Способы очистки и обезвреживания сточных вод подразделяются на механические, физико-химические, химические и биологические.

Механические способы очистки сточных вод от механических примесей заключаются в их отстаивании и фильтровании, в частности через полупроницаемые мембраны под давлением.

Физико-химические методы основаны на применении флотации, экстракции и адсорбции вредных примесей, отгонке их с водяным паром. Разновидностью физико-химических методов являются тер­мические, например испарение воды при нагревании и сжигании органической части сухого остатка.

Химические методы очистки сточных вод основаны на исполь­зовании окислительно-восстановительных, электрохимических про­цессов, реакций нейтрализации и перевода вредных веществ в не­активную безвредную форму.

Биологическую очистку сточных вод в настоящее время следует считать одной из наиболее надежных и эффективных. Механизм процесса биологической очистки заключается в разложении и окислении вредных примесей с помощью микроорганизмов. Среди встречающихся в почве микроорганизмов наиболее многочисленными являются грибы, водоросли и бактерии. Эти организмы «атакуют» содержащиеся в сточных водах органические вещества, которые представляют собой прекрасную питательную среду для микробов и разлагают углеводы, белки, жиры и другие соединения на дву­окись углерода, воду и минеральные соли. Различают процессы биологической очистки, протекающие в естественных и искусственно созданных условиях. Биологическая очистка в искусственно созданных условиях проводится на специальных очистных станциях.

 

 

6.3.4. Рациональное использование воды

 

Вода - один из основных видов естественных ресурсов, необ­ходимых для развития промышленности. Растут потребности в воде. Расход воды, например, на современных химических предприятиях составляет несколько миллионов кубических метров в сутки. Завод капронового волокна расходует столько воды, сколько потребляет ее город с населением 120 тыс. человек. Специализированный завод пластмасс, производящий мономеры, по потреблению воды эквивалентен городу с населением 400 тыс. человек, а мощный современный электрохимический комбинат по производству продуктов хлорорганического синтеза - городу с населением 800 тыс. человек. Наряду с этим химические предприятия являются источником сильно загрязненных стоков. Поэтому необходимо обеспечить снижение удельного потребления воды, организацию оборотного водоснабжения на всех крупных предприятиях, широко применять воздушное охлаждение взамен водяного, которое в производстве аммиака и серной, кислоты позволяет уменьшить расход воды в 15...20 раз.

Рациональное комплексное использование водных ресурсов в условиях ускоренного развития химической и других отраслей промышленности становится крупной технологической, технической и экономической задачей. Рациональное водопотребление должно быть обязательным в каждом технологическом процессе. Для этого необходимо выбирать такие технологические схемы и аппаратуру, которые требовали бы минимального расхода свежей воды и не загрязняли окружающую среду; разрабатывать научно обоснован­ные нормы расхода воды; расширять использование возвратных вод; повышать эффективность очистки сточных вод; совершенство­вать процессы в направлении возможно более полного использова­ния отходов производства для уменьшения потребности в очистных сооружениях. Насколько это важно, можно судить по тому, что в настоящее время затраты на строительство очистных сооружений составляют примерно 20% от сметной стоимости строительства промышленных предприятий.

 

 

ЛЕКЦИЯ 7. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

 

 

7.1. Роль машиностроения в современном производстве.

 

Машиностроение является ведущей отраслью современной промышленности. Значение машиностроительного производства определяется тем, что оно создает один из важнейших элементов производительных сил - орудия труда. Продукция машиностроения поставляется всем отраслям народного хозяйства. Поэтому их технический прогресс во многом зависит от уровня развития машиностроения.

Машиностроение в силу разнообразия орудий производства и общественного разделения труда подразделяется на отдельные отрасли. Главными отраслями машиностроения являются: станкостроение, тяжелое машиностроение, транспортное, энергетическое, сельскохозяйственное, атомное машиностроение и др.

В каждой отрасли машиностроения существуют свои специфические технологические методы и приемы, однако для машиностроения в целом характерна общность сырьевых материалов и идентичность основных технологических принципов превращения их в детали (литье, ковка, штамповка, обработка резанием и др.); а деталей в изделия (сварка, сборка и др.).

