- •Оборудование и автоматизация процессов тепловой обработки материалов и изделий Учебное пособие
- •Введение
- •1. Классификация оборудованиятермических цехов
- •2. Основное оборудование термических цехов
- •2.1. Индексация, классификация, конструктивные исполнения печей
- •Классификация, характеристики, достоинства и недостатки печей для термической обработки
- •Классификация электрических печей
- •Конструктивные исполнения электрических печей
- •2.2.1. Камерные печи, выпускаемые во внииэто
- •2.2. Камерные печи для термической обработки металла
- •Характеристика камерных печей серии снз (или серии н по старой индексации)
- •Конструкция
- •Технические данные печей
- •Масса садки в камерных печах с выдвижным подом серии сдо
- •Технические характеристики установок пап-3м и пап-9
- •2.2.2. Печи электрические камерные с выкатным подом, выпускаемыеинжиниринговой и производственной компанией зао «кераммаш»
- •Технические характеристики электрических камерных печей ТермоМастер-до
- •2.2.3. Камерные печи, выпускаемые нпк «ЛенТерм»
- •Технические характеристики камерных печей для термообработки металла нпк «ЛенТерм»
- •Печи с выкатным подом для термической обработки металла
- •Технические характеристики печей для термообработки металла с выкатным подом нпк «ЛенТерм»
- •Камерные электропечи сопротивления (сравнение)
- •Электропечи сопротивления с выкатным подом (сравнение)
- •2.2.4. Камерные печи, выпускаемые зао «накал»-промышленные печи»
- •Технические характеристики печей пкм
- •Печи с выдвижным подом
- •3 − Электронагреватели; 4 − дверь; 5 − выкатной под; 6 − направляющие рельсы; 7 − термопара;
- •8 − Шкаф управления электропечью
- •Печи камерного типа для отпуска
- •Технические характеристики печей пвп
- •Технические характеристики печей нко
- •Камерные печи для нагрева изделий из алюминиевых сплавов под штамповку
- •Камерные печи для цементации
- •Технические характеристики печей пкм кгц
- •Камерные печи для каталитического газового азотирования
- •Технические характеристики печи сна
- •Камерные печи с защитной атмосферой
- •Технические характеристики печей снз
- •Особенности конструкции
- •Печи для отжига и искусственного старения алюминия
- •Технические характеристики печей нк
- •2.3. Шахтные печиДля термической обработки металла
- •2.3.1. Шахтные печи, выпускаемые внииэто
- •Типы шахтных печей, разработанных внииэто
- •Характеристика шахтных печей серии ц
- •2.3.2. Шахтные печи,выпускаемые ооо нпц «инфратерм ао внииэто»
- •Электропечь сшо-3,2.6/8,5
- •Технические характеристики печи сшо-3,2.6/8,5
- •Конструкция
- •Электропечи шахтные сшо-15.28/11,5; сшо-15.40/11; сшо-17.25/7
- •Технические характеристики электрических шахтных печей сшо-15.28/11,5; сшо-15.40/11; сшо-17.25/7
- •Конструкция
- •2.3.3. Шахтные печи выпускаемые нпк «ЛенТерм»
- •Шахтные печи для закалки производимые нпк «ЛенТерм»
- •Шахтные электропечи сопротивления (сравнение)
- •2.3.4. Шахтные печи, выпускаемые зао «накал»–промышленные печи»
- •Печи шахтного типа с температурой нагрева до 1200°с
- •Технические характеристики печей пшз
- •Печи шахтного типа для термической обработки алюминия и его сплавов
- •Техническая характеристика шахтных электрических печей серии пшо
- •Шахтные термические печи для цементации и нитроцементации
- •Технические характеристики печей сшцм
- •Технические исполнения печей сшцм
- •Шахтные печи для каталитического газового азотирования
- •Сравнительные характеристики процессов традиционного азотирования и каталитического газового азотирования
- •Технические характеристики печей сша
- •2.4. Колпаковые печи
- •2.4.1. Колпаковые печи, выпускаемые внииэто
- •Продолжительность нагрева, выдержки и охлаждения при отжиге холоднокатаных рулонов в одностопных колпаковых печах
- •2.4.2. Колпаковые печи, выпускаемые инжиниринговой и производственнойкомпанией зао «кераммаш»
- •Печи газовые колпаковые с защитной атмосферой и принудительным перемешиванием среды
- •Технические характеристики колпаковых печей ТермоГаз-гз
- •2.5. Вакуумные печи
- •Характеристика вакуумных печей типа окб-414 и окб-415 (окб – опытно-конструкторское бюро)
- •2.6. Печи-ванны
- •2.6.1. Печи-ванны, выпускаемые внииэто
- •Наиболее распространенные составы ванн
- •Электродные соляные ванны внииэто
- •Характеристика электродной печи – ванны свс-35/13
- •2.6.1. Соляные ванны, выпускаемые зао «накал»-промышленные печи»
- •Технические характеристики соляных ванн свс
- •2.7. Печи с газовым нагревом выпуска зао «накал»-промышленные печи» Газовые кузнечные печи
- •Технические характеристики печей пгк
