Проектирование подсистемы удаления и переработки стружки

При выборе способов удаления и переработки стружки определяют ее количество как разность массы заготовок и деталей. При укрупненных расчетах массу стружки можно принимать равной 10—15 % массы готовых деталей.

Для облегчения транспортирования длина стружки должна быть не более 200 мм, а диаметр спирального витка — не более 25—30 мм.

Техническое решение по организации сбора и транспортирования стружки зависит от годового количества стружки, образованного на 1 м² цеха (корпуса). Критерием оценки выбранного варианта являются минимальные приведенные затраты на годовой выпуск. Приведем следующие рекомендации.

При количестве стружки до 0,3 т в год, приходящейся на 1 м² площади цеха, целесообразно собирать стружку в специальные емкости и доставлять к месту сбора или переработки напольным транспортом. В ГПС для этой цели используют транспортные роботы. Указанный способ транспортирования всегда применяют, когда на участке обрабатывают заготовки из разнородных материалов.

При количестве стружки 0,3—0,65 т в год на 1 м² площади цеха предусматривают линейные конвейеры вдоль станочных линий со специальной тарой в конце конвейера в углублении на подъемнике. Заполненная стружкой тара вывозится на накопительную площадку или участок переработки.

Если на 1 м² площади цеха приходится 0,65—3,2 т стружки в год при общем количестве не менее 3000 т в год, рекомендуется создавать систему линейных и магистральных конвейеров, которые транспортируют стружку на накопительную площадку или бункерную эстакаду, расположенную за пределами цеха, для погрузки в автосамосвалы.

Для крупных цехов при количестве стружки более 1,2 т в год на 1 м² площади цеха и при общем количестве более 5000 т в год экономически целесообразно создавать комплексно-автоматизированную систему линейных и магистральных конвейеров с выдачей стружки в отделение переработки (рис. 8.1).

Рисунок 8.1 - Схема комплексно-автоматизированного сбора и транспортирования стружки:

1, 2, 5 — линейные конвейеры соответственно для алюминиевой, стальной и чугунной стружки; 3 — отделение сбора и переработки стружки; 4 — магистральные конвейеры

В табл. 8.1 приведены рекомендуемые для уборки стружки конвейеры.

Линейные конвейеры размещают в каналах глубиной 600— 700 мм, а магистральные — в проходных тоннелях глубиной до 3000 мм.

При размещении станков участков необходимо группировать линии по видам обрабатываемых материалов, располагая линей­ные конвейеры с тыльной стороны линий. При этом один конвейер обслуживает две технологические линии. Учитывая сложность транспортирования витой стружки, целесообразно приближать участки с оборудованием, на котором образуется витая стружка, к отделению переработки стружки.

Таблица 8.1 - Конструктивные разновидности конвейеров для стружки

В процессе переработки витая стружка подвергается дроблению. Затем стружку всех видов с остатками масел и СОЖ подвергают обезжириванию. Для этого на центрифугах отделяют СОЖ, а затем промывают стружку горячей водой или щелочными растворами в специальных моечных машинах или подвергают обжигу, где органические примеси испаряются и выгорают.

Алюминиевую стружку дополнительно подвергают магнитной сепарации для удаления из нее стружки черных металлов.

Лучшим способом переработки стружки для вторичного переплава является брикетирование. Для этого используют специальные горизонтальные брикет-прессы, на которых стружку прессуют в брикеты цилиндрической формы диаметром 140—180 мм, высотой 40—100 мм и массой 5—8 кг. Переработка с брикетированием в отделении цеха или корпуса экономически целесообразна при интенсивности образования стальной стружки 2,7 т/ч, чугунной—1,5 т/ч и алюминиевой—0,5 т/ч. Если интенсивность образования стружки в цехе меньше указанных значений, то создают централизованное отделение по переработке стружки для нескольких цехов завода.

В разных странах ведутся поиски технологических методов переработки стружки в металлический порошок для получения затем деталей методами порошковой металлургии. Реализация этих методов делает механическую обработку резанием безотходной. Сложность получения металлического порошка обусловлена необходимостью охрупчивания материала стружки для последующего измельчения. В ряде зарубежных стран созданы установки, на которых после предварительного дробления и обезжиривания производится охлаждение стружки жидким азотом или твердой углекислотой и последующее ее измельчение. В НПО “НИИтракторсельхозмаш” разработана технология получения порошка из стальной (в частности, из стали ШХ15) стружки с содержанием углерода свыше 0,6 %. Хрупкость металлической стружки с та­ким содержанием углерода достигается закалкой. В тех случаях, когда при термообработке нельзя получить 100 % мартенситной структуры, стружку предварительно подвергают цементации.

Цеховые отделения сбора и переработки стружки размещают у наружной стены здания, вблизи от выезда из цеха, часто их размещают в подвальных помещениях с пандусами для выезда. Площадь отделения для сбора и переработки стружки S_c = (0,03... 0,04) S_пр, где S_пр — производственная площадь цеха.