44106

Холодная листовая штамповка

Дипломная

Производство и промышленные технологии

Конструкция пробивного – клинового штампа установленного на прессе усилием. Конструкция штампа для пробивки установленного на прессе усилием 1.6 МН модели КА3732 Конструкция штампа для вытяжки установленного на прессе усилием. Металлический материал для листовой штамповки получают в основном в металлургическом производстве: прокаткой волочением прессованием гибкой профилированием в виде листа полосы ленты различной ширины свернутой в рулон а также в виде сплошных и несплошных стержней панелей труб...

Русский

2013-11-10

12.98 MB

35 чел.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение ………………………………………………………………………………..5

  1.  Общая часть ………………………………………………………………………...7
    1.   Обоснование и анализ целесообразности

строительства (реконструкции) цеха ……………………………………….7

  1.   Продукция и производственная программа цеха ………………………….7
    1.   Производство базового цеха ………………………………………………..8
  2.  Технологическая часть ……………………………………………………………..9
    1.   Техническое обоснование проектируемой

технологии и экономическое обоснование

реконструкции цеха …………………………………………………………9

  1.  Металлофизическая характеристика и

поведение обрабатываемых сплавов

при пластической деформации ……………………………………………11

  1.  Слитки и заготовки ………………………………………………………...11
    1.  Технологический процесс и

применяемое оборудование ……………………………………………….12

  1.  Технический контроль ………………………………………………….12
    1.  Расчет количества оборудования ………………………………………15
      1.  Определение мощности и количества

единиц вспомогательного оборудования ……………………………...21

  1.  Определение расхода металла

на годовую программу ………………………………………………….21

  1.  Определение расхода вспомогательных

материалов ………………………………………………………………22

  1.  Определение потребности в штампах …………………………………22
    1.  Расчет технологического процесса

для выбранных деталей ……………………………………………………24

  1.  Технологический расчет процесса

изготовления детали «Крышка» ……………………………………….24

  1.  Технологический расчет процесса

изготовления детали «Корпус» ………………………………………...27

  1.  Стойкость штампов ……………………………………………………..32
    1.  Конструкция штампов …………………………………………………..33
      1.  Прочность пуансонов и матриц ………………………………………...35
      2.  Конструкция пробивного – клинового

штампа, установленного на прессе

усилием 2.5 МН модели КА2534 ……………………………………….37

  1.  Конструкция штампа для пробивки,

установленного на прессе

усилием 1.6 МН модели КА3732 ………………………………………38

  1.  Конструкция штампа для вытяжки,

установленного на прессе

усилием 1.6МН модели КА3732 ……………………………………….39

  1.  Специальная часть ………………………………………………………………...40
  2.  Электроснабжение ………………………………………………………………...43
    1.  Электроснабжение цеха ……………………………………………………43
    2.  Расчет электроосвещения ………………………………………………….43
    3.  Расчет электрических нагрузок цеха ……………………………………...45
    4.  Выбор мощности и количества трансформаторов ……………………….46
    5.  Расчет сечений и выбор кабелей

напряжением 0.4 кВ и 6 кВ ………………………………………………..48

  1.  Определение годовой стоимости электроэнергии ……………………….50
    1.  Выбор коммутационной аппаратуры ……………………………………..51
  2.  Автоматизация производственных процессов ………………………………….53
  3.  Безопасность и экологичность …………………………………………………...58
    1.  Анализ опасных и вредных

производственных факторов ………………………………………………59

  1.  Мероприятия по охране труда …………………………………………….60
    1.  Мероприятия по производственной санитарии ………………………….62
    2.  Мероприятия по пожарной безопасности ………………………………...63
    3.  Организационные мероприятия …………………………………………...64
    4.  Защита окружающей среды ………………………………………………..65
  2.  Экономическая часть ……………………………………………………………..67
    1.  Организация управления цехом …………………………………………...67
    2.  Расчет капитальных вложений …………………………………………….67
    3.  Расчет стоимости  основных производственных

фондов и амортизационных отчислений …………………………………69

  1.  Организация труда …………………………………………………………71
    1.  Расчет численности работающих …………………………………………71
    2.  Расчет фонда заработной платы …………………………………………..70
    3.  Расчет сметы затрат на производство и

себестоимость продукции …………………………………………………75

  1.  Расчет сметы затрат на производство …………………………………75
    1.  Расчет себестоимости продукции ……………………………………...77
    2.  Основные технико-экономические показатели проекта ………………...79
  2.  Библиографический список ………………………………………………………81
  3.  Приложения………………………………………………………………………..83

Введение

Обработка металлов давлением одно из древнейших искусств, дошедших до наших дней. Конечно, сейчас мы не встретим людей, которые обрабатывали неразогретое железо камнем, но сущность процесса обработки осталась та же - получать нужную форму металла посредством приложения к нему усилий. На современном этапе очень заметно усовершенствовалось кузнечно-штамповочное оборудование. Большое распространение обработка металлов давлением получила в машиностроении, так как такой вид обработки имеет ряд преимуществ: 1) возможность получения не только заданной формы, но и заданных механических свойств изделия; 2) почти безотходное производство;     3) высокая производительность.

Современные тенденции технологии и машин КШП это: экономия металла, экономия энергии, повышение качества штампуемых изделий, механизация и автоматизация производственных процессов, а также внедрение новых технологических процессов.

Холодная листовая штамповка является одним из наиболее прогрессивных

технологических методов производства; она имеет ряд преимуществ перед другими видами обработки металлов, как в техническом, так и в экономическом отношении.

В техническом отношении холодная штамповка позволяет:

1) получать детали весьма сложных форм, изготовление которых другими методами обработки или невозможно или затруднительно;

2) создавать прочные и жесткие, но легкие по массе конструкции деталей при небольшом расходе материала;

3) получать взаимозаменяемые детали с достаточно высокой точностью размеров, преимущественно без последующей механической обработки.

В экономическом отношении холодная штамповка обладает следующими преимуществами:

1) экономным использованием материала и сравнительно небольшими отходами;

2) весьма высокой производительностью оборудования, с применением механизации и автоматизации производственных процессов;

3) массовым выпуском и низкой стоимостью изготовляемых изделий.

Наибольший эффект от применения холодной штамповки может быть обеспечен при комплексном решении технических вопросов на всех стадиях подготовки производства, начиная с создания технологичных конструкций или форм деталей, допускающих экономичное изготовление их.

Разработка технологических процессов холодной штамповки и проектирование штампов неразрывно связаны между собой, хотя и могут выполняться разными лицами. Технолог должен хорошо знать конструкцию штампов, а конструктор должен обладать основными технологическими знаниями по холодной штамповке.

По характеру деформаций холодная штамповка расчленяется на две основные группы операций: разделительные и формоизменяющие. Листовой штамповкой обрабатывают как металлические, так и неметаллические материалы. Металлический материал для листовой штамповки получают в основном в металлургическом производстве: прокаткой, волочением, прессованием, гибкой (профилированием), в виде листа, полосы, ленты различной ширины, свернутой в рулон, а также в виде сплошных и несплошных стержней, панелей, труб различных форм поперечного сечения и толщины (сортовой металл). Из неметаллических материалов методами листовой штамповки обрабатывают бумагу, картон, натуральную и искусственную кожу, слоистые и неслоистые пластики, различные синтетические материалы.

При листовой штамповке исходная форма материала пластически изменяется. При этом обеспечиваются требуемые геометрическая точность формы, состояние, качество и точность поверхности.

Формоизменение осуществляется с помощью основных инструментов — пуансона и матрицы и вспомогательных — прижима, съемника, выталкивателя и т. д. Пуансон вдавливается в деформируемый материал, обтягивается, обтекается или охватывается им. Матрица вбирает в себя, охватывает изменяющий форму материал и пуансон.

Исходный материал, предназначенный для последующей обработки, в виде тела определенной формы и размеров называется заготовкой.

Холодная листовая штамповка объединяет большое количество разнообразных операций, которые могут быть систематизированы по технологическим признакам.

В листовой штамповке применяют следующие виды формоизменения заготовки: растяжение, осадку, сдвиг, выглаживание, вдавливание (внедрение), гибку, вытяжку, вытяжку с утонением, ротационную вытяжку, обтяжку, местную формовку, отбортовку, фланцовку, обжим, раздачу, скручивание.

  1.  ОБЩАЯ ЧАСТЬ

  1.  Обоснование и анализ целесообразности строительства (реконструкции) цеха.

Мини-цех для производства штампованных деталей товаров народного потребления будет расположен на территории предприятия «ЗАО СИБТЯЖМАШ», находящийся на правом берегу города Красноярска.

Город связан разными путями сообщения: автострадами, железнодорожными путями, воздушными и водными линиями сообщения. Близость доставки сырья и потребителей продукции является важной частью для выбора территории и строительства на ней.

Мини-цех будет потреблять энергию с красноярской ТЭЦ, имеет непосредственный  выход к железнодорожным путям, что очень выгодно для доставки сырья и сбыта продукции в другие регионы РФ.

Мини-цех рабочей силой и ИТР будут обеспечиваться с университетов и техникумов нашего города и других городов. Жилье сотрудников цеха находится  на расстоянии 1 км от рабочей зоны, так же рядом с заводом проходит дорога и трамвайные пути, что очень благоприятно для жителей, живущих в другой части города.

На территории завода, в обеденный перерыв можно быстро пообедать в заводских столовых, диетических залах, на фабрике-кухне.

В 1978 году на базе завода и организованного в 1977 году научно-исследовательского, проектно-конструкторского и технологического института (НИПКТИ) создано производственное объединение СИБТЯЖМАШ, на базе которого в 1991 году было образовано «ЗАО СИБТЯЖМАШ».

Можно сказать, что с 1978 года на заводе оборудование износилось, как физически, так и морально. На сегодняшний день необходимо вводить новые системы работы, больше автоматизации и механизации в цехе, что будет способствовать повышению производительности и качества продукции.

  1.  Продукция и производственная программа цеха.

Мини-цех по производству товаров народного потребления ЗАО «СИБТЯЖМАШ» изготавливает и реализует электроконфорки ЭКЧ-145-1.0/220, ЭКЧ-180-1.2/220, ЭКЧ-180-1.5/220, ЭКЧ-220-2.0/220; электроплита настольная с жарочным шкафом «Жарок» ЭПЧШ 5.5-3.8/2.2-220; электрошкаф жарочный ЭШП-1.6/220 «Жарок»; электроплитки ЭПЧ 2-2.2/220, ЭПЧ 1-1.2/220,              ЭПЧ 1-1.0/220.

В этом цехе производят детали для электроплиток ЭПЧ 1-1.0/220           ГОСТ 14919-83: крышки, корпуса, полки, ножки, планки, кронштейны, противни, стенки задние и др. Вся номенклатура цеха представлена в таблице 1.1

В цехе товаров народного потребления введен в действие участок пластмасс, предназначенный для изготовления деталей электроплиток.

Таблица 1.1 – Номенклатура продукции проектируемого цеха.

№ п/п

Наименование

деталей-представителей

Марка сплава

Количество

на 1 комплект

Годовая программа

тыс. шт.

т

1.

Крышка

08кп

1

50

26.5

2.

Корпус

08кп

1

50

45

3.

Полка

Ст3пс

1

50

87.5

4.

Ножка

Ст3пс

4

200

44

5.

Крышка верхняя

08кп

1

50

28.5

6.

Планка

08кп

1

50

22.5

7.

Кронштейн

Ст3пс

1

50

3.5

8.

Кронштейн

Ст3пс

1

50

3.5

9.

Противень

Ст3пс

1

50

55

10.

Стенка задняя

08кп

1

50

50

11.

Крышка

08кп

1

50

34.5

12.

Кронштейн

08кп

1

50

12.5

13.

Крышка

08кп

1

50

39

14.

Крышка

08кп

1

50

23.5

  1.  Производство базового цеха.

В цехе-аналоге производится продукция получаемая методом холодной листовой штамповкой.

На этом участке внедрены системы механизации и оборудование, установленное в 1978 году уже износилось, как физически, так и морально. Для лучшей работы не обходимо, полностью обновить оборудование и повысить использование средств механизации и автоматизации.

Для повышения качества продукции необходимо получение более квалифицированного персонала, который лучше всего получать с высших учебных заведений и иметь опыт работы. Чаще всего на предприятие приходят студенты, которые не имеют опыта работа. Конечно, тяжело обучать новые личности, которые имеют свои перспективы и претензии, но их необходимо заинтересовать, чтобы они сами пришли к нам.

  1.  ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

  1.  Техническое обоснование проектируемой технологии и экономическое обоснование реконструкции цеха.

Технологические процессы холодной штамповки могут быть наиболее рациональными лишь при условии создания технологичной конструкции или формы детали, допускающей наиболее простое и экономичное изготовление. Поэтому технологичность листоштампованных деталей является наиболее важной предпосылкой прогрессивности технологических методов и экономичности производства.

Под технологичностью следует понимать такую совокупность свойств и конструктивных элементов, которые обеспечивают наиболее простое и экономичное изготовление деталей (в условиях данной серийности производства) при соблюдении технических и эксплуатационных требований к ним.

Основными показателями технологичности листовых холодноштампованных деталей являются:

1) наименьший расход материала;

2) наименьшее количество и низкая трудоемкость операций;

3) отсутствие последующей механической обработки;

4) наименьшее количество требуемого оборудования и производственных площадей;

5) наименьшее количество оснастки при сокращении затрат и сроков подготовки производства;

6) увеличение производительности отдельных операций и цеха в целом.

Общим результативным показателем технологичности является наименьшая себестоимость штампуемых деталей.

Так как величина и соотношение элементов себестоимости изделий (материал, заработная плата, цеховые расходы) зависят от серийности производства, то понятие технологичности неразрывно связано с серийностью производства. Технологичная конструкция в условиях мелкосерийного производства может оказаться нетехнологичной в массовом производстве и наоборот.

В большинстве случаев основным критерием технологичности конструкции является наиболее экономное расходование материала при наименьшем количестве операций и снижении трудоемкости.

Общая экономичность процессов холодной штамповки не только не снижает, но еще больше повышает значение экономии металла.

Анализ себестоимости штампованных деталей показывает, что экономия материала на 10% по эффективности равноценна увеличению производительности в три раза на всех операциях.

Экономия материала на 20—25% в большинстве случаев настолько эффективна, что стоимость сэкономленного материала обычно превышает сумму прямой заработной платы.

Себестоимость и качество штампуемой детали зависит от выбора рационального варианта технологического процесса изготовления детали. [14, стр. 279]

Цехи листовой штамповки различают по характеру выпускаемой продукции (тонколистовой штамповки, толстолистовой штамповки, арматурные, каркасные и др.); габаритным размерам штампуемых  деталей (табл. 2.1); объему годового выпуска (табл. 2.2); серийности производства (табл. 2.3).

Для выбора оптимального варианта технологического процесса является масштаб и серийность производства. При определении серийности производства (ориентировочно) можно использовать рекомендации табл. 2.3

Перед разработкой технологических процессов для определения принадлежности детали к тому или иному отделению или участку их группируют по размерам (табл. 2.1). [2, стр. 173 – 174]

Таблица 2.1 – Классификация листовых деталей по размерам.

Типы деталей

Толщина

листа, мм

Площадь детали в плане,

Масса деталей, кг

Крупные и особо крупные

Тонколистовые

< 4

2.5-8.0

4-30

Толстолистовые

4

2.5-10.0

4-150

Средние

Тонколистовые

< 4

до 0.6

0.3-3.5

Толстолистовые

4

1.5-5.0

Мелкие и особо мелкие

Тонколистовые и толстолистовые

-

до 0.2

до 1.5

Таблица 2.2 – Характеристика цехов листовой штамповки по годовому выпуску.

Цехи

Годовой выпуск деталей, т

Мелкие и

особо мелкие

Средние

Крупные и

особо крупные

Мелкие

до 1 000

до 5 000

до 20 000

Средние

до 5 000

до 20 000

до 100 000

Крупные

свыше 5 000

свыше 20 000

свыше 100 000

Таблица 2.3 – Типовые признаки серийности в листоштамповочном производстве.

Тип производства

Характеристика производства

Ориентировочный годовой выпуск, тыс. шт.

Особо крупные и крупные детали

Средние детали

Мелкие и особо мелкие детали

Массовое

Непрерывное поточное

≥ 400

≥ 800

≥ 2 000

Крупносерийное

Поточное крупными партиями

≥ 50

≥ 100

≥ 200

Серийное

Поточное средними партиями

≥ 10

≥ 20

≥ 50

Мелкосерийное

Групповая штамповка

≥ 1

Единичное

Единицы, десятки, сотни

  1.  Металлофизическая характеристика и поведение обрабатываемых сплавов при пластической деформации.

Для производства деталей в проектируемом цехе используют стали марок Ст3 и 08кп. Химический состав и механические свойства сталей приведены в таблице 2.4 [5, табл. 1, 6, 7]

Таблица 2.4 – Химический состав и механические свойства металлов изделий.