- •Газовые печи с выкатным подом для термообработки крупногабаритных садок
- •2.8. Оборудование для поверхностного нагрева
- •Технические характеристики ламповых установок, применяемых для закалки твч
- •2.8.1. Индукционные установки нагревательные выпускаемые нпо «параллель»
- •Технические характеристики установок индукционных нагревательных серии параллель ин
- •2.8.2. Индукционные установки закалочные. Общие сведения
- •Технические характеристики установок индукционных нагревательных серии параллель из
- •Технические данные печи скз-1,5,7,5.0,5/11-и1
- •Конструкция
- •2.9.2. Механизированные печи, автоматические линии и установки для термической и химико-термической обработки, выпускаемые зао «накал»–промышленные печи»
- •Универсальная автоматизированная камерная печь с закалочной ванной (агрегат)
- •Технические характеристики печи снц 6.9.6/9,5
- •15 − Система охлаждения масла; 16 − кислородный зонд; 17 – поддон
- •Агрегаты камерные механизированные
- •Состав агрегата
- •Технические характеристики агрегата камерного механизированного
- •Конвейерные агрегаты с защитной атмосферой
- •Технические характеристики закалочно-отпускных агрегатов скза
- •Закалочный комплекс на базе печи пкм
- •Технические характеристики закалочного комплекса на базе печи пкм
- •Автоматизированные агрегаты для закалки алюминиевых сплавов Электротермические агрегаты сноа
- •Технические характеристики агрегатов сноа
- •Технические характеристики агрегатов сноа
- •Электротермические агрегаты сэоа
- •Технические характеристики агрегатов сэоа
- •Технические характеристики агрегатов сэоа
- •3. Основное оборудование для охлажденияматериалов и изделий
- •3.1. Индексация оборудования для охлаждения
- •3.2. Немеханизированные закалочные баки
- •Выбор объема (размера) закалочных баков
- •3.3. Механизированные закалочные баки
- •3.4. Масляные и водяные закалочные ванны выпуска зао «накал»–промышленные печи»
- •Технические характеристики ванн вм и вз
- •3.5. Закалочные прессы и машины
- •4. Огнеупорные и теплоизоляционные материалы
- •Современные теплоизоляционные материалы
- •5. Материалы для нагрева печей
- •Нагреватели. Материалы для изготовления нагревателей
- •Материалы для изготовления нагревателей
- •Применяемое топливо для нагревательных печей и устройства для его сжигания
- •6. Дополнительное оборудование термических подразделений
- •6.1. Классификация дополнительного оборудования
- •6.2. Индексация дополнительного оборудования Индексация прессов для правки изделий
- •Индексация моечных машин непрерывного действия
- •6.3. Оборудование для правки
- •Технические характеристики прессов с ручным приводом Энкор Корвет
- •6.4. Оборудование для очистки
- •Травильные установки
- •Составы некоторых травильных ванн и режимы травления сплавов
- •Моечные машины
- •Промывочные ванны
- •Технические характеристики промывочных ванн вп
- •Ультразвуковая очистка
- •7 Цепь приводная; 8 – обшивка станины; 9 – корыто; 10 – натяжная станция
- •Механическая очистка
- •Абразивные установки для очистки
- •Дробеструйные аппараты
- •Технико-экономические показатели установок для приготовления контролируемых атмосфер
- •Применение контролируемых атмосфер
- •Характеристика некоторых газов
- •7.2.2. Эндотермические генераторы серии энг
- •Технические данные эндогенераторов
- •Получаемый состав эндогаза
- •Технологические операции термообработки проводимые в эндогазе
- •Технические данные эндогенератора энг-60.И1
- •Состав эндогаза
- •7.2.3. Эндотермические генераторы серии нкэ
- •Технические характеристики эндогенераторов серии нкэ
- •Технические характеристики исходного сырья и эндогаза
- •7.2.4. Автоматизированный модуль подготовки печных атмосфер на основеуглеродосодержащих газов
- •Технические характеристики автоматизированных модулей мппа
- •7.3. Средства механизации (подъемно-транспортное оборудование)
- •Характеристика электрических талей
- •7.4. Устройства для подачи воздуха и газа Вентиляторы
- •Компрессоры
- •Газодувки
- •7.5. Маслоохладительные системы
- •8. Средства и системы автоматизации технологических процессовтермической обработки деталей
- •8.1. Задачи автоматизации
- •8.2. Развитие средств автоматизации
- •8.3. Устройства для измерения температуры
- •Основные данные о термопарах
- •Приборы автоматического регулирования тепловых режимов
- •8.4. Автоматические управляющие устройства в термических цехах
- •8.5. Управляющие электронно-вычислительные машины втермических цехах
- •8.6. Автоматизированная система управления процессом азотирования (суаз)
- •8.7. Система сбора и хранения информациина базе пк
- •8.8. Автоматизация технологического процесса
