - 142,1 м.