Проектирование механического цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

Тема: Организация проектного дела в России Основные принципы и направления проектирования машиностроительных заводов и цехов

Планы на строительство утверждаются центральными органами партии и правительства. В этих планах учитывается потребность в различных видах продукции и степень удовлетворения этой потребности уже действующими заводами.

Для достижения поставленной цели, основываясь на вышесказанном, могут быть несколько путей: решения:

1. Увеличение выпуска продукции путем лучшего использования мощностей действующих заводов.

2. Реконструкция и расширение заводов.

3. Строительство новых заводов.

Эти вопросы тщательно анализируются и только после этого, учитывая перспективность того или иного пути и основываясь на экономической целесообразности выбирается определенное решение. Проектированием в нашей стране занимаются государственные проектные организации. Это позволяет комплексно и рационально решать вопросы нового строительства, используя передовые достижения многих заводов, научно-исследовательских институтов и др. учреждений.

Мощность вновь строящихся а также специализация и производственная структура определяются на основе планового развития всех отраслей промышленности.

Совершенно иной подход к этому важному вопросу в капиталистической системе хозяйства. В этом случае не может быть подлинно научных начал из-за анархии и конкуренции. Каждый частный владелец скрывает новые достижения техники, структуру завода, прогрессивные методы обработки, оснащение производства и т.д.

Особенно резкий подъем строительства отечественной промышленности в СССР начался с 30 годов. Первенцами строительства были Волгоградский, Челябинский, Харьковский тракторные заводы, Московский, Горьковский и Ярославский автомобильные заводы, Уральский завод тяжелого машиностроения, 1-й ШЗ и многие другие. Для проектирования машиностроительных предприятий были созданы проектные институты, специализированные проектные организации. Для общего руководства строительным проектированием и капитальным строительством в 1950 году был создан Государственный Комитет Совета Министров СССР по делам строительства (Госстрой СССР), на который возложена ответственность за проведение единой технической политики в строительстве.

Далее, наиболее крупные проектные институты были преобразованы в головные. На них были возложены следующие задачи:

1. Обеспечение единой технической политики в проектировании объектов отраслей народного хозяйства.

2. Оказание технической помощи родственным проектным организациям.

Кроме этого головные институты занимаются изучением вопросов, связанных со специализацией заводов и цехов, участвуют в разработке перспективных планов, составляют технико-экономические показатели для данной отрасли, разрабатывают нормативы, участвуют в разработке заданий на подготовку типовых проектов, что значительно сокращает сроки строительства.

На основании опытных данных правительством утверждена единая система проектирования, где отражаются содержание, состав и порядок разработки проектов, на основании которых осуществляется строительство новых, расширение и реконструкция действующих предприятий.

Основой каждого машиностроительного завода являются цехи, от качества работы которых зависит эффективность деятельности завода в целом. В связи с этим проектирование цехов является составной частью проектирования каждого завода. Поэтому изучение основ проектирования цехов имеет вполне самостоятельную и важную задачу, но в то же время эти вопросы нельзя отрывать от комплексного решения общезаводских проблем.

Основными направлениями развития машиностроительных заводов, которыми необходимо руководствоваться при проектировании являются следующие:

1. Специализация предприятий и унификация машин

Специализация - это сосредоточение изготовления одинаковых или подобных изделий в наименьшем технически и экономически целесообразном количестве предприятий. Развитие специализации тесно связано с унификацией и стандартизацией однотипных машин или узлов. Благодаря унификации и стандартизации создается необходимое и достаточное количество типов и размеров машин, т.е. исключается их многотипажность. Специализация может быть технологической (строительство заводов, выпускающих заготовки или полуфабрикаты, например, завод центролит, центрокузница, центросвар и т.п.), предметной (выпуск заводом или цехом одной машины и дополнительно к ней модификаций этой машины), и по детальной (выпуск определенных сборочных единиц или деталей).

2. Организация поточного производства при большом выпуске изделий. Это дает возможность применить высокопроизводительную технологию и автоматические станки.

3. Комплексная механизация и автоматизация процессов производства - это главное направление в машиностроении. Автоматизация позволяет снижать основное технологическое время, вспомогательное время и время обслуживания, что значительно повышает производительность труда.

4. Развитие структур, методов обработки и компоновок оборудования.

5. Развитие прецизионного машиностроения.