- •8.9. Автоматизация термического участка
- •9. Проектирование производстватермической обработки
- •9.1. Этапы проектирования, основные положения, принципы и задачи проектирования Классификация термических цехов
- •Задачи проектирования
- •Стадии проектирования
- •9.2. Проектно-нормативная документация
- •9.3. Понятие о единой системе технологической подготовки производства
- •9.4. Автоматизация проектных работ
- •Глоссарий
- •Рекомендательный библиографический список
- •Предметный указатель
9.2. Проектно-нормативная документация
Общие сведения по проектированию. При строительстве и реконструкции промышленных предприятий повышению эффективности капитальных вложений, сокращению сроков проектирования и строительства, улучшению качества проектов придается большое значение. Проектирование предприятий становится такой сферой деятельности, которая превращает последние научные и технические достижения в действующие производственные системы, определяющие темпы ускорения научно-технического прогресса.
Внедрение новых технологических процессов может вызвать или строительство новых объектов, или реконструкцию действующих термических подразделений. Иногда это внедрение связано с выполнением отдельных проектных работ.
При новом строительстве имеются возможности для внедрения принципиально новых технологических процессов, наиболее совершенных средств технологического оснащения и передовых форм организации производства. Однако проектирование и строительство новых предприятий связано с большими капитальными затратами и требует большого времени.
В настоящее время большее внимание уделяют реконструкции действующих объектов, которая позволяет быстро достигать увеличения объема производства при меньших капитальных вложениях. Чтобы ускорить научно – технический прогресс и быстрее перейти на интенсивный путь развития, необходимо поднять долю средств, выделяемых на реконструкцию и техническое перевооружение, с одной трети по крайней мере до половины.
Эффективность реконструкции в том, что увеличения объема производства достигают путем развития лишь той части основных фондов, которая непосредственно связана с увеличением производительности. Еще одним преимуществом реконструкции является то, что капитальные вложения направлены прежде всего на развитие основного производства, которое непосредственно связано с выпуском продукции, что существенно сокращает средства, вкладываемые в объекты вспомогательного назначения, а также на содержание транспорта, строительство зданий, энергетических коммуникаций. Упрощается решение задач по подбору и подготовке кадров, по налаживанию производственных связей. Наряду с этим, однако, снижается свобода проектных решений в части изменения действующей технологии, замены имеющейся техники, изменения схем компоновочных и планировочных построений термических участков, причем чем меньше объем реконструкции, тем в большей степени местные условия влияют на характер проектных решений. Конечно, если окажется целесообразным, то и при реконструкции производят коренное изменение характера действующего производства, в том числе внедряют принципиально новые процессы, осуществляют радикальную перепланировку термических участков и др. Поэтому перед реконструкцией производят тщательное обследование объектов, подлежащих техническому перевооружению.
Как говорилось выше, в настоящее время ставится задача повышения качества и ответственности проектных организаций и органов экспертизы за научно-технический уровень реконструкции и строительства объектов. Усиливается заинтересованность этих организаций в эффективном внедрении в проектах наиболее прогрессивных научно-технических достижений.
Состав проекта. Каждый проект состоит из комплекта документов в виде чертежей, расчетов, схем, ведомостей, карт, таблиц, пояснительных записок и других материалов, необходимых для строительства или реконструкции. Эти материалы содержат технологический, социальный и экономический разделы.
Технологический раздел – основной в проекте. С этого раздела начинают проектирование. Он определяет характер технологических процессов, средства оснащения, компоновочные и планировочные решения, схемы механизации и автоматизации процессов, виды транспортного, энергетического и других хозяйств.
В этом разделе определяют грузопотоки изделий, способы выполнения операций, производственные мощности термических участков, энергетические и материальные ресурсы, состав работающих. На решение задач, просматриваемых в технологическом разделе, затрачивают до 40 % финансовых затрат по проекту и более 10 % трудовых затрат.