Марка металла или

сплава

ГОСТ на марку

Химический состав (содержание элементов, %)

Механические свойства

C

Si

Mn

Cr

, МПа

, МПа

, %

Ст3пс

ГОСТ 16523-89

0.14–0.22  

0.05–0.15

0.4–0.65

до 0.3

380-470

210-250

25

08кп

ГОСТ 24244-80

0.05–0.11

Более 0.03

0.25-0.50

0.10

330

200

35

  1.  Слитки и заготовки.

В проектируемом цехе металл поставляется в виде листов. Материал поступает в проектируемый цех с Ново-Липецкого металлургического комбината, который производит данные марки стали. Сортамент использованного материала представлен в таблице 2.5 [5, табл. 43]

Таблица 2.5 – Сортамент исходного материала.

Марка металла или сплава

Сортамент или наименование исходного материала (слитки, металлопрокат)

ГОСТ на сортамент

Основные размеры, мм

08кп

лист

ГОСТ 19904-74

1.6*1250*2500

08кп

лист

ГОСТ 19904-74

1.0*1000*2000

08кп

лист

ГОСТ 19904-74

0.8*1000*2000

08кп

лист

ГОСТ 19904-90

1.0*1000*2000

Ст3пс

лист

ГОСТ 19903-74

1.0*1250*2500

Ст3кп

лист

ГОСТ 19903-74

1.6*1250*2500

Материал, применяемый для изготовления холодноштампованных деталей должен соответствовать не только назначению и условиям работы, но и технологическим требованиям, вытекающим из характера и степени производимой деформации.

Технологические свойства металла определяются в основном его механическими свойствами, зависящими, в свою очередь, от химического состава, структуры и величины зерна, термообработки, степени наклепа.

Для механических и технологических свойств холоднокатаных материалов, применяемых в холодной листовой штамповке, большое значение имеют степень наклепа при холодной прокатке и характер термообработки. Для характеристики технологических свойств материала наибольший интерес представляют показатели пластичности, выраженные величиной относительного сужения поперечного сечения при растяжении  или, еще лучше, равномерным относительным удлинением  (или равномерным относительным сужением , а также соотношением между пределом текучести  и пределом прочности . Для большинства металлов, чем меньше отношение , тем больше .

Он должен обладать ряд свойств. На поверхности материала не должно быть дефектов, таких как пузыри, раковины, трещин и т.д. на поверхности может быть окалина и ржавчина, но при условии, что они не будут препятствовать развитию поверхностных дефектов, а также царапин. Листовая сталь по точности должна быть повышенной точности и нормальной точности. По плоскостности: улучшенной и нормальной плоскостности. И по характеру кромки: с обрезной кромкой. Химический состав материала деталей должен отвечать требованиям ГОСТ 380-71 и ГОСТ 1050-74 для углеродистых сталей. [14, стр. 503]

  1.  Технологический процесс и применяемое оборудование.

Исходным материалом для производства деталей в этом цехе является лист. Раскрой материала производится на кривошипных ножницах мощностью 8.5 кВт, которые находятся на площади цеха.

Штамповка деталей производится на прессах однокривошипных закрытых простого действия усилием 2500 кН, двухкривошипных открытых простого действия усилием 1600 кН, однокривошипных открытых двухстоечных простого действия наклоняемых усилием 1000 кН, однокривошипных открытых двухстоечных простого действия с наклоняемой станиной усилием 400 кН, однокривошипных открытых наклоняемых простого действия усилием 160 кН.

По данным цеха составляем ведомость технологического процесса для листоштамповочного цеха, которая представлена в таблице 2.6

  1.  Технический контроль.

Для получения качественной продукции в проектируемом цехе предусмотрен отдел технического контроля. Перед началом процесса исходный материал проходит несколько стадий контроля: контроль внешнего вида, контроль штамповки и контроль размеров.

Контроль внешнего вида производят визуальным осмотром на предмет наличия трещин, раковин, окалины, царапин и других поверхностных дефектов. При осмотре также могут быть обнаружены отклонения по геометрическим размерам.

Так же во время штамповки могут обнаружиться дефекты внутри изделия, для чего применяют ультразвуковой метод, основанный на отражении ультразвукового луча от поверхности внутренних дефектов. Участки поковки, подвергаемые контролю, должны быть одинакового сечения. Методы ультразвуковой дефектоскопии регламентированы ГОСТ 24507 – 80. Они позволяют выявлять раковины, рыхлости, трещины, флокены, расслоения и другие несплошности в толще металла, не обнаруживаемые или не всегда обнаруживаемые другими методами неразрушающего контроля.


Таблица 2.6 – Сводная ведомость технологического процесса.

п/п

Наименование деталей-представителей

Коли-чество на 1 комп-лект

Марка и про-филь мате-риала

Размер заготовки на 1 деталь

Масса заго-товки

Номер опера-ции

Наименование операции

Тип оборудования с основной характеристикой

Тип штампа или специального инструмента

Норма штучного времени, , мин

Производи-тельность оборудования, шт/ч или кг/ч

1.

Крышка

1

Сталь 08кп, лист

1*276*306

0.67

1

2

3

4

5

Отрезка

Вырубка

Формовка

Пробивка

Отбортовка

Гильотина

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.0 мН

Пресс 1.0 мН

Вырубной

Формовочный

Пробивной

Отбортовочный

0.15

0.46

0.46

0.23

0.23

400

130

130

260

260

2.

Корпус

1

Сталь 08кп, лист

1*360*390

1.11

1

2

3

4

5

6

7

8

Отрезка

Обрезка

Вытяжка

Формовка

Калибровка

Пробивка

Обрезка  

Пробивка

Пробивка

Пробивка

Гильотина

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 2.5 мН

Пресс 2.5 мН

Пресс 1.6 мН

Последовательный  

Калибровочный

Пробивной

Обрезной

Пробивной

Пробивной

Пробивной

0.15

0.46

0.46

0.39

0.39

0.39

0.39

0.39

400

130

130

153

153

153

153

153

3.

Полка

1

Сталь Ст3пс, лист

1*404*612

1.9

1

2

3

4

5

6

7

Отрезка

Отрезка

Отрезка

Вытяжка  формовка

Калибровка

Обрезка

Пробивка

Гильотина

Гильотина

Гильотина

Пресс 2.5 мН

Пресс 2.5 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Последовательный

Калибровочный

Обрезной

Пробивной

0.42

0.42

0.42

0.39

0.39

0.46

0.46

142

142

142

153

153

130

130

4.

Ножка

4

Сталь Ст3сп, лист

1*56*485

0.3

1

2

3

4

5

Отрезка

Отрезка

Пробивка

Гибка

Гибка

Гильотина

Гильотина

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Пробивной

Гибочный

Гибочный

0.42

0.42

0.46

0.46

0.46

142

142

130

130

130

5.

Крышка верхняя

1

Сталь 08кп, лист

1*404*612

0.96

1

2

3

4

5

6

Отрезка

Обрезка

Вытяжка формовка

Калибровка

Обрезка

Пробивка

Гильотина

Гильотина

Пресс 2.5 мН

Пресс 2.5 мН

Пресс 2.5 мН

Пресс 1.6 мН

Последовательный

Калибровочный

Обрезной

Пробивной

0.42

0.42

0.33

0.33

0.33

0.33

142

142

181

181

181

181

Продолжение таблицы 2.6

6.

Планка

1

Сталь 08кп, лист

1*463*1000

0.98

1

2

3

4

Отрезка

Пробивка

Гибка

Гибка

Гильотина

Пресс 2.5 мН

Пресс 1.6 мН Пресс 1.6 мН

Пробивной

Гибочный

Гибочный

0.42

0.19

0.24

0.6

142

315

250

100

7.

Кронштейн

1

Сталь Ст3пс, лист

1*36*53.4

0.15

1

2

3

Отрезка

Пробивка

Гибка

Гильотина

Пресс 0.4 мН

Пресс 1.6 мН

Пробивной

Гибочный

0.02

0.06

0.67

3000

1000

89

8.

Кронштейн

1

Сталь Ст3пс, лист

1*20*52

0.01

1

2

3

Отрезка

Пробивка вырубка

Гибка

Гильотина

Пресс 1.0 мН

Пресс 0.4 мН

Совмещенный

Гибочный

0.03

0.176

0.16

2000

340

375

9.

Противень

1

Сталь 08кп, лист

1*314*436

1.42

1

2

3

4

Отрезка

Обрезка

Вытяжка

Обрезка пробивка

Гильотина

Гильотина

Пресс 2.5 мН

Пресс 1.6 мН

Вытяжной

Последовательный

0.3

0.3

0.19

0.24

200

200

315

250

10.

Стенка задняя

1

Сталь 08кп, лист

1*330*545

1.3

1

2

3

Отрезка

Обрезка пробивка

Гибка формовка

Гильотина

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Последовательный

Последовательный

0.48

0.45

0.254

120

133

236

11.

Крышка

1

Сталь 08кп, лист

1*290*500

0.9

1

2

3

4

Отрезка

Формовка

Обрезка

Отбортовка

Гильотина

Пресс 1.6 мН Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Формовочный

Обрезной

Отбортовочный

1.7

0.4

0.4

0.4

35

150

150

150

12.

Кронштейн

1

Сталь 08кп, лист

1*25*77.5

0.153

1

2

3

Отрезка

Пробивка отрезка

Гибка

Гильотина

Пресс 0.4 мН

Пресс 0.16мН

Последовательный

Гибочный

0.02

0.06

0.67

3000

1000

89

13.

Крышка

1

Сталь 08кп, лист

1*306*343

0.83

1

2

Отрезка

Обрубка пробивка формовка

Гильотина

Пресс 2.5 мН

Последовательный

0.364

0.228

164

263

14.

Крышка

1

Сталь 08кп, лист

1*90*91

0.065

1

2

3

Отрезка

Пробивка вырубка

Гибка

Гильотина

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Последовательный

Гибочный

0.047

0.166

0.166

1276

361

361


В современных установках для автоматизированного контроля предусмотрено автоматическое сканирование, регистрирование эхо-сигналов от дефектов и слежение за качеством акустического контакта прозвучивающего преобразователя и поверхности продукции. Научным методом анализа – контроля качества поковок и регулирования технологических процессов является статический метод, основанный на использовании теории вероятности и математической статистики. Он позволяет оценить большую массу продукции по результатам измерений и испытаний небольшого числа единиц продукции, отобранных соответствующим образом из потока или из партии этой продукции.

Контролю в основном подвергаются 2% изготовленных деталей и окончательному контролю внешним осмотром подвергаются 20% штамповок. Форма и размеры деталей проверяются по чертежу штангельциркулем или другим измерительным инструментом. Во время промежуточных операций контроль размеров проводят по чертежам или технологическим картам.

  1.  Расчет количества оборудования.

Основными техническими требованиями при выборе пресса являются следующие: усилие, работа, размеры стола и ползуна, закрытая высота, величина хода ползуна, количество ходов в минуту.

При выборе пресса по усилию необходимо учитывать правильную загрузку пресса по работе (мощности). Это особенно важно при глубокой вытяжке и при вырубке-пробивке  с усилием, близким к номинальному.

Вторым фактором является, на который следует обращать внимание при выборе пресса, является сравнение размеров штампа в плане с размерами стола и ползуна пресса (должно хватать места для установки элементов крепления штампа к столу и к ползуну пресса).

Третий фактор – это закрытая высота штампа и пресса, величина хода ползуна.

Число ходов ползуна пресса в минуту является главным показателем при определении производительности пресса и агрегата, в котором он установлен.

Расчет ведется с учетом загрузки оборудования на годовую программу в часах но каждой детали – представителю, изготовляемых в цехе. Загрузка оборудования на годовую программу зависит от производительности данного оборудования при изготовлении деталей на каждой операции. Производительность оборудования рассчитывается по нормам штучного времени на каждой операции, которые приняты по аналогии с данными цеха – аналога.

В таблице 2.7 представлена загрузка оборудования по каждой детали-представителю.

Производительность оборудования определяется по формуле:

                                                      (2.1)

где  - норма штучного времени, час.

Загрузка на годовую программу находится по формуле:

                                                          (2.2)

где П – годовая программа, шт.,

H – производительность оборудования, .

Время на установку и переналадку штампов принимаем 10% от загрузки на годовую программу.

Полная загрузка оборудования определяется как сумма времени на загрузку оборудования и переналадку штампов.

Расчеты загрузки оборудования по каждой детали приведены в таблице 2.7.

Расчет количества оборудования ведется по формуле:

                                                          (2.3)

где  - полная загрузка оборудования для данного вида оборудования, час;

- эффективный годовой фонд работы оборудования, рассчитанный по формуле

                                                (2.4)

где  - число дней работы в году;

- число дней в недели;

- количество работы часов в неделю, при двухсменном режиме работы принимаем 80 часов;

- коэффициент использования оборудования по времени, доли ед.

.

Результаты расчетов по каждому виду оборудования занесены в таблицу 2.8

  1.  
  2.  
    1.  
    2.  
    3.  
    4.  
      1.  
      2.  


Таблица 2.7 – Ведомость расчета загрузки оборудования.

№ п/п

Наименование деталей-представителей

Количество на годовую программу П

Норма штучного времени

Наименование оборудования и его основных характеристик

Производительность оборудования

, шт/ч или кг/ч

Загрузка на готовую программу , ч

Время на установку и переналадку штампов , ч

Полная загрузка оборудования , ч

тыс. шт.

т

1.

Крышка

50

26.5

0.15

0.46

0.46

0.23

0.23

Гильотина

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.0 мН

Пресс 1.0 мН

400

130

130

260

260

125

384

384

192

192

12.5

38.4

38.4

19.2

19.2

137.5

422.4

422.4

211.2

211.2

2.

Корпус

50

45

0.15

0.46

0.46

0.39

0.39

0.39

0.39

0.39

Гильотина

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 2.5 мН

Пресс 2.5 мН

Пресс 1.6 мН

400

130

130

153

153

153

153

153

125

384

384

326

326

326

326

326

12.5

38.4

38.4

32.6

32.6

32.6

32.6

32.6

137.5

422.4

422.4

358.6

358.6

358.6

358.6

358.6

3.

Полка

50

87.5

0.42

0.42

0.42

0.39

0.39

0.46

0.46

Гильотина

Гильотина

Гильотина

Пресс 2.5 мН

Пресс 2.5 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

142

142

142

153

153

130

130

352

352

352

326

326

384

384

35.2

35.2

35.2

32.6

32.6

38.4

38.4

387.2

387.2

387.2

358.6

358.6

422.4

422.4

4.

Ножка

200

44

0.42

0.42

0.46

0.46

0.46

Гильотина

Гильотина

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

142

142

130

130

130

352

352

384

384

384

35.2

35.2

38.4

38.4

38.4

387.2

387.2

422.4

422.4

422.4

5.

Крышка верхняя

50

28.5

0.42

0.42

0.33

0.33

0.33

0.33

Гильотина

Гильотина

Пресс 2.5 мН

Пресс 2.5 мН

Пресс 2.5 мН

Пресс 1.6 мН

142

142

181

181

181

181

352

352

276

276

276

276

35.2

35.2

27.6

27.6

27.6

27.6

387.2

387.2

303.6

303.6

303.6

303.6

6.

Планка

50

22.5

0.42

0.19

0.24

0.6

Гильотина

Пресс 2.5 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

142

315

250

100

352

158

200

500

35.2

15.8

20

50

387.2

173.8

220

550

Продолжение таблицы 2.7

7.

Кронштейн

50

3.5

0.02

0.06

0.67

Гильотина

Пресс 0.4 мН

Пресс 1.6 мН

3000

1000

89

16

50

561

1.6

5

56.1

17.6

55

617.1

8.

Кронштейн

50

3.5  

0.03

0.176

0.16

Гильотина

Пресс 1.0 мН

Пресс 0.4 мН

2000

340

375

25

147

133

2.5

14.7

13.3

27.5

161.7

146.3

9.

Противень

50

55

0.3

0.3

0.19

0.24

Гильотина

Гильотина

Пресс 2.5 мН

Пресс 1.6 мН

200

200

315

250

250

250

158

200

25

25

15.8

20

275

275

173.8

220

10.

Стенка задняя

50

50

0.48

0.45

0.254

Гильотина

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

120

133

236

416

375

211

41.6

37.5

21.1

457.6

412.5

232.1

11.

Крышка

50

34.5

1.7

0.4

0.4

0.4

Гильотина

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

35

150

150

150

1428

333

333

333

142.8

33.3

33.3

33.3

1570.8

366.3

366.3

366.3

12.

Кронштейн

50

12.5  

0.02

0.06

0.67

Гильотина

Пресс 0.4 мН

Пресс 0.16 мН

3000

1000

89

16

50

561

1.6

5

56.1

17.6

55

617.1

13.

Крышка

50

39

0.364

0.228

Гильотина

Пресс 2.5 мН

164

263

304

190

30.4

19

334.4

209

14.

Крышка

50

23.5

0.047

0.166

0.166

Гильотина

Пресс 1.6 мН

Пресс 1.6 мН

1276

361

361

39

138

138

3.9

13.8

13.8

42.9

151.8

151.8

Таблица 2.8 – Ведомость расчета количества оборудования.

№ п/п

Наименование

оборудования

и его основные

характеристики

Закрепление за оборудованием поковки, детали или операции

Годовая загрузка оборуд-ования, ч

Расчетное количество оборудо-

вания

Принятое количество оборудо-

вания

Коэффициент загрузки оборудо-вания

Номер детали

Наименование детали

Наименование операции

1.

