2才小型澆注生產線方案

1、編號：密級：公 開階段標記：頁數：共頁小型澆注生產線項目名稱：部 門：智能科技編 寫：校 對：審 核：標 審：批 準：智能科技WUHAN QIANFENG INTELLIGENTY SCIENCE & TECHNOLOGY CO.,二一八年七月會簽目錄1、項目建設背景及必要性31.1 概述31.2 項目建設的必要性31.3 設計依據42、性能指標及技術要求42.1 防爆、防靜電安全要求42.2 技術指標及技術要求43、 項目建設總體方案53.1 建設目標53.2 總體建設內容64、項目生產線總體. 64.1總體步驟6生產工藝分析74.24.3節(jié)拍分析及工藝平衡74.4廠房. 74.5生

2、產線整體布局及方案85、生產線詳細設計方案105.1殼體轉運及精準. 105.2推進劑自動加料115.3澆注速度自動. 12系統(tǒng)方案135.46、生產線安全防護方案137、總結141、項目建設背景及必要性1.1概述推進劑的澆注速度對推進劑澆注質量有很大影響，澆注速度過快，藥漿內的氣體無法及時除去，藥柱內會形成氣孔，同時藥漿澆入速度過快，藥漿還來不及容易搭橋形成缺料；而澆注速度過慢，澆注時間變長，推進劑藥漿具有一定適用性，隨著時間推移推進劑粘度增加，藥漿的性變差，澆入發(fā)內難以會導致缺料，因此，發(fā)裝藥過程中澆注速度的極其重要。目前，澆注速度通過人工手動膠管閥開度來實現，推進劑下料速度完全依靠操作人

3、員的經驗來，而即使同一配方推進劑由于原材料的差異，藥漿的工藝性也差異，通常發(fā)裝藥澆注時，操作通過 10min 推進劑下料重量來計算下料速度，再根據計算結果膠管閥開度，因此澆注速度具有很大隨意性，均勻性更是無法保證。而對于一些藥型結構復雜的發(fā)，對澆注速度勻速性要求極高，現有的人工方式很大缺陷風險。為提高發(fā)裝藥過程的自動化水平，以某型發(fā)生產為樣例，利用研究所成生產工藝，參照已有的生產設備，結合實際情況，提出了小型發(fā)動機生產的原材料準備、混合、澆注、脫膜等工序的智能系統(tǒng)，其目的是為了當前小型固體發(fā)生產工序，減少，提高生產過程中的安全性和質量。1.2項目建設的必要性047 小型澆注工房澆注間現有 2

4、個1000mm 澆注缸、2 個500mm 澆注缸，1 個300mm澆注缸，該工房目前主要三個主要問題：一是 047 工房澆注轉運通道與 037 硫化工房直對，037 硫化工房長期存放發(fā)，047 工房或 037 工房發(fā)生安全事故將直接波及與其相鄰工房，嚴重者可次生、衍生安全事故，二是 047 工房澆注間現共有 5 個澆注缸，相鄰兩個澆注缸間最小距離僅為 500mm，澆注缸外部還突出有多路保溫水管道和真空管道，空間局促、狹小，小發(fā)、隨機試件轉運以及操作行走過程中極易發(fā)生磕碰、跌絆，造成安全、質量事故；三是隨著調試試件和小發(fā)澆注數量增多，047 工房經常需要連續(xù)進行兩輪、甚至三輪裝藥，目前澆注間僅靠

5、一臺柜式空調進行溫度調節(jié)，連續(xù)澆注時間的延長導致藥漿的熱量損失多、溫度下降快，工藝性能變差，澆注安全質量隱患，尤其在低溫季節(jié)，該隱患表現更為突出。所以需要優(yōu)化小型澆注現場工藝布局，作業(yè)條件。1.3設計依據航天工業(yè)行業(yè)標準 QJ2274-92復合固體推進劑研制生產安全技術規(guī)定；兵總質（1990）2 號、引信及品工廠設計安全規(guī)范。2、性能指標及技術要求2.1防爆、防靜電安全要求（1）設備設計時應嚴格執(zhí)行中設計總則的要求；民標準 GB5083-1999生產設備安全衛(wèi)生（2）設備、零部件選型均以防火、防爆等級為依據，采用相應的防護措施，確保生產現場不出現明火花；（3）生產現場所有電器均按不低于 Exd

