3才小型浇注生产线方案

1、编号：密级：公 开阶段标记：页数：共页小型浇注生产线项目名称：部 门：智能科技编 写：校 对：审 核：标 审：批 准：智能科技WUHAN QIANFENG INTELLIGENTY SCIENCE & TECHNOLOGY CO.,二一八年七月会签目录1、项目建设背景及必要性31.1 概述31.2 项目建设的必要性31.3 设计依据42、性能指标及技术要求42.1 防爆、防静电安全要求42.2 技术指标及技术要求43、 项目建设总体方案53.1 建设目标53.2 总体建设内容64、项目生产线总体. 74.1总体步骤7生产工艺分析74.24.3节拍分析及工艺平衡84.4厂房. 94.5生产线整体

2、布局及方案95、生产线详细设计方案115.1壳体转运及精准. 115.2推进剂自动加料125.3浇注速度自动. 13系统方案145.46、生产线安全防护方案147、总结151、项目建设背景及必要性1.1概述推进剂的浇注速度对推进剂浇注质量有很大影响，浇注速度过快，药浆内的气体无法及时除去，药柱内会形成气孔，同时药浆浇入速度过快，药浆还来不及容易搭桥形成缺料；而浇注速度过慢，浇注时间变长，推进剂药浆具有一定适用性，随着时间推移推进剂粘度增加，药浆的性变差，浇入发内难以会导致缺料，因此，发装药过程中浇注速度的极其重要。目前，浇注速度通过人工手动胶管阀开度来实现，推进剂下料速度完全依靠操作人员的经验

3、来，而即使同一配方推进剂由于原材料的差异，药浆的工艺性也差异，通常发装药浇注时，操作通过 10min 推进剂下料重量来计算下料速度，再根据计算结果胶管阀开度，因此浇注速度具有很大随意性，均匀性更是无法保证。而对于一些药型结构复杂的发，对浇注速度匀速性要求极高，现有的人工方式很大缺陷风险。为提高发装药过程的自动化水平，以某型发生产为样例，利用研究所成生产工艺，参照已有的生产设备，结合实际情况，提出了小型发动机生产的原材料准备、混合、浇注、脱膜等工序的智能系统，其目的是为了当前小型固体发生产工序，减少，提高生产过程中的安全性和质量。 范围：100*100-300*1500，花板浇注速度，1g/（孔

4、.分），孔直径61.2项目建设的必要性047 小型浇注工房浇注间现有 2 个1000mm 浇注缸、2 个500mm 浇注缸，1 个300mm浇注缸，该工房目前主要三个主要问题：一是 047 工房浇注转运通道与 037 硫化工房直对，037 硫化工房长期存放发，047 工房或 037 工房发生安全事故将直接波及与其相邻工房，严重者可次生、衍生安全事故，二是 047 工房浇注间现共有 5 个浇注缸，相邻两个浇注缸间最小距离仅为 500mm，浇注缸外部还突出有多路保温水管道和真空管道，空间局促、狭小，小发、随机试件转运以及操作行走过程中极易发生磕碰、跌绊，造成安全、质量事故；三是随着调试试件和小发浇

5、注数量增多，047 工房经常需要连续进行两轮、甚至三轮装药，目前浇注间仅靠一台柜式空调进行温度调节，连续浇注时间的延长导致药浆的热量损失多、温度下降快，工艺性能变差，浇注安全质量隐患，尤其在低温季节，该隐患表现更为突出。所以需要优化小型浇注现场工艺布局，作业条件。结合智能的安全、高效、绿色环保要求写1.3设计依据航天工业行业标准 QJ2274-92复合固体推进剂研制生产安全技术规定；兵总质（1990）2 号、引信及品工厂设计安全规范。2、性能指标及技术要求2.1防爆、防静电安全要求按照生产工艺流程中的设备间划分（1）设备设计时应严格执行中设计总则的要求；民标准 GB5083-1999生产设备安

