3] KAPACITNÍ PROPOET KOVÁRNY

Transkript

1 Pedmt: Technologické projekty a manipulace 3. roník, bakaláský Technologické projekty 4. roník, magisterský 3] KAPACITNÍ PROPOET KOVÁRNY Kapacitním propotem kovárny zjistíme v závislosti na zadaném výrobním programu kapacitní potebu jednotlivých stroj a zaízení, výrobních ploch a obsazení smn pracovníky. Pro vypracování základního návrhu kovárny jsou nutné následující podklady: roní výrobní plán, údaje o zpsobu práce (volné nebo ásten zápustkové kování a eventueln lenní výkovk do kategorií), údaje o potu hodin, využitelných u stroj a zamstnanc, údaje o druzích paliva pro pece, údaje o zdrojích pohonné energie pro stroje, Výrobní program je nutno pesn specifikovat na roní výrobu voln kovaných výkovk podle hmotnostních tíd. Obsahuje-li výrobní program i výkovky zápustkové, je nutno postupovat podle pesného výrobního programu tchto výkovk. Vzhledem k tomu, že zpsoby kapacitních propot pro jednotlivé druhy kováren se v celkovém pístupu odlišují, jsou v daném cviení uvedeny oba základní postupy: 3.1. Kapacitní propoet kovárny pro volné výkovky pod buchary Pi volném kování uríme velikost buchar podle hmotnosti a rozmr výkovk výkovky pro poteby projektování rozdlujeme na tyto hmotnostní skupiny výkovk (udávány jsou limitní hodnoty v kg): Do 2kg, 2 4, 4 10, 10 25, 25 50, , , , , , , , , [kg] Poet stroj, potebných pro splnní roního plánu (výrobního programu) uríme podle prmrných hodinových výkon buchar. Prmrné hodinové výkony jsou však znan odlišné a závislé na složitosti (pracnosti) výkovk. Pro odhadnutí hodinových výkon se používá rozdlení voln kovaných výkovk pod buchary, lenícího tyto výkovky do 9 stup složitosti (v I. stupni jsou zahrnuty výkovky lenitých tvar s pesazenými osami, rznobžnými nebo mimobžnými osami a v IX. stupni jsou zahrnuty nejjednodušší výkovky válcového tvaru. Volbu a výpoet buchar provádíme v následujících krocích: podle kusové hmotnosti výkovk a podle jejich rozmr uríme hmotnost beranu a tím velikost bucharu v tunách (viz. tab. 1), podle hmotnosti beranu v tunách a stupn složitosti výkovk (pedem zatídíme) uríme hodinový výkon bucharu v kg (viz. tab. 2), 1

2 Hmotnost beranu bucharu v tunách Hmotnost výkovk prmrná v kg Nejvtší hmotnost [kg] Nejvtší hmotnost hlad. hídel v kg Nejvtší prmr pedvalku [mm] 0,1 0, ,15 1, ,2 2, ,3 3, ,4 6, ,5 8, ,75 12, ,0 20, ,0 60, ,0 100, ,0 200, Tab. 1 Pibližné urení hmotnosti beran u buchar pro volné kování podle hmotnosti výkovk Stupe složitosti 0,1 0,15 0,2 0,3 0,4 0,5 0, výkovk I. 3,5 4, II. 6,0 7, III. 7,0 9, IV. 9,0 11, V. 12,0 15, VI. 14,0 19, VII. 20,0 25, VIII. 28,0 32, IX. 85,0 95, Tab. 2 Hodinový výkon bucharu pi volném kování [kg.hod -1 ] Jak již bylo uvedeno samostatné zápustkové kovárny jsou projektovány v závodech s vysloven hromadnou výrobou a astji se vyskytují kombinace kovárny pro zápustkové výkovky i výkovky volného kování. Z tohoto dvodu bude zpsob výpotu takové kovárny piblížen na typovém píkladu kapacitního propotu tohoto druhu. Zadání: Zadání [t.rok -1 ] Q v Q z Q Q v voln kované výkovky; Q z zápustkové výkovky Rozdlení výkovk podle hmotnosti provete samostatn. Cena voln kovaných výkovk: 40,- K.kg -1 ; Cena zápustkov kovaných výkovk: 50,- K.kg -1 2

