МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ВОДНОГО ГОСПОДАРСТВА ТА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ
КАФЕДРА ЕКСПЛУАТАЦІЇ ГІДРОМЕЛІОРАТИВНИХ СИСТЕМ
Контрольно-розрахункова робота
з дисципліни:
"Основи промислових технологій та матеріалознавство"
План:
Перше теоретичне питання;
Друге теоретичне питання;
Третє теоретичне питання;
Завдання №1;
Завдання №2;
Завдання №3;
Список використаної літератури.
Варіант №31
Теоретичне питання № 1:”Виробництво хімічних волокон”
1. Загальні відомості про волокна та їх властивості
Волокнами називаються еластичні тіла, довжина яких в багато разів перевищує розмір їх поперечного перерізу.
Класифікацію волокон за походженням можна представити у вигляді схеми (рис.1).
В основі органічних волокон лежить рослинний і тваринний світ. В основі неорганічних волокон лежать мінерали. В основі штучних волокон лежать природні полімери. В основі синтетичних волокон лежать синтетичні полімери (смоли із нафти, газу, вугілля).
Натуральні органічні волокна використовують у легкій промисловості для виготовлення тканин, а потім одягу. Неорганічні волокна (азбест) використовують у технічних цілях.
Рисунок 1. - Класифікація волокон за походженням
Хімічні волокна мають ряд суттєвих переваг над натуральними:
- виробництво хімічних волокон потребує значно менше затрат праці;
- виробництво хімічних волокон не залежить від природних, географічних і кліматичних умов і може швидко нарощувати свої потужності.
В наш час існують волокна, які по багатьох показниках перевищують натуральні волокна.
Хімічні волокна виготовляють у вигляді нескінченної нитки, яка складається з багатьох окремих волокон, або з одного волокна, чи у вигляді штапельного волокна – коротких відрізків не скрученого волокна, довжина яких відповідає довжині шерсті. Але хімічні волокна, як штучні, так і синтетичні використовують переважно для технічних цілей при виготовленні електроізоляції, труб, струн, сіток, канатів та ін. Для тканин їх використовують менше, тому що вони негігроскопічні, погано пропускають повітря, накопичують статичну електрику.
В тканинах хімічні волокна часто використовують у суміш із натуральними волокнами. Волокна мають такі показники якості: лінійна щільність; міцність на розрив; кружка ниток; подовження в сухому і мокрому стані; еластичність; гігроскопічність, стійкість проти стирання; стійкість до високих і низьких температур; стійкість до світла; хімічна стійкість та інші спеціальні якості.
Але найважливішою характеристикою волокон є міцність на розрив. Це довжина, при якій волокно розривається від своєї ваги. Ось показники міцності деяких волокон: шерсть – 12 км, бавовна – 35 км, віскоза – 40 км, капрон і нейлон – 72 км.
Синтетичні волокна найбільш дешеві. При їх виготовленні відсутнє прядильне виробництво.
Наведемо трудомісткість виготовлення 1 т волокон із різних матеріалів:
- натуральний шовк - 3500 год.;
- бавовна - 1660 год.;
- капроновий шовк - 1400 год.;
- штапельне волокно - 225 год.
У Чернігові розташований досить потужний комбінат хімічних волокон.
2. Технологія виготовлення хімічних волокон
Вихідним матеріалом при виготовленні штучних хімічних волокон є целюлоза, яку виготовляють з деревини.
Целюлоза, як правило, знаходиться у рідинному стані, тобто у вигляді розчину у спирті або ацетоні.
Вихідним матеріалом при виготовленні синтетичних волокон є полімерні смоли, що знаходяться у розтопленому стані. Але технологія виготовлення як штучних так і синтетичних волокон багато в чому співпадає.
Виробництво будь-яких хімічних волокон можна умовно розділити на чотири стадії.
Перша стадія полягає в синтезі полімерів.
Друга стадія – приготування прядильної маси, тобто розчинів або розплавів та їх ретельне очищення від не розширюваних часток та бульбашок повітря. На цій стадії відбувається також забарвлення розчинів та розплавів.