В связи с развитием производства точных машин необходимо изготовление деталей с точностью до 20-30 мкм, а нередко и с точностью до 1-2 мкм. Это в 10-30 раз превышает точность, которая была еще до недавнего времени удовлетворительной.

В ходе проектирования решаются следующие вопросы: технические. организационные и экономические. Основная цель проектирования - разработка наиболее экономичных проектов заводов и цехов, соответствующих передовому уровню отечественных и зарубежной техники, обеспечивающих выпуск высококачественной продукции при благоприятных условиях труда. Качество проекта и его экономичность определяется производительностью, себестоимостью продукции, относительными размерами капиталовложений и сроками их окупаемости, а также рентабельностью работы завода и цеха при их эксплуатации.

Для достижения этого проектирование необходимо вести, учитывая следующие принципы и направления:

1. Решения о проектировании, строительстве и реконструкции предприятий принимаются исходя из схем развития и размещения соответствующих отраслей народного хозяйства по экономическим районам и союзным республикам. По крупным и сложным предприятиям проект должен учитывать технико-экономические обоснования.

2. Программа выпуска завода должна определяться на основе наиболее рационального использования его оптимальной мощности.

3. Типаж основных изделий проектируемого завода должен анализироваться на их техническое совершенство, экономическую эффективность и перспективность конструкций, а также на патентную чистоту.

4. Вопросы специализации и кооперации производства предприятий должны решаться наиболее целесообразно. При этом необходимо стремиться к размещению машиностроительных заводов в промышленных узлах с общими инженерными сооружениями и сетями, а также с единой системой предприятий обслуживания работающих, а при соответствующих условиях и с кооперированием основных производств.

5. Необходимо в состав завода вводить экспериментальные цехи, участки и лаборатории с испытательным оборудованием. При этом необходимо обеспечить их опережающее строительство и ввод в действие для проведения исследования, отработки и испытаний новых изделий, технологических процессов, оборудования и материалов.

6. В проекте должен предусматриваться высокий уровень культуры предприятия в отношении техники производства и в отношении условий труда работающих, учитываться НОТ и техническая эстетика. Очень важно предусматривать Автоматизированную систему управления (АСУ) производством с использованием электронно-вычислительной техники.

7. Следует широко применять типовые и унифицированные элементы зданий.

8. Для создания качественных проектов в короткие сроки необходимо использовать электронно-вычислительную технику для изыскания оптимальных вариантов строительства.

Учитывая вышесказанное нельзя не отметить еще существующую недостатки при проектировании промышленных предприятий. Кроме этого следует обратить внимание на организацию производства уже существующих заводов. Приведем некоторые примеры.

СПЗ - одно из крупнейших предприятий в стране, объем производства ежегодно увеличивается в основном за счет роста производительности труда, систематически повышается качество выпускаемых подшипников, планомерно ведется замена морально устаревшего оборудования и многие другие мероприятия направленные на улучшение производства, например, механизация и автоматизация основных и вспомогательных операций.

Однако степень автоматизации недостаточна (лишь 17 автоматических линий, станки-автоматы и полуавтоматы составляют всего 40$). Это явление нельзя считать удовлетворительным. Основной причиной низкого уровня технической оснащенности, а, следовательно, и значительного экономического потенциала производства является недопустимо большая номенклатура типоразмеров выпускаемых подшипников. В РФ- 6500 типоразмеров подшипников, из них на СПЗ изготавливается почти l/З. При сравнительно аналогичных условиях фирмы США, Англии, ФРГ, Японии, Италии и др. выпускают лишь 30-50 типоразмеров подшипников. Из этого следует, что производительность труда должна увеличиться на предприятии за счет узкой специализации, т.е. за счет сокращения номенклатуры подшипников.

Серп и молот. Этот завод изготавливает оптимальную номенклатуру (около 30 наименований запчастей к тракторам и автомашинам). Характер производства поточно-массовый (82% станков от общего количества оборудования составляют станки-автоматы, полуавтоматы и агрегатные станки; на заводе 26 автоматических линий). Однако завод имеет значительную металлоемкость изделий. Это связано с тем, что в г.Саратове отсутствует собственная металлургическая база, а это нерентабельно.

