Размещено на http://www.allbest.ru/

Организационно-технологическое проектирование

Введение

Выпускаемые «Ростсельмашем» зерноуборочные комбайны прошли всестороннюю поверку как у нас в стране, так и за рубежом: в Канаде, Австралии, Болгарии, Чехословакии, Венгрии, Китае и в других странах. Канадский институт ПАМИ провёл сертификационные испытания комбайна Дон-1500 и подтвердил его соответствие международным стандартам и мировому уровню комбайностроения.

В многочисленных отзывах, поступающих на «Ростсельмаш», специалисты сельского хозяйства отмечают такие преимущества комбайнов Дон-1500 Б как высокая производительность, устойчивое функционирование технологического процесса, способность работать на уборке влажных и полёгших хлебов, минимальные потери зерна, оптимальный расход топлива, низкая эксплуатационная себестоимость.

В целях повышения конкурентоспособности комбайнов «Ростсельмаша» начато создание семейства зерноуборочных комбайнов нового поколения, пропускной способностью 5-6,9-10 и 12 килограммов массы в секунду.

В конструкции комбайнов учитываются тенденции развития мирового комбайностроения. Комбайны выполняются в перспективной компоновке и по классической схеме: с центрально-расположенной кабиной, с одним поперечным молотильным барабаном и клавишным соломотрясом. При создании конструкции комбайнов оцениваются условия их работы в различных природно-климатических зонах России, полёглость и засорённость хлебов, влажность, низкая урожайность.

Существующие производственные мощности ОАО «Ростсельмаш» были сформированы в ходе крупной реконструкции завода в 80-ых годах на программу 75000 штук унифицированных комбайнов Дон-1500 и Дон-1200.

Согласно проекту реконструкции в ОАО «Ростсельмаш» было создано крупнейшее производство комбайнов семейства Дон с широкой агрегатной кооперацией из специализированных заводов отрасли.

Производство характеризуется высоким процентом применения одно-предметных непереналаживаемых технологических цепочек, автоматических линий, агрегатного и специального оборудования. Это делает производство негибким и трудно адаптируемым к изготовлению новых модификаций сельхозмашин.

В связи с освоением в последние годы производства новых неунифицированных сельхозмашин, не предусмотренных проектом реконструкции завода, произошло увеличение номенклатуры обрабатываемых деталей и узлов. Динамика изменения номенклатуры обрабатываемых узлов и деталей представлена в таблице 1.1.

Увеличение номенклатуры обрабатываемых деталей и узлов привело к увеличению количества переналадок технологического оборудования и применяемой технологической оснастки. Партии запуска деталей в производство не оптимизированы и детали запускаются в производство по мере обнаружения их дефицита. Такая организация производства делает его неритмичным и приводит к увеличению себестоимости выпускаемой продукции.

В 2000 году сборка всех модификаций зерноуборочных комбайнов, а также кормоуборочных и энергосредства организована на одном сборочном конвейере в ЦЭМ, что требует ритмичной подачи деталей и узлов на сборочный конвейер. Для этого необходимо внедрение автоматизированной системы организации производства, которая отсутствует в настоящее время.

Таблица №1.1 Динамика увеличения номенклатуры узлов и деталей в ОАО «Ростсельмаш»

1. Анализ базового и типовых вариантов производственных подразделений

1.1 Анализ существующего производственного процесса

Детали типа «шкив», изготовляемые на заводе «Ростсельмаш», производят во втором механо-сборочном корпусе МСК-2. Его структура представлена на схеме №1.1. В таблице №1.2 приведены обобщённые сведения об объектах производства для проектируемого участка.

Таким образом, детали типа «шкив», изготавливают из серого чугуна СЧ-18 методом литья в ПГФ (песчано-глинистые формы) массой от 2,1 до 54,5кг в количестве одной детали на изделие, кроме 10.01.30.112А и 10.05.00.112Б.

Производство шкивов выделено в отдельный участок с учётом организации специализированного производства, на котором обрабатываются соседние детали независимо от того, к какому узлу или машине они относятся. Специализация участка технологическая, так как предполагает производство законченного предмета с однородностью технологического процесса. Она способствует повышению качества выпускаемой продукции, упрощению производственной структуры участка, создаёт условия для развития механизации и автоматизации техпроцессов, сокращения ручных операций, повышения производительности и облегчения условий труда рабочих.

Технологическое оборудование расположено линейным способом - по ходу технологических операций. Этот метод характерен для цехов серийного и массового производства. Предусмотрено выполнение всех технологических процессов, необходимых для производства готовых деталей, включая операции контроля, балансировки, мойки. Это требует наличия специального оборудования.

В таблице 1.2 представлены организационные показатели действующего производства. Анализируя данные таблицы, видим, что на действующем участке средний коэффициент загрузки оборудования равен 0,16 0,27, что говорит о низкой загрузке станков. Организационная форма производства прерывно-поточная, т.е. детали при передаче от одной операции на другую пролёживают из-за неравномерности технологической трудоёмкости по видам работ.