В разделе организации производства рассматриваются структура подразделения, вопросы научной организации труда, организационные формы выполнения термических операций, схема организации управления, обслуживания, ремонта, снабжения и контроля.
Социальный раздел отражает бытовые условия работающих, организацию общественного питания, безопасность труда, медицинское обслуживание, защиту окружающей среды, мероприятия по гражданской обороне,
В экономическом разделе разрабатываются структура капитальных вложений, смета строительства или реконструкции, стоимость основных фондов, затраты на энергию и материалы, средства на оплату труда, себестоимость обработки, технико- экономические показатели.
К разрабатываемым проектам в настоящее время предъявляют следующие требования:
1) обеспечить в новых или реконструируемых термических подразделениях высокое качество проектных решений, гарантирующих заданный объем выпуска продукции на единицу капитальных вложений;
2) сократить сроки разработки самих проектов и резко повысить производительность труда проектантов. Качество каждого проекта оценивается комплексными показателями, уровнем прогрессивности технологических процессов, повышением производительности труда, удельными расходами энергии и материалов, размерами капиталовложений, рентабельностью производства.
Основные принципы проектирования. Процесс проектирования состоит из постановки задачи, сбора необходимой информации, принятия решения, его оценки. На всех этапах руководствуются следующими принципами проектирования: принципом прогрессивности и экономичности внедряемых процессов и средств оснащения (чтобы после завершения строительства термическое подразделение было технически передовым); принципом нахождения оптимальных проектных решений; принципом рационального сочетания широкой производственной маневренности рабочих мест с технологической устойчивостью выполняемых процессов, другими словами, обеспечения производственной гибкости и стабильности.
Стратегия проектирования. При четком определении всех стадий проектирования (в условиях надежного прогнозирования), а также при наличии всей исходной информации придерживаются линейной стратегии. При проработке параллельных и альтернативных решений руководствуются разветвленной стратегией, применяемой обычно при проектировании несложных термических подразделений. Если при проектировании приходится возвращаться к предыдущему, уже рассмотренному этапу (система с обратной связью), то руководствуются интерационной стратегией (постепенного приближения к оптимальному решению), которая широко применяется при проектировании сложных термических цехов или комплексных производств, когда при решении технологических и организационных задач приходится анализировать и решать их на этапах конструкторской и технологической подготовки.
При использовании метода итерации на начальной стадии намечают в общем виде принципиальный способ решения задачи, затем по мере выполнения расчетов, анализа результатов, сопоставления их с аналогами корректируют первоначальный вариант, принимают окончательное решение. Иногда возврат к первоначальному варианту и его переработка могут произойти в результате проведения проб (эксперимента).
Примером применения метода итерации являются процесс отработки деталей на технологичность, разработка сложных технологических процессов термической обработки, определение места термообработки в общезаводском цикле изготовления и т. д. Этот метод позволяет находить наилучшие решения, однако он затрудняет планирование работ и удлиняет время проектирования.
Руководящая документация. Содержание, состав и способ разработки проекта, методика согласования и утверждения проектов и смет на строительство и реконструкцию предприятий и входящих в их состав термических подразделений регламентируются. К обязательным нормативным документам относятся также правила техники безопасности, санитарии и гигиены, положения, касающиеся охраны окружающей среды, гражданской обороны.
Этапы проектирования. Согласно инструкции по разработке проектов промышленных объектов (СН202–76) процесс проектирования разделяется на два этапа. Предпроектный этап является подготовительным, в котором разрабатывают технико-экономическое обоснование (ТЭО) и другую предпроектную документацию. После утверждения ТЭО приступают непосредственно к разработке проекта.
Содержание ТЭО. ТЭО на разработку проекта термического подразделения проводят на основе пятилетнего (или на более длительный период) плана развития термического производства на данном заводе. ТЭО в какой-то мере конкретизирует и детализирует пути дальнейшего совершенствования термической обработки на предприятии и определяет возможность и целесообразность строительства или реконструкции термических подразделений. В ТЭО учитываются специфика намечаемых к проектированию термических подразделений, местные условия, типоразмеры обрабатываемых изделий, характер технологических процессов и основного оборудования, формы организации производства, источники снабжения электроэнергией, топливом и материалами, требования по охране окружающей среды и другие условия социального характера. Анализируется и обосновывается прогрессивность технологии, СТО, планировки участков. Приводятся примерные показатели производительности, трудоемкости себестоимости, эффективности капиталовложений и др.
