- •1 Информационно-аналитический обзор состояния вопроса 9
- •2 Исследовательская часть 34
- •3 Технический проект (технологическая часть) 65
- •4 Безопасность и экологичность 90
- •5 Экономическая часть 103
- •Введение
- •1.1.2 Технологическая оснастка для литья под давлением алюминиевых сплавов
- •1 Информационно-аналитический обзор состояния вопроса
- •Литье под давлением на машинах литья под давлением с холодной горизонтальной камерой прессования
- •1.1.1 Технология литья под давлением алюминиевых сплавов
- •1.1.3 Машины литья под давлением с холодной горизонтальной камерой прессования
- •1.2 Поршневая пара машины литья под давлением с холодной горизонтальной камерой прессования
- •1.2.1 Варианты конструкции поршневой пары
- •1.2.2 Способы производства заготовок деталей поршневой пары
- •1.2.3 Особенности эксплуатации поршневой пары
- •1.3. Проблема эксплуатационной стойкости поршневой пары машины лпд и опыт ее решения
- •1.3.1 Эксплуатационная стойкость поршневой пары
- •1.3.2 Основные методы повышения эксплуатационной стойкости поршневой пары
- •1.4 Ключевые характеристики работы
- •2 Исследовательская часть
- •2.1 Условия эксплуатации поршневой пары: тепловой, механический и триботехнический аспекты
- •2.1.1 Тепловой аспект
- •2.1.2 Механический аспект
- •2.1.3 Триботехнический аспект
- •2.2 Разработка вариантов конструкции биметаллического пресс – поршня
- •2.2.1 Базовый вариант конструкции пресс – поршня
- •2.2.2 Вариант конструкции биметаллического пресс – поршня №1
- •2.2.3 Вариант конструкции биметаллического пресс – поршня №2
- •2.3 Сравнительная оценка поршневой пары, выполненной по новым и базовому вариантам
- •2.3.1 Расчеты для базовой конструкции пресс-поршня и конструкции биметаллического пресс-поршня №1 и №2
- •2.3.1.1 Расчеты для базовой конструкции пресс-поршня
- •2.3.1.2 Расчеты для конструкции биметаллического пресс-поршня №1
- •2.3.1.3 Расчеты для конструкции биметаллического пресс-поршня №2
- •2.3.2 Расчет варианта замены латуни на бронзу и конструкции биметаллического пресс-поршня №1 и №2
- •2.3.2.1 Расчет варианта замены латуни на бронзу и конструкции биметаллического пресс-поршня №1
- •2.3.2.2 Расчет варианта замены латуни на бронзу и конструкции биметаллического пресс-поршня №2
- •2.3.3 Сравнительная оценка
- •2.4 Выбор технологии производства литой заготовки биметаллического пресс-поршня
- •2.5 Результаты промышленного опробования на базовом предприятии
- •2.6.4 Задача технического решения
- •2.6.5 Техническая сущность технического решения
- •2.6.6 Формула технического решения
- •2.7 Выводы по главе 2
- •3 Технический проект (технологическая часть)
- •3.1 Материал «рубашки» пресс-поршня и его характеристика
- •3.2 Плавильный агрегат
- •3.2.1 Общие сведения
- •3.2.2 Футеровка печи
- •3.3 Расчет шихты, требования к компонентам шихты, их подготовка
- •3.4 Технология плавки
- •3.5 Конструирование отливки
- •3.5.1 Оценка технологичности детали и меры ее повышения для получения литой заготовки
- •3.5.2 Выбор способа литья, определение количества отливок в металлической форме
- •3.5.3 Выбор положения отливки в кокиле и поверхности разъема кокиля и модели.
- •3.6 Определение припусков на механическую обработку, литейных баз, баз механической обработки
- •3.7 Определение конфигурации и количества стержней, их крепление, фиксация, вентиляция и армирование.
- •3.8 Литниково-питающей система
- •3.8.1 Расчет времени заливки кокиля
- •3.8.2 Определение тепловых узлов, конструирование и расчет прибылей.