На действующем производстве технологический процесс имеет низкую степень механизации и автоматизации. Загрузка и разгрузка металлорежущих станков осуществляется вручную. Шкивы поштучно перемещаются от одной операции к другой по склизам. Партии деталей и заготовок вручную укладываются в контейнеры и по цеху перевозятся электрокаром по центральной магистрали.

Поскольку средний коэффициент загрузки оборудования очень низок, станки необходимо загрузить другими деталями, сходными по типу операций обработки поверхностей. Рассчитать необходимое количество оборудования, исходя из станкоёмкости изготовления деталей и программы выпуска, с целью размещения его на имеющихся площадях цеха комбинированным способом. При этом операции, лимитирующие по продолжительности времени обработки можно автоматизировать, применив промышленные работы.

1.2 Предложения по повышению организационно-технического уровня анализируемого производства

Основой для проектирования участка является его производственная программа, составленная исходя из производственной программы завода. Для определения наиболее часто используемой при проектировании приведённой программы рассмотрим группу деталей, в которую входят шкивы, сходные по конструкции и технологии изготовления. В данной группе изделием-представителем является «шкив РСМ 10.01.34.106», по которому ведём последующие расчёты. Остальные детали приводим по трудоёмкости к изделию-представителю с учётом их различия в массе, серийности программы и сложности механической обработки. Различие по каждому параметру оцениваем соответствующим коэффициентом приведения. Общий коэффициент приведения составит

К₀=К_вК_срК_сл,

где К_в - коэффициент приведения по массе;

К_сер - коэффициент приведения по серийности;

К_сл - коэффициент приведения по сложности.

Коэффициент К_в характеризует отношение трудоёмкости каждого приводимого изделия к трудоёмкости изделия-представителя.

Коэффициент приведения по массе определяем по формуле:

,

где Q_б - масса приводимого изделия;

Q - масса изделия-представителя.

Коэффициент приведения по серийности К_сер определяем в зависимости от соотношения годовых программ в штуках приводимого изделия и изделия-представителя. Расчёт ведём по эмпирической формуле:

где В - годовой выпуск изделия-представителя;

В_б - годовой выпуск приводимого изделия;

0,15 - показатель для серийного и мелкого машиностроения.

Коэффициент приведения по сложности К_см учитывает различие в сложности конструкций изделий. В нашем случае учитываем главным образом различие в точности и чистоте обработки.

Определив общий коэффициент приведения К₀ для каждого изделия группы, определяем их приведённые программы путём умножения заданной программы на коэффициент К₀.

В результате определения приведённой программы взамен заданного количества изделий с обширной номенклатурой получилась ограниченная номенклатура, но с новым условным количеством изделий, по которому ведём дальнейшие расчёты; приведение программы позволяет их упростить.

В таблице 1.4 приведена ведомость расчёта приведённой программы.

Таблица 1.4 Ведомость расчёта приведённой программы

Аналогично рассчитываем приведённую программу для остальных деталей. Данный расчёт сведён в таблицу 1.5.

Таблица 1.5.

Для повышения организационно-технического уровня анализируемого производства следует создать предметный участок обработки шкивов на базе многошпиндельных вертикальных токарных полуавтоматов. Их переналадка позволит загрузить технологическое оборудование и повысить средний коэффициент загрузки, характерный для среднесерийного производства. Для получения эффекта от производства необходимо рассчитать требуемое количество технического оборудования с целью размещения его на имеющихся площадях цеха комбинированным методом. Применять универсальную технологическую оснастку (трёхкулачковые стандартные и специальные патроны) с гидравлическим приводом и другие быстродействующие приспособления, обеспечивающие сокращение вспомогательного времени. Автоматизировать лимитирующие по времени операции на вертикальных токарных полуавтоматах, применив промышленный робот напольного типа для сокращения штучного времени и увеличения производительности труда. Для достижения необходимого качества поверхностей деталей использовать новые высокопроизводительные методы обработки, такие как выглаживание поверхности.

Детали на участке следует обрабатывать партиями. При этом запас деталей лучше хранить в автоматизированном стеллажном складе, а для мехобработки на станках подвозить их небольшими партиями робокаром, уложенные в паллеты.

Количество деталей в партии для одновременного запуска в серийном производстве, согласно рекомендациям [5], определяем по формуле:

,

где N - годовая программа выпуска деталей, шт.;

а=5…10 - число дней, на которое необходимо иметь запас деталей (периодичность запуска-выпуска, соответствующая потребности сборки);

F=253дн. - число рабочих дней в году.

Для проектируемого участка размер деталей в партии приведён в таблице №1.5

Таблица 1.5 Ведомость расчёта партий деталей.

Партии заготовок поступают в производство по мере необходимости их потребности в сборочном производстве.

1.3 Анализ типовых схем компоновок

метрологический экспертиза чертеж металлорежущий

В серийном производстве целесообразно применять гибкие производственные системы. Существуют типовые схемы компоновок технологического оборудования для обработки деталей типа «шкив» [2]. Наиболее простой является ГПМ, содержащий станок типа обрабатывающий центр (ОЦ) с одним или двумя магазинами инструментов (рис.1.1). Шаговый конвейер-накопитель паллет с 4; 6; 8 или 12 заготовками позволяет длительное время вести обработку с ограниченным участием оператора.