3 Pro výpoet investic uvažujte náklady: na technologickou ást: ,- K.m -2 ; (minimáln), [viz. Generel]; na stavební ást: 9 000,- K.m -2 ; (minimáln), [viz. Generel]; pístavek: 1 000,- K. m -2 ; (minimáln), [viz. Generel] Výpoet (pro zadání. 1) Dán je výrobní program kovárny, jež má zajistit tun výkovk ron v lenní: Výrobní program (množství výkovk) Q = tun.rok -1 lenní výkovk: - voln kované Q v = tun.rok -1 z toho do 50 kg tun.rok kg tun.rok kg tun.rok -1 - zápustkov kované Q z = 540 tun.rok -1 z toho do 2 kg 240 tun.rok kg 300 tun.rok -1 Poet pracovních dní v roce: 254 Smnnost (s = 2,5), to je: 20 hod.den -1 Roní fond stroj (h s ) , to je: hod. Výpoet stroj a zaízení: Strojní park je dán velikostí, druhem, složitostí a hmotnostním množstvím požadovaných výkovk. Pro volbu stroj a urení jejich potu roztídíme nejdíve výkovky podle výkresové dokumentace do hmotnostních skupin se stanovením píslušné skladby jednotlivých typ výkovk a hmotnosti ve skupinách a ke každé skupin piadíme z tabulky 2 prmrné hodinové výkony [v kg.hod -1 ] buchar dle stupn složitosti souásti (pro zjednodušení byly všechny výkovky uvažovány v V. skupin složitosti). Dostaneme nap.: Buchar: Hmotnost. množství [t] Beran [t] hodinový výkon [kg.hod -1 ] Voln kované výkovky: a) hmotnost 2,5 kg: 120 0,2 18 b) hmotnost 5 kg: 320 0,4 52 c) hmotnost 12 kg: 650 0, d) hmotnost 40 kg: ,0 165 e) hmotnost 55 kg: ,0 265 f) hmotnost 100 kg: ,0 350 Q v : hod. výkon: 983 kg.hod -1 Lis: Hmotnost. množství [t] Síla [kn] hodinový výkon [kg.hod -1 ] Zápustkov kované výkovky: g) hmotnost 1 kg: h) hmotnost 1,5 kg: i) hmotnost 3 kg: Q z : 540 hod. výkon: 89 kg.hod -1 3

4 Piazení prmrného hodinového výkonu v kg provedeme tak, že k hmotnosti výkovk piadíme z tabulky 1 hmotnosti beranu a pro V. skupinu složitosti z tabulky 2 hodinové výkony (viz. také tabulky na posledních dvou listech tohoto zadání). Pro zápustkové výkovky se vyšlo z rozlenní do hmotnostních skupin a pro každou skupinu stanovíme stroj, na nmž bude operace vykonána. Z technických pasport stroj uríme jejich hodinový výkon v kg výkovk a toto zpracujeme do obdobné tabulky jako u výkovk voln kovaných: Typ tváecího stroje [kn] [t] hodinový výkon [kg.hod -1 ] Zápustkov kované výkovky: g) hmotnost do 1 kg: - kovací stroj o síle kn 23 kg.hod -1 h) hmotnost do 1,5 kg: - tecí lis o síle kn a výstedníkový lis o síle kn 16 kg.hod -1 i) hmotnost do 3 kg: - tecí lis o síle kn, pedkovací kladivo 0,1 t, výstedníkový lis o síle kg.hod -1 1) Výpoet potu buchar pro volné kování (dle jednotlivých skupin): n b = hodinový množství výrobk v dané skupin výkon v dané skupin roníasový fond stroje [ ] a) = 1,31 1buchar b) = 1,21 1buchar c) = 0,96 1buchar [ beran 0,2 t] [ beran 0,4 t] [ beran 0,75 t] d) = 2,76 3 buchary [ beran 1t] e) 2 buchary [ beran 2 t] f) = 1,06 1buchar [ beran 3 t] Buchary 0,2; 0,4; 0,75 t volíme pneumatické, buchary 1; 2; a 3 t volíme parní. 4

5 2) Výpoet stroj pro zápustkové kování: g) pro hmotnost 1 kg volíme kovací lis o síle kn ( hod. výkon 23 kg.hod -1 ): = 1,19 1kovací lis h) pro hmotnost 1,5 kg volíme tecí lis o síle kn ( hod. výkon 16 kg.hod -1 ) a výstedníkový lis o síle kn ( hod. výkon 50 kg.hod -1 ): = 1,23 1 tecí lis, 1výsted. lis; ch) pro hmotnost 3 kg volíme tecí lis o síle kn ( hod. výkon 50 kg.hod -1 ) a pedkovací kladivo 0,1 tuny ( hod. výkon 50 kg.hod -1 ) a výstedníkový lis o síle kn ( hod. výkon 100 kg.hod -1 ): = 1,18 1 tecí lis,1pedkovací kladivo, 1výsted. lis; Údaje o strojích získáme z výrobních postup pedstavitel výkovk píslušné hmotnostní skupiny. 3) Výpoet plochy a potu pecí: Provedeme výpoet ložné plochy a potu pecí pro stanovení musíme vycházet z maximální výrobnosti všech zaízení, proto soutem všech hodinových výkon stroj, vynásobených jejich potem dostáváme hodinové výkony všech stroj pro volné a zápustkové výkovky. Hodinový výkon všech instalovaných stroj vyžadujících ohev (uvažováno pro V. skupinu složitosti) tedy je: Volné kování výkovk: V v = = kg.hod -1 ; Zápustkové kování výkovk: V z = = 289 kg.hod -1 ; Celkem: V c = = kg.hod -1 Souasn však pro stanovení ložné plochy ohívacích pecí musíme uvažovat s tím, že pi složitjších tvarech výkovk je zapotebí vícenásobný ohev, ímž výkon pecí klesá (vlivem opakované poteby ložné plochy). Z tohoto dvodu pevedeme výše uvedené hodinové výkony pro V. skupinu složitosti na hodinové výkonu, dosažené u výkovk pro nejjednodušší tvar, nevyžadující vícenásobný ohev pevedeme tedy výkony do IX. skupiny složitosti, kde potom v souladu s tab. 2 dostaneme: Volné kování výkovk: V v = = kg.hod -1 ; 5

