Проектирование технологического процесса изготовления изделия "Кольцо"

0,730

0,730

0,785

0,800

Мощность

электродвигателя, кВт

2,8

2,8

2,8

2,8

Габаритные размеры

пресса, м

1,5x0,4x2

1 ,7x0,4х2,2

1x1,1х2,3

1,8x0,7x2,6

Масса пресса, кг

680

1200

1600

1500

2.6 РАСЧЕТ ОСНОВНЫХ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЕСС-ФОРМЫ

На наружных и внутренних боковых поверхностях изделий, расположенных в направлении плоскости разъема, следует предусматривать технологические уклоны, необходимые для беспрепятственного извлечения из пресс-формы. Размеры L и l , учитывающие конусность формуемого изделия определяются по следующим формулам:

для наружного контура:

L1= L - 0,3 ? (2.6)

для отверстия:

l1= l + 0,3 ? (2.6.1)

где L и l- номинальные размеры изделия, заданные в чертеже, ?- допуск на номинальный размер(мм).

L1= 150 + 0,3•1=149,7 мм,

l1= 70 + 0,3•0,2= 70,06 мм.

Получившаяся конусность не выходит за поле допуска, соответственно является оптимальной.

Расчёт оформляющих размеров.

При формовании изделий из реактопластов прямым прессованием материал подвергается воздействию повышенной температуры. Вследствие этого, возникает усадка материала при его последовательном охлаждении. Для выбранного материала усадка составляет 0,08 %, следовательно, требуется учёт усадки при конструировании пресс-формы.

Оформляющие размеры рассчитываются в соотвествии с ГОСТ 15947-70 по следующей методике:

для охватывающих формообразующих размеров:

DM = Dmax + Dmax•S•0,01 - Т; (2. 6.2)

для охватывающих высотных размеров:

НM = Hmax + Нmax•S•0,01-0,5• Т (2. 6.3)

Где Dmax, Hmax - наибольший предельный размер изделия,мм; S- усадка материала,% ,Т-допуск на размер изделия; с-поравочный коэффициент, учитывающий толщину облоя в формах(для волокнистого с=0.3)

DM = 150,5 + 150,5•0,08•0,01 - 1=149,62 мм

НM = 15 + 15•0,08•0,01-0,5•0 =15,012 мм.

Матрицы - наиболее сложные детали пресс - формы, в которых изделие приобретает необходимые конфигурацию и размеры. Для большинства пресс - форм прямого прессования матрица представляет сочетание двух элементов - собственно матрицы и расположенной над ней загрузочной камеры. По сравнению с другими деталями пресс - форм матрицы наиболее трудоемки. Чтобы улучшить технологичность их конструкций, обеспечивающих возможность применения эффективных методов обработки (холодного выдавливания, электрофизических методов, и т.д.), рекомендуется применять вставную конструкцию.

Рекомендуемые толщины стенок вставных матриц и обойм, составленные на основе практических данных выбираем следующие:

Sm=25 мм (толщина стенок матрицы)

Sоб=48 мм (толщина стенок обоймы матрицы).

h=12 мм (буртик матрицы), в = 3 мм (проточка матрицы)

Матрица с обоймой будет соединена по посадке Н7/h6.

Пуансоны в прес-формах прямого прессования применяются для передачи давления на пресс-материал и могут оформлять наружный или внутренний контур изделия.Выбираем монолитный пуансон на все 4 изделия, имеющий следующие размеры:

Дп=324 мм (диаметр пуансона),

H =48,5 мм (высота пуансона),

Д1=336 мм (диаметр пуансонадержателя),

h= 12 мм( высота буртика пуансона),

b=3 мм (высота проточки пуансона).

Пуансон с пуансонодержателем соединен по посадке H11/h11. Сопряжение пуансона с матрицей будет осуществляться по посадке Н7/f7.

Оформляющие поверхности матрицы и пуансона должны иметь шероховатость по параметру Rа, равную 0,1, что обеспечит их высокую износостойкость, вибростойкость, а также необходимую прочность.

Расчёт объёма и массы загружаемого материала.

Объём загружаемого в пресс-форму материала рассчитывается по следующей формуле [14]:

V = Vu·k·n, (2. 6.4)

где Vu = 203.6 см3 - объем прессуемого изделия; k = 2,5 - коэффициент уплотнения материала; n - число одновременно формуемых изделий.

V = 203,6·4·2, 5 = 2036 см3.

m= V? с = 0,002036 ? 1740 = 3,5 кг.

Расчёт высоты загрузочной камеры.