Третя стадія – формування волокна. Це основна і найбільш відповідальна операція, яка відбувається шляхом продавлювання через філь’єру надтонких струмочків прядильної маси. Філь’єра – це металевий диск діаметром 50 -75 мм з безліччю (від 3 до 2000) дрібних отворів. Філь’єри установлюють на прядильній машині. Кожна машина має 60-100 філь’єр. У процесі формування волокна лінійні макромолекули орієнтуються уздовж усього струмка.
Формування волокна закінчується затвердінням елементарних волокон, при якому зберігається орієнтація мікро молекул. Часто для підвищення ступеню орієнтації молекул ще не зовсім затверділі волокна піддають витягуванню шляхом багаторазового перемотування при певному на тяжінні.
Існує два способи формування волокна: мокрий і сухий.
Мокрий спосіб використовується у випадку прядіння волокна із розчину, який подається прядильним насосом, проходить через фільтр, продавлюється через отвори філь’єри і потрапляє в розчин, що знаходиться в осадовій ванні. Далі утворені нитки намотуються на бабіну.
При сухому формуванні нагрітий прядильний розчин або полімерна смола після проходження через філь’єру попадає у вигляді струмків у шахту прядильної машини, в яку подається нагріте повітря. При температурі 80ºC відбувається випаровування розчину, струмочки утворюють пучок волокон, який при виході з шахти з’єднуються в нитку, підкручується і намотується на бабину.
Остання, четверта стадія – це оздоблення волокна: очищення від домішок і обробка жировими розчинами, щоб надати йому більшої слизькості для полегшення виготовлення тканини на текстильних підприємствах. Завершують виробництво волокон сушінням і намотуванням їх у вигляді ниток на шпулі й котушки.
3. Продукція виробництва хімічних волокон
Хімічні волокна виробляють у вигляді штапельного волокна, філалитних ниток і моноволокна.
Штапельне волокно (подібно шерсті або бавовні) випускається у вигляді коротких волокон довжиною 35- 150мм.
Для отримання ниток штапельного волокна необхідне механічне прядіння.
Філалитні нитки складаються з пучка паралельно розташованих тонких елементарних волокон великої довжини. Кількість волокон у пучку 3-100, а в автомобільних покришках – до 2000 шт.
Моноволокно – це одиничне волокно великої довжини. яке використовується у якості штучного волосся, щетини, струн.
Окрім тканини із хімічних волокон виготовляють шинний корд, канати і троси, риболовецькі сітки, транспортерні стрічки, фільтруючі перегородки, напівпроникнені мембрани, шланги, килими, електроізоляцію тощо.
З метою покращення властивостей хімічних волокон, які використовують для виготовлення тканин, сучасна технологія дозволяє виготовляти волокна з різноманітною формою поперечного перерізу. Це досягається за рахунок форми отворів у філь’єрі.
Теоретичне питання №2: “Важкі метали і їх сплави”
1. Поняття важких металів
Поняття «важкі метали» досить часто зустрічається у літературі, але у різних авторів до них відносять різні метали. Тобто трактування цього поняття у різних авторів різне. Тому потрібно визначитися, які ж саме метали відносять до важких, які їхні характеристики є визначальними при їх класифікації.
Термін «важкі метали» пов'язаний з високою відносною атомною масою елемента. Ця характеристика звичайно ототожнюється з уявленням про високу токсичність. Також однією із ознак «важких металів» є їхня густина. У сучасній кольоровій металургії розрізняють важкі кольорові метали – густиною 7,14 – 21,4 г/см3 (цинк, олово, мідь, свинець, хром, кадмій, кобальт й ін.) і легкі кольорові метали - густиною 0,53 – 3,5 г/см3 (літій, берилій й ін.).
Відповідно до однієї класифікації, до групи важких металів належить більше 40 елементів з високою відносною атомною масою й густиною більшою 6 г/см3. По іншій класифікації, у цю групу включають кольорові метали із густиною більшою, ніж у заліза (свинець, мідь, цинк, нікель, кадмій, кобальт, олово, сурма, вісмут, ртуть).
Відповідно до відомостей, представлених в довіднику до важких металів віднесені елементи, густина яких більша за 5 г/см3. Якщо виходити їх цього показника, важкими можна вважати 43 з 84 металів Періодичної системи хімічних елементів. Таким чином, до важких металів відносять більше 40 хімічних елементів з відносною густиною більше 6. Число ж небезпечних забруднювачів, якщо враховувати токсичність, стійкість і здатність накопичуватися в зовнішньому середовищі, значно менше.