- •3.8.3 Выбор литниковой системы, назначение и конструкции ее элементов, определение мест подвода расплава к полости кокиля
- •Параметры литниковой системы
- •3.8.3.2 Расчет выхода годного литья для спроектированной технологии
- •3.9 Изготовления кокиля
- •Латунная оболочка(латунная рубашка),
- •Стержень (базовый пресс-поршень)
- •3.10 Стержень
- •3.13 Компьютерного моделирование заполнения литейной формы с помощью программного пакета lvmFlow
- •3.14 Выводы по главе 3
- •4 Безопасность и экологичность
- •4.1 Оценка опасных и вредных производственных факторов
- •4.2 Техника безопасности
- •4.2.1 Безопасность технологического процесса
- •4.2.2 Безопасность эксплуатации грузоподъемного оборудования
- •4.2.4 Пожарная безопасность
- •Производственная санитария
- •4.3.1 Микроклимат в производственных помещениях
- •4.3.2 Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны и вентиляция помещений
- •4.4 Вредные вещества в воздухе рабочей зоны
- •4.5 Освещение
- •4.5.1 Рекомендуемые источники света для производственных помещений
- •4.6 Вентиляция
- •4.7 Шум и вибрация
- •2. Вентиляция
- •4.8 Безопасность оборудования
- •4.9 Безопасность производственных процессов
- •4.10 Защита окружающей среды
- •4.10.1 Источники загрязнения окружающей среды
- •4.10.2 Мероприятия по защите атмосферного воздуха
- •4.10.3 Мероприятия по защите водного бассейна
- •4.10.4 Утилизация твердых отходов
- •5 Экономическая часть
- •5.1 Выбор метода сравнительной оценки вариантов
- •5.2 Оценка технологической себестоимости по базовому и предлагаемому вариантам
- •5.2.1 Затраты на вспомогательные материалы
- •5.2.2 Затраты на технологическую электроэнергию
- •5.7 Вывод по главе 5
4 Безопасность и экологичность 90
4.1 Оценка опасных и вредных производственных факторов 90
4.2 Техника безопасности 90
4.2.1 Безопасность технологического процесса 90
4.2.2 Безопасность эксплуатации грузоподъемного оборудования 91
4.2.4 Пожарная безопасность 92
4.3 Производственная санитария 93
4.3.1 Микроклимат в производственных помещениях 93
4.3.2 Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны и вентиляция помещений 94
4.4 Вредные вещества в воздухе рабочей зоны 94
4.5 Освещение 95
4.5.1 Рекомендуемые источники света для производственных помещений 96
4.6 Вентиляция 97
4.7 Шум и вибрация 97
4.8 Безопасность оборудования 99
4.9 Безопасность производственных процессов 99
4.10 Защита окружающей среды 100
4.10.1 Источники загрязнения окружающей среды 100
4.10.2 Мероприятия по защите атмосферного воздуха 100
4.10.3 Мероприятия по защите водного бассейна 101
4.10.4 Утилизация твердых отходов 102
5 Экономическая часть 103
5.1 Выбор метода сравнительной оценки вариантов 103
5.2 Оценка технологической себестоимости по базовому и предлагаемому вариантам 104
5.2.1 Затраты на вспомогательные материалы 104
5.2.2 Затраты на технологическую электроэнергию 104
5.2.3 Амортизационные отчисления 105
5.2.4 Технологическая себестоимость 105
5.3 Экономическая эффективность от внедрения инновации 106
5.4 Приведенные затраты 106
5.5 Годовой экономический эффект 106
5.6 Результаты сравнительной технико-экономической оценки вариантов 106
Список использованных источников 108
Введение
В современных условиях рыночной экономики высокая конкурентоспособность выпускаемой продукции может быть обеспечена в первую очередь за счет постоянного улучшения ее качества, снижения затрат на ее изготовление и совершенствования способов ее получения. Литейное производство относится к важнейшим отраслям машиностроения, являясь одновременно одной из самых трудоемких и энергоемких отраслей промышленности. Это обусловлено, в частности, большой сложностью процессов, высокой стоимости материалов, оборудования и литейной оснастки, применяемых для изготовления отливок. В связи с этим снижение затрат на изготовление отливок является актуальной задачей.
С каждым годом всё более широкое применение находят специальные способы литья, особенно те из них, которые обеспечивают получение отливок с высокими физико-механическими свойствами и минимальными припусками на механическую обработку.
Литье под давлением (ЛПД) является одним из наиболее перспективных способов получения литых заготовок. Получение отливок методом ЛПД целесообразно в том случае, если их производство носит крупносерийный или массовый характер. Это связано с высокой себестоимостью отливок, получаемых этим методом. В производстве для получения отливок из алюминиевых и медных сплавов чаще всего практикуется использование машин ЛПД с холодной горизонтальной камерой прессования.
Существенная доля временных и материальных затрат (до 50 - 70%) на ЛПД относится к изготовлению пресс-формы, а также ремонтно – восстановительным работам технологической оснастки и оборудования.
Поршневая пара (или прессующий узел) машины ЛПД, состоящий из неподвижной камеры прессования и подвижного пресс-поршня, работает в условиях жестких температурно-силовых воздействий и интенсивного динамического физико-механического взаимодействия с расплавом. В связи с этим, к материалам, из которых изготавливаются детали поршневой пары, предъявляются высокие требования по теплостойкости, сопротивлению смятию и износостойкости.
По данным ОАО «Арзамасский приборостроительный завод им. П.И. Пландина», входящем в структуру концерна ПВО «Алмаз-Антей», в ходе эксплуатации прессующего узла часто наблюдаются существенные потери усилия прессования в узле вплоть до заклинивания пресс-поршня в камере, а также повышенный износ деталей поршневой пары. В настоящее время эксплуатационная стойкость пресс-поршней не превышает 200 запрессовок, а камер прессования – 600 запрессовок по алюминию.
Предварительный анализ данной проблемы, проведенный рабочей группой кафедры «Металлургические технологии и оборудование» (МТО) Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева, показал, что величина износа деталей поршневой пары во многом зависит от триботехнических характеристик материала контактирующих деталей, а такие известные методы ее решения, как оптимизация состава смазки поршневой пары и нанесение упрочняющих покрытий на основе соединений молибдена и титана, либо оказываются малоэффективными, либо требуют использования дополнительного дорогостоящего оборудования.
