Системы технологий

МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ХАРЬКОВСКИЙНАЦИОНАЛЬНЫЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
В.Н.ОРЕХОВ
СИСТЕМЫТЕХНОЛОГИЙ
ПРОГРАММАКУРСА, ПРАКТИКУМ,
РЕКОМЕНДАЦИИДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ И РАБОТ
Харьков
ИД«ИНЖЭК»
2005

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Задачиизучения курса
Программакурса
Контрольныевопросы
Практическиезанятия
1.Рациональное использование энергии в системах технологий
1.1 Основные направлениярационального использования электроэнергии
1.2   Примеры выполнениязаданий
1.3   Контрольные задания кпрактическим занятиям
2.Материальный и энергетический балансы технологических процессов
2.1 Технологическийбаланс, его структура. Материальный и энергетический балансы технологическихпроцессов
2.2   Примеры выполнениязаданий
2.3   Контрольные задания кпрактическим занятиям
3.Определение выхода, возможного использования вторичных энергетических ресурсови экономии топлива за счет их применения
3.1 Определение вторичныхэнергетических ресурсов, их классификация и направления использования
3.2 Примеры выполнениязаданий
3.3 Контрольные задания кпрактическим занятиям
4.Технологические процессы переработки топлив
4.1 Характеристика иклассификация процессов переработки топлив
4.2 Примеры выполнениязаданий
4.3 Контрольные задания кпрактическим занятиям
5.Технологические процессы производства химических волокон
5.1 Классификацияхимических волокон и характеристика процессов их получения
5.2 Примеры выполнениязаданий
5.3 Контрольные задания кпрактическим занятиям
6.Металлы, сплавы
6.1 Свойства, методыобработки, испытание металлов, сплавов. Примеры выполнения заданий
6.2   Контрольные вопросы кпрактическим занятиям
7.Электрохимические процессы
7.1 Характеристика изакономерности электрохимических процессов
7.2   Примеры выполнениязаданий
7.3   Контрольные задания кпрактическим занятиям
Заданиядля контрольных работ
Рекомендациипо подготовке технологической части дипломных проектов и работ
1. Значение, структура ипорядок составления технологической части
2. Консультации иконтроль выполнения технологической части
3. Рекомендации ктехнологической части дипломных проектов и работ, выполняемых по даннымметаллургических, угле- и нефтеперерабатывающих производств, производствстроительных материалов
4. Технологическиемероприятия, направленные на рациональное использование энергоресурсовсовершенствование технологических процессов
5. Рекомендациитехнологической части дипломных проектов и работ, выполняемых по данныммашиностроительных предприятий
6. Рекомендации ктехнологической части дипломных проектов, посвященной обработке деталей наавтоматических линиях
7. Краткая характеристикатехнологических мероприятий, направленных на совершенствование процесса производстваизделия
8. Рекомендации посоставлению графической части дипломных проектов и работ
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Курс «Системы технологий» является общеобразовательным курсом. Приего изучении студенты получают знания, необходимые для овладения экономическимидисциплинами. Он играет основную роль в формировании фундаментальныхтехнологических знаний.
Программа состоит из 18 тем, в которых рассматриваются основныепонятия систем технологий, связь технологии и экономических дисциплин; научныйи технический прогресс; сырье, материалы, энергия; качество продукции;важнейшие технологические процессы, их сущность, аппаратурное оформление, сферыприменения.
Программа подготовлена в соответствии с современным уровнемразвития техники и технологии. Это способствует формированию специалистов,которые могут решать технико-экономические задачи существующих технологий.
Изучение курса осуществляется в процессе проведениявзаимозависимых лекций, практических и лабораторных занятий, самостоятельнойработы студентов.
Все виды учебного процесса ставят своей целью выработать устудентов логическое технологическое мышление, обратить их внимание на важностьдля специалистов экономического профиля знаний технологии.
Данный курс основан на экспериментальном материале. Поэтомустуденты обязаны пройти лабораторный практикум. На лабораторных занятиях онипроводят разделение смесей веществ методами дистилляции; технический контрольсырья и материалов; получают индивидуальные вещества, полимеры; определяют ихфизическую и физико-химическую константы; с помощью датчиков, вторичныхприборов ведут контроль параметров технологических процессов; получают кривыеохлаждения многокомпонентных систем; практически знакомятся с методами обработкиметаллов, получением неразъемных соединений.
По окончании лабораторного практикума студенты сдают зачет, накоторый представляют журнал с оформленными лабораторными работами.
Совершенствование учебного процесса идет путем увеличениясамостоятельной работы студентов. Эта работа делится на аудиторную ивнеаудиторную. Аудиторная самостоятельная работа проводится в присутствиипреподавателя. На занятиях студенты расширяют и углубляют знания по данномукурсу, находят ответы на сложные вопросы, которые возникли при изученииотдельных тем. С этой целью они прорабатывают дополнительную литературу,индивидуально выполняют практические задания. Внеаудиторная самостоятельнаяработа является главным видом учебной работы студентов-заочников. В основномона состоит из проработки материала по учебной литературе, выполненияконтрольных работ.
Подготовку к контрольной работе нужно начинать с изученияотдельной части программы курса и закрепления рассмотренного материала путемрешения задач. Контрольная работа выполняется в ученической тетради. Натитульном листе студенты указывают название курса, свой шифр, адрес (длястудентов заочной формы обучения). Ответы на теоретические вопросы нужно даватькоротко, но обоснованно. При выполнении задач необходимо излагать весь ход решения,объясняя проведенные преобразования. Каждый ответ необходимо начинать с номераи условия задачи.
Подготовленные контрольные работы студенты-заочники подписывают,указывают дату и направляют в университет. Студенты дневной формы обучениясдают работы преподавателю.
Рецензирование контрольных работ осуществляется преподавателямикафедры, которые проверяют правильность выполнения задач, полноту приведенныхответов. Окончательное решение о приеме контрольных работ преподавателипринимают после собеседования со студентами в период зачетно-экзаменационнойсессии.

ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ КУРСА
 
В результате изучения курса студенты должны знать:
♦ определение технологии как науки; цель курса; взаимное влияниетехнологии и экономических взаимоотношений; основные понятия курса «Системытехнологий»; классификации областей промышленности в зависимости от элементовзатрат в себестоимости продукции, экономическое назначение продукции попринципу влияния на предметы труда;
♦  понятие«качество продукции»; факторы, которые влияют на качество продукции; рольстандартов в повышении качества продукции; типы производств, особенноститехнологических процессов этих производств; основные виды продукции;
♦  понятия«технический прогресс» и «научный прогресс»; взаимодействие науки и технологии;технологические нововведения; процессы эволюции систем; технологические циклы;ступенчатый процесс развития технологии; связь между новой технологией испросом, уровнем развития технологии и созданием новых ЭВМ;
♦  определениесырья, материалов; типы классификаций сырья; методы добычи полезных ископаемых;предварительную подготовку сырья; обогащение сырья; понятие «качество сырья»;зависимость технико-экономических показателей процессов от характераиспользуемого сырья;
♦  значениеводы для систем технологий; классификация природных вод; методы промышленнойводоподготовки; способы очистки производственных сточных вод;
♦  видыэнергии; источники энергии; показатели технического роста производства иэкономического использования ресурсов; понятие «вторичные энергетическиересурсы» (ВЭР); виды ВЭР; направления использования ВЭР; установки дляутилизации ВЭР; типы процессов, в которых затраты энергии, топлива целикомкомпенсируются за счет ВЭР;
♦  рольхимико-технологических процессов в системах технологий; сущность, стадии иуправление этими процессами;
♦  характеристикувысокотемпературных процессов; доменный процесс; способы производства и разливастали; процессы получения цветных металлов; использование высокотемпературныхпроцессов в производстве строительных материалов, при переработке топлива инефти в химической промышленности;
♦  сущностьэлектрохимических процессов, их преимущества и недостатки; использованиеэлектрохимических процессов для производства веществ; гидроэлектрометаллургию, еестадии, применение;
♦  понятие«катализ»; виды катализа; оборудование для каталитических процессов;направления использования каталитических процессов в системах технологий;
♦  процессы,идущие под давлением; связь между использованием давления, энергетическими иэксплуатационными затратами;
♦  биохимические,фотохимические, радиационно-химические, плазмо-химические процессы, ихсущность, особенности конструкций оборудования для их проведения;
♦  физико-механические,тепловые, массообменные процессы, их роль и пути использования в системахтехнологий;
♦  определениемашиностроения как комплексной отрасли; структуру машиностроительногопредприятия, принципы организации машиностроительного производства; понятия«изделие», «деталь», «механизм», «машина»;
♦  сущностьпроцессов литья; способы литья;
♦  методыобработки металлов под давлением, особенности их технологических режимов,применение;
♦  методыполучения заготовок из неметаллических материалов;
♦  методыпорошковой металлургии, их роль в технологии;
♦  понятия«неразъемные», «разъемные соединения»; способы и типы сварки; характеристикуоборудования, области применения;
♦  сущностьэлектрофизических процессов; принципы действия установок и направленияиспользования этих процессов в системах технологий;
уметь:
♦  применятьосновные понятия курса «Системы технологий» для рассмотрения отдельныхтехнологических процессов; осуществлять переход от одного вида энергии кдругому; проводить расчет по рациональному использованию энергии в системахтехнологий;
♦  определятьрасходные коэффициенты сырья, материалов в разных процессах; составлятьматериальные балансы технологических процессов;
♦  рассчитыватьзатраты энергии на проведение процессов; составлять энергетические балансыпроцессов; определять выход ВЭР, выработку тепла, холода, электроэнергии,механической энергии (работы) за счет ВЭР; экономию топлива за счет ВЭР;
♦  проводитьрасчеты процессов переработки топлива; определять выход, состав, соотношениекомпонентов продуктов переработки;
♦  анализироватьдиаграммы состояния металлов, сплавов; определять состав фаз по диаграммам;рассчитывать параметры процессов обработки деталей в машиностроении.
Тематический план курса с распределением учебного времени по темами формам занятий
/>
  1 2 3 4 5 6
  Тема 6. Высокотемпературные процессы в производстве черных и цветных металлов 4 2 3 2 11
  Тема 7. Высокотемпературные процессы в производстве строительных материалов, при переработке топлива и нефти в химической промышленности 4 2 3 2 11
  Тема 8. Электрохимические процессы 4 2 2 2 10
  Тема 9. Каталитические процессы 4 2 2 2 10
  Тема 10. Процессы, идущие под давлением 4 2 2 2 10
  Тема 11. Биохимические, фотохимические, радиаци-онно-химические, плазмо-химические процессы 4 2 2 2 10
  Тема 12. Физические процессы систем технологий 4 2 2 2 10
  Тема 13. Электрофизические методы обработки 4 2 2 2 10
  Тема 14. Основы технологии машиностроения. Подготовка производства 4 2 2 2 10
  Тема 15. Производство заготовок методами литья, обработка их в детали 4 2 2 2 10 Тема 16. Методы пластической деформации 4 2 2 2 10
  Тема 17. Неразъемные соединения 4 2 2 2 10
  Тема 18. Технологические процессы сборки деталей в готовые изделия 4 2 2 2 10
  ИТОГО 70 34 34 34 172
  /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />

ПРОГРАММА КУРСА
Тема 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, ЗАДАЧИ И ЗНАЧЕНИЕ
КУРСА «СИСТЕМЫ ТЕХНОЛОГИЙ»
Возникновение технологии и превращение в самостоятельную областьзнаний. Достижения фундаментальных наук — основа для осуществления процессовтехнологии. Требования к экономистам, выдвигаемые при изучении технологии:знание технических категорий, процессов, закономерностей развития системтехнологий. Трактование понятия «технология». Взаимное дополнение трактованийпонятия «технология».
Определение технологии как науки. Условное выделение отдельныхтехнологий (механической, химической и др.).
Возникновение отраслей промышленности в результате общественногоразделения труда. Определение отрасли. Комплексные отрасли. Классификацияотраслей в зависимости от экономического назначения продукции по принципувлияния на предметы труда.
Задачи экономистов, вытекающие из знания систем технологий.
Отображение субъективной деятельности человека в технике итехнологии. Воплощение в технических средствах труда факторов ростапроизводительных сил человека (квалификации, развития науки, оснащенностипроизводства). Технологический способ производства. Стимулы развитиятехнологии.
Взаимное влияние экономических отношений и технологии. Путивлияния технологии на развитие общества. Место «науки -техники — технологии» всистеме социальных отношений. Решающее влияние уровня технологии наэкономические показатели производства.

Тема 2. ВАЖНЕЙШИЕ ПОНЯТИЯ И ТЕРМИНЫ КУРСА
2.1 Технический процесс и техническая система. Закономерности
их развития
Необходимость обобщенного подхода к изучению технологии. Сходствопроцессов многих производств, реакций, которые лежат в их основе.
Понятия «система», «техническая система». Классификация систем.Функционирование и структура системы. Вход, выход, окружение системы. Системытипа «объект» и типа «процесс».
Процесс преобразования, его определение и характеристика. Системыпреобразования. Воздействия на процесс преобразования. Элементы системыпреобразований. Технический прогресс -разновидность системы преобразования.Понятие обобщенного технического процесса. Детализация технического процесса наподпроцессы, операции. Понятие «операция». Рабочие операции. Технология — основа технического процесса. Основные и обобщенные операторы техническогопроцесса.
Оценка технических процессов. Показатели ценности свойствтехнических процессов: технические, экономические. Эффективность техническихпроцессов. Укрупненная оценка и сравнение технических процессов. Способыпредставления технических процессов.
Технические системы, их характеристика. Технические и целевыефункции технических систем. Классификация и категории свойств техническихсистем. Техническая, экономическая и потребительская ценность. Категориисложности технических систем.
Этапы создания, использования технических систем. Стадииподготовки и проектирование технических систем; испытание, оценкаэкспериментального образца; корректирование технической документации;подготовка производства; производство.
Эволюция технических систем. Понятие «техническийуровень». Влияниетехнического процесса на длительность использования технических систем. Рольсырья; формирование потребностей в процессе эволюции технических систем.
Влияние сложности технических систем на объемынаучно-исследовательских и конструкторских работ. Сотрудничество стран вобласти научных исследований и его влияние на эффективность исследований.
Управление процессом развития технических систем. Два аспектауправления.
2.2 Производственный и технологический процессы
Понятие «производственный процесс». Выделение в производственномпроцессе основных и вспомогательных процессов. Технологический процесс — основапроизводственного процесса. Структура и способ представления технологическогопроцесса.
Процессы, лежащие в основе способов переработки сырья:механические, физические, химические.
Классификация технологических процессов по способу организациитехнологического процесса, видам используемого сырья, кратности обработкисырья. Периодические, непрерывные, комбинированные процессы, их характеристика,примеры использования в отраслях промышленности. Преимущества непрерывныхтехнологических процессов. Процессы с разомкнутой технологической схемой,циркуляционные процессы, комбинированные процессы, их особенности, путиприменения в системах технологий.
Экономия сырья, материалов, энергии в результате циклическихпроцессов. Процессы, лежащие в основе создания малоотходных, безотходных,энергоемких технологий.
Понятие «технологический баланс», его структура. Материальный иэнергетический (тепловой) балансы. Методика составления балансов. Использованиерезультатов материального и теплового балансов для эффективного проведениятехнологических процессов, при разработке мероприятий по совершенствованиюработы оборудования, экономии топливно-энергетических ресурсов, по созданиюновых производств.
Необходимость технико-экономического анализа технологическихпроцессов. Понятие полной себестоимости. Структура себестоимости. Заводскаясебестоимость. Классификация затрат для изготовления продукции. Применениерасходных норм из материального и теплового балансов для составлениякалькуляции себестоимости единицы продукции.
Классификация отраслей промышленности в зависимости от ролиотдельных элементов затрат в себестоимости продукции (трудоемкие,материалоемкие, энергоемкие, фондоемкие, смешанные).
Важность анализа структуры себестоимости для выявления резервовпроизводства, интенсификации технологических процессов, путей снижениясебестоимости. Влияние совершенствования технологии на снижение себестоимости,повышение качества продукции.
Понятие «качество продукции». Факторы, влияющие на качествопродукции. Недопустимость повышения качества продукции за счет ухудшенияэкологических, эстетических и гигиенических условий производства. Рольстандартов в повышении качества продукции. Типы стандартов в зависимости отсферы действия, области распространения. Стандарты на продукцию серийного имассового производства.
Тины производств. Характеристика единичного, серийного, массовогопроизводства. Особенности технологических процессов этих производств. Техническийконтроль изделий в производстве. Технический контроль изделий в производстве.Сравнение себестоимости продукции разных типов производств.

Тема 3. ТЕХНИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС, ЕГО СУЩНОСТЬ И РОЛЬ
В ЭКОНОМИКЕ
Эволюционные и революционные стадии развития технических средствтехнологий.
Понятия «технический прогресс», «техническая революция». Связьтехнического прогресса с развитием науки. Двустороннее взаимодействие науки итехнологии. Научный прогресс. Понятие «технологический сдвиг». Осуществлениенаучного прогресса за счет технологического сдвига. Влияние научных открытий наразвитие технологии. Особенность современного этапа развития науки, техники,технологии. Превращение технической революции в научно-техническую революцию(НТР). Понятие «научно-технический прогресс» (НТП). Основные тенденции НТП.
Взаимосвязь между развитием и формированием технических систем,технологий. Системообразующая роль технического развития.
Сущность принципа «переломных точек» в развитии технологии. Связьповоротной точки в технологии с приспособлением технологии к условиямприменения. Примеры «переломных точек» в развитии технологии. «Переломнаяточка» в технологии — кульминация предшествующих технологических сдвигов.
Технологические нововведения. Понятие «изобретение», «нововведение»,их расхождения. Возникновение нововведений. Схемы механизма инновационнойдеятельности. Пространственные и временные аспекты инновационной деятельности.Определение инновационной деятельности в разных отраслях промышленности.
Самоорганизация — сущность эволюционных процессов. Особенностьэволюционных процессов. Системный характер эволюционных изменений. Изменениесистемы геометрически и функционально. Масштаб технологии и технических систем.Связь между материалом и масштабом систем.
Три процесса эволюции систем: «правило шести десятых» (капитальныезатраты пропорциональны производственной мощности в степени две третьих).Тенденция эволюционного процесса к самогенерации, самоограничению. Эволюционныйхарактер инновационной деятельности.
Принцип «созидательного симбиоза». Соединение разныхтехнологических систем и технологий в одной технологии, системе. Влияниесимбиотических отношений на развитие техники, технологии.
Технологические циклы. Происхождение и типы технологических цикловв истории технологии. Технологические нововведения — причина колебанийэкономического развития.
Ступенчатый процесс развития технологии. Примеры циклическогоразвития технологии в машиностроении, нефтехимии.
Диффузия технологии. Диффузия технологии как процесс замещениясуществующей технологии. Изменение конструктивных и эксплуатационных свойствнововведения в процессе внедрения. Диффузия технологии — многомерный процесс.Конкурентная борьба между новой и применяемой технологиями.
Долгосрочные аспекты развития технологии. Различие темповтехнического прогресса в разных отраслях. Значение практического опыта вразвитии технологии. Влияние «возраста» и величины капитала на возможноститехнологического прогресса.
Связь между новой технологией и спросом. Спрос на технологию какстимул технического прогресса.
Направление НТП в производстве орудий труда. Связь междуувеличением единичных мощностей и производительностью труда> удельнымикапиталовложениями, себестоимостью продукции. Понятия «комплекснаямеханизация», «частичная», «комплексная», «полная» автоматизация производства.Необходимость ликвидации диспропорции в механизации и автоматизации основных ивспомогательных процессов.
Невозможность автоматизации производства без применения ЭВМ.Влияние развития технологии на создание новых ЭВМ на многоразрядныхмикропроцессах. Возможность полной автоматизации процессов от научныхисследований к технологической подготовке производства, выпуска продукции.САПР, САНИ, АСУТП — примеры использования.
Тема 4. СЫРЬЕ, МАТЕРИАЛЫ, ТОПЛИВО, ЭНЕРГИЯ.
ЗНАЧЕНИЕ ИХ ДЛЯ СИСТЕМ ТЕХНОЛОГИЙ
4.1 Сырье и материалы
Понятие «сырье». Краткая характеристика и классификация природногои искусственного сырья. Основное и вспомогательное сырье и материалы. Понятие«полуфабрикаты».
Классификация сырья в зависимости от источника происхождения.
Минеральное ископаемое сырье: рудное, нерудное, горючее. Понятия«полезные ископаемые», «промышленные металлические руды». Классификацияметаллических руд по числу содержащихся в них металлов, химическому составуминерала, химическому составу пустой породы, по назначению.
Нерудное сырье — источник получения неметаллов, солей, минеральныхудобрений, строительных материалов. Важнейшие виды нерудного сырья.Характеристика горных пород и их классификация.
Горючее сырье, топливо. Классификация топлива по агрегатномусостоянию, происхождению. Состав топлива: горючая и негорючая массы. Твердоетопливо, его характеристика. Нефть: ее классификация и свойства. Попутные газынефтедобычи, значение их как топлива и сырья для химической промышленности.Природные газы. Состав и свойства газообразного топлива.
Добыча полезных ископаемых. Разведка полезных ископаемых: оценкаместорождений полезных ископаемых; разработка полезных ископаемых. Подземная(шахтная) и открытая добыча полезных ископаемых. Выбор способа и добычиполезных ископаемых. Новые методы геотехнологии.
Разработка нефтяных и газовых месторождений.
Характеристика и источники растительного и природного сырья.Особенности этих видов сырья. Замена растительного и животного сырья продуктамихимической промышленности.
Предварительная подготовка сырья. Процессы подготовки. Обогащениесырья. Цель обогащения. Методы обогащения сырья: механические,физико-химические, химические.
Понятие «качество сырья». Влияние качества сырья на технологию.Качество основного сырья, вспомогательных материалов -материальная основакачества продукции.
Комплексное использование сырья. Влияние характера использованиясырья на технико-экономические показатели производства, методы рациональногоиспользования сырья. Влияние правильного выбора сырья на снижение себестоимостипродукции, повышение его качества. Комплексная переработка сырья — один изпутей интенсификации производства. Комплексные месторождения полезныхископаемых. Связь комплексного использования сырья с системами технологий.
4.2 Вода и энергия
Вода, ее значение для системы технологий. Питьевая и промышленнаявода. Характеристики качества воды. Жесткость воды (временная, постоянная,общая). Классификация природных вод в зависимости от содержания ионов кальция,магния и по происхождению. Требования к питьевой и промышленной воде.
Промышленная водоподготовка, ее назначение. Методы водоподготовки.Умягчение, обессоливание — основные методы водоподготовки. Физические,физико-химические, химические способы умягчения воды.
Производственные и бытовые сточные воды. Способы очищения сточныхвод: механические, физико-химические, химические, биохимические. Сущностьметодов. 11рименение комбинации методов.
Рациональное использование воды. Необходимость уменьшенияудельного потребления воды. Организация повторного и оборотного водоснабженияна предприятиях, их значение для системы технологий.
Энергия. Источники энергии Земли. Неистощимые, невосполнимыеисточники. Виды энергии, применяемые в промышленности: электрическая, ядерная,тепловая, химическая.
Световая энергия Солнца, ее использование в системе технологий.Геотермальная энергия, пути применения в промышленности. Энергия морскихприливов.
Энергоемкость технологических процессов. Расход энергии-показатель энергоемкости системы технологий. Примеры энергоемких технологий ималоэнергоемких производств.
Показатели технического роста производства и экономногоиспользования: снижение энергоемкости и материалоемкости. Коэффициентиспользования энергии.
Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР). Виды ВЭР и направления ихиспользования. Экономия топлива за счет ВЭР. Примеры технологических процессов,в которых расход топлива полностью компенсируется за счет утилизации ВЭР.
Загрязнение окружающей среды в результате выработки энергии.Направления снижение выбросов в атмосферу, водоемы. Организация очистки водпосле энергоустановок. Пути использования твердых отходов, образующихся приработе энергоустановок. Экологически чистые установки.
Тема 5. ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Роль химико-технологических процессов в системе технологий.Определение химико-технологического процесса (ХТП). Химические превращения,физические, физико-химические процессы, лежащие в основе современных химическихпроизводств.
Стадии ХТП. Технологический режим — важный фактор функционированияХТП. Технологическая классификация ХТП. Факторы, имеющие значение для ХТП.
Классификация ХТП по способу организации процессов. Характеристикаи принципиальные схемы периодических, непрерывных и комбинированных ХТП.
Деление процессов по направлению движения материальных и тепловыхпотоков, характеристика прямоточных, противоточных, с перекрестным и смешаннымипотоками.
Классификация ХТП по агрегатному состоянию системы реагирующихвеществ. Понятия «фаза», «гомогенная система», «гетерогенная система». Сведениегетерогенных процессов к гомогенным — путь интенсификации химическогопроизводства.
Деление ХТП по виду используемого сырья. Их характеристика иособенности.
Химические реакции, составляющие основу ХТП: простые, сложные,обратимые, необратимые, идущие с выделением (поглощением) теплоты.
Эндотермические и экзотермические ХТП. Примеры этих процессов.Совмещение эндотермических и экзотермических эффектов в одном технологическомпроцессе — направление экономии топлива, электроэнергии. Понятие «автотермичныйрежим». Примеры промышленных ХТП, в которых используется автотермичный режим.
Понятие «суммарной скорости» и определяющей стадии ХТП. Повышениескорости медленной стадии — путь ускорения ХТП. Диффузные, кинетические,переходный режимы протекания реакций.
Определение скорости гомогенных и гетерогенных реакций, лежащих воснове ХТП. Принципы интенсификации ХТП.
Равновесие обратимых процессов. Влияние условий процесса наравновесие. Принцип Ле-Шателье. Количественное определение подвижногоравновесия. Константа равновесия.
Понятия «выход продукта», «равновесный выход продукта»,«фактический выход продукта». Факторы, влияющие на выход продуктов. Обоснованиевыбора рациональных путей ускорения ХТП. Перспективные направления развитияХТП.
Тема 6. ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ПРОЦЕССЫ В
ПРОИЗВОДСТВЕ ЧЕРНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ
Характеристика высокотемпературных процессов (ВТП). Причиныраспространения ВТП в промышленности. Примеры ВТП. Эндотермические иэкзотермические обратимые процессы, их применение в отраслях промышленности.
Понятие «гетерогенные процессы». Факторы, влияющие на скоростьдиффузии, коэффициент диффузии для газов, жидкостей, твердых тел. Зависимостьскорости диффузии от температуры.
Технологические и экономические требования, ограничивающиеувеличение температуры при проведении процессов.
Типовое оборудование современных ВТП. Характеристика промышленныхпечей, их классификация но отраслям, технологическому назначению, способунагрева, тепловой энергии, загрузке. Принципы сравнительной оценки печей.
Недостатки ВТП. Тенденции совершенствования BTП.
ВТП в черной металлургии. Доменный процесс. Исходные материалы дляпроизводства чугуна. Зависимость технологического режима, качества продукта отподготовки руды к плавке. Сущность процесса доменной плавки и схема принципаработы доменной печи.
Характеристика и классификация чугуна по назначению, химическомусоставу.
Показатели работы доменной печи: производительность, коэффициентиспользования объема печи, экономичность. Факторы, влияющие натехнико-экономические показатели работы доменной печи.
Производство стали. Характеристика и классификация стали.Оборудование для выплавки стали. Сущность процесса производства стали.Кислородно-конверторный способ выплавки стали. Стадии получения стали вконверторах. Понятия «кипящая», «спокойная», «полуспокойная» сталь,«низколегированная» сталь. Показатели работы конверторов: продолжительностьплавки, удельный расход кислорода.
Мартеновский способ получения стали из чугуна. Характеристикатехнологических и технико-экономических показателей процесса. Причиныперестройки мартеновских печей в двухванные.
Основной и кислый мартеновские процессы. Скрап-процесс искрап-рудный процесс. Достоинства мартеновского процесса.
Выплавка стали в электрических печах. Преимущества и недостаткиэлектрометаллургии. Дуговые, индукционные печи, их назначение, характеристики,принцип работы.
Производство стали особо высокой чистоты. Электронно-лучевойпереплав, его характеристика. Пути улучшения качества стали.
Внедоменные способы получения стали. Восстановление железа вкипящем слое, получение губчатого железа. Металлизация рудно-угольных флюсовыхокатышей. Сущность методов, их преимущества, недостатки. Характеристикаоборудования.
Направления интенсификации процессов в черной металлургии.
Способы разливки стали. Разливка сверху и сифоном. Непрерывныйметод разливки стали. Преимущества непрерывной разливки стали.
ВТП в производстве цветных металлов. Зависимость ведущих отраслейпромышленности от совершенствования технологии производства цветных металлов.Пирометаллургический и гидрометаллургический способы извлечения меди из руд.Основные стадии пирометаллургического процесса. Понятие «черная медь». Способырафинирования меди. Пути совершенствования пирометаллургических процессов:обжиг в кипящем слое.
Магниетермия. Сущность метода, краткая характеристика оборудованиядля его осуществления.
Тема 8. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Сущность электрохимических процессов. Основные задачи в областиприменения этих процессов. Преимущества и недостатки электрохимическихпроцессов по сравнению с химическими.
Количественная характеристика электролиза. Законы Фарадея. ЧислоФарадея. Выход по току. Напряжение разложения.
Производство хлора и едкого натра. Сырье для их получения. Дваспособа производства хлора, едкого натра, их сущность и особенности.Технологическая схема методов, характеристика оборудования. Продукцияпроизводства хлора, едкого натра области применения.
Электролиз воды. Продукты электролиза. Методы получения водорода икислорода. Преимущества электрохимического получения водорода и кислорода изводы.
Электрохимическое производство продуктов окисления. Типыокислительно-восстановительных процессов. Производство гипо-хлорита натрия,хлорной и надсерной кислот, перманганата калия.
Гидроэлектрометаллургия. Электролиз растворов с растворимыми инерастворимыми анодами. Стадии гидроэлектрометаллургии.
Электролитическое рафинирование меди. Характеристика процесса иоборудование. Товарный медный купорос.
Электролитическое получение цинка. Характеристика исходныхвеществ, технологии, оборудования. Степень чистоты продукции.
Электролиз расплавленных руд. Металлы, получаемые таким путем.Роль температуры в процессе электролиза расплавов. Причины использования смесисолей в качестве сырья. Факторы, которые учитывают при электролизе.Технологические особенности электролиза расплавов.
Электролитическое получение алюминия. Характеристика сырья иподготовка его к электролизу. Сущность электролиза глинозема. Операциитехнологического процесса, их характеристика. Анодные газы, их состав ипереработка. Характеристика электролитического алюминия и способы егорафинирования.
Тема 9. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
Определение катализа. Преимущества каталитических процессов,способствующих распространению их в технологии. Особенности каталитическихпроцессов.
Основы теории катализа. Гомогенный, гетерогенный,микрогетерогенный катализ. Положительный и отрицательный катализ. Ингибиторы.Классификация каталитических процессов по механизму взаимодействия катализаторас реагентами. Механизм окислительно-восстановительного и кислотно-основногокатализа. Вещества, применяемые как катализаторы.
Гомогенный жидкофазный и газофазный катализы. Факторы, влияющие наскорость гомогенных каталитических процессов. Преимущества и недостаткигомогенного катализа.
Гетерогенный катализ, его преимущества. Твердыекатализаторы-контакты. Механизм электронного и ионного гетерогенного катализа.Скорость гетерогенного катализа. Лимитирующие стадии процесса. Влияние температуры,давления, концентрации реагентов, времени контактирования, перемешивания наскорость процессов, выход продукта. Твердые катализаторы, состав, формы зерен.Вещества, используемые как катализаторы. Характеристика активаторов,промоторов, носителей. Технологические характеристики катализаторов. Понятие«каталитические яды».
Аппараты для проведения гомогенных, гетерогенных каталитическихпроцессов. Классификация аппаратов для гетерогенных процессов по агрегатномусостоянию реагента, катализатора, способу контакта катализатора и реагента,способу отвода тепла. Контактные аппараты с неподвижным слоем катализатора,кипящим слоем, движущимся слоем катализатора; принцип их работы; преимущества инедостатки.
Производство серной кислоты. Контактный и нитрозный способыполучения серной кислоты. Характеристика продукции. Сырье для производствасерной кислоты, его характеристика. Стадии контактного метода получениякислоты, их особенности. Технологическая схема производства серной кислоты.Пути интенсификации этого производства.
Двойное контактирование, его сущность и этапы. Утилизация газовыхвыбросов и твердых отходов производства серной кислоты.
Каталитические процессы нефтепереработки. Контактные,комп-лексообразующие катализаторы, типы реакций, идущих в их присутствии.Каталитический крекинг нефтепродуктов, условия, характеристика продуктов.Недостатки каталитического крекинга.
Каталитический реформинг, его назначение. Условия процесса.Варианты реформинга. Платформинг. Продукты реформинга, их состав, области применения.
Тема 10. ПРОЦЕССЫ, ИДУЩИЕ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Значение использования давления в технологии отраслейпромышленности. Влияние давления на структуру, форму, свойства веществ. Связьмежду использованием давления в технологических процессах и энергетическими иэксплуатационными затратами. Факторы, влияющие на выбор давления для проведенияпроцессов. Комбинированное использование давления, температуры, катализатора втехнологических процессах.
Влияние давления на протекание газообразных процессов. Изменениескорости гомогенных газовых процессов, идущих с уменьшением или с увеличениемобъема. Связь между использованием давления в технологических процессах иэнергетическими затратами, выходом продукта. Влияние давления на скоростьпроцессов абсорбции, адсорбции, растворения.
Применение вакуума в технологии. Примеры процессов, основанных наиспользовании вакуума. Роль вакуума при получении материалов с заданнымисвойствами.
Влияние давления на протекание жидкофазных процессов. Пределыиспользования давления для жидкофазных процессов. Фазовое состояние реагентов вгомогенных и гетерогенных системах. Использование давления при жидкофазныхпроцессах получения пористых материалов.
Применение сверхвысоких давлений для процессов, идущих в твердойфазе. Характер изменения структуры веществ при влиянии давления. Получениесверхтвердых веществ.
Зависимость процесса совершенствования технологии от развитиятехники высоких давлений. Перспективные направления получения материалов сценными свойствами.
Тема 11. БИОХИМИЧЕСКИЕ, ФОТОХИМИЧЕСКИЕ,
РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИЕ, ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЕ
ПРОЦЕССЫ
Понятие «биотехнологические процессы». Биологические катализаторы,особенности их применения. Характер протекания биологических процессов.
Микробиологические процессы, их преимущества в сравнении схимическими и физико-химическими процессами. Источники сырья длямикробиологического синтеза. Развитие отраслей микробиологии. Классификациямикробиологических процессов.
Направления использования биотехнологических процессов впромышленности. Процессы брожения, характеристика исходного сырья, готовойпродукции. Виды брожения, области их применения.
Стадии процесса микробиологического синтеза. Ферментация — важнейшая стадия процесса. Оборудование для ферментации, его характеристика.Роль автоматического регулирования и управления в повышении эффективностиработы ферментатора.
Микробиологическая трансформация, ее сущность. Типы реакций,протекающих с помощью микроорганизмов. Перспективные направления развитиябиотехнологии.
Биохимическая очистка производственных сточных вод, ее механизм иусловия протекания. Использование биохимического очищения вместе смеханическими, физико-химическими, химическими методами очищения.
Характеристика и механизм фотохимических процессов. Источникиизлучения и виды излучения. Стадии фотохимических процессов. Классификацияфотохимических процессов, цепные реакции, процессы, идущие при непрерывномподводе световой энергии, фотокаталитические процессы. Преимуществафотохимических процессов перед термическими процессами.
Радиационно-химические процессы, их сущность и назначение.Механизм и стадии этих процессов. Преимущества радиационно-химических процессовв сравнении с процессами, ионизируемыми другими источниками энергии.
Направления промышленного использования радиационно-химическихпроцессов.
Радиационная полимеризация, условия ее проведения. Полимерывысокой чистоты, продукты полимеризации мономеров в гетерогенных системах.Области их применения.
Радиационное сшивание полимеров, его влияние на структуру,свойства продуктов. Модификация полимеров с целью получения материалов сзаданными свойствами. Прививка полимеров. Получение модифицированныхнатуральных и синтетических волокон. Модификация древесины.
Радиационно-химический синтез. Процессы сульфохлорирова-ния,сульфоокисления парафинов, получения хлорсиланов, теломеризации. Областиприменения продуктов этих процессов.
Радиационная модификация неорганических материалов. Группывеществ, подвергаемых модификации. Изменение свойств веществ при модификации.Практическое значение радиационной модификации.
Радиационное очищение сточных вод, газов; твердых отходов, еепреимущества. Комплексные химико-энергетические установки, их характеристика иназначение.
Недостатки радиационно-химических процессов, пути их устранения.
Понятие «плазма». Виды плазмы. Естественные источники плазмы. Получениеплазмы в искусственных условиях. Преимущества и недостатки плазмохимическихпроцессов. Области применения этих процессов. Причины распространенияплазмохимических процессов в химической технологии. Краткая характеристика итехнико-экономическая оценка работы плазмохимической установки.
Классификация плазмохимических процессов по фазовому состояниюреагентов, по отношению к температуре. Неравновесные и квазиравновесныепроцессы, их характеристика, преимущества и недостатки.
Гомогенные и гетерогенные процессы, направления их использования впромышленности. Краткая характеристика стадий промышленных плазмохимическихпроцессов. Значение технико-экономических показателей этих процессов.