Пресс однокривошипный

закрытый простого

действия

усилием 2.5 мН

2

2

3

3

5

5

5

6

9

13

Корпус

Корпус

Полка

Полка

Крышка верхняя

Крышка верхняя

Крышка верхняя

Планка

Противень

Крышка

Пробивка  

Пробивка  

Вытяжка формовка

Калибровка  

Вытяжка формовка

Калибровка

Обрезка  

Пробивка  

Вытяжка

Обрубка пробивка формовка   

358.6

358.6

358.6

358.6

303.6

303.6

303.6

173.8

173.8

209

0.90

1

90%

2.

Пресс двухкривошипный

открытый простого

действия

усилием 1.6 мН

1

1

2

2

2

2

2

3

3

4

4

4

5

6

Крышка

Крышка

Корпус

Корпус

Корпус

Корпус

Корпус  

Полка

Полка

Ножка

Ножка

Ножка

Крышка верхняя

Планка

Вырубка

Формовка

Обрезка вытяжка формовка

Калибровка

Пробивка

Обрезка

Пробивка

Обрезка

Пробивка  

Пробивка

Гибка

Гибка

Пробивка

Гибка

422.4

422.4

422.4

422.4

358.6

358.6

358.6

422.4

422.4

422.4

422.4

422.4

303.6

220

2.73

3

91%

Продолжение таблицы 2.8

6

7

9

10

10

11

11

11

14

14

Планка

Кронштейн

Противень

Стенка задняя

Стенка задняя

Крышка

Крышка

Крышка

Крышка

Крышка  

Гибка

Гибка

Обрезка пробивка

Обрезка пробивка

Гибка формовка

Формовка

Обрезка

Отбортовка

Пробивка вырубка  

Гибка

550

617.1

220

412.5

232.1

366.3

366.3

366.3

151.8

151.8

3.

Пресс однокривошипный двухстоечный

простого действия  

усилием 1 мН

1

1

8

Крышка

Крышка

Кронштейн

Пробивка

Отбортовка

Пробивка вырубка

211.2

211.2

161.7

0.18

1

18%

4.

Пресс однокривошипный открытый

простого действия

усилием 0.4 мН

7

8

12

Кронштейн

Кронштейн

Кронштейн

Пробивка

Гибка

Пробивка

отрезка

55

146.3

55

0.08

1

8%

5.

Пресс

однокривошипный открытый

простого действия усилием 0.16 мН

12

Кронштейн

Гибка

617.1

0.19

1

19%


  1.  Определение мощности и количества единиц вспомогательного оборудования.

В проектируемом цехе предусмотрены ремонтные службы, производящие технический уход и малый ремонт оборудования. В мастерских штампов и приспособлений выполняют их периодический осмотр и проверку, малый и средний ремонт. Капитальный ремонт штампов производится в инструментальном цехе завода.

Все оборудование, которое находится в цехе представлено в таблице 2.9

Таблица 2.9 – Спецификация оборудования.

Наименование вида и

типа оборудования

Коли-чество

Модель, фирма, завод-изготовитель

Основные характеристики оборудования

Мощность электро-двига-

теля, кВт

Заготовительное оборудование: 

ножницы

1

1

НД3318Г

Н3121

Толщина: 2 мм,

ширина: 2000 мм

Толщина: 6 мм,

ширина: 2000 мм

8.5

10

Основное оборудование: 

пресс

1

3

1

1

1

КА2534

КА3732

КД2330

К2326

КД2322

Усилие: 2.5 мН

Усилие: 1.6 мН

Усилие: 1 мН

Усилие: 0.4 мН

Усилие: 0.16 мН

28.5

22

10.5

4.7

2

Подъемно-транспортное оборудование: 

кран – балка

кран – штабелер

1

1

Г/П 10

Г/П 1т

Грузоподъемность 10 т

Грузоподъемность 1т

45

15

Металлорежущее оборудование (ремонтное):  

радиально-сверлильный

вертикально-фрезерный

плоскошлифовальный

токарный

1

1

1

1

2М55

6Р12

3Д711АФ10-1

16К20

Диаметр сверления: 50 мм

Масса детали: 250кг

Размеры деталей: 630*200*3

Длина изделия: 1400 мм

7.5

5.8

2.2

11

  1.  Определение расхода металла на годовую программу.

Годовой расход металла рассчитывается по годовому выпуску деталей и среднему коэффициенту использования металла.

Баланс металла представлен в таблице 2.10.

Таблица 2.10 – Ведомость расхода металла на годовую программу.

№ п/п

Наименование деталей-представителей

Масса детали, кг

Масса заготовки, кг

Масса штамповочных отходов, кг

Количество на годовую программу, тыс. шт.

Расход металла на годовую программу, т

1.

Крышка

0.53

0.67

0.14

50

33.5

2.

Корпус

0.9

1.11

0.21

50

55.5

3.

Полка

1.75

1.9

0.15

50

95

4.

Ножка

0.22

0.3

0.08

200

60

5.

Крышка верхняя

0.57

0.96

0.39

50

48

6.

Планка

0.45

0.98

0.53

50

49

7.

Кронштейн

0.07

0.1

0.03

50

5

8.

Кронштейн

0.07

0.1

0.03

50

5

9.

Противень

1.1

1.42

0.32

50

71

10.

Стенка задняя

1.0

1.3

0.3

50

65

11.

Крышка

0.69

0.9

0.21

50

45

12.

Кронштейн

0.25

0.79

0.54

50

39.5

13.

Крышка

0.78

0.83

0.05

50

41.5

14.

Крышка

0.47

0.65

0.18

50

32.5

 

  1.  Определение расхода вспомогательных материалов.

Потребность в этих материалах определяется по укрупненным показателям, за основу которых приняты расход вспомогательного материала на единицу оборудования. Нормы расхода  приняты в зависимости от усилия оборудования, а также используются данные цеха-аналога. [2, табл. 6.25]

Результаты расчетов приведены в таблице 2.11.

Таблица 2.11 – Ведомость расхода вспомогательных металлов.

Наименование материала

Назначение материалов

Норма расхода (на единицу расхода), кг

Количество единиц расхода

Суммарный расход в год, кг

Стоимость, руб.

Цена

Сумма

Машинное масло

Смазка

110

90

65

65

65

1

3

1

1

1

110

270

65

65

65

14.90

8567.5

Солидол

Смазка

65

50

30

30

30

1

3

1

1

1

65

150

30

30

30

22.88

6978.4

Керосин

Для очистки деталей и инструмента  

22

17

13

13

13

1

3

1

1

1

22

51

13

13

13

1.54

172.48

Обтирочные материалы

Для очистки

42

35

25

25

25

1

3

1

1

1

42

105

25

25

25

27.37

6076.14

  1.  Определение потребности в штампах.

Штампы являются основным инструментом в цехах листовой штамповки. Штампы разбиваются на группы по усилиям прессов, на которые они устанавливаются.

Основной фонд штампов и приспособлений определяется по количеству типоразмеров деталей, подлежащих штамповке, и штамповочных операций, приходящихся в среднем на один типоразмер деталей.

Начальный фонд штампов и приспособлений состоит из штампов и контрольных приспособлений основного фонда и дублеров к ним. Количество штампов-дублеров зависит от прочности и стойкости штампов и годовой программы выпуска деталей. Штампы и приспособления-дублеры предусматриваются для обеспечения бесперебойного выполнения годовой программы выпуска продукции в проектируемом цехе. [2, стр. 195]

Годовой расход штампов зависит от стойкости штампов до полного износа и количества деталей по годовой программе, которые на них штампуются. Данные по стойкости штампов из углеродистых и легированных сталей приведены в таблице 2.12 [14, табл. 202]

Для определения стоимости штамповой оснастки на стадии технического проекта цеха весь парк штампов и приспособлений разбивается на группы, поскольку удельная цена (стоимость 1 кг) каждой группы различна. Стоимость килограмма мелкого штампа в сравнении с крупным больше.  В крупном штампе большая доля стоимости приходится на металл, а в малом больше стоит работа по его изготовлению. [2, стр. 196]

Таблица 2.12 – Ориентировочная плановая стойкость рабочих частей штампов до полного износа.

Тип штампа

Толщина материала, мм

Стойкость (в тыс. ударов) в зависимости от материала рабочих частей

Углеродистая сталь (У10А, У11А)

Легированная сталь (Х12М, Х12Ф1)

Вырубной (с направляющими колонками)

До 0.5

1.0

2.0

3.0

5.0

800 – 1000

600 – 800

450 – 600

350 – 500

300 – 400

1100 – 1400

800 – 1100

600 – 850

500 – 700

400 – 600

Пробивной

 

 

 

120 – 200

70 – 120

40 – 80

300 – 400

200 – 300

150 – 200

Гибочный простой

Гибочный сложный

Вытяжной простой

Формовочный

До 3

До 3

До 3

До 3

1000 – 1200

600 – 700

1200 – 1600

400 – 500

1400 – 1700

800 – 1000

1800 – 2400

600 – 800

Судя по таблице 2.12 и по моей годовой программе в 50 тыс. шт., можно сделать вывод, что штампы-дублеры мне не требуются. Средняя стойкость штампов равняется примерно около 500 – 600 тыс. ударов. При моей программе штампы полностью износятся через 10 – 12 лет.

Штампы и их стоимость представлены в таблице 2.13

Таблица 2.13 – Ведомость потребности в штампах.

Тип и основные характеристики оборудования

Средняя масса штампа, кг

Средние габариты штампа, мм

Количество, шт.

Стоимость, руб.

основ-ных

дублеров

всего

единицы

всего

Пресс 2.5 мН:

пробивной

последовательный

калибровочный

обрезной

вытяжной

750

700*700*500

1

1

177 000

177 000

Пресс 1.6 мН: 

вырубной

формовочный

последовательный

калибровочный

пробивной

обрезной

гибочный

отбортовочный

3000

1500*1000*750

1

1

708 000

708 000

Пресс 1 мН: 

пробивной

отбортовочный

совмещенный

350

700*450*400

1

1

908 60  

908 60  

Пресс 0.4 мН: 

пробивной

гибочный

последовательный

120

500*300*250

1

1

33 984  

33 984  

Пресс 0.16 мН: 

гибочный

50

350*200*200

1

1

14 160

14 160  

  1.  Расчет технологического процесса для выбранных деталей.

Из номенклатуры деталей выбираем 2 детали, это деталь «Крышка» и деталь «Корпус» для одноконфорочных плиток.

Проводим типовые расчеты технологических процессов на обе детали и составляем чертежи.

  1.  Технологический расчет процесса изготовления детали «Крышка».

Деталь «Крышка» входит в комплект деталей электрический плиты. Она изготавливается из материала сталь 08кп ГОСТ 19904-74. Толщина металла составляет 1.0 мм. Деталь штампуется на прессах 1.6 мН (вырубка и формовка) и  1.0 мН (пробивка и отбортовка).

Лист размером 1*1000*2000 мм разрезается на гильотинных ножницах. Режется на полосы размером 310*2000 мм, затем полосы режутся на заготовки размерами 285*310 мм.

Усилие вырубка по контуру определяется по формуле:

, Н                                            (2.5)

где  - коэффициент, учитывающий наличие побочных явлений при вырубке, неравномерность толщины материала и затупление режущих кромок штампа;

 - периметр заготовки, мм;

 - толщина заготовки, мм;

- сопротивление срезу, МПа.

Расчет начинаем с определения размеров заготовки, а если быть точнее, то с определения периметра заготовки. Разделим заготовки на простейшие элементы и найдем их периметр (смотри рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Определение размеров заготовки.

, мм.

Длина участка  равняется длине участка : .

Длина участка  равняется длинам участков , , . Длины этих участков равняются  длины окружности, а если сложить все длины этих участков, то получится длина окружности: .

Длина участка  равняется длине участка : .

Периметр заготовки равняется: .

При , , ,  усилие вырубки равняется:  

Усилие формовки определяется по формуле:

, Н                                            (2.6)

где  - коэффициент, зависящий от ширины и глубины рифта, ;

- периметр заготовки, мм;

- толщина заготовки, мм;

- предел прочности, МПа.

Расчет ведем с определения размеров заготовки, а если быть точнее, то с определения периметра заготовки. Разделим заготовку на простейшие элементы и найдем их периметр (рис. 2.2).

Рисунок 2.2 – Определение размеров заготовки.

, мм.                            (2.7)

Длина участка  равняется длине участка : .

Длина участка  равняется длинам участков , , . Длины этих участков равняются  длины окружности, а если сложить все длины этих участков, то получится длина окружности: .

Длина участка  равняется длине участка : .

Периметр заготовки равняется: .

При , , ,  усилие формовки равняется: .

Выбираем пресс усилием 1.6 МН.

Пресс марки КА3732.

Размеры стола составляет 750*2000 мм.

Закрытая высота пресса составляет 610 мм.

Усилие пробивки отверстия диаметром 143.7 мм определяется по формуле:

, Н                                        (2.8)

где  - коэффициент, учитывающий наличие побочных явлений при пробивке, неравномерность толщины материала и затупление режущих кромок штампа;

 - периметр контура, мм;

 - толщина заготовки, мм;

- сопротивление срезу, МПа.

Периметр отверстия диаметром 143.7 мм равняется: .

При , , ,  усилие пробивки равняется:  

Усилие отбортовки отверстия рассчитывается по формуле:

, Н                                       (2.9)

где  - коэффициент отбортовки;

- диаметр отбортовки, мм;

- диаметр отверстия, мм;

- толщина, мм;

- предел текучести, МПа.

При , , , ,  усилие отбортовки равняется: .

Выбираем пресс усилием 1.0 МН.

Пресс марки КД2330.

Размеры стола составляют 850*560 мм.

Закрытая высота пресса равняется 400 мм.

  1.  Технологический расчет процесса изготовления детали «Корпус».

Деталь «Корпус» входит в состав деталей для электрической плитки. Ее производство проходит из стали марки 08кп ГОСТ 19904-74. Для производства детали «корпус» используются пресса усилиями 1.6 МН (обрезка, вытяжка с формовкой, калибровка, пробивка отверстия, обрезка фланца) и 2.5 МН (пробивка отверстий).  

Резка листа размером 1*1000*2000 мм производится на кривошипных ножницах с наклонными ножами. Сначала лист разрезается на 2 полосы, размерами 720*2000 мм и 280*2000 мм. Полоса размером 720*2000 разрезается на 2 ровные части: 360*2000 мм. Затем эта же полоса режется на заготовки в размер 360*390 мм. Полоса размером 280*2000 мм в дальнейшем используется на изготовление детали «Крышка».

Усилие обрезки определяется по формуле:

, Н                                            (2.10)

где  - коэффициент, учитывающий наличие побочных явлений при вырубке, неравномерность толщины материала и затупление режущих кромок штампа;

 - периметр заготовки, мм;

 - толщина заготовки, мм;

- сопротивление срезу, МПа.

Для определения периметра необходимо использовать формулу:

, мм                                            (2.11)

где  - стороны треугольника (рис. 2.3).

Рисунок 2.3 – Определение размеров заготовки.

Для определения наибольшей стороны треугольника используем формулу Пифагора, так как в нашем случае треугольник является прямоугольным:

,                                                 (2.12)

Из формулы 2.12 следует, что

.

Из формулы 2.11 определяем периметр треугольника: .

При , , ,  усилие пробивки равняется:  

В нашем случае происходит обрезка 4х углов, что свидетельствует об увеличении усилия обрезки в 4 раза, получаем, что усилие обрезки равняется:

Вытяжка.

Способ расчета и построение формы заготовки в значительной степени зависит от относительной высоты коробки  и относительного радиуса углового закругления , так как от их соотношения зависит степень вытеснения металла из угловых закруглений в боковые стенки коробки и увеличения их высоты.

При  и , для многооперационной вытяжке необходимо, чтобы , следовательно, в нашем случае будет однооперационная вытяжка.

Для построения контура необходимо провести расчеты по следующему алгоритму:

  1.  По заданным размерам коробки определяем длину отгибаемой части стенок , включая закругления у дна,

,                                                (2.13)

Используя формулу 2.13 получаем: .

  1.  Определяем радиус заготовки в углах , как для вытяжки четверти цилиндрического стаканчика диаметром  и высотой . При равенстве радиусов углового и донного закругления .

,                                    (2.14)

В случае разных радиусов закруглений в углах и у дна коробки  и .

,             (2.15)

В нашем мы используем формулу 2.15, так как у нас разные радиусы закруглений в углах и у дна коробки  и , получаем: .

  1.  Строем заготовку со ступенчатыми переходами от закругления к прямым стенкам.
  2.  Отрезки  делят пополам и проводят касательные к окружности радиуса  .
  3.  Углы между касательными и прямыми стенками закругляют радиусом . (рис. 2.4) [14, стр. 106 – 107]

Рисунок 2.4 – Построение контура заготовки для низких прямоугольных коробок, вытягиваемых в одну операцию.

Усилие вытяжки ведется по формуле:

            (2.16)

где  - длина коробки, мм;

- ширина коробки, мм;

- радиус углового закругления, мм;

- предел прочности, МПа;

– толщина материала, мм;

- коэффициент вытяжки.