Стадии проектирования. Проектирование промышленных предприятий, в том числе входящих в них термических подразделений, выполняют в одну или две стадии. При одностадийном проектировании разработку технического проекта совмещают с выполнением рабочих чертежей. Так осуществляют работу при широком использовании типовых проектных материалов, а также повторно применяемых проектов по несложным объектам производства. Так как в ТЭО технические и экономические показатели по каждому термическому подразделению тесно увязываются с перспективным планом развития термической обработки на данном заводе, то одностадийное проектирование в будущем будет, вероятно, производиться по следующей схеме: направление развития данного термического цеха → ТЭО → рабочие чертежи. В этих условиях проектирование будет сводиться к выбору из числа готовых типовых проектов нужного варианта и к разработке по нему рабочих чертежей.
При двухстадийном проектировании вначале разрабатывают технический проект, затем после утверждения технического проекта выполняют рабочие чертежи. Проектирование в две стадии допустимо лишь при внедрении принципиально новой технологии и сложного оригинального оборудования при особо сложных условиях строительства или реконструкции.
Технический проект. В нем разрабатывают и экономически обосновывают технологические варианты обработки; намечают виды технологического оборудования и выявляют потребное его количество; определяют средства механизации и автоматизации; уточняют размеры производственных площадей; составляют схемы грузопотоков и планировку производственных участков; устанавливают формы управления и обслуживания; определяют штаты работников; составляют калькуляцию обработки; выводят технико-экономические показатели работы; разрабатывают и выдают задания на специальные проекты и т.д.
Технологическую и другую документацию в техническом проекте прорабатывают с такой степенью, которая необходима для последующего выполнения рабочих чертежей.
Рабочая документация. Выполнение рабочих чертежей производят на основе утвержденного технического проекта. Входящие в состав технического проекта чертежи уточняют до такой степени детализации, которая требуется для изготовления, установки и монтажа объектов термического подразделения.
В состав рабочей документации входят также маршрутные, операционные, контрольные карты и ведомости на термообработку; списки оборудования; чертежи нестандартного оборудования и оснастки (печей, индукторов, приспособлений); чертежи планов и размеров термических участков с нанесением на них подземных и надземных коммуникаций; схемы компоновки поточных линий; строительные чертежи фундаментов, каналов, ограждений и др.; монтажные схемы промышленных коммуникаций – водо- и паропроводов, канализации; ведомости расчетов; пояснительные записки.
Исходные сведения для проектирования. Для разработки проекта необходимо знать следующее:
1) характер проектируемого объекта, его назначение, вид обрабатываемой продукции, перспективы развития;
2) типоразмеры обрабатываемых изделий (с приложением их рабочих технологических чертежей); производственную программу; источники снабжения энергией, материалами, водой; сменность работы участка или цеха; возможности кооперирования; виды межцехового транспорта; требования по защите окружающей среды и утилизации отходов; сроки выполнения проекта и очередности ввода в действие объектов;
3) сведения, выявленные на предыдущих этапах подготовки производства, в том числе ведомость-расцеховку, место выполнения термической обработки в общезаводском цикле, виды предварительных термических операций и места их выполнения; места расположения термических подразделений на генеральном плане завода и др.;
4) при разработке проекта на реконструкцию прилагаются такие материалы предварительного обследования данного подразделения. В этих материалах отражаются структура цеха; характер технологических процессов; данные об имеющемся технологическом, энергетическом, подъемно-транспортном и другом оборудовании с указанием его физического и морального износа; границы производственных площадей, отводимых для реконструируемого цеха; сведения об энергетических и материальных ресурсах и т. п.
Руководящей и справочной информацией при проектировании являются: стандарты ЕСТПП, ЕСТД, ЕСКД, другие государственные и отраслевые стандарты; описания типовых технологических процессов; каталоги СТО; классификаторы изделий и операций; нормативы расхода энергии и материалов; проекты цехов-аналогов; прейскуранты; отчеты научно-исследовательских работ и др.
Задание на разработку термического цеха выдается главным инженером проекта или предприятия. Если проектируемый объект не является самостоятельной производственной единицей, то задание на разработку выдается руководителем проекта цеха, в состав которого это подразделение входит.
Производственная программа на обработку может выдаваться в явном или неявном виде, в виде приведенной или условной программы. Программа, выданная в явном виде, содержит подробную номенклатуру изделий с указанием объема выпуска и сроков выполнения по каждому наименованию. В противном случае, обычно. Указывают общее число изготовляемых объектов – машин, аппаратов или узлов, детали которых подвергают термообработке.
При приведенной программе всю номенклатуру изделия сводят к нескольким изделиям-представителям, обладающим типовыми характеристиками. В условной программе указывают лишь приближенные характеристики изделий и их количество, например, общую массу обрабатываемых изделий.