Высоту загрузочной полости матрицы в пресс-форме прямого прессования с закрытым типом с перетиканием, рассчитываем с учётом объёма загружаемого пресс-материала по следующей формуле :

Н1 = (V-Vun)/F + 0,8, (2. 6.5)

где V- объем загружаемого материала,см3, F = - площадь сечения загрузочной камеры, Vu- объем прессуемого изделия, см3; n- число оновременно прессуемых изделий,шт.

F=1,1(Fизд·n), (2.6.6)

Где Fизд=176,6 см2 - площаль изделия в плане,см2.

F=1,1(176,6·4) = 777, 15 см2, тогда

Н1 = (2036-203,6·4)/ 777,15 + 0,8 = 2,37 см = 23,7 ? 24 мм

Толщина донной части матрицы равна Н2 =12 мм.

Таким образом, высота всей матрицы в пресс-форме равна: Н = 145 мм

Изделие из матрицы извлекается при помощи выталкивателей. Сконструируем по 4 выталкивателя на одно изделие. Материал выталкивателей-У8А. Длина выталкивателя выбирается с учетом того,что бы при выталкивании расстояние от верхней части матрицы составляло 8-10мм для обеспечения легкого съема изделия.

Н=276 мм.

d= 20 мм.

2.7 РАСЧЕТ ОБОГРЕВА ПРЕСС- ФОРМЫ

Мощность для обогрева какой-либо части пресс-формы определяем по формуле [2]:

Р = F·б·Дt·ц/0,86, (2. 7.)

где F - площадь теплообменной поверхности, обогреваемой данным нагревательным элементом; = 15 ккал/(мчасС) - теплоотдача между окружающей средой и поверхностью пресс-формы; Дt = t2 - t1 = 150 - 22 = = 128С - разность температур пресс-формы и окружающей среды; ц = 1,2 - коэффициент, учитываюший изменение напряжения в электросети.

а) расчёт обогрева верхней плиты (рис.1):

Площади обогрева для крайних и средних обогревателей вычисляются [2]:

Fкр = 2·y·(c + а) + 1,5·y·b + (c + а)·b (2.7.1)

Fcр = 2·z·(c + а) + 1,5·z·b (2.7.2)

где y = 0,125 м - расстояние между крайним обогревателем и краем верхней плиты, z = 0,06 м - расстояние от одного среднего обогревателя до другого, а = 0,0485 м - высота пуансона; b и c - ширина и толщина верхней плиты (по ГОСТ 15861-81 размеры заготовки верхней плиты равны 500х400х50 мм) [2].

Fкр = 2·0,125·(0,0485+0,05) + 1,5·0,125·0,4 + 0,0985·0,4 = 0,139 м2.

Fcр = 2·0,06·0,0985 + 1,5·0,06·0,4 = 0,048 м2.

Мощность каждого нагревательного элемента:

Ркр = 0,139•15•128•1,2/0,86 = 372 Вт.

Рср = 0,048•15•128•1,2/0,86 = 129 Вт.

По ГОСТ 13268-83 принимаем стандартные нагревательные элементы с мощностями Ркр = 400 Вт и Рср = 150 Вт [2].

Так как в верхней плите предусмотрено 6 нагревательных элемента (2 крайних и 4 средних), то её суммарная мощность обогрева составляет

P =400•2+150•4 = 1600 Вт.

Рисунок 1.Верхняя плита обогрева

б) расчёт обогрева нижней плиты (рис.2):

Площади обогрева для крайних и средних обогревателей вычисляются по формулам [2]:

Fкр = 2·y·(c + H) + 1,5·y·b + (c + H)·b ,м2 (2.7.3)

Fcр = 2·z·(c + H) + 1,5·z·b,м2 (2.7.4)

где y = 0,117 м - расстояние между крайним обогревателем и краем нижней плиты, z = 0,049 м - расстояние от одного среднего обогревателя до другого, Н = 0,145- высота матрицы; b и c - ширина и толщина нижней плиты (по ГОСТ 15861-81 размеры заготовки нижней плиты равны 500х400х56 мм) [2].

Fкр = 2·0,117·(0,056+0,145) + 1,5·0,117·0,4 + 0,201·0,4 = 0,197 м2.

Fcр = 2·0,049·0,201 + 1,5·0,049·0,4 = 0,049 м2.

Мощность каждого нагревательного элемента:

Ркр = 0,197•15•128•1,2/0,86 = 517 Вт.

Рср = 0,049•15•128•1,2/0,86 = 147 Вт.

По ГОСТ 13268-83 принимаем стандартные нагревательные элементы с мощностями Ркр = 400 Вт, Рср = 350 Вт [2].

Рисунок 2.Нижняя плита обогрева

Так как в нижней плите предусмотрено 6 нагревательных элемента (2 крайних, 4 средних), то её суммарная мощность обогрева составляет

P = 400•2+350•4 = 2200 Вт.