6、全卫生（2）设备、零部件选型均以防火、防爆等级为依据，采用相应的防护措施，确保生产现场不出现明火花；（3）生产现场所有电器均按不低于 ExdIIBT4 防爆等级选型；（4）设备接地，接地电阻不大于 4。2.2技术指标及技术要求把生产能力的部分指标放在此处（1）适用型号范围：以 502 系列发为依托，并涵盖直径在 300mm 范围以内，长1500mm 范围内的小型发；（2）发装配需配备装配平台，在平台周边配式工装暂存库；（3） 浇注设计为二次真空浇注模式，但是也可以进行一次真空浇注；（4） 浇注过程为提高浇注速度，可以采用加压浇注模式提高效率；（5） 一次浇注料斗和二次浇注料斗有效装药量500k

7、g（密度按 1.7g/cm3 计算）；（6）具有两个浇注工位，单个浇注工位满足 9 台发同时进行浇注，两个工位既可单浇注，也可以同时进行浇注相同配方和不同配方推进剂；（7）浇注结束后增加一个振动平台，至少满足 9 台发同时进行声共振除气；（8）浇注速度实时并自动，增加智能化模块及其相关的工装，设备。浇注过程中利用系统实时发浇注推进剂重量和浇注时间两个工艺参数，计算出浇注速度并与预期设定的浇注速度比较，比较结果反馈给系统来判别，由智能化系统发出指令控制调节下料开度或挤压以达到预期目标；（9）浇注前药浆感度以选择投料前是否开启；检测，主要测试摩擦感度、撞击感度和静电感度等，此功能可（10）检测药浆

8、的粘度和性，可以预先设定粘度达到什么值后浇注药浆不继续浇注等要求；（11）浇注料斗内药浆温度、浇注缸内温度和真空度的检测，药浆温度一般在（45-50）范围内，浇注缸、料斗内温度一般667Pa，特殊要求的除外；在（40-55）范围内，余压一般要求为（12）混合药浆出料到浇注料斗内实现自动出料，操作后续实现自动化操作；只需将混合锅推到出料工位，（13）数据（药温、药重、余压、浇注时间、温度、时何等）、查阅、储存和打印实现自动化，真正实现的可追溯性和真实性；（14）发在浇注工序之间和转硫化工序建议采用轨道直接；（15）硫化分为两个间，硫化工位建议采用智能仓储模式进行设计；（16（17）间温度在（50

9、-80）范围内可调间内任意两点的温差不大于2；间采用油浴方式热风循环加热；（18）保温效果要求：停止供电后，烘箱箱门在密闭的情况下，内部温度下降速率5/h；（19）间升降温速率 1/h10/h 可控（升温可作不要求）；（20）两个间必须可以单升温、降温和保温操作；（21）在每个间不同部位布置不少于 4 个防爆型温度传感器。3、 项目建设总体方案3.1建设目标（1）自动化目标自动化生产效率，按照生产工艺流程写生产线可实现全自动化系统，混合药浆出料到浇注料斗内实现自动出料。浇注速度实时并自动，增加智能化模块及其相关的工装、设备。浇注过程中利用系统实时发浇注推进剂重量和浇注时间两个工艺参数，计算出浇

10、注速度并与预期设定的浇注速度比较，比较结果反馈给系统来判别，由智能化系统发出指令调节下料开度或挤压以达到预期目标。（2）柔性化目标不同系列发，生产线可适应不同型号发的浇注生产。以 502 系列发为依托，并涵盖直径在 300mm 范围以内，长 1500mm 范围内的小型发2 个浇注工位（3）信息化目标。通过运用现代企业管理技术、技术和集成技术，达到对整个生产线的各种信息流的有效和，从而将不同生产模块、不同工艺步骤连接成一个完整的价值链结构。最终实现维度的综合集成，即从维度出发，将生产准备、结构、信息、标准工艺、定额等集成。设备运行数据、工艺数据、环境参数等的自动率（4）生产能力小发，年产量 30

11、00 发，争取实现目标 10000 发/年；1000L 混合锅，1 个小时浇注完毕，可采用加压浇注方式。3.2总体建设内容自动化浇注生产线主要包含转运功能模块和自动加料功能模块；关键则在于模具转运及精准、推进剂自动加料技术及浇注速度自动技术的顺利实现。转运功能模块实现壳体在生产线中的自动安全可靠地流转；自动加料模块实现药浆从混合锅至一级料斗、一级料斗到料斗及料斗至壳体的自动浇注过程。4、项目生产线总体4.1总体步骤浇注生产线主要包括壳体准备阶段、药浆出料阶段及浇注生产阶段。增加一个转运和预整壳体准备阶段包括 9 个壳体为一组安装并固定在托座装置上、芯模装配、托座转运至浇注间等工序。药浆出料阶段