Тема 12. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СИСТЕМ ТЕХНОЛОГИЙ
Основные физические процессы, их роль в технологии. Примерыиспользования физических процессов в промышленности. Классификация физическихпроцессов химической технологии.
Физико-механические процессы, их значение для гетерогенныхтвердофазных технологических процессов. Измельчение: способы его осуществления.Классификация, характеристика и циклы работы измельчающих машин.
Тепловые процессы. Сущность и движущая сила теплообмена.Определение теплопроводности. Теплопроводность твердых тел, жидкостей, газов.Факторы, влияющие на значение коэффициента теплопроводности.
Понятие «конвекция». Естественная и вынужденная конвекция.Тепловое излучение, его сущность. Комбинированная передачу тепла в реальныхусловиях. Теплопередача. Способы осуществления теплообмена в непрерывно ипериодически работающих аппаратах. Определение коэффициента теплопередачи.Влияние выбора направления тепловых потоков на эффективность процессатеплопередачи. Важнейшие промышленные тепловые процессы.
Массообменные процессы, их сущность и роль в технологии. Видымассообменных процессов. Скорость и движущая сила массопередачи. Пути ускоренияпроцессов массопередачи. Краткая характеристика процессов абсорбции иадсорбции. Физическая, химическая абсорбция, области применения. Типыадсорбентов. Направления использования адсорбентов в технологии.
Понятие «перегонка (дистилляция)». Значение перегонки длятехнологии. Виды перегонки. Ректификация, ее содержание и важность дляхимико-технологических процессов. Ректификационные колонны, классификация,принцип действия и применение.
Сущность кристаллизации. Влияние температуры перемешивания наскорость кристаллизации. Виды кристаллизации, области их применения.
Содержание процесса сушения. Контактное и конвективное сушение, ихрасхождения. Скорость сушения. Факторы, влияющие на скорость сушения. Типысушилок, которые получили распространение в технологии.
Тема 13. ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ
Значение электрофизических методов для системы технологий.
Ультразвуковые колебания, их характеристика. Понятие «кавитация».Отрицательные последствия кавитации.
Промышленные источники ультразвука. Сущность процессов, лежащих воснове механических, электромеханических источников ультразвука. Применениеультразвуковых колебаний для интенсификации процессов химической технологии,для очищения деталей, сборочных единиц, размерной обработки.
Электроэрозионные методы обработки, их содержание и классификация.Разновидности и области применения электроискровой обработки. Принцип действияустановки для электроискровой обработки.
Анодно-механическая обработка. Характеристика установки. Условиясоединения с образивной обработкой.
Метод электроискрового упрочнения. Сущность его и стадиитехнологического процесса. Область применения электроискрового укрепления.
Электронно-лучевая обработка, ее содержание и назначение.Электронно-лучевая сварка. Характеристика установки для электронно-лучевойсварки. Применение электронного луча в микроэлектронике.
Плазменная обработка материалов. Плазмотроны, принцип их работы,классификация. Плазмотроны с независимой и зависимой дугой. Способы нагреванияизделий. Технологические достоинства и недостатки плазменной обработкиматериалов. Использование плазмотронов как источника энергии, заряженныхчастиц. Сварка плазменной струей, ее сущность, область применения.Плазменно-дуговая резка. Особенности разделительной и поверхностной плазменно-дуговойрезки. Плазменная наплавка и легирование поверхностных слоев изделий. Группыпорошковых композиций наплавочных материалов.
Лазерная обработка. Характеристика и основные элементы лазеров.Классификация лазеров в зависимости от материала активного элемента. Типылазеров, применяемых в технологических процессах. Направления использованиялазерного луча в отраслях промышленности.
Тема 14. ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ.
ПОДГОТОВКА ПРОИЗВОДСТВА
Определение машиностроения как комплексной отрасли. Влияние уровняразвития машиностроения на технический прогресс: Структура машиностроения иобщность отраслей машиностроения. Роль технологии машиностроения вмашиностроении.
Структура машиностроительного предприятия. Назначение иклассификация основных цехов и служб. Технологический, предметный и смешанныйпринципы организации производства. Производственные службы и хозяйства машиностроительногопредприятия, их деление и назначение. Органы управления. Структура и функцииорганов управления.
Понятие «изделие». Изделия основного и вспомогательногопроизводств. Классификация изделий в зависимости от степени их сложности.Понятия «деталь», «сборочная единица», «комплекс», «комплект», «хмеханизм»,«машина». Группы машин. Основные механизмы рабочих машин. Типы рабочих машин.
Стадии технологического процесса машиностроительного предприятия.Понятие «свойства и качества машин». Характеристика важнейших качеств машин:производительности, экономичности, надежности, безотказности,ремонтопригодности, сохраняемости, технологичности. Себестоимость — критерийтехнологичности конструкции машины.
Понятие о подготовке производства. Конструкторская итехнологическая подготовка производства.
Проектирование и конструирование. Общие сведения. Виды погрузок.Методы расчета изделий.
Понятие о технологичности и правила отрабатывания конструкции натехнологичность. Методика оценки технологичности конструкции. Требования ктехнологичности конструкции деталей.
Основные задачи проектирования технологических процессов. Этапыпроектирования технологических процессов изготовления деталей и сборки изделий.
Классификационные признаки станков. Основные правила выбора оборудованияпри разработке процесса изготовления детали.
Назначение и виды технологического оснащения для закреплениядеталей, инструмента. Технико-экономическое обоснование выбора технологическогооснащения.
Резальные инструменты для станков разных классов. Выбор,обоснование и расчет режущего инструмента.
Инструменты и приспособления для контроля размеров обработки.
Тема 15. ПРОИЗВОДСТВО ЗАГОТОВОК МЕТОДАМИ ЛИТЬЯ,
ОБРАБОТКА ИХ В ДЕТАЛИ
Литье, его характеристика, преимущества и недостатки. Литье впесчано-глинистые формы. Операции технологического процесса литья впесчано-глинистые формы. Зависимость качества отливки от формовочных истержневых смесей. Классификация формовочных смесей в зависимости отназначения. Значение комплексной механизации и автоматизации для литейногопроизводства.
Специальные способы литья. Литье в постоянные металлические формы(кокили). Операции технологического процесса литья в песчано-глинистые формы.Преимущества и недостатки литья в кокили в сравнении с литьем в песчано-глинистыеформы.
Центробежное литье, его сущность и назначение. Типы машин дляцентробежного литья, их краткая характеристика. Достоинства центробежноголитья.
Точные методы литья. Литье под давлением, его сущность и областьприменения. Принцип работы машин для литья под давлением. Литье в оболочковыеформы, его назначение и преимущества.
Краткая характеристика машин для литья в оболочковые формы.Сущность и назначение литья по выплавляемым моделям. Стадии технологическогопроцесса. Преимущества и недостатки литья по выплавляемым моделям.
Классификация методов обработки заготовок и деталей.
Сущность процесса резания металла. Понятие о припуске. Качествообработки деталей. Основные виды обработки резанием; элементы режима резания.Схемы обработки металла: точение, сверление, строгание, фрезерование,шлифование.
Виды абразивной обработки. Оборудование и оснащение. Абразивныематериалы и их маркирование. Шлифование, хонингирование, суперфиниширование,доведение, полирование.
Назначение и виды термической обработки. Технико-экономическиепоказатели процессов термической обработки.
Тема 16. МЕТОДЫ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ
Назначение методов пластической деформации. Факторы, влияющие наформообразование заготовок из конструкционных материалов. Оборудование длянагревания заготовок. Классификация печей в зависимости от источника теплоты,по методу работы, технологическому признаку. Электронагрев металлическихзаготовок, его характеристика. Основные способы электронагрева.
Сущность методов обработки металлов давлением. Прокатка. Основныеспособы прокатки. Стандартизация прокатных изделий. Понятие «сортаментпроката». Прокатные станы, их характеристика и признаки классификации.Блюминги, слябинги.
Волочение, его назначение и содержание. Материал для волочения.Краткая характеристика оборудования. Достоинства метода волочения.
Прессование. Исходный материал для прессования. Два способапрессования. Преимущества прессования в сравнении с прокаткой.
Ковка. Способы ковки. Материал, применяемый для ковки. Понятие«поковки». Особенности технологического режима ковки. Оборудование для ковки:молоты, прессы. Их типы и принцип работы.
Сущность и назначение штампования. Объемная и листовая штамповка.Материал для объемной штамповки. Безоблойная штамповка, ее достоинства.Назначение холодной высадки. Оборудование для холодной высадки.
Преимущества листовой штамповки. Исходный материал и основныеоперации листовой штамповки. Листовая штамповка взрывом, электрогидравлическаяштамповка. Их сущность и назначение.
Методы получения заготовок из неметаллических материалов. Способыизготовления древесностружечных плит, стекла.
Формообразование заготовок, изделий из пластмасс, резины.Характеристика полимеров по отношению к температуре, давлению и особенности ихсвойств.
Компрессионное прессование. Полимеры, используемые как исходныематериалы и типы слоистых пластиков, получаемых этим методом. Содержаниетехнологического процесса прессованием.
Литье под давлением. Исходные полимеры, применяемые в этом методе.Принцип действия машин для литья под давлением.
Экструзия. Типы полимеров, перерабатываемых экструзией.Экструдеры, принцип их действия, отличие от литьевых машин.
Вальцевание, каландирование. Назначение и сущность методов.Характеристика исходных полимеров и оборудования для проведения вальцевания икаландирования.
Вакуум-формирование и формирование сжатым воздухом. Полимеры,которые перерабатываются этими способами. Особенности и содержание технологииформования.
Обработка пластмасс в твердом состоянии. Разделительные операции,штамповка.
Формование изделий из резины методами пластической деформации.Назначение и принципы осуществления экструзии, горячего и холодногопрессования, литья под давлением резиновых смесей. Изделия, полученные этимиметодами.
Методы порошковой металлургии, их преимущества. Свойстваматериалов, получаемых этими способами. Операции технологических процессов.Способы приготовления металлических порошков. Оборудование для формованияизделий, спекания. Типы изделий, получаемых методами порошковой металлургии.
Тема 17. НЕРАЗЪЕМНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
Понятия «разъемные соединения» и «неразъемные соединения». Группынеразъемных соединений, их назначение.
Сварка, ее сущность, достоинства. Сочетание сварки и штамповки.Методы сварки, лежащие в основе современного сварочного производства.Роботы-сварщики, их характеристика.
Методы получения сварных соединений. Сварка плавлением идавлением. Процессы, идущие при сварке плавлением, давлением. Классификацияметодов сварки по физическим признакам, способу образования сварногосоединения, виду используемой энергии, степени автоматизации. Понятие«свариваемость материала». Изменение свойств металлов при сварке. Свариваемостьсталей, чугунов, сплавов металлов.
Методы сварки плавлением. Электродуговая сварка. Технология иоборудование электродуговой сварки на постоянном и переменном токе. Сварка поспособу Славянова и способу Бенардоса. Электроды для сварки: их состав иназначение. Виды электродуговой сварки.
Атомно-водородная, аргоно-дуговая, электрошлаковая сварка.Содержание технологических процессов, характеристика установок. Областиприменения этих методов сварки.
Аргоно-дуговая сварка, ее сущность. Стали и сплавы металлов,свариваемые аргоно-дуговой сваркой.
Назначение сварки в среде углекислого газа. Технология проведениясварки в среде диоксида углерода.
Электрошлаковая сварка. Содержание технологического процесса ихарактеристика установки. Расширение области применения этого метода сварки.Электрошлаковый переплав.
Газовая сварка. Технология, оборудование для газовой сварки.Сварочные горелки, их классификация по принципу действия. Область применения инедостатки газовой сварки.
Специальные методы сваривания плавлением: электронно-лучевая,лазерная, плазменная.
Способы огневой резки материалов. Требования к металлам, сплавампри огневой резке. Типы сталей, подвергаемые газовой резке. Области применениягазовой резки металлов. Виды резки. Оборудование для газовой резки.
Кислородно-флюсовая резка. Характеристика технологическогопроцесса. Материалы, которые поддаются кислородно-флюсовой резке.
Электродуговая (воздушно-дуговая, кислородно-дуговая) резка, еесущность. Электроды для электродуговой резки. Производительность и качествоповерхности при электродуговой резке по сравнению с газовой резкой.
Способы сварки давлением. Электрическая контактная сварка. Причиныширокого распространения метода. Сущность и виды электрической контактнойсварки. Стыковая сварка, характеристика установки для ее проведения.Разновидности стыковой сварки. Сварка плавлением и сопротивлением. Назначениеэтих способов и содержание технологии.
Точечная сварка, принцип действия установки для точечной сварки.Факторы, влияющие на качество точечной сварки. Область применения точечнойсварки.
Шовная сварка, се назначение. Установка для шовной сварки.Сходство и отличие шовной сварки по сравнению с точечной сваркой.
Газопрессовая сварка. Область применения, технология, недостатки.
Специальные методы сварки. Диффузная сварка в вакууме. Сущностьметода и характеристика технологического процесса. Отличительные свойствасварных швов, получаемых диффузной сваркой. Область применения диффузнойсварки.
Ультразвуковая сварка. Материалы, для которых наиболее эффективнаультразвуковая сварка. Качество сварных швов, получаемых этим способом.
Сварка трением. Особенности технологического процесса. Типыматериалов, подвергаемых сварке трением. Характеристика сварных швов. Областьприменения сварки трением.
Сварка сжатием. Содержание технологии. Материалы, подвергаемыесварке этим методом. Преимущества и недостатки сварки сжатием.
Сварка взрывом, термитная сварка, индукционная сварка. Область ихприменения.
Распространенные дефекты при сварке. Методы контроля сварных швов.Магнитная, рентгено-гамма-дефектоскопия.
Пайка, ее определение и сущность. Материалы, подвергаемые пайке.Технологические операции процесса пайки. Классификация припоев в зависимости оттемпературы плавления. Влияние флюсов на качество пайки. Характеристикасоединений, получаемых с помощью пайки.
Склеивание. Стадии технологического процесса. Металлы инеметаллические материалы, которые поддаются склеиванию. Преимуществасклеивания.
Тема 18. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СБОРКИ
ДЕТАЛЕЙ В ГОТОВЫЕ ИЗДЕЛИЯ
Технологии сборки изделий. Организация сборки при единичном исерийном производствах. Узловая и общая сборка. Организация сборки в массовомпроизводстве. Классификация видов сборки. Технологическая схема сборки.Стационарная сборка, сборка по принципу дифференцирования операций. Подвижнаясборка. Поточная подвижная сборка и факторы, ее характеризующие. Поточнаясборка с неподвижным изделием. Определение трудоемкости сборки. Сборка типичныхсоединений.
Исходные данные для разработки технологического процесса сборки.Нормирование сборочных операций. Механизация и автоматизация сборочныхопераций. Виды приспособлений, используемых при сборке. Критериитехнико-экономической оценки процессов сборки. Основные направления развитиясборочного производства.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.  Раскрыть сущность понятия«технология». Какие существуют трактовки этого понятия? В чем преимуществосистемного подхода к рассмотрению понятия «технология»?
2.  Дать определениетехнологии как науки. Охарактеризовать наиболее распространенные видытехнологий.
3.  В чем заключаетсявзаимное влияние экономических отношений и технологии? Почему экономисты должнывладеть знаниями систем технологий?
4.  Охарактеризовать общиепонятия, термины, используемые в разных областях систем технологий.
5.  Раскрыть содержаниепонятий «производственный процесс», «технологический процесс». Какие принципыих классификации?
6.  Что такое технологическийбаланс? Какова его структура? При составлении какой технико-экономическойдокументации используют данные технологического баланса?
7.  Сформулировать понятие«качество продукции». Какие факторы влияют на качество продукции?
8.  Какие типы производствсуществуют? Привести их сравнительную технико-экономическую характеристику.
9.  Раскрыть сущностьтехнического и научного прогресса. В чем состоит двустороннее взаимодействиенауки и технологии?
10.Охарактеризовать понятия «изобретение», «нововведение». В чемотличие между этими понятиями? Что понимают под инновационной деятельностью?
11.Дать определение сырью и материалам. Какова их роль втехнологических процессах? Указать методы классификации сырья и материалов.
12.Коротко охарактеризовать предварительную подготовку и способыобогащения сырья. Какова их роль в повышении качества сырья?
13. Какую роль играет вода всистемах технологий? В чем сущность промышленной водоподготовки?
14. Охарактеризоватьисточники энергии Земли. Какова роль энергии в технологических процессах?
15. Что понимают подэнергоемкостью технологических процессов? Привести примеры энергоемких ималоэнергоемких технологий.
16. Указать особенностихимико-технологических процессов. Перечислить принципы классификации и стадииэтих процессов. Почему они играют важную роль в системах технологий?
17. Дать краткуюхарактеристику высокотемпературных процессов. Отметить основные направления ихсовершенствования.
18. Раскрыть сущностьдоменного процесса. По каким признакам классифицируют чугуны?
19. Указать методыпроизводства стали. Привести их сравнительную технико-экономическую оценку.
20. Охарактеризоватьвысокотемпературные процессы в производстве строительных материалов. В чемобщность и различие этих процессов при производстве керамики, вяжущих веществ,стекла?
21. Какие особенностивысокотемпературных процессов при переработке топлива и в химическойпромышленности?
22. В чем сущностьэлектрохимических процессов? Почему они получили распространение припроизводстве цветных металлов, химических продуктов?
23. Что такое катализ? Какиесуществуют виды катализа? Назвать преимущества каталитических процессов.
24. Охарактеризовать влияниедавления на структуру, свойства и форму веществ. Какая связь междуиспользованием давления и энергетическими, эксплуатационными затратами?
25. В чем сущностьбиохимических, фотохимических, радиационно-химических, плазмохимическихпроцессов? Указать области их применения.
26. Какие основные группыфизических процессов используют в системах технологий?
27. Дать определениемашиностроению как комплексной области. Какова структура машиностроительногопредприятия?
28. Раскрыть сущность понятий«изделие», «деталь», «сборочная единица», «комплекс», «комплект», «механизм»,«машина».
29. Дать определение литью.Какие методы литья металлов используют в системах технологий? Привести ихсравнительную характеристику.
30. В чем сущность методовобработки металлов давлением? Охарактеризовать прокатку и ее основные способы.
31. Что такое волочение?Какие материалы и оборудование применяют в этом процессе?
32. Охарактеризовать способыпрессования. Какие преимущества прессования металлов в сравнении с прокаткой?
33. Раскрыть содержаниепроцесса ковки металлов. В чем особенности технологического режима ковки? Какиеметоды ковки используют в системах технологий?
34. Разновидностью какогоспособа обработки металлов давлением является штампование? Охарактеризоватьобъемное и листовое штампование.
35. В чем сущность методовполучения заготовок из неметаллических материалов?
36. Дать определение сварке.Указать ее достоинства.
37. Охарактеризовать методысварки плавлением. Указать области применения любого из этих методов.
38. Какие способы относят кспециальным методам сварки плавлением?
39. Дать характеристикуметодам сварки давлением. Какие преимущества и недостатки этих методов?
40. В чем сущность пайки?Перечислить технологические операции пайки.
41. Указать преимуществаметода склеивания. Какие материалы подвергаются склеиванию?
42. Коротко охарактеризоватьэлектрофизические методы обработки материалов. Каково их значение для системтехнологий?
43. Какие основные видыпродукции получают в системах технологий? Указать области их применения.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ
1.  РАЦИОНАЛЬНОЕИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ В
СИСТЕМАХ ТЕХНОЛОГИЙ
1.1 Основныенаправления рационального использования
электроэнергии
При рациональном использовании электроэнергии важное значениепринадлежит модернизации оборудования, автоматизации процессов вэнергоустановках предприятий.
Можно выделить следующие направления рационального использованияэлектроэнергии при осуществлении технологических процессов. Одним из нихявляется выбор энергоносителей. Имеется в виду выбор для отдельной технологиикаждого предприятия энергоносителя: электроэнергии, газа, жидкого топлива и др.
Большим резервом экономии электроэнергии являются вторичныеэнергетические ресурсы. Сюда относят: тепло отходящих газов промышленных печей,котлов; горячие отходы технологических процессов, тепло паровых машин; электрическуюи механическую энергию, полученную в качестве побочного продукта.
Рациональное использование электроэнергии может быть достигнуто иза счет интенсификации технологических процессов путем совершенствованиядействующей, внедрения новой технологии; автоматизации вспомогательныхпроцессов; совершенствования организации производства.
Сокращение потерь энергии в оборудовании и сетях образуетследующее направление рационального использования электроэнергии. Онодостигается за счет рациональных схем энергоснабжения, содержанияэнергетического и технологического оборудования на высоком техническом уровне,использования экономичных режимов работы трансформаторов, двигателей,нагревателей.
Важным мероприятием, направленным на рациональное использованиеэнергии всех видов, является энергетическое нормирование.
Удельной нормой расхода электрознергии называется величина затратэнергии на производство единицы продукции. Различают технологические, цеховые,общезаводские удельные нормы расхода электроэнергии.
Энергия, потребляемая заводом, цехом, станком, состоит из двухчастей: постоянной составляющей (я), не зависящей от количества выпускаемойпродукции, и переменной составляющей (Ь), зависящей от количества выпускаемойпродукции. Тогда общий расход электроэнергии (W) будет/>равен:
где Л — количество выпускаемой продукции.
Постоянная составляющая расхода энергии (потреблениеэлектроэнергии водонасосными, котельными, компрессорными установками, электротранспортоми т. д.) в среднем включает 50 — 60%, а переменная — 50 — 40% от общего расходаэнергии.
При увеличении выпуска продукции снижается удельный расходэлектроэнергии. Это подтверждается выражением:
/>
Вот почему интенсификация процессов систем технологийобусловливает экономию электроэнергии.
Известно, что для рационального использования энергии важноезначение имеет выбор энергоносителей.
Широкие возможности для взаимозаменяемости различныхэнергоносителей и видов топлива (электроэнергия, пар, горячая вода, мазут, газ,уголь) вытекают из централизации электротеплоснабжения в сочетании сгазификацией.
Существенная экономия электроэнергии достигается при переводепроцессов термообработки, нагрева, сушки на газ, жидкое топливо.
При сравнении различных энергоносителей применяют переводныекоэффициенты (эквиваленты) энергии, которые представлены в табл. 1.
Таблица 1
Переводные коэффициенты (эквиваленты) энергииВид энергии Обозначение Размерность Эквивалент для перевода в электроэнергию Тепловую энергию механическую энергию условное топливо нормальный пар Электроэнергия W кВт-ч 1 860 1,36 0,123 1,344 Механическая энергия L л-с-ч 0,735 632,3 1 90,4-Ю«3 0,989 Расходу условного топлива В кг 8,141 7000 11,06 1 10,13 Расход нормального пара DH кг 0,744 640 1,011 91,5-Ю»3 1
Рассмотрим рациональное использование электроэнергии при обработкеметаллов резанием.
Технологические и энергетические процессы работы станков взаимосвязаны.Ускорение процессов увеличивает загрузку станков и создается лучшийэнергетический режим работы оборудования.
В процессе совершенствования технологии на машиностроительномпредприятии одним из путей рационального использования электроэнергии являетсясокращение машинного (tM) и вспомогательного (t ) времени при обработкеметалла на станке.
Машинным временем считают, например, время снятия стружки режущиминструментом, вспомогательным — время работы станка на холостом ходу.Сокращение машинного и вспомогательного времени может достигаться за счетизменения оснастки, путем передачи изделия на другой станок, совмещениемопераций на станке, одновременной обработкой нескольких изделий, повышениемкачества инструмента. Кроме этого, к сокращению вспомогательного времени ведетавтоматизация вспомогательных операций (перевод крепления деталей с ручного напневматический привод), внедрение рациональных методов обработки.
Расчет экономии электроэнергии ведут при внедрении нового способаобработки детали на прежнем станке либо при передаче обработки на другойстанок.
При изменении способа обработки детали на прежнем станке экономияэлектроэнергии (AW) достигается за счет уменьшения машинного времени обработки припостоянной мощности потерь (Рп) и определяется по выражению:
/>
1.2 Примеры выполнения заданий
Пример 1. Электрическая печь термического цеха заводахарактеризуется потреблением электроэнергии 25 000 кВт-ч. На непосредственныйнагрев деталей в печи идет 80% электроэнергии. Перевести термообработку деталейна природный газ, если эквивалент для перевода в природный газ равен 1,14. КПДгазовой печи — 30%.
Решение: Сначала определяют количество электроэнергии нанепосредственный нагрев деталей в электропечи: 25000 х 0,8 = = 20 000 (кВт-ч).Используя табл. 1, переводят полученный расход электроэнергии в эквивалентноеколичество условного топлива (у. т.):
20 000 х 0,123 = 2460 кг у. т.
Если учесть КПД газовой печи, то потребность в условном топливесоставит:= 8200 кг у. т.
/>
/>
2. Электрические печи термического цеха завода потребляют 30 000кВт-ч электроэнергии. Какому количеству условного топлива, механическойэнергии, нормального пара эквивалентен расход электроэнергии, если КПД печей85%, а длительность работы 1000 ч?
3.Для термообработки деталей используют газовые печи, имею-щие КПД — 35% и потребляющие 6000 нм3 природного газа. Перевести термообработку деталейна электрические печи, если КПД одной электропечи 80%.
4. В цехе работает оборудование, характеризуемое потребностьюнормального пара 5000 нм3. Какому количеству электроэнергии, механической энергии,условного топлива эквивалентен расход пара, если КПД оборудования 30%?
5. Оборудование цеха обеспечивает выработку механической энергии 250л. с.ч. Какое количество электроэнергии, условного топлива непосредственнозатрачивается на обработку изделий, если оборудование имеет КПД 70%?
6. Определить экономию электроэнергии при переходе на новый способобработки изделий на прежнем станке, если при этом машинное время сократилось с220 с до 150 с. Мощность потерь холостого хода равна 0,30 кВт.
7. Определить время обработки изделий на станке при прежнем способе,если время обработки изделий при новом способе равно 100 с. Экономияэлектроэнергии составляет 0,25 кВт-ч, а мощность потерь холостого хода 0,15кВт.
8. Какую экономию электроэнергии можно получить при переводеобработки изделий с двух токарных станков на станок-полуавтомат? На токарныхстанках время обработки изделий соответственно равно 230 с, 240 с, потребляемыемощности 3 кВт и 4 кВт, время холостого хода — 100 с и 120 с, мощности потерь холостогохода — 0,25 кВт и 0,30 кВт. Время обработки изделий на станке-полуавтоматесоставило 160 с, а потребляемая мощность 5 кВт.
9. Какова мощность потерь холостого хода станка, на который переведенаобработка изделий с другого станка, имеющего мощность потерь холостого хода0,35 кВт? Время обработки изделий на прежнем и новом станках соответственноравно 180 с и 150 с, потребляемые мощности 3 кВт и 2,5 кВт, а время холостогохода 120 с и 100 с. Экономия электроэнергии составила 0,045 кВтч.
10. Провести укрупнение ламп единичной мощности с целью полученияэкономии электроэнергии 1200 кВт-ч. Вместо 20 ламп мощностью 200 Вт нужноустановить лампы мощностью 800 Вт. Сколько нужно взять ламп большей мощности,если длительность горения ламп равна 1000 ч?
11. При укрупнении ламп единичной мощности использовано 6 лампмощностью 1000 Вт. Получена экономия электроэнергии 1200 кВт-ч. Сколько лампмощностью 300 Вт заменено, если длительность горения составляет 1000 ч?
12. Определить экономию электроэнергии в результате замены 25 лампмощностью 300 Вт 8 лампами мощностью 1000 Вт. Световой поток остается прежним.Длительность горения ламп принять равной 1100 ч.
2. МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНСЫ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
2.1 Технологический баланс, его структура
Материальный и энергетический балансы технологических процессов
В основе любого промышленного производства лежит технологическийпроцесс, представляющий собой совокупность операций, непосредственно связанныхс добычей, переработкой сырья в полуфабрикаты или готовую продукцию.
Для осуществления процесса составляют технологический баланс. Онпредставляет собой результаты расчетов, содержащие количество введенных иполученных в производственном процессе материалов, энергии, то есть приход ирасход. Технологический баланс выражают в виде уравнений, таблиц, диаграмм.
Из определения технологического баланса следует, что он включаетматериальный и энергетический балансы. При их составлении используют законысохранения материи и энергии. В каждом материальном балансе количествовведенных в технологический процесс сырьевых продуктов должно быть равноколичеству основных и промежуточных продуктов, а также отходов производства.Аналогично количество введенного с исходными веществами тепла, электроэнергиидолжно равняться количеству энергии, уходящей с продуктами и отходами.
При составлении технологических балансов используютстехиометрические, термохимические расчеты, физико-химические закономерности.
Материальный и энергетический балансы нужны не только для эффективногопроведения процессов, но и для их анализа. По балансам определяют фактическийвыход продукции, коэффициенты полезного использования энергии, расход сырья,потери сырья, топлива, энергии.
Сначала составляют материальный, а затем энергетический (тепловой)балансы.
Материальный баланс — это количественное выражение законасохранения материи. Масса веществ, поступивших на технологические операции(приход), равна массе веществ, образовавшихся в результате процесса (расход).
Материальный баланс составляют по уравнениям химических реакций,при этом учитывают параллельные и побочные реакции. Побочные реакции являютсяследствием присутствия примесей в исходном сырье. Поэтому в материальный балансвходят массы исходных веществ, примесей, а также массы основных, побочныхпродуктов, отходов.
Неточность технико-химического анализа, неточность учета всехпротекающих реакций свидетельствует о наличии погрешности в расчетематериального баланса.
Массы веществ отдельно находят для твердой (Мт), жидкой (Мж) игазообразной (Ме) фаз. Тогда можно записать:
Мт + Мж + Ме=М'м + М'ж + М'г,
где М'т, М'ж, М'г — массы продуктов, получившихся в результатетехнологического процесса (расход).
В реальных технологических процессах не всегда участвуют все фазы.Кроме того, часть продуктов остается не прореагировавшей. Тогда уравнениематериального баланса будет иметь вид:
/>
где ц г — фактическая теплота, поступившая в зону взаимодействия сисходными веществами;
Qa — теплота экзотермических реакций и физических переходов изодного агрегатного состояния в другое (плавление, испарение, кристаллизация,растворение).
-Если тепловой эффект взаимодействия отрицательный, то Q3 помещают в расходнуючасть баланса;
Qe — теплота, введенная в зону процесса и не принимающая участия вхимических превращениях (обогрев, охлаждение за счет использования газа,топлива, горячей воды, хладоагента и т. д.);
Q'ti ~ физическая теплота, выходящая из процесса с продуктами реакции;
Q'n- потери тепла в окружающую среду.
/>
/>
/>
/>
Расход воздуха, необходимый для окисления аммиака, будет равен:
/>
Пример 6. Составить материальный баланс печи окислительного обжигаванадийсодержащего сырья производства ванадата аммония (NaV03) в расчете на 1 тготового продукта. Исходное сырье: ванадиевый шлак, содержащий .15% (масс.)оксида ванадия /V/ (V2Os); хлорид натрия (NaCl), расходуемый в количестве 10% от массы шлака;воздух.
Решение. Ванадий, широко применяемый для изготовления твердых сплавов,чугуна, сталей специального назначения, а также как катализатор припроизводстве серной кислоты, нафталина, анилиновых красителей, получают изванадийсодержащего сырья (шлаков, концентратов, руды). Такие шлаки образуютсяпри выплавке стали из чугуна, предварительно полученного из железных иванадиевых руд. Ванадийсодержащие шлаки включают до 18% оксида ванадия /V/.
Сырье смешивают с NaCl, измельчают и подвергают окислительному обжигуво вращающихся печах при температуре 800 — 900°С.
На первой стадии идет окисление хлорида натрия по уравнению:
/>
/>
На основе проведенного расчета составляют таблицу материальногобаланса (табл. 2).