Процесс создания и производства изделий охватывает ряд взаимосвязанных этапов, начиная с разработки конструкции и технологии изготовления их деталей, механизмов и сборочных единиц и кончая собственно производством изделий, их отделкой, испытаниями и отправкой потребителю.

Важнейшая роль принадлежит технологии машиностроения, - отрасли, науки о технологических процессах изготовления отдельных деталей и о процессах их сборки в сборочные единицы, механизмы и машины. Предметом технологии машиностроения является учение об изготовлении машин заданного качества и установленной программе их выпуска и наименьших затрат материалов, минимальной себестоимости и высокой производительности труда.

Важнейшей задачей является повышение технического уровня и качества продукции машиностроения, повышение единичной производительности выпускаемой техники - для решений этой задачи необходимо широко внедрять гибкие переналаживаемые производства и системы автоматизированного проектирования, автоматические линии, машины и оборудование со встроенными средствами микропроцессорной техники, многооперационные станки с числовым программным управлением, робототехнические роторные и роторно-конвейерные комплексы; переходить на комплексную поставку технологических систем и комплектов машин. Необходимо также увеличить загрузку производственных мощностей, коэффициенты сменности работы оборудования, что позволит повысить производительность труда в машиностроении при существенном снижении себестоимости продукции.

 

 

7.2. Структура машиностроительного производства

 

Машиностроительное производство состоит из отдельных производственных единиц, называемых цехами, службами и хозяйствами. Цехи и заводы разделяются на основные, вспомогательные и побочные. Основные цехи работают непосредственно над созданием промышленной продукций. При технологическом принципе организации производства цехи разделяются на заготовительные, обрабатывающие и выпускающие. К заготовительным цехам относятся чугунолитейный, сталелитейный, кузнечно-прессовый и другие, к обрабатывающим - механический, термический и др. Выпускающие цехи обеспечивают сборку и выпуск готовых изделий.

Возможен также смешанный принцип организации производства, при котором в отдельных цехах производится обработка технологически однородных частей и выполнение однотипных технологических процессов и операций.

Производственные службы и хозяйства подразделяются на складские, энергетические, транспортные, санитарно-технические и общезаводские. Склады предназначены для хранения материалов, полуфабрикатов, готовых изделий, инструментов и т. д.

К энергетической службе относятся электоподстанция, котельная, компрессорные установки и т.д, Транспортная служба имеет в своем распоряжении железнодорожные пути и путевые устройства, крановые эстакады и т. д. Санитарно-техническая служба ведает отоплением, вентиляцией, водоснабжением, канализацией производственных помещений и т.д. К общезаводским службам относятся лаборатории, заводоуправление, медицинский пункт и др.

Органы управления предприятием осуществляют организацию производственного процесса и его контроль, обеспечивают разработку технической документации и технологической оснастки, бухгалтерский учет, сбыт готовой продукции и др. Машиностроительное предприятие представляет собой совокупность ряда производств, связанных единым технологическим процессом. Такая технологическая зависимость неизбежно предполагает и их экономические связи. так как результаты работы одного из участков является своего рода полуфабрикатом для другого.

 

 

7.3. Изделие и его элементы. Понятие о машине

 

Различают следующие виды изделий - детали; сборочные единицы, комплексы и комплекты.

Изделия в зависимости от их назначения делятся на изделия основного производства для поставки (реализации) другим предприятиям или в систему торговли, изделия вспомогательного производства (например, резцы, при­способления, штампы и т. д.) для собственных нужд предприятия.

Если предприятие изготовляет определенные изделия для поставки другим предприятиям, но из них использует в своем производственном процессе, все эти изделия для данного предприятия будут относиться к изделиям основного производства.

В зависимости от степени сложности изделия делят на две группы: неспециализированные, не имеющие составных частей (детали); специализированные, включающие две или более состав­ные части (сборочные единицы, комплексы, комплекты).

Сборочная единица — изделие, составные части которого под­лежат соединению между собой на предприятии-изготовителе посредством сборочных операций (свинчиванием, сваркой и т. д.).