2. Токсикологічна характеристика деяких важких металів
Розглянемо властивості, шляхи попадання, гранично допустимі концентрації деяких важких металів. Насамперед становлять інтерес ті метали, які найбільше широко й у значних об'ємах використаються у виробничій діяльності й у результаті нагромадження в зовнішньому середовищі становлять серйозну небезпеку з огляду їх високої біологічної активності й токсичних властивостей. До них відносять залізо, свинець, ртуть, кадмій, цинк, нікель, мідь.
Залізо
Значні кількості заліза надходять зі стічними водами підприємств металургійної, металообробної, текстильної, лакофарбової промисловості й із сільськогосподарськими стоками.
Фазові рівноваги між формами сполук заліза у розчинах залежать від хімічного складу води, РН, Eh і від температури. Розчинене залізо у стічних та природних водах представлене сполуками, що перебувають в іонній формі, у вигляді гідроксокомплексів й комплексів з розчиненими неорганічними й органічними речовинами природних вод. В іонній формі мігрує головним чином Fe (II), а Fe (III) під час відсутності комплексоутворювачів може в значних кількостях перебувати в розчиненому стані.
У результаті хімічного й біохімічного (при участі залізобактерій) окиснення Fe (II) переходить в Fe (III), іони якого, гідролізуючись, випадають в осад у вигляді Fe(OH)3. Як для іонів Fе2+, так і для Fe3+ характерна здатність до утворення гідроксокомплексів типу [Fe(OH)2]+, [Fe2(OH)2]4+, [Fe(OH)3]+, [Fe2(OH)3]3+, [Fe(OH)3]– і інших, співіснуючих у розчині в різних концентраціях залежно від РН. Основною формою знаходження Fe3+ у поверхневих водах є комплексні сполуки його з розчиненими неорганічними й органічними комплексоутворювачами, головним чином гумусовими речовинами. При РН = 8,0 основною формою знаходження іонів тривалентного заліза в розчинах є Fe(OH)3.
Вміст заліза у воді вище 1 – 2 мг/л значно погіршує органолептичні властивості води, надаючи їй неприємний в'язкий смак, і робить воду малопридатною для використання в технічних цілях. ГДК заліза становить 0,3 мг/дм3 (лімітуючий показник шкідливості – органолептичний).
Кадмій
Сполуки кадмію виносяться в поверхневі води зі стічними водами свинцево-цинкових заводів, гірничо-збагачувальних комбінатів, ряду хімічних підприємств (виробництво сірчаної кислоти), гальванічного виробництва, а також із шахтними водами. Зниження концентрації розчинених сполук кадмію відбувається за рахунок процесів сорбції, випадання в осад гідроксида й карбонатів кадмію.
Розчинені форми кадмію в стічних водах являють собою головним чином мінеральні комплекси. У річкових незабруднених й слабко забруднених водах кадмій утримується в субмікрограммових концентраціях, у забруднених і стічних водах концентрація кадмію може досягати десятків мікрограмів в 1 дм3.
Сполуки кадмію відіграють важливу роль у процесі життєдіяльності тварин і людини. У підвищених концентраціях токсичний, особливо в сполученні з іншими токсичними речовинами .
ГДК становить 0.001 мг/дм3 (лімітуюча ознака шкідливості – токсикологічна). Кобальт
У природні води сполуки кобальту попадають зі стічними водами металургійних, металообробних і хімічних заводів.
Сполуки кобальту в природних водах перебувають у розчиненому й звішеному стані, кількісне співвідношення між якими визначається хімічним складом води, температурою й значеннями РН. Розчинені форми представлені в основному комплексними сполуками. Сполуки двовалентного кобальту найбільш характерні для поверхневих вод. У присутності окислювачів можливе існування в помітних концентраціях тривалентного кобальту.
Кобальт відноситься до числа біологічно активних елементів. Входячи до складу вітаміну В12, кобальт досить активно впливає на надходження азотистих речовин, збільшення змісту хлорофілу й аскорбінової кислоти, активізує біосинтез і підвищує зміст білкового азоту в рослинах. Разом з тим підвищені концентрації сполук кобальту є токсичними .
ГДК становить 0.1 мг/дм3.