При  и  коэффициент вытяжки .

При , , , ,  и  по формуле 2.10 получаем, что усилие вырубки равняется: .

Усилие пробивки отверстия диаметром 9 мм, 19 отверстий диаметром 8 мм, 2 отверстия диаметром 2.5 мм, 4 отверстия диаметром 16 мм определяется по формуле:

, Н                                        (2.17)

где  - коэффициент, учитывающий наличие побочных явлений при пробивке, неравномерность толщины материала и затупление режущих кромок штампа;

 - периметр контура, мм;

 - толщина заготовки, мм;

- сопротивление срезу, МПа.

Что бы определить усилие пробивки необходимо определить периметр всех отверстий. Периметр отверстия диаметром 9 мм равняется: .

Для отверстия диаметром 8 мм периметр равен: . Так как этих отверстий необходимо пробить 19 штук, то необходимо периметр умножить на 19, получаем: .

Для 2х отверстий диаметром 2.5 мм периметр будет равен: .

Периметр 4х отверстий диаметром 16 мм определяется как: .

Значит общий периметр, который необходимо будет пробить, равняется: .

При , , ,  усилие пробивки равняется:  

Выбираем пресс усилием 1.6 МН.

Пресс марки КА3732.

Размеры стола составляет 750*2000 мм.

Закрытая высота пресса составляет 610 мм.

Усилие пробивки 2х отверстий диаметром 5.5*6.5 мм, отверстия диаметром  12 мм, отверстие диаметром 2.2 мм, отверстие 13*43 мм и 2 отверстия диаметром 5.5 мм определяется по формуле:

, Н                                        (2.18)

где  - коэффициент, учитывающий наличие побочных явлений при пробивке, неравномерность толщины материала и затупление режущих кромок штампа;

 - периметр контура, мм;

 - толщина заготовки, мм;

- сопротивление срезу, МПа.

Что бы определить усилие пробивки необходимо определить периметр всех отверстий. Периметр 2х отверстий 5.5*6.5 мм равняется: .

Для отверстия диаметром 12 мм периметр равен: .

Для отверстия диаметром 2.2 мм периметр будет равен: .

Периметр отверстия 13*43 мм определяется как: .

Для 2х отверстий диаметром 5.5 мм периметр определяется по формуле: .

Значит общий периметр, который необходимо будет пробить, равняется: .

При , , ,  усилие пробивки равняется:  

Усилие пробивки отверстий размером 13*43 мм, 2х отверстий диаметром     5.5 мм, отверстие размером 24*35 мм:

, Н                                           (2.19)

где  - коэффициент, учитывающий наличие побочных явлений при пробивке, неравномерность толщины материала и затупление режущих кромок штампа;

 - периметр контура, мм;

 - толщина заготовки, мм;

- сопротивление срезу, МПа.

Что бы определить усилие пробивки необходимо определить периметр всех отверстий. Периметр отверстия размером 13*43 мм равняется: .

Для 2х отверстий диаметром 5.5 мм периметр определяется по формуле: .

Для отверстия размером 24*35 мм периметр равен: .

Значит общий периметр, который необходимо будет пробить, равняется: .

При , , ,  усилие пробивки равняется:

Выбираем пресс усилием 2.5 МН.

Пресс марки КА2534.

Размеры стола составляет 850*850 мм.

Закрытая высота пресса составляет 560 мм.

  1.  Стойкость штампов.

В процессе эксплуатации штампов наиболее часто приходят в негодность их основные рабочие части — матрицы и пуансоны. Полная стойкость штампов непосредственно связана с промежуточной стойкостью, так как число допустимых переточек и зачисток ограничено полным использованием рабочих деталей штампов или получением размерного брака деталей.

Экономичность штампа характеризуется стойкостью его рабочих частей до полного изнашивания, поскольку стоимость изготовления последних для большинства типов штампов составляет 65 - 80 % стоимости всего штампа.

Для создания нормальных условий разделения обрабатываемого материала в штампах необходимо, чтобы режущие кромки в зоне контактного пояска не подвергались смятию, не выкрашивались и обладали высокой износостойкостью.

Для мелкосерийной штамповки непременное требование высокой стойкости, весьма важное для разделительных штампов массового производства, отходит на второй план. Важнейшей задачей здесь является снижение трудоемкости и металлоемкости специальных штампов. Этого можно достичь при изготовлении рабочих частей разделительных штампов из многократно используемых материалов (например, литейных сплавов, которые периодически подвергаются переплавке), а также использованием в групповых штампах термически необработанных матриц.

В настоящее время наибольшее распространение получили вырубные штампы, в которых матрицу изготавливают из сплава на основе цинка (сплав ЭКВ), а пуансон — из углеродистой или инструментальной стали с закалкой до HRC 56 - 60.

Химический состав сплава ЭКБ: 3.5 – 4.5% Аl; 3.0 – 4.0 % Сu; 0.2 – 0.8 % Mg; 0.3 – 0.6 % Si. Механические свойства: σв = 250 МПа; δ10 = 1 %; НВ 135. Температура плавления tпл = 395 °С; усадка 0.82 % .

Штампы из сплавов на основе цинка рекомендуется применять для вырубки деталей из материалов толщиной до 3 мм, имеющих предел прочности σв ≤ 450 МПа, а материалов с σв > 450 МПа — толщиной до 1.5 мм.

По конструктивному признаку штампы разделяются на две группы:

  1.  штампы без направления;
  2.  штампы с направляющими устройствами. [6, стр. 451 – 452]

  1.  Конструкция штампов.

Подразделение по способу направления относится к технологически различным типам штампов: вырубным, вытяжным, гибочным, а также комбинированным. Количество отдельных пуансонов может быть различно, а зависимости от конструкции и технологии изготовления детали.

Штампы без направляющих более просты в изготовлении и имеют малые массу и габаритные размеры, но неудобны при установке, небезопасны в эксплуатации и обладают невысокой стойкостью. Штампы без направляющих применяются только в мелкосерийном и опытном производстве.

Штампы с направляющими просты и надежны в эксплуатации, удобны при установке, обладают повышенной стойкостью, но более сложны в изготовлении. Применяются в серийном, крупносерийном и массовом производстве.

Наибольшее распространение получили штампы с направляющими колонками, которые в большинстве случаев снабжаются неподвижным или подвижным съемником.

По эксплуатационному признаку, определяемому способами и приемами работ, штампы различаются: по способу подачи и установки заготовок, способу удаления деталей и по способу удаления отходов.

По способу подачи и установки заготовок различают штампы с ручной подачей штампы с автоматической подачей, являющейся принадлежностью штампа или пресса.

Штампы с ручной подачей отличаются один от другого лишь конструкцией применяемого упора или фиксатора, а штампы с автоматической подачей различаются по типу подачи ленты или штучных заготовок.

По способу удаления деталей различают следующие типы штампов:

  1.  с провалом через отверстие матрицы;
  2.  с обратной вставкой в ленту и удалением вместе с ней;
  3.  с обратным выталкиванием на поверхность штампа и ручным удалением;
  4.  с обратным выталкиванием и автоматическим удалением (сбрасыванием).

Крепежными деталями штампов являются винты и болты, соединяющие между собой различные детали штампа, и установочные штифты, служащие для предотвращения взаимного смещения деталей штампа при сборке, а также для противодействия боковым срезающим усилиям. Соединительные винты, как правило, применяются только с цилиндрическими головками для потайного соединения.

В штампах рекомендуется применять винты с внутренним шестигранным отверстием, дающие сильное затягивание шестигранным ключом. Только в небольших штампах допускается применение винтов со шлицем, завинчиваемых отверткой.

Винты с шестигранным углублением в головке размерами М6, М8, М10 и М12 предусмотрены ГОСТ 11738 – 72. Для весьма крупных штампов применяют винты с резьбой до М24.

Винты со шлицем предусмотрены общими ОСТами деталей машиностроения и имеются в любых справочниках для конструкторов. В штампах обычно применяют такие винты размерами от МЗ до М10, Установочные штифты допускаются только цилиндрические.

При соединении деталей желательна совместная обработка отверстий (сверление и развертывание) под установочные штифты. В каленых деталях отверстия после закалки доводят или шлифуют. Изготовление глухих отверстия под установочные штифты не допускается.

Пружины являются настолько распространенным элементом конструкции штампов, что их изготовляют как нормализованные детали, а конструкторы штампов вместо расчета пружин производят подбор их по таблицам и нормалям.

Указания при подборе пружин:

1) пружины ставятся с предварительным натягом (сжатием), величина которого зависит от характера работы съемника или прижима;

2) величина предварительного сжатия Fпр находится по требуемому давлению пружины Рпр в исходном положении;

3) пружина после предварительного поджатая должна обладать величиной сжатия (Fсж — Fnp) достаточной для того, чтобы обеспечить рабочий ход съемнику или выталкивателя и иметь некоторый запас на уменьшение высоты вследствие перешлифовки штампа, а также на случай неточного регулирования шатуна пресса.

В штампах для холодной листовой штамповки получили широкое применение тарельчатые пружины, позволяющие создавать значительные нагрузки при малых габаритах.

Тарельчатые пружины применяются для выталкивателей, съемников, прижимов и буферов.

Недостатком тарельчатых пружин является сравнительно быстрый износ центрального стержня, который следует цементировать и закаливать. Тарельчатые пружины позволяют создавать совмещено - комбинированные штампы с подпружиненными матрицами, благодаря которым за одни рабочий ход осуществляется последовательно несколько переходов, обычно выполняемых за несколько отдельных операций.

Крупные вырубные и совмещенные комбинированные штампы требуют, особенно в случае деталей сложной конфигурации, весьма большого количества пружин для съемников и выталкивателей, что значительно усложняет конструкцию и настройку штампа, так как весьма трудно обеспечить одинаковый натяг всех пружин. Вследствие этого некоторые электротехнические заводы применяют пневматическую систему съема и сбрасывания вырубленных деталей, состоящую из постоянно закрепленных на прессах плоских пневматических подушек, подключенных к сети сжатого воздуха или к распределительному клапану. С помощью клапана сбрасывание деталей можно производить в определенном положении ползуна пресса.

В штампах холодной штамповки в ряде случаев необходимо применять упругие конструктивные элементы, создающие высокое давление, которое не может быть осуществлено ни пружинными, ни пневматическими буферными устройствами. В этих случаях применяют кольцевые пружины, обладающие наибольшей демпфирующей жесткостью — наибольшей способностью гашения энергии воспринимаемых ударов. [14, стр. 353 – 385]

  1.  Прочность пуансонов и матриц.

Рабочие детали штампов (пуансоны и матрицы) подвергаются ударной нагрузке с сильной концентрацией напряжений на рабочих кромках или на рабочей поверхности. Поэтому к материалу пуансонов и матриц предъявляется требование высокой или повышенной твердости и износоустойчивости при наличии достаточной вязкости.

Однако в настоящее время отсутствуют показатели, непосредственно характеризующие фактическую прочность режущих кромок пуансонов и матриц при вырубке.

Показатель твердости закаленных сталей HRC не характеризует эксплуатационной прочности режущих кромок. Наоборот значительное увеличение твердости (закалка без отпуска) приводит к обратному результату. Показатель прочности на изгиб закаленного образца (σиз) также не характеризует прочности режущих кромок при вырубке.

Необходимо создать новые методы испытания прочности режущих кромок штампов, соответствующие фактическим условиям нагрузки пуансонов и матриц. До этого вопрос о пригодности той или иной инструментальной стали для конкретных условий может быть решен лишь приближенно.

Стали, применяемые для изготовления рабочих частей штампов холодной листовой штамповки, делятся на следующие группы,

I. Углеродистые инструментальные стали небольшой прокаливаемости (Ø до 25 мм): У8А, У10А, У8, У10.

II. Легированные стали повышенной прокаливаемости (Ø до 40 – 50 мм): X (ШХ15), Х09 (ШХ9), 9X, 9XC, 9ХФ, ХВГ, 9XBГ, ХГСВФ.

III. Высокохромистые стали высокой прокаливаемости (Ø до 80 мм), высокой износоустойчивости, мало деформируемые при закалке: Х12Ф1, Х12Ф, Х12М, Х12, также Х6ВФ и ХГ3СВФ.

IV. Легированные стали повышенной вязкости (при твердости HRC 56 – 58): 4ХС, 6ХС, 4ХВ2С, 5ХВ2С, 6ХВ2С, 6ХВГ.

Углеродистые инструментальные стали после правильно выполненной термической обработки обладают такой же твердостью и прочностью, как и многие легированные стали.

Основным недостатком углеродистых инструментальных сталей является их низкая прокаливаемость, в результате чего в больших сечениях (свыше 20 – 26 мм) сохраняется непрокаленная сердцевина с пониженной твердостью. Однако, в ряде случаев, при работе штампов со значительными динамическими нагрузками, например, на прессах с большим числом ходов, это свойство углеродистых сталей становится положительным. Применение углеродистых инструментальных сталей ограничивается рабочими частями штампов простой формы толщиной или диаметром до 25 мм. Наиболее пригодны для изготовления штампов стали марок У10А и У10, имеющие более высокую прочность на изгиб, чем другие марки углеродистой инструментальной стали (σиз = 200 + 230 кгс/мм2 при HRC 69 – 60).

Легированные инструментальные стали повышенной прокаливаемости позволяют изготовлять рабочие части штампов толщиной до 40 мм (при закалке в воду). Прочность на изгиб этих сталей после закалки и отпуска на твердость HRC 59 - 61 несколько выше, чем у углеродистых сталей и достигает σиз = 250 кгс/мм2.

Высокохромистые стали обладают высокой прокаливаемостью и закаливаемостью, что позволяет использовать их для штампов больших сечений и применить закалку с умеренным охлаждением, что уменьшает деформацию изделия.

Высокохромистые износоустойчивые стали имеют некоторые различия по механическим свойствам после закалки. Сталь Х12Ф1 несколько пластичнее сталей Х12Ф и Х12М. Но сталь Х12М имеет несколько более высокую твердость (на одну единицу по Роквеллу) и большую износоустойчивость. Сталь Х12 при высокой твердости обладает несколько меньшей вязкостью и применяется для штампов простой формы, которые работают без значительных ударных нагрузок, но от которых требуется повышенная износоустойчивость.

Для вытяжных штампов рекомендуется применять стали Х12, Х12Ф1 с азотированием поверхности при твердости наружного слоя HRC 68 – 69 и твердости закаленного подслоя HRC 58. Стали этой группы подвергаются закалке с нагревом до высоких температур (Х12М, Х12Ф, Х12 – 1020 – 1040 °С; Х12Ф -  1070 – 1090 °С) и низкому отпуску (150 – 170 ºС). Твердость HRC 61 – 63.

Высокохромистые стали хорошо закаливаются при охлаждении на воздухе, однако вследствие высокой температуры нагрева происходит значительное обезуглероживание поверхности.

Наряду с достоинствами высокохромистые стали обладают некоторыми недостатками:

1) повышенной карбидной неоднородностью, являющейся зачастую причиной выкрашивания поверхностей и рабочих кромок;

2) необходимостью повышенной температуры закалки (1020 – 1090 °С) и высокой чувствительностью к возможным колебаниям температур закалки.

В последнее время, для повышения твердости и износостойкости пуансонов и матриц вытяжных и формовочных штампов, разработан новый способ азотирования перед закалкой, наряду с азотированием после окончательной термической обработки. Предварительному азотированию подвергаются стали X12М, Х6ВФ и 7ХГАВМ.

Азотирование производят при 560 – 600 °С или при 520 – 540 °С длительностью 8 – 12 ч. В результате получается более глубокий азотированный слой, стойкость вытяжных штампов повышается в 1.5 – 2 раза.

Для штамповки высокопрочных и жаропрочных сплавов, а также для штампов холодного выдавливания рекомендуются новые штамповочные стали ЭИ958 и ЭИ959 (4Х5В2ФС и 4Х2В5ФМ). Эти стали обладают высоким пределом прочности на изгиб (σиз = 170 ÷ 180 кгс/мм2), повышенной теплостойкостью и удовлетворительными пластичностью и вязкостью (аН = 3 ÷ 4 кгс/см2 при 20 °С), Твердость сталей после закалки и высокого отпуска (650 °С) HRC 45 – 48.

Твердость рабочих частей вырубных и пробивных штампов после термообработки зависит от нагрузки режущих кромок и марки стали.

В мелкосерийном производстве нет надобности стремиться к высокой стойкости рабочих частей штампов. Поэтому в некоторых случаях могут быть применены пуансоны и матрицы из более дешевой стали марки 46 с закалкой в воде и отпуском при 200 – 250 °С до твердости HRC 46 – 50.

Хорошим материалом для изготовления вытяжных матриц являются также алюминиевые бронзы типа БрАЖН-10-4-6, весьма устойчивые против налипания при вытяжке нержавеющей стали. [14, стр. 411 – 413]

  1.  Конструкция пробивного – клинового штампа, установленного на прессе усилием 2.5 МН марки КА2534.

Это штамп предназначен для пробивки боковых отверстий по контуру детали «крышки», которая входит в комплект деталей для электрических плиток. Отверстия имеют как кругообразную форму, так и прямоугольную форму. Для этого используются специальные пуансоны.

