Проектирование прессового завода
Обработкой металла человек занимается с древних времен. Ковка, обработка металла производилась первыми ремесленниками. Изготовлением металлического оружия и орудий труда славились древние кузнецы. С помощью примитивного прессового оборудования – молота и наковальни, кузнецы-ремесленники изготавливали различные изделия.
Тяжелые условия труда, связанные с обработкой металла поспособствовали модернизации первого прессового оборудования – вместо молота и наковальни стали применять молоты с рычагами, которые приводились в движение силой воды или конным приводом.
Технологический прогресс, вызванный промышленной революцией не оставил без изменений и сферу кузнечно-прессовой промышленности. Примитивные конструкции были усовершенствованы и автоматизированы. В настоящее время прессовое производство – это не тяжелый ручной труд, а полностью механический и автоматизированный процесс. Существуют различные модификации прессового оборудования, в том числе и с электрическим приводом.
Прессовое оборудование – составляющая часть множества промышленных предприятий. Основные сферы применения прессового оборудования – тяжелая промышленность, металлургия, машиностроение – сферы промышленности, в которых используется обработка металла.
Прессовое оборудование может использоваться как отдельными цехами промышленного предприятия, так и быть самостоятельной единицей – прессовым заводом. В России производство прессового оборудования осуществляется на нескольких десятках предприятий. Согласитесь, не так уж и много в масштабах огромной страны.
Проектирование прессового завода – та деятельность, которая позволит создать новейший, отвечающий критериям современного строительства завод или модернизировать и расширить действующее предприятие.
- основные требования к виду и качеству изготавливаемых на проектируемом прессовом заводе изделий;
- установленный на проектируемом прессовом заводе уровень производительности труда;
- себестоимость производства производимой на проектируемом прессовом заводе продукции;
- объем капитальных вложений в проект прессового завода;
- установленные сроки окупаемости проектируемого прессового завода;
- рентабельность проектируемого прессового завода при эксплуатации.
Основными техническими задачами, решаемыми при проектировании прессовых заводов являются:
- определение технологических процессов, производимых на проектируемом прессовом заводе;
- определение наименований и количества основного и вспомогательного оборудования в проекте прессового завода;
- определение рабочего времени и необходимого числа персонала, задействовано в проектируемом производстве;
- определение площадей основных и вспомогательных цехов проектируемого прессового завода;
- определение потребностей проектируемого завода в инженерных сетях и коммуникациях;
- разработка генерального плана проектируемого прессового завода;
- разработка проектной документации каждого вспомогательного и основного здания проектируемого прессового завода;
- разработка проектной документации по благоустройству территории проектируемого завода;
- разработка мероприятий по пожарной, экологической и производственной безопасности на проектируемом прессовом заводе.
Прессовое оборудование можно классифицировать по различным признакам:
- по виду производимых операций;
- по температуре обработки металла;
- по типу обработки заготовки;
- по техническим характеристикам;
- по типу двигателя.
По типу производимых операций прессовое оборудование делится на:
- прессы – кривошипные, гидравлические, винтовые;
- молоты – пневматические, паровоздушные;
- ротационные установки – листовой и объемной штамповки;
- гильотинные ножницы – для резки заготовок.
Проектом прессового завода необходимо учитывать способы ремонта и замены основного и вспомогательного оборудования. Для этих целей в проекте предусматривают кран-балки различной грузоподъемности, дополнительные подъемники для поддержания станины, транспортировочное оборудование, ремонтные мастерские и цехи.
Для установки прессового оборудования в проектное положение в проекте прессового завода необходимо предусматривать фундаменты под оборудование и способы его закрепления и надежной установки на заданное место. Прессовое оборудование в процессе своей деятельности развивает большие усилия и моменты силы, при ненормативном закреплении оборудования возможно появление чрезвычайных ситуаций в процессе эксплуатации проектируемого прессового завода.
Каким бы ни было прессовое оборудование на проектируемом заводе, проектировщикам очень важно понимать технологические процессы, происходящие на проектируемо прессовом заводе и в какой последовательности они выстраиваются в технологическую линию.