2.8 РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ПРЕССОВАНИЯ

Длительность цикла прессования рассчитывается по формуле [2]:

Тц = Тзагр + Тзам + Тпр + Тдоп + Тразм + Твыт+ Тснят+ Точистки, (2. 8.)

где Тзагр - время загрузки материала в пресс-форму; Тзам, Тразм - время замыкания и размыкания пресс-формы, соответственно; Тпр - время выдержки пресс-материала под давлением; Тдоп - время на дополнительные операции (подпрессовку); Твыт - время выталкивания изделия из пресс-формы, Тснят-время снятия изделия с выталкивателя, Точистки- время затраченное на очистку пресс-формы.

Время замыкания пресс-формы расчитывается по формуле[2] :

Тразм = Тзам = Sхол/Vхол + Sраб/Vраб, (2.8.1.)

где Sхол = 79 мм - холостой ход замыкания; Sраб = 25 мм - рабочий ход замыкания; Vхол = 115 мм/с, Vраб = 2,5 мм/с - скорости холостого и рабочего хода подвижной плиты пресса (см. табл. 2. 5.5).

Тразм = Тзам = 79/115 + 25/2.5=0,68+10?11 сек.

Время прессования рассчитывается по наибольшей толщине стенки изделия, исходя из времени t = 45 с на 1 мм [2]. Так как толщина нашего изделия равна 15 мм, то Тпр = 15•45 = 675 с.

Твыт = Sвыталк./Vвыталк.=50/35=1,5?2с

S.выталк. = 50 мм - подъем выталкивателя; V.выталк. = 35мм/с - скорость выталкивателей при подъеме (см. табл. 2. 5.5).

Остальные значения выбираем следующими:

Тзагр = 200с.

Тдоп = 2(Sраб/Vраб)=25/2,5=21 сек.

Тснят=20 сек.

Точистки=10сек • 4= 40 сек.(сжатым воздухом).

Тц = 200 +11 + 675 + 21 + 11 + 2+ 20+40=980 с.

2.9 РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПРОЦЕССА

Производительность процесса прессования рассчитывается по формуле [2]:

G = 3600•z/Тц, (2. 9.)

где z- гнёздность пресс-формы.

С учётом выбранной пресс-формы с гнёздностью z = 4, производительность равна:

G = 3600•4/980 = 14,7 шт/ч.

При двухсменном режиме работы (продолжительность каждой смены составляет 8ч.) партия в 35000 штук будет изготовлена за 149 дней. Считая, что в месяце, в среднем, 22 рабочих дня, вся партия будет изготовлена примерно за 7 месяцев.

2.10 БРАК ПРИ ПРЕССОВАНИИ И ЕГО ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

Существует большое количество видов брака,напиример:

1. Недопрессовка - рыхлость изделия, общая или частичная (местная недопрессовка). Основная причина недопрессовки - нехватка пресс-материала, которая возникает из-за неправильной дозировки, а также чрезмерного вытекания пресс-материала при его повышенной текучести или наличии больших зазоров между пуансоном и матрицей. Кроме того, к недопрессовке могут приводить низкая текучесть материала, низкое удельное давление и отклонение от оптимальной температуры прессования. Слишком высокая температура вызывает преждевременное отверждение и снижение текучести (ведёт к понижению текучести и недостаточно высокая температура). Снизить текучесть пресс- материала сверх нормы может перегрев материала в стадии предварительного прогрева. К недопрессовке приводит и недостаточная посадка пуансона, вследствие засорения направляющих втулок [8].

Матовость изделия возникает из-за того, что связующее не выступает на поверхность пресс-изделия и не обеспечивает внешность глянца. Причиной матовости могут быть слишком высокая или слишком низкая температура прессования, а также недостаточная полировка пресс-формы или загрязнение её поверхности маслом при продувке воздухом [12].

Вздутия на поверхности изделия бывают, в основном, из-за чрезмерно высокой температуры прессования и повышенного содержания летучих. Повышенное давление паров и газов приводит к вздутиям недостаточно отверждённой поверхности. Неполное отверждение может быть при пониженной температуре прессования и недостаточной выдержке [12].

Трещины часто появляются совместно с вздутиями, вследствие выхода летучих через поверхность изделия. К появлению трещин приводят внутренние напряжения из-за неравномерной усадки, неправильного расположения арматуры и нерациональной конструкции пресс-формы. Трещины образуются также при неисправностях выталкивающей системы [4].

Неровность и волнистость изделия наблюдаются при повышенной влажности и текучести.

6. Прилипание изделий к пресс-форме происходит из-за недостатка смазки, загрязнённой поверхности пресс-формы, неполном отверждении пресс-материала, при малой конусности оформляющих частей пресс -формы [4].