Штамп состоит из 2 плит: верхней 2 и нижней 1. Деталь ставится на накладку 48, которая расположена на матрице 11. Матрица 11 находится на плите переходной 10, которая вместе с матрицей прикреплена к нижней плите штампа 1 четырьмя винтами М12 32.

Сверху деталь прижимается прижимом 27, который прикреплен четырьмя пружинами 45 и четырьмя винтами 46 к верхней половине штампа 2. С боков деталь придерживается съемниками 3 и 19, в которых есть отверстие для пуансонов.

Съемник 3 находится на стойке 9, а съемник 19 расположен на стойке 18. Пуансоны 4 и 23 держатся державкой 5, а пуансоны 12, 13, 14 и 16 держатся державкой 17.

Три клина 6 прикреплены двенадцатью винтами 33 и восьмью штифтами 38 к верней плите штампа 2. Ползушка 7 и 15 находится в направляющих 20.

Ползушки прикреплены четырьмя пробками 21, четырьмя пружинами 42 и четырьмя винтами 35. Ползушки  располагаются на упорах 22.

При движении верхний плиты вниз клин совершает скользящие движение по наклонной плоскости державки, в которой находится пуансон. При достижении своего нижнего положения клин двигает державку с пуансоном влево, где расположена деталь. Пуансон, двигаясь по направлению детали, пробивает в ней отверстие, отход уходит в отверстие для этого предназначенное. Под отверстием находится тара для отхода, которая наполнившись, убирается. При движении клина вверх, он отодвигает ползушку, которая прикреплена болтом с пружиной, которая под действием сил сжимается. При достижении клина верхнего положения пружина разжимается и возвращает ползушку в исходное положение.

  1.  Конструкция штампа для пробивки, установленного на прессе усилием 1.6 МН марки КА3732.

Этот штамп предназначен для пробивки отверстий на поверхности детали «крышка», предназначенной для электрической плитки.

Штамп состоит из верхней плиты 4 и нижний плиты 12. Деталь располагается на матрице 1, которая прикрепляется четырьмя винтами М16*80.66  16 к переходной плите 9. Матрица 1 и переходная плита 9 прикрепляется все теми же четырьмя винтами М16*80.66 16 к нижней половине штампа 12.

Верхняя плита штампа 4 с помощью шести винтов М16*100.66 17 прикрепляется к державке 3. Между верхней плитой штампа 4 и державкой 3 находится прокладка 2. Четырьмя штифтами 16Р6*140 19 соединяются  верхняя плита штампа 4, прокладка 2 и державка 3.

Деталь к матрице 1 прижимается прижимом 7, на котором находится буфер 6, который предотвращает соединение державки 3 с прижимом 7, что может повлечь за собой разрушение штампа. С помощью четырех винтов 1092 – 2058/143 18 прижим 7 крепится к державке 3 и верхней плитой штампа 4.

Один пуансон 5, девятнадцать  пуансонов 1141 – 4033 – 8.15 22, один пуансон 1141 – 4113 – 9.15 23, два пуансона 1141 – 2026 – 2.75 24 и один пуансон 1141 – 3776 – 4.8 26 прикрепляются к верхней плите штампа 4 с помощью винтов.

На 3х втулках 1032 – 1599 – 20 20 крепятся 3 колонки 1030 – 5621 – 1 21, которые исполняют роль направляющих, чтобы снизить асимметрию при пробивке отверстий.

При опускании верхней плиты штампа прижим прижимает деталь, для избегания ее движения во время проведения операции. Буферы, находящие между прижимом и державкой, предотвращают ударное воздействие между металлическими поверхностями. Пуансоны также совершают движение вниз и пробивают отверстия на детали. Отход уходит в отверстие, предназначенное для этого, под которым находится тара, для сбора отхода. При наполнении этой тары она вынимается, очищается и ставится на место. При поднимании верхней плиты штампа буферы амортизируют движение прижима, что позволяет освободить деталь для ее вынимания.

  1.  Конструкция штампа для вытяжки, установленного на прессе усилием 1.6МН марки КА3732.

Штамп предназначен для получения детали коробчатой формы из заготовки прямоугольной формы.

Штамп состоит из верхней плиты штампа 8 и нижний плиты штампа12. К верхней половине штампа 8 с помощью восьми винтов М16 – 8q*130.68 19 крепится державка 2. К державке 2 с помощью двенадцати винтов М12 – 8q*40.68 16 и восьмью винтами М16 – 8q*40.68 30 прикрепляется матрица – секционная 1.

Деталь располагается на пуансоне 3, который с помощью двух штифтов 16Р6*140 23 и шести винтов М16 – 8q*175.68 20 крепится плите 4 и к нижней половине штампа 12.

Траверса 5 с двумя втулками 6 крепится к выталкивателю 7 с помощью двух винтов М16 – 8q*135.68 18.

На нижней плите штампа 12 по периметру также располагается четыре ножа 9, которые крепятся к ней с помощью двенадцать винтов М16 – 8q*80.68 17 и десяти штифтов 16Р6*120 24.

С помощью четырех винтов 1092 – 2057/090 27 к нижней плите штампа 12 крепится съемник 11.

При опускании верхней половины штампа происходит обрезка 4х углов заготовки ножами, при этом происходит вытяжка и формовка детали из заготовки одновременно. В дальнейшем, с помощью выталкивателя заготовка извлекается из сборной матрицы.

  1.  СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

МАРКЕТИНГОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЫНКА СБЫТА ОДНО- И ДВУХКОНФОРОЧНЫХ ПЛИТОК В КРАСНОЯРСКОМ КРАЕ И БЛИЗЛЕЖАЩИХ РЕГИОНАХ.

Маркетинг в переводе с английского означает ведение рынка, т.е. деятельность в сфере сбыта. Так понимали маркетинг до 50-х годов. Позднее под маркетингом стали понимать философию бизнеса, философию всей предпринимательской деятельности. Прежде, чем производить продукт нужно знать, нужен ли он вообще, т.е. знать потребность в том или ином продукте. Далее потребность находит свое отражение в спросе. Нет спроса, не следует ориентировать продукт на этот рынок, а исследовать другие, где есть ниша неудовлетворенного спроса, который ваша фирма может удовлетворить.

Удовлетворить запросы потребителей - непростая задача. Прежде всего, нужно хорошо изучить потребителя, т.е. ответить на вопросы: кто покупает, какое количество, по какой цене, с какой целью, для удовлетворения каких потребностей, где покупает? Обеспечить, если это необходимо, сервис. Для этого проводят маркетинговые исследования. Изучить всех покупателей  продукта невозможно, да и ненужно. Целесообразно найти тот сегмент потребителей, который обеспечит основной сбыт. Известен закон Парето, согласно которому 20% потребителей обеспечивают 80% продаж. Задача - определить, кто эти потребители, которые составляют указанные 20%.

Для определения последних используют сегментирование потребителей, или сегментирование рынка, что одно и то же. Компания делит потребителей на отдельные группы (сегменты), обладающие одинаковой реакцией на действия маркетингового характера, т.e. одинаково относится к продукту, его дизайну, цвету, упаковке, цене, доставке, сервису.

Сегментирование потребителей проводят по ряду признаков. Например: по социально-экономическим факторам (пол, возраст, размер семьи, образование, принадлежность к социальному классу, уровень дохода). По географическим признакам. По культурно-историческим признакам.

Главная задача предприятия - максимальное получение прибыли (для производителя) и  удовлетворение  постоянно  растущих потребностей общества в высококачественной продукции. [20]

Годовой выпуск продукции завода «ЗАО СИБТЯЖМАШ» по одно- и двухконфорочным плиткам составляет около 50 тыс. шт.

Основными потребителями продукции завода «ЗАО СИБЯТЖМАШ» в городе Красноярске являются магазины, которые продают бытовую технику или хозяйственные товары. К этой категории относятся магазины, такие как «БытТехника» на 60 лет Октября, «ЦУМ», «1000 мелочей» и «Товары быта» на проспекте Свободном.

За год, эти магазины реализуют продукцию, в количестве 12 800 шт. электроплиток. Это количество получено сложением отдельной реализации каждого из перечисленного магазина.

Помимо перечисленных магазинов, одно- и двухконфорочные плитки продают и другие магазины, но в меньшей степени, по этому будем считать, что эти магазины являются основными сбытчиками данной продукции.

Магазин «БытТехника», который находится на 60 лет Октября, является основным реализатором продукции. У этого магазина имеются еще 4 филиала по всему городу Красноярску. Это и правый берег, и левый берег, что очень выгодно для сбыта продукции.

В общей сложности сеть магазинов «БытТехника» за год в среднем реализует продукцию, в количестве 5 600 шт.

«ЦУМ» за год продает электроплиток в количестве 3 000 шт.

Магазин «1000 мелочей» расположен на самой оживленной улице правого берега и его реализация за год в среднем составляет около 2 800 шт.

Магазин «Товары быта» на проспекте Свободном продает в год 1 400 шт.

Общая реализация в городе Красноярске составляет 12 800 шт., что составляет 25.6% от общего годового выпуска продукции.

Все продажи за последний год сведены в таблицу 3.1, по полугодиям за 2007 год.

Таблица 3.1 – Продажи электроплиток за 2007 год.

Магазин

I полугодие, шт.

II полугодие, шт.

Всего, шт.

«БытТехника»

2 000

3 600

5 600

«ЦУМ»

1 850

1 150

3 000

«1000 мелочей»

1 376

1 424

2 800

«Товары быта»

650

750

1 400

ИТОГО

5 876

6 924

12 800

За пределы города Красноярска, на территории Красноярского края продукции ходит в 1.6 раз больше или на 60% больше, чем в городе Красноярске и составляет 20 480 шт.

За пределы Красноярского края продукции уходит 80% от количества продукции Красноярского края и составляет 16 720 шт.

За пределами Красноярского края основными покупателями данной продукции является Новосибирский регион, Иркутский регион и Кемеровском регионе. В этих регионах данную продукцию никто не выпускает или доставка ее из других регионов обходится лишком дорого, что не выгодно для потребителей данной продукции.

В этих регионах продукцию в основном покупаю деревни и села.

Если пройдет насыщение рынка в городе Красноярске или красноярском крае данной продукцией, то большую часть можно отправлять в другие регионы.

За последние несколько лет, на рынке появилось множество плиток. Это и газовые и электрические. Очень большое распространение на рынке получили зарубежные четырехконфорочные плитки, марки Hansa, Gorenje, Electrolux и Zanussi. Их преимущество в производителях, потому что это мировые бренды по производству бытовой техники. Их недостатком является их цена. Они не слишком доступны для широкого круга потребителей. Они стационарны и очень громоздки, их нельзя просто так взять и переставить.

Электроплитки завода «ЗАО СИБТЯЖМАШ» довольно компактны. Их можно использовать как дополнение к этим зарубежным плиткам. Ее так же можно использовать как самостоятельную плиту, в помещении, где место ограничено. Что касается дизайна, они очень уступают зарубежным плиткам, но по сравнение с зарубежными плитками плитки завода «ЗАО СИБЯТЖМАШ» дешевле раз этак в 8 – 10. Эти плитки могут позволить себе купить можно сказать даже люди с небольшим достатком.

Основным потребителем продукции в городах, деревнях и регионах являются пенсионеры и люди с небольшим доходом, либо люди, хотящие сэкономить место на кухне, потому что эта электрическая плита довольно компактная. Эту плитку в основном используют на дачах, так как она потребляет не много мощности и довольно мало места занимает в помещении. Ее довольно эффективно использовать  за городом.

Рисунок 3.1 – График продаж электрических плиток.

  1.  ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ

  1.  Электроснабжение цеха.

В электроснабжение завода, в который входит и листоштамповочный цех, осуществляется от Красноярской ГЭС. Переменный трехфазный ток поступает на трансформаторную подстанцию завода, где происходит понижение напряжения до  6 кВ. Электроэнергия поступает на центральный распределительный пункт цеха и трансформаторные подстанции, понижающие напряжение до 380 В. Трансформаторная подстанция расположена непосредственно у   потребителей электроэнергии.

Напряжение силовой линии для приемников  принято  В, напряжение осветительной сети 220 В от общих трансформаторов. Распределение электроэнергии переменного тока происходит по системе «блок питания – трансформатор - магистраль». Со стороны низкого напряжения трансформаторы присоединены к магистрали через разъединители.

Магистрали, принятые по цеху – кабельные.

Все силовое оборудование имеет заземление. Потребители электроэнергии, применяемые в цехе, их мощность, количество, годовой расход электроэнергии приводится в таблице 4.1

  1.  Расчет электроосвещения.

Расчет освещения производственного помещения ведем по методу использования коэффициента светового потока, который дает возможность определить световой поток ламп, необходимый для создания требуемой освещенности рабочей поверхности.

Так как в цехе отсутствуют взрывоопасные вещества, то выбираем светильники универсальные, глубокого излучения.

Высоту подвеса светильника производим по формуле:

, м                                                            (4.1)

где  – высота цеха, м;

– расстояние светильников до потолка, м;

 – высота рабочей поверхности над полом, м.

По формуле 4.1 определяем высоту подвеса светильника: .

Основной расчетной величиной при определении размещения светильников является расстояние между светильниками .

                                                                    (4.2)

Из формулы 4.2 получаем, что отсюда . Принимаем расстояние между светильниками 8.5 м.

Расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стен рекомендуется принимать

, м                                                      (4.3)

где  – расстояние между соседними рядами светильников или рядами ламп, м.  

По формуле 4.3 определяем: .

При симметричном расположении светильников в каждом ряду будет:

                                                                   (4.4)

где  – длина цеха, м;

– расстояние от крайнего светильника до стены, м;

– расстояние между светильниками, м.

    По формуле 4.4 определяем количество светильников:   Располагаем светильники в 2 ряда в пролете шириной 15 м.

Общее количество светильников в цехе будет равно:  

После выбора типа ламп, их расположения и количество, необходимо определить мощность отдельных ламп и всей осветительной установки в целом. Для осветительных установок с лампами накаливания и ДРЛ определяют число ламп исходя их условия их рационального размещения, а затем мощность одной лампы с учетом ее светового потока :

                                                (4.5)

где  - минимальная освещенность, лк;

- коэффициент запаса;

- площадь помещения, ;

- коэффициент минимальной освещенности;

- количество светильников;

- коэффициент использования.

Коэффициент  зависит от многих факторов, из которых основное значение имеет относительное расстояние между светильниками . Если светильники размещены по углам квадрата или прямоугольника,  принимается 1.15, если люминесцентные светильники расположены рядами, то . [7, стр. 465 - 469]

Коэффициент использования светового потока для каждого типа светильника определяют по справочникам в зависимости от отражения от стен, потолка и рабочей поверхности (), а также от зависящего от площади помещения индекса , определяемого по формуле:

                                                      (4.6)

где  - длина помещения, м;

- ширина помещения, м;

- расчетная высота.

По формуле 4.6 определяем индекс помещения:  [4, табл. 5 – 1]. Значения коэффициентов отражения равны: . По индексу помещения и коэффициенту отражения определяем коэффициент использования светового потока:  [4, табл. 5 – 14]

По формуле 4.5 определяем световой поток:

Выбираем лампы типа ДРЛ 700, у которой напряжением 125 – 135 В, мощностью 700 Вт. Размеры: диаметр 140 мм и длина 310 мм, тип цоколя Р40. [4, табл. 2 – 17]

Определяем общую мощность ламп: .

Результаты расчетов приведены в таблице 4.1

Таблица 4.1 – Расчет электрического освещения

Наименование помещения

Высота помещения, м2

Площадь помещения, м2

Удельная мощность, Вт/м2

Тип светильника

Полная мощность, кВт

Кол-во

светильников, шт.

Производственные

12.6

900

7.29

ДРЛ 700

8.4

12

       

  1.  Расчет электрических нагрузок цеха.

Расчет ведем по методу коэффициента спроса. Значение коэффициента спроса  и коэффициента мощности  выбраны из [16, табл. 2 – 2].

Активная мощность токоприемников:

, кВт.                                          (4.7)

где  - номинальная мощность, кВт.

Реактивная мощность токоприемников:

, кВт.                                          (4.8)

где  - находят по известному значению .

.                                            (4.9)

Расход активной электроэнергии:

, .                                          (4.10)

где  - время работы токоприемника в сутки, ч.

Расчет реактивной электроэнергии:

, .                                          (4.11)

По формулам 4.7 – 4.11 составляем таблицу 4.2

По данным таблицы электрических нагрузок вычисляем значение средневзвешенного коэффициента мощности:

.                                          (4.12)

Завод питается от районных сетей 110 кВ, поэтому для нашего случая нормативное значение  [16, табл. 2 – 163]. Для повышения  применяем компенсаторные установки.

Находим необходимую мощность компенсаторной установки:

, кВАр                                  (4.13)

где  - суммарная расчетная активная мощность из таблицы нагрузок;

- коэффициент реактивной мощности, соответствующий ;

- коэффициент реактивной мощности, соответствующий .

При  , при  .

По формуле 4.13 определяем мощность компенсирующей установки: .