6、IIBT4 防爆等級選型；（4）設備接地，接地電阻不大于 4。2.2技術指標及技術要求（1）適用型號范圍：以 502 系列發(fā)為依托，并涵蓋直徑在 300mm 范圍以內，長1500mm 范圍內的小型發(fā)；（2）發(fā)裝配需配備裝配平臺，在平臺周邊配式工裝暫存庫；（3） 澆注設計為二次真空澆注模式，但是也可以進行一次真空澆注；（4） 澆注過程為提高澆注速度，可以采用加壓澆注模式提高效率；（5） 一次澆注料斗和二次澆注料斗有效裝藥量500kg（密度按 1.7g/cm3 計算）；（6）具有兩個澆注工位，單個澆注工位滿足 9 臺發(fā)同時進行澆注，兩個工位既可單澆注，也可以同時進行澆注相同配方和不同配方推進劑；（

7、7）澆注結束后增加一個振動平臺，至少滿足 9 臺發(fā)同時進行聲共振除氣；（8）澆注速度實時并自動，增加智能化模塊及其相關的工裝，設備。澆注過程中利用系統(tǒng)實時發(fā)澆注推進劑重量和澆注時間兩個工藝參數，計算出澆注速度并與預期設定的澆注速度比較，比較結果反饋給系統(tǒng)來判別，由智能化系統(tǒng)發(fā)出指令控制調節(jié)下料開度或擠壓以達到預期目標；（9）澆注前藥漿感度以選擇投料前是否開啟；檢測，主要測試摩擦感度、撞擊感度和靜電感度等，此功能可（10）檢測藥漿的粘度和性，可以預先設定粘度達到什么值后澆注藥漿不繼續(xù)澆注等要求；（11）澆注料斗內藥漿溫度、澆注缸內溫度和真空度的檢測，藥漿溫度一般在（45-50）范圍內，澆注缸、料

8、斗內溫度一般667Pa，特殊要求的除外；在（40-55）范圍內，余壓一般要求為（12）混合藥漿出料到澆注料斗內實現自動出料，操作后續(xù)實現自動化操作；只需將混合鍋推到出料工位，（13）數據（藥溫、藥重、余壓、澆注時間、溫度、時何等）、查閱、儲存和打印實現自動化，真正實現的可追溯性和真實性；（14）發(fā)在澆注工序之間和轉硫化工序建議采用軌道直接；（15）硫化分為兩個間，硫化工位建議采用智能倉儲模式進行設計；（16（17）間溫度在（50-80）范圍內可調間內任意兩點的溫差不大于±2；間采用油浴方式熱風循環(huán)加熱；（18）保溫效果要求：停止供電后，烘箱箱門在密閉的情況下，內部溫度下降速率5/h；

9、（19）間升降溫速率 1/h10/h 可控（升溫可作不要求）；（20）兩個間必須可以單升溫、降溫和保溫操作；（21）在每個間不同部位布置不少于 4 個防爆型溫度傳感器。3、 項目建設總體方案3.1建設目標自動化目標生產線可實現全自動化系統(tǒng)，混合藥漿出料到澆注料斗內實現自動出料。澆注速度實時并自動，增加智能化模塊及其相關的工裝、設備。澆注過程中利用系統(tǒng)實時發(fā)澆注推進劑重量和澆注時間兩個工藝參數，計算出澆注速度并與預期設定的澆注速度比較，比較結果反饋給系統(tǒng)來判別，由智能化系統(tǒng)發(fā)出指令調節(jié)下料開度或擠壓以達到預期目標。柔性化目標不同系列發(fā)，生產線可適應不同型號發(fā)的澆注生產。以 502 系列發(fā)為依托，

10、并涵蓋直徑在 300mm 范圍以內，長 1500mm 范圍內的小型發(fā)信息化目標。通過運用現代企業(yè)管理技術、技術和集成技術，達到對整個生產線的各種信息流的有效和，從而將不同生產模塊、不同工藝步驟連接成一個完整的價值鏈結構。最終實現維度的綜合集成，即從維度出發(fā)，將生產準備、結構、信息、標準工藝、定額等集成。生產能力小發(fā)，年產量 3000 發(fā)，爭取實現目標 10000 發(fā)/年；1000L 混合鍋，1 個小時澆注完畢，可采用加壓澆注方式。3.2總體建設內容自動化澆注生產線主要包含轉運功能模塊和自動加料功能模塊；關鍵則在于模具轉運及精準、推進劑自動加料技術及澆注速度自動技術的順利實現。轉運功能模塊實現殼