Таблица 2
Материальный баланс ванадийсодержащего сырьяПриход Расход Исходное вещество кг Полученное вещество кг Ванадиевый шлак 4966,70 Шлам (4966,7 — 745) 4221,70 Хлорид натрия 496,67 Ванадат натрия 1000,00 Воздух Хлорид натрия 16,67 в том числе: Хлор 290,00 Кислород 65,50 Азот 214,00 Азот 214,00 Итого 5742,87 Итого 5742,37
Невязка баланса 0,50 кг (9ДЗх10~3 %)
Пример 7. Рассчитать материальный баланс процесса электрокрекингаприродного газа имеющего состав 98% (объемн.) метана (СН4), 2% (объемн.) азота(N2). В газе, выходящем изаппарата, содержится 14% ацетилена. Побочные реакции не учитывать. Расчет вестина 1000 м3 исходного природного газа.
Решение. Ацетилен получают из метана в газовой фазе притемпературе 1200 — 1600°С в электродуговых печах. Процесс описываетсяуравнением:
/>

/>
Полученные данные используют для составления таблицы материальногобаланса (табл. 3).
Таблица 3
Материальный баланс процесса электрокрекинга метанаПриход Расход Исходное вещество и» кг Продукты и» кг
сн4
N2 980 20 702,46 25,00
С2Н2
сн4 н2
N2 214,3 551,4 642,9 20,0 247,19 395,24 57,78 25,00 Итого 1000 727,46 Итого 1428,6 725,21
* плотность метана — 0,7168 кг/м3; азота — 1,250 кг/м3; водорода — 0,08988 кг/м3; ацетилена — 1,1535 кг/м3. Невязка баланса составляет 2,25 кг(0,31 % масс).
Пример 8. Рассчитать количество теплоты, выделяющейся приобразовании 200 л ацетилена из карбида кальция, если теплота образования(кДж/кмоль) равна: карбида кальция (СаС2) -62 700; оксида кальция (СаО) — 635100; воды (НаО) — 241 840; ацетилена (С2Н2) — 226 750.
Решение. Разложение карбида кальция с образованием ацетиленаописывается схемой:
СаС2 + Н20 = СаО + С2Н2 + Qp.
Согласно закону Гесса тепловой эффект реакции равен сумме теплотыобразования конечных продуктов минус сумма теплоты образования начальныхпродуктов с учетом стехиометрических коэффициентов в уравнении реакции. Тогда:
Qp = (635 100 + 226 750) — (62 700 + 241 840) = 557 310 кДж/кмоль.
/>
/>

/>
Результаты расчета сводят в табл. 4.
Таблица 4 Тепловой баланс процесса пиролиза ацетонаПриход тепла кДж % Расход тепла кДж % С ацетоном При сжигании природного газа 98928,1 6308593,9 1,54 98,46 С ацетоном Теплота реакции С отходящими газами
1309968,4
818560,0
4278993,6 20,44 12,78 бё,78 Итого 6407522,0 100 Итого 6407522,0 100
2.3 Контрольные задания к практическим занятиям
1.  Сухой коксовый газ включаетследующие компоненты (% объемн.): Н2 — 59%; СН4 — 25%; CnHm- 3,5%; СО — 7,5%; С02 — 3,6%; 02 — 0,7%; N2 — 6,7%. Какое количество сухого воздуха необходимо для полногосгорания сухого коксового газа?
2.  Определить выходмоногидрата серной кислоты из элементной серы.
3.  Вычислить теоретическиерасходные коэффициенты для железного колчедана (Fe304) в процессе выплавкичугуна. Чугун включает 93% железа, а колчедан не содержит примесей.
4. Рассчитать расходные коэффициенты в производстве карбидакальция. Исходное сырье — известь — содержит 95% оксида кальция. Кокс включает3% золы; 4,5% летучих веществ; 2,5% влаги. Готовый продукт содержит 78% карбидакальция, 15% оксида кальция, 3% углерода, 4% примесей.
5. Технологический процесс производства азотной кислотыхарактеризуется производительностью 50 000 т/год кислоты. На стадию окисленияаммиачно-воздушная смесь подается с концентрацией аммиака 10% (объемн.). Выходоксида азота составляет 95%, степень абсорбции 89%. Рассчитать расход воздуха,требуемый для окисления аммиака, а также количество аммиака для полученияазотной кислоты.
6.  Для производства ванадатааммония применяют: ванадиевый шлак, включающий 14,5% масс, оксида ванадия /V/, хлорид натриярасходуемый в количестве 10% от массы шлака, воздух. Составить материальныйбаланс процесса окислительного обжига ванадийсодержащего сырья на 1 т продукта.
7.  Рассчитать материальныйбаланс процесса электрокрекинга природного газа, имеющего состав (% объемн.):метана — 96, азота — 4. Газы, выходящие из аппарата, содержат 18% (объемн.)ацетилена.
8.  Определить количествотеплоты, выделяющейся при образовании 400 л ацетилена из карбида кальция.
9.  Какое количество теплотыобразуется при сгорании 2 кг (м3) этана, если теплота сгорания газа пристандартных условиях составляет 1 559 880 кДж/кмоль?
10.Сколько потребуется мазута для получения 1,5 т оксида алюминия изгидроксида алюминия?
11.Рассчитать тепловой баланс процесса пиролиза ацетона впроизводстве уксусного ангидрида, если производительность по уксусномуангидриду равна 20 т/сут, температура пиролиза 800°С, степень превращенияацетона в кетен 22%, состав пригодного газа: 98% метана, 2% азота.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫХОДА, ВОЗМОЖНОГО
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВТОРИЧНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ
РЕСУРСОВ И ЭКОНОМИИ ТОПЛИВА ЗА СЧЕТ ИХ
ПРИМЕНЕНИЯ
3.1 Определениевторичных энергетических ресурсов, их
классификация и направления использования
Одним из направлений экономии топливно-энергетических ресурсовявляется использование вторичных (побочных) энергетических ресурсов (ВЭР). Под ВЭРпонимают энергетический потенциал продукции, отходов, побочных и промежуточныхпродуктов, образующихся в технологических процессах (установках, агрегатах),который не применяется в самом процессе (агрегате), но может быть частично илиполностью реализован для энергоснабжения других агрегатов, процессов.
Термин «энергетический потенциал» подразумевает наличие вперечисленных продуктах запаса энергии: физического тепла, химически связанноготепла, потенциальной энергии избыточного давления. Химически связанное теплопродуктов топливно-перерабатывающих установок (нефтеперерабатывающих, коксовыхпечей, газогенераторных, углеобогатительных) к ВЭР не относится.
ВЭР делятся на следующие группы:
1.  Горючие (топливные) ВЭР.Это горючие отходы процессов химической и термохимической переработкиуглеродистого и углеводородного сырья; твердые и жидкие топливные отходы, непригодные для дальнейшей технологической переработки; отходы деревообработки;щелока целлюлозно-бумажного производства и т. д.
2.  Тепловые ВЭР. Физическоетепло отходящих газов технологических процессов (агрегатов); физическое теплоосновной, побочной и промежуточной продукции; отходов основного производства;тепло рабочих тел систем принудительного охлаждения установок, агрегатов; теплогорячей воды, пара, отработанных в технологических процессах, силовыхустановках.
3.  ВЭР избыточного давления.Это потенциальная энергия газов, жидкостей, покидающих технологические агрегатыс избыточным давлением, которое нужно снижать перед следующей ступенью использованиягазов, жидкостей или при сбросе их в атмосферу либо очисткой.
Исходя из классификации ВЭР, выделяют направления их применения.Топливное — непосредственное использование горючих ВЭР в качестве топлива.Тепловое — использование тепла, получаемое непосредственно в качестве ВЭР иливырабатываемое за счет ВЭР в утилизационных установках. Сюда относят ивыработку холода. Силовое направление включает применение механической(электрической) энергии, вырабатываемой за счет ВЭР в утилизационных установках.Комбинированное направление характеризует использование потребителями тепла,электрической (механической) энергии, одновременно вырабатываемых за счет ВЭР.
Для проведения расчетов используют следующие основные понятия.Выход ВЭР — количество ВЭР, образующихся в данном технологическом процессе(агрегате) в единицу времени. Выработка за счет ВЭР — это количество тепла,холода, электроэнергии, механической энергии (работы), получаемых за счет ВЭР вутилизационных установках. Различают возможную, планируемую, фактическуювыработку за счет ВЭР. Возможная — максимальное количество холода, тепла,энергии, которое практически можно получить за счет данного вида ВЭР.Планируемая выработка — количество тепла, холода, энергии, котороепредполагается получить за счет ВЭР. Фактическая — это фактически полученноеколичество тепла, холода, энергии за определенный период.
Использование ВЭР — количество используемой у потребителя энергии,вырабатываемой за счет ВЭР, а также топлива, тепла, получаемых непосредственнокак ВЭР; Также как и выработка, использование ВЭР может быть возможным,планируемым, фактическим. Коэффициент выработки за счет ВЭР — это отношениефактической (планируемой) выработки к возможной.
Экономия топлива за счет ВЭР — это количество первичного топлива,которое экономится за счет ВЭР. По этому показателю сравнивают эффективностьприменения разных ВЭР.
Коэффициент утилизации характеризуется отношением фактической(планируемой) экономии топлива за счет ВЭР к возможной.
Исходными данными для расчета выхода, использования ВЭР и экономиитоплива за счет ВЭР являются материальные и тепловые балансы технологическихпроцессов.
Прежде всего устанавливают виды ВЭР, их энергетический потенциал,агрегаты, дающие ВЭР. Для оценки направления расчета выхода ВЭР, выработки засчет ВЭР, использования ВЭР, экономии топлива за счет ВЭР составляют схему(рис. 1).
Удельный выход ВЭР определяют по выражению:
1вэр = твэр х«вэр'
где твэр — удельное количество энергоносителя в виде твердых,жидких, газообразных продуктов (берут из материального баланса процессов),кг(м3)/единица продукции (сырья);69

Пвэр — энергетический потенциал энергоносителя, единица энер-
/>
/>
/>
/>
где rj — КПД замещаемой установки, с показателями которой сопоставляетсяэффективность использования ВЭР;
д — коэффициент использования выработки тепла потребителями.
Повышения этого коэффициента до единицы добиваются подборомпотребителей и их кооперированием.
При силовом направлении использования ВЭР экономия первичноготепла находится по выражению:
/>
3.2 Примеры выполнения заданий
Пример 1. Рассчитать производительность котла-утилизатора,установленного за мартеновской печью, емкостью 600 т. Объем дымовых газов передкотлом-утилизатором V1 — 23,6 м3/с. Температура дыма на входе в котел-утилизатор t1 = 650°С. Состав дымовыхгазов перед котлом-утилизатором (% объемн.): С02 — 12; Н20 — 10,5; 02 — 5,5; N2 — 72. Давление впароперегревателе Р = 1800 кПа, tn = 376°С. Коэффициент сохранения тепла = 0,99.Температура дыма на выходе из котла-утилизатора t2 = 245°С.
Решение. Котлы-утилизаторы предназначены для получения водяногопара за счет физического тепла дымовых газов, побочных продуктов илипромежуточных продуктов.
В зависимости от количества дымовых газов (тыс. м3/ч)котлы-утилизаторы классифицируются на следующие типы: КУ-50; КУ-60-2; КУ-80-3;КУ-100-1; КУ-125 (120 тыс. м3/ч). Расчетная температура дымовых газов передкотлом КУ-50 составляет 600°С, а перед остальными — 650°С.
Для расчета используют энтальпии дымовых газов, которыепредставлены в табл. 5.
Таблица 5 Энтальпии дымовых газов при различных температурахЭнтальпия газов, кДж/м3 Температура, С 650 245 600 200 ЛНсо2 1306,0 462,0 1236,76 361,67 ЛНн2о 1058,0 381,4 964,68 303,47 АНо2 925,0 337,3 851,64 267,38 AHn2 865,0 322,4 805,06 260,60
Используя данные табл. 5, определяют энтальпии дымовых газов навходе и выходе котла-утилизатора.
Температура 650°С: ДНсо2 = 0,12X1306,0 = 156,9 кДж/м3; ЛНн, о =0,105X1058 = 111 кДж/м3; ДНо2 = 0,055x925 = 51 кДж/м3; AHn2 = 0,72X865 = 623кДж/м3.
Суммарная энтальпия на входе ДНнд1/ = 942,0 кДж/м3. Температура245°С: ДНсо, = 0,12 Х462 = 55,5 кДж/м3; ДНн2о = 0,105X381,4 = 40,0 кДж/м3; ДНо2= 0,055X337,3 = 18,5 кДж/м3; ДНм2 — 0,72X322,4 = 232 кДж/м3.
Суммарная энтальпия на выходе ДНкон = 346,0 кДж/м3. Тогдаколичество теплоты, отданное дымовыми газами в котле-утилизаторе, будет равно:
Q = (ДН — ДН )xV = (942,0 — 346,0)х23,6 = 14065,6 кВт.
МП-»K(sM
Если учесть, что энтальпия поступающей в котел-утилизатор водыравна 421,0 кДж/кг (при 100°С), а энтальпия перегретого пара — 3198,0 кДж/кг(при 376°С), тогда количество тепла, воспринятое 1 кг воды, составляет:
Q' = 3198,0 — 421 = 2777 кДж/кг.
/>
/>
/>
Взяв теплоемкости газов из справочной литературы, рассчитываютэнтальпии газов при температурах 400«С и 190°С по ранее приведеннымвыражениям:
АН2 = (0,463X0,552 + 0,374X1,0147 + 0,314X4,80 + + 0,324X0,3X5,3) X 400 =
= (0,256 + 0,380 + 1,35 + 0,515) Х400 = 1000,4 ккал/м3;
Д#2 = (0,429X0,552 + 0,364x1,0147 + 0,311X4,3 + 0,318х
X 0,35X5,3) Х190 е (0,239 + 0,369 + 1,337 + 0,590) Х190 =
= 481,65 ккал/м3. Выработка тепла в экономайзере равна:
Qm= G х(ДЯ, — АЯ2) хД х (1 — £) хЮ-6. = 57Х106 х(1000,4- 481,65)Х1х0,85х10»6 = 25133,4 Гкал/год. Экономия топлива за счет ВЭР составляет:
Вэк = 0,180 X 25133,4X0,80 = 3619,2 т у. т./год.
3.3 Контрольные задания к практическим занятиям
1. Определить производительность котла-утилизатора -КУ-50,утилизирующего тепло дымовых газов; имеющих объем 22 м3/с. Состав дымовых газовперед котлом-утилизатором (96 объемн.): С02 — 11,0; Н20 — 9,5; 02 — 6,5; N2 — 73. Температура впароперегревателе tn = 370°С. Коэффициент сохранения тепла / = 0,95. Температурадымовых газов на выходе из котла-утилизатора t2 = 200°С.
2.  В печи для нагрева бутанапроизводства синтетического каучука сжигают газ, состоящий из (% объемн.): СО — 5,6, Н2 — 53,3; С02 — 3,2; СН4 — 10,8; С2Н6 — 10,8; С3Н8 — 3,2; С4Н10 — 1,1; C4Hg — 12,0. Определить видВЭР. Составить схему расчета выхода ВЭР, выработки за счет ВЭР, экономиитоплива.
3.  Рассчитать возможнуюэкономию топлива за счет ВЭР, которые образуются в печах пиролиза углеводородовпри сгорании 18 млн м3/год газа, энтальпия дымовых газов равна 1500 Гкал/м3, апосле пароперегревателя — 500 Гкал/м3.
4.  В производствесинтетического каучука применяют печи для нагрева бутана, где сжигают газ вколичестве 50 млн м3/год. Установить вид ВЭР, рассчитать экономию топлива засчет ВЭР, если ва„. = 0,19 т у. т./Гкал, АН. = 1053 Гкал/м3; АН, =3UM1*1£
= 493 Гкал/м3.
5.  Определить возможнуювыработку тепла за счет ВЭР печей нагрева бутана в производстве синтетическогокаучука. На обогрев печей подают газ в количестве 45 млн м3/год. Объемывоздуха, углекислого газа, воды, азота соответственно равны (м3/м3): 5,3; 0,55;1,4; 4,4. Температура на выходе из печи 400°С, а1 = 1,35, а на выходе изэкономайзера 200°С, а2 = 1,4.
6.  В печи для нагревапредельных углеводородов сжигают газ. Определить вид ВЭР, составить схемурасчета выхода ВЭР, выработки за счет ВЭР, экономии топлива, если выработкатепла составила 25 000 Гкал/год, взим = = 0,16 т у. т./Гкал.
7.  Определить возможнуюэкономию топлива за счет ВЭР, образующихся при сгорании метан-водороднойфракции в трубчатых печах пиролиза, если выработка теплоты за счет ВЭРсоставляет 30 000 Гкал/год, а 8 = 0,19 т у. т./Гкал. гп зам*
8.Определить объем дымовых газов, поступающих в экономайзер, есликоличество теплоты, идущее с газами, составляет 16 000 кВт, коэффициентсохранения тепла равен 0,96. Энтальпия дымовых газов до аппарата 950,6 кДж/м3,после -400 кДж/м3.
4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТОПЛИВ
4.1 Характеристикаи классификация процессов переработки
топлив
Переработку твердого, жидкого и газообразного топлива осуществляютс помощью термических и каталитических процессов.
Термическая или пирогенная переработка топлива — это процесспереработки, идущий при высокой температуре.
Процессы термической переработки топлив делятся на три группы.
Первая группа охватывает процессы пиролиза (сухой перегонки).Сырье нагревают без доступа воздуха. В результате сложные вещества разлагаютсяна твердые (кокс, полукокс, древесный уголь) и летучие вещества (смесь паров игазов).
При пиролизе могут идти процессы двух типов:
1.  Физическиевысокотемпературные процессы, например, разделение сырой нефти по фракциям потемпературе кипения.
2.  Химические(деструктивные) высокотемпературные превращения исходных веществ с образованиемгорючих газов, топлив, отдельных химических продуктов.
В зависимости от природы сырья условия процессов пиролизаразличны. Например, сухая перегонка древесины идет при температуре 400 — 500°С,полукоксование бурых углей — 500 — 600°С, коксование каменного угля — 1000 — 1100°С.
Нефть и нефтепродукты перерабатывают следующими методами:первичной фракционной перегонкой; пиролизом при температуре 650 — 750°С, приэтом из нефтепродуктов получают ароматические углеводороды, пиролиз-газ,содержащий этилен, пропилен; термическим крекингом мазута соляровых фракций, врезультате чего получают бензин, дизельные топлива, крекинг-газ; термическимреформингом для получения высокооктановых бензинов.
Вторую группу термической обработки топлив образуют процессыгазификации. Суть их состоит в превращении органической части малоценного,малозольного топлива в горючий газ путем неполного окисления воздухом,кислородом или водяным паром. Газификации в основном подвергают твердоетопливо, реже жидкое. Продуктами газификации являются генераторные газы, резкоотличающиеся по составу, теплотворной способности. Главный компонент этих газов- оксид углерода (II).
Третья группа включает процессы гидрирования топлив(гидрогенизация). В этих процессах под давлением в среде водорода при высокойтемпературе в присутствии катализаторов протекают химические превращения собогащением исходных веществ водородом. Процессам гидрирования подвергают кактвердые топлива, так и жидкие (гидрокрекинг).
Каталитические процессы широко используют для переработки нефти,нефтепродуктов. Эти процессы основаны на применении контактных катализаторов(платины, хрома, оксида молибдена) и комплексообразующих катализаторов(синтетических алюмосиликатов).
На контактных катализаторах идут реакции с отщеплением водорода,образованием ароматических соединений. Это позволяет получить бензины с высокимоктановым числом.
На комплексообразующих катализаторах идут реакции изомеризации иперераспределения водорода в молекулах, что повышает выход бензина по сравнениюс термическим крекингом на 15 — 35%. Октановое число растет на 7 — 10 единиц.
Первую группу катализаторов применяют для облагораживания моторныхтоплив при их гидроочистке, каталитическом реформинге, а вторую — прикаталитическом крекинге.
Каталитический крекинг нефтепродуктов — соляровых, керосиновыхфракций — ведут в паровой фазе при температуре 450°С, давлении 0,1 — 0,2 МПа накатализаторе комплексе образующего типа. В результате концентрацияароматических углеводородов в бензине растет по сравнению с бензиномтермического крекинга с 3% до 16%. Это увеличивает октановое число до 77 — 78единиц.
Преимущество каталитического крекинга также состоит в уменьшенииколичества непредельных углеводородов. В результате повышается стабильностьбензина, его химическая стойкость, предотвращается образование смолистыхвеществ при хранении, применении.
Недостатком процесса крекинга является образование кокса (до 5%).Протекает отложение углерода на поверхности катализатора, что приводит куменьшению его активности. Для восстановления катализатора осуществляют,например, выжигание отложений при температуре 550 — 600°С.
Однако образование кокса, особенно увеличение его выхода до R — 10%, интенсифицируетперераспределение водорода в молекулах. В результате выход бензина растет, авыход непредельных падает. Вместе с тем не идут по пути увеличения выходакокса, так как при этом затрудняется регенерация катализатора.
При каталитическом крекинге керосино-соляровых фракций получаютоколо 12 — 15% газов, содержащих пропан-пропиленовую и бутан-бутадиеновуюфракции; до 10% каталитического газойля -лучшего дизельного топлива; 4-5%кокса; до 70% бензина с октановым числом 77 — 78 единиц.
Высокий выход бензинов с хорошими антидетонационными свойствами, атакже возможность получения низко сернистых бензинов из высокосернистых фракцийнефти, также являются преимуществами каталитического крекинга по сравнению стермическими методами.
Для увеличения октанового числа бензинов применяют каталитическийреформинг. Его ведут в среде водорода под давлением в присутствии катализаторовконтактного типа. При этом снижается выход кокса на катализаторе и количествосеры в бензинах. Это достигается каталитическим отщеплением атомов серы, ихгидрированием с образованием сероводорода.
Варианты реформинга отличаются температурой, давлением,катализаторами и методами их регенерации.
Распространение получил платформинг — процесс каталитическойпереработки легких нефтяных фракций на платиновом катализаторе в среде водородапри температуре 500°С. Платину используют на носителе — оксиде алюминия. Впроцессе платформинга одновременно идут реакции расщепления молекул,гидрирования, изомеризации, образования ароматических углеводородов. Взависимости от давления получают высокооктановый бензин либо ароматическиеуглеводороды. При давлении около 5 МПа образуется бензин с октановым числом 98,а при 1,5 — 3 МПа — ароматические углеводороды.
При каталитическом реформинге, кроме жидких веществ, получаютсягазообразные с выходом 5 — 15%. Они содержат водород, метан, этан, пропан,бутан, изобутан. Эти соединения служат сырьем для синтеза метанола,формальдегида, пропилена, бутадиена, высокооктановых добавок к бензинам.Водород также используют для очистки нефтепродуктов от серы (гидроочистка).Гидроочистку ведут при давлении водорода 5-7 МПа, температуре 340 — 430°С наалюмокобальтмолибденовом катализаторе. При взаихмодействии водорода ссернистыми и кислородсодержащими соединениями образуются легко удаляемыесероводород, аммиак, вода.
Сочетание процессов каталитического реформинга и гидроочисткиисключает необходимость строительства установок по производству водорода.
4.2 Примеры выполнения заданий
Пример 1. Определить молярную и массовую долю нефти вво-донефтяной эмульсии, если объемная доля воды в эмульсии 50%, молярная массанефти 200 кг/моль, плотность ее 850 кг/м3, плотность воды 1000 кг/м3.
Решение. Состав смеси характеризуется числом компонентов смеси, ихсоотношением. Соотношение компонентов определяется долями: массовой, объемной,молярной. Сумма долей всех компонентов смеси равна единице.
Массовая, молярная, объемная доли компонентов рассчитывается повыражениям:
/>
где М. — молярная масса г-й компоненты.
Если выразить массу компонента через плотность, объем, товыражение для молярной доли будет иметь вид:
/>
/>
Пример 3. Проведена разгонка нефтепродукта. Получены следующиетемпературы кипения: 10% — 140°С; 30% — 175°С; 50% — 230°С; 70% — 240°С; 90% — 250°С. Определить точку кипения.
Решение. Нефть и нефтепродукты не являются индивидуальнымивеществами, представляют сложную смесь углеводородов и их соединений. Поэтомунефтяные фракции выкипают в интервале температур. Для их характеристикипользуются средней температурой кипения (среднеобъемной, среднемассовой,среднемолекуляр-ной и др.). Среднеобъемная, среднемассовая, среднемолекулярнаятемпературы находятся по формулам:
/>
/>
где Vr..Vn — объемы (или % объемн.) отдельных фракций;
Gr..Gn — массы (или % масс.) отдельных фракций;
tr..tn — температуры кипения фракций;
Nj...Nn — моли (или объемные доли) отдельных фракций.
При разгонке нефтепродуктов по ГОСТ устанавливают температурыотгона 10% (объемн.), 30%, 50%, 70%, 90% этих продуктов. Тогда среднеобъемнаятемпература рассчитывается по выражению:
/>
Пример 4. Определить выход бензина при каталитическом крекинге вкипящем слое катализатора. Сырьем служит керосино-газойлевая фракция плотностью/э204 = 0,870; глубина превращения сырья X = 0,60; температура вреакторе 468°С. Константа скорости реакции К = 0,28 (по данным температуры,свойствам сырья).
Решение. Уравнение зависимости выхода бензина {Xff % масс.) от глубиныпревращения сырья предложено группой специалистов под руководством Г. М.Панченкпвя. Оно имеет вид:
/>
Пример 5. На установке каталитического крекинга с реакторомступенчато-противоточного типа при 475°С перерабатывается вакуумный газойль.Определить выход легкого газойля (X ), бензина (Х6), кокса (Хк), газа (Хг), еслиглубина превращения равна 65% масс. Макрокинетические коэффициенты К' и К"для шести секций аппарата равны 1,25 и 0,6.
Решение. Учеными Д.И. Орочко, Г.Н. Черниковой выведены зависимостивыхода продуктов (X, массовые доли) от глубины превращения тяжелого газойля наустановке каталитического крекинга с реактором ступенчато-противоточного типа.Тогда выходы продуктов равны:
/>

