年產(chǎn)50000噸缸體曲軸箱鑄件清理車間工藝設(shè)計(jì)

楊玉祥，李益年

（1.機(jī)械工業(yè)第四設(shè)計(jì)研究院,河南洛陽 471039；2.陜西金鼎鑄造有限公司,陜西寶雞 722408）

年產(chǎn)50000噸缸體曲軸箱鑄件清理車間工藝設(shè)計(jì)

楊玉祥1，李益年2

（1.機(jī)械工業(yè)第四設(shè)計(jì)研究院,河南洛陽 471039；2.陜西金鼎鑄造有限公司,陜西寶雞 722408）

本文介紹了大批量生產(chǎn)WD615及12升發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和曲軸箱鑄件的清理車間工藝設(shè)計(jì)，為以后類似項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供借鑒或參考。

綱領(lǐng)；清理；懸鏈輸送；時(shí)效爐；拋丸；焊補(bǔ)

1 任務(wù)和生產(chǎn)綱領(lǐng)

該車間主要承擔(dān)WD415、WD615及12升發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和曲軸箱鑄件的清理生產(chǎn)任務(wù)。生產(chǎn)綱領(lǐng)如表1。

表1 生產(chǎn)綱領(lǐng)表

2 工作制度和年時(shí)基數(shù)

（1）工作制度

根據(jù)車間生產(chǎn)性質(zhì)，為提高設(shè)備利用率及合理使用能源，車間采用二班平行工作制生產(chǎn)，部分設(shè)備（如連續(xù)式燃?xì)鈺r(shí)效爐）采用三班工作制生產(chǎn)。全年設(shè)備工作日為251天，每周工作5天，每班工作8h。

工人全年工作日為251天，每周工作5天，每班工作8h。

（2）年時(shí)基數(shù)

設(shè)備年時(shí)基數(shù)：二班3810h，三班5250h。工人年時(shí)基數(shù)：1780h。

3 設(shè)計(jì)原則

（1）該車間生產(chǎn)性質(zhì)為大批大量生產(chǎn)。生產(chǎn)方式采用平行工作制，生產(chǎn)組織采用工部（段）、班組的組織形式。為貫徹精益生產(chǎn)方式，在設(shè)計(jì)中采用新工藝、新技術(shù)、新裝備；為保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求，關(guān)鍵工序引進(jìn)國(guó)外設(shè)備。在選用設(shè)備、制定方案時(shí)既考慮到技術(shù)先進(jìn)、適用、可靠，又要注意經(jīng)濟(jì)合理性。

（2）缸體鑄件粗、精拋清理采用機(jī)械手拋丸清理機(jī)。鑄件由時(shí)效爐出來后采取機(jī)械手直接抓取放到機(jī)械手拋丸清理機(jī)進(jìn)行粗拋處理。精拋后采用進(jìn)口水套噴丸機(jī)進(jìn)行缸體水套清理。缸體和曲軸箱均設(shè)表面自動(dòng)磨削清理線，手工清理設(shè)打磨精整線。試驗(yàn)檢測(cè)手段有鑄件尺寸檢查解剖鋸床、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。

（3）該車間是高度機(jī)械化、自動(dòng)化的生產(chǎn)車間，生產(chǎn)過程和運(yùn)輸工作都采用機(jī)械化設(shè)備進(jìn)行組織生產(chǎn)。

（4）設(shè)計(jì)中充分考慮到降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，加強(qiáng)環(huán)保設(shè)施，改善工人的操作環(huán)境，以人為本，確保生產(chǎn)安全和職業(yè)衛(wèi)生。

4 主要工藝和設(shè)備

鑄件清理是鑄造生產(chǎn)過程中最后一道工序，對(duì)大批量生產(chǎn)的工廠，其機(jī)械加工大多采用專用設(shè)備，對(duì)鑄件的外形尺寸、內(nèi)腔清潔度、表面粗糙度等，都有嚴(yán)格要求。國(guó)內(nèi)不少同類企業(yè)，要求清理后的鑄件，其內(nèi)部殘留物含量在250mg以下，表面粗糙度為Ra25～12.5之間。因此，清理工部必須配備高效專用清理設(shè)備，組成清理作業(yè)線，完成鑄件的人工時(shí)效、一次表面粗拋清理、磨削清鏟、精整、二次內(nèi)腔表面精拋清理、水套噴丸、防銹處理等工序。