Саратовский станкостроительный завод. На этом заводе созданы конструкции базовых станков. Однако в сфере производства конструктивные изменения не нашли достаточного отражения, в связи с чем не случайно трудоемкость новых базовых станков почти в 3 раза больше, чем ранее выпускаемые станки. На заводе недостаточное внимание уделено применению прогрессивных технологических процессов, групповым и поточным методам обработки, внедрению совершенных видов оборудования, агрегатных станков и станков с программным управлением. Аналогичное и на следующих заводах СЗТЗС и СЗЗС.

В последующих лекциях предстоит рассмотреть основные принципы рационального проектирования машиностроительных заводов по принципу от общего к частному.



Тема: Общие сведения по проектированию машиностроительных заводов

Основные задачи проектирования.

При проектировании мероприятий необходимо решить и разработать экономические, технические и организационные задачи, которые между собой тесно связаны.

К экономическим задачам относятся следующие:

1. Установление производственной программы предприятия с указанием номенклатуры изделий, их количества, веса, себестоимости одного изделия и всего количества по программе.

2. Выяснение - откуда будет снабжаться предприятие сырьем, материалами, топливом, электроэнергией, водой и газом.

3. Определение и выбор географической точки расположения предприятия.

4. Определение необходимых размеров основных и обратных средств.

5. Определение себестоимости продукции и эффективности затрат.

6. Решение вопросов финансирования предприятия.

7. Составление плана развертывания производства.

8. Решение вопросов кооперирования производства.

9. Выяснение потребности в жилищном и социально культурном строительстве.

К техническим задачам относятся:

1. Проектирование технологического процесса обработки сырья и полуфабрикатов.

2. Определение необходимого фонда рабочего времени, потребного состава и количества рабочих.

3. Подбор и расчет количества основного и вспомогательного оборудования.

4. Определение потребного количества сырья, материалов и топлива.

5. Определение потребного количества и способа снабжения предприятия энергией (газ, пар, электроэнергия, вода, сжатый воздух и пр.).

6. Разработка вопросов транспорта, освещения отопления, вентиляции и канализации.

7. Подсчет потребных площадей, планировка цехов, вспомогательных зданий и обслуживающих их путей на территории завода.

8. Разработка генерального плана, внутренняя планировка цехов, расположения отделения оборудования и вспомогательных устройств, а также определение размеров.

9. Выбор типов и форм здания, разработка их конструкции и всей строительной части.

10. Мероприятия по технике безопасности и пожарной опасности.

Организационные задачи включают в себя следующее:

1. Разработка структуры управления заводом, его отделами и цехами.

2. Распределение функций и установление взаимной связи между отделами и должностными лицами административно - технического персонала.

3. Управление административной работой. Технической и финансовой частью.

4. Разработка всех вопросов по организации труда.

5. Разработка рациональной организации рабочих мест.

6. Установление порядка прохождения заказа, документации, форм отчетности и контроля в отношении цехов и всего завода.

7. Разработка мероприятий по подготовке кадров, обслуживанию рабочих и созданию благоприятных условий для работы.

При проектировании следует иметь в виду, что в развитии машиностроения огромное значение имеет специализация производства и широкая кооперация предприятия, а эти формы организации производства повышают технико-экономические показатели машиностроительного производства.

Задание на проектирование.

Проектирование проводится на основании «Задания на проектирование», составленное Министерством, ведомством или самим предприятием - заказчиком при участии проектных организаций. Этот важный документ должен включать в себя следующее:

1. Наименование проектируемого предприятии, здания или сооружения.

2. Основание для проектирования (. Приказ Министерства, ведомства и т.д.).

3. Район. Пункт и площадка для строительства. Здесь должны быть учтены местные условия, экономическая целесообразность и оборонное значение.

4. Номенклатура продукции мощность производства по ее основным видам (в натуральном и стоимостном выражении) на полное развитие и на первую очередь

Здесь указывается характеристика изделия (количество, вес одного изделия, общий вес на годовую программу, примерная стоимость одного изделия и общая стоимость). Кроме этого должно быть указаны перечень и количество запасных частей, и их стоимость.

К производственной программе должны быть приложены чертежи подлежащих выпуску изделий, включающие:

а) Рабочий чертеж детали.

б) Сборочные чертежи узлов и изделий.

в) Чертежи общих видов.

г) Спецификация деталей по каждому изделию.

д) Описание конструкции.

е) Техусловия на изготовления и приемку изделия.