Пример 6. на установке каталитического крекинга с подвижным слоемкатализатора перерабатывается 1000 т/сут газойля. Определить массукатализатора, восстанавливаемого в регенераторе, время пребывания частицкатализатора в регенераторе. В качестве исходных данных принять, что насыпнаяплотность катализатора Рнас ~ 0»7 т/м3, интенсивность выжигания кокса К = 15кг/м3 слоя в час, допустимое отложение кокса на отработанном катализаторе X' = 2% масс, выход коксаХк = 5,9% масс.
Решение. Сначала рассчитывают массу циркулирующего катализатора:
/>
/>
Пример 8. Определить состав автомобильного бензина А-72, которыйполучается при смешении бензина прямой перегонки с октановым числом 62 сбензином каталитического крекинга, октановое число которого равно 82. Поисследовательскому методу октановое число бензина А-72 равно 70 единицам.
Решение. Пусть Х- массовая доля бензина каталитического кре-кингавА-72. Тогда можно записать: 100x76 = (100 — JQX62 + Хх82; X = 70% масс.Следовательно, А-72 состоит из 70% масс, бензина каталитического крекинга и 30%масс, бензина прямой перегонки.
Пример 9. Рассчитать количество сухой шихты (Gcui) из 1000 кг рабочейшихты, загружаемой в камеру коксования, а также выход валового кокса, есливлага в шихте W= 8,5%, выход летучих веществ валового кокса на сухую зольную массу Vек = 1%; разница на выходкокса, получаемого в производственных условиях и при определении летучихвеществ в лабораторных условиях, а = 3%; выход летучих веществ шихты на сухуюмассу, Vе'- 26%.
Решение. Рабочей шихтой называют коксуемую шихту, содержащуювлагу. Масса сухой шихты находится из выражения:
/>
4.3 Контрольные задания к практическим занятиям
1.  Нефтепродукты подверглиперегонке и получили следующие температуры отгонки отдельных фракций, а такжеколичества этих фракций (% масс): 100°С — 12%; 150°С — 30%; 185°С — 20%; 220°С- 20%; 245°С — 18%. Определить точку кипения.
2.  Определить молекулярнуюмассу смеси бензола с изооктаном, если мольная доля бензола равна 0,52;изооктана — 0,49.
3.  Смесь состоит из 1400 кгбензола, 2600 кг Н-октана, 1000 кг гептана. Определить среднюю молекулярнуюмассу смеси.
4.  Определить выход бензинапри каталитическом крекинге в кипящем слое катализатора. В качестве сырьяиспользуют керосино-газойлевую фракцию, глубина превращения которой равна 0,59.Константа скорости реакции составляет 0,28.
5.  На установкекаталитического крекинга с четырехсекционным реакторомступенчато-противоточного типа перерабатывается вакуумный газойль при 500°С.Определить выходы продуктов, если К' и К" для четырех секций при температуре500°С равны 1,45 и 0,65, глубина превращения составляет 0,70.
6.  На установкекаталитического крекинга с подвижным слоем катализатора непрерывно ведутвосстановление катализатора в регенераторе. Каковы масса катализатора,восстанавливаемого в регенераторе, и время пребывания катализатора врегенераторе, если насыпная плотность катализатора 0,75 т/м3, интенсивностьвыжигания кокса — 15 кг/м3 слоя в час, допустимое отложение кокса накатализаторе 2,2%, выход кокса 5%.
7.  Определить октановоечисло смешения ароматических углеводородов, если смесь состоит из 70% базовогобензина с октановым числом 92,5 и 20% углеводородов. Октановое число смеси 90%.
8.  Рассчитать состав бензинаА-72, получаемого смешением бензина прямой перегонки с октановым числом 60 ибензина каталитического крекинга с октановым числом 80 единиц.
9.  Определить выход кокса нарабочую шихту, если выход летучих веществ шихты на сухую массу равен 28%, влагав шихте 8,9%, выход летучих веществ валового кокса на сухую'зольную массу 1%.
5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРОИЗВОДСТВА
ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН
5.1 Классификацияхимических волокон и характеристика
процессов их получения
Химические волокна представляют собой тонкие, гибкие нити,получаемые при продавливании (формовании) через фильеры расплавов полимеров илиих вязких концентрированных растворов. В зависимости от способа полученияхимические волокна делятся на искусственные, изготавливаемые химическойпереработкой природных материалов (целлюлозы, белка) и синтетические,производимые полимеризацией, поликонденсацией мономеров.
Одним из видов искусственного волокна является вискозное волокно.Технологический процесс его производства включает ряд стадий. На первой стадииполучают щелочную целлюлозу путем обработки целлюлозы 20% раствором гидроксиданатрия (реакция мерсеризации). Затем ведут отжим, измельчение, предсозреваниещелочной целлюлозы (окислительная деструкция). Стадия ксанто-генированиящелочной целлюлозы включает этерификацию сероуглеродом. Водный растворксантогената целлюлозы (дитиоуголь-ный эфир) или продукт его растворения вразбавленном растворе гидроксида натрия называют вискозой. Состав вискозыхарактеризуют содержанием в ней а-целлюлозы, гидроксида натрия. После смешенияс растворителями ведут формование и отделку вискозного волокна. При формованииотдельные струйки вискозы поступают в осадительную ванну. Отделка состоит вудалении примесей из вискозной нити путем промывки водой, растворами сульфитанатрия, гидроксида натрия. Далее проводят сушку волокна до содержания воды не более12% (масс).
Ацетатные волокна производят двух видов: из триацетата целлюлозы ичастично омыленного ацетата целлюлозы, содержащего около 5% ацетильных групп.
Из ацетатов целлюлозы в основном изготавливают нити низкойлинейной плотности текстильного назначения. Нити технического назначенияпрактически не выпускают.
Процесс производства ацетатных волокон включает растворениеисходного сырья в ацетоне или метиленхлориде, содержащих добавки этиленгликоля,полиакрилатов, фталатов, красителей, диоксида титана, отбеливателей. Полученныйраствор, включающий 24 — 28% ацетата целлюлозы, фильтруется, обезвоздушиваетсяотстаиванием. Далее формуют текстильную нить сухим способом. Для этогопропускают раствор через фильтры в воздушное пространство, нагретое до требуемойтемпературы. Вышедшие нити наматывают на приемное устройство со скоростью 500 — 700 об/мин. После обработки полученных нитей композицией, содержащейминеральное масло, поверхностно-активные вещества, антистатик, проводят крутку,перемотку.
Из полиамидных волокон освоены технологические процессыпроизводства капрона из капролактама и анида из соли АГ (соль адипиновойкислоты и гексаметилендиамина). Эти волокна получают из расплавленногополиамидного полимера. Так производят текстильные нити малой линейной плотностии кордные нити с высокой линейной плотностью.
Технологический процесс производства полиамидных волокон включаетследующие стадии.
Сначала исходный мономер — капролактам или соль АГ — расплавляютлибо- растворяют при нагревании в воде и фильтруют. Далее ведут полимеризациюмономеров в среде инертного газа. Образовавшийся полимер направляют наформование путем выдавливания в воду. Полученные жилки или ленты полимеровизмельчают в крошку определенного размера. Крошку промывают горячей водой для удалениямономеров и сушат. Затем осуществляют формование волокна путем продавливаниярасплавленной крошки полимера через слой кварцевого песка в фильеры. Застывшиетонкие нити наматывают на бабины, шпули. На крутильно-вытяжных машинахпроизводят вытягивание текстильной нити — при комнатной температуре, а корднойнити — при повышенной температуре. После обработки горячей водой полиамидныенити подвергают тепловой обработке (термофиксации) для придания нужныхфизико-механических свойств.
Полиэфирные волокна, используемые для изготовления штапельныхволокон, кордной нити, производят из полиэтиленгли-кольтерефталата или из егосополимеров с изофталевой и другими дикарбоновыми кислотами.
Основные стадии процесса получения полиэфирных волокон следующие:синтез полимера, формование волокна, обработка готового волокна.
Синтез полимера включает предварительно растворенные вэтиленгликоле, переэтерифицирование диметилтерефталата, поликонденсациюполученного диэтиленгликольтерефталата в полиэфирный полимер определенной вязкости.Готовый полимер вытягивают в ленты, жилки, затем режут, сушат. Формованиеволокна (лавсан) из полиэтиленгликольтерефталата и его обработка ведутся также, как и полиамидных волокон.
Производство полиакрилонитрильных волокон включает технологическиепроцессы получения волокон из полиакрилонитрила (нитрон, из сополимеровакрилонитрила формованием сухим и мокрым способом). Сухой метод формованиятакой же, как и при получении ацетатного волокна. При мокром способепроизводства волокна нитрон используют два метода получения прядильногораствора: растворение полимера в растворителе и полимеризация мономеров,сополимеров до полимера в растворителе (диметил-формамиде, диметилсульфоксиде).После обезвоздушивания прядильные растворы, содержащие 15 — 20% полимера,направляют на формование волокна. После формования волокна на прядильныхмашинах его подвергают вытягиванию в пластическом состоянии в ванне притемпературе 97°С. Это необходимо для придания прочности волокнам. Далее ведутотделку промывной водой, сушку и усадку с целью получения безусадочных волокон.После кручения и перемотки осуществляют термообработку ранее описанным методоми получают высокого качества полиакрилонитрильные волокна.
Для получения поливинилепиртовых волокон используют поливиниловыйспирт. Состав прядильного раствора зависит от метода формования волокна. Присухом способе раствор содержит 40 — 45% поливинилового спирта, 40 — 45% воды,10 — 15% этанола. В мокром методе используют 12 — 18%-ный растворполивинилового спирта в воде и формование осуществляют однованным методом.Осадителями служат ацетон, этанол, водные растворы минеральных солей (сульфитнатрия, аммония). Скорость формования 10 — 12 м/мин. Отформованное волокнопромывают водой, сушат, а для придания нерастворимости подвергают вытягиванию,термофиксации. Термообработку ведуг при 200 — 210°С в течение 2-5 мин. Волокнаиз поливинилового спирта в основном идут на текстильные нити, реже напроизводство шин, транспортерных лент.
Технологические расчеты производства химических волокон условноделят на общие расчеты и расчеты применительно к получению разных видовволокон. К расчетам общего характера относятся: определение линейной плотностинитей, прочности и усилий при вытягивании волокна, площади поперечного сеченияволокна, условного диаметра волокон и другие параметры.
Линейная плотность (толщина) выражается в тексах (Гж) ихарактеризуется массой волокна (в г) длиной 1000 м:
/>
5.2 Примеры выполнения заданий
Пример 1. Определить площадь поперечного сечения и условныйдиаметр вискозного волокна, если линейная плотность волокна 0,160 текс, аплощадь поперечного сечения вискозного во
/>
работы машины в сутки 22 ч; число крутильных мест в машине 200;линейная плотность нити равна 10 текс.
Решение:
Пример 5. Определить количество вискозы, необходимое для получения1 кг вискозной текстильной нити. Для расчета принять следующие данные: составвискозы (82% «-целлюлозы, 6,6% гидро-ксида натрия: серосодержащие соединения — 24%, вода — 82,8%); плотность вискозы 1120 кг/м3; потери при формованиисоставляют 1,2% а-целлюлозы; потери при сушке, отделке, перемотке — 1,5%целлюлозы; состав готового волокна (87,3% а-целлюлозы, 12% воды, 0,7%замасливателя).
Решение. Рассчитывают расход целлюлозы для получения 1 кг готовойнити:
Учитывая содержание в вискозе 8,2% а-целлюлозы, находят количествовискозы:
/>
Пример 6. Рассчитать число аппаратов непрерывногопоХиами-дирования для производства 50 т/сут капронового волокна. Для расчетаиспользовать данные: масса капролактама, идущего на полиа-мидирование, составляет69 т/сут, объем одного аппарата ЛПН-10 -10 м3, длительность полиамидирования 25ч, плотность расплава 1120 кг/м3.
Решение. Определяют производительность одного аппарата АПН-10:
/>
Аппараты в ремонте простаивают 18 дней в году, тогда коэффи циентполезного времени аппарата составит:
/>
Требуемое число аппаратов будет равно:
/>
пример 7. определить расход катализатора — оксида сурьмы /VI/, стабилизатора — ортофосфорной кислоты — при производстве полиэфирной нити — полиэтиленгликольтерефталата (лавсана) из этиленгликоля и терефталевой кислоты.Принять следующие исходные данные: масса терефталевой кислоты, идущей наэтерифика-цию, составляет 75 т/сут; расход катализатора 0,09%; расходстабилизатора 0,025% от массы терефталевой кислоты.
Решение. На основе экспериментальных данных принимают потерикатализатора равными 0,1%; стабилизатора — 0,2%. Тогда расход катализаторасоставит:
/>
Пример 8. В производстве волокна из поливинилового спиртаприменяется серная кислота на стадии ацеталирования для нейтрализацииобразующегося ацетата натрия в прядильном растворе. Определить расход сернойкислоты на 1 кг волокна, если концентрация серной кислоты в ацеталирующей ваннесоставляет 10%; унос волокном ацеталирующей ванны 25,0%; потери серной кислотына другие процессы 0,5%.
Решение. Количество серной кислоты, которое уносится волокном,равно: 2,5x0,1 = 0,25 кг.
Общий расход серной кислоты составляет:
/>
5.3 Контрольные задания к. практическим занятиям
1.  Определить площадьпоперечного сечения и условный диаметр вискозного волокна, если линейнаяплотность волокна 0,170 текс.
2.  Чему равна линейнаяплотность волокна из вискозы, если площадь поперечного сечения нити равна 100мкм2.
3.  Определить прочностьодиночной нити из волокна лавсан, если разрывное усилие нити 0,11 Н; площадьпоперечного сечения 245 мкм2; плотность волокна 1380 кг/м3.
4.  Какова прочность нитиволокна лавсан, если разрывное усилие одиночной нити 9 гс, а линейная плотностьволокна 0,31 текс.
5.  Определить скоростьвыхода пленки из сушильной части целлофановой машины. При расчете использоватьследующие данные: производительность машины 3000 кг/ сут; масса 1м2 целлофана30 г, длина щели фильеры 2,0 м; коэффициент
поперечной усадки пленки 0,48; коэффициент, учитывающий
содержание глицерина в готовой пленке составляет 0,85.
6.Рассчитать производительность крутильной машины, если КПДиспользования машины 0,9; скорость питания машины 52 м/мин; длительность работымашины в сутки 20 ч; число крутильных мест в машине 200; линейная плотностьнити IIтекс.
7.  Сколько потребуетсявискозы для получения 1,5 кг вискозной текстильной нити, если состав вискозыследующий: 8,2% а-целлюлозы: гидроксида натрия — 6,6%; серосодержащие вещества- 2,2%; вода — 83%. Потери при формировании нити составляют 1,0% «-целлюлозы.Готовое волокно имеет состав: 87% а-целлюлозы; воды — 12,2%, замасливателя — 0,'8%.
8.  На полиамидирование ваппараты АПН-10 поступает 65 т/сут капролактама. Длительность процесса 25 ч, плотностьрасплава 1120 кг/м3. Сколько потребуется аппаратов для производства 55 т/сутволокна.
9.  Определить расходкатализатора и стабилизатора в производстве лавсана, если их потери равнысоответственно 0,1 и 0,2%. Количество терефталевой кислоты, идущей наэтерификацию 70 г/сутки; расход стабилизатора 0,025%; катализатора 0,09% отмассы терефталевой кислоты.
10. Определить расход серной кислоты на производство 1 кг волокна изполивинилового спирта, если концентрация серной кислоты в ацеталирующей ваннесоставляет 12% масс, унос волокном ацеталируюшей смеси 23% масс, потери сернойкислоты 1%, расход серной кислоты на другие процессы 0,4%.
6. МЕТАЛЛЫ, СПЛАВЫ
6.1 Свойства, методы обработки, испытание металлов, сплавов
Металлами называют непрозрачные кристаллические вещества,обладающие блеском, высокой тепло- и электропроводностью, способностьюиспускать электроны при нагревании, ковкостью, другими свойствами. Бее металлыделятся на черные, имеющие темно-серый цвет (на основе железа) и цветные — красного, желтого или белого цвета.
Металлы и сплавы характеризуются свойствами, которые делят нафизические (плотность, температура плавления, теплоемкость, электропроводность,коэффициент линейного расширения, магнитные свойства); механические (прочность,твердость, ударная вязкость, сопротивление усталости); технологические(ковкость, жидкотекучесть, свариваемость, обрабатываемость); химические(коррозионная стойкость, жаропрочность, жаростойкость). Эти свойства зависят отструктуры металла, его природы.
В зависимости от температуры, давления металлы и сплавы могутнаходиться в твердом, жидком и газообразном агрегатных состояниях (фазовых).Фаза — это однородная часть системы, ограниченная от других частей системыповерхностью раздела, при переходе через которую свойства изменяются скачком.
Переход металлов и сплавов из жидкой фазы в твердую фазуназывается кристаллизацией. Кристаллизация металлов идет при постояннойтемпературе. Эта температура имеет название критическая температура фазовогопревращения. Экспериментально кристаллизация идет при температуре нижекритической. Разность между критической и реальной температурой называютстепенью переохлаждения металла (сплава).
В системах технологий для приготовления деталей, изделий болеешироко применяют сплавы, а не чистые металлы. Сплавы могут представлять собойхимическое соединение, твердый раствор, механическую смесь или их совокупность.Химические соединения (интерметаллические соединения) характерны для металлов,относящихся к разным периодам, подгруппам периодической системы Д.И.Менделеева. Например, магний-свинец. Твердые растворы — это твердые фазы,включающие в различных соотношениях атомы разных элементов в однойкристаллической решетке. Механические смеси образуют вещества, не дающиехимические соединения и не образующие твердые растворы.
Состояние сплавов может изменяться за счет температуры, давления.Изменение состояния сплавов в зависимости от температуры, соотношениякомпонентов характеризуется диаграммой состояния. По этим диаграммамустанавливают линии фазовых превращений, самую легкоплавкую смесь в даннойсистеме сплавов (эвтектики).
При изменении температуры у некоторых металлов (железо, никель,кобальт и др.) меняется тип кристаллической решетки. Существование одного итого же металла, вещества в нескольких кристаллических формах называюталлотропией (полиморфизмом). Аллотропные формы (модификации) отличают, добавляягреческие буквы к символу элемента, например: a-Pb, /?-Ti, y-Fe.
Железоуглеродистые сплавы делят на стали (содержание углерода до2,14%) и чугуны (содержание углерода более 2,14%). Предельное содержаниеуглерода в сплаве составляет 6,67%.
При охлаждении жидкого сплава железо-углерод в нем образуютсякристаллы аустенита — твердого раствора углерода в y-Fe. Вместе с тем твердыйраствор углерода в a-Fe называют ферритом. Структурным элементом сплава железо-углеродявляется также цементит-карбид железа с содержанием углерода 6,67%. Цементит — неустойчивоесоединение, распадается при определенных условиях с выделением углерода. Перлит- эвтектоидная смесь феррита и цементита с постоянным содержанием углерода0,8%.
Сплав, содержащий 0,8% углерода, называют эвтектоидной сталью,менее 0,8% углерода — доэвтектоидной, а более 0,8% углерода — заэвтектоиднойсталью. Структура эвтектоидной стали — перлит. Чугуны по содержанию углеродаделятся на доэвтектические (2,14 — 4,3% углерода), эвтектические (4,3%углерода), заэвтектиче-ские (4,3 — 6,7% углерода).
С целью придания металлам и сплавам нужных свойств их подвергаюттермической обработке. Различают отжиг, закалку, отпуск, старение. Отжиг 1-города заключается в нагреве заготовок выше температуры фазового превращения сдальнейшим медленным охлаждением. Отжиг 2-го рода заключается в нагревезаготовок до температуры, превышающей на 30 — 50°С температуру фазовогопревращения, а затем медленном охлаждении. Если охлаждение ведут на воздухе, тотакая разновидность обжига 2-го рода называется нормализацией. Отжиг 2-го роданужен для устранения внутренних напряжений, изменения структуры сплава.
Закалка применяется для повышения прочности, твердости сплавов изаключается в нагреве выше температуры превращения с последующим быстрымохлаждением в воде, минеральном масле, растворах солей.
Отпуск — это нагрев закаленных заготовок до температуры нижетемпературы фазового превращения с последующим охлаждением на воздухе.
Для ускорения релаксации внутренних напряжений перед механическойобработкой ведут старение. Естественное старение заключается в длительнойвыдержке на складе, а искусственное — в нагреве заготовок в печах дотемпературы 100 — 150°С и охлаждении вместе с печью.
Химико-термическая обработка включает тепловую обработку металлов,сплавов в химически активных средах для улучшения их свойств. Цементация — процесс насыщения поверхности заготовок из низкоуглеродистых сталей.Азотирование — диффузионное насыщение азотом поверхностного слоя заготовок.Одновременное насыщение азотом и углеродом поверхности заготовок называютцианированием. Диффузионная металлизация — это процесс насыщения поверхностногослоя заготовок химическими элементами (алюминием, хромом, кремнием, бором идр.).
Металлы и сплавы подвергают испытаниям на прочность и твердость.Под прочностью понимают сопротивление разрушению под действием внешних сил. Ееопределяют по статическим испытаниям на растяжение. Прочность характеризуютпределом прочности loj, то есть временным сопротивлением на разрыв. Тогда:
/>
Поскольку начальная длина образца (10) при испытаниях нарастяжение увеличивается до 1К, — =ст — относительное удлинение, %.
По нему оценивают пластичность образца.
Показателем пластичности является и относительное укорочениематериала при сжатии:
/>
где ппппк- начальные и конечные высоты образца.
Твердостью называют способность металла, сплава сопротивлятьсявдавливанию в него другого, более твердого вещества. Твердость изменяют поБринеллю в НБ (вдавливанием в образцы закаленного стального шарика); Роквеллу вHRC, HRA (алмазным конусом);Виккерсу в HV (алмазной пирамидой).
Если действующую на образец силу устранить и в нем необнаруживается остаточная деформация, то такую деформацию называют упругойдеформацией. Важной характеристикой упругих свойств металлов является модульупругости, который рассматривают как меру прочности связей между атомами втвердом теле. Модуль упругости (£) кристаллических тел зависит отрасстояния между атомами в соответствующих направлениях кристаллическойрешетки.
Практическое значение имеет изменение структуры, свойств металлов,сплавов в процессе пластической деформации. При горячей деформации добиваются,чтобы расположение волокон в металле совпадало с направлением основных усилийпри работе. Упрочнение металла при холодной пластической деформации называютнаклепом. Наклеп сопровождается изменением коррозионной стойкости, ростомэлектросопротивления. Вместе с тем при холодной деформации беспорядочноориентированные кристаллы поворачиваются осями наибольшей прочности вдольнаправления деформации, что и обеспечивает высокую прочность.
6.2 Примеры выполнения заданий
Пример 1. Используя диаграмму состояния сурьма-свинег (рис. 2),определить количественное соотношение фаз при температуре в точке d.
Решение. Зависимость между числом равновесных фаз системы (Ф),числом компонентов (К), числом степеней свободы (С) выражается правилом фазГиббса.
/>
Рис. 2. Диаграмма состояния сурьма-свинец
Числом степеней свободы (вариантностью системы) называют числовнешних (температура) и внутренних (концентрация) факторов равновесия системы,которые можно изменять в определенных пределах, не изменяя числа равновесныхфаз.
Сплав сурьмы-свинца, соответствующий точке d, содержит 54% сурьмы.Кристаллизация сплава идет с изменением температуры. Каждому значениютемпературы соответствует определенная концентрация жидкой фазы, то есть:

С = КЧ1-Ф = 2 + 1-2 = 1.
Получили число степеней свободы 1. Это значит, что произвольноможет меняться температура. Если для данного сплава произвольно выбратьконцентрацию жидкой фазы, то ей будет соответствовать определенная температура.Такая система одновариантна.
При кристаллизации эвтектического сплава по правилу фаз Гиббсаполучаем:
/>
Кристаллизация идет при постоянной температуре и постояннойконцентрации равновесных фаз. Система безвариантна.
Для нахождения количественного соотношения фаз при температуреточки dчерез эту точку проводят горизонталь до пересечения с линиями диаграммысостояния. Количества равновесных фаз относятся как отрезки, примыкающие кпротивоположным фазам.
/>
Количество жидкой (твердой) фазы так относится к количеству всегосплава, как отрезок, прилегающий к твердой (жидкой) фазе относится ко всемуотрезку, соединяющему равновесные фазы:
/>
Пример 2. На фрезерных станках устанавливают универсальныеделительные головки моделей УДГ-100, УДГ-135, УДГ-160. Числа 100,135,160показывают высоту центров головок над поверхностью стола (мм) либо наибольшийрадиус заготовки, которую устанавливают для обработки. Все УДГ характеризуютсявеличиной N*=40, которая равна числу оборотов рукоятки для поворота шпинделя на один оборот.
С помощью УДГ заготовку можно разделить на определенное число частейпри нарезке шестерен, червяков, шлицевых пазов.
На делительных головках УДГ-135, УДГ-160 установлены диски скруговой градусной шкалой, что обеспечивает поворот заготовки на требуемый уголс точностью 1°.
Необходимо разделить заготовку валика для фрезерования 9 шлицев.Определить, на сколько отверстий нужно повернуть шпиндель делительной головки.
Решение. Из трех рядов чисел отверстий, имеющихся в диске УДГ-160,а именно 24, 30, 36, на 9 делится только 36. Тогда число отверстий равно:
/>
Угол поворота шпинделя составит:
/>
Пример 3. Требуется нарезать шестерню с 24 зубьями. Определить, насколько градусов необходимо повернуть шпиндель с заготовкой.
/>
Пример 4, Необходимо нарезать с помощью УДГ-135 (N = 40) шестерню с 27зубьями. Установить, на сколько оборотов нужно повернуть рукоятку.
Решение. На делительных дисках УДГ-135 есть 16 рядов отверстий соследующим количеством отверстий в ряду: 16,17,19, 21,23, 29, 30, 31, 33, 37,39,41,43,47,49, 54.
Число оборотов рукоятки (и ) связано с характеристикой N и числомчастей (Z)соотношением:
/>