Мідь
Мідь – один з найважливіших мікроелементів. Фізіологічна активність міді зв'язана головним чином із включенням її до складу активних центрів окислювально-відновних ферментів. Недостатній зміст міді в ґрунтах негативно впливає на синтез білків, жирів і вітамінів і сприяє безплідності рослинних організмів. Мідь бере участь у процесі фотосинтезу й впливає на засвоєння азоту рослинами. Разом з тим, надлишкові концентрації міді впливають на рослинні й тваринні організми.
У природних водах найбільше часто зустрічаються сполуки Cu(II). Зі сполук Cu(I) найпоширеніші важкорозчинні у воді Cu2O, Cu2S, CuCl. При наявності у водному середовищі лігандів, поряд з рівновагою дисоціації гідроксида, необхідно враховувати утворення різних комплексних сполук, що перебувають у рівновазі з акваіонами міді.
Основним джерелом надходження міді в природні води є стічні води підприємств хімічної, металургійної промисловості, шахтні води, альдегідні реагенти, використовувані для знищення водоростей. Мідь може з'являтися в результаті корозії мідних трубопроводів й інших споруд. Гранично припустима концентрація міді у воді водойм санітарно-побутового водокористування становить 0,1 мг/дм3 (лімітуюча ознака шкідливості – загальносанітарна) .
Нікель
Сполуки нікелю у водні об'єкти надходять також із стічними водами цехів нікелювання, заводів синтетичного каучуку, нікелевих збагачувальних фабрик. Величезні викиди нікелю супроводжують спалювання викопного палива.
Концентрація його може знижуватися в результаті випадання в осад таких сполук, як ціаніди, сульфіди, карбонати або гідроксиди (при підвищенні значень РН) й процесів адсорбції.
У поверхневих водах сполуки нікелю перебувають у розчиненому, звішеному й колоїдному стані, кількісне співвідношення між якими залежить від властивостей води, температури й значень РН. Сорбентами сполук нікелю можуть бути гідроксид заліза, органічні речовини, високодисперсний карбонат кальцію, глини. Розчинені форми являють комплексні іони, найбільше часто з амінокислотами, гуміновими кислотами, а також у вигляді міцного ціанідного комплексу. Найпоширеніші в природних водах сполуки нікелю, у яких він перебуває в ступені окислювання +2.
Сполуки нікелю відіграють важливу роль у кровотворних процесах. Підвищений його вміст впливає на серцево-судинну систему. Нікель належить до числа канцерогенних елементів. Вважається, що вільні іони нікелю (Ni2+) приблизно в 2 рази більш токсичні, чим його комплексні сполуки . ГДК становить 0,1 мг/дм3.
Ртуть
Значні кількості ртуті надходять у водні об'єкти зі стічними водами підприємств, що виготовляють барвники, пестициди, фармацевтичні препарати, деякі вибухові речовини.
У поверхневих водах сполуки ртуті перебувають у розчиненому й звішеному станах. Співвідношення між ними залежить від хімічного складу води й значення РН. Звішена ртуть являє собою сорбовані сполуки ртуті. Розчиненими формами є недисоційовані молекули, комплексні органічні й мінеральні сполуки.
Сполуки ртуті високо токсичні, вони вражають нервову систему людини, викликають зміни з боку слизової оболонки, порушення рухової функції й секреції шлунково-кишкового тракту, зміни в крові й ін. ГДК ртуті становить 0,0005 мг/дм3.
Свинець
Викиди свинцю пов’язані із стічними водами гірничо-збагчувальних комбінатів, деяких металургійних заводів, хімічних виробництв, шахт і т.д. Свинець перебуває в воді у розчиненому й звішеному (сорбованому) стані. У розчиненій формі зустрічається у вигляді мінеральних й органо-мінеральних комплексів, а також простих іонів, у нерозчинній – у вигляді сульфідів, сульфатів і карбонатів.
У річкових водах концентрація свинцю коливається від десятих часток до одиниць мікрограмів в 1 дм3.
Свинець – промислова отрута, здатний при несприятливих умовах виявитися причиною отруєння. В організм людини проникає через органи травлення. Виводиться з організму дуже повільно, внаслідок чого накопичується в костях, печінці й нирках. ГДК свинцю становить 0,03 мг/дм3.