Комплекс - это два или более специализированных изделия, не соединяемых между собой и предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций.

Комплект - набор не соединяемых изделий, имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера (напри­мер, комплект запасных частей).

Любая машина представляет собой совокупность согласованных звеньев (механизмов) - осуществляющих целесообразные движения для преобразования энергии или выполнения полезной работы.

Различие между машинами обусловлено многообразием рабочих процессов, протекающих в них. Их сходство определяется наличием одинаковых механизмов.

Механизм представляет собой совокупность связанных звеньев, предназначенных для передачи и преобразования движения одного или нескольких звеньев в определенные движения других звеньев.

В зависимости от назначения машины делятся на две группы:

а) машины-двигатели, с помощью которых энергии одного вида преобразуется в энергию другого вида;

б) машины-орудия, или рабочие машины, которые, используя подведенную к ним энергию, производят определенную работу.

Современная рабочая машина состоит из трех основных механизмов: двигательного, передаточного и исполнительного.

Двигательный и передаточный механизмы обеспечивают движения, необходимые для работы исполнительного механизма: двигательный приводит машину в действие, передаточный же не только передает движение, но и регулирует его в случае необходимости.

Все рабочие машины подразделяются на четыре группы:

1) технологические, или обрабатывающие (металлорежущие станки, прессы, молоты и т. д.);

2) транспортирующие (транспортеры и др.); транспортные (автомобили, локомотивы и др.); грузоподъемные (тали, лебедки, краны и т. д.).

Полная номенклатура всех изделий отраслей машиностроения и приборостроения приведена в классификаторе про­дукции. Существуют, однако, изделия, разрабатываемые и применяемые в различных отраслях машиностроения, которые не являются специфической принадлежностью определенной отрасли машиностроения - изделия общемашиностроительного назначения. Детали и сборочные единицы общемашиностроительного назначения являются составной частью различных механизмов и машин и имеют определенное назначение.

Детали машин можно классифицировать в зависимости от их назначения

 

 

7.4. Технико-экономические показатели машин

 

Любая машина будет соответствовать своему назначению только в том случае, если обладает необходимым комплексом качеств. Свойство машины характеризует какую-либо одну ее сторону, выявленную во взаимоотношении с такой же стороной другой машины. Качество - это совокупность свойств, составляющих так определенную емкость машины, которая отличает ее от другой машины. Качества и свойства оцениваются научно обоснованными измерителями - показателями. К основным качествам машин относятся производительность, экономичность, проходимость и др.

Производительность машины оценивается в зависимости от количества (объема) выпускаемой продукции, соотнесенной к выполняемой полезной работе ко времени работы машины. Производительность автомобиля, например, определяется массой перевезенных грузов; или числом пассажиров, а также средней скоростью движения.

Экономичность машины характеризуется коэффициентом ее полезного действия (КПД), численностью обслуживающего персонала, топливной экономичностью двигателя и другими показателями.

В связи со стремлением обеспечить работоспособное состояние машин при наименьших запасах их прочности особое значение обретает их надежность.

Надежность - свойство машины сохранять во времени в установленных пределах работоспособность всех параметров, характеризующих ее способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения машины и условий ее применения включает сочетания свойств: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость.

Безотказность свойство машины непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки.

Долговечность характеризует свойство машины сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Ремонтопригодность - свойство машины, заключающееся в ее приспособленности к предупреждению и обнаружению причин возникновения отказов, повреждений и поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонтов.

Вероятность безотказной работы машины - веро­ятность того, что в пределах заданной наработки отказ машины исключен. Средняя наработка на отказ - отношение наработки восстанавливаемой машины к матемaтическому числу ее отказов в течение этой наработки.

Важным свойством машин является их технологичность, т, е. степень соответствия конструкции машины оптимальным усло­виям ее изготовления при заданном масштабе выпуска.