Принимаем комплектную конденсаторную установку напряжением 380 В из таблицы данных на конденсаторные установки с номинальной мощностью 54 кВАр модели УК – 0.38 – 54У3. [24, табл. 1.2]

После выбора конденсаторной установки находим фактический коэффициент реактивной мощности:

,                                           (4.14)

По формуле 4.14 определяем фактический коэффициент реактивной мощности:

Определяем фактический

Конденсаторные установки подключаем к шинам 0.4 кВ подстанции.

  1.  Выбор мощности и количества трансформаторов.

Цеховые подстанции служат для приема электрической энергии от главной понизительной подстанции предприятия (ГПП), понижение напряжения с 6 – 10 кВ до 0.4 – 0.69 кВ и распределения электрической энергии. Выбор числа и мощности трансформаторов осуществляют в следующем порядке:

  1.  Определяем расчетную полную мощность:

, кВА                                          (4.15)

По формуле 4.15 определяем расчетную полную мощность по имеющимся у нас данным, причем  берем тот, который получен при использовании компенсирующих устройств: .

  1.  Выбираем число трансформаторов, которое должно быть равно 2 при наличии электрических приемников.
  2.  Выбираем номинальную мощность трансформатора из шкалы номинальных мощностей трансформаторов: 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250, 400, 630 и т.д.  На двух электрических подстанциях мощность трансформатора выбираем так, чтобы с одним трансформатором второй трансформатор обеспечивал питание всех электрических приемников. При этом, в нормальном режиме трансформаторы должны быть загружены на 60 – 80% от . В аварийном режиме при выходе из строя одного трансформатора допускается нагрузка второго трансформатора до 140%. Для проверки этого условия вычисляем коэффициент загрузки


Таблица 4.2 – Таблица электрических нагрузок.

№ п/п

Наименование потребителей

, кВт

, кВт

, кВАр

, ч

, кВт*ч

, кВАр*ч

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14

Гильотина НД3318Г

Гильотина Н3121

Пресс 2.5 МН

Пресс 1.6 МН

Пресс 1 МН

Пресс 0.4 МН

Пресс 0.16 МН

Кран – балка

Кран - штабелер

Радиально – сверлильный

Вертикально – фрезерный

Плоскошлифовальный

Токарный

Освещение

8.5

10

29.6

22

10.5

4.7

2

45

15

7.5

7.5

2.2

11

1

1

1

3

1

1

1

1

1

1

1

1

1

8.5

10

29.6

66

10.5

4.7

2

45

15

7.5

7.5

2.2

11

8.4

0.5

0.5

0.3

0.25

0.22

0.18

0.17

0.18

0.18

0.2

0.2

0.2

0.2

0.85

0.65

0.65

0.8

0.8

0.8

0.8

0.8

0.48

0.48

0.5

0.5

0.5

0.5

0.95

1.17

1.17

0.75

0.75

0.75

0.75

0.75

1.8

1.8

1.7

1.7

1.7

1.7

0.33

4.25

5

8.88

16.5

2.31

0.85

0.34

8.1

2.7

1.5

1.5

0.44

2.2

7.14

4.97

5.85

6.66

12.38

1.73

0.63

0.26

14.58

4.86

2.55

2.55

0.75

3.74

2.36

16

16

16

16

16

16

16

16

16

6

6

6

6

16

68

80

142.8

264

36.96

13.54

5.44

129.6

43.2

9

9

2.64

13.2

144.24

79.56

93.6

106.56

198

27.72

10.15

4.08

233.28

77.76

15.3

15.3

4.49

22.44

37.7

ВСЕГО

61.71

63.86

930.9

925.94


трансформатора в нормальном и аварийном режимах, которые в соответствии с требованиями правил технической эксплуатации (ПТЭ) электрических установок потребителей должны находиться в следующих пределах:

,                                  (4.16)

,                                  (4.17)

При этом перегрузка на 40% допускается в течении 5 суток по 6 часов в день.

Выбираем силовой трансформатор типа ТМ 63/6 [16, табл. 2 – 93] с номинальной мощностью 63 кВА и номинальным высшим напряжением 6 кВ.

По формулам 4.16 и 4.17 определяем коэффициенты загрузки и сравниваем их с ПТЭ.

;

.

Все полученные коэффициенты загрузки удовлетворяют ПТЭ.

  1.  Расчет сечений и выбор кабелей напряжением 0.4 кВ и 6 кВ.

Выбор сечений кабелей осуществляется по нагреву током нагрузки, а проверка выбранного сечения – по потере напряжения.

Для выбора сечения определяется расчетный ток нагрузки на кабель:

, А                                  (4.18)

где  - расчетная нагрузка на кабель, определяемая по таблицы нагрузки, кВт;

 - номинальное линейное напряжение сети, В;

- средневзвешенный коэффициент мощности, определяемый из 4.8 с учетом нагрузок только выбираемого кабеля;

- КПД электрической сети.

По данным таблицы 4.2 определяем  для заготовительного участка: .

Принимаем большее табличное значение  [16, табл. 2 – 163].

По формуле 4.13 определяем ток нагрузки: .

По [16, табл. 4 – 32] принимаем кабель с сечением жилы 2.5 мм2 для которого .

Проверяем выбранный кабель по потери напряжения, которое определяется по формуле:

                            (4.19)

где  - длина, м;

- сечение кабеля, мм2;

- удельная проводимость материала кабеля, ;

для алюминия – ;

для меди - . [24, стр. 14]

Потеря напряжения в кабеле, выраженная в процентах, не должна превышать 5%, т.е.

,                             (4.20).

По формуле 4.14 проверяем кабель по потери напряжения: , что в процентах составляет , т.е. выбранный кабель удовлетворяет нормам.

Расчет остальных кабелей производим аналогично.

По данным таблицы 4.2 определяем  для прессового участка: .

Принимаем большее табличное значение  [16, табл. 2 – 163].

По формуле 4.18 определяем ток нагрузки:

.

По [16, табл. 4 – 32] принимаем кабель с сечением жилы 10 мм2 для которого .

Проверяем выбранный кабель по потери напряжения: , что в процентах составляет , т.е. выбранный кабель удовлетворяет нормам.

По данным таблицы 4.2 определяем  для ремонтно – механического  отделения: .

Принимаем большее табличное значение  [16, табл. 2 – 163].

По формуле 4.18 определяем ток нагрузки: .

По [16, табл. 4 – 32] принимаем кабель с сечением жилы 2.5 мм2 для которого .

Проверяем выбранный кабель по потери напряжения: , что в процентах составляет , т.е. выбранный кабель удовлетворяет нормам.

Результаты расчета сводятся в таблицу 4.3.

Таблица 4.3 – Выбранные кабели.

Наименование кабеля

Длина кабеля, м

Принятая марка и сечение кабеля

Расчетный ток, А

Потеря напряжения

к РП – 1

к РП – 2

к РП – 3

40

20

30

АВРГ – 3*2.5+1*1.5

АВРГ – 3*10+1*6

АВРГ – 3*2.5+1*1.5

15.5

48.62

10

29

70

29

3.4

1.3

1.6

Выбор кабелей напряжением 6 кВ производим по расчетному току: . Выбираем кабель с алюминиевыми жилами с бумажной изоляцией в алюминиевой оболочке, проложенный в земле, типа ААБ – 3*16 с  [16, табл. 4 – 36].

Потеря напряжения для этого кабеля , что в процентах составляет .

  1.  Определение годовой стоимости электроэнергии.

Расчет стоимости электроэнергии производится по двухставочному тарифу. Так как максимум нагрузки в подавляющем большинстве превышает 500 кВт, то основная плата берется за заявленную мощность , в качестве которой принимается полная расчетная активная мощность  из таблицы нагрузок.

Расчет годовой стоимости электроэнергии осуществляем по формуле:

,                    (4.21).

где  - стоимость 1 кВт активной мощности заявленной предприятием;

- активная мощность, кВт;

- стоимость 1 кВт*ч активной энергии;

- активная энергия, учтенная счетчиком;

- стоимость 1 кВАр реактивной мощности;

- реактивная мощность, кВАр;

- стоимость 1 кВАр*ч реактивной энергии;

– реактивная энергия, учтенная счетчиком.

Из таблицы 4.2 определяем: ,

 

Годовой расход активной энергии определяем по формуле:

                                        (4.22).

По формуле 4.22 определяем:

Годовой расход реактивной энергии определяем по формуле :

                                      (4.23).

По формуле 4.23 определяем:

Для системы «КрасноярскЭнерго» определяем тарифные ставки: , , ,  

По формуле 4.15 определяем годовую стоимость электроэнергии:  

  1.  Выбор коммутационной аппаратуры.

Разъединители выбираем  типа РВ – 6/400 [16, табл. 2 – 61] и предохранители ПК 6/75 [16, табл. 2 – 65] с плавкой вставкой на номинальный ток 80А.

На линии напряжением 6 кВ выбираем автоматические выключатели Э10 с . На линиях, ведущим к участкам РП – 1, РП – 2, РП – 3 выбираем автоматические выключатели Э06 с  [16, стр. 658 - 659].

На рисунке 4.1 представлена схема электроснабжения листоштамповочного цеха.

Рисунок 4.1 – Схема электроснабжения цеха

  1.  АТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ПРОЦЕСОВ

Автоматика – наука об общих принципах и методах построения автоматических систем, выполняющих поставленные перед ними цели без непосредственного участия человека.

Использование принципов автоматики, а так же технических средств, реализующих эти принципы, в различных отраслях народного хозяйства называется автоматизацией.

Автоматические системы подразделяют на два основных класса: циклические или разомкнутые, действующие по жесткой программе (например, станки с ЧПУ, станки – автоматы, поточные линии) и ациклические или замкнутые, действующие на основе обратной связи (ОС).

Наибольший интерес представляют замкнутые автоматические системы.

АСР (автоматическая система регулирования) – представляет собой наиболее эффективный принцип автоматики при частичной автоматизации, когда технические средства автоматики осуществляют простые функции, связанные с изменением, контролем различных физических величин и отработкой решений, принятых оператором в виде уставок, программ или других сигналов управления.

Таким образом, АСР включает в себя объект управления и автоматический регулятор. АСР используют в системах частичной автоматизации.

Сейчас на смену частичной приходит комплексная автоматизация, используемая для создания автоматизированных производств, цехов, технических процессов.

Это приводит к тому, что для координации действий отдельных АСР уже недостаточно использования человека, возникает необходимость в автоматической координации, то есть автоматическом управлении действиями отдельных АСР. Такие задачи решает система автоматического управления САУ, которая состоит из нескольких уровней автоматизации.

В настоящее время САУ создают с использованием ЭВМ в контуре управления. Созданием таких САУ занимается кибернетика – наука об управлении.

При создании АСР основными являются следующие проблемы: устойчивость, управляемость, наблюдаемость, качество переходных процессов, динамическая точность,  оптимизация и т.д.

Итак, автоматической системой регулирования (АСР) называется динамическая система, стремящаяся сохранить в допустимых пределах отклонения между требуемыми и действительными измерениями регулируемых переменных при помощи их сравнения на основе принципа обратной связи (замкнутого цикла) и использования получающихся при этом сигналов для управления источниками энергии.

Системы управления, в которых в процессе их эксплуатации все информационные этапы управления, включая принятие решений или выработку управляющих воздействий, производятся без участия человека – оператора, называют системами автоматического управления (САУ).

Современная технология кузнечно-штамповочного производства предусматривает следующие операции: свободную ковку; горячую и холодную объемную штамповку; горячую и холодную листовую штамповку; разделку и разрезку исходного металла; гибку металла и т.д.

В соответствии с этим кузнечно-штамповочные машины могут быть отнесены к тому или иному технологическому классу. Наибольшее распространение получили кривошипные прессы. Независимо от их назначения и конструктивного исполнения, общим для кривошипных прессов является единообразие привода, состоящего из электродвигателя, ременной и зубчатой передач, специальных устройств (муфт), тормозов и систем управления. Для привода прессов, регулирования межштамповочного пространства, насосов и других механизмом обычно применяют асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, как нормального исполнения, так и с повышенным скольжением.

Для прессов с большими усилиями и с большим использованием маховых масс при штамповке используются асинхронные двигатели с фазным ротором типа АК при питании их как от нормального, так и от высокого напряжений (3000 и 6000 В).

Кроме двигателей в электрооборудование пресса входят: рубильники и автоматы; командоаппараты, выполняющие роль датчика сигналов для получения определенного режима работы; универсальные переключатели, включающие по заданию определенные цепи управления; аппараты – пусковые, регулировочные и защитные; трансформаторы напряжения для цепей управления, сигнализации и освещения, а также трансформаторы тока для тепловой защиты; тахогенераты, выполняемые различные функции в схемах управления прессами; сигнальные и осветительные лампы, а также другие средства сигнализации и защиты4 сопротивления пусковые, регулировочные и добавочные.

В зависимости от назначения и усилия управления прессом может осуществляться от нескольких пультов. Для облегчения чтения схема пресса, приведенная ниже, имеет один пульт управления.

На рисунке 5.1. приведена схема управления кривошипным прессом.

Мини-цех для производства штампованных деталей товаров народного потребления располагается на территории предприятия «ЗАО СИБТЯЖМАШ», во втором пролете ЦКС – 2. Имеет довольно малые размеры с площадью в 900 м2.

На территории мини-цеха присутствуют 2 гильотины (кривошипные ножницы), семь кривошипных прессов с усилиями 2.5 МН, 1.6 МН, 1.0 МН, 0.4 МН и 0.16 МН, а также имеется ремонтно – механический участок и участок зачистки.

Технологический процесс включает в себя довольно простые операции. Сначала происходит разрезка листа на карточки на кривошипных ножницах или, именуемых по-другому, гильотине. В дальнейшем происходит складывание этих карточек в специально отведенную тару на промежуточном складе заготовок. После склада заготовок каждый рабочий берет определенную партию этих карточек и начинает проводить операции на прессах, либо это вытяжка, либо это вырубка отверстий, либо формовка. После проведения операций на прессах происходит дальнейшая их обработка на механических станках.

Рисунок 5.1 – Схема управления прессом усилием 0.4 МН.

Подача и съем деталей происходит вручную. Все операции, проводимые в этом цехе, имеют частичную автоматизацию. Управление происходит на кнопочном уровне.

Однокривошипный пресс простого действия усилием 0.4 МН приводится в движение асинхронным двигателем М1 с короткозамкнутым ротором мощностью 40 кВт. Кроме того, пресс обслуживается еще двумя асинхронными двигателями с короткозамкнутыми роторами: двигатель М2 – для регулирования межштампового пространства и двигатель М3 – для подачи жидкой смазки. Электрооборудование пресса кроме двигателей включает в себя: шкаф с различной аппаратурой; один главный и два вспомогательных пульта управления; электромагниты тормоза YA3, YA4; муфты YA1, YA2 и гидроподушки YA5; фотореле – BL1 и BL2 – для защиты от травм; трансформаторы для питания аппаратуры управления при различном напряжении; командоаппарат; различные кнопки, конечные и путевые выключатели, реле и сигнальные лампы.

Схема управления прессом в зависимости от положения универсального переключателя SQ позволяет получить следующие режимы работы: толчковый ход (наладка); одиночный ход; автоматическая работа.

Перед началом работы включают автоматы SA1 – SA3, благодаря чему подается напряжение на все цепи управления, и загорается сигнальная лампа HL1.

Пуск главного двигателя М1 происходит от нажатия кнопки SB8, которая замыкает цепь реле KH1. Это реле включает контактор KM1, чем осуществляется пуск двигателя М1. Изменение межштампового пространства производится двигателем М2 посредством нажатия кнопок SB4 и SB5, замыкающих цепи контакторов KM2 и KM1. Для предупреждения поломок использованы выключатели SA1 и SA2. Двигатель М2 можно включить в работу лишь в наладочном режиме, т.е. когда контакторы SQ (SQ1, SQ2 …) установлены в правом положении. Электромагниты тормоза и муфты при этом могут быть включены. Двигатель М3 насоса жидкой смазки включается контактором KM2 после нажатия на кнопку SB7. Двигатели М1 и М3 останавливаются от нажатия на кнопку SB1.

После пуска главного двигателя М1 и двигателя насоса М3 все режимы работы можно выполнять лишь при наличии заданного давления в системах смазки и воздуха, т.е. когда замкнуты контакты реле KHC и KHB.

Наладочный режим осуществляется поворотом универсального переключателя SQ в правое положение. Затем от нажатия кнопки SB6 срабатывает реле KH5, включаются электромагниты YA3 и YA4, которые через воздухораспределители приводят к растормаживанию пресса. Одновременно через контакты SA3 (замыкаются при растормаживании пресса) срабатывает реле KH4, благодаря чему к электромагнитам YA1 и YA2 подается напряжение, и муфта сцепления позволяет ползуну пресса перемещаться до тех пор, пока будет нажата кнопка. Наладочный режим производится только с  главного  пульта управления.