12、包括混合锅药浆翻转出料至一级料斗、一级料斗浇注至 9 个料斗等工序。浇注生产阶段包括药浆加压、推进剂浇注、保压、放气、发出缸、预整、转下工序等工序。总体步骤如图 4.1。发出缸图 4.1 小型浇注生产线流程图4.2生产工艺分析浇注是把经混合后的药浆安全、无气孔地浇铸到包覆好后的发壳体内，后形成符合设计要求的发装药。芯模可以先装配后再浇药，也可以浇完药浆后再差芯模。常用的浇注方法有真空浇注法、插管浇注法和底部浇注法等，但最广泛的是真空浇注法。真空浇注法的优点体现在两个方面：一是直接利用真空压差和自重使推进剂药浆流入燃烧室中，二是直接利用真空条件去除推进剂药浆中的气体，使推进剂药柱中的残留气体降到

13、最低程度。因此当推进剂药浆的流变性能较差时，仅凭真空压差和推进剂自重作为驱动力进行浇注会直接影响浇注速度和质量，为此就必须引入加压浇注工艺，通过蠕动泵加压输送或氮气加压输送的方式将药浆快速注入发装药燃烧室。浇注生产线的检测项目主要有：药重、真空度（或余压）、浇注时间、浇注速度、抽空时间、放气时间等。浇注生产线工序主要包括壳体准备、推进剂药浆出料、药浆加压、推进剂浇注、保压、放气、发出缸、预整、转下工序等步骤，具体生产流程见图 4.1。壳体流转境温度范围为 10-30，湿度为80%。浇注料斗和浇注缸在 45-55范围内进行过程预整转下工序浇注 2放气保压壳体入缸壳体准备浇注 1加压浇注药浆出料保

14、温，浇注缸余压667Pa。4.3节拍分析及工艺平衡壳体准备及药浆出料除每天第一批次需额外占用生产时间外，其余批次的壳体准备及药浆出料可在浇注过程中同时进行；每一批次发浇注完成后的的预整及转下工序可在下一批次浇注过程中同时进行，只有每天的最后批次需额外占用生产时间。根据设备性能及经验分析，按照每枚发最大装药量100L计算，每批次浇注过程的节拍分析如图 4.2；每天生产过程节拍分析如图 4.3。图 4.2 每批次浇注过程时间分配图图 4.3 每天生产过程时间分配图根据上图分析可得，按每天工作 8h，可完成 3 批次生产，按两个浇注间同时进行浇注计算，可完成 9*2*3=54 枚。按每年工作 250

15、 天计算，一年装药量最多可达：54*250=13500 枚。4.4厂房为满足建设生产线要求，需对厂房进行设计，主要内容包括：（1）新建小型浇注工房4.4；室，主要包括 1 间室、1 间更衣室、1 间休息室，如图（2） 新建小型浇注配套的 2 间硫化间，如图 4.5；（3） 新建小型浇注工房工艺布局如图 4.6 所示，其中的预整间、浇注间 1、浇注间 2 及成品间呈环形布局，形成生产线系统；工房右侧设置工装暂存区；（4）室与硫化间之间需根据实际情况铺埋轨道，方便工件转运。图 4.4室布局图图 4.5硫化间布局图图 4.6 小型浇注工房工艺布局图4.5生产线整体布局及方案小型浇注生产线主要包括浇注

16、间 1、浇注间 2、预整间及成品间，如图 3.1 所示，四个工序间在 502 浇注工房内成环形布局，形成生产线系统。待浇注的壳体安装在托座装置上，在环形生产线上转运，依次完成上述四个工序。图 4.3 浇注生产线整体布局图为了更为清晰的展示生产线上各工序间的总体方案，现将环形生产线上的四个工序展开成直线布置的形式，如下图 3.2。浇注间 1装配间浇注间 2预整间、成品间图 3.2浇注生产线整体方案图壳体首先在装配间中安装在一个托盘装置之上，并通过托座上的抱紧装置抱紧，防止其在转运过程中倾倒，并在工房内预烘好，载有壳体的托盘装置通过传送带（也可采用轨道转运和 AGV 小车转运模式）被运送至浇注间

