Рассчитаем максимальное количество изделий в садке по формуле:
n = mmax / mизд,
где mизд – масса одного прутка;
mmax – максимальная масса садки (до 2500 кг);
n – количество прутков в садке, (шт)
n = 2500 / 13,745 = 181,88шт.
Принимаем количество изделий равное 182, тогда масса садки равна:
Mсад = 182 * 13,745 =2501,59 кг
Определяем часовую производительность печи по формуле:
Р = Mсад / Т,
где Р – производительность оборудования, кг/ч;
Mсад – масса садки, кг;
Т – время, ч
Время обработки находится по формуле:
Т = Тн + Тв + То + Тз,
где Тн – время нагрева, 7,45 ч;
Тв – время выдержки,10 ч;
То – время охлаждения, 6,18 ч;
Тз – время загрузки и выгрузки, 0,67 ч.
Тогда производительность оборудования будет равна:
Р = 2501,59 / 24,3 = 103 кг/ч
Режим работы термического участка трехсменный с праздниками и выходными. Длительность смены 8 часов.
Определяем фактический фонд работы оборудования по формуле:
Ф = 365 * n * 8,
где 365 – количество рабочих дней в году;
n – число смен в сутки;
8 – продолжительность смены, ч;
Ф = 365 * 3 * 8 = 8760 ч
Исходя из количества рабочих дней в году, числа смен в сутки и продолжительности смены рассчитываем действительный годовой фонд времени работы оборудования, учитывая потери времени на ремонт и наладку оборудования (8 %):
Фн = (365 – (П + В)) * 8 *n = 5856 ч
Фд = Фн – Фн * 0,08 = 5388 ч
Задолженность оборудования, то есть потребное количество часов для выполнения годовой производственной программы при найденной производительности определяем по формуле:
З = П / Р
где П – годовая производственная программа, кг;
Р – производительность печи кг/ч;
З =907560/103 = 8811,26 ч
Определяем расчетное количество оборудования Нр по формуле:
Нр = З / Фд
Нр = 8811,26 / 5388 = 1,74 ед
Так как расчетное количество выражено дробным числом, то необходимо его округлить до большего целого числа с получением потребного количества оборудования Нп = 2 ед
Определяем коэффициент загрузки оборудования по формуле:
Кз = Нр / Нп
Кз = 1,74 / 2 = 0,87
Коэффициент загрузки оборудования печи ВЗА, предназначенной для закалки составляет 0,87, что в пределах нормативного значения. Нормативное значение коэффициента загрузки оборудования равно 0,85 – 0,97.
7.Выбор и расчёт количества дополнительного и вспомогательного оборудования
Дополнительное и вспомогательное оборудование является неотъемлемой частью каждого участка термической обработки. Оно обеспечивает соблюдение технологического процесса, облегчает условия труда, создает предпосылки для механизации и автоматизации процесса. Дополнительное оборудование – это устройства для промывки и очистки изделий, правильные прессы и машины. В данном случае дополнительное оборудование – это правильная машина.
Вспомогательное оборудование – это установки для приготовления контролируемых атмосфер, маслоохладительные установки, подъемно-транспортное оборудование. В состав вспомогательного оборудования для организации технологического процесса входят:
1. В качестве подъемно-транспортного оборудования используется кран-балка, грузоподъемностью 10 тонн.
2. Для контроля качества используют стеллажи, места для складирования и размещения полуфабрикатов до и после обработки.
Охлаждение слитка происходит на воздухе, поэтому специальная установка для охлаждения не требуется.
Контроль качества поверхности, соответствие геометрических параметров требованиям техническим условиям осуществляют непосредственно в процессе производства. Кроме того контролируют механические свойства, структуру, отсутствие внутренних дефектов и несплошностей. Контролю геометрических размеров и допусков на размеры подвергают каждый слиток. Контроль макроструктуры заключается в исследовании структуры слитка, видимой невооруженным глазом или при небольшом увеличении. Микроструктуру полуфабрикатов контролируют на поперечном травленом шлифе при увеличении от 200 до 500 (в зависимости от степени деформации полуфабрикатов). Контролируют не менее пяти полей шлифа в разных зонах его поверхности.
Макроструктуру образцов (полуфабрикатов) оценивают в соответствии с требованиями нормативной и технической документации на полуфабрикаты.
При исследовании макроструктуры выявляются дефекты в виде трещин, рыхлот, расслоений, утяжин, неметаллических включений, светлых пятен кристаллитов обедненного твердого раствора, включений интерметаллидов, линий различной травимости. Контроль макроструктуры производится визуально или при небольших увеличениях. Размер дефектов, обнаруженных при контроле, определяется с помощью металлической линейки.
При обнаружении в структуре образцов дефектов в виде утяжин, линий различной травимости без явно видимых расслоений, о годности полуфабрикатов судят по излому, произведенному в направлении перпендикулярном оси деформации.
Микроструктуру контролируют на микроскопах Axiovert 200 MAT в металлографической лаборатории, находящийся в испытательно-аналитическом центре, на специально подготовленных шлифах. Также там контролируют содержание водорода в образцах на анализаторе водорода H-mat 2020. Контролю микроструктуры и на содержание водорода подвержены 10 образцов из каждой партии.
Твердость образцов измеряют на твердомере HD-3000B по Бринеллю, измерению подлежат не менее 5 образцов из партии.
8. Определение площади и планировка участка
Планировка термического участка включает в себя размещение всех видов выбранного оборудования, а также мест складирования поступающей и готовой продукции, проходов и проездов на определенной площади.