Следовательно, основными мерами предотвращения брака являются тщательное соблюдение технологического режима прессования, исправность оборудования и соответствие пресс-материала техническим требованиям [4].

2. 11 МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

Для эффективной организации технологического процесса, обеспечения необходимого качества сырья и готовог изделия на производстве необходимо осуществлять следующие виды контроля [6]:

1. Производственный контроль качества сырья, полуфабрикатов, вспомогательных материалов при приёме, хранении и использовании в производстве. Для контроля на этом этапе производства необходимо провести анализ соответствия используемых материалов техническим требованиям.

2. Контроль и обеспечение строгого выполнения технологических требований на каждой операции производственного процесса. Необходимо контролировать температуру, давление и время выдержки. Давление и температура должны быть постоянными. Контролю также подлежит поверхность пресс - формы. Не допускаются неровности поверхности, несоответствие требуемой шероховатости и точности. Поверхность пресс - формы, а также оформляющие элементы должны быть хорошо смазаны (операция повторяется через каждые 15-20 деталей). Не допускается попадание воды, различных веществ (масла, растворителей и др.), а также различных включений [19].

3. Контроль за качеством и комплектностыо выпускаемой продукции. Необходимо контролировать соответствие прочностей (на сжатие и на изгиб) готового изделия заданным прочностным показателям. Испытания на сжатие и изгиб (по ГОСТ 11262-80) производить на стандартных образцах, изготовленных из испытуемого материала, при помощи разрывной машины РПУ-1. Габаритные размеры готового изделия контролировать с помощыо штангенциркуля ШЦ-2 (ГОСТ 166-73) [17].

4. Соответствие чертежам, стандартам, ГОСТам и ТУ.

5. Выборочный контроль по альтернативным признакам.Объем выборки принимаем 0,5 % от годового выпуска.175 шт.

Контроль производства осуществляется в порядке последовательности технологического процесса (см. 3. 1.).

3.ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

Технологический процесс (ТП) -- это часть производственного процесса, заключающаяся в целенаправленных действиях по изменению, определению и поддержанию состояния предмета и объекта труда, т. е. перерабатываемого материала и производимой продукции.

Технологическая операция (ТО) -- это законченная часть ТП, выполняемая на одном рабочем месте. При этом под термином «рабочее место» понимается элементарная единица структуры предприятия, где размещены исполнители ТО (операторы) и соответствующие средства технического оснащения. Число операторов на одном рабочем месте зависит от характера выполняемой работы. ТО является основной единицей производственного планирования и учета. На основе ТО определяется трудоемкость изготовления изделий, нормируется расход материально-технических ресурсов, устанавливаются разряды работ и расценки, производится календарное планирование производства, осуществляется контроль качества и сроков выполнения производственных заданий. В зависимости от отношения к предмету труда ТО подразделяют на основные и вспомогательные.

3.1ОПЕРАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЯ «КОЛЬЦО» МЕТОДОМ ПРЕССОВАНИЯ

Операция прессования состоит из.

1 ) подготовить пресс и пресс-форму для двухсменного режима работы, произвести настройку режимов прессоания(р=544кН,Т=150 °С, t=300 сек).

2)обработать оформляющие части пресс-формы силиконовой смазкой смазку Si-06-01 ТУ 6-15-542-83, нанося 2-3 слоя смазки с перерывом 20 секунд.Обработку оформляющих элементов пресс-формы проводят через 10-15 циклов прессования.(t=350сек).

3)загрузить в подготовленную пресс-форму сырье(t=40с,m=3,5кг). Дозировку сырья необходимо осуществлять по объему мерной емъкостью.

4)сомкнуть пресс-форму(Sхол=79мм,Sраб=25мм,Vхол=115мм/с, Vраб= 2,5мм/с, Рраб=544кН,Рхол =63кН, Т=150 °С, t =11 сек).

5) прессовать изделие ( р=544кН,Т=150 °С, t = 200сек);

6) подпрессовка (Sраб=25мм,Vраб=2,5мм/с,р=544кН,Т=150 °С, t =21 сек);

7) окончательное прессование (р=544кН,Т=150°С, t =475сек);

8) размыкание пресс-формы (Sхол=79мм,Sраб=25мм,Vхол=115мм/с,

Vраб= 2,5мм/с, Рраб=544кН, Рхол =63кН, Т=150°С, t = 11сек);

9) выталкивание детали из пресс-формы (S.выталк.=50мм,V.выталк.=35мм/с, Рраб=544кН,Т=150 °С, t =2 сек);

10) снятие детали с выталкивателя (t =40 сек);

11) опускание выталкивателя в исходное положение(S.выталк.=50мм, V.выталк.=45мм/с ,t = 2 сек).