17、1，并通过位置检测开关精准停在浇注工位，9 个浇注料斗下降与模具浇注口对接，通过安装在料斗下方的称重传感器测量浇注的物料量进而模具是否浇注完毕，浇注速度通过胶管阀开度来实现其快慢的调节，若浇注完毕则胶管阀关闭，同时浇注料斗升起。浇注完毕后，壳体可至浇注间 2 以同样方式进行浇注，然后运送至预整间，最后送至成品间。为了除气，可在浇注间后增加振动平台，待浇注完成后，托座装置转运至振动平台上，同时对 9 个模具进行声共振除气。多批次连续化浇注，9 个料斗的自动加料技术通过其上方具备水平移动功能的大料斗来实现，该大料斗在水平方向上可沿着 X 轴和 Y 轴移动并可精准添加到 9 个浇注料斗之中。，以便将

18、推进剂自动系统中所有设备本身配置以太网接口，可通过标准 TCP/IP 协议直接联网，实现设备的数据和。5、生产线详细设计方案小型浇注生产线主要包括模具转运及精准、推进剂自动加料及浇注速度自动等技术方案。5.1壳体转运及精准壳体在转运前首先需要装配固定在托座装置上，并通过抱紧装置抱紧壳体，防止其在转运过程中倾倒，如图 5.1 所示。每个壳体后面都有一个抱紧装置，其抱紧机构通过丝杠、螺母和导轨组件的传动调整高度以适应不同长度的壳体，并通过机、齿轮传动实现抱紧、自锁和解除抱紧动作。图 5.1 装配并抱紧装配及抱紧后的 9 个壳体固定在托板之上，通过传送带来转运（也可以采用轨道或AGV 小车转运），当

19、托板和壳体到达指定工位时，相应的位置检测开关检测到信号并将托座和壳体停止指置。托板模具位置检测开关图 5.2 模具转运及原理图5.2推进剂自动加料混合药浆出料到浇注料斗内实现自动出料，操作只需将混合锅推到出料工位，后续实现自动化操作。自动加料设备由 XY 轴移动导轨、胶管阀、一级浇注料斗和浇注料斗等组成。出料工位的翻转装置将混合锅的药浆倒进一级浇注料斗中，一级浇注料斗在 XY 轴移动平台上依次对底下的 9 个浇注料斗进行浇注。胶管阀可实现浇注料斗浇注口的自动开启和关闭。各浇注料斗可以调整竖直方向的位置，以适应不同直径、不同高度的壳体，料斗浇注口各自对应一个壳体，并配备观察口，下料采用可开口大小

20、的胶管阀。传送带X 轴移动导轨Y 轴移动导轨加料料斗胶管阀图 5.3 自动加料结构示意图5.3浇注速度自动推进剂的浇注速度对推进剂浇注质量有很大影响，浇注速度过快，药浆内的气体无法及时除去，药柱内会形成气孔，同时药浆浇入速度过快，药浆还来不及容易搭桥形成缺料；而浇注速度过慢，浇注时间变长，推进剂药浆具有一定适用性，随着时间推移推进剂粘度增加，药浆的性变差，浇入发内难以会导致缺料，因此，发装药过程中浇注速度的极其重要。浇注速度自动主要通过安装在浇注料斗上的电子秤和胶管阀以及加压浇注的压力值配合实现，具体为：浇筑过程中利用系统实时浇注重量和浇注时间，计算出浇注速度并与设定的浇注速度比较并反馈至系统，由智能化系统发出指令，自动调节胶管阀的开度或加压浇注的挤压值，以调节浇注速度，实现精准的效果。电子秤胶管阀图 5.4 浇注速度自动5.4系统方案系统是浇注成型装置的组织、指挥系统，是其不可分割的组成部分。它具有以下功能：浇注装置的功能；对参数的测控与；安全联锁；工作状态监视等，并实现远距离及各种参数的和显示，状态的及等。浇注系统实现浇注过程，预留 Profinet 接口；器采用西门子公司