Основным критерием технологичности конструкции машины является себестоимость ее изготовления. Поэтому при конструи­ровании машин должны обеспечиваться их наименьшая материало­емкость, учитываться условия и характер технологических процес­сов изготовления, серийность выпуска и другие факторы, обеспе­чивающие наибольшую экономичность изготовления машины. Себестоимость машин существенно зависит от степени стандар­тизации и унификации конструктивных элементов, высокий уровень которых является предпосылкой для применения прогрессивной технологии и высокопроизводительного оборудования при их изго­товлении. Использование унифицированных деталей и сборочных единиц обеспечивает также условия для широкого применения при проектировании машины современных методов расчета на базе ЭВМ, что позволяет повысить производительность технологических и инженерных расчетов, снизить стоимость проектирования, улуч­шить качество проектных разработок. Например, при проектиро­вании на ЭВМ станочных операций их производительность повы­шается на 20...30 %, а себестоимость обработки снижается на 10...15%.

 

 

7.5. Сущность литейного производства и его развитие. Основные и специальные виды литья, их характеристика

 

Литейным производством называют процессы получения фасонных изделий (отливок) путем заливки расплавленного металла в полую форму, воспроизводящую форму и размеры будущей детали. После затвердевания металла в форме получается отливка - заготовка или деталь. Отливки широко применяют в машиностро­ении, металлургии и строительстве.

Можно получать отливки различной массы (от нескольких граммов до сотен тонн), простой и сложной формы из чугуна, стали, сплавов меди и алюминия, цинка и магния и т. д Особенно эффективно применение отливок для получения фасонных изделий сложной конфигурации, которые невозможно или экономически нецеле­сообразно изготовлять другими методами обработки металлов (давлением, сваркой, резанием), а также для получения изделий из малопластичных металлов и сплавов.

При всем разнообразии приемов литья, сложившихся за длительный период развития его технологии, принципиальная схема технологического процесса литья практически не изменилась за более чём 70 веков его развития и включает четыре основных этапа: плавку металла, изготовление формы, заливку жидкого металла в форму, извлечение затвердевшей отливки из формы.

До середины двадцатого столетия литейный способ считался одним из важнейших методов получения фасонных заготовок. Однако наряду с такими достоинствами литейного производства, как относительная простота получения и низкая стоимость отливок (особенно из чугуна), возможность изготовления сложных деталей из хрупких металлов и сплавов, он имеет и ряд существенных недостатков. Это прежде всего довольно низкая производительность труда, не­однородность состава и пониженная плотность материала загото­вок, а следовательно, и их более низкие, чем заготовок, полученных обработкой давлением, прочностные характеристики.

На данном этапе развития литейного производства освоено производство автоматических линий формовки, заливки и выбивки отливок, созданы комплекты совре­менного смесеприготовительного оборудования, освоен выпуск целой гаммы машин для специальных способов литья, существенно возрос уровень механизации и автоматизации технологических процессов.

Основными технико-экономическими показателями работы литейных цехов являются: годовой выпуск отливок в тоннах; выпуск отливок на одного работающего (производственного); съем литья с 1 м² производственной площади цеха; выход годного металла (в процентах от массы металлозавалки и жидкого металла); доля брака литья (в процентах), уровень механизации; доля литья, получаемого специальными способами; себестоимость 1 т литья.

В структуре себестоимости литья основную долю составляют затраты на металл (до 80'%). Производя технико-экономический анализ литейного производства, особое внимание необходимо обращать на те стадии и элементы технологического процесса, которые непосредственно связаны с возможными потерями металла на угар, разбрызгивание, брак и т, п.

Себестоимость литья зависит от объема производства, уровня механизации и автоматизации технологических процессов.

Литье в разовые песчано-глинистые формы является наиболее распространенным и относительно простым способом получения отливок. Разовые песчано-глинистые формы могут быть приготовлены либо непосредственно в полу литейного цеха по шаблонам, либо в специальных ящиках-опоках по моделям. В почве получают отливки крупногабаритных деталей (станин, колонн и т.д., более мелкие отливки обычно получают в опочных литейных формах.

Внешнее очертание отливок соответствует углублениям формы, отверстии получают за счет стержней, вставляемых в полость формы.

Технологический процесс производства отливок в опочных фор­мах состоит из трех стадий: подготовительной, основной и заключительной

Модельная оснастка, изготовленная в модельных цехах, пред­ставляет собой приспособления, с помощью которых изготовляют формы и стержни. К оснастке относятся модели деталей, подмодельные щитки, стержневые ящики, модели элементов литниковой системы и опоки.