Цинк
Попадає в природні води з стічними водами гірничо-збагачувальних комбінатів та гальванічних цехів, виробництв пергаментного паперу, мінеральних фарб, віскозного волокна й ін.
У воді знаходиться в іонній формі або у формі мінеральних й органічних комплексів. Іноді зустрічається в нерозчинній формі: у вигляді гідроксида, карбонату, сульфіду й ін.
Цинк ставиться до числа активних мікроелементів, що впливають на ріст і нормальний розвиток організмів. У той же час багато сполук цинку токсичні, насамперед його сульфат і хлорид. ГДК Zn2+ становить 1 мг/дм3 .
Теоретичне питання №3: “Особливості оформлення комплектів документів на процеси випробувань”
Випробування являються невід’ємною частиною процесу виготовлення виробів.
Види випробувань встановлені ГОСТ 16504-81. На всі види випробувань повинна розроблюватись технологічна документація, крім того, різні види випробувань можуть проводитись за однією і тією ж технологічною документацією.
Для розробки технологічної документації на випробування в складі ЕСТД розроблено ГОСТ 3.1507-84 “Правила оформлення документів на випробування”. Стандарт передбачує, що для опису технологічних процесів і операцій випробувань слід прийняти форми маршрутних карт (МК) за ГОСТ 3.1118-82.
В залежності від того, розробляється технологічна документація на одиничний технологічний процес чи на типовий (груповий) технологічний процес, МК будуть виконувати функції наступних технологічних документів: для одиничного технологічного процесу – карти технологічного процесу (КТП) чи операційні карти (ОК); для типового (групового) технологічного процесу – карти типового (групового) технологічного процесу (КТТП) чи карти типової (групової) операції (КТО).
При застосуванні МК в якості інших документів в графі 28 блоку основного надпису за ГОСТ 3.1103-82 вказується через дріб, в якості якого документу застосовується МК, наприклад, МК/КТП, МК/КТО.
При розробці типового (групового) технологічного процесу випробувань чи типової (групової) технологічної операції випробувань слід застосовувати відомості деталей (зібраних одиниць) до типового (групового) технологічного процесу (операції) (ВТП, (ВТО)) за ГОСТ 3.1121-84.
Для необхідних графічних ілюстрацій до виконання операції випробувань слід застосовувати карти ескізів (КЕ) за ГОСТ 3.1105-84. На КЕ можуть бути указані зони виробу, які підлягають випробуванню, місця підключення виробу до випробувального обладнання, схеми випробувальних стендів, таблиці параметрів випробувань і т.п. Графічні ілюстрації можуть розміщуватись і на самих форматах МК. З цією метою в нижній частині форми на рівні 6-8 рядків горизонтальні розділювальні лінії рядків не виконують.
Операції випробування можуть бути зіставленими частинами технологічних процесів, спеціалізованих на методах обробки, формування та зібрання , чи входити в самостійний технологічний процес випробування. Самостійні технологічні процеси випробувань можуть розроблюватися також і на окремі види випробувань, наприклад, механічні випробування., кліматичні випробування.
При входженні операцій випробувань в технологічний процес, спеціалізований на методах обробки, формування чи зібрання, їм присвоюються порядкові номера в технологічній послідовності виконання операції даного технологічного процесу:
005.Комплектування;
010.Зібрання;
015.Зварювання;
020.Контроль;
025.Випробування на герметичність гідравлічні;
030.Контроль;
035.Випробування на герметичність пневматичні;
040.Контроль;
При входженні операцій випробувань в самостійний технологічний процес випробування, їм присвоюються порядкова номера операцій в технологічній послідовності виконання випробувань, наприклад:
005.Випробування механічні статистичного навантаження;
010.Випробуаня механічні динамічного навантаження;
015.Випробування на герметичність гідравлічні;
020.Випробування на герметичність пневматичні;
025.Випробування кліматичні на вплив зміни температур;
030. Випробування на герметичність гідравлічні;
035. Випробування на герметичність пневматичні.
Найменування операцій випробування слід застосовувати за Класифікацією технологічних операцій машинобудування і приладобудування.
Текстовий запис утримування переходів випробування слід робити в зіставленні з Класифікатором технологічних переходів машино- та приладобудування, наприклад:
“Опустить виріб у ванну з розчином”, “Відкрити клапан” .