- Подготовка заготовки к прессованию. Для обоснования данного технологического процесса в проекте необходимо понимать какие существуют виды заготовок, определить их характеристики и предъявляемые к ним требования, разработать в проекте прессового завода способы их получения.
- Нагрев заготовки перед прессованием. Проект прессового завода должен включать в себя печь для нагрева заготовок, в пояснительной записке проекта должны быть указаны и обоснованы основные параметры этой печи, режим работы, способы управления, критерии, предъявляемые к качеству продукции после нагрева.
- Прессование. Является основным технологическим процессом на проектируемом прессовом заводе. Проектом должен быть предусмотрен режим работы основного оборудования, способы его наладки и обслуживания. В проекте прессового завода указываются все габариты, характеристики и параметры прессового оборудования, его количество, расположение в технологической линии. Проектом прессового завода должны быть учтены дополнительные процессы, связанные с процессом прессования – подача заготовок к оборудованию, способы отделения заготовки от пресса, утилизация остатков.
- Термическая обработка. В проекте предусматривается оборудование для термической обработки обработанных прессовым оборудованием изделий, их режимы работы, порядок наладки и обслуживания, расположение в составе технологической линии.
- Правка. После прессования и термической обработки, заготовки могут иметь нарушения геометрии. Для устранения данных нарушений в проекте прессового завода применяют правильно-растяжные и правильные машины, раскруточные агрегаты.
- Резка. После завершения прессования и охлаждения, изделия поступают на резку, которая подразумевает отделение концов, вырезку дефектов и подрезку по габаритным размерам. Для процесса резки проектирование прессового завода предусматривает наличие в проекте металлорежущих станков, абразивно-отрезных станков, дисковых пил. В проекте в зависимости от параметров изготавливаемых изделий применяют один или несколько видов оборудования для резки, определяют его параметры, количество, место расположения и способ установки.
- Отделка. Для повышения коррозионной стойкости или для нанесения специальных покрытий на изготавливаемое на прессовом заводе изделие в проекте прессового завода предусматривают процессы травления и анодирования. Для этого в проекте прессового завода предусматривают дополнительное оборудование – ванны для травки, промывочные агрегаты и резервуары, склады для химических реагентов.
- Контроль. Операционно-технологический контроль предусматривается проектом прессового завода, определяются контролируемые параметры готовых изделий, квалификация и количество персонала, задействованного в данном процессе.
- Консервация и упаковка. Проектирование прессового завода включает проектирование помещений для нанесения маркировки на производимую продукцию, ее консервацию и упаковку, а также складирование. В проекте прессового завода должен быть предусмотрен склад готовой продукции, склады заготовок, склады реагентов, упаковки и т.п.
Технологическая линия прессового завода предполагает следующую последовательность операций:
Металлические заготовки отрезаются гильотинными ножницами на нужные по размерам образцы, отправляются в печь для нагрева заготовок, затем в прессовое оборудование. Прессованные изделия при необходимости подвергают термообработке либо в горячепрессованном виде отправляют на дальнейшую обработку. Прессованные изделия из нетермоупрочняемых сплавов также отжигают с целью повышения стойкости готовых изделий. Закалка прессованных изделий заключается в нагреве и последующем охлаждении. Закалка может производиться на вертикальных закалочных агрегатах. Для искусственного старения пресс-изделия могут направлять в электрические печи камерного типа с торцевой загрузкой. Следующими этапами обработки изделий являются правка и резка. Для достижения изделий необходимых прочностных характеристик их подвергают отделке. Все производимые на проектируемом прессовом заводе изделия проходят обязательные операционно-технологический контроль, консервацию, упаковку и складирование.
При размещении прессового завода необходимо исключать влияние неблагоприятное воздействие производства проектируемого прессового завода на природу и микроклимат окружающей среды.
Проектирование прессового завода предполагает наличие санитарно-защитной зоны как для объектов 5 класса вредности в размере 100 метров.
Для исключения неблагоприятных воздействий проектируемого прессового завода на окружающую среду все выбрасываемые в воздух вещества подлежат очистке, для чего в проекте прессового завода предусматриваются пылегазоуловители, отстойники, очистные сооружения, установки для шумоглушения и снижения вибрации.