Однако на диске нет ряда с 27 отверстиями, тогда берут ряд с 54отверстиями, получаем соотношение 126/54. Это значит, что для фрезерованиянужно повернуть рукоятку на один оборот и еще на 26 оборотов в ряду с 54отверстиями.
Пример 5. Определить основное время сварки двух деталей, еслидлина сварочного шва 5 см; плотность стали 7,85 г/см3; ток сварки 45 А; площадьпоперечного сечения сварочного шва 5 см2; коэффициент направленности электродов7 г/А-ч.
Решение. Основное время сварки деталей рассчитывает по выражению:
/>
где F — площадь поперечного сечения сварочного шва, см2; L — длина сварочного шва,см; / — ток сварки, А; Кн — коэффициент направленности электродов, г/А-ч.
Для электродов с тонкой меловой обмазкой Кн = 7 — 8 г/А-ч; столстым покрытием Кн = 8 — 14 г/А-ч; при автоматической сварке Кн = 12 — 18г/А-ч.
Если сварочный шов вертикальный, то основное время увеличивают на25%, а если горизонтальный — на 30%, потолочный — на 60%.
6.3 Контрольные вопросы к практическим занятиям
1.  Из скольких фаз состоитсистема вода-лед, если в воде присутствуют три кусочка льда?
2.  Охарактеризоватьвысокотемпературные процессы в черной металлургии. В чем сущность доменногопроцесса?
3.  Каковытехнико-экономические показатели работы доменной печи?
4.  Что такое чугун, сталь?Каковы принципы их классификации?
5.  В чем сущность процессавыплавки стали в кислородных конвертерах?
6.  Охарактеризовать процесспроизводства стали в мартеновских печах. В чем преимущества и недостатки этогометода?
7.  В каких случаях применяютвыплавку стали в электрических печах? В чем сущность метода выплавки в дуговыхи индукционных печах?
8.  Какие используютвнедоменные способы выплавки стали? В чем сущность методов?
9.  Каковы способы разливкистали? Когда их применяют?
10.Охарактеризовать высокотемпературные способы выплавки меди.
11.Дать характеристику литья. В чем сущность процесса литья в песчано-глинистыеформы?
12.Какова технология литья в металлические формы (кокили)?
13.В чем сущность метода литья под давлением?
14.В каких случаях применяют метод литья в оболочковые формы? Каковасущность этого метода?
15.Охарактеризовать машиностроение, его структуру и влияние натехнический прогресс.
16.Дать определение понятий «изделие», «деталь», «сборочная единица»,«механизм», «машина».
17.Каковы стадии технологического процесса машиностроительногопредприятия? Описать основные качества машин, их значение в процессе работыэтих машин.
18.Охарактеризовать назначение и сущность прокатки.
19.Что такое волочение и прессование? В каких случаях их используют?
20.Стальная проволока для тросов производится методом холоднойвытяжки. Чем объяснить высокую прочность тросов?
21. Какова технология ковки? Какие машины применяют для ковки?
22. Разновидностью какого метода является штамповка? Какие существуютвиды штамповки?
23.Охарактеризовать процесс безоблойной штамповки. Какие существуютразновидности этого метода?
24. Что такое электрическая контактная сварка? Какие виды итехнология этой сварки?
25. Разновидностью какой сварки является точечная сварка? В чемсущность процесса такой сварки?
26. Какие разработаны специальные методы сварки? Какова технологияэтих методов?
27. В чем сущность процесса сварки плавлением? Какова технологияэлектродуговой сварки?
28. В каких случаях используют атомно-водородную сварку? Каковасущность метода?
29.Охарактеризовать электрошлаковую сварку, в каких случаях ееиспользуют?
30.В чем сущность огневой резки металлов? Виды огневой резки.
31.Какова технология пайки? Когда применяют метод пайки металлов?
7. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
7.1 Характеристикаи закономерности электрохимических
процессов
Электрохимические процессы основаны на непосредственном переходеэлектрической энергии в химическую без промежуточного превращения энергии втеплоту.
Широкое распространение электрохимические процессы получили послеизобретения динамомашины в 1870 г. Сначала возникли заводы для рафинирования, азатем по производству продуктов электролиза.
Основные задачи электрохимических технологий следующие:
■ получение,рафинирование цветных и благородных металлов;
■ получениещелочных, щелочноземельных и других легких металлов;
■ получениеметаллических сплавов;
■ получениехлора, щелочей, кислорода, водорода;
■ получениенеорганических солей, окислителей;
■ защитаметаллов от коррозии;
■ декоративные,специальные покрытия;
■ гальванопластическоеизготовление копий;
■ получениехимических источников тока.
В последние десятилетия область применения электрохимическихпроцессов расширилась. Их применяют в машиностроении, для синтеза органическихвеществ, получения редких металлов, в радиоэлектронике.
По сравнению с химическими методами электрохимические имеют рядпреимуществ. Прежде всего, с их помощью по простым технологическим схемамполучают чистые продукты. Использование электрической энергии упростилотехнологию получения веществ, например, производства легких металлов (алюминия,натрия, магния), причем удается получать ценные побочные продукты.
Недостатки электрохимических процессов состоят в примененииэнергии постоянного тока, в наличии затрат на создание источников постоянноготока.
Основные аппараты, где идут электрохимическиепроцессы,-электролизеры. В них через растворы, расплавы солей (электролиты)проходит постоянный ток от положительного электрода (анода) к отрицательному(катоду).
На аноде идет реакция растворения или окисления металла, а накатоде — выделение, восстановление.
Количественно явление электролиза описывается законами Фарадея:
1-й закон: количество выделяющегося при электролизе вещества прямопропорционально силе тока и времени прохождения тока.
2-й закон: различные вещества при электролизе выделяются прямопропорционально их электрохимическим эквивалентам.
Количество электричества, необходимое для выделения 1грамм-эквивалента вещества при электролизе называют числом Фарадея. Оносоставляет 96 500 Кл/моль.
Электрохимический эквивалент (с) — это количество вещества,выделенное или растворенное при пропускании через электролит единицы количестваэлектричества. Тогда можно записать:
Q = c х/хт,
где Q — количество вещества; / — сила тока; г — продолжительностьэлектролиза.
На практике количество выделенного вещества меньше теоретического.Это обусловлено протеканием параллельных реакций. Доля электричества, пошедшаяна данную реакцию, называется выходом по току (//). Выход по току — этоотношение практически получаемого вещества при электролизе к теоретическивозможному, согласно законам Фарадея. Тогда количество выделяемого вещества приэлектролизе будет определяться по формуле:
Q = cXlXt0Xtj.
Скорость реакции в электрохимии характеризуют по плотности тока.Это количество электричества, прошедшее в единицу времени через единицуповерхности электрода на его границе с электролитом. Расчетная плотность токанаходится как отношение силы тока к геометрической площади электродов.
Затраты электроэнергии на единицу продукции прямо пропорциональныпроизведению напряжения электролиза на количество электричества, необходимоедля выработки продукта.
Разность равновесных потенциалов на аноде и катоде называютнапряжением разложения. При таком напряжении, при токе близком к нулю, приналичии условий обратимости электродных реакций начинается электролиз.
Перенапряжением называют разность между потенциалом электрода приэлектролизе и его равновесным потенциалом.
7.2 Примеры выполнения заданий
Пример 1. Провести очистку черновой меди и получить 400 кграфинированной меди в сутки. Напряжение на клеммах ванны 0,25 В, напряжение наклеммах машины 15 В. Выход по току 90%. Какое количество электричества нужнопропустить через ванну?
Решение. Количество ванн при последовательном их соединении равно:
/>
/>
/>
Решение. Количество никеля, которое нужно осадить на пластинку,равно:
10X10X2X0,005 = 1см3.
Тогда фактическое количество никеля, осевшее на пластинке,составит:
G^eKm = 1-0X8,9 = 8,9 г,
где 8,9 г/см3 — плотность никеля.
Для выделения такого количества никеля потребуется:
/>
/>
Пример 7. Электролизное отделение имеет производительность 30 000т/год алюминия. Определить необходимое число электролизеров, среднее напряжениена электролизере, если используют электролизеры с само обжигающими анодами,рассчитанными на силу тока 45 000 А; выход по току 90%; выход алюминия на 1кВт-ч равен 60 г; потери алюминия при переплавке 1,5%; время работыэлектролизеров 8000 ч/год.
Решение. Сначала рассчитывают часовую производительностьэлектролизеров с учетом потерь:
(30 000 + 30 000 х 0,015 х 1000) = 3806,25 кг.
8000
На 1 А-ч выделяется алюминия 0,90X0,335 = 0,30 г, где 0,335-электрохимический эквивалент алюминия.
Тогда за 1 ч электролизер дает:
0,3x45000 — = 13,5 кг алюминия.
1000
Следовательно, требуется установить в отделении:
3806,25 •
= 282 электролизера.
7.3 Контрольные задания к практическим занятиям
1.  Провести процессрафинирования черновой меди и получить 350 кг чистой меди в сутки. Какоеколичество электричества нужно пропустить через электролизеры, если напряжениена клеммах машины 13 Б, на клеммах ванны 0,20 В, выход по току — 89%,электрохимический эквивалент меди 31,8 г.
2.  Какое количествоэлектролитических ванн необходимо установить для рафинирования черновой меди сцелью получения 390 кг меди в сутки. Напряжение на клеммах машины 15 В, а наклеммах электролизеров 0,24 В. Каков выход по току, если количествоэлектричества составляет 13,0 X108 Кл.
3.  Определитьэлектрохимический эквивалент бертолетовой соли в процессе получения ееэлектролизом хлорида калия.
4.  Рассчитать количествоэлектричества для получения 600 г бертолетовой соли (КСЮ3) путем электролизахлорида калия, если напряжение электролиза 5 В, выход по току 89%.
5.  Определить расходэлектроэнергии для получения 10 г гидроксида калия электролизом растворахлорида, если за время опыта израсходовано 5,0 А-ч электричества, напряжение наклеммах электролизера 4,5 В.
6.  Рассчитать выход по токугидроксида натрия, получаемого электролизом раствора хлорида натрия в течение24 ч при силе тока 15 000 А. Полученный электролитический щелок содержит 120г/л гидроксида натрия.
7.  Чему равен фактическийвыход гидроксида натрия при электролизе раствора хлорида натрия, еслиобразующийся щелок в количестве 3000 л содержит 100 г/л гидроксида натрия?
8.  Определить времяэлектролиза для никелирования металлической пластики разменом 20x20 см. Толщинаслоя покрытия 40 мкм, сила тока при электролизе 2,5 А, выход по току 93%.
9.  Чему равна масса никеля,осевшего при электролизе на пластинках размером 15x15 см, если толщина слояникеля равна 50 мкм, а плотность никеля 8,9 г/см3.
10. Рассчитать дополнительный расход электроэнергии на получение 200кг продукта, вызванный перенапряжением 0,25 В в процессе электролитическогополучения водорода.
11. Производительность электролизного отделения составляет 25 тыс.т/год алюминия. Определить требуемое число электролизеров, среднее напряжениена электролизере, если применяют электролизеры с самообжигающимися анодами,рассчитанными на силу тока 4500 А. Выход по току 91%, время работыэлектролизеров 7500 ч/год, выход алюминия на 1 кВт-ч равен 55 г, потериалюминия при переплавке 1,0%.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
ЗАДАНИЕ № 1
1.  Понятие технология. Видытехнологии, их характеристика.
2.  Охарактеризоватьплазменную обработку материалов.
3.  В цехе работают печи,характеризуемые потребностью условного топлива 35 000 кг. КПД каждой печи 70%.Какому количеству электроэнергии, механической энергии, нормального парасоответствует расход условного топлива на непосредственную термообработкуизделий?
4.  Охарактеризоватьуглеродистые стали обыкновенного качества. Раскрыть принципы маркировкиследующих сталей: Ст2пС, ВСт5, БСтЗГпс.
5.  Определить расходныекоэффициенты сырья и составить материальный баланс обжиговой печи в производствецементного клинкера для портландцемента. Шихта для обжига включает (% масс):известняка — 19, глины — 21. Известняк содержит (% масс): СаСОэ — 96, примесей- 4. В состав глины входят (96 масс): Si02 — 73; А1203- 15; Fe203- 6,9; K20 — 1,9; Na20 — 3,2.
ЗАДАНИЕ № 2
1.  Описать связь технологиии экономики.
2.  Охарактеризовать лазернуюобработку материалов.
3.  Электрическая печьтермического цеха завода потребляет 2500 кВт-ч электроэнергии. Печь работает900 ч/год. Какому количеству условного топлива, механической энергии,нормального пара эквивалентен расход электроэнергии, если КПД печи равен 8096?
4.  Привести краткуюхарактеристику углеродистых конструкционных качественных сталей. Описатьпринципы маркировки и механические свойства этих сталей на примере сталей 10,20,40, 50.
5. Провести расчет паропроизводительности котла-утилизатора типаКУ-50, установленного за мартеновской печью. Расчетная температура дымовыхгазов перед КУ-50 равна 600°С, а на выходе из котла-утилизатора — 200°С. Составдымовых газов перед котлом-утилизатором (% объемн.): углекислый газ — 12,5;водяной пар — 10; кислород — 5,5; азот — 72. Объем подсасываемого воздуха вгазоходах котла-утилизатора составляет 0,06 объема дымовых газов, идущих вкотел-утилизатор.
ЗАДАНИЕ № 3
1.  Описать техническийпрогресс, его основные направления.
2.  В чем сущностьфотохимических процессов? Дать классификацию этих процессов.
3.  В цехе работаетоборудование, характеризуемое потребностью нормального пара 4500 кг. Какомуколичеству электроэнергии, условного топлива соответствует расход нормальногопара?
4.  Охарактеризоватьпреимущества и недостатки легированных сталей по сравнению с углеродистымисталями. Описать химический состав, механические свойства и назначениеследующих сталей: 18Г2, 35ГС, 20Х, ЗОХГТ.
5.  Определить расходвоздуха, количество и состав продуктов горения в рабочем пространстве камернойпечи. Состав сухого газа (% объемн.): метан — 96; этан — 1,35; пропан — 1,0;бутан — 0,43; углекислый газ — 0,21; азот — 0,50. Содержание влаги в сухом газеравно 15,50 г/м3. Коэффициент расхода воздуха принять 1,15.
ЗАДАНИЕ № 4
1. Раскрыть понятия «отрасль промышленности», «комплекснаяотрасль». Каковы принципы классификации отраслей промышленности?
2.  Охарактеризоватьэлектронно-лучевую обработку материалов.
3.  Оборудование цехаобеспечивает выработку механической энергии 250 л. с.-ч. Какое количествоэлектроэнергии, условного топлива непосредственно затрачивается на обработкуизделий, если КПД оборудования 70%?
4.  Привести краткую характеристикунизколегированных сталей. Раскрыть принципы маркировки этих сталей. Указатьхимический состав и механические свойства сталей 10ХСНД, 20ХГ2Ц,10Г2С1,12ГН2МФАЮ.
5.  Составить материальныйбаланс обжиговой печи в производстве цементного клинкера для портландцемента.Шихта для обжига включает (% масс): известняка — 78,5; глины — 21,5. Известняксодержит (% масс): СаСОэ — 95,5; примесей — 4,5. В состав глины входят (%масс): Si02 — 71; А1203- 15,5; Fe203- 7,5; К20 — 2,5; Na20 — 3,5.
ЗАДАНИЕ № 5
1.  Описать связь технологиии экономики.
2.  Что такоеэлектроэрозионная обработка, ее характеристика и разновидности?
3.  Потреблениеэлектроэнергии каждой электрической, печью цеха составляет 3500 кВт-ч. В цехеустановлено 5 печей. КПД одной печи равен 85%. Какое количество условноготоплива, механической энергии, нормального пара эквивалентно расходуэлектроэнергии на непосредственный нагрев деталей?
4.  Дать характеристикуцементуемым конструкционным сталям. Указать химический состав, механическиесвойства, твердость следующих сталей: 20, 20ХР, 20ХФ, 15Х2Г2СВА.
5.  Определить время нагревастальных заготовок при условии их плотной упаковки на монолитном поду. Размерызаготовок 35x35x300 мм. Материал — Сталь 30. Плотность стали равна 7800 кг/м3.Металл нагревается от 0°С до 800°С в камерной печи с температурой 1050°С.Приведенный коэффициент излучения равен 2,5 Вт/м2-К4.
ЗАДАНИЕ № 6
1.  Охарактеризоватьпроизводственный и технологический процессы. Каковы принципы классификациитехнологических процессов?
2.  Указать направленияиспользования ультразвука в промышленности.
3.  Для термической обработкидеталей применяют электрические печи, потребляющие 4000 кВт-ч электроэнергии.КПД одной печи равен 80%. Какому количеству условного топлива, механическойэнергии, нормального пара соответствует расход электроэнергии нанепосредственную термообработку деталей?
4.  Что такое улучшаемыеконструкционные стали? Привести химический состав, механические свойства,температуру закалки следующих сталей: 40Г, 40ХР, ЗОХГС, 40ХНР, 34ХНЗМ.
5.  Рассчитать число оборотовизложницы для отливки центробежным литьем наружный диаметр которой 200 мм.Толщина стенки — 30 мм. Определение скорости вращения изложницы провести погравитационному коэффициенту.
ЗАДАНИЕ № 7
1.  Охарактеризовать материальныйи энергетический балансы технологических процессов.
2.  В чем значениеэлектрофизических методов обработки материалов? Привести общую характеристикуэтих процессов.
3.  Каждая из четырехэлектрических печей термического цеха завода характеризуется потреблениемэлектроэнергии 15 000 кВт-ч. КПД одной печи равен 80%, а длительность работы800 ч. Какое количество условного топлива, механической энергии, нормальногопара эквивалентно расходу электроэнергии на непосредственную термообработкуизделий?
4.  Какие углеродистые илегированные стали относят к улучшаемым конструкционным сталям? К каким группамэтих сталей нужно отнести стали 45, 35ХРА, 30ХМ, 25ХГС, 30ХН2ВФА. Каковхимический состав и свойства этих сталей?
5. Определить продолжительность заполнения формы цинковым сплавомна поршневой машине методом литья под давлением. Масса отливки 2,0 кг,плотность сплава 7 г/см3, удельное сопротивление 300 кг/см, сечение питателямашины 0,2 см.
ЗАДАНИЕ № 8
1.  Дать краткуюэкономическую оценку технологических процессов.
2.  Охарактеризовать сущностьи назначение методов пайки, склеивания.
3.  Для термической обработкидеталей используют газовые печи, потребляющие 600 нм3 природного газа в год.Эквивалент для природного газа равен 1,14. Какому количеству электроэнергии,механической энергии, условного топлива соответствует расход природного газа?
4.  Привести характеристику иклассификацию конструкционных сталей. Описать принципы маркировки, химическийсостав, механические свойства и назначение следующих сталей: Orlcn, БСтЗсп, ВСт5,18Г2, 40Х.
5.  Сырая прочность смеси,используемой для изготовления стержней для литья в песчано-глинистые формы,равна 0,25 кг/см2. При какой нагрузке разрушится сырой образец диаметром 40 мм,если плотность смеси образца составляет 1,7 г/см 3?
ЗАДАНИЕ № 9
1.  Охарактеризовать типыпроизводств.
2.  В чем сущностьспециальных методов сварки?
3.  Оборудование цехавырабатывает механическую энергию в количестве 1000 л. с.-ч. Какое количествоэлектроэнергии, условного топлива, нормального пара эквивалентно расходумеханической энергии, если КПД оборудования равен 70%?
4.  Описать автоматные стали.Указать механические свойства, характер обработки, назначение следующих сталей:АЦ45Г2, АСЦЗОХМ, ЛИ, А20.
5. Провести расчет производительности котла-утилизатора типаКУ-60-2, установленного за мартеновской печью. Расчетная температура дымовыхгазов перед КУ-60-2 равна 650°С, а на выходе из котла-утилизатора — 245°С.Состав дымовых газов, выходящих из мартеновской печи, принять следующий (%объемн.): углекислый газ — 11, водяной пар — 10, кислород — 6, азот — 73. Объемподсасываемого воздуха в газоходах котла-утилизатора составляет 0,04 объемадымовых газов, идущих в аппарат.
ЗАДАНИЕ № 10
1.  Что такоехимико-технологические процессы? Привести характеристику и классификацию этихпроцессов.
2.  Охарактеризовать сваркудавлением. В чем сущность электрической контактной сварки?
3.  Термический цех заводавключает печи, каждая из которых характеризуется потребностью условного топлива1000 кг. КПД одной печи 75%. Какое количество электроэнергии, механическойэнергии, природного газа, нормального пара непосредственно затрачивается натермообработку изделий?
4.  Какие стали используютдля изготовления изделий, работающих при низких температурах? Привестимеханические свойства, назначение следующих марок сталей: А12, С40Х, 10ХСНД,15Г2СФ, 10Х18Н10Т.
5.  Найти расход воздуха,количество и состав продуктов горения в рабочем пространстве камерной печи.Состав сухого газа (% объемн.): метан — 95; этан — 2,82; пропан — 1,06; бутан — 0,40; углекислый газ — 0,20; азот — 0,52. Содержание влаги в сухом газе равно14,55 г/м3. Коэффициент расхода воздуха равен 1,2.
ЗАДАНИЕ № 11
1. Охарактеризовать скорость и равновесие химико-технологическихпроцессов. Каковы пути интенсификации этих процессов?
2.  Описать атомно-водороднуюи электрошлаковую сварку.
3.  В цехе работаетоборудование, характеризуемое потребностью нормального пара 8000 кг. Какомуколичеству электроэнергии, механической энергии, условного топлива, природногогаза соответствует расход нормального пара?
4.  Какие требованияпредъявляются к сталям, используемым для изготовления рессор, пружин? Изперечисленных сталей выбрать рессорно-пружинные стали и указать их механическиесвойства: Ст1, БСт5, 55ГС, 55С2, 70СЗА, 60С2Н2А.
5.  Определить время нагревастальных заготовок при условии их плотной упаковки на монолитном поду. Размерызаготовок 45x45x350 мм. Материал — Сталь 30. Плотность стали равна 7800 кг/м3.Металл нагревается от 0«С до 800°С в камерной печи с температурой 1050°С.Приведенный коэффициент излучения равен 2,5 Вт/м2-К4.
ЗАДАНИЕ №12
1.  Дать характеристику ипривести классификацию сырья.
2.  В чем сущность газовойсварки? Что такое огневая резка металлов?
3.  Электрические печитермического цеха потребляют 20 000 кВт-ч электроэнергии. КПД каждой печи 80%.Перевести термообработку изделий на природный газ, если эквивалент дляприродного газа равен 1,14.
4.  Привести краткуюхарактеристику износостойких сталей и сплавов. К какой группе износостойкихсталей относят стали ШХ15, Г13, ШХ9?
5.  Определитьпродолжительность заполнения формы цинковым сплавом на поршневой машине методомлитья под давлением. Масса отливки 2,5 кг; плотность сплава 7 г/см3; удельноедавление 300 кг/см; сечение питателя машины 0,18 см2.
ЗАДАНИЕ №13
1. Каковы пути повышения качества сырья? Описать методы обогащениясырья.
2.  В чем сущность сваркиплавлением? Охарактеризовать элск-тродуговую сварку.
3.  Определить времяобработки изделия при новом способе на станке, если время обработки изделия действующимспособом на том же станке равно 370 с. Экономия электроэнергии составляет 0,035кВт-ч, а мощность потерь холостого хода равна 0,4 кВт.
4.  Охарактеризоватькоррозийно-устойчивые (нержавеющие) стали. Перечислить наиболее важныетехнические коррозийно-устойчивые стали. Указать принципы маркировки,механические свойства, химическую стойкость следующих сталей: 10X13, 30X13,Х25,1Х13НЗ, Х18Н9, Х18Н10Т, 10Х15Н9Ю.
5.  Сырая прочность смеси,используемой для изготовления стержней для литья в песчано-глинистые формы,равна 0,5 кг/см2. При какой нагрузке разрушится сырой образец диаметром 50 мм?
ЗАДАНИЕ № 14
1.  Что такое комплексноеиспользование сырья? Описать влияние качества сырья на качество готовойпродукции.
2.  Охарактеризоватьнеразъемные соединения. Дать характеристику и классификацию сварки.
3.  Необходимо провестиукрупнение ламп единичной мощности с целью получения экономии электроэнергии1000 кВт-ч. Вместо 20 ламп мощностью 250 Вт нужно взять лампы мощностью 800 Вт.Сколько требуется ламп большей мощности, если длительность горения составляет1200 ч?
4.  Что понимают поджаропрочностью и жаростойкостью материалов? Каковы основные направления посозданию жаропрочных материалов? К какому классу сталей относят следующиестали: 12МХ, 12Х2МФСР, Х6С, Х18Н10Т, 1Х4В116Б? Указать принципы маркировки,химический состав и свойства этих сталей.
5.  Определить число оборотовизложницы для отливки центробежным литьем трубы, наружный диаметр которой 600мм. Толщина стенки трубы 45 мм. Гравитационный коэффициент принять равным 95.
ЗАДАНИЕ № 15
Указать источники воды. Привести характеристику и классификациювод. В чем сущность формообразования деталей методами порошковой металлургии?
Какова мощность потерь холостого хода станка, на которыйпереведена обработка изделий с целью получения экономии электроэнергии 0,050кВт-ч? Продолжительность обработки изделия на прежнем и новом станкесоответственно равна 200 с и 100 с, потребляемые станками мощности — 2 и 2,5кВт, мощность потерь холостого хода прежнего станка равна 0,25 кВт, времяхолостого хода — 100 с и 60 с.
Дать характеристику сталям и сплавам с особыми физическимисвойствами. Какие группы материалов относятся к сплавам с особыми физическимисвойствами? Указать маркировку, свойства следующих сплавов: инвар, константан,пермаллой, альсиферн.
Рассчитать сечение подводящего канала (питателя) для заполненияформы алюминиевым сплавом на компрессорной машине. Исходные данные принятьследующие: масса отливки 300 г, плотность сплава 2,7 г/см3, давление воздуха 20кг/см2, продолжительность заполнения 0,15 с.
ЗАДАНИЕ № 16
Что такое промышленная водоподготовка? Каковы пути рациональногоиспользования воды?
Охарактеризовать плазмохимические процессы. Привестиклассификацию, указать области применения. При укрупнении ламп единичноймощности взяли лампы мощностью 1000 Вт в количестве 6 шт. и получили экономиюэлектроэнергии 1500 кВт-ч. Сколько было заменено ламп мощностью 300 Вт, еслидлительность работы ламп 1000 ч?
4.  Охарактеризоватьинструментальные стали. Привести классификацию и свойства инструментальныхсталей. К каким группам инструментальных сталей относятся стали 9ХС, Х12Ф1,Р12, ЗХ7В7С? Описать их свойства и состав.
5.  Сырая прочность смеси,используемой при изготовлении стержней для литья в песчано-глинистые формы равна0,8 кг/см2. Образец разрушается при нагрузке 15,7 кг. Определить диаметробразца из стержневой смеси.
ЗАДАНИЕ № 17
1.  Описать виды энергии.Какова роль энергии в технологических процессах?
2.  Что такоерадиационно-химические процессы? Дать характеристику этих процессов и указатьнаправления использования их в системах технологий.
3.  Какова мощность потерьхолостого хода станка, с которого переведена обработка изделий на другойстанок, имеющий мощность потерь 0,3 кВт? Время обработки изделий на прежнемстанке и новом станке соответственно равно 270 с и 200 с. Экономияэлектроэнергии 0,045 кВт-ч. Мощность, потребляемая прежним станком,- 2,5 кВт,новым станком -3,0 кВт. Длительность работы станков на холостом ходусоответственно равна 150 с и 120 с.
4.  Привести классификациюинструментальных сталей. Какое место в этой классификации занимают стали ХВГ,Х12М, 5ХНМ, ЗХ7В7С, Р18Ф2? Указать отличительные свойства перечисленных сталей.
5.  Определить время нагревастальных заготовок при условии их плотной упаковки на монолитном поду. Размерызаготовок 30x50x450 мм. Материал — Сталь 30. Плотность стали 7,8 г/см3. Металлнагревается от 0°С до 600°С в камерной печи с температурой 1050°С. Приведенныйкоэффициент излучения равен 2,5 Вт/м2-К4.
ЗАДАНИЕ №18
1.  Дать общую характеристикувысокотемпературных процессов.
2.  Каково содержаниебиохимических процессов? Указать значение, области применения этих процессов.
3.  Определить времяобработки изделия при прежнем способе на станке, если время обработки изделияпри новом способе на том же станке составляет 100 с. Экономия электроэнергиисоставляет 0,025 кВт-ч, а потери холостого хода 0,2 кВт.
4.  Какие основные признакиклассификации инструментальных сталей? Охарактеризовать состав и свойствасталей следующих: В1, 7ХФ, Р6М5,4Х8В2, 9ХС, Р9Х5.
5.  Определить расходвоздуха, количество и состав продуктов горения в рабочем пространстве камернойпечи. Состав сухого газа (% объемн.): метан — 95,5; этан- 2,06; пропан — 1,30;бутан — 0,43; углекислый газ — 0,21; азот — 0,5. Содержание влаги в сухом газе14,50 г/м3, коэффициент расхода воздуха 1,22.