11、體在生產線中的自動安全可靠地流轉；自動加料模塊實現藥漿從混合鍋至一級料斗、一級料斗到料斗及料斗至殼體的自動澆注過程。4、項目生產線總體4.1總體步驟澆注生產線主要包括殼體準備階段、藥漿出料階段及澆注生產階段。殼體準備階段包括 9 個殼體為一組安裝并固定在托座裝置上、芯模裝配、托座轉運至澆注間等工序。藥漿出料階段包括混合鍋藥漿翻轉出料至一級料斗、一級料斗澆注至 9 個料斗等工序。澆注生產階段包括藥漿加壓、推進劑澆注、保壓、放氣、發(fā)出缸、預整、轉下工序等工序?？傮w步驟如圖 4.1。發(fā)出缸圖 4.1 小型澆注生產線流程圖4.2生產工藝分析澆注是把經混合后的藥漿安全、無氣孔地澆鑄到包覆好后的發(fā)殼體內，

12、后形成符合設計要求的發(fā)裝藥。芯模可以先裝配后再澆藥，也可以澆完藥漿后再差芯模。常用的澆注方法有真空澆注法、插管澆注法和底部澆注法等，但最廣泛的是真空澆注法。真空澆注法的優(yōu)點體現在兩個方面：一是直接利用真空壓差和自重使推進劑藥漿流入燃燒室中，二是直接利用真空條件去除推進劑藥漿中的氣體，使推進劑藥柱中的殘留氣體降到最低程度。因此當推進劑藥漿的流變性能較差時，僅憑真空壓差和推進劑自重作為驅動力進行澆注會直接影響澆注速度和質量，為此就必須引入加壓澆注工藝，通過蠕動泵加壓輸送或氮氣加壓輸送的方式將藥漿快速注入發(fā)裝藥燃燒室。澆注生產線的檢測項目主要有：藥重、真空度（或余壓）、澆注時間、澆注速度、抽空時間、

13、放氣時間等。澆注生產線工序主要包括殼體準備、推進劑藥漿出料、藥漿加壓、推進劑澆注、保壓、放氣、發(fā)出缸、預整、轉下工序等步驟，具體生產流程見圖 4.1。殼體流轉過程境溫度范圍為 10-30，濕度為<80%。澆注料斗和澆注缸在 45-55范圍內進行保溫，澆注缸余壓667Pa。4.3節(jié)拍分析及工藝平衡4.4廠房為滿足建設生產線要求，需對廠房進行設計，主要內容包括：（1）新建小型澆注工房4.2；室，主要包括 1 間室、1 間更衣室、1 間休息室，如圖預整轉下工序澆注 2放氣保壓殼體入缸殼體準備澆注 1加壓澆注藥漿出料（2） 新建小型澆注配套的 2 間硫化間，如圖 4.3（3） 新建小型澆注工房工

14、藝布局如圖 4.4 所示，其中的預整間、澆注間 1、澆注間 2 及成品間呈環(huán)形布局，形成生產線系統(tǒng)；工房右側設置工裝暫存區(qū)；（4）室與硫化間之間需根據實際情況鋪埋軌道，方便工件轉運。圖 4.2室布局圖圖 4.3硫化間布局圖圖 4.4 小型澆注工房工藝布局圖4.5生產線整體布局及方案小型澆注生產線主要包括澆注間 1、澆注間 2、預整間及成品間，如圖 3.1 所示，四個工序間在 502 澆注工房內成環(huán)形布局，形成生產線系統(tǒng)。待澆注的殼體安裝在托座裝置上，在環(huán)形生產線上轉運，依次完成上述四個工序。圖 4.3 澆注生產線整體布局圖為了更為清晰的展示生產線上各工序間的總體方案，現將環(huán)形生產線上的四個工序

15、展開成直線布置的形式，如下圖 3.2。裝配間澆注間 1預整間、成品間澆注間 2圖 3.2澆注生產線整體方案圖殼體首先在裝配間中安裝在一個托盤裝置之上，并通過托座上的抱緊裝置抱緊，防止其在轉運過程中傾倒，并在工房內預烘好，載有殼體的托盤裝置通過傳送帶（也可采用軌道轉運和 AGV 小車轉運模式）被運送至澆注間 1，并通過位置檢測開關精準停在澆注工位，9 個澆注料斗下降與模具澆注口對接，通過安裝在料斗下方的稱重傳感器測量澆注的物料量進而模具是否澆注完畢，澆注速度通過膠管閥開度來實現其快慢的調節(jié)，若澆注完畢則膠管閥關閉，同時澆注料斗升起。澆注完畢后，殼體可至澆注間 2 以同樣方式進行澆注，然后運送至預