12)очистка оформляющих полостей пресс-формы от остатков материала.Удалить облой по линии пресс-формы.(Т=150°С,t =40 сек)

13) контроль качества изделия согласно КД и эталону.Визуальный контроль качества.Не допускаются: царапины, вмятины, вспучивание материала, порыи другие дефекты;

14)удаление облоя,заусенцев с готовогоt изделия(t = 240 сек).

15)проконтролировать визуально рабочие элементы пресс-формы, в случае необходимости произвести регулировку и обрабтку.Не допускаются царапины,остатки материала, задиры.Выявленные дефекты обязательно записать в журнал, при необходимости вызвать мастера.

3.2МАРШРУТНО- ОПЕРАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ДЛЯ ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЕ «КОЛЬЦО» МЕТОДОМ ПРЕССОВАНИЯ

Технологический процесс изготовления изделия «Кольцо» состоит из следующих операций.

005 - Заготовительная.Весы. Заготовить материалы согласно двухсменной нормы выработки : премикс МКП(Б)-20В (ТУ 2253-001-45804463-2007) 57кг,растворитель ацетон 0,5 литра, силиконовую смазку Si-06-01 ТУ 6-15-542-83 в аэрозольной упаковке 2 баллона по 335мл. t=300с.

010 - Транспортная на участок прессования.ЭлектрокарЭК-1.00. Переместить с участка заготовки заготовленные материалы на участок прессования.t=120с,m=58кг.

015 - Прессование. Гидравлический пресс ДБ 2428, 4-х гнездная пресс-форма в сборе, штангенциркуль ШЦ-2 (ГОСТ 166-73) ,эталон готового изделия. Прессовать деталь выдерживая параметры: диаметр кольца 150 ±0,5, диаметр отверстия 70±0,1,шероховатость наружной поверхности Rz20, и шероховатость контура внутреннего диаметра Rz20, фаска 4Ч45о,масса 0,36 кг, предел прочности на сжатие усж =104 МПа, предел прочности на изгиб уизг= 92 МПа.t=980c.

020 - Транспортная.Электрокар.Переместить партию готовых деталей с участка прессования на участок ОТК.t=120с.

025 - Контрольная. Инструменты: штангенциркуля ШЦ-2 (ГОСТ 166-73) , профилографы-профилометры контактные для измерения профиля и параметров шероховатости поверхности по системе средней линии (ГОСТ 25142-82). Контролировать следующие параметры: диаметр кольца 150 ±0,5, диаметр отверстия 70±0,1,шероховатость наружной поверхности Rz20, и шероховатость контура внутреннего диаметра Rz20, фаска 4Ч45о,масса 0,36 кг; предел прочности на сжатие усж =104 МПа, а предел прочности на изгиб уизг =92 МПа. t=300c.

030 - Транспортная. Электрокар. Переместить партию готовых изделий с участка ОТК на участок маркировки и упаковки.t=120c.

035 - Маркировка и упаковка.Маркировать, упаковывать и комплектовать продукцию необходимыми НТД. t=200c.

040 - Транспортная. Электрокар. Переместить готовую продукцию с участка маркировки,упаковки на склад. t=120c.

4.ПРОЕКТИРОВАНИЕ УЧАСТКА

Участок - это группа станков, объединённых общим транспортным средством, имеющих независимую систему приводов и систему управления. Характеристики участка следующие: участок имеет общую систему транспортирования; для системы управления верхнего уровня участок является единым объектом управления; участок имеет фиксированный вход и выход; участок занимает площадь, ограниченную контуром простой конфигурации, как правило, прямоугольной [4].

4.1 РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Все виды оборудования, находящиеся на промышленном предприятии, по назначению подразделяются на четыре группы [5]:

1. производственное;

2. вспомогательное;

3. подъёмно-транспортное;

4. энергетическое.

К производственному оборудованию относятся все рабочие машины, станки, аппараты, занятые непосредственно выполнением операций основного технологического процесса. В этом оборудовании происходит изменение формы, изменение состояния или свойств сырья, материалов, заготовок и полуфабрикатов.

Вспомогательное оборудование - это оборудование, не участвующее непосредственно в изготовлении готовой продукции, но выполняющее работы по обслуживанию нужд основного производства предприятия [18].

К вспомогательному оборудованию цеха относится:

1. оборудование для ремонта и оснащения основного производственного оборудования, инструментов и приспособлений;

2. оборудование заводских лабораторий и оборудование для учебных целей;

3. санитарно-техническое оборудование (отопительные агрегаты, кондиционеры, вентиляторы, насосы и т.д.) [9].