ЗАДАНИЕ № 19
1.  Описатьвысокотемпературные процессы черной металлургии, доменный процесс.
2.  Указать направленияиспользования биотехнологических процессов в системах технологий.
3.  Термический цех заводаработает на природном газе. Потребность газовых печей 5000 нм3 газа. Эквивалентдля природного газа равен 1,14. Перевести работу цеха на электроэнергию, еслиэлектрические печи имеют КПД 85%.
4.  Описать основные свойстваинструментальных сталей. Какими отличительными свойствами обладают следующиестали: ХГ2М, 6ХВ2С, Р10Ф5К5, ЗХ7В7С? Указать состав этих сталей и назначение.
5.  Провести расчетпаропроизводительности котла-утилизатора, установленного за мартеновской печью.Расчетная температура дымовых газов перед котлом-утилизатором типа КУ-100-1,равна 650°С, а на выходе из аппарата — 245°С. Состав дымовых газов передкотлом-утилизатором принять таким (% объемн,): углекислый газ — 12,5; водянойпар — 10,0; кислород — 5,8; азот — 71,7.
ЗАДАНИЕ № 20
1.  Описать производствостали кислородно-конвертерным методом. Дать технико-экономическую оценку методапо сравнению с мартеновским способом.
2.  Охарактеризоватькаталитические процессы нефтепереработки.
3.  Электрические печитермического цеха завода характеризуются потреблением электроэнергии 10 000кВт-ч. КПД печей составляет 85%. Какое количество условного топлива потребуетсяна непосредственный нагрев деталей в электропечах?
4.  Какие стали применяют дляизготовления режущих инструментов? Дать характеристику нетеплостойких сталейдля режущего инструмента. Описать принципы маркировки, свойства следующихсталей: У10А, ХВ5, У7, 6ХС, 7ХФ. Для каких типов инструментов используютуказанные стали?
5.  Определить число оборотовизложницы для отливки центробежным литьем трубы, наружный диаметр которой 800мм. Толщина стенки равна 50 мм. Гравитационный коэффициент принять равным 60.
ЗАДАНИЕ № 21
1.  Описать контактный способполучения серной кислоты.
2.  Описать внедоменныеспособы производства стали. Каковы методы разливки стали?
3.  Определить экономиюэлектроэнергии при переходе на новый способ обработки изделий на прежнемстанке, при этом машинное время сократилось с 250 с до 150 с. Мощность потерьхолостого хода равна 0,35 кВт. Какова будет экономия электроэнергии припереводе обработки изделий на другой станок, имеющий мощность потерь холостогохода 0,30 кВт?
4.  Охарактеризоватьтеплостойкие стали для режущих инструментов. Каковы принципы маркировки ихимический состав следующих сталей: Р18, Р6М5, Р18Ф2, Р18Ф2К5? Дать техническуюхарактеристику этих сталей.
5. Сырая прочность смеси, используемой при изготовлении стержнейдля литья в песчано-глинистые формы, равна 0,08 кг/см2. 11ри какой высотеобразец из этой смеси разрушится под действием собственной нагрузки, еслиплотность смеси составляет 1,8 г/см3?
ЗАДАНИЕ № 22
1.  Охарактеризоватьмартеновский способ производства стали. Привести технико-экономическуюхарактеристику этого метода.
2.  Указать состав, свойстватвердых катализаторов. Дать характеристику оборудования для каталитическихпроцессов.
3.  В цехе работают печи,характеризуемые потребностью условного топлива 2000 кг. КПД каждой печи — 0,75.Какое количество электроэнергии, нормального пара, механической энергииэквивалентно условному топливу, непосредственно затрачиваемому на обработкудеталей?
4.  Описать штамповые стали.К какой группе штамповых сталей относят следующие стали: У10, ХВСТ, Х12Ф1,Х6ВФ? Каковы принципы их маркировки и назначение?
5.  Прессование медногосплава на поршневой машине протекает в течение 0,12 с. Определить удельноедавление, если плотность материала равна 8,8 г/см3, сечение питателя -0,11 см2,а масса отливки — 1 кг.
ЗАДАНИЕ № 23
1.  Раскрыть содержаниевысокотемпературных процессов производства цветных металлов.
2.  В чем значение и каковызакономерности каталитических процессов?
3.  Участок цеха включаетоборудование, обеспечивающее выработку механической энергии 150 л. с.-ч. Какомуколичеству электроэнергии, условного топлива эквивалентно количество механическойэнергии? КПД оборудования составляет 70%.
4.  Дать краткуюхарактеристику сталей для штампов горячего деформирования металлов. Указатьпринципы маркировки, свойства и назначение следующих сталей: 4Х5МС, ЗХ2В8Ф,4Х5В4ФСМ, 55Г.
5.  Определить сечениеподводящего канала (питателя) для заполнения формы алюминиевым сплавом накомпрессорной машине. Продолжительность заполнения формы равна 0,13 с.Алюминиевый сплав имеет плотность 2,7 г/см3. Масса отливки 350 г, а давлениевоздуха составляет 25 кг/см .
ЗАДАНИЕ № 24
1.  Дать характеристикупроизводства строительных материалов, его сырьевой базы и технологии.
2.  В чем сущностьэлектролиза расплавленных сред? Описать производство алюминия.
3.  Обработка деталейпереведена с двух токарных станков на станок-полуавтомат. На токарных станкахвремя обработки изделий соответственно равно 330 с и 350 с, а потребляемаястанками мощность — 3,5 кВт и 3,0 кВт. Какова экономия электроэнергии приобработке 100 шт. деталей, если станок полуавтомат потребляет 4,5 кВт электроэнергии,длительность обработки деталей на полуавтомате — 200 с? Вспомогательное времяна токарных станках 120 с и 130 с, мощность потерь холостого хода 0,15 кВт и0,20 кВт.
4.  Охарактеризовать стали,твердые сплавы для измерительных инструментов, а также алмазные инструменты.Какие стали и сплавы применяются для изготовления измерительных инструментов, вкачестве инструментального материала? Указать марки, состав и свойства этихматериалов.
5.  Рассчитать число оборотовизложницы для отливки центробежным литьем трубы, наружный диаметр которой 600мм, толщина стенки 1,5 мм. Изготовление трубы осуществляется горизонтальнымцентробежным литьем.
ЗАДАНИЕ № 25
1.  Описать производствокерамических изделий.
2.  Охарактеризовать методыволочения, прессования, ковку, штамповку.
3.  Определить экономиюэлектроэнергии, получаемой в результате замены 25 ламп мощностью 300 Вт, шестьюлампами мощностью 800 Вт. Световой поток не изменился. Длительность горенияламп составляет 1000 ч.
4.  Охарактеризовать сплавына основе титана. Указать основы классификации титановых сплавов. Каковыпринципы маркировки, химический состав, механические свойства следующихсплавов: Вт4, ВТ18, ВТ9, ИВТ, ВТ31Л, ВТ21Л?
5.  Составить материальныйбаланс обжиговой печи в производстве цементного клинкера. Для обжига используютшихту, содержащую (96 масс): известняка — 81; глины — 19. Известняк содержит(96 масс): СаСОэ — 96,5; примесей — 3,5. В состав глины входят (96 масс): Si02 — 71,5; А1203 — 16,5; Fe203 — 6,8; К20 — 1,8; Na20 — 3,4.
ЗАДАНИЕ № 26
1.  Охарактеризоватьгидравлические вяжущие вещества. Раскрыть сущность технологического процессапроизводства портландцемента.
2.  К каким методам обработкиметаллов относится прокатка? Содержание и области применения прокатки.
3.  Оборудование цеха характеризуетсяпотребностью условного топлива 1500 кг. Какому количеству электроэнергии,механической энергии, природного газа, нормального пара соответствует расходусловного топлива?
4.  Описать алюминиевые имагниевые сплавы. Указать принципы маркировки этих сплавов. Дать краткуюхарактеристику деформируемым термообработкой алюминиевым сплавам. К какимгруппам сплавов относятся следующие сплавы: АМгЗ, Д16, В95, АК6, А12, А18?Указать химический состав и механические свойства этих сплавов.
5. Сырая прочность смеси, используемой при изготовлении стержнейдля литья в песчано-глинистые формы, равна 0,10 кг/см2. Какова площадьпоперечного сечения образца, если его высота составляет 38 см? Плотность смесипринять равной 2,0 г/см3.
ЗАДАНИЕ № 27
1.  Привести общуюхарактеристику процессов переработки топлив.
2.  Раскрыть содержаниеметодов пластической деформации материалов. Дать характеристику оборудования,используемого в этих методах.
3.  В цехе работаетоборудование, имеющее потребность в условном топливе 5000 кг. Какому количествуэлектроэнергии, механической энергии, природного газа, нормального параэквивалентен расход условного топлива:1
4.  Охарактеризоватьалюминиевые сплавы, не упрочняемые термообработкой, а также ковочные и литейныесплавы алюминия. Каковы принципы маркировки этих сплавов? Описать химическийсостав, механические свойства, назначение следующих сплавов: АК6, АК4-1, А14,А18, Д1, АМг5.
5.  Рассчитать длительностьзаполнения формы цинковым сплавом на поршневой машине методом литья под давлением.Масса отливки — 2,3 кг; плотность сплава 7 г/см3; сечение питателя машины 0,2см2; удельное давление 300 кг/см2.
ЗАДАНИЕ № 28
1.  Описать технологическийпроцесс коксования каменного угля.
2.  Что такоегидроэлектрометаллургия? Раскрыть содержание и указать области применениягидроэлектрометаллургии.
3.  Определить времяобработки изделий на станке при прежнем способе, если время обработки изделийпри новом способе равно 120 с. Экономия электроэнергии составляет 0,03 кВт-ч, амощность потерь холостого хода равна 0,25 кВт.
4.  Дать краткуюхарактеристику алюминиевым подшипниковым сплавам и порошковым алюминиевымсплавам. Описать принципы маркировки этих сплавов. Из перечисленных сплавов:АМц, АМгЗ, Д16, В96, А120, АН, САП, выделить жаропрочные литейные сплавы испеченные сплавы. Указать химический состав и механические свойства этихсплавов.
5.  Найти число оборотовизложницы для отливки с помощью горизонтального центробежного литья трубы,наружный диаметр которой 200 мм, толщина стенки 30 мм. Расчет провести погравитационному коэффициенту.
ЗАДАНИЕ № 29
1.  В чем сущность процессовгазификации твердого топлива?
2.  Охарактеризоватьспециальные методы литья.
3.  Определить экономиюэлектроэнергии при переходе на новый способ обработки изделий на прежнемстанке, при этом машинное время сократилось с 220 с до 150 с. Мощность потерьхолостого хода станка равна 0,25 кВт. Как изменится экономия электроэнергии припереводе обработки изделий на другой станок, имеющий мощность потерь холостогохода 0,2 кВт?
4.  Охарактеризовать магний иего сплавы. Какие типы сплавов магния выпускает промышленность? Указатьхимический состав, механические свойства и назначение следующих сплавов: МА9,МА5, ВМА1, ВМ65-1.
5.  Установить время нагревастальных заготовок при условии их плотной упаковки на монолитном поду. Размерызаготовок 30x30x300 мм. Материал — Сталь 30. Плотность стали 7800 кг/м3. Металлнагревается от 0°С до 800°С в камерной печи с температурой 1050°С. Приведенныйкоэффициент излучения равен 2,5 Вт/м2-К4.
ЗАДАНИЕ № 30
1.  Привести характеристикутермических процессов переработки нефти и газа. Раскрыть сущностьтехнологического процесса фракционной перегонки нефти.
2.  Каковы основы технологиилитейного производства? В чем сущность методов литья в песчано-глинистые формы?
3.  Термический цех заводавключает газовые печи, каждая из которых потребляет 1000 нм3 природного газа.Перевести термическую обработку деталей на электроэнергию. КПД электропечейпринять равным 85%. Эквивалент для природного газа взять 1,14.
4.  Дать краткуюхарактеристику сплавам меди. Какие медные сплавы называют латунями? Указатьпринципы маркировки латуней. Описать механические свойства, назначение,химический состав следующих сплавов: Л90, ЛЖМц50-1-1, ЛС59, ЛК80-ЗЛ, ЛКС80-3-3.
5.  Рассчитать расходвоздуха, количество и состав продуктов горения в рабочем пространстве камернойпечи. Состав сухого газа принять (% объемн.): метан — 94,52; этан — 0,44;пропан — 1,42; бутан — 0,81; углекислый газ — 0,20; азот — 0,61. Содержаниевлаги в сухом газе равно 14,30 г/м3.
ЗАДАНИЕ № 31
1.  Охарактеризоватьтермический крекинг мазута.
2.  Перечислить этапыпроизводства машин и их технико-экономические показатели.
3.  Потребность газовой печитермического цеха завода составляет 1500 нм3 природного газа. Какому количествуэлектроэнергии механической энергии, условного топлива, нормального параэквивалентен расход природного газа. Эквивалент для природного газа принятьравным 1,14.
4.  Привести краткуюхарактеристику сплавов меди с оловом. Указать принципы маркировки этих сплавови их техническое название. К какой группе сплавов меди с оловом относятсяследующие сплавы: БрОЦС4-4-2,5; БрОЦС4-4-17; БрОЦСНЗ-7-5-1.
5. Определить паропроизводительность котла-утилизатора типаКУ-125, установленного за мартеновской печью. Расчетная температура дымовыхгазов перед КУ-125 равна 650°С, а температура дымовых газов на выходе изаппарата 245°С. Дымовые газы включают (% объемн.): углекислый газ — 12,1;водяной пар — 10,4; кислород — 5,7; азот — 71,8. Объем подсасываемого воздуха вгазоходах котла-утилизатора составляет 0,06 объема дымовых газов, поступающих ваппарат.
ЗАДАНИЕ № 32
1.  Что такое пиролизнефтяных фракций?
2.  Дать краткуюхарактеристику машиностроения. Какова структура машиностроительногопредприятия?
3.  Какую экономиюэлектроэнергии можно получить при переводе обработки изделий с двухстанков-полуавтоматов на то-карно-карусельный станок? На станках-полуавтоматахвремя обработки изделий соответственно равно 240 с и 230 с, потребляемаямощность 3,5 кВт и 4 кВт; время холостого хода 110 с и 100 с, мощность потерь0,20 кВт и 0,15 кВт. Время обработки изделий на токарно-карусельном станкесоставило 150 с. Потребляемая мощность 4,5 кВт. Вспомогательное время равно 70с при мощности потерь 0,1 кВт.
4.Описать сплавы меди с алюминием, авинцом, бериллием. Ка-
ковы принципы маркировки этих сплавов? Указать механическиесвойства и назначение следующих сплавов: БрАЖ9-4, БрАЖ9-4Л, БрКМцЗ-1, 5рБ2,БрСЗО.
5.Рассчитать сечение подводящего канала (питателя) для заполненияформы алюминиевым сплавом на компрессорной машине. Плотность сплава 2,7г/см3,продолжительность заполнения формы 0,11 с, давление воздуха 25кг/см2, а массаполучаемой отливки составляет 280 г.
ЗАДАНИЕ № 33
1. Привести характеристику и указать закономерности электрохимическихпроцессов.
2.  Какие существуют типыпроизводств? Дать им характеристику и технико-экономическую оценку.
3.  В цехе работаеткомпрессионная холодильная установка, характеризуемая потребностью в условномтопливе 250 кг. КПД установки 80%. Какое количество электроэнергии,механической энергии, тепловой энергии, нормального пара непосредственнозатрачивается на выработку холода?
4.  Охарактеризовать сплавыцинка, свинца, олова. Какими отличительными свойствами обладают эти сплавы?Описать химический состав, структуру, назначение следующих сплавов: Б83, БН,БС, ЦАМ-10-5, ЦАМ-5-10, АСС6-5.
5.  Сырая прочность смеси,применяемой для изготовления стержней в способе литья в песчано-глинистыеформы, равна 0,75 кг/см2. Определить диаметр образца из этой смеси, еслинагрузка, при которой разрушается образец, составляет 15,5 кг.
ЗАДАНИЕ № 34
1.  В чем сущностьэлектролиза водных растворов. Описать технологический процесс получения хлора игидроксида натрия.
2.  Охарактеризовать методыполучения стали в электропечах.
3.  Определить времяобработки изделий по новому способу на станке, если машинное время обработкиэтих изделий прежним способом на том же станке составило 340 с. Мощность потерьхолостого хода равна 0,30 кВт, а экономия электроэнергии — 0,02 кВт-ч.
4.  Кратко описать материалы,изготавливаемые методами порошковой металлургии. Каков химический состав,механические свойства и назначение этих материалов.
5.  Найти время нагревастальных заготовок при условии их плотной упаковки на монолитном поду. Размерызаготовок 35x35x450 мм. Материал — Сталь 30. Плотность стали 7,8 г/см3.Заготовки нагреваются от 0°С до 600°С в камерной печи с температурой1000»С. Приведенный коэффициент излучения равен 2,5 Вт/м2-К4.
ЗАДАНИЕ № 35
1.  Раскрыть содержаниепроцесса электролиза воды. Описать электрохимические процессы производствапродуктов окисления.
2.  Дать характеристикувысокотемпературным процессам в производстве цветных металлов.
3.  Действующее механическоеоборудование цеха обеспечивает выработку энергии в количестве 150 л. с.-ч.Какому количеству электроэнергии, условного топлива, тепловой энергии,нормального пара эквивалентен полезный расход механической энергии, если КПДоборудования равен 15%?
4.  Что такое композиционныематериалы? Охарактеризовать принципы маркировки, состав, отличительныемеханические, физико-химические свойства, стадии получения и назначение этихматериалов.
5.  Определить расходвоздуха, количество и состав продуктов горения в рабочем пространстве камернойпечи. Сухой газ имеет состав (% объемн.): метан — 95,0; этан — 2,42; пропан-1,42; бутан — 0,43; углекислый газ — 0,22; азот — 0,51. Коэффициент расходавоздуха равен 1,2.
ЗАДАНИЕ № 36
1.  Дать определение понятия«технология». Описать виды технологии, связь технологии и экономики.
2.  Каково значение давлениядля технологических процессов? Указать влияние давления на протеканиегазофазных, жидко-фазных и твердофазных процессов.
3.  На станке-полуавтоматевнедрен новый способ обработки деталей при мощности потерь 0,30 кВт. Времяобработки деталей составило 300 с. На сколько сократилась длительностьобработки деталей на станке по сравнению с прежним способом, если экономияэнергии равна 0,35 кВт-ч.
4.  Дать краткуюхарактеристику строения, свойств полимеров. Какие различают состояния полимеров?Как изменяются механические свойства полимеров в кристаллическом состоянии?
5. Составить материальный баланс обжиговой печи в производствецементного клинкера для портландцемента. Для обжига берут шихту, содержащую (%масс): известняка — 80,5; глины — 19,5. В состав известняка входит (% масс):СаС03 -95,5; примесей — 4,5. Глина содержит (% масс): Si20 — 71,6; А1203 — 15.9:ре2°з — 7>1> К2° ~2'°; Na2° ~3'4-
ЗАДАНИЕ № 37
1.  Раскрыть содержаниевысокотемпературных процессов производства цветных металлов.
2.  Дать характеристикумашиностроения, как комплексной отрасли. Описать структуру машиностроительногопредприятия.
3.  Проведено укрупнение лампединичной мощности, Вместо ламп мощностью 300 Вт установили 6 ламп мощностью1000 Вт. Получена экономия электроэнергии 1100 кВт-ч. Сколько заменено лампменьшей мощности, если длительность горения ламп равна 1000 ч? Принять, чтовеличина светового потока не изменилась.
4.  Что называютпластмассами? Чем они отличаются от полимеров? Привести классификацию пластмасспо отношению к температуре. Кратко описать важнейших представителей групппластмасс, используемых в машиностроении и других отраслях промышленности. •
5.  Рассчитатьпаропроизводительность котла-утилизатора КУ-60-2, установленного замартеновской печью. Расчетная температура дымовых газов передкотлом-утилизатором равна 650°С, а после аппарата — 200°С. Дымовые газы,поступающие в КУ-60-2, имеют состав (% объемн.): углекислый газ — 12,2; водянойпар — 10,3; кислород — 5,9; азот — 71,1. Объем подсасываемого воздуха вгазоходах котла-утилизатора составляет 0,055 объема дымовых газов, поступающихв аппарат.
ЗАДАНИЕ № 38
1.  Дать характеристикуважнейшим видам энергии. Что такое коэффициент использования энергии? Егозначение для систем технологий.
2.  Описать кислородно-конверторныйметод производства стали. Дать технико-экономическую оценку этого способа. Какосуществляется разливка стали?
3.  Определить времяобработки изделий на станке при прежнем способе, если время обработки изделийпри новом способе равно 210 с. Экономия электроэнергии составляет 0,018 кВт-ч,а мощность потерь холостого хода равна 0,20 кВт.
4.  Описать технологиютермической обработки стали. Указать виды этой обработки и дать им краткуюхарактеристику. К какой группе марок сталей относятся следующие стали: Ст1,Стб, БСт1, БСтЗ, ВСт2, ВСтЗ, Ст5пс, БСтбсп? Указать их состав и механическиесвойства.
5.  Найти продолжительностьзаполнения формы цинковым сплавом на поршневой машине методом литья поддавлением. Масса получаемой отливки 2,4 кг. Цинковый сплав имеет плотность7г/см3. Удельное давление поршня машины 300 кГ/см2, сечение питателя машины0,19 см2.
ЗАДАНИЕ № 39
1.  Раскрыть понятия«производственный» и «технологический процессы». Каковы принципы классификациитехнологических процессов?
2.  Каковы особенностипроизводства стали в электропечах? Дать характеристику применяемогооборудования и получаемой продукции.
3.  Какова моидность потерьхолостого хода станка, на который переведена обработка изделий с другогостанка, имеющего мощность потерь холостого хода 0,36 кВт-ч.? Время обработкиизделий на прежнем и новом станках соответственно равны 290 с и 200 с,потребляемая мощность — 2,5 кВт и 3,0 кВт. Время холостого хода равно 90 с и 70с. Экономия электроэнергии составляет 0,020 кВт-ч.
4.  Охарактеризоватьуглеродистые конструкционные качественные стали и легированные конструкционныестали. Раскрыть принципы маркировки этих сталей. К каким сталям относятследующие материалы: 20, 60, 10Г201, 14ХГС, 25Г2С, 20Х2Ц, 12ХГ2Ц, 12ХНЗА, 38ХС,25ХГС?
5.  Определить число оборотовизложницы для отливки центробежным литьем трубы, наружный диаметр которой 600мм, толщина стенки 45 мм. Применяют вертикальное центробежное литье, длякоторого гравитационный коэффициент принять равным 100.
ЗАДАНИЕ № 40
1.  Раскрыть содержаниевнедоменных способов получения стали.
2.  Охарактеризоватьпроизводственные сточные воды. Какими методами ведут очистку сточных вод?
3.  Энергетический цехвырабатывает энергию в количестве 5000 кг у. т. Сколько киловатт-часовэлектроэнергии, тепловой энергии, нормального пара получают производственныецехи, если доля электроэнергии и нормального пара в полученном количествеэнергии соответственно равна 50% и 10%?
4.  Описать износостойкиестали, сплавы и нержавеющие стали. Указать особенности их химического состава.Каковы принципы маркировки, назначение следующих сталей: ШХ15, ЗОХ13, Х25,Х18Н10Т, ОХ17Н1МЗТ, ОХ18Н12Т, ОХ23Н2-8МЗДЗТ?
5.  Формовочная смесь дляполучения стержней методом литья в песчано-глинистые формы имеет сыруюпрочность 0,6 кг/см2. При какой нагрузке разрушится сырой образец из этойсмеси, имеющий диаметр 40 мм?
ЗАДАНИЕ № 41
1. Охарактеризовать материальный и энергетический балансытехнологических процессов. Указать статьи калькуляции себестоимости продукции,при составлении которых используют результаты этих балансов.
2.  Указать классификацию иструктуру текстильных волокон. Каковы основные технологические свойстваволокон?
3.  Оборудование цеха вырабатываетмеханическую энергию в количестве 2000 л. с.-ч. Какому количеству электроэнергии,условного топлива, нормального пара соответствует выработка механическойэнергии, если КПД оборудования равен 75%?
4.  Охарактеризоватькомпозиционные материалы. По каким признакам их классифицируют? К каким группамкомпозиционных материалов относят следующие материалы: ВКА-1; ВКУ-1; КАС-1;КМУ-IV; карбоволокнит; КМБ-ЗК. Указать основные свойства этих материалови области применения.
5.  Длительность прессованиямедного сплава на поршневой машине составляет 0,11 с. Рассчитать удельноедавление; если плотность материала равна 8,8 г/см3, сечение питателя 0,12 см,масса отливки 1,2 кг.
ЗАДАНИЕ № 42
1.  Дать краткуюхарактеристику и указать классификацию вторичных энергетических ресурсов.Каковы направления использования этих ресурсов?
2.  Дать характеристикуазотной кислоты. Почему она находит применение в разных отрасляхпромышленности? Описать методы производства разбавленной азотной кислоты.
3.  Термический цех заводавключает печи, каждая из которых характеризуется потребностью 2000 нм3 природногогаза. КПД одной печи равен 70%. Какому количеству электроэнергии, механическойэнергии, природного газа, нормального пара эквивалентен расход природного газа?
4.  Дать краткуюхарактеристику материалов высокой твердости. Указать преимущества твердыхсплавов, материалов высокой твердости и особо высокой твердости. Описатьпринципы маркировки, химический состав, назначение следующих сплавов: Т30К;Т5К12; Т17К12; БК6; ВК8В; ВК15; ВК25. К каким группам твердых сплавов относятперечисленные сплавы?
5. Рассчитать количество, состав продуктов горения, расход воздухав рабочем пространстве камерной печи. Сжигаемый в печи сухой газ имеетследующий состав (% объемн.): метан — 95,1; этан — 2,26; пропан — 1,40; бутан — 0,53; углекислый газ — 0,19; азот — 0,52. Содержание влаги в сухом газе равно14,3 г/м3. Коэффициент расхода воздуха составляет 1,19.
ЗАДАНИЕ № 43
1.  Описать технологическиепроцессы переработки топлив. Привести их классификацию и дать сравнительнуютехнико-экономическую оценку.
2.  Привести классификациюзданий, сооружений и их конструктивных схем.
3.  В цехе работаетоборудование, характеризуемое потребностью нормального пара 10 000 кг. Какомуколичеству-электроэнергии, механической энергии, условного топлива, природногогаза эквивалентен расход пара?
4.  Охарактеризоватьалюминиевые, магниевые, титановые сплавы. Какие отличительные свойства этихсплавов? Раскрыть принципы маркировки, состав, назначение следующих сплавов:В95; АК4; Амг2; Амгб; АЛ4; АЛ7; АЛ1; МА14; МА2; МЛ5; МЛ15; ВТ5; ОТ4-1; ВТ8; ВТ15.
5.  Найти длительностьнагрева стальных заготовок в камерной печи при условии их плотной упаковки на монолитномподу. Материал заготовок — Сталь 20. Плотность стали принять равной 7,8 г/см3.Заготовка имеет размеры 35x35x400 мм. В печи создается температура 1000°С.Металл заготовок нагревается от 0°С до 800°С. Приведенный коэффициент излученияравен 2,5 Вт/м2-К4.
ЗАДАНИЕ № 44
1.  Охарактеризоватьсвойства, методы обработки, испытания металлов и их сплавов.
2.  Привести классификациюматериалов и изделий из стекла. Охарактеризовать основное сырье ивспомогательные материалы для производства изделий из стекла.
3.  Электрические печитермического цеха потребляют 18 000 кВт-ч электроэнергии. КПД каждой печи равен85%. Перевести термообработку изделий на природный газ, если эквивалент дляприродного газа составляет 1,14.
4.  Указать преимущества ипринципы маркировки медных сплавов. Какие сплавы меди называют бронзами,латунями? К каким группам латуней, бронз относят следующие сплавы: Л96; ЛС59-1;АА67-2.5; ЛАН59-3-2; ЛМцОС58-2-2-2; БрОЦ4-3; Бр0810-1? В каких областях системтехнологий используют указанные сплавы;
5.  Определитьпаропроизводительность котла-утилизатора типа КУ-80-3, установленного замартеновской печью. Расчетная температура дымовых газов перед котлом-утилизаторомсоставляет 650«С, а на выходе из аппарата — 200°С. Дымовые газы,поступающие в котел-утилизатор, имеют следующий состав (% объемн.): углекислыйгаз — 12,0; водяной пар — 10,1; кислород — 6,0; азот — 71,9. Объемподсасываемого воздуха в газоходах котла-утилизатора равен 0,060 объема дымовыхгазов, идущих в аппарат.
ЗАДАНИЕ № 45
1.  Что понимают под термином«качество» сырья, материалов, продукции на стадии изготовления?
2.  Охарактеризовать состав исвойства пластмасс. Указать признаки, по которым классифицируют пластмассы.
3.На станке внедрен новый способ обработки деталей. Определитьмашинное время обработки изделий на станке при прежнем способе, еслидлительность обработки изделий новым способом равна 360 с. Экономияэлектроэнергии составляет 0,030 кВт-ч, а мощность потерь холостого хода равна0,35 кВт.
4.Какие признаки заложены в основу классификации чугунов? Указатьпринципы маркировки, свойства, назначение следующих чугунов: СЧ15, СМ20, СЧ30,КЧ-35-10, ВЧ50-7, ВЧ80-2. Какие из перечисленных марок чугунов относят квысокопрочным, ковким, серым чугунам?
5. Найти число оборотов изложницы для отливки центробежным литьемтрубы, наружный диаметр которой 800 мм. Толщина стенки трубы 40 мм.Гравитационный коэффициент принять равным 63.
ЗАДАНИЕ № 46
1.  Привести краткуюхарактеристику понятия «взаимозаменяемость» деталей, сборочных единиц,агрегатов.
2.  Охарактеризоватьстроительный процесс. Что понимают под строительной продукцией? Какорганизуется производственный контроль строительного процесса?
3.  Какова мощность потерьхолостого хода станка, на который переведена обработка изделий с цельюполучения экономии электроэнергии 0,045 кВт-ч. Продолжительность обработкиизделий на старом и новом станках соответственно равна 190 с и 100 с, потребляемаястанками мощность — 2,3 кВт и 2,8 кВт, мощность потерь холостого хода прежнегостанка -0,25 кВт, время холостого хода станков 110 с и 70 с.
4.  Охарактеризовать стали исплавы с особыми химическими и физическими свойствами. Раскрыть принципы маркировкиэтих сталей. К каким группам относятся следующие стали: 20X13, 95X18,12Х18Н10Т, 09Х15Н8Ю, 79НМ, 83НФ, 45Н, I1200HH1? Указать состав, свойства, области примененияэтих сталей.
5.  Определить длительность заполненияформы цинковым сплавом на поршневой машине методом литья под давлением. Массаотливки 1,6 кг; плотность сплава 7 г/см3; сечение, питателя машины 0,25 см2;удельное сопротивление 300 кг/см2.
ЗАДАНИЕ № 47
1.  Дать характеристикупроизводств и отдельных технологических процессов в зависимости от долиотдельных элементов затрат в себестоимости продукции.
2.  Описать состав, свойстваи принципы классификации нефти. Указать способы добычи нефти.
3.  Термический цех заводаработает на природном газе. Потребность каждой печи составляет 2500 нм3 газа.Эквивалент для природного газа принять равным 1,14. Перевести работу цеха наэлектроэнергию, если КПД электрических печей составляет 80%.
4.  Привести краткуюхарактеристику машиностроительных сталей и сплавов специализированногоназначения. К каким группам сталей относятся следующие стали: Н18К9М5Т, 40Х9С2,20Х20Н14С2, 12Х1МФ, 20X13, ХН70Ю, ОН9, 10Х14Г4Н4Т? Указать принципы маркировки,состав, свойства и области применения перечисленных сталей.
5.  Какое сечение имеетподводящий канал питателя для заполнения формы алюминиевым сплавом накомпрессорной машине, если продолжительность заполнения формы 0,12 с, давлениевоздуха 20 кг/см2, масса готовой отливки 300 г.
ЗАДАНИЕ №48
1.Описать основные этапы производства машин. Перечислить технико-экономическиепоказатели машин?
2.Дать характеристику и указать классификацию минеральных удобрении.В чем сущность технологических процессов производства фосфорных удобрений.
3.  Электрические печитермического цеха завода характеризуются потреблением электроэнергии 14000кВт-ч. КПД каждой печи равен 85%. Какому количеству механической энергии,тепловой энергии, условного топлива эквивалентен расход электроэнергии нанепосредственную термообработку деталей?
4.  Охарактеризоватьвысококачественные и особо высококачественные стали. Указать принципымаркировки, состав и свойства следующих марок сталей: 30ХГСА-Ш; 12Х2Н4А; 18ХГТ;40ХНМА; 40ХНМ. Указать области применения этих сталей.
5.  Смесь, применяемая дляизготовления стержней в способе литья в песчано-глинистые формы, имеет сыруюпрочность 0,8 кг/см2. Каков диаметр образца из этой смеси, если нагрузка, прикоторой разрушается образец, равна 16 кг.
ЗАДАНИЕ № 49
1.В чем сущность процесса сборки машин? Описать виды сборки попринципу полной взаимозаменяемости, ограниченной взаимозаменяемости,индивидуальной пригонки.
2.  Что такое гипсовыевяжущие вещества? Описать сырьевую базу и технологический процесс строительнойизвести.
3.  Определить экономноэлектроэнергии при переходе на новый способ обработки деталей на прежнем станке,если машинное время сократилось с 260 с до 190 с. Мощность потерь холостогохода станка равна 0,33 кВт. Какова будет экономия электроэнергии при переводеобработки изделий на другой станок, имеющий мощность потерь холостого хода 0,25кВт?
4.  Указать классификациюсталей по применению. Описать стали машиностроительные (конструкционные).Указать принципы маркировки, свойства, области применения следующих сталей: 08,20ХГНР, 58ПП, ЗЗХС, 25ХГСА, 35ХМ. К каким группам сталей относятсяперечисленные стали?
5.  Составить материальныйбаланс обжиговой печи в производстве цементного клинкера для портландцемента.Шихта для обжига содержит (% масс): известняка — 81,1; глины -18,9. В составизвестняка входит (% масс): СаСО, — 96; примесей — 4. Глина содержит (% масс): S^O — 71,1; А1203 — 16; Fe2Os — 7,3; К20 — 2,1; Na20 -3,5.
ЗАДАНИЕ № 50
1.  Охарактеризовать понятия«агрегатные станки», «обрабатывающие центры». В чем сущность агрегатирования?
2.  Описать технологическийпроцесс производства стеклянных изделий. Указать виды стеклянных изделий,выпускаемых промышленностью.
3.  Участок цеха включаетоборудование, обеспечивающее выработку механической энергии 500 л. с.-ч. Какомуколичеству электроэнергии, условного топлива, тепловой энергии эквивалентнавыработка механической энергии, если КПД оборудования равен 78%?
4.   (Описать классификациюсталей по химическому составу и способу производства. Охарактеризовать стали:углеродистые общего назначения (обыкновенного качества), качественные. Раскрытьпринципы маркировки и указать свойства следующих сталей: СтО, СтЗпс, СтЗсп,СтЗкп, БСтЗГсп, Ст5Гпс.
5.  С помощью горизонтальногоцентробежного литья изготавливают трубы диаметром 200 мм и с толщиной стенки 25мм. Определить число оборотов изложницы для отливки трубы, если гравитационныйкоэффициент равен 64.
 
ПРИМЕРЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАДАНИЙ
Пример 1. В цехе работает печь, характеризуемая потребностьюусловного топлива 1500 кг/сутки. Какому количеству электроэнергии, механическойэнергии, нормального пара соответствует расход условного топлива?
Решение. Для сравнения различных энергоносителей используютпереводные коэффициенты (эквиваленты), которые представлены в табл. 1 (см.материал практических занятий, табл. 1 на с. 47).
Тогда количество электроэнергии, механической энергии, нормальногопара соответственно равны:
W=1500x 8,141= 12211,5 кВт-ч;-
Q = 1500x7000 =10 500 000 Дж; L = 1500х 11,06 = 16 590л.с.-ч; DH= 1500x10,13 = 15 195 кг.
Пример 2. Для термической обработки деталей в цехе используютэлектрическую печь, которая потребляет 10 000 кВт-ч/сут электроэнергии.Коэффициент полезного действия печи равен 85%. Перевести термообработку деталейна природный газ, если эквивалент для перевода в природный газ равен 1,14.
Решение. Количество электроэнергии на непосредственную термическуюобработку деталей составит:
10 000x0,85 = 8500 кБт-ч. Используя табл. 1, переводят полученныйрасход электроэнергии в эквивалентное количество условного топлива:
/>
/>
/>
/>
Пример 8. Определить продолжительность заполнения формы цинковымсплавом на поршневой машине методом литья под давлением. Масса отливки 2,1 кг;плотность сплава (р) 7 г/см3; удельное давление (Р) 300 кг/см, сечениепитателя машины (q ) равно ОД 6 см2.
Решение. Процесс литья под давлением состоит в том, что жидкийметалл вводится в металлическую форму под давлением выше атмосферного.Используют два типа машин: компрессионные и поршневые. В компрессионных машинахжидкий металл вводится в полость формы под действием сжатого воздуха. Впоршневых машинах жидкий металл заполняет форму под давлением поршня. Поршневыемашины делятся на машины с горячей и холодной камерой сжатия. Первая группапоршневых машин применяется для легкоплавких (свинцовых, цинковых и др.)сплавов, а вторая — для цинковых, алюминиевых, медных сплавов.
Время, необходимое для заполнения формы жидким металлом, зависитот объема металла (V, см3), сечения отливки, сечения подводящего канала (q, см2), теоретическойскорости движения металла (оз. с). Оно оассчитывается по формуле:
/>
/>
/>
Пример 9. Определить расход воздуха, количество и состав продуктовгорения в рабочем пространстве кузнечной камерной печи. Состав сухого газа (%объемн.): метан (СН4) = 95,82; этан (С2Н6)= 2,04; пропан (C3Hg) = 1,02; бутан (С4Н10) =0,41; С02 = 0,2; N2= 0,51. Содержание влаги в сухом газе (W) равно 15,55 г/м3.Температура подогрева газа и воздуха tB= t = 300°C.
Решение. Для осуществления высокотемпературных процессов в чернойи цветной металлургии, нефтяной и нефтехимической промышленности, впроизводстве строительных материалов применяют промышленные печи.
Представителем таких печей являются камерные печи, в которыхисточником тепловыделения является топливо, сжигаемое в рабочем пространствепечи. Нагреваемые изделия в камерных печах располагают на поду печи. Передачатепла от факела горелок к поверхности изделий идет за счет излучения и смываниянагреваемых тел потоком продуктов сгорания топлива.
При сжигании топлива в камерной печи необходим избыток воздуха.Пусть коэффициент расхода воздуха (а) составляет 1,1.
/>
/>
/>
/>
Пример 11. Провести расчет паропроизводительностикотла-утилизатора, установленного за мартеновской печью.
Котлы-утилизаторы в зависимости от количества дымовых газов передними (тыс. м3/ч) классифицируются на следующие типы: КУ-50, КУ-60-2, КУ-80-3,КУ-100-1, КУ-125 (120 тыс. м3/ч). Расчетная температура дымовых газов передКУ-50 равна 600°С, а перед остальными конами-утилизаторами — 650°С.
Состав дымовых газов перед КУ-80-3 (% объемн.): углекислого газа — 12; водяного пара — 10,5; кислорода — 5,5; азота — 72. Объем подсасываемоговоздуха в газоходах котла-утилизатора составляет 0,05 объема дымовых газов,поступающих в аппарат. Температура дымовых газов на выходе из котла-утилизатораравна 245°С.
Для расчета использовать табл. 6.
Таблица 6
Энтальпия компонентов дымовых газов при различных температурахНаименование газов Энтальпия, кДж/м3 650 600 245 200 Углекислый газ 1306,0 1236,76 462,0 361,67 Водяной пар 1058,0 964,68 381,4 303,47 Кислород 925,0 851,64 337,3 267,38 Азот 865,0 805,06 22,4 260,60
Решение. Определяем энтальпию дымовых газов на входе вкотел-утилизатор:
АНвх= 0,12x1306,0 +0,105x1058,0 + 0,055x925 + 0,72x865,0 = =156,9+ 111 + 51 + 623,0 = 942 кДж/м3.
/>
Пример 12. Составить материальный баланс обжиговой печи впроизводстве полупродукта (цементного клинкера) для портландцемента. Шихта дляобжига включает 80% известняка и 20% глины. Известняк содержит 95% масс. СаСО и5% масс. — примесей. В состав глины входят (% масс): SiOz — 72; А12Оэ — 16,0; Fe203 — 7,0; К20 — 1,7; Na20 — 3,3.
Расчет материального баланса можно вести на единицу готовойпродукции, сырья, в единицу времени. Учитывая, что результаты материальногобаланса используются при составлении статьи затрат на сырье и материалыкалькуляции себестоимости продукции, принимаем, что целесообразно расчет вестина 1 т цементного клинкера.
Процесс обжига шихты с целью получения полупродукта дляпортландцемента ведут во вращающихся печах. „Сначала идет испарение влагииз шихты, затем при температуре около 50СГС дегидратация минералов,содержащихся в глине. Далее протекает разложение известняка с образованиемоксида кальция, взаимодействие компонентов глины с оксидом кальция собразованием силикатов кальция и других веществ. При температуре 1400 — 1450°Сидет спекание шихты и образуется клинкер.
Основываясь на составе шихты, используя химический состав глины иизвестняка, определяют содержание компонентов шихты (% масс):
/>
Поскольку при образовании клинкера карбонат кальция разлагается собразованием оксида кальция и углекислого газа, из 100 кг шихты получитсяклинкер следующего состава (табл. 7).
Таблица 7Компонент СаО Si02 А1203 Fe203 к2о Na20 Примеси Итого Масса, кг 76X56 =43 100 14,40 3,20 1,40 0,34 0,66 4,00 67
Газовая фаза образуется в виде углекислого газа и составляет:
/>
Состав клинкера (% масс.) представлен в табл. 8.
Таблица 8Компонент СаО Si02 Al203 Fe203 К.0 Na20 При Итого % масс.
43x100
67 = 64,2
14,4x109
67 = 21,5
3,2x100
67 = 4,71
1,4x100
67 = 2,08
0,34x109
67 = 0,51
0,66x100
67 = 1,00
4x100
67 = 6,00 100
Для получения 1 т цементного клинкера требуется: карбонатакальция: 642: 56 -100= 1146 кг; известняка: 1146 :0,95 = 1206 кг. Количествопримесей составит: 1206 — 1146 = 60 кг. Расход глины на 1 т клинкерапредставлен в табл. 9.
Таблица 9Компонент Si02 А1203 Fe203 К20 №20 Итого Масса, кг 215 47,1 20,8 5,1 10,0 100
Таблица 10 Материальный баланс печи для получения 1 т цементногоклинкераПриход Расход Исходные вещества кг Продукты кг 1. Известняк: 1. Клинкер: СаС03 1146 СаО 642 примеси 60 Si02 215 2. Глина: А!203 47,1 Si02 215 Fe203 20,8 Al203 47,1 кр 5,1 Fe203 20,8 Na20 10,0 К20 5,1 примеси 60,0 Na20 10,0 2.С02 504 Итого: 1504 1504