Одиночными ходами пресса можно управлять с одного, двух или трех пультов управления. Для этого необходимо поставить переключатель в соответствующее положение, а SQ — в среднее положение (замкнутся контакты SQ5). При этом режиме работы от нажатия на кнопки SB11 и SB12 сработает реле KH2, которое, заблокировав себя, замкнет цепь реле KH4 и разомкнет контакты в цепи катушки реле KH3. До этого реле KH6 было включено и его контакты в цепи реле KHЗ были замкнуты, поэтому цепь реле KH4 была подготовлена. Как только замкнутся контакты реле KH2, сработает реле KH5 и включатся электромагниты YA3 и YA4. Тормоз растормаживается, замыкаются контакты SA3, и реле KH4 срабатывает. Благодаря этому включаются электромагниты YA1 и YA2, происходит сцепление муфты, и ползун пресса начинает свое движение вниз. Кнопки SB11 и SB12 в это время можно отпустить, так как катушка реле RH2 получает питание через замкнувшиеся контакты KH2 и KH4. Все контакты фотореле BL1 и BL2 также замкнуты. Когда угол поворота вала достигнет 300е, контакт КА1 разомкнётся и обесточит реле KH3 и KH4, а последнее отключит электромагниты YA1 и YA2. Произойдет расцепление муфты, но ползун пресса будет продолжать свое движение вверх по инерции. При повороте вала на 320° контакт КА2 обесточит реле KH5, которое разомкнет цепь электромагнитов YA3 и YA4. Тормоз затормаживает движущиеся части пресса, но ползун за это время успевает дойти до своего исходного положения. На этом одиночный ход пресса заканчивается, а для, следующего хода необходимо нажать снова пусковые кнопки. В схеме использованы электромагниты YA1 — YA5 постоянного тока,  питаемые от выпрямителя SB.

Работа пресса в автоматическом режиме выполняется при установке переключателя SQ в левое положение, т. е. когда замкнуты контакты SQ1. В этом случае загорается лампа HL2. Срабатывание тормоза и муфты происходит в том же порядке от кнопок SB11 и SB12, как и при одиночном ходе. Пресс будет работать непрерывно и ползун не остановится в верхнем положении, потому что контакты КА1 и КА2 не обесточат катушек реле KH3 и KH5, так и заблокированы контактами SQ2 и SQ8. Реле KH3 будет все время под напряжением, а, следовательно, и реле KH4 не отключится. Остановку ползуна в верхнем положении можно осуществлять нажатием кнопки SB16, а в аварийном случае — кнопкой   SB1.

Схемой управления предусмотрена возможность работы пресса с гидроподушкой. Для этого необходимо замкнуть выключатель SA. Тогда сработает реле KH7 и включится электромагнит YA3, который подает жидкость в гидроподушку. Контакт КА3 в процессе работы пресса обеспечивает требуемый режим работы   гидроподушки.

Если в зону, защищаемую фотозащитой при ходе ползуна вниз, будет введен какой-нибудь предмет или рука рабочего, пресс немедленно остановится, то сработает фотореле BL2  и ползун остановится. При ходе ползуна вверх фотозащита не остановит пресс и ползун, продолжит свое движение, так как цепь включения муфты блокирована контактами КА2.

Таким образом, рассмотренная схема управления прессом позволяет осуществить все необходимые режимы работы, защиту двигателей и необходимые блокировки, что приводит к снижению энерго- и трудозатрат и увеличения срока службы оборудования. [21, стр. 102 – 105]

  1.  БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ

Охрана труда – система законодательных, социально – экономических, технических и организационных мероприятий, методов и средств, обеспечивающих безопасность человека в производственной сфере, предотвращающих воздействие на работающих опасных и вредных факторов, приводимых к травме или другому резкому  ухудшению здоровья человека.

В правовые нормативно – технические и организационные основы обеспечения БЖД входят: Федеральный закон № 181 «Об основах охраны труда РФ» от 17 июлю 1999 г; Федеральный закон № 116 «Об опасных производственных объектах» от 21 июля 1997 г; Конституция Российской Федерации (с.37), Трудовой кодекс РФ (раздел Х. Охрана труда), Административный кодекс РФ, Гражданский кодекс РФ (части 1 и 2), Уголовный кодекс РФ (ст.8,16, 143, 145 и др.).

Требования к безопасности должны соответствовать нормам.

Основные положения:

  •  опасными производственными объектами являются предприятия, цеха, участки;
  •  необходимо лицензировать все виды деятельности в области безопасности: проектирование, строительство, эксплуатация, реконструкция, экспертиза и т.д.;
  •  необходимо проводить сертификацию всех технических устройств на опасных производственных объектах;
  •  организация, эксплуатация опасных производственных объектов должна соблюдать положения настоящего ФЗ, других законов и нормативно – правовых актов РФ, нормативно – технических документов в области охраны труда:
  1.  проводить экспертизу зданий, сооружений и технических устройств;
  2.  разработать декларацию промышленной безопасности;
  3.  осуществлять контроль и надзор, аттестацию работников;
  4.  заключить договор страхования риска и ответственности за причиненный вред при эксплуатации опасных производственных объектов;
  5.  осуществлять мероприятия по локализации и ликвидации последствий на объектах.
  •  Надзор в области промышленной безопасности осуществляется Ростехнадзором.

Законодательное положение по охране труда содержится:

  •  в Системе Стандартов Безопасности Труда (ССБТ);
  •  в правилах и инструкциях по охране труда;
  •  в положении, регулирующем организацию охраны труда в министерствах, на предприятии;
  •  в правилах и нормах устанавливающих компенсацию в связи с вредными условиями труда;
  •  в положениях, нормах и правилах по специальной охране труда женщин, подростков, инвалидов;
  •  в положении, регулирующем деятельность органов государственного надзора и общественного контроля по охране труда;
  •  в положении устанавливается ответственность предприятия и должностных лиц за ущерб, причиненный рабочим, подрывающих их здоровье и нарушающие охрану труда.

Безопасности труда (БТ) присвоен шифр 12.

В ССБТ входят:

  1.  Государственные стандарты (ГОСТ);
  2.  Отраслевые стандарты (ОСТ);
  3.  Республиканские стандарты (РСТ);
  4.  Стандарты предприятия (СТП).

  1.  Анализ опасных и вредных производственных факторов.

Листоштамповочный цех специализируется на выпуске деталей к электрическим одно- и двухконфорочными плиткам и располагается на территории завода «ЗАО СИБТЯЖМАШ».

Доставка металла, запасных частей и других составляющих производства, а также вывоз готовых деталей, отходов из цеха осуществляется автотранспортом, для чего рядом с цехом предусмотрены поперечные проезды. Перемещение грузов внутри цеха осуществляется кран – балкой.

Основным оборудование в цехе являются кривошипные прессы и гильотинные ножницы.

Опасными производственными факторами в проектируемом цехе являются:

  •  передвижение грузов кранами;
  •  вращающиеся части машин и механизмов;
  •  опасность поражения электрическим током;
  •  опасность поражения острыми кромками.

Вредными факторами в проектируемом цехе являются:

  •  пыль;
  •  смазочно-охлаждающие жидкости;
  •  шум;
  •  вибрация.

Все опасные и вредные факторы представлены в таблице 6.1

Таблица 6.1 – Анализ опасных (вредных) производственных факторов цеха.

№ п/п

Рабочее место или операция технологического процесса

Оборудование

Опасный (вредный) фактор

Величина фактора, единица измерения

Норматив (безопасная величина)

1.

Нарезка заготовки

Кривошипные ножницы (гильотина)

Шум

Пыль

Вибрация

88 дБА

18 мг/м3

60 дБ

80 (ГОСТ 12.1.003 – 99)

20 (ГОСТ 12.1.005 – 01)

92 (ГОСТ 12.1.012 – 96)

2.

Штамповка

Кривошипные

прессы

Шум

Вибрация

94 дБА

60 дБ

80 (ГОСТ 12.1.003 – 99)

92 (ГОСТ 12.1.012 – 96)

3.

Транспортировка

Кран – балка

Вибрация

Электроток

Шум

20 дБ

380 В

60 дБА

92 (ГОСТ 12.1.012 – 96)

15 (ГОСТ 12.1.006 – 99)

80 (ГОСТ 12.1.003 – 99)

  1.  Мероприятия по охране труда.

Оборудование листоштамповочных цехов в отношении травматизма является наиболее опасным.

Все места в цехе, являющиеся опасными в отношении травматизма, ограничены. Оборудование имеет кожухи, закрывающие все его наружные движущиеся или вращающиеся детали и узлы, надежное пусковое управление (кнопки, педали, рукоятки), не допускающие возможность случайного или самопроизвольного включения или переключения его во время работы. Станины оборудования, корпуса электрических нагревательных установок и электродвигателей, пульты и приборы управления заземлены.

Мерами предотвращения травматизма на холодноштамповочных прессах является применение закрытых штампов, установка на прессах ограждающих устройств, представляющих собой поворачивающиеся, откидные или передвижные защитные решетки, кинематически связанные с ползуном пресса и закрывающие рабочее пространство пресса при движении ползуна вниз или отводящие руку рабочего.

Используются также фоторелейная и радиоизотопная защиты. Фоторелейная защита не может считаться достаточно надежной, так как при запылении фотоэлемента перестает действовать. В этом отношении радиоизотопная защита гораздо лучше, так как для бета-лучей слой пыли не является препятствием.

Основным средством для предотвращения травматизма при работе на прессах и другом оборудовании является механизация и в особенности автоматизация производственных процессов. Механизация и автоматизация исключают необходимость соприкосновения производственного персонала с оборудованием во время его работы, предотвращая этим проникновение рук рабочего в опасные зоны оборудования при его работе. Автоматизация и механизация облегчают условия труда, снижают утомляемость, что уже само по себе является условием, способствующим предотвращению травматизма, так как усталость понижает внимание рабочего.

Кроме того все рабочие в цехе, а также представители ОТК или другие представители не участвующие непосредственно в производстве должны находиться в цехе обязательно в касках.

К оборудованию и другим рабочим местам в цехе должны быть предусмотрены незагроможденные подходы, удобные проходы и подъезды. Существенным преимуществом в этом отношении обладает поточное расположение оборудования в соответствии с направлением технологического процесса, ибо при этом отпадает необходимость в накоплении у рабочих мест большого количества заготовок, полуфабрикатов, готовой продукции и, следовательно, загромождение рабочих мест и подходов к оборудованию.

Кроме того, при подаче заготовок в рабочее пространство  пресса применяются крючки и щипцы. Пол возле пресса должен быть ровным, сухим, без выбоин и не загроможденным деталями и отходами.

По санитарной безопасности цех относится к категории I б, то есть производство, протекающее при нормальных метеорологических условиях и отсутствии вредных газов и выделений.

Расчетная зимняя температура наружного воздуха составляет минус 20º С, температура воздуха внутри помещения составляет плюс 15º С.

В цехе листовой штамповки  необходима защита от неблагоприятных метеоусловий и от шума. В целях защиты работающих от шума и вибрации прессы установлены на индивидуальных фундаментах с амортизаторами, на муфты прессов устанавливаются глушители, рабочим выдаются наушники.

В цехе листовой штамповки необходимо создать метеорологические условия воздушной среды, обеспечивающие гигиенические показатели температуры, влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне и на постоянных местах работы. Рабочей зоной считается пространство высотой 2 м над уровнем пола или площадки, на которых находятся рабочие места. Постоянным рабочим местом считается место, на котором рабочий находится большую часть своего времени.

Метеорологические условия создаются путем естественной аэрации с дополнением искусственной вентиляции, если это требуется. Искусственная вентиляция производственных помещений применяется при избытке явного тепла и задымленности рабочей зоны, которые не могут быть устранены путем естественной аэрации.

Явным является тепло, воздействующее на изменение температуры воздуха в помещениях.

Избытком явного тепла (от оборудования, нагретых материалов, инсоляции – освещение солнечными лучами  и людей) следует считать остаточные тепловыделения (за счет теплопотерь), оставшиеся после осуществления всех технологических и строительных мероприятий по их уменьшению, а именно: теплоизоляция оборудования, нагревательных установок и трубопроводов; герметизация оборудования и устройства местных отсосов, связанные с технологическим оборудованием, и др. Не значительными считаются избытки явного тепла в количестве, не превышающем 83.7 .

Нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха зависят от категории работ, выполняемых в цехе.

Все работы в СН 245 – 96 подразделяются на три категории. К категории легких работ относятся работы, производимые сидя, стоя или связанные с ходьбой, но не требующие систематического физического напряжения или поднятия и переноски тяжестей. Затраты энергии на эти работы не превышают 628 .      [9, стр. 372 – 382]

Все санитарно-гигиенические условия работы в цехе приведены в таблице 6.2.

Таблица 6.2 – Анализ санитарно-гигиеничных условий цеха.

Параметр

Единица измерения

Допустимая величина

Фактическая величина

1. метеоусловия (ГОСТ 12.1.005 – 01)

° С

%

17 – 22

не более 75

не более 0.3

13 – 15

40

0.2

холодный и переходный период

температура

влажность

скорость движения воздуха

теплый

период

температура

влажность

скорость движения воздуха

° С

%

не более 28

75 – 55

0.3 – 0.5

20 – 22

75

0.2

2. запыленность (ГОСТ 12.1.005 – 01)

2.0 – 4.0

6

3. шум (ГОСТ 12.1.003 – 99)

дБА

80

90

4. вибрация (ГОСТ 12.1.012 – 96)

дБ

92

100

5. освещение (СНиП 23 – 05 – 95)

лк

200

150 – 180

  1.  Мероприятия по производственной санитарии.

По санитарным нормам классификации (СН 245 – 96) завод относится к IV классу, санитарно – защитная зона на 100 м. Проектируемый цех относится к разряду цехов с малым выделением вредных веществ, поэтому располагается довольно недалеко от центральной проходной завода.

Важнейшими элементами, обеспечивающими безопасность работы и высокую производительность труда, являются освещенность, чистота воздуха в рабочих помещениях.

Утомляемость зрения, а, следовательно, и всего организма зависит не только от недостаточного или слишком яркого освещения, но также и от не правильной цветовой отделки помещений, оборудования, различных установок. Темные тона ухудшают освещенность, чрезмерно яркие утомляют глаза, все это снижает производительность труда. Выбор рациональной цветовой отделки должен выполняться в соответствии с Указаниями по проектированию цветовой отделки интерьеров производственных зданий промышленных предприятий СН 181 – 70. Верх стен рекомендуется окрашивать в светлые тона, низ – в темные. Для неподвижных частей кузнечно-прессового оборудования установлен зелено-голубой цвет, для подвижных – кремовый. Опасные в отношении травматизма части машин следует окрашивать в красный или оранжевый цвет (цвета техники безопасности), а рукоятки и кнопки управления в красный, оранжевый или зеленый. Знаки безопасности и сигнальные цвета следует принимать в соответствии с                ГОСТ 22133-01.

В цехе проведено центральное отопление, а также предусмотрено питьевое водоснабжение посредством фонтанчиков, баков с фонтанирующими насадками или другими способами. Температура питьевой воды 8…20° С. Расстояние рабочих мест до питьевых точек не превышает 75 м. Вода в цехе поступает от общей городской сети.

Цех листовой штамповки имеет только искусственное освещение, так как он находится во  втором пролете ЦКС – 2 и расположен таким образом, что естественное освещение практически не попадает. Потому расчет будет проводиться только для искусственного освещения, согласно СНиП 23 – 05 – 95. Его расчет приведен в главе 4.

Что касается вентиляции, то она будет относиться к общему цеху ЦКС – 2, потому цех располагается рядом с перегородкой, ограждающей пролеты цеха. Неэффективно проводить вентиляцию из одного пролета в другой. Поэтому вентиляция будет общая, вместе с цехом ЦКС – 2. [22, 316 – 323]

  1.  Мероприятия по пожарной безопасности.

Данный цех по степени пожарной безопасности цех относится к категории Д (СНиП 2 – 09 – 02 – 97), так как это производство связано с обработкой вещества и материалов в холодном состоянии. По степени огнестойкости относится к категории II, внутренние несущие стены (перегородки) состоят из трудносгораемых материалов (СНиП 21.01 – 97).

СНиП II – М.1 – 71 предусматривает обязательные противопожарные разрывы между зданиями и сооружениями, предотвращающие распространение пожара и обеспечивающие свободный подъезд к ним пожарных машин (табл. 6.3).

Таблица 6.3 – Противопожарные разрывы.

Степень огнестойкости

Разрывы между зданиями и сооружениями различной степени огнестойкости, м

I и II

III

IV и V

I и II

III

IV и V

9

9

12

9

12

15

12

15

18

В цехе предусмотрены различный пожарный инвентарь, огнетушители и ящики с песком. Один из расчета на 500  на площадь цеха. Цех необходимо снабдить и пожарной сигнализацией. Внутренний пожарный водопровод обязателен для всех производственных зданий, а для прочих зданий – при высоте 6 этажей и более. Не допускается устройство внутреннего пожарного водопровода в зданиях, в которых вода может вызвать взрыв, пожар или распространение огня. Противопожарный водопровод объединен с хозяйственно-питьевым или производственным водопроводом. Проектирование водопровода выполнялось по СНиП II – Г.1 – 70.