К основному технологическому оборудованию цехов по переработке полимерных материалов относятся:

1. прессовое оборудование, которое используется для прессования изделий из реактопластов или резиновых смесей;

2. литьевое оборудование для литья под давлением изделий из термопластов, реактопластов и резиновых смесей.

3. экструзионное оборудование для изготовления длинномерных изделий (листов, труб, профилей, плёнок и т.д.);

4. вальцовое и каландровое для получения листовых материалов;

5. смесительное оборудование для смешения и диспергирования материалов.

Оборудование подбирают по действующим номенклатурным каталогам для освоенного и серийно выпускаемого отечественной промышленностью оборудования или по соответствующим ГОСТам [15].

Расчётное количество единиц основного производственного оборудования определяется по следующей формуле [5]:

(4. 1.)

где Т - годовой фонд времени работы оборудования, расходуемый на выполнение годовой программы; Фд - действительный годовой фонд времени работы оборудования; 0,93 - коэффициент, учитывающий потери времени на обслуживание рабочего места и оборудования, подготовительно - заключительное время, отдых и личные надобности персонала.

Годовой фонд времени работы оборудования находится по формуле [5]:

(4. 1.1.)

где Q - годовая программа выпуска изделий (производственная мощность цеха); t = 980с - время на изготовление одного изделия.

Действительный годовой фонд времени работы оборудования рассчитывается по формуле [15]:

,(4. 1.2.)

где 0,92 - коэффициент использования оборудования, учитывающий возможные простои машин из-за отсутствия сырья, электроэнергии, внезапных остановок; Кр = 0,05 - коэффициент потерь времени на ремонт оборудования; Кт = 0,025 - коэффициент, учитывающий технологические простои оборудования; Фн - номинальный годовой фонд времени.

С учётом двух выходных дней в неделю, номинальный годовой фонд времени определяется по формуле [5]:

(4. 1.3.)

где N = 52 - число недель в году; n = 11 - число праздничных дней в году; К - количество рабочих смен в сутках; 8- продолжительность рабочей смены (8ч).

ч.

ч.

T=(35000•980)/3600=9527,77ч

Ерасч=9527,77/(0,93•3660,7)=2,79

Принимаем Ерасч = 3. Для выполнения годовой программы выпуска изделий требуется три единицы основного производственного оборудования.

4.2 ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧИХ МЕСТ И РАСЧЕТ ЧИСЛЕННОСТИ РАБОТАЮЩИХ

Залогом правильной планировки оборудования основных и вспомогательных производств по переработке полимерных материалов является рациональная планировка рабочего места и научно-обоснованная организация труда на нём [4].

Анализ баланса рабочего времени операторов прессовых машин (за смену) позволяет условно разделить его на следующие элементы:

1. время на подготовительно-заключительные операции;

2. оперативное время, то есть непосредственно работы;

3. время обслуживания рабочего места.

Норма обслуживания оператором прессовых машин, работающих в полуавтоматическом режиме, равна НОБСЛ = 1,5 [5].

Анализ времени работы показывает, что оно складывается, в основном, из времени наблюдения за работой оборудования, контроля параметров техпроцесса, контроля качества готовой продукции и упаковки.

Правильная организация рабочих мест заключается в обеспечении рационального расположения основного технологического оборудования, компоновки на ограниченной производственной площади необходимых элементов оснащения, а также в обеспечении бесперебойного обслуживания рабочих мест всем необходимым для выполнения задания [17].

Нахождение оптимального варианта планировки оборудования достигается расчётом трудозатрат по элементам движений оператора в течение одного цикла и анализа занимаемых площадей.

При полуавтоматическом режиме работы прессовых машин оператор вручную производит вставку знаков и арматуры, включает машину в работу, контролирует качество изделий, ведёт подсчёт и укладку изделий в тару, а также постоянно контролирует технологические параметры процесса [5].

Численность основных рабочих (списочный состав) рассчитывается по формуле [3]:

Ч=n • c• Kcм/Нобсл (4.2)

где n - число единиц одиночного оборудования; с - число смен; КСМ = 1 - коэффициент списочного состава; НОБСЛ - норма обслуживания единиц оборудования одним рабочим.

Ч = 121/1,5 = 1.3

Принимаем Ч = 2, то есть для обслуживания основного технологического оборудования требуется двое рабочих. Расчёты показывают, что они обеспечат выполнение годовой программы в необходимые сроки.

При организации рабочего места были учтены следующие сведения:

- тип оборудования, его габариты и степень автоматизации производственного процесса;

- содержание труда обслуживающего производственного рабочего места;

- методы труда и движения работающего;

- оснащение рабочего места инструментами и приспособлениями;

- условия труда работающего, требования норм производственной санитарии и техники безопасности;

- обеспечение транспортными средствами [3].