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПОДГОТОВКЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ
ЧАСТИ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ И РАБОТ
1. Значение, структура и порядок составления технологической
части
Дипломные проекты и работы являются завершающими работамистудентов, в процессе подготовки которых они практически должны применитьзнания в области технологических и экономических дисциплин.
Дипломное проектирование начинается после завершения изучениявсего цикла дисциплин, предусмотренных учебным планом.
Работа над дипломным проектом состоит из ряда этапов:преддипломной практики, расчетов и написания записки, защиты проекта.
Важной частью дипломного проекта или дипломной работы являетсятехнологическая часть, на базе которой обосновываются технологическиемероприятия, обеспечивающие получение в дипломных проектах и работахэкономического эффекта.
Перед началом преддипломной практики каждому студенту-дипломникуназначается консультант по технологической части и выдается задание наразработку технологической составляющей дипломных проектов и работ. Необходимостремиться, чтобы технологическая часть проекта и работы выполнялась по заданиюпредприятия.
Весь период преддипломной практики нужно использовать длянакопления сведений, необходимых для выполнения технологической части проекта.Студенты изучают производственный и технологический процессы цеха, завода, длячего используют технологические регламенты производства черных и цветныхметаллов, строительных материалов, химических продуктов, маршрутные картыобработки заготовок, деталей; изучают данные, связанные с сырьем, материалами,полуфабрикатами, методами контроля качества этих материалов и готовойпродукции.
К данным, полученным на предприятиях, нужно подходить критически.В технических отделах заводов необходимо получать информацию о работе лучшихобразцов технологического оборудования, так как идет быстрое развитиетехнического прогресса. Параллельно нужно изучать литературу посоответствующему технологическому процессу производства, обработки веществ.
В процессе разработки технологической части дипломных проектов иработ студенты должны ориентироваться не только на передовой опыт данногопредприятия, но и обобщать опыт других предприятий, применять новейшееоборудование, прогрессивную технологию. Нужно также осветить состояние иразвитие отрасли промышленности, относящейся к теме дипломного проекта, работыс учетом новейших достижений техники и технологии.
Студент-дипломник должен понимать, что техническоесовершенствование производства осуществляется с целью повышенияпроизводительности труда, качества продукции, снижения ее материалоемкости,энергоемкости, а, следовательно, уменьшения себестоимости продукции. Следуетпомнить, что в дипломные проекты и работы нельзя механически переноситьнормативы, заимствованные из литературы. Нужно учитывать конкретные условияпредприятия, производственный процесс которого используется в технологическойчасти дипломных проектов и работ.
На основе анализа изученного производственного процесса, с учетоммнений инженерно-технических работников, экономистов выявляются узкие места,составляются предложения по их устранению. На основе таких предложенийразрабатываются технологические мероприятия.
Технологическая часть должна содержать элементы самостоятельнойработы студентов, представляющие собой оригинальные технологические решения,при этом обращается внимание на перенесение в производство новых научныхдостижений.
В общем технологическая часть может включать мероприятия, которыесвязаны с совершенствованием технологических процессов, модернизациейоборудования, использованием новых материалов, катализаторов, способов ихполучения, с применением нетрадиционных методов интенсификации процессов(ультразвука, магнитного поля), с усовершенствованием методов обработкизаготовок в детали, технологической оснастки (приспособлений, инструментов),контрольно-измерительных приборов, с улучшением условий охраны труда и техникибезопасности.
Технологическая часть дипломных проектов и работ оформляется ввиде пояснительной записки и графической части.
Пояснительная записка должна быть изложена литературно, грамотно.Не допускается сокращения слов, кроме общепринятых обозначений, а такженеточные названия машин, аппаратов, операций, процессов. Объем пояснительнойзаписки может составлять 15-25 страниц в зависимости от характера проектируемойтехнологии.
Название и содержание технологической части дипломного проекта должносоответствовать теме дипломного проекта. Обычно технологическая частьвключается в дипломную записку в виде раздела, подраздела под названиями:«Состояние технологии производства продукции», «Описание технологическогопроцесса получения продукции» или под другими названиями.
При составлении технологической части по ряду промышленныхпроизводств могут проводиться расчеты. Для этого студенты обязаны пользоватьсяучебной и справочной литературой, нормативами предприятия, на которыхпроводилась практика. Написание формул должно сопровождаться объяснениембуквенных обозначений, входящих в них величин. Далее подставляют в формулычисленные значения и проводят расчеты.
Описание технологической части может иллюстрироваться схемами,рисунками, на которые должны быть ссылки в тексте. Это указывает на болееглубокое рассмотрение технологической части студентом-дипломником.
Использование литературных источников также сопровождаетсяссылками на них в тексте, при этом порядковый номер литературного источникаберут в квадратные скобки.
В процессе изложения технологических процессов, касающихсяметаллургических, угле- и нефтеперерабатывающих производств, химических,деревообрабатывающих, производств строительных материалов, формулируют сущностьтехнологического мероприятия в том месте технологического процесса, где оновнедряется. Далее в проектной части дипломной записки показывают, какобеспечивает технологическое мероприятие получение экономического результата.
При описании технологической части проектов, выполняемых по данныммашиностроительных предприятий, разработка технологического мероприятиясопровождается необходимыми расчетами, составлением маршрутных карт,пооперационных карт, определением штучного времени обработки заготовок,деталей, штучно-калькуляционного времени. На базе этих данных осуществляютсятехнико-экономические расчеты.
В основе графической части лежит конструктивная разработка,которая может быть посвящена компоновке оборудования в технологической схеме,разработке приспособлений, внедрению новых обрабатывающих инструментов,механизмов, машин, аппаратов, станков. Графическая часть обеспечивает наглядноепредставление о технологическом мероприятии и процессе, в котором онопроводится.
Таким образом, соблюдение студентами-дипломниками положений настоящихуказаний позволит лучше распределить время для подготовки технологической частидипломного проекта, ясно представить стоящие перед ними конкретные задачи.

2. Консультации и контроль выполнения технологической части
Возникающие в процессе разработки технологической части проектанеясные вопросы разрешаются совместно с консультантом по технологической части.
После получении задания на выполнение технологической частидипломного проекта студент разрабатывает план-график работы на весь периодпроектирования с указанием сроков выполнения, а также обсуждаются сконсультантом возможные технологические мероприятия, которые могут обеспечитьэкономический эффект.
Задачей консультанта является направление работы студента порациональному пути при разработке технологической составляющей проекта и помощьв организации процесса проектирования. Консультант должен давать ответы навопросы частного характера, вести учет и контроль хода выполнениятехнологической части.
Студент обязан являться на консультации в дни и часы,установленные расписанием консультаций, и предъявлять консультанту для контролявсе материалы по технологической части.
Поскольку дипломные проекты и работы являются самостоятельнымиработами, то на консультации студент должен являться с готовыми решениями,предложениями, разработанными индивидуально на основе изучения литературных ипроизводственных данных. Он не должен ожидать от консультанта готовыхрекомендаций и сведений, гак как это препятствует развитию его творческойсамостоятельности. За принятые технологические мероприятия несетответственность автор проекта.
На консультациях подлежат уточнению и согласованию следующиевопросы:
а) исходные данные для разработки технологических мероприятий;
б) список рекомендуемой литературы и порядок пользования справочниками,каталогами оборудования, нормами технологического проектирования;
в) объем и сроки выполнения отдельных параграфов технологическойчасти проекта, варианты технологических схем, компоновки оборудования напланировках цехов, выбор технологических параметров, расходных коэффициентов;
г) методика проведения технологических расчетов;
д) график консультаций.
Разработанные материалы технологической части по разрешениюконсультанта оформляются студентами в чистовом варианте. Подпись консультантапо технологической части на титульном листе дипломного проекта свидетельствуето завершении работы над этой частью проекта.
3. Рекомендации к технологической части дипломных проектов и
работ, выполняемых по данным металлургических, угле- и
нефтеперерабатывающих производств, производств строительных
материалов
Технологическая часть дипломных проектов и работ должна включатьследующие вопросы:
а) характеристику исходного сырья, материалов, готовой продукции;
б) принцип организации технологического процесса, режим ра
боты цехов и предприятий в целом;
в) сравнительную оценку существующих методов получения
целевого продукта;
г) теоретические основы технологического процесса получения
продукции;
д) разработку и описание технологической схемы производства
продукции;
е) характеристику основного оборудования;
ж) характеристику контрольно-измерительных приборов и уровеньавтоматизации технологического процесса.
В характеристике исходного сырья, материалов, готовой продукцииприводятся основные требования к качеству веществ в соответствии с даннымитехнических условий, ГОСТов, стандартов предприятий, санитарных норм и правил.Для одних материалов указывают содержание основных компонентов, вредныхпримесей, методы испытания, правила транспортировки. Для других материаловприводят марку, тип материала, габаритные размеры и другие показатели, дляготовой продукции указывают область применения.
Характеристика исходных веществ и готовой продукции может бытьдана в виде таблиц.
Запасы сырья, материалов на складах берут по нормамтехнологического проектирования. Площади и емкости складов сырья и готовойпродукции при приемке и отгрузке рассчитывают на 7- и 14-дневный запас.
Необходимо также указать принцип организации технологическогопроцесса, режим работы предприятия, выпускающего данную продукцию.
Режим работы цехов, заводов принимают в соответствии с нормамитехнологического проектирования предприятий в данной отрасли промышленности.Установки для тепловлажностной обработки, сушки материалов должны работатькруглосуточно. В производствах с крупными тепловыми агрегатами (вагранками,ванными, туннельными и другими печами), а также конвейерными линиями,включающими длительные тепловые процессы, принимают непрерывную рабочую неделю.
Работа отделений тепловлажностной обработки, смесительных,формовочных отделений, задействованных в конвейерной технологии, осуществляетсяв три смены. В непрерывных производствах отделения, технологические установки,не связанные с основным технологическим процессом, работают в одну-две смены. Втаком же режиме работают отделения подготовки материалов на предприятиях попроизводству минеральных и органических веществ.
Режим работы предприятия используется при расчете количествасырьевых материалов, оборудования, состава работающих.
Получение целевого продукта из приведенных сырьевых материаловможет быть осуществлено разными методами. Поэтому необходимо привестисравнительную технико-экономическую оценку существующих методов производства.На основе сравнительной оценки выбирают и проектируют новый технологическийпроцесс получения продукции на данном предприятии.
Далее описывают теоретические основы процесса производствапродукции. Они включают физические, физико-химические, химические,биохимические закономерности отдельных стадий процесса.
Описание указанных закономерностей должно сопровождатьсяфизическими, химическими и термохимическими уравнениями, указанием типакатализатора, условий проведения процесса. На основе теоретическихзакономерностей формируются стадии, операции технологического процесса,обосновываются пути 'Интенсификации процессов.
Для осуществления стадий, операций технологического процесса впроизводственных условиях необходимо знать количество сырьевых материалов,топлива, энергии, тип оборудования, его производительность, мощность, размеры.Для этого составляют материальный и энергетический балансы процессов. Преждевсего составляют материальный баланс. Его выражают на единицу готовой продукции(килограмм, тонну), либо единицу массы сырья, либо единицу времени (час,сутки).
На основе данных материального баланса составляют энергетический(тепловой) баланс. При этом также используют данные тепловых эффектовфизических превращений, химических процессов, протекающих в аппаратах.Учитывают характер подвода энергии в процесс, отвод энергии с продуктамипроцесса и потери энергии через стенки оборудования.
Материальный и энергетический балансы представляют в виде таблиц,диаграмм, уравнений. В результате расчетов балансов получают расходныекоэффициенты (нормы расхода) сырья, материалов, топлива, электроэнергии. Наоснове данных материального и энергетического балансов рассчитывают, выбираютили уточняют типы и конструкции машин, аппаратов, их производительность,мощность, габаритные размеры.
В связи с этим для всех технологических мероприятий, связанных свведением новых аппаратов, модернизацией узлов, механизмов действующегооборудования, изменением схемы включения оборудования, введением новогокатализатора, увеличением загрузки оборудования, числа дополнительноустанавливаемых аппаратов, механизации, автоматизации процесса, необходимоучитывать данные материального и энергетического балансов.
Определив тип оборудования, нормы расхода веществ, энергии,приступают к разработке технологической схемы производства продукции.
Технологическая схема представляет собой графическое изображениемашин, аппаратов, участвующих в процессе производства, связанных между собойматериальными и энергетическими потоками.
При составлении технологической схемы исходят из требованийминимального количества оборудования, обслуживающего персонала, уменьшенияпроизводственных площадей, возможности механизации, автоматизации процессов.Технологическая схема должна давать ясное представление о применяемомоборудовании, последовательности стадий, операций технологического процесса.
Машины, аппараты реакторы, печи, теплообменники, насосы втехнологической схеме нумеруют согласно стандартам, то есть по первым буквамназвания оборудования и его номерам в технологической схеме, например: реактор- Р1, печь — ГТ1.
Технологическую схему оформляют на формате А4 и вкладывают вописание этой схема. Кроме того, технологическая схема включается в графическуючасть дипломных проектов, работ.
В процессе описания технологической схемы указывают названиестадий, операций процесса, раскрывают их содержание, условия протекания.Изложение каждой стадии, операции начинают с абзаца, при этом обязательнособлюдают их последовательность.
Характеристику оборудования приводят в пояснительной записке впорядке, предусмотренном технологической схемой — от поступления исходногосырья до выхода готовой продукции. Указывают тип аппаратов, материалы, изкоторых они изготовлены, принцип действия, для каких операций применяют. Бнекоторых случаях приводят габаритные размеры оборудования. Для однотипных аппаратовуказывают их количество. В некоторых производствах количество единицоборудования находят по выражению:
где Пч — требуемая сменная или часовая производительность поданному технологическому процессу;
Пап — сменная или часовая производительность выбранного аппарата.
Производительность питающих устройств, обеспечивающих равномернуюработу оборудования (дробилок, мельниц, печей, сушилок) должна на 15 — 20%превышать производительность основного оборудования.
Контроль производства и автоматическое регулированиетехнологического процесса включают краткую характеристику приборов, с помощьюкоторых поддерживаются основные параметры технологического процесса наопределенном уровне. При необходимости описывают принципиальную схемуавтоматизации технологического процесса. Ее показывают в технологической схемепроизводства.
Применение средств вычислительной техники и автоматизированныхсистем управления позволяет оптимизировать технологический процесс производствапродукции, повысить ее качество.
Количество производственных рабочих рассчитывают по рабочимместам, необходимым для осуществления технологического процесса. Рабочие местаопределяют, исходя из типа оборудования, его компоновки в технологическойсхеме, характеристики операций, проводимых на этом оборудовании.
4. Технологические мероприятия, направленные на рациональное
использование энергоресурсов и совершенствование
технологических процессов
Важной задачей, стоящей перед отраслями промышленности Украины,является рациональное использование энергетических ресурсов. В связи с этимприобретают значение технологические мероприятия, способствующие формированиюэнергосберегающих технологий. Среди таких мероприятий можно выделить следующиемероприятия:
а) рационализация технологических процессов и совершенствованиеконструкции агрегатов. Такие мероприятия связаны с улучшением проведениятепловых процессов — регенерацией, рекуперацией тепла, интенсификациейпроцессов теплообмена в технологических агрегатах, установках.
В технологических процессах скрыты большие возможности экономиитоплива. Например, повышение нагрева доменного дутья на 100°С ведет ксокращению удельного расхода кокса на 15 — 20 кг на каждую тонну чугуна. Расходкокса сокращается и при вдувании в доменную печь природного газа в количестве 1кг на каждый 1 м3 природного газа.
Использование кислорода при производстве стали мартеновскимметодом тоже способствует снижению удельного расхода топлива.
Совершенствование режимов работы печей в производствахстроительных материалов, огнеупоров тоже ведет к уменьшению расхода топлива;
б) использование физического тепла горючих газов, образующихся притехнологических процессах. Так, например, на металлургических предприятиях засчет доменного и коксового газов покрывают почти 40% потребности в топливе. Вферросплавном производстве для технологических и энергетических целейиспользуют горючие газы, содержащие 80 — 85% оксида углерода. За счетпроведения таких мероприятий в черной металлургии может быть сэкономлено до 5млн. тонн условного топлива в год. На предприятиях металлургии суммарный выходпригодных для использования вторичных энергетических ресурсов составляет 4 млн.тонн условного топлива в год.
Среди трудностей использования физического тепла уходящих газовследует отметить загрязнение поверхности нагрева теплоизолирующих установок,что ведет к снижению паросъема. Поэтому технологические мероприятия вметаллургических производствах могут быть направлены на рационализациюконструкций теплоизолирующих установок;
в)использование физического тепла продуктов производства, посколькумного энергии уносится жидкими и твердыми видами продукции. На металлургическихпредприятиях с жидким чугуном, сталью ежегодно уносится тепло, эквивалентное1,5+2,0 млн. тонн условного топлива. Использование этой теплоты решается путемнепрерывной разливки стали с теплоиспользованием.
В цветной металлургии большое количество тепла уходит с жидкимишлаками. Возврат тепловой энергии в технологические процессы позволил бысократить на 40% расход первичного топлива в энергетическом балансепроизводства.
На предприятиях, выпускающих строительные материалы, целесообразноиспользовать физическое тепло прошедших обжиг материалов. В коксохимическихпроизводствах при выгрузке кокса ежегодно теряется тепло, эквивалентное 3,0 млн.тонн условного топлива в год. Часть теплоты утилизируется в установках сухоготушения кокса;
г) использование физического тепла материалов в установках испарительногоохлаждения металлургических печей, при этом, наряду с использованием теплоты,обеспечивается надежная работа агрегатов. При производстве черных металлов засчет испарительного охлаждения экономится до 1,5 млн. тонн условного топлива.
Технологические мероприятия, связанные с использованиемфизического тепла отходящих газов, реализуются путем установки котлов-утилизаторов,нагревательных печей, рекуператоров, экономайзеров.
Могут быть рекомендованы мероприятия по защите технологическогооборудования от нагрева, по введению рационального графика разливки металлов,установки паровых, водных аккумуляторов.
В последние десятилетия большое внимание уделяется реконструкцииотдельных цехов, действующих производств, модернизации машин, аппаратов.
Под реконструкцией понимают технологические мероприятия, ведущие кпереустройству отделения, участка, цеха, производства. Реконструкция позволяетнаращивать производственные мощности, находить внутренние резервы предприятиябез увеличения производственных площадей.
Модернизация включает технологические мероприятия, связанные сзаменой отдельных узлов, механизмов оборудования с целью приближенияэксплуатируемого оборудования к техническому уровню современных видов машин,аппаратов, реакторов, теплообменной аппаратуры.
В результате модернизации оборудования могут быть решены следующиевопросы:
а)повышение производительности машин, аппаратов;
б)расширение технологических возможностей оборудования;
в)повышение качества продукции;
г)увеличение срока службы оборудования;
д)увеличение межремонтного пробега оборудования, а также
уменьшение длительности ремонта и его стоимости;
е)уменьшение массы, энергоемкости и стоимости оборудования;
ж)улучшение условий труда и повышение общей культуры производства.
При описании мероприятий, посвященных реконструкции производства имодернизации оборудования, приводят планировки цехов, эскизы, схемы оборудования.Иллюстрационный материал в пояснительной записке располагают непосредственно вописании технологической части или выносят в приложения дипломного проекта.
5. Рекомендации к технологической части дипломных проектов и
работ, выполняемых по данным машиностроительных
предприятий
5.1 Структура технологической части дипломных проектов и работ
Пояснительная записка по технологической части должна включатьследующие параграфы:
а)общую характеристику производственного процесса цеха,
завода;
б)выбор и обоснование технологического процесса механическойобработки деталей;
в)обоснование заготовок для получения деталей;
г)определение припусков на механическую обработку;
д)выбор и характеристику оборудования, станочного приспособления;
е)обоснование применения режущего инструмента, измерительногоинструмента, контрольно-измерительных приспособлений;
ж)выбор режимов резания;
з)определение штучного, штучно-калькуляционного времени обработкидеталей;
и) определение необходимого (потребного) количества оборудования;
к) оценку эффективности технологических мероприятий;
л) выводы и предложения.

5.2 Общая характеристика производственного процесса
предприятия
В общей характеристике производственного процесса указывают:существующую организацию производства в цехе, на заводе; годовую программу,нормы времени и годовую трудоемкость; характеристику деталей; определение илихарактеристику типа производства, величины партии деталей для серийногопроизводства, такта выпуска для массового производства, маршрутную карту обработкидеталей.
Описание существующей организации производственного процессавключает: режим работы предприятия (число смен, продолжительность смен,количество рабочих дней в неделю и др.); метод организации производственногопроцесса (позаказный, партионный, поточный); вид движения детали впроизводственном процессе, (последовательный, параллельный,последовательно-параллельный); длительность технологического цикла;многостаночное обслуживание и совмещение профессий (на каких станках,операциях); снабжение рабочих мест заготовками; способы перемещения заготовок,деталей от станка к станку (транспортные, грузоподъемные средства); обеспечениерабочих мест режущим, измерительным инструментом, приспособлениями; порядоквыдачи задания и приема его выполнения; технический контроль; требования охранытруда и техники безопасности.
Годовая программа и нормы времени на обработку могут бытьпредставлены в виде табл. 11 — 13.
Таблица 11
Годовая программа цеха, завода№ п/п Наименование изготавливаемых деталей Номер чертежа Годовая программа, шт. Примечание 1 Вал ведущий 2 Вал ведомый

Таблица 12 Нормы времени на обработку№ п/п Наименование изготавливаемых деталей Нормы времени в минутах по видам обработки Всего, мин. токарная фрезерная шлифовальная и т. д. 1 Вал ведущий 10 7 15 32
Таблица 13 Годовая трудоемкость
№
п/п Наименование изготавливаемых деталей Годовая программа, шт. Трудозатраты по видам обработки Всего годовой объем работ, ч токарная фрезерная
норма времени
на 1 шт./мин
годовой
объем
работ, ч 1 Вал ведомый 2000 13 300
Определение или характеристика типа производства приводятсяпотому, что разработка технологического процесса механической обработки, выбороборудования, приспособления зависят от типа производства.
Для ориентировочного определения типа производства нужно исходитьиз годовой программы выпуска деталей, их номенклатуры, массы, времени обработкина основных операциях.
Следует отметить, что при массовом производстве на одном станкеобрабатывается одна деталь, при серийном — несколько деталей,
В механическом цехе могут быть станки с различным количествомприкрепленных деталей. Тип производства определяется, исходя из того, какойхарактер загрузки преобладает. Если большая часть станков имеет массовуюзагрузку, то и цех относится к массовому производству. Если большая частьстанков имеет крупносерийный характер загрузки, то и цех относится ккрупносерийному производству.
Характер загрузки станков определяется по операциямтехнологического процесса. Например, штучная норма времени одной детали наданной операции равна 0,1 ч, годовая программа 38 000 деталей, тогда станок навыполнение данной операции будет загружен 3800 ч. При двухсменной и 41-часовойрабочей неделе станок будет работать 4015 ч. Значит, работа станка придостаточно высоком коэффициенте загрузки будет относиться к массовомупроизводству.
Если же прикрепление одной детали к станку не обеспечиваетдостаточной его загрузки, то к нему прикрепляется еще несколько деталей, чтобыдобиться более полного его использования.
Принято, что работа станков считается крупносерийной призакреплении за ними до 10 деталей, серийной — от 10 до 20 деталей,мелкосерийной — более 25 деталей. Основным показателем, характеризующим типпроизводства, является его специализация, определяемая по коэффициентусерийности (К):
/>
Количество рабочих мест или станков на поточной линии составляет:
/>
где тшт — штучное время обработки, мин.
Эта величина определяется по каждой операции в отдельности.
Величину партии деталей для серийного производства определяют повыражению:
/>
где N — годовая программа выпуска деталей с учетом запасныхчастей, шт.,-
h — необходимый запас деталей на складах, в дн.;
Ф — число рабочих дней в году.
Для выбора числа дней запаса деталей нужно руководствоватьсяданными табл. 14.
Таблица 14Размер деталей Единица измерения Число дней запаса деталей на складе (Ь) Крупные детали дни 2-3 Мелкие детали ДНИ 5-10
При выборе числа дней запаса деталей на складах нужно учитыватькоэффициент (степень) серийности выпуска.
Определенный размер партии h нужно откорректироватьтак, чтобы он был кратен полунедельной, недельной потребности (р). Суточную,полунедельную, недельную, месячную потребность определяют по выражению:
N Р=—, т
где N- годовая программа выпуска деталей, шт.;
т — число рабочих дней (305), полунедель (104), недель (52),месяцев (12).
При определении длительности производственного цикла партиидеталей и характера вида движения заготовки учитывают, что в единичном имелкосерийном производствах применяется последовательный вид движениязаготовок. В серийном и крупносерийном производствах применяетсяпоследовательно-параллельный вид движения деталей. На поточных линияхприменяется параллельный вид движения заготовок, деталей.
В случае последовательного вида движения деталей длительностьтехнологического цикла (Тпосл) обработки партии деталей находят по выражению:
/>
/>
5.3 Выбори обоснование технологического процесса механической
обработки деталей
Изученный во время преддипломной практики действующийтехнологический процесс механической обработки заготовок и деталей представляютв виде маршругной карты обработки. В маршрутной карте указывают краткоесодержание и основные данные всех операций обработки заготовок деталей впорядке их последовательности. Приводятся также наименования обрабатываемыхповерхностей деталей, метод обработки, применяемые приспособления, режущиеинструменты, нормы времени, контрольно-измерительные средства.
В общем, технологический процесс механической обработки может бытьпредставлен в виде табл. 15, которая по структуре подобна маршрутной карте.
Таблица 15
Технологический процесс изготовления деталей№ п/п Наименование и краткое содержание операций Тип и модель станка и основные размеры станка Применяемые приспособления, режущий инструмент, контрольно-измерительные средства Норма времени на 1 деталь, мин Примечание
Основываясь на маршрутной карте, дается оценка совершенстватехнологического процесса, соответствие его современному уровню обработкидеталей, проводится выбор баз, выявляются узкие места, где возможно провеститехнологические мероприятия.
Если технологическая часть дипломного проекта предусматриваетразработку технологического процесса обработки деталей или некотороесовершенствование отдельных его операций, то, прежде всего, исходят из рабочихчертежей деталей.
Проектирование технологического процесса обработки деталей идет вследующей последовательности:
а) анализируют технологичность деталей для механической обработкис учетом масштаба производства и типа производства;
б) разрабатывают технологический маршрут механической обработкидеталей, то есть последовательность операций с предварительным подборомоборудования;
в) обосновывают возможность применения существующего способаполучения заготовок или выбирают новые способы;
г) определяют припуски на обработку для 1-3 поверхностей деталей;
д) устанавливают содержание каждой операции при расчленении ее наустановки, переходы;
е) для каждой операции выбирают оборудование по каталогу;
ж) для каждого перехода операции выбирают режущий, измерительный ивспомогательный инструмент;
з) по нормативам выбирают режимы резания;
и) определяют расчетно-технические нормы времени на каждуюоперацию, а также нормы выработки.
В случае введения в действующий технологический процесс новыхопераций или существенного изменения уже имеющихся операций в технологическойчасти проекта раскрываются следующие вопросы:
а) указывают порядковый номер операции, ее цель, назначение;
б) наименование операции и краткое ее содержание;
в) указывают поверхности детали, являющиеся в данной операцииустановочными базами, их характеристику в соответствии с принятойклассификацией этих баз;
г) структуру операции, то есть количество установок, позиций, переходов,их содержание;
д) обосновывают требуемые станки для данной операции;
е) выбирают и обосновывают станочное приспособление для
данной операции;
ж) выбирают режущие инструменты для данной операции;
з) выбирают средства операционного контроля;
и) определяют режимы резания;
к) устанавливают нормы времени на данной операции;
л) определяют разряд работы, что может быть использовано для установлениярасценок.
Следует отметить, что наименование операции определяется посправочникам технолога. От правильного выбора технологической базы зависиткачество обработки деталей. При выборе стремятся к совмещению баз, ихпостоянству.
Структура операции зависит от типа производства, точности ичистоты резания, числа обрабатываемой поверхности, режимов резания, числаобрабатываемых поверхностей, принятого оборудования, приспособлений, режущегоинструмента.
На каждую разрабатываемую операцию составляют операционную картумеханической обработки и термообработки. Такие карты имеются и но другимоперациям.
Операционные карты механической обработки и термовбработ-киявляются основным технологическим документом (табл. 16). На карте изображаютоперационный эскиз с указанием обрабатываемых поверхностей. Положение заготовкина эскизе должно соответствовать положению заготовки на станке со сторонырабочего места. На эскизе отмечают установочные базы и места прижимов.
Каждая операция записывается в графах подробно по установкам,позициям, переходам. Содержание перехода включает указание метода обработки,наименование и условный номер обрабатываемой поверхности. Указываетсяколичество одновременно обрабатываемых деталей и одновременность выполненияпереходов (при совмещении переходов во времени). В соответствующих графахприводятся также данные о размерах обрабатываемых поверхностей, о расчетнойдлине обработки, сведения о станке, технологической оснастке, режимах резания,нормах времени, которые обосновываются далее в соответствующих подразделах.