Проектирование прессового завода должно учитывать направление господствующих ветров с целью уменьшить воздействие выбросов в окружающую среду. Предприятие располагается с подветренной стороны, а основные и вспомогательные цехи длинными сторонами параллельно господствующему направлению ветра.
Последовательность и взаимное расположение основных и вспомогательных цехов а проекте прессового завода обуславливается последовательностью технологических операций, производимых в этих цехах.
Основным способом организации технологической линии на прессовом заводе является поточное расположение линии, на которой все операции происходят по порядку, по очереди, планомерно, а контроль и управление линией осуществляется автоматически.
Оборудование в цехах проектируемого прессового завода компонуют по следующим принципам: со склада заготовок заготовки поступают на линию прессов, после прессования поступают на линию правки и резки, а затем на линию термообработки. В начале цеха в проекте размещают склады заготовок, а в конце склады спрессованных и готовых изделий.
Габаритные размеры прессового завода определяются количеством установленного оборудования, его габаритами и мощностью, размерами приемных столов технологической линии. Обычно пролеты проектируемого прессового завода обладают большими габаритными размерами и кратны 6м, здание проектируют чаще одноэтажным с одним или несколькими пролетами. Высота проектируемого производственного цеха определяется наибольшей высотой размещаемого в нем оборудования, а также возможностью проведения его ремонта и замены.
Посередине производственного цеха проектируемого прессового завода обычно располагают проходы и проезды. Они нужны в проекте для движения персонала и перемещения грузов. Перемещение грузов может также осуществляться при помощи мостовых кранов, предусмотренных проектом прессового завода.
В состав проекта прессового завода входят не только основные службы, но и вспомогательные. Например, служба механика, осуществляющая обслуживание и ремонт технологического оборудования, служба энергетика, административно-бытовой комплекс завода , санитарные помещения, столовые, ремонтные мастерские, гаражи и пр. Данные службы могут располагаться как в производственных цехах и являться их частью, так и проектироваться в качестве отдельного здания прессового завода.
Для производства технологических операций на проектируемом прессовом заводе необходимы определенные параметры микроклимата помещения. В проекте прессового завода предусматривают сети отопления и вентиляции, водоснабжения и канализации, электроснабжения, сетей связи, газопроводы при необходимости.
Для отопления производственных цехов в проекте прессового завода используют калориферы. Отопление может быть предусмотрено в проекте прессового завода как о от централизованных источников, так и с использованием в проекте прессового завода индивидуального теплового пункта.
Для удаления избытков тепла используют производственную вентиляцию, как с естественным, так и с механическим побуждением. Вентиляционное оборудование в проекте должно обладать необходимой для обеспечения нужд производства мощностью и устойчивостью к агрессивным воздействия высоких температур, химических сред.
Водоснабжение производственной площадки подразумевает наличие хозяйственно-питьевого водопровода для бытовых целей. Для производственных целей в проекте можно использовать техническую воду – воду от оборотного водоснабжения, ливневые стоки.
Водоотведение проектируемого прессового завода предусматривает наличие в проекте локальных очистных сооружений, т.к. загрязненные промышленными отходами стоками не допускается сбрасывать в городскую сеть канализации, она должна подвергаться предварительной очистке.
Для электроснабжения в проекте прессового завода предусматривают автономные энергетические станции, оснащенные необходимым для постоянного поддержания заданной мощности в электрической сети. Производственные площадки должны оборудоваться резервными источниками электроснабжения для обеспечения бесперебойной работы производства.
Проектируемые прессовые заводы являются объектами повышенной опасности, поэтому они должны оснащаться система пожарной безопасности – пожаротушения, пожарной сигнализации, конструктивной огнезащитой, системами оповещения о пожаре.
Проектирование прессового завода в наши дни — это не только проектирование новых площадок, но и модернизация существующих. Проектные организации, опыт и стаж которых позволяет производить операции любой сложности не так часто встречаются на рынке проектных услуг. Многолетний опыт нашей компании в проектировании технически сложных объектов и заводов позволяет нам с уверенностью утверждать, что проектирование прессового завода одна из тех задач, которые могут быть успешно реализованы специалистами нашей компании.