（1）采用引進(jìn)的抓取鑄件機(jī)械手完成捅箱后的缸體和曲軸箱鑄件的打澆冒口工作，然后將其放到懸掛輸送機(jī)的鑄件斗中，運(yùn)到清理工部。

（2）由懸鏈輸送到清理工部的鑄件，采用頂翻裝置翻到振動(dòng)落芯機(jī)落芯，再用抓取鑄件機(jī)械手將鑄件放到時(shí)效爐托盤上。鑄件進(jìn)入貫通式時(shí)效爐進(jìn)行時(shí)效處理，利用鑄件余熱人工時(shí)效。鑄件時(shí)效后，機(jī)械手直接抓取鑄件放到機(jī)械手拋丸清理機(jī)，進(jìn)行第一次拋丸清理。然后缸體、曲軸箱鑄件分線進(jìn)行磨削、人工精整、精拋。精拋后的缸體、曲軸箱鑄件采用同一條防銹處理線進(jìn)行防銹處理。

（3）第一次拋丸清理后的缸體鑄件由缸體二面磨削清理機(jī)對(duì)鑄件上下端面進(jìn)行磨削，清除披縫和毛刺；再人工進(jìn)行鑄件精整后由機(jī)械手式拋丸清理機(jī)對(duì)缸體鑄件進(jìn)行內(nèi)腔精拋清理，精拋后的缸體鑄件采用引進(jìn)的水套噴丸機(jī)進(jìn)行水套清砂。

（4）第一次拋丸清理后的曲軸箱鑄件由曲軸箱二面磨削清理機(jī)對(duì)鑄件上下端面進(jìn)行磨削，清除披縫和毛刺；再人工進(jìn)行鑄件精整，精整后的鑄件進(jìn)行防銹處理。

（5）設(shè)人工精整間，人工精整間建成單獨(dú)封閉的隔離間，便于設(shè)置通風(fēng)除塵，同時(shí)避免打磨時(shí)碎鐵片傷害到他人。鑄件進(jìn)出精整間采用單軌電葫蘆吊運(yùn)。精整間內(nèi)設(shè)翻轉(zhuǎn)清理臺(tái)，完成除兩端面的各表面清理，既減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，又保證了工人安全生產(chǎn)。

（6）設(shè)手工精整水平回轉(zhuǎn)臺(tái)，完成鑄件的兩端面清理。精整好的鑄件設(shè)吹清工位。

（7）鑄件清理完畢，經(jīng)檢查合格后進(jìn)行防銹處理，然后入庫。

（8）可進(jìn)行焊補(bǔ)的鑄件采用焊補(bǔ)爐熱焊補(bǔ)。

清理車間工藝流程如圖1，工藝平面圖如圖2。

5 人員和勞動(dòng)量

（1）人員。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，結(jié)合該車間情況及國(guó)內(nèi)同類型企業(yè)指標(biāo)計(jì)算，該車間需工作人員116人，其中工人111人。車間工作人員分類詳見表2。

（2）勞動(dòng)量。工作人員勞動(dòng)量為206480工時(shí)，生產(chǎn)工人勞動(dòng)量為161980工時(shí)。

表2 車間工作人員表

6 車間組成、面積和平面布置

該清理車間廠房為鋼結(jié)構(gòu)形式，跨度為24m×3，柱距6m，全長(zhǎng)174m，屋架下弦12.5m，每跨各設(shè)三臺(tái)5t電動(dòng)單梁起重機(jī)，軌頂高10m。車間組成及面積見表3。

表3 車間組成及面積表

7 重點(diǎn)關(guān)注問題

（1）節(jié)能措施。鑄造車間是機(jī)械工廠的耗能大戶，如何節(jié)省能源是本次設(shè)計(jì)的主要關(guān)注點(diǎn)之一。在設(shè)計(jì)中從工藝原則的制定到設(shè)備的選用，都充分考慮節(jié)能效果。同時(shí)盡量考慮采用新工藝、新設(shè)備、新技術(shù)，以提高鑄件質(zhì)量，減少廢品，提高產(chǎn)品使用壽命，從而減少了因廢品所消耗的能源，起到間接節(jié)能的效果。

設(shè)計(jì)中采用了以下節(jié)能措施。采用鑄件余熱進(jìn)行人工時(shí)效；采用進(jìn)口的水套噴丸機(jī)專門清理缸體的水套和油路，提高了鑄件質(zhì)量；所有設(shè)備使用的冷卻水都要循環(huán)使用，不僅節(jié)約水資源，而且節(jié)能。

（2）環(huán)境保護(hù)。污染源及排放物見表4。

表4 污染物一覽表

廢水處理。防銹噴漆廢水在廠區(qū)收集后由發(fā)動(dòng)機(jī)廠統(tǒng)一考慮運(yùn)入發(fā)動(dòng)機(jī)廠污水處理站進(jìn)行處理。