Модели (рисунок 7.1, а) служат для получения полости в земляной форме, которая по размерам и внешним очертаниям соответствует будущей отливке. Так как металл после затвердевания усаживается (уменьшается в объеме), размеры модели делают несколько большими.

Изготовляют модели из дерева, пластмассы или металла. Выбор материала зависит от условий производства и требований, которые предъявляют к отливке в отношении точности размеров и чистоты поверхности Для того чтобы модели легко извлекались из формы, их делают с формовочными уклонам и часто разъемными, из двух и более частей, легко скрепляемых при помощи шипов.

 

Рис. 7.1. Модельная оснастка:

а – модели, б – стержневые ящики, в – модели литниковой системы, г - подмодельные щитки-плиты, д – верхняя и нижняя опоки

 

Для получения отливок с отверстиями или углублениями на моделях в соответствующих местах предусматривают выступы - стержневые знаки, которые оставляют в форме отпечатки для уста­новки стержней. Место, занимаемое в форме стержнем, не заполняется металлом и в отливке после удаления стержня образуется отверстие или углубление. Стержни изготовляют из особой стержневой смеси, набивая ее вручную или машинным способом в стержневые ящики (рисунок 7.1, б). При этом учитывают изменение разме­ров отливки при затвердевании металла. Размеры стержней должны быть меньше отверстий на величину усадки металла. В зависимости от сложности изготовления стержневые ящики делают цельными и разъемными. При небольших партиях стержней ящики делают из дерева, в массовом производстве, особенно при повышенных требованиях к точности литья, применяют металлические ящики (чугунные или из алюминиевых сплавов). Модели литниковой системы предназначены для образован в форме каналов и полостей, служащих для подачи металла, задержки шлака и выхода воздуха из полости формы (рисунок 7.1,в) Устройство литниковой системы обеспечивает спокойное поступление металла в форму, предохраняя ее от повреждения. Подмодельные щитки-плиты (рисунок 7.1, г) служат для размещения на них моделей и установки опоки при изготовлении литейной формы вручную. Опоки (рисунок 7.1, д) - деревянные или металлические рамки, каркасы, основное назначение которых состоит в удерживании песчано-глинистой смеси, обеспечении достаточной прочности и жесткости формы при ее изготовлении, транспортировке и заливке металла.

Формовочные и стержневые смеси в основном состоят из кварцевого песка определенной зернистости и жароупорности. Формовочные и стержневые смеси должны обладать пластичностью и газопроницаемостью, а формы и стержни, изготовленные из них достаточной прочностью.

Формовка - наиболее сложная и трудоемкая операция прои водства отливок в разовых песчано-глинистых формах. Трудоемкость изготовления литейных форм составляет 40...60 % от обшей трудоемкости получения отливок. Процесс ручной формовки отличается огромной трудоемкостью. Сущность машинной формовки заключается в механизации основных операций: установки модельных плит и опок (рисунок 7.2, а), наполнения опок формовочной смесью (рисунок 7.2, б), уплотнения смеси и удаления моделей из форм(рисунок 7.2, в). Отдельные конструкции формовочных машин позволяют также механизировать некоторые вспомогательные операции: поворот опок, снятие готовых полуформ со стола машины, передачу их на сборку и т. п.

Машинная формовка не только облегчает труд рабочих-фор­мовщиков, но и дает возможность повышать производительность труда, получать более точные отливки с меньшими припусками на механическую обработку, снижать брак.

В последние годы в литейном производстве повсеместно внедря­ются специальные способы литья, имеющие ряд преимуществ по сравнению с традиционным литьем в разовые песчано-глинистые формы.

Рис. 7.2. Формовочные машины:

а – машинная установка модельных плит и опок, б - наполнение опок формовочной смесью, в – машинное уплотнение смеси

 

Удельный вес отливок, получаемых специальными способами литья неуклонно увеличивается.

К специальным способам относят литье:

а) в металлические формы (кокиль),

---

Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 11; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!