4.3 РАЗМЕЩЕНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ

После того, как будет распределена номенклатура изготовляемых изделий по участкам и определён состав и количество основного оборудования на них, переходят к построению схемы расположения технологического оборудования на участках [14].

Прессовое оборудование располагаем так, чтобы плоскость рабочего проёма была перпендикулярна плоскости оконных проёмов. Размещение оборудования проведено с учётом следующих рекомендаций [14]:

проходы и разрывы не менее 1,5 м;

рабочие проходы между машинами и аппаратами не менее 0,8м;

расстояние между прессами и смежным оборудованием не менее 1,2 м.

размеры проезда напольного транспорта составляют ширину транспортных средств плюс 0,8 м на обе стороны до ближайшего оборудования или строительной конструкции;

свободный проход между стеной и оборудованием не менее 0,8 м.

4.4 ОСВЕЩЕНИЕ, ОТОПЛЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, ВОДОСНАБЖЕНИЕ И КАНАЛИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

1. Проектирование искусственного освещения ведётся в соответствии с требованиями СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» [4].

Освещение промышленных зданий, в обшем случае, может быть естественным, искусственным и совмещённым.

Естественное освещение благоприятно воздействует на психику человека и повышает устойчивость организма к болезням за счёт бактерицидного воздействия.

Искусственное освещение подразделяется на общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляют местное освещение (световой поток направлен непосредственно на рабочее место). Искусственное освещение может быть также рабочим и аварийным [4].

Источники света по принципу действия разделяют на тепловые (лампы накаливания) и люминесцентные.

Аварийное освещение предусматривается для продолжения работы (в помещениях или местах производства наружных работ) при временном или внезапном (при аварии) отключении основного рабочего освещения и необходимости эвакуации людей [2].

Рабочие на участке цеха работают в две смены и, следовательно, не могут быть полностью обеспечены естественным освещением. Даже в дневную смену в зимнее время, а также в пасмурную погоду приходится пользоваться искусственным освещением. Искусственное освещение на участке в любую погоду рабочей смены должно быть таким, чтобы можно было выполнять технологические операции и наладку оборудования без производственных дефектов и травматизма, а также, чтобы исключить чрезмерное утомление в

результате зрительного напряжения. Искусственное освещение обеспечим системой комбинированного освещения, то есть общего и местного. Расположение светильников будет равномерным по площади помещения. В качестве источников света будем использовать люминисцентные лампы (ЛЛ), которые дают большую экономию электроэнергии [4].

2. Системы отопления и вентиляции участка рассматриваются в соответствии с требованиями СНиП 2.04.05-86 «Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха» [2].

Если по условиям технологического процесса в производственных помещениях будет необходимо поддержание постоянной температуры или температуры и относительной влажности воздуха, допускается принимать метеорологические условия в пределах оптимальных параметров (+20 °С, но не более +25 °С) для тёплого и холодного периодов года.

Системы отопления во всех зданиях и сооружениях делят на местные и центральные.

Местные системы отопления - это системы с такими устройствами, когда в каждом из них тепловой генератор объединён теплопроводами с нагревательными приборами. К ним относят печное, газовое (при сжигании газа в нагревательных приборах, размещенных в отапливаемых помещениях) и электрическое отопление [2].

Системы центрального отопления - это системы с транспортированием теплоносителя (пар, вода или воздух) от теплового генератора к местам потребления по теплопроводам. Они подразделяются на системы водяного, парового, воздушного отопления и комбинированные.

Для соблюдения вышеуказанных норм и правил предусматриваем систему воздушного центрального отопления с механическим побуждением теплоносителя вентиляторами [2].

Различают естественную и искусственнуго вентиляции.

При естественной вентиляции (аэрации) воздухообмен в здании осуществляется за счёт разности плотностей наружного и внутреннего воздуха и воздействия ветра, а при искусственной - за счёт разности давлений, создаваемой вентилятором [9].

По направлению воздушных потоков системы вентиляции делят на приточную (нагнетание наружного воздуха в помещение), вытяжную (отсасывающую загрязненный воздух из помещения) и приточно-вытяжную.

Воздухо-приёмное отверстие для забора наружного воздуха располагается там, где воздух на заводской территории меньше всего загрязнён вредными газами. Расстояние между воздухозаборным и выбросным коробами систем вентиляции принимают не менее 10-12 м по горизонтали, располагая их не ниже 2м от поверхности земли [4].

При общеобменной вентиляции загрязнённый воздух помещения разбавляют наружным воздухом, чтобы загрязнённый воздух рабочих зон всего помещения не превышал санитарных норм. Её применяют, когда не удаётся ограничить распространение загрязнённого воздуха с отдельных участков помещения [5].