З метою зменшення об’єму розробляючої технологічної документації дозволяється викладати зміст операцій і технологічних процесів випробування на формах технологічних інструкцій (ТІ) за ГОСТ 3.1105-84, на формах ТІ можуть бути також наводитись необхідні графічні ілюстрації. На випадок опису операцій випробувань в ТІ, в МК в графі “Позначення документа” у відповідних операціях дається посилання на позначення ТІ.
Як було сказано, операції випробування можуть входити в технологічний процес, спеціалізований на методах виготовлення, формування чи зібрання. В такому випадку, на яких описані операції випробування, будуть входити в комплект документів на даний технологічний процес.
При розробці самостійного технологічного процесу випробувань на цей технологічний процес розробляється свій комплект технологічних документів.
В таблиці дані деякі рекомендовані варіанти комплектів технологічних документів випробувань на одиничні технологічні процеси (ОТП) і типові (групові) технологічні процеси (ТТП), (ГТП) в залежності від типу виробництва і степені деталізації описання технологічного процесу.
Всі документи, розроблені на технологічні процеси і операції випробування, повинні мати своє позначення. Позначення документів присвоюються зо ГОСТ 3.1201-85 відповідно з функцією, виконуваною документом. Так, якщо форма МК використовуються в якості маршрутної карти, їй присвоюється позначення МК, наприклад, 10106.00172; якщо форма МК використовується а якості карти типової операції, тобто МК/КТО , то їй присвоюється позначення КТО, наприклад, 57206.00091. в обох випадках позначення документів перші п’ять цифр позначають код характеристики документа, а інші п’ять цифр – його порядковий регістраційний номер.
Слід відмітити, що при розробці технологічних документів на стадіях попереднього проекту і досвідного зразку (досвідної партії) з метою зменшення трудоємкості їх розробки, дозволяється робити посилання на технічні умови (ТУ), програми випробувань, методики випробувань і інші документи, в яких види випробувань, методи випробувань, послідовність і об’єм випробувань, засоби і умові проведення випробувань. В цьому випадку повинно бути забезпечено наявність даних документів на робочому місці у виконавця. Крім того, у випадку передачі технологічної документації на інше підприємство дані документи повинні бути вкладені в комплект технологічної документації.
При проведенні випробувань можуть застосовуватися допоміжний документ – карта регістрації результатів випробувань.
Тип виробництва
Ступінь деталізації описання технологічного процесу
Вид технологічного процесу за організацією
Умовні позначення виду документа за ГОСТ 3.1102-81
Одиничні, мілко серійні
Маршрутне
ЕТП
МК,
МК,ВО
ТТП,ГТП
МК,ВТП
МК,ВТП,ВО
Маршрутно-операційне
ЕТП
МК
МК,ВО
МК,ВО,КЕ
МК,ВО,МК/ОК
МК,ВО,МК/ОК,КЕ
МК/КТП
МК/КТП,ВО
МК/КТП,ВО,КЕ
ТТП,
ГТП
МК,ВТП
МК,ВТП,ВО
МК,ВТП,ВО,КЕМК,ВТП,ВО,МК/КТО,ВТО
МК,ВТП ,ВО,МК/КТО,ВТОКЕМК/КТТП,ВТПМК/КТТП,ВТП,ВОМК/КТТП,ВТП,ВО,КЕ
Середньо серійне, крупно серійне
Операційне
ЕТП
МК,МКОК
МК,ВО,МК/ОКМК,ВО,МК/ОК,КЕ
МК,ТІМК,ВО,ТІМК,КТПМК/КТП,ВОМК/КТП,ВО,КЕ
Операційне
ТТП,
ГТП
МК,ВТП
МК,ВТП,ВОМК,ВТП,КЕМК,ВТП,ВО,КЕМК,ВО,МК/КТО,ВТО
МК,ВО,МК/КТО,ВТО,КЕ
МК,ВТП,ВО,ТІ
МК/КТТП,ВТП
МК/КТТП,ВТП,ВО
МК/КТТП,ВТП,КЕ
МК/КТТП,ВТП,ВО,КЕ
Завдання №1
Дано: загальна початкова маса використаних матеріалів і сировини 6500 кг, в ній сухого вапняку, мергелю та вугілля відповідно 20%, 25% та 4%. Вологість мінеральної сировини 24%, вологість повітря 61%. Маса використаного повітря невідома. В першому процесі одержано 1300 кг клінкеру та 80% кисню, в другому 1700 кг клінкеру та 60 % кисню.