6 Zápustkové kování výkovk: V z = = 660 kg.hod -1 ; Celkem: V c = = kg.hod -1 Uvedené relativní zvtšení hodinového výkonu pro IX. stupe složitosti odpovídá relativnímu zvtšení ploch pecí pro vícenásobný ohev u V. stupn složitosti. Vsádkovou váhu materiálu, ohátého na požadovanou teplotu za 1 hodinu poítáme s 10 % propalu, potom: Q h = = kg.hod -1 Výpoet ložné plochy pece (uvažováno jednotn pro volné i zápustkové kování): Q h F p = = = 32,15 m f 200 kde: F p ložná plocha pece [m 2 ]; Q h množství ohátého materiálu [kg.hod -1 ]; f specifický výkon pece [kg.m -2 ložné plochy.hod -1 ], (pro volné kování ); Z tabulek stanovíme skladbu pecí, odpovídajících rozmrm polotovar a pedkovk a vyhovujících celkové ložné ploše: 5 ks plynová pec vozová (3 1,5 m) = 22,5 m 2 ; 3 ks elektrická pec vozová (3 1 m) = 9 m 2 ; 2 ks elektrická pec vozová (1,25 0,8 m) = 2 m 2 Celková ložná plocha pecí: F p = 22, = 33,5 m 2 Výpoet dílenských ploch: Celková dílenská plocha: F = Q a c = = m 0,55 2, m kde: Q roní výrobní program (Q = tun tun = tun); a koeficient roní výroby v jedné smn.1m -2, (a = 0,55 t.m -2 ); c smnnost kovárny, (c = 2,5) Rozvržení ploch (dle charakteru a skladby výrobního programu): Podlahová plocha celkem = Plocha výrobní + Plochy pomocné + Dopravní cesty; 100 % = 55 % + 35 % + 10 %; m 2 = m m m 2 2 6

7 Výrobní plochy: - lo pro volné kování [m 2 ] lo pro zápustkové kování [m 2 ] Celkem [m 2 ] Pomocné plochy: - pípravna materiálu [m 2 ] sklad materiálu [m 2 ] expedice [m 2 ] sklad zápustek [m 2 ] sklad provozních hmot [m 2 ] 54 - údržba [m 2 ] 58 - trafostanice [m 2 ] 108 Celkem [m 2 ] Vedlejší plochy: - dopravní cesty [m 2 ] 630 Pedbžný investiní rozpoet: Technologická ást (cca α = ,- K.m -2 dílenské plochy, viz. zadání): = ,- K; Energetická ást (cca 12 % technologické ásti): ,12 = ,- K; Stavební ást (vetn ocelové konstrukce): hala s jeábovou drahou (cca β = 9 000,- K.m -2 dílenské plochy, viz. zadání): = ,- K; pístavek s trafostanicí (cca 1 000,- K.m -2 pístavku, viz. zadání): = ,- K; Hala s pístavkem celkem: = ,- K; Zemní práce, inženýrské pípojky, komunikace, rozvody 10 % z haly s pístavkem celkem: ,1 = ,- K; Investice celkem: = ,-K; Kontrola efektivnosti stavby: Cena voln kovaných výkovk (viz. zadání)...40,-k.kg -1 ; Cena zápustkov kovaných výkovk (viz. zadání)..50,- K.kg -1 ; Výkovky voln kované: = K.rok -1 ; Výkovky zápustkov kované: = K.rok -1 ; Hodnota roní výroby celkem: K.rok -1 ; = I VZ = = 0,4676 Pro nov budované objekty je ε = (0,3 0,7) efektivnost investice ve vztahu k uvažované produkci vyhovuje. 7

8 8