廢氣、粉塵治理。在生產(chǎn)過程中，對(duì)產(chǎn)生粉塵的設(shè)備或工作位置，均安裝除塵設(shè)備；對(duì)產(chǎn)生有異味氣體的設(shè)備或工作位置，均安裝通風(fēng)設(shè)備；對(duì)產(chǎn)生有害氣體的設(shè)備或工作位置，其氣體均作處理后排放。

噪聲控制。通風(fēng)除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)選用高效低噪風(fēng)機(jī)，采用減振基礎(chǔ)和柔性接口，并盡量將風(fēng)機(jī)設(shè)置在單獨(dú)的風(fēng)機(jī)間中或采用隔音房；對(duì)產(chǎn)塵產(chǎn)噪的工藝設(shè)備設(shè)密閉排風(fēng)罩隔聲抽塵。

廢棄物的綜合利用及處置。對(duì)廢料、廢砂等固體廢棄物進(jìn)行集中收集后再進(jìn)行相應(yīng)的處置。鑄造廢砂，由專門的廠家回收利用。除塵系統(tǒng)收集的粉塵和煙塵，以及清理車間的散落粉塵，在廠內(nèi)先集中堆存，然后定期運(yùn)往城市指定的廢渣堆放場(chǎng)；缸體曲軸箱防銹處理線噴漆室產(chǎn)生漆渣，設(shè)有專門的廢漆渣沉淀池，在循環(huán)水池中定期添加漆霧凝聚劑，使漆霧盡量漂浮在水面上，便于定期打撈。漆渣作為危險(xiǎn)固廢委托某環(huán)保有限公司進(jìn)行無害化處理，未對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生二次污染影響。

（3）職業(yè)安全衛(wèi)生。清理車間機(jī)械化運(yùn)輸設(shè)備較多，地坑、平臺(tái)較多，這些都存在不安全因素。同時(shí)，再加上車間眾多的塵源、噪聲源嚴(yán)重影響工人的身心健康。本次設(shè)計(jì)采取以下防范措施。

①設(shè)備設(shè)聯(lián)鎖控制系統(tǒng)，設(shè)備進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)前，發(fā)出聲響及燈光信號(hào)，以告誡操作人員。

②各類設(shè)備的運(yùn)動(dòng)部分，涂醒目色彩。

③所有地坑入口處和平臺(tái)，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防護(hù)欄桿。

④連續(xù)式燃?xì)鈺r(shí)效爐和焊補(bǔ)爐高溫作業(yè)區(qū)，設(shè)通風(fēng)降溫設(shè)施，以改善工人勞動(dòng)條件。

⑤對(duì)于產(chǎn)生粉塵的設(shè)備，均安裝除塵設(shè)備，保證車間粉塵濃度符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

⑥對(duì)于產(chǎn)生異味氣體的設(shè)備或工作位置，均安裝通風(fēng)設(shè)備，使異味不向周圍擴(kuò)散。

⑦對(duì)于產(chǎn)生有害氣體的設(shè)備或工作位置，設(shè)置凈化處理設(shè)備，使有害氣體集中處理后排放。

8 主要數(shù)據(jù)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

本次設(shè)計(jì)清理車間有關(guān)數(shù)據(jù)及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見表5。

表5 主要數(shù)據(jù)表

9 結(jié)語

車間自2010年6月投產(chǎn)以來，一直承擔(dān)著WD615、WD415、D12柴油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、曲軸箱鑄件的清理生產(chǎn)任務(wù)，目前設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況和車間環(huán)境良好，工人勞動(dòng)強(qiáng)度較低，各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)到設(shè)計(jì)的要求。

The Process Design of Cleaning shop with Capability to Produce Fifty Thousand Tons Cylinder Body and Crankcase Casting Per Year

Yang Yuxiang1,Li Yinian2
（1.SCIVIC Engineering Co.,Luoyang Henan 471039,China;2.Shanxi Jinding Foundry Co.,Baoji Shanxi 722408,China）

The process design of cleaning shop which produces the WD615 and 12 liter engine cylinder body and crankcase casting on a large scale was introduced in the paper,and providing a reference in the design of similar projects in the future.

Creed;Cleaning;Hanging chain conveyor;Aging oven;Shot blast;Repair welding

TG28;

A；

1006－9658（2012）02－0059-4

2012－02－15

稿件編號(hào)：1202－011

楊玉祥（1979-），男，高級(jí)工程師，主要從事鑄造車間工程設(shè)計(jì)和總承包管理工作