Таблица
Операционная карта 1 Операционная карта Колесо зубчатое 4 см Наименование операции опер 010 Токарно-револьверная Оборудование  Приспособление Токарный Токарно-револьверный 1Г340П Планшайба 393 2602 СОЖ-2 №№ опер, п/п Содержание перехода Инструмент Расч. размер t i Режимы обработки всомогательныи режущий измерительный Высота, ширина Длина S h V Тс Тп 1 Вставить, закрепить и снять деталь Схема наладки 200-465Г 0,791 Револьверная 2 Подрезать торец мато-чины, выдерживая размеры 1 Обламывание 210-2742
Резец 21001-0058 ГОСТ 18819-13
(Т5К10) Скоба 325В15 119-13248 34 14 1 1 0 3 5
1
8 8 2 0 2 03 13 0 2 3
Точить поверхности, выдерживая размеры
2,4,5 Облямывание 210-2743
Резец про-
ход.2100-
0051-03
ГОСТ
1ЙЯ7Я-73
Таблица 17Маршрутная карта Втулка Материал Масса детали заготовка код и вид размеры масса Сталь ШХ15 ГОСТ 801-78 0,66 поковка 088> 49 1,7 Номер Наименование операции Оборудование (код, наименование) Разряд рабочих Кол-во рабочих Кол-во обраб. детал Тпз цеха участка операции Тшт. 01 000 Заготовительная 01 001 Перемещение 01 005 Токарно-револьверная Ток.-револ. 1425 3 3,131 01 010 Токарная Ток.-м.-резц. 1Н713 3 2,034 01 015 Вертикально-протяжная В-прот. 7В66Н054 4 0,544 01 020 Токарная Ток.-м.-резц. 1Н713 3 3,81 01 025 Зачистка. Верстак 2 01 030 Технический контроль Стол, контр. Т2 035 Термообработка 01 040 Хонинговальная Хонинт.ЗМ82С153 4 1 1 1,119 Разработал Иванова 24.05.05 Листов Проверил 2 Лист 1 /> /> /> /> /> /> /> /> /> /> />
Операционные карты подписываются дипломником. На основе данныхоперационных карт составляются маршрутные карты обработки деталей (табл. 17).
5.4 Обоснование заготовок для получения деталей
Прежде всего, дают характеристику конфигурации детали, указываютее массу, материал, масштаб производства, размеры, точность и качествоповерхности детали.
При обосновании заготовок необходимо раскрыть следующие вопросы:
а)описать возможные варианты производства заготовок и обосноватьвыбранный метод получения заготовок, причем выбор того или иного вида заготовок(поковка, штамповка, прокат, отливка при штамповке по металлическим моделям, вкокилях); дать краткое технико-экономическое обоснование. Метод получениязаготовок имеет большое значение, поскольку от него зависит экономичностьпроцесса механической обработки, расход материала, трудоемкость изделия, себестоимостьизготовления изделия;
б) выбрать величину общего припуска на механическую обработку наповерхностях заготовок;
в) произвести выбор допусков на размеры заготовок;
г) определить размеры заготовок с учетом размеров деталей, припусковна механическую обработку, допусков на размеры заготовок;
д) определить массу заготовки по объему элементов заготовки;
е) привести чертеж заготовки; на чертеже положение заготовки должнобыть таким, какое она будет занимать в процессе изготовления.
При характеристике заготовки учитывают также коэффициентыиспользования материалов для получения заготовки, готового изделия и общий коэффициентиспользования материала. Коэффициент использования материала определяют какотношение массы готового изделия к массе заготовки.
Следует отметить, что чем больше размер и форма готовой детали,тем меньше затрачивается при обработке материала времени и средств.
По коэффициенту использования материала можно дать оценкуэффективности применения заготовки. Уменьшение расхода металла (кг) назаготовку, программу позволяет снизить затраты на материалы. Расчет количестваметалла, требуемого в год, ведут путем умножения массы заготовки на годовуюпрограмму.
Далее определяют припуски на механическую обработку с помощьютабличного или расчетно-аналитического методов.
5.5 Определение припусков на механическую обработку
При использовании табличного метода выбор припусков ведут посправочникам. Выбор общих припусков на механическую обработку устанавливаетмаршрут обработки по каждой поверхности. Припуски для каждой операции,определяемые по справочникам, заносят в табл. 18.
Таблица 18
Межоперационные и общие размеры заготовки, ммНаименование операций Расчетные величины Литература Припуск Окончательный размер Допуск на предварительную обработку Поверхность А 1. Чистовое точение 2. Черновое точение
Выбор допусков и посадок на размеры осуществляется с помощьюГОСТов на все размеры обрабатываемых деталей.
Окончательные размеры заготовки получаются на основе составлениямежоперационных размеров и общих размеров заготовки.
Расчетно-аналитический метод определения припусков на обработкуиспользуют для определения припусков на 1 — 3 обрабатываемых поверхностях. Наостальных поверхностях припуски берутся по нормативам с использованиемкоэффициента приведения.
Припуски на обработку измеряются по нормам к обработаннойповерхности и задаются в миллиметрах на сторону. При обработке поверхностейвращения, а также при одновременной обработке параллельных плоскостей припускизадаются на диаметр или толщину, то есть на обе стороны. На каждый переход илиоперацию технологического процесса механической обработки определяются какминимальные припуски, так и максимальные.
В общем виде формула для расчета припусков имеет вид:
/>
/>
Дждет — наименьший диаметр детали; Дн0Мзаг — номинальный диаметрзаготовки. Далее рассчитывают коэффициент приведения с помощью выражения:
/>
где Z — табличный припуск на сторону; для всех случаев максимальныйприпуск на сторону находят по выражению:
/>
Следует отметить, что для заготовок верхнее и нижнее отклонениедопуска определяет по ГОСТам.
Используя коэффициент приведения, находят для других поверхностейприпуски обрабатываемой детали. Для этого припуски, взятые из справочников,умножают на коэффициент приведения. Схемы расположения припусков и допусковпредставлены на рис. 3 и 4.
В процессе расчета припусков на обработку следует придерживатьсяследующей последовательности:
а) в зависимости от заданной точности и чистоты обрабатываемойповерхности устанавливают необходимое количество технологических операций илипереходов для достижения требуемого размера детали;
б) определяют наибольшую и наименьшую величину припуска на каждыйтехнологический переход и выбирают по таблицам допуск на каждый технологическийпереход;
в) находят значения предельных размеров детали (наибольший инаименьший), а также заготовки по всем технологическим переходам;
г) определяют номинальный размер заготовки;
д) определяют номинальный припуск на заготовку и коэффициентприведения;
е) строят схему расположения припусков и допусков по всем
технологическим переходам;
/>
Рис. 3. Схема расположения межоперационных припусков и допусков нанаружную поверхность

/>
Рис. 4. Схема расположения припусков и допусков на отверстие
ж) все данные расчета припусков и допусков по всем технологическимпереходам от заготовки до готовой детали заносят в табл. 19.
Таблица 19
Сводная таблица припусков и допусков
/>
з) для проверки правильности произведенных расчетов припусков идопусков должно выполняться равенство:
/>
где п — число операций или переходов на рассчитываемуюповерхность. Следует помнить, что допуск на обработанную поверхность по чертежуне учитывается.

5.6 Выбори характеристика оборудования, станочного
приспособления, режущих инструментов, средств техническогоконтроля
При выборе станков руководствуются технико-экономическимисоображениями.
Выбранные станки должны соответствовать типу производства,размерам обрабатываемой детали, содержанию операций, размеру программы выпускадеталей. Выбор станков производится по каталогам оборудования, справочникам наметаллорежущие станки, материалам завода. По каждому станку дается краткаяхарактеристика с указанием типа, модели станка.
Выбор станочных приспособлений проводится в зависимости отхарактера операции, модели станка, типа производства. Правильный выборстаночных приспособлений может дать значительный экономический результат. Выборуниверсальных приспособлений, принадлежностей производится по справочникам,каталогам; нормалям ведомств, предприятий. Специальные приспособлениявыбираются по альбомам, материалам предприятий. В описании приспособленийуказывают: название приспособлений, принцип их работы, устройство (основныеэлементы), установочные элементы, зажимы, привод приспособлений.
Выбор режущих инструментов должен обеспечивать высокие показателимеханической обработки заготовок. Выбирают высокопроизводительные инструменты,обеспечивающие наиболее полное использование возможностей станков. Для выборанормальных режущих инструментов используют ГОСТы, технологические справочники.В описании инструмента указывают наименование инструмента, номер ГОСТа,материал режущей части, основные геометрические параметры, основныеконструктивные размеры.
В тех операциях, где обойтись нормальным инструментом нельзя, применяютспециальные режущие инструменты.
Для шлифовальных работ производится выбор абразивных кругов.Принимают форму, размеры кругов соответственно паспортным данным, а также сортабразивного материала, его зернистость, твердость, материалы связки. Могут бытьиспользованы алмазные круги, пасты.
В каждой операции механической обработки деталей нужно проводитьпроверку размеров обработанной поверхности, степени ее чистоты, отдельныхпунктов технических требований. Для этого выбирают средства технического контроля.Применяют нормальные, универсальные, специальные измерительные средства.Нормальные измерительные инструменты берут по ГОСТам, из технологическихсправочников, справочников производственного контроля, данных предприятия.Средства контроля должны соответствовать типу производства.
В тех случаях, когда нормальные и универсальные средстванедостаточны, применяют специальные, контрольные приспособления. Основныеданные, касающиеся характеристики оборудования, станочных приспособлений,режущих инструментов, средств технического контроля механической обработкидеталей заносят в операционные карты, а далее — в маршрутные карты обработкидеталей.
Для подробно разрабатываемой операции устанавливают режимырезания. С использованием справочной литературы ведут определение наиболеевыгодного режима резания для двух переходов. Режим резания устанавливают вследующем порядке:
а) по технологическому переходу определяют глубину резания;
б) в зависимости от материала детали, режущего инструмента, глубинырезания, шероховатости поверхности (в случае чистового точения) выбираютподачу;
в) по паспорту станка принимают наименьшую подачу;
г) определяют скорость резания на станке;
д) рассчитывают число оборотов (двойных ходов);
е) по паспорту станка устанавливают ближайшую скорость резания;
ж) определяют мощность резания, коэффициент использования
мощности станка.
Далее в разработке операции рассчитывают нормы времени намеханическую обработку деталей.
5.7 Техническоенормирование операций технологического
процесса
Определение норм времени ведут расчетно-аналитическим методом. Приэтом учитывают оптимальные режимы резания, своевременное снабжение рабочегоместа всем необходимым.
Расчет технических норм времени ведут в следующейпоследовательности. Определяют машинное время обработки деталей (основноевремя) (тм ) на основе выбранных режимов резания для каждого перехода операции.Далее определяют время на установку, снятие детали, переходы. Это времяназывают вспомогательным временем (тв). Его берут по нормативам для каждой установки,переустановки, перехода.
От суммы машинного и вспомогательного времени в процентах находятвремя на техническое и организационное обслуживание рабочего места (сменуинструмента, регулирование приспособлений, наладку оборудования, смазку,раскладывание инструмента) (ттам, т ) и отдых рабочих (тшпд). Величину процентаберут по справочнику.
Путем суммирования времени по всем указанным элементам находятштучное время обработки деталей (Тшт):
/>
Штучно-калькуляционное время (Тшк) на операцию определяют суммированиемштучного времени и подготовительно-заключительного времени (тп.) делением наколичество деталей в партии (пд) (для кассового и крупносерийного производстване определяют).
/>
Для серийного производства далее составляют таблицу(табл. 20),куда заносят штучно-калькуляционное время, установленное в проекте илиполученное на предприятии.
Таблица 20
Нормы времени по технологическому мероприятию проекта и попредприятию№ п/п Наименование операций По технологическому мероприятию
Штучно-калькуляционное время предприятия,
ш.к.пред. МИН
Штучное время,
Тшт, мин Подготовительно-заключительное время, мин
Размер
партии, пд,
шт
Штучно-калькуляционное время,
1,… мин 1. Токарная 2. 3. Итого: £ шх 2-1 ш.к.поел.
На основе данных табл. 20 рассчитывают коэффициент сокращениязаводских норм времени (К ) в связи с усовершенствованием операций технологическогопроцесса
/>
Далее корректируют годовой объем времени по видам работ научастке, в цехе.
Уточнение годового объема времени по видам работ длямелкосерийного, серийного производства ведут по штучно-калькуляционномувремени, а для массового производства — по штучному времени.
Результаты уточнения годового объема времени по видам работпредставляют в виде таблицы (табл. 21).
Таблица 21
Годовой объем времени по видам работ
№
п/п Наименование деталей Виды работ Всего Токарные Фрезерные
Нормы времени на
1 деталь,
ш.к.
Годовая программа
штук, N
Годовой объем работ, ч,
год
Для расчета годового объема времени по видам работ используютвыражение:
/>
5.8 Уточнение потребности количества единиц оборудования
Для расчета количества оборудования необходим фонд времени работыоборудования.
Фонд времени работы оборудования может быть номинальный идействительный.
/>
Таблица 22 Расчет потребного количества оборудования№ п/п Виды работ (обработки)
Годовой
объем
работ, ч
Действительный
фонд времени оборудования, ч Количество оборудования Примечание расчет принято 1. Токарные 2000 200 10 10 2. Фрезерные 500 250 2 2
На поточных линиях операции по времени не синхронизированы, чтоведет к неполной загрузке оборудования. В этих условиях загрузка рабочих местдостигается многостаночным обслуживанием и совмещением профессий.
Многостаночное обслуживание предусматривает работу на несколькихстанках. При выполнении одноименных операций количество станков, обслуживаемых i рабочим, определяют повыражению:
/>
Совмещение профессии предусматривает работу рабочего на второмстанке после выполнения работы на первом.
Эффективность многостаночного обслуживания и совмещения профессийхарактеризуют величиной процента загрузки рабочих при соответствующей загрузкеоборудования.
5.9 Оценка эффективности технологических мероприятий
Если технологическое мероприятие связано с разработкой всеготехнологического процесса или его отдельных операций, то проводят оценкувнедряемого процесса.
Показателем, определяющим эффективность технологического процесса,является производительность труда. Рост производительности труда достигается засчет снижения трудоемкости работ по механической обработке деталей. Процент ростапроизводительности труда (А) определяют по выражению:
/>
где Б — процент снижения трудоемкости работ.
Тогда срок окупаемости дополнительных капитальных вложенийопределяют путем сравнения нового технологического процесса с прежнимпроцессом:
/>
где Г — число лет, в течение которых окупится стоимость наиболеедорогого оборудования;
К2 — стоимость оборудования по прежнему процессу;
К2 — стоимость оборудования по новому процессу;
С1 — технологическая себестоимость по прежнему процессу;
С2 — технологическая себестоимость по новому процессу;
N — годовая программа выпуска деталей.
В качестве технологического мероприятия может быть новое илиусовершенствованное приспособление. Экономическую эффективность приспособленияопределяют путем сравнения технологической себестоимости выполнения даннойоперации до усовершенствования и после усовершенствования приспособлений.
Себестоимость выполнения операций с применением одного извариантов приспособлений находят по выражению:
Ц — цеховые накладные расходы (берут по данным предприятия);
U — ориентировочная стоимость приспособления, по даннымпредприятия, коп.;
N — годовая программа выпуска деталей, шт.;
А — срок амортизации приспособлений в годах (для простыхприспособлений А = 1 год, средней сложности А = 2 — 3 года, сложных А = 4 — 5лет);
Р — процент расходов, связанных с приспособлением.

6. Рекомендации к технологической части дипломных проектов,
посвященной обработке деталей на автоматических линиях
Сначала в технологической части дается обоснование необходимостиприменения автоматической линии для механической обработки данных деталей.
Далее приводят сравнительную характеристику масштабов выпускадеталей разными предприятиями и характеристику технологии механической обработкидеталей. Указывают состав применяемого оборудования (универсальные,специализированные, автоматические линии).
Исходя из технологичности конструкции деталей, устанавливаютсложность обработки деталей, через сколько лет детали будут сняты с производства,а также длительность эксплуатации автоматической линии. Данные о поверхностяхдля базирования, о взаимном расположении обрабатываемых поверхностей, классахточности позволяют вносить предложения об изменении конструкции деталей,повышении их технологичности.
При разработке нового или характеристике действующеготехнологического процесса обработки деталей необходимо раскрыть следующиевопросы:
а) указывают вид и характер заготовок, технические условия на изготовлениезаготовок, технологичность, экономичность заготовок;
б) выбирают или рассчитывают припуски на механическую обработкудеталей;
в) выбирают технологические базы деталей, составляют план механическойобработки деталей;
г) приводят характеристику выбранной или применяемойтехнологической оснастки (приспособлений, режущих, измерительных инструментов),указывают степень автоматизации крепления деталей, порядок смены режущихинструментов;
д) дают характеристику принятых методов технического контроляобрабатываемых деталей, измерительного инструмента, контрольных приборовспециального назначения;
е)заполняют операционные карты технологического процесса, составляютциклограммы работы автоматической линии.
Автоматические линии могут быть на базе универсальных, серийных,агрегатных, специальных станков, линии также бывают переналаживаемые инепереналаживаемые.
При характеристике типа автоматической линии необходимо:
а) указать производительность и ритм обработки деталей на линии;
б) указать или определить межоперационные заделы на линии на основедлительности циклов обработки на каждой операции;
в) выбрать или указать агрегаты для приема, хранения и выдачи деталейна линию;
г) указать возможность переналадки линии на обработку дру гихдеталей;
д) привести требования охраны труда и техники безопасности;
е) дать характеристику габаритов автоматической линии
станков.
Далее приводится обоснование системы управления автоматическойлинии. Описывают работу такой системы при автоматическом и наладочном режимах.Характеризуют привод рабочих органов автоматической линии.
Необходимо также указать организацию ремонта автоматической линии;дать характеристику межремонтного цикла, его длительности, указать категориюсложности ремонтов автоматической линии.

7. Краткая характеристика технологических мероприятий,
направленных на совершенствование процесса производства
изделия
Наиболее распространенными технологическими мероприятиямидипломных проектов, выполняемых по данным машиностроительных предприятий,являются мероприятия, которые направлены:
а) на совершенствование технологии изготовления изделий, отдельныхопераций механической обработки заготовок, деталей;
б) на модернизацию, усовершенствование конструкции технологическойоснастки (приспособлений, режущих инструментов, контрольно-измерительныхприспособлений);
в) на улучшение организации производственного процесса;
г) на разработку, обоснование загрузочных, разгрузочных итранспортирующих механизмов автоматической линии станков.
Совершенствование технологии изготовления изделий, механическойобработки деталей включает применение производительных методов обработки,например, введение многорезцовой обработки, перевод на автоматические,полуавтоматические станки, использование многошпинлелевого сверления,применение специальных станков взамен универсальных, более производительныхприспособлений, выбор выгодных режимов резания.
Если технологические мероприятия связаны с разработкой илиусовершенствованием станочного приспособления, контрольно-измерительногоприспособления, режущего инструмента, то обязательно приводят характеристикуконструкций указанных приспособлений, инструмента.
При разработке нового или усовершенствовании действующегостаночного приспособления нужно уяснить содержание операции, для которойпредназначено приспособление. Указывают цель операции, порядок установлениябазы изделия, положение деталей при обработке, тип станка, применяемыйинструмент. Изучаются литературные источники, в которых разобраны подобныеприспособления, далее создают эскиз, а затем выполняют общий видприспособления.
В описании приспособления также должны быть указаны назначение,принцип работы приспособления, сущность проведенного усовершенствования,материал основных деталей приспособления. При необходимости могут быть данырасчеты точности базирования, усилий зажима деталей.
Описание технологического мероприятия, посвященного разработкережущего инструмента, должно содержать цель применения инструмента, устройствои режим работы инструмента. Обосновывают выбор материала для режущей и другихчастей инструмента. В расчетной части описания мероприятия приводят расчетинструмента с указанием геометрических и конструктивных параметров инструмента.
При изготовлении режущего инструмента, деталей технологическиемероприятия могут быть связаны с термической обработкой и другими видами немеханическойобработки поверхностей этих изделий. Термическая обработка, термохимическаяобработка, электролитическое хромирование, оксидирование используются дляулучшения поверхностного слоя изделий. Из других видов немеханической обработкимогут быть использованы сварка, пайка, наплавка.
В описании таких мероприятий указывают назначение, сущностьметода, технологию проведения обработки изделий. Составляют карту обработки идают расчет эффективности технологического мероприятия.
В процессе разработки, выбора контрольно-измерительногоприспособления, инструмента необходимо описать устройство, принцип его работы,порядок регулирования, настройки, проверки точности, а также правилапользования им. Обосновывают выбор материала для основных деталей контрольно-измерительныхустройств. Приводят расчет исполнительных размеров и допусков на эти размеры.Схематически показывают взаимное расположение полей допусков измеряемогоразмера детали и контрольно-измерительного приспособления, инструмента.Приводят чертеж общего вида таких устройств.
Технологические мероприятия могут быть направлены на разработку,обоснование загрузочных, разгрузочных, транспортирующих, ориентирующихмеханизмов автоматической линии. Тогда описывают конструкцию этих механизмов,указывают схему и привод для осуществления движения (электрический,механический, гидравлический). Обосновывают мероприятия, благодаря которымповышается надежность, долговечность механизмов.
Технологические мероприятия, направленные на улучшение организациипроизводственного процесса, могут затрагивать:
а) снабжение рабочих мест заготовками;
б) снабжение рабочих мест инструментами, приспособлениями;
в) использование подъемно-транспортных средств.
Правильная организация производственного процесса способствуетмаксимальному сокращению непроизводственных движений работников, созданиюудобств для выполнения работ, экономии производственных площадок, удобствуобслуживания рабочих мест.
8. Рекомендации по составлению графической части дипломных
проектов и работ
Графическая часть является обязательной частью дипломных проектови работ. Ее материалы должны быть непосредственно связаны с технологическойчастью проектов и наглядно характеризовать сущность технологических процессов иразрабатываемых студентами-дипломниками технологических мероприятий.
Графическую часть выполняют на листах плотной бумаги формата А1.Объем графической части зависит от характера производства, по которомуосуществляются технологические мероприятия, целей дипломных проектов и работ исоставляет 2-4 листа формата Л1.
Подготовку графической части начинают во время преддипломнойпрактики. Изучая производственный и технологический процессы,студенты-дипломники должны взять на предприятии копии технологических схем,планировок цехов, заводов, чертежей аппаратов, реакторов, станков,приспособлений, инструментов, заготовок, то есть необходимые графическиематериалы для разработки технологической части проектов.
В процессе проектирования материалы графической частикорректируются, перерабатываются, либо составляются новые схемы, чертежи сучетом предлагаемых технологических мероприятий.
Сначала все материалы графической части выполняются карандашом втонких линиях. После просмотра консультантом по технологии схем, планировокцехов, заводов, чертежей оборудования, выполненных на листах формата А1,студенты-дипломники получают разрешение на обводку графических материалов.
Графическая часть дипломных проектов (работ) выполняемых по даннымметаллургических, угле- и нефтеперерабатывающих, деревообрабатывающих,химических производств, производств строительных материалов может включать:
а) планировки цехов, заводов;
б) технологические схемы производства продукции;
в) чертежи основного оборудования;
г) чертежи аппаратов, узлов, механизмов, машин согласнотехнологическим мероприятиям.
В планировках цехов, заводов и технологических схемах принятымиусловными обозначениями указывают машины, аппараты, механизмы,подъемно-транспортные средства, реакторы, участвующие в технологическихпроцессах. Нумерация оборудования осуществляется слева направо по часовойстрелке. Оборудование одной модели обозначают одноименными буквами, цифрами. Напланировках указывают габаритные размеры производственных помещений, размерыширины проездов, проходов, расстояние между колоннами, размеры, связанные с привязкойоборудования. На технологических схемах условными обозначениями показывают подводэлектроэнергии, воды, сжатого воздуха, других энергоносителей и веществ.
Перечень оборудования в технологических схемах указывают по формесогласно табл. 23, которую располагают на формате А1 в правом углу над штампом.
Таблица 23 Перечень оборудования
/>
В состав основного оборудования входят реакторы, промышленныепечи, аппараты, действующие в основном производстве.
Разрезы на чертежах оборудования даются в таком количестве, чтобыполучить полное представление о машине, аппарате, узле, механизме. Дляобозначения материалов в местах разрезов применяется штриховка тонкими линиямив соответствии с ГОСТами обозначения материалов. Чертежи должны быть снабженытаблицами штуцеров, спецификацией оборудования (табл. 24, 25).

Таблица 24
/>
Таблица 25 Спецификация оборудования
/>
Таблицу штуцеров указывают на чертежах в правом верхнем углу, аспецификацию приводят над штампом в правом нижнем углу. Штамп чертят последующей форме:
/>
Графическая часть дипломных проектов, выполняемых по данныммашиностроительных предприятий, может содержать:
а) чертежи заготовок;
б) чертежи деталей;
в) чертежи обрабатывающих инструментов;
г) чертежи приспособлений;
д)схемы наладок;
е) чертежи узлов, механизмов и чертежи общего вида станков,прессов, другого оборудования.
Все графические материалы выполняют в определенном масштабе.Масштабы увеличения: 2: 1; 2,5: 1; 5: 1; 10: 1. Масштабы уменьшения: 1: 2;1: 2,5; 1: 5; 1:10; 1: 20; 1: 25; 1: 50. Натуральная величина: 1:1.
На чертежах заготовок должны быть указаны технические требованияпо их изготовлению, марка материала, масса заготовок. Приводят также схемуприпусков, допусков на одну, две обрабатываемые поверхности.
При выполнении чертежей приспособлений соблюдают следующиетребования:
а) количество проекций, сечений, разрезов должно быть таким, чтобыони давали полное представление об устройстве, работе приспособлений;
б) на основных сопряжениях деталей желательно привести характерпосадки.
На чертежах приспособлений указывают габаритные размеры, подустановку детали, контрольные размеры, характеризующие точность приспособленийи размеры, увязывающие приспособления с установочными местами станков.
Схемы наладок должны изображать заготовку, деталь, обрабатываемыена станке в рабочем положении (вид сбоку или в плане), а также базирование икрепление их в приспособлениях, и режущий инструмент в рабочем положении вконце обработки.
На схемах наладок указывают название и номер операции, установки ипозиции, наименование, тип и модель станка. Поверхности, обрабатываемые вданной операции, обводят красным карандашом с указанием требуемой чистоты иразмеров. Направление подачи указывают стрелкой. Режимы работы станка и инструментовсводят в табл. 26.

Таблица 26 Режимы работы станка и инструмента
№
инструмента Наименование инструмента Материал режущей части инструмента Режим обработки 1 КВТ мм мм/об м/мин об/мин мин
Чертежи общего вида станков, машин, прессов выполняются со всеминеобходимыми разрезами, дающими представление об их устройстве.
Все графические материалы в правом нижнем углу должны иметь штампранее указанного образца.

ЛИТЕРАТУРА
1.      АршиновВ.А. Резание металлов и режущий инструмент.- М.: Машиностроение, 1975.- 440 с.
2.      БесковС.Д. Технологические расчеты.- М.: Высшая шк., 1986.-520 с.
3.      ВасильевЮ.А. Теплотехнические расчеты промышленных печей.- Саратов: Сарат. политехн,ун-т, 1984.- 76 с.
4.      ВирозубИ.В., Аейбович Р.Е. Расчеты коксовых печей и процессов коксования.- К.: Вищашк., 1970.- 248 с.
5.      ГальнбекА.П. Расчеты пирометаллургических процессов и аппаратуры цветной металлургии.-Челябинск: Металлургия, 1990.-448 с.
6.      ГарфЕ.В., Пакшвер А.Б. Технические расчеты в производстве химических волокон.- М.:Химия, 1988.- 256 с.
7.      ГеллерЮ.А., Рахиштадт А.Г. Материаловедение.- Г.: Металлургия, 1989.- 456 с.
8.      ГороновскийИ.Г., Назаренко Ю.II., Некряч Е.Ф. Краткий справочник химика.- К.: Наукова думка,1987.- 830 с.
9.      ГусейновД.А., Спектор Ш.III., Вайнер Л.3. Технологические расчеты процессовнефтепереработки.- М.-Л.: Химия, 1984.- 308 с.
10.    Долматовский Г.А.Справочник технолога по обработке металлов резанием.- М.: Машгиз, 1962.- 320 с.
11.    Дудко П.Д., Крюк А.Г.,Савченко Н.Ф., Чистяк В.Г., Шкурупий В.Г. Основы технологических систем: Учеб.пособие.- X.:ХГЭУ, 2002.- 248 с.
12.    Івашура А.А., Орехов В.М.Екологія: теорія та практикум.- X.: ВД «1НЖЕК», 2004.- 256с.
13.    Кошелев Ф.Ф., КорневА.Э., Климов Н.С. Общая технология резин.- М.: Химия, 1978.- 374 с.
14.    Лахтин Ю М., Леонтьева В.П.Материаловедение.- Г.: Машиностроение, 1990.- 628 с.
15.    Лутошкин Г.С, Дунюшкин И.И.Сборник задач по сбору и подготовке нефти, газа, воды на промыслах.- М.: Недра,1985.- 136 с.
16.    Майський М.Т., МайськийБ.М. Лабораторно-практична робота з технології металів и конструкцційних матеріалів.- К.: Вища шк., 1972.-152 с.
17.    Методика определениявыхода вторичных энергетических ресурсов и экономии топлива за счет их использованияна предприятиях синтетического каучука.- К., 1973.- 88 с.
18.    Методика определениявыхода и экономической эффективности использования побочных (вторичных)энергетических ресурсов.- М., 1972.- 40 с.
19.    Методика определениявыхода вторичных энергетических ресурсов и экономии топлива за счет ихиспользования на предприятиях синтетического спирта.- К., 1973.- 56 с.
20.    Миллер Э.Э. Техническоенормирование труда в машиностроении.- М.: Машиностроение, 1972,- 62 с.
21.    Митрофанов С.П. Научнаяорганизация машиностроительного производства.- Л.: Машиностроение, 1976.- 712с.
22.    Мозберг Р.К.Материаловедение.- М.: Высшая шк., 1991.- 448 с.
23.    Общая химическаятехнология. Ч. 2.1 Под ред. И.П. Мухленова.- М.-.Высшая шк., 1983.- 264 с.
24.    Основы технологии важнейшихотраслей промышленности: В 2-х ч. Учебн. пособие для вузов. /Под ред. И.В.Ченцова.-2-е изд., перераб. и доп.- Мн.: Вышейша шк., 1989. — Ч. 1.- 324 с; Ч2.- 200 с.
25.    Пономаренко В.С, СироштанН.А., Белявцев Н.И., Дудко П.Д., Гимонин А. М. Системы технологий: Учеб.пособие.- X.:Ока, 2000.-376 с.
26.    Прейс Г.А., Сологуб Н.А.,Рожнецкий О.И. Технология конструкционных материалов.- К.: Высшая шк., 1990.-390 с.
27.    Приступлюк Н.И. Сборникупражнений потехнологии литейного производства.- М.: Машиностроение, 1980.- 60 с.
28.    Нефедов Н.А. Практическоеобучение в машиностроительных техникумах.- М.: Высшая шк., 1990.- 310 с.
29.    Нефедов Н.А., Осипов К.А.Сборник задач и примеров по резанию металлов и режущему инструменту- М.:Машиностроение, 1990.- 444. с.
30.    Никонов А.Р., Ползик П.В.Расчет экономии электроэнергии.-Мн.: Госиздат БССР, 1963.- 124 с.
31.    Расчеты химико-технологическихпроцессов / Под ред. И.П. Мухленова.- Л.: Химия, 1976.- 304 с.
32.    Сахал Д. Техническийпрогресс: концепции, модели, оценки: Пер. с англ.- М.: Финансы и статистика,1985.- 366 с.
33.    Сорданашвили Л.Г., ЛьвоваА.И. Примеры и задачи по технологии переработки нефти и газа.- М.: Химия,1980.- 256 с.
34.    Сборник задач потехнологическим основам литейного производства.- Горький, 1981.- 194 с.
35.    Сборник производственныхзадач по технологии обработки металлов.- Рига, 1974.- 66 с.
36.    Справочниктехнолога-машиностроителя: В 2 т. / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова.-4-е изд.- М.: Машиностроение, 1985.- Т. 1.- 496 с.
37.    Справочник нормировщика /Под ред. А.В. Ахумова.- Л.: Машиностроение, 1986. — 458 с.
38.    Справочник по обработкеметаллов / Под ред. В.Т. Мамотова.-К.: Радянська шк., 1986.- 160 с.
39.    Справочник по обработке металловрезанием./ Под ред. Ф.Н. Абрамова, В.В. Коваленко, В.Е. Любимова.- К.: Технка,1983.- 240 с.
40.    Технология важнейшихотраслей промышленности / Под ред. А.М. Гинберга, Б.А. Хохлова. — М.: Высшаяшк., 1985. — 496 с.
41.    Тютюнников Ю.Б., ОреховВ.Н. Системы технологий.- X.: ИД «ИНЖЭК», 2004.- 368 с.
42.    Хубка В. Теориятехнических систем: Пер. с нем.- Л.: Мир, 1987.-208 с