Гибкая автоматизированная линия (ГАЛ) состоит из нескольких ГПМ с единым устройством загрузки и транспортирования заготовок. Группы деталей обрабатывают в принятой последовательности по фиксированному программой циклу. Для повышения производительности в ГАЛ используют станки с многошпиндельными головками. Такая линия имеет более высокую производительность вследствие потери гибкости. На гибкой автоматической линии с жёстким конвейером подачи заготовок (рис.1.2) обработка проводится последовательно на каждом или некоторых рабочих местах. На ГАЛ, как правило, обрабатывают детали с общими технологическими признаками. В основе организации производства лежит групповой технологический процесс (ГОСТ 3.1109-82)-технологический процесс изготовления группы изделий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками. ГАЛ обычно используют для ограниченной номенклатурой деталей с годовым выпуском несколько десятков тысяч в год. Гибкость ГАЛ определяется типом используемого оборудования.

На ГАЛ, представленной на рис.1.3, часть оборудования расположена на параллельных потоках, а часть - на одном потоке обработки. В этом случае возможны различные комбинации. Определяющим является необходимость последовательно-параллельной обработки деталей, что позволяет совмещать одноинструментные и многоинструментные станки, работающие с использованием специальных головок. Сочетание разных станков позволяет повысить коэффициент их использования. На линии обрабатывают до 10000 деталей в год. С увеличением партии запуска за счёт уменьшения затрат на наладку эффективность применения таких линий повышается.

Высокопроизводительная ГАЛ для крупносерийного производства деталей включает несколько ОЦ с многошпиндельными головками (рис.1.4). Подача заготовок на позицию загрузки ГАЛ осуществляется с помощью роботкары. Заготовка перемещается по линии жёстким конвейером. На станках проводится одновременная обработка заготовок с нескольких сторон с использованием многошпиндельных головок. При переходе на обработку новых деталей требуется смена отдельных или всех многошпиндельных головок, что вызывает потерю гибкости ГАЛ, но зато обеспечивает высокую производительность. Многошпиндельные головки, не находящиеся в рабочей позиции, поступают на позицию контроля, на которой весь изношенный инструмент заменяется.

Основными источниками экономической эффективности применения ГАЛ являются: повышение производительности оборудования или повышение производительности труда в результате замены ручного труда при загрузке (разгрузке) деталей, оснастки, транспортировании деталей; повышение ритмичности производства; повышение коэффициента сменности оборудования без увеличения численности рабочих; снижение процента брака; повышение стабильности качества; уменьшение размеров оборотных средств в незавершённом производстве; уменьшение времени на установку и снятие детали; увеличение норм обслуживания станков одним рабочим.

Основной областью применения ГПС является серийное многономенклатурное производство. Каждый вид ГПС характеризуется тем, что может функционировать автономно, представляет собой технически законченное целое и имеет свою локальную систему управления; возможность встраивания в систему более высокого уровня позволяет, спроектировав ГПС высокого уровня, начинать внедрять его по частям как ГПС более низкого уровня. Степень автоматизации как самой ГПС, так и её функциональных систем может быть различной. Этим определяется число обслуживающего персонала. ГПС обладает также свойством быстрой переналадки на изготовление новых деталей и изделий произвольной номенклатуры.

1.4 Выбор и описание структурной схемы

На проектируемом участке обработки деталей типа «шкив» целесообразно использовать имеющиеся в наличие технологическое оборудование. Из анализа технологических маршрутов деталей, приведённых в отчёте по преддипломной практике, видно, что шкивы обрабатываются на вертикальных токарных полуавтоматах 1283. Эти станки имеют высокую производительность, поскольку обработка поверхностей ведётся последовательно на восьми позициях в одно и тоже время.

Анализируя конструкции шкивов, можно сделать вывод, что загрузку (разгрузку) деталей на вертикальный токарный полуавтомат 1283 возможно автоматизировать, применив с этой целью модель промышленного робота напольного типа. В качестве технологической оснастки используются трёхкулачковые самоцентрирующие патроны. Детали, базируемые по окнам сложно загружать роботом, в отличие от остальных шкивов, где в качестве технологической базы служит наружная цилиндрическая поверхность. Данные группы деталей представлены в таблице 1.6.

Таблица 1.6. Анализ деталей типа «шкив» с целью их автоматизации загрузки.

Остальные станки, типа сверлильного, балансировочного, протяжного и др., необходимые для обработки данной группы деталей располагаются линейно по ходу технологических операций. Транспортирование заготовок от одной операции к другой осуществляется по склизам. Около робота, производящего загрузку стоит накопитель стеллажного типа. Детали подвозятся и забираются с участка роботкаром. Уборка стружки со станков 1283, загружаемых роботом осуществляется скребковым конвейером. На других станках, рабочий сметает её щёткой.

Таблица 1.3. Организационные показатели действующего производства

Таблица 1.2. Обобщённые сведения об объектах производства проектируемого участка.

Размещено на Allbest.ru