Местной называют вентиляцию, при которой чистый воздух подают на определённые рабочие места (местная приточная вентиляция) или загрязнённый воздух удаляют от мест образования вредных выделений (местная вытяжная вентиляция). К местной приточной вентиляции относят воздушные души и воздушные завесы [3].

В нашем случае для обеспечения рабочих необходимыми метеорологическими условиями применим местную приточно-вытяжную вентиляцию, а для очистки воздуха от вредных веществ на всех производственных площадях - общеобменную вентиляцию.

3. Системы внутреннего водопровода и канализации (водоотведения) зданий проектируем в соответствии с требованиями СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» [5].

На предприятиях могут существовать, в зависимости от назначения, следующие системы водоснабжения:

хозяйственно-питьевые;

производственные (прямоточные, повторные и оборотные);

- противопожарные (низкого и высокого давления).

При прямоточном водоснабжении вода после использования по назначению отводится в канализацию.

В системах с повторным водоснабжением вода после использования в одном цикле может подаваться (с частичной очисткой или без неё) на другой производственный цикл.

Оборотные системы водоснабжения характерны для предприятий, использующих воду для охлаждения машин и аппаратов, когда вода не меняет своего состава, а лишь нагревается [3].

В нашем случае будет обеспечиваться производственная система прямоточного водоснабжения с отводом воды в канализацию.

4. Канализация. Отведение сточных вод предприятия будет осуществляться по системам хозяйственно-бытовой, производственной и дождевой канализации. Эти системы будут разделены, в связи с тем, что состав стоков не допускает их совместный водоотвод [2].

По системам хозяйственно-бытовой канализации отводятся стоки от туалетных комнат, столовых; в производственную канализацию отводятся стоки от рабочих мест (производство продукции); в дождевую сеть отводятся дождевые и талые воды с кровель зданий и прилегающих к ним территорий предприятия [5].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью данного проекта было проектирование технологического процесса изготовления изделия «Кольцо» с годовым выпуском 35тысяч штук в год. Для достижения поставленной цели мною также были решены многие задачи,по результатам которых следует нижеследующие:

1. Наилучшим образом для производства данной детали подходит премикс МКП(Б)-20В. Преимущества премикса является то, что он уже армирован стекловолокном и не требует дополнительных технологических затрат.

2. Наиболее эффективен метод прямого компрессионного прессования. При данном методе осуществляется полное использование материала, также учитывается простота метода и сравнительно низкая стоимость пресс-форм

3. Для изготовления изделия «КОЛЬЦО» выбираем стационарную пресс-форму полузакрытого типа (с перетеканием). Такая пресс-форма позволяет отпрессовать любые изделия методом прямого прессования, снижает износ пуансона и загрузочной камеры, не требует точной дозировки материала, допускает продпрессовку. С учетом формы и размеров детали,а также учитывая годовой выпуск была выбрана 4 гнездную пресс-форму.

4. По величине рассчитанного номинального усилия прессования Р = 533,3 кН наиболее оптимально подходит полуавтоматический гидропресс ДБ2428 с номинальным усилием прессования Р = 630 кН = 63000 кгс = 63 тонны.

Также в работе приведенны расчеты обогрева пресс-формы, режимов прессования, разработан технологический процесс, рассчитанно количество технологического оборудования, число рабочих,и спроектирован участок.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Технология производства изделий из пластмасс : учеб. пособие [для студентов вузов] / М. Г. Киселев [и др.]. - Минск : Технопринт, 2010.

2. Филатов В. И. Технологическая подготовка процессов формования изделий из пластмасс. - Л.: Политехника, 2011. - 352 с.

3. Лейкин Н.Н. Высшая школа, 1980. - 320 с.

4. Белов С. В. Безопасность жизнедеятельности. - М: Высшая школа, 2001. - 488 с.

5. Бобрышев А. А. Методическое указание по проектированию. - Набережные Челны: КамПИ, 2009. - с.99.

6. Елизаров Ю. Д. Материаловедение для экономистов. - Ростов-на- Дону.: Феникс, 2012. - 576 с.

7. Кацнельсон М. Ю. Полимерные материалы. Справочник. - Л.: Химия, 2007. - 317с.

8. Крышановский В.К. Производство изделий из композиционных материалов. - СПб.: Профессия, 2011. - 464 с.

9. Мельников Н. Ф. Технология машиностроения. - М: Машиностроение, 2007. - 327с.

10. Гиберов З.Г. Механическое оборудование заводов пластических масс. Справочник.

11. Пантелеев А. П. Справочник по проектированию оснастки для переработки пластмасс. - М.: Машиностроение, 2006. - 400 с.

12. Пик И. Ш. Технология пластических масс. - М.: Высшая школа, 1975. - 375 с.

Размещено на Allbest.ru