16、整間，最后送至成品間。為了除氣，可在澆注間后增加振動平臺，待澆注完成后，托座裝置轉運至振動平臺上，同時對 9 個模具進行聲共振除氣。多批次連續(xù)化澆注，9 個料斗的自動加料技術通過其上方具備水平移動功能的大料斗來實現，該大料斗在水平方向上可沿著 X 軸和 Y 軸移動并可精準添加到 9 個澆注料斗之中。，以便將推進劑自動系統(tǒng)中所有設備本身配置以太網接口，可通過標準 TCP/IP 協(xié)議直接聯網，實現設備的數據和。5、生產線詳細設計方案小型澆注生產線主要包括模具轉運及精準、推進劑自動加料及澆注速度自動等技術方案。5.1殼體轉運及精準殼體在轉運前首先需要裝配固定在托座裝置上，并通過抱緊裝置抱緊殼體，防止

17、其在轉運過程中傾倒，如圖 5.1 所示。每個殼體后面都有一個抱緊裝置，其抱緊機構通過絲杠、螺母和導軌組件的傳動調整高度以適應不同長度的殼體，并通過機、齒輪傳動實現抱緊、自鎖和解除抱緊動作。圖 5.1 裝配并抱緊裝配及抱緊后的 9 個殼體固定在托板之上，通過傳送帶來轉運（也可以采用軌道或AGV 小車轉運），當托板和殼體到達指定工位時，相應的位置檢測開關檢測到信號并將托座和殼體停止指置。模具托板位置檢測開關圖 5.2 模具轉運及原理圖5.2推進劑自動加料混合藥漿出料到澆注料斗內實現自動出料，操作只需將混合鍋推到出料工位，后續(xù)實現自動化操作。自動加料設備由 XY 軸移動導軌、膠管閥、一級澆注料斗和澆

18、注料斗等組成。出料工位的翻轉裝置將混合鍋的藥漿倒進一級澆注料斗中，一級澆注料斗在 XY 軸移動平臺上依次對底下的 9 個澆注料斗進行澆注。膠管閥可實現澆注料斗澆注口的自動開啟和關閉。各澆注料斗可以調整豎直方向的位置，以適應不同直徑、不同高度的殼體，料斗澆注口各自對應一個殼體，并配備觀察口，下料采用可開口大小的膠管閥。傳送帶X 軸移動導軌Y 軸移動導軌加料料斗膠管閥圖 5.3 自動加料結構示意圖5.3澆注速度自動推進劑的澆注速度對推進劑澆注質量有很大影響，澆注速度過快，藥漿內的氣體無法及時除去，藥柱內會形成氣孔，同時藥漿澆入速度過快，藥漿還來不及容易搭橋形成缺料；而澆注速度過慢，澆注時間變長，推

19、進劑藥漿具有一定適用性，隨著時間推移推進劑粘度增加，藥漿的性變差，澆入發(fā)內難以會導致缺料，因此，發(fā)裝藥過程中澆注速度的極其重要。澆注速度自動主要通過安裝在澆注料斗上的電子秤和膠管閥以及加壓澆注的壓力值配合實現，具體為：澆筑過程中利用系統(tǒng)實時澆注重量和澆注時間，計算出澆注速度并與設定的澆注速度比較并反饋至系統(tǒng)，由智能化系統(tǒng)發(fā)出指令，自動調節(jié)膠管閥的開度或加壓澆注的擠壓值，以調節(jié)澆注速度，實現精準的效果。電子秤膠管閥圖 5.4 澆注速度自動5.4系統(tǒng)方案系統(tǒng)是澆注成型裝置的組織、指揮系統(tǒng)，是其不可分割的組成部分。它具有以下功能：澆注裝置的功能；對參數的測控與；安全聯鎖；工作狀態(tài)監(jiān)視等，并實現遠距離及各種參數的和顯示，狀態(tài)的及等。澆注系統(tǒng)實現澆注過程，預留 Profinet 接口；器采用西門子公司 S7-300 系列的 PLC器；所有低壓電器品牌采用公司系統(tǒng)主要包括功能系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)兩大