Розв’язання:
1.Розрахунок починаємо зі складань таблиць:
Сировина і матеріали
Продукція та втрати
Назва
Маса, кг
%
Назва
Маса, кг
%
Вапняк сухий
1300
20
Клінкер
1300
20
Мергель сухий
1625
25
Кисень
5200
80
Вугілля сухе
260
4
Втрати
0
0
Повітря сухе
2414,5
37,15
Вода
900,5
13,85
Всього
6500
100
Всього
6500
100
Матеріальний баланс 1 ТП
Матеріальний баланс 2 ТП
Сировина і матеріали
Продукція та втрати
Назва
Маса, кг
%
Назва
Маса, кг
%
Вапняк сухий
1300
20
Клінкер
1700
26
Мергель сухий
1625
25
Кисень
3900
60
Вугілля сухе
260
4
Втрати
900
14
Повітря сухе
2414,5
37,15
Вода
900,5
13,85
Всього
6500
100
Всього
6500
100
2.Визначаємо маси вапняку, мергелю та вугілля в сухому стані за відносною кількістю від початкової маси всієї сировини:
Мв = (мв *х%)/100% = (6500*20% )/100% = 1300 кг;
Мм = (мм *х%)/100% = (6500*25%)/100% = 1625 кг;
Мвуг = (мвуг *х%)/100% = (6500*4% )/100% = 260 кг;
3.Визначаємо загальну масу мінеральної сировини в сухому стані:
1300+1625+260=3185 кг;
4.Розраховуємо загальну масу мінеральної сировини з водою:
(3185*100%)/(100%-24%) = 3185/0,76=4191 кг;
5.Розраховуємо масу води, яка знаходиться в мінеральній сировині:
4191-3185=1006 кг;
6.Визначаємо із умов балансу кількість повітря, що використовується в процесі випалювання клінкеру:
6500-4191=2309 кг;
7.Розраховуємо кількість вологи в повітрі за його вологістю:
(2309*61%)/100% = 1408,5 кг;
8.Визначаємо кількість сухого повітря:
2309-1408,5 = 900,5 кг;
9.Визначаємо загальну кількість вологи (води) що була в матеріалах:
1006+1408,5 = 2414,5 кг;
10.Перевіряємо баланс вхідних матеріалів у твердій, рідкій та газовій фазах (вапняк, мергель, вугілля, вода, повітря):
1300+1625+260+2414,5+900,5 = 6500 кг;
11.Визначаємо кількість одержаного кисню в першому та другому процесах:
1ТП: (6500*80%)/100% = 5200 кг;
2ТП: (6500*60%)/100% = 3900 кг;
12.Розраховуємо загальну масу одержаної продукції в першому та другому процесах:
1ТП: 1300+ 5200 = 6500 кг;
2ТП: 1700+3900 = 5600 кг;
13.Розраховуємо кількість виробничих втрат матеріалів в першому та другому технологічних процесах:
1ТП: 6500-6500 = 0 кг;
2ТП: 6500-5600 = 900 кг;
14.Визначаємо витрати мінеральної сировини на одиницю основної продукції:
1ТП: (1300+1625+260)/1300 = 2,45 кг/кг ;
2ТП: (1300+1625+260)/1700 = 1,87 кг/кг;
15.Аналізуємо результатів розрухів і за кількістю відходів та питомою витратою мінеральних ресурсів визначаємо більш раціональний технологічний процес: за втратами –перший, за матеріалоємністю та відходом основної продукції – другий.
Завдання №2
Дано: Річна програма машинобудівного підприємства (задана партія продукції) складає 130 шт.; маса одної деталі 5 кг; вартість одного кілограму матеріалів 1,0 грн.; коефіцієнт використання матеріалу в ТП1 складає 0,6 , в другому – 0,7; заробітна плата наладчиків в першому ТП1 8000 грн. , в другому 5100 грн.; вартість спеціальної технологічної оснастки відповідно 9300 грн. та 4100 грн.; норма штучного часу технологічних операцій в ТП1 – 50 год., в ТП2 – 48 год.; кількість технологічних операцій в ТП1 – 10 штук, в ТП2 - 8 штук; тарифна ставка виконання операцій відповідно 2 грн./год. та 3 грн./год.; норма відрахувань на соціальні потреби 31%; накладні витрати поточного характеру для ТП1 – 40%, для ТП2 – 55%, коефіцієнт терміну використання оснастки в першому процесі дорівнює 0,83, в другому – 0,63.
