4.3.3 Проектування стрижневого відділення
При виконанні проекту у цьому розділі РПЗ необхідно опрацювати такі питання:
Розрахувати кількість та масу стрижнів на річну програму.
Розподілити номенклатуру стрижнів на групи з маси.
Визначити кількість та потужності технологічних потоків стрижнів.
Обґрунтувати технологічний процес виготовлення стрижнів для кожного технологічного потоку та вибрати обладнання для їх виготовлення.
Розрахувати необхідну кількість його одиниць стрижневого устаткування.
Розрахувати площі для зберігання добового запасу стрижневих ящиків та стрижнів.
Програмою стрежневого відділення є річна кількість стрижнів, необхідне забезпечення випуску проектної програми придатних виливків.
Розрахунок кількості стрижнів здійснюється за наявними технологічними картами виготовлення повної номенклатури виливків при масовому або великосерійному виробництві або виливків - представників при серійному виробництві. За відсутності технологічних розробок на частину чи всю номенклатуру виливків (наприклад, при дрібносерійному та одиничному виробництві) кількість стрижнів визначають за нормами витрати на 1 т річного випуску виливків (додаток Ж).
Вибір технологічних процесів та обладнання для виготовлення стрижнів проводиться після розбивки всієї номенклатури за масою та розмірами. У цьому враховується серійність виробництва, технологія виготовлення форм окремих потоків виливків, можливість використання різних видів устаткування й стрижневих сумішей. Після визначення кількості та потужності технологічних потоків усі стрижні поділяються на групи, для яких вибираються технологічні процеси та обладнання. При розрахунках приймається щільність стрижнів з піщано-глинистих сумішей 1,6...1,7 кг/дм 3з ХТС-1,4…16 кг/дм 3 , із ЖСС-1,35 кг/дм 3 . Розбивка стрижнів на групи по масі дозволяє визначити кількість, масу або об'єм стрижнів даної групи і дає можливість звести кілька груп в один технологічний потік виготовлення їх на одному устаткуванні.
При виборі методів виготовлення стрижнів слід керуватися такими основними положеннями:
- при масовому та великосерійному виробництві технологічні процеси повинні забезпечувати високу продуктивність, наприклад: піскодувні та піскострільні напівавтомати; застосування швидковисихаючих сумішей та короткої сушіння; холодно-твердні суміші з продуванням різними каталізаторами затвердіння та ін.
- комплексні лінії повинні включати обладнання як для виготовлення стрижнів, так і для їх обробки, фарбування, складання в блоки та ін;
- для фарбування та «підсушування» стрижнів у складі комплексних ліній встановлюються конвеєрні горизонтальні або вертикальні сушарки, витяжні камери для покриттів на основі спиртів, лаків;
- при серійному, дрібносерійному, одиничному виробництві переважно застосовувати самотвердіючі суміші на основі смол, рідкого скла, алюмофосфатних сполучних, що сприяє зниженню трудомісткості виготовлення та вибивання стрижнів, підвищує їх точність;
- допустимо в окремих випадках застосування сумішей, що вимагають теплового сушіння, наприклад, при виготовленні масивних стрижнів;
- при проектуванні слід прагнути мінімізувати кількість типорозмірів стрижневих ящиків, використовуючи багатогніздні ящики для дрібних стрижнів.
Застосовувані нині у ливарному виробництві сполучні матеріали та затверджувачі дозволяють досить широко варіювати час затвердіння сумішей у оснащенні, що забезпечує механізованевиготовлення як дрібних, і великих стрижнів. Використовуючи всілякі комплексно-механізовані лінії, слід мати на увазі, що для кожного конкретного цеху (відділення) компонування ліній може бути змінено зі збільшенням або зменшенням габаритів ліній, окремих її ділянок (наприклад, розмірів ділянок затвердіння суміші, підсушування фарби, накопичення готових стрижнів та ін)
У додатку Е наведено дані щодо деяких видів обладнання для виготовлення стрижнів. Крім цього можуть використовуватися формувальні машини, змішувачі ХТС, ЖСС, вібростоли.
При проектуванні сучасних ливарних цехів доцільно повністю механізувати та автоматизувати виготовлення стрижнів шляхом застосування потокових комплексно – механізованих та автоматизованих ліній.
На базі стандартних ліній можна спроектувати стрижневі лінії з іншою продуктивністю та габаритами, розрахувавши необхідні технічні дані окремих ділянок ліній та продуктивність змішувача. (Додаток І).
Машини та лінії для виготовлення стрижнів підбираються та розраховуються на програму після визначення масових груп стрижнів, габаритів стрижневих ящиків, кількості стрижнів та їх маси. На ділянці можуть виготовлятися стрижні однієї чи кількох груп. Стрижневе відділення може складатися з однієї або декількох ділянок, які можуть комплектуватися як стрижневими машинами (піскодувними, піскострільними), так і автоматизованими або механізованими лініями.
Основою вибору стрижневої машини є маса стрижня та максимальні розміри стрижневого ящика.
Кількість стрижневих машин для кожного технологічного потоку визначається за відомими формулами. При проектуванні приймається число стрижневих машин або ліній, відмінне від розрахункового, такяк враховується коефіцієнт завантаження устаткування. Рекомендований коефіцієнт завантаження – 0,70. 0,85; при цьому коефіцієнт завантаження стрижневого обладнання повинен бути нижчим або дорівнює відповідному коефіцієнту для обладнання для формування. Це необхідно для того, щоб стрижневе відділення не затримувало роботу формувально-складальних ділянок цеху.
Усі розрахункові дані щодо стрижневого відділення зводяться в таблицю, форму якої наведено в [1].
Для підвищення міцності, газопроникності стрижнів застосовується сушіння; так само необхідно здійснювати сушіння протипригарних покриттів на водній основі, якщо стрижні виготовляються із сумішей, що не вимагають сушіння.
Сушіння може проводитися в камерних, поверхонькових, візкових сушилах періодичної дії, або в різних конвеєрних сушилах безперервної дії.
У разі різних технологічних процесів у стрижневому відділенні слід розподілити стрижні по сушилах з урахуванням розмірів та необхідного режиму сушіння. Методика розрахунків кількості сушил наведена у [1].
У складі стрижневого відділення проектуються ділянки виготовлення каркасів, приготування протипригарних покриттів, комплектування стрижнів, оперативного зберігання стрижневих ящиків та стрижнів, отримання вуглекислого газу (за потреби), комори допоміжних матеріалів.
Площа ділянок оперативного зберігання оснастки та стрижнів може визначатися як укрупнено (10...15 % від площі стрижневого відділення), або розраховуватись по кожному технологічному потоку стрижнів.
При визначенні величини площі стрижневого відділення слід враховувати, що в цехах масового та великосерійного виробництва з використанням автоматичних та механізованих ліній площі стрижневих відділень становлять 50…100 % відплощі формувального відділення. При виготовленні стрижнів на плацу розрахунок площ може проводитись за кількістю робочих місць. Площа каркасного відділення приймається залежно від потужності цеху: за потужності цеху 10. 20 тис. т/рік площа ділянки дорівнює - 15 . 24 м 2; за потужності 20. 50 тис. т/рік - 24. 120 м 2 .