В случае пожара по телефону, находящемуся в цехе, рабочие  должны вызвать пожарную команду и принять все меры по тушению или по дальнейшему распространению огня. Если же пламя уже нельзя удержать, то происходит быстрая эвакуация людей  из всех помещений здания. Все пожарные проезды и проходы не должны быть завалены запчастями, деталями, заготовками и т.п. Эвакуационным считается выходом, если он ведет: а) из помещений первого этажа непосредственно наружу или через коридор, вестибюль, лестничную клетку; б) из помещений любого этажа, кроме первого, в коридор или проход, выходящей к лестничной клетке, имеющей выход непосредственно наружу.

Ширина пожарных проездов в зданиях принимается равной 4 м. ширина проходов, служащих для эвакуации людей, должна быть не менее 1м, коридоров не меньше 1.4 м, маршей и площадок лестниц – в пределах 1.15…2.4 м, дверей – в пределах 0.8…2.4 м. Допускается уменьшать ширину проходов, ведущих к одиночным рабочим местам, до 700 мм. Все ворота и двери, служащие для эвакуации людей, должны открываться наружу. [9, стр. 383 – 384]

  1.  Организационные мероприятия.

В цехе предусмотрен двухсменный режим работы, по 8 часов. Продолжительность рабочей недели составляет 40 часов. Предусматривается 2 выходных дня. Рабочим предоставляется отпуск в размере 36 календарных дней. Время обеда составляет 30 мин.

Для всех поступающих на работу или переводимых на другую работу лиц работодатель (или уполномоченное им лицо) обязан проводить инструктаж по охране труда.

Для лиц, поступающих на работу с вредными или опасными условиями труда, где требуется профессиональный отбор, работодатель обеспечивает обучение безопасными методами и приемам выполнения работ со стажировкой на рабочем месте и сдачей экзаменов, а в процессе трудовой деятельности – проведение периодического обучения и проверки знаний требований охраны труда.

В состав комиссии по проверки знаний по охране труда включаются специалисты служб охраны труда, главные специалисты (технологи, энергетики и др.), государственные инспекторы, профсоюзные работники.

Проверку знаний по охране труда комиссия должна проводить в составе не менее трех человек. Члены комиссии по проверке знаний должны иметь документ, удостоверяющий их полномочия.

Результаты проверки знаний по охране труда работников предприятий оформляются соответствующими протоколами, которые сохраняются до очередной проверки знаний, а лицам, прошедшим проверку выдаются удостоверения соответствующего образца за подписью председателя комиссии.

В соответствии со ст. 17 Федерального закона № 181 – Ф3 и ст. 221 ТК РФ, работникам, занятым на работах с вредными или опасными условиями труда, а также на работах, выполняемых в особых температурных условиях или связанных с загрязнением, выдаются бесплатно сертифицированные специальная одежда, специальная обувь, верхонки, наушники и каски в соответствии с Типовыми нормами, утвержденными соответствующими Постановлениями Минтруда РФ.

Согласно ст. 14 Федерального закона от 17.07.99 № 181 – Ф3 «Об основах труда в Российской Федерации», работодатель должен обеспечить проведение обязательных предварительных (при поступлении на работу) и периодических (в течение трудовой деятельности) медицинских осмотров (обследований) работников, внеочередных медицинских осмотров (обследований) работников по их просьбам в соответствии с медицинскими рекомендациями с сохранением за ними места работа (должности) и среднего заработка на время прохождения указанных медицинских осмотров.

Каждый рабочий должен один раз в год проходить полный медицинский осмотр.

Статьей 222 Трудового кодекса РФ предусматривается, что на работах с вредными условиями труда работникам выдаются бесплатно по установочным нормам молоко или другие равноценные пищевые продукты.

В целях предупреждения заболеваний на работах, связанных с загрязнением, работника выдаются смывающие и обезвреживающие средства. Нормы, порядок и условия их выдачи утверждены постановлением Минтруда РФ от 4 июля 2003 г. № 45 «Об утверждении норм бесплатной выдачи работникам смывающих и обезвреживающих средств, порядка и условий их выдачи» (табл. 6.4).

Независимо от выдачи рабочим, мылом снабжаются пункты общественного питания, здравпункты и туалетные комнаты (по СНиП 2.09.04 – 87). [1]

Таблица 6.4 – Нормы бесплатной выдачи работникам смывающих средств и обезвреживающих средств, порядок и условия их выдачи.

№ п/п

Виды смывающих и обезвреживающих

средств

Наименование работ и производственных факторов

Норма выдачи на 1 месяц

1.

Мыло

Работы, связанные с загрязнением

400 г

2.

Защитный крем для рук гидрофильного действия

Органические растворители, технические масла, смазки, сажа, лаки и краски, смолы, нефтепродукты

100 мл

3.

Очищающая паста для рук

Сильные трудно смываемые загрязнения: масла, смазки, нефтепродукты, лаки, краски, смолы, клеи, битум, силикон

200 мл

  1.  Защита окружающей среды.

В последнее время большое внимание в мире, в том числе и в нашей стране имеет проблема загрязнения окружающей среды выбросами в атмосферу предприятий, энергетических объектов, транспортом и другими отраслями деятельности человека.

Предельно-допустимые уровни содержания в воздухе различных вредных веществ превышает во много раз нормы.

С точки зрения охраны труда цех листовой штамповки не дает больших выбросов в окружающую его территорию и атмосферу.

При работе цеха имеют место промышленные загрязнения: материальные и энергетические. К материальным относятся выбросы в атмосферу, сточные воды и твердые отходы.

Выбросы в атмосферу очень малы и с учетом рассеивания их концентрация в воздухе не превышает предельно-допустимых норм.

Твердые отходы, в том числе пыль, задержанную пылеулавливающими установками, которые нельзя утилизировать или использовать в качестве вторичного сырья вывозят на специально отведенные вне территории предприятия свалки. Сгораемые отходы сжигаются. Запыленный воздух перед выбросом в атмосферу проходит очистку в циклонах или в камерных инерционных пылеуловителях.

К группе сточных вод относятся отработанные смазочно-охлаждающие жидкости, травильные растворы, растворы для обезжиривания, щелочные растворы для промывки деталей перед окраской, вода после гидравлической очистки заготовок, содержащая окалину и др. К ним условно также относится вода, использованная для охлаждения различных агрегатов. Использованную на производстве воду с содержащимися или растворенными в ней примесями не разрешается спускать в канализационную сеть города. Ее отправляют в заводские очистительные сооружения. Сначала вода попадает в отстойники, где очищается от механических примесей (песок, окалина, грязь), затем поступает в напорные гидроциклоны для окончательной очистки от мелких абразивных частиц и масла. При очистке сточных вод от маслопримесей в отстойниках и гидроциклонах собирается большое количество масла. После их отстаивания во вторичных отстойниках утилизируется чистое масло, которое затем вновь используется в производстве. Везде, где это осуществимо, водяное охлаждение заменено на воздушное. Очищенную и обезвреженную воду допускается спускать в естественные водоемы (реки, озера и т.д.), если содержание в ней веществ не будет превышать предельно допускаемые концентрации, регламентированные ГОСТами и СН 245 – 96.

В ряд мероприятий по охране окружающей среды входят: создание и внедрение новых процессов получения продукции с образованием наименьшего количества отходов (рациональный раскрой, пакетирование отходов); разработка различных типов бессточных технологических систем на базе создания оборотного водоснабжения.

Энергетическими загрязнениями окружающей среды будет шум, создаваемый прессами и другим оборудованием цеха. Для защиты от шума используется звукоизоляция (стены, двери, окна) и защита расстоянием (с учетом санитарной зоны).

Из выше всего написанного, можно сделать вывод, что листоштамповочный цех дает очень малое количество вредных веществ в окружающую среду и не оказывает значительного влияния на экологическую обстановку завода и города. [22, 328 – 330]

  1.  ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

  1.  Организация управления цехом.

В проектируемом цехе применяется структурная схема управления, т.е. для руководства цехом создан свой небольшой аппарат управления.

Цех возглавляет начальник цеха, который на основе единоначалия осуществляет руководство его работой и лично отвечает за результаты работы. В его ведение находятся все административно – хозяйственные нужды цеха.

Мастер является непосредственным руководителем процесса производства, несет ответственность за выполнение производственной программы, за полным использованием сырья, рабочей смены и т.д.

Планово – техническое бюро (ПТБ) разрабатывает оперативные планы работы участков и смен, разрабатывает технологические процессы для изделий, следит за соблюдением технологий.  

Механик цеха руководит работой по ремонту оборудования, отвечает за состояние оборудования.

Энергетик цеха руководит ремонтом энергетического оборудования, электросетей, следит за водоснабжением.

  1.  Расчет капитальных вложений.

До реконструкции в цехе листовой штамповки было установлено большое количество оборудования, которое не участвовало в технологическом процессе производства деталей для электроплиток. Весь список оборудования представлен в таблице 7.1

Таблица 7.1 – Оборудование, которое находилось в цехе до реконструкции.

Оборудование

Кол-во

Ликви-

дация

Цена,

тыс. руб.

Стоимость,

тыс. руб.

Демонтаж и

реализация,

тыс. руб.

Ликвида-

ционная

стоимость,

тыс. руб.

Пресс усилием 2.5 МН:

КА 2534

А-ККБ-3534-А-1

2

1

(1 ед.)

2 800

2 000

2 800

2 000

280

200

2 520

1 800

Пресс усилием 1.6 МН:

КА 3732

КВ 2132

3

3

1 800

5 400

540

4 860

Пресс усилием 1 МН:

КД 2330

КЕ 2130

1

2

750

1 500

150

1 350

Пресс усилием 0.63 МН:

Lenp 63-A

ККД 2128Е

1

1

590

520

590

520

59

52

531

468

Пресс усилием 0.4 МН:

КД 2126

КД 2326

2

1

542

1 084

108.4

975.6

Пресс усилием 0.16 МН:

КД 2122

КД 2322

2

1

300

600

60

540

Гильотины

2

Механическое:

Плоскошлифовальный

Токарный

Вертикально – фрезерный

Радиально – сверлильный  

1

1

1

1

Барабаны:

Большой

Малый  

1

1

350

150

350

150

35

15

315

135

Вальцы

1

220

220

22

198

ИТОГО:

13 692.6

Предлагаем реконструкцию, которая заключается в замене изношенного оборудования, демонтажа и реализации оборудования, которое не участвует в технологическом процессе, для производства деталей для электроплиток.

Результаты расчетов представим в таблице 7.2

Таблица 7.2 – Капитальные вложения в оборудования.

Наименование оборудования

Количество,

шт.

Цена за единицу, руб.

Сумма, руб.

Затраты на

монтаж и

транспортировку, руб.

Первоначальная стоимость,

руб.

Технологическое:

1. Гильотина Н3121

2. Пресс 1 МН

3. Пресс 0.4 МН

4. Пресс 0.16 МН

1

1

1

1

976 800

830 000

664 800

480 000

976 800

830 000

664 800

480 000

97 680

83 000

66 480

48 000

1 074 480

913 000

731 280

528 000

Вспомогательное:

1. Радиально –

сверлильный

2. Токарный

1

1

763 200

717 600

763 200

717 600

76 320

71 760

839 520

789 360

Подъемно –

транспортное:

1. Кран – балка

2. Кран - штабелер

1

1

309 800

284 000

309 800

284 000

30 980

24 800

340 780

312 400

ИТОГО:

5 528 820

Прочее неучтенное:

276 441

ВСЕГО:

5 805 261

Капитальные затраты на оборудование определяются по формуле:

руб.                                           (7.1)

По формуле 7.1 определим капитальные затраты на оборудование по цеху листовой штамповки:

  1.  Расчет стоимости  основных производственных фондов и амортизационных отчислений.

Капитальные затраты на приобретение и монтаж оборудования рассчитываем по каждому виду оборудования.

Количество единиц соответствующего оборудования принимаем по результатам расчетов в предыдущих частях проекта.

Результаты расчетов представлены в таблице 7.3

Таблица 7.3 – Стоимость оборудования и амортизационные отчисления.

Наименование оборудования

Коли-чество,

шт.

Цена за единицу, руб.

Сумма, руб.

Затраты на

монтаж и

транспортировку, руб.

Первона

чальная стоимость,

руб.

Амортизационные отчисления

норма, %

сумма, руб.

Технологическое:

1. Гильотина Н3121

2. Гильотина НД3318Г

3. Пресс 2.5 МН

4. Пресс 1.6 МН

5. Пресс 1 МН

6. Пресс 0.4 МН

7. Пресс 0.16 МН

1

1

1

3

1

1

1

976 800

440 900

2 000 000

1 700 700

830 000

664 800

480 000

976 800

440 900

2 000 000

5 102 100

830 000

664 800

480 000

97 680

44 090

200 000

510 210

83 000

66 480

48 000

1 074 480

484 990

2 200 000

5 612 310 913 000

731 280

528 000

8.3

8.3

10

10

10

10

10

89 181.84

40 254.17

220 000

561 231

91 300

73 280

52 800

Вспомогательное:

1. Радиально –

сверлильный

2. Вертикально – фрезерный

3. Плоскошли

фовальный  

4. Токарный

1

1

1

1

763 200

990 000

560 000

717 600

763 200

990 000

560 000

717 600

76 320

99 000

56 000

71 760

839 520

1 089 000

616 000

789 360

12

12

12

12

100 742.4

130 680

73 920

94 723.2

ИТОГО:

14 877 940

1 527 960.61

Энергетическое:

1. Трансформатор

2

50 358

100 716

10 071.6

110 787.6

4.4

487 465.4

Подъемно –

транспортное:

1. Кран – балка

2. Кран - штабелер

1

1

309 800

284 000

309 800

284 000

30 980

24 800

340 780

312 400

5.0

5.0

17 039

15 620

ИТОГО:

15 641 907.6

2 048 085. 01

Прочее неучтенное:

782 095.4

20

156 419.08

ВСЕГО:

16 424 003

2 204 504.09

Амортизационные отчисления рассчитывают по нормам амортизации. Для всех групп основных фондов, кроме технологического оборудования, используют укрупненные средние нормы амортизации.

Результаты расчетов представлены в таблице 7.4

Таблица 7.4 – Сводная ведомость капитальных вложений и амортизационных отчислений.

Группы основных фондов

Стоимость, руб.

Структура, %

Амортизационные

отчисления

Норма, %

Сумма, руб.

Здания

8 540 481.6

26

1,2

102 485.8

Сооружения

1 313 920.2

4

2,7

35 475.8

Передаточные устройства

1 313 920.2

4

8

105 113.6

Силовые машины и оборудование

2 299 360.4

7

6,3

144 859.7

Технологическое оборудование

16 424 003

50

2 204 504.09

Контрольно-измерительное оборудование

985 440.2

3

15

147 816

Подъемно-транспортное оборудование

1 642 400.3

5

10

164 240

Инструменты, оснастка и пр.

328 480.1

1

20

65 696

ИТОГО:

32 848 006

100

2 970 191.1

В т.ч.:

активная часть

пассивная часть

21 679 684

11 168 322

2 727 115.9

243 075.2

  1.  Организация труда.

Специфика листоштамповочного цеха позволяет работать в режиме прерывного производства, т.к. в цехе нет непрерываемых процессов.

В цехе предусмотрен прерывный двухсменный режим работы, при длительности смены 8 часов. В течение дня предусмотрено время для обеда продолжительностью 30 минут.

График работы представлен в таблице 7.5

Таблица 7.5 – Двухбригадный график в прерывном производстве при длительности смены 8 часов.

Бригады

Числа месяца

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

А

1

1

1

1

1

х

х

2

2

2

2

2

х

х

Б

2

2

2

2

2

х

х

1

1

1

1

1

х

х

где 1, 2 – номера смен;

х – выходные дни.

График сменности позволяет определить количество выходных дней в году по формуле:

,                                                       (7.2)

где – цикл сменооборота, дн.;

– количество выходных дней в цикле сменооборота, дн.

Цикл сменооборота – количество дней, в течение которых бригада отрабатывает все смены.

По формуле 7.2 определяем количество выходных дней в году:

.

С учетом праздничных дней (10 дней) общее количество нерабочих дней в году – 114.3 дн.

  1.  Расчет численности работающих.

Расчет численности выполняют раздельно по категориям: рабочие (основные, вспомогательные), руководители, специалисты, МОП.

Предварительно составляем плановый баланс рабочего времени. Результат сводим в таблицу 7.6

Таблица 7.6 – Плановый баланс рабочего времени

Показатели

Прерывная рабочая

неделя, 8 ч. смена

Календарный фонд, дни

365

Выходные и нерабочие дни по графику сменности

114.5

Номинальный фонд рабочего времени

250.5

Невыходы по причинам

-болезни

-гос. обязанности

- отпуск

Эффективный фонд

-дни

-часы

6

1

36

207.5

1 660

Коэффициент перехода от явочной численности к списочной:

,                                                          (7.3)

По формуле 7.3 определяем коэффициент перехода от явочной численности к списочной численности: .

Списочный состав рабочих определяется по формуле:

,                                                          (7.4)

где  - явочное количество рабочих.

Результаты заносим в таблицу 7.7

Таблица 7.7 – Расчет численности рабочих.

Профессия

Количество агрегатов, ед.

Норма численности, чел/ед.

Число рабочих смен

Явочная численность

Списочная численность, чел.

в смену

в сутки

Основные рабочие:

штамповщик

резчик металла

7

2

1

2

2

2

7

4