Розв’язання:
1. Розраховуємо масу початкового матеріалу для виготовлення всієї партії деталей:
в ТП1: кг;
в ТП2: кг ;
2. Визначаємо вартість матеріалу:
в ТП1: грн.;
в ТП2: грн.
3. Розраховуємо заробітну плату основних робітників, задіяних в технологічному процесі:
в ТП1:грн.;
в ТП2:грн.
4. Визначаємо величину нарахувань на заробітну плату:
в ТП1: грн.;
в ТП2:грн.
5. Визначаємо заробітну плату основних робітників з нарахуваннями:
в ТП1: грн.;
в ТП2: грн.
6. Визначаємо накладні витрати поточного характеру:
в ТП1: грн.;
в ТП2: грн.
7. Розраховуємо поточні витрати на виготовлення заданої партії деталей:
в ТП1: грн.;
в ТП2:грн.;
8. Розраховуємо одноразові поточні витрати на створення технологічних ліній:
для ТП1: грн.;
для ТП2: грн.
9. Визначаємо розмір критичної партії продукції двох технологічних процесів:
шт.
10. Будуємо графік порівняння собівартості виготовлення партій деталей за першим та другим технологічними процесами:
грн.;
грн.
Графік порівняння собівартості процесів
11.Висновки за результатами розрахунків:
За річного випуску продукції менше 29 шт. економічно доцільно використовувати другий варіант технологічного процесу, при річній програмі від 29 і більше доцільно прийняти перший варіант технологічного процесу, оскільки собівартість випуску продукції є меншою. При випуску продукції 29 шт деталей процеси рівноцінні.
12. Визначаємо собівартість одної деталі в заданій партії:
ТП1: ;
ТП2: .
Завдання № 3
Визначити коефіцієнт використання матеріалу при виготовленні стакану згідно ескізу з діаметром D=300мм., висотою h=50мм. і отвором у дні діаметром d=200мм. З металевої стрічки товщиною 3,2 мм і довжиною 2300 мм. Намалювати схему розкладки деталей в стрічці.
Розв’язання:
1.Визначаємо - задана деталь стакан з діаметром стакан з діаметром D=300мм., висотою h=50мм. і отвором у дні діаметром d=200мм. З металевої стрічки товщиною 3,2 мм.
2.Виходячи з конфігурації деталі встановлюємо, що не всі елементи розміщені в одній площині, тобто деталь відноситься до групи просторових деталей. Для її виготовлення необхідно здійснити три операції:
1- виготовлення заготовки у формі круга з діаметром
2- пробивання круглого отвору
3- витягнення стакану
3.Виходячи з конфігурації деталі та технології її штампування намалюємо схему розкладки деталей в стрічці.
Оскільки деталі круглої форми, то перемички між контурами деталей передбачені і визначаються виходячи з товщини матеріалу t=3,2мм. За даними таблиці (b=2,3).наведена розкладка забезпечує видалення відходів і максимальне використання матеріалу.
Товщина листа, мм
0,8
1,0
1,2
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
Ширина кромки (а),мм
1,5
1,6
1,7
1,8
2,1
2,4
2,6
2,9
Ширина перемички (в),мм
1,3
1,35
1,4
1,5
1,8
2,0
2,3
2,5
4.Шукаємо D0 , яке необхідно для виготовлення круглої заготовки.
D0 ===387.3мм.
5.Визначаємо крок подачі. Крок подачі дорівнює найбільшому розміру деталі у напрямі подачі. Тобто
K= D0+b=387.3+2.3=389.6мм.
6. Оскільки заготовка круглої форми, то ширина кромки дорівнює ширині перемички (b=a=2.3мм).
7. Визначаємо потрібну ширину стрічки або штаби. Тоді потрібна стрічка або штаба мінімальною шириною
B