5. Намечаемый режим работы предприятия, его специализация, производственное и хозяйственное кооперирование. Должно быть указано количество смен в сутки, продолжительность в часах рабочей недели. Особое внимание следует уделять специализации завода, т.е. включение в его номенклатуру изготовления по возможности однородных изделий с минимальными типоразмерами и возможным количеством штук. Вопросы кооперирования должны учитывать обеспечения производства заготовками с определением их заводом - поставщиком. Для проектируемых заводов, изготовляющих изделия с особо крупными деталями, когда в программе завода они являются единичными (станина станка) и требуют для изготовления уникального оборудования, целесообразно, чтобы они поступали в готовом виде по кооперации с другого предприятия. Хозяйственное кооперирование - это определение возможности использования районных инструментальных и ремонтных баз, кооперация с соседними предприятиями. Должно учитываться использование энергетических объектов, систем транспорта, средств связи, сигнализации, водоснабжения, канализации и других инженерных путей. Суда же относятся вопросы подготовки производства. Организации питания, медицинского обслуживания и пожарной охраны.

6. Основные технологические процессы и оборудования, а так же необходимость разработки АСУ производством.

7. Основные источники обеспечения предприятия в период строительства и в основном при его эксплуатации (сырье, вода, теплоснабжение, газ. Электроэнергия, условие очистки и сброса сточных вод). Вся это жизнеобеспеченность завода при проектировании должны учитывать экономическую целесообразность строительства на данной местности.

8. Намечаемые сроки строительства, порядок его осуществления и вода мощностей по очередям, а так же предложения по дальнейшему расширению всего предприятия, его зданий или сооружений.

9. Данные для проектирования объектов жилого и культурно - бытового строительства. Эти данные должны зависит от численности от численности работающих проектируемого предприятия, и определяется в процентах от количества работающих (промышленная эстетика, благоустройство, озеленения).

10. К остальным пунктам «здания» следует отнести намечаемый размер капиталовложений т основные технико - экономические показатели, которые должны быть достигнуты при проектировании. Учету подлежит и стадийность проектирования при разработке особо крупных предприятий. В документе также должны быть указаны наименования генеральной проектной и строительной организации (генеральный подрядчик) и намеченная кооперация при строительстве.

Принятию решения о строительстве предшествует разработка технико - экономических обоснований, которые разрабатываются проектными институтами.

К обоснованиям относят следующее:

1. Обоснование произведенной мощности, пункта строительства и перспективного плана развития данной отрасли.

2. Обоснование целесообразности нового строительства в сопоставление с возможностью расширения (или реконструкции) действующих аналогичных предприятий.

3. Обоснование возможного кооперирования основных и вспомогательных производств.

4. Обоснование возможного объединения проектируемого объекта в единый промышленный узел с другими предприятиями.

5. Основные (предварительные) технико - экономические показатели объекта и примерная стоимость строительства.

Оптимальной считается такая мощность объекта, которая при эксплуатации наиболее полно используется при достижении поставленной цели при наилучших технико - экономических показателях производства.

Стадии проектирования.

Проектирование заводов может осуществляться в две стадии (технический проект и рабочие чертежи) или в одну (техно- рабочий проект - это технический проект совмещенный с рабочим чертежом).

Несложные проекты, осуществленные по типовым проектам или проекты практически проведенные осуществляются, как правило, в одну стадию и обеспечивают сокращение сроков проектирования.

Технический проект нового завода разрабатывает головная проектная организация и состоит из следующих частей:

1. Общая пояснительная записка с изложением содержания проекта и составление возможных вариантов, на основе которых приняты решения, предложены очереди строительства (для крупных предприятий продолжительность не более 3-4 лет). Сюда же включаются материалы, подтверждающее соответствие проекта действующим нормам и правилам.

2. Технико - экономическая часть.

3. Генеральный план и транспорт.

4. Техническая часть, где отражается «Автоматизация техпроцессов» и «Механизация транспортных и погрузочных и разгрузочных работ».

5. Организация труда и система управления производством.

6. Строительная часть и организация строительства.

7. Сметная часть.

8. Жилищное и гражданское строительство.

9. Энергетическая и санитарно - техническая часть.

Утвержденный технический проект со сводной сметой становится основанием для начала финансирования строительства, заказ основного оборудования и разработки рабочих чертежей. С целью ограничения объема документации существуют эталоны техпроектов, где дается типовая расчетно - пояснительная записка, расчетные формы и таблицы, унифицированные методы расчета количество необходимого оборудования, площадей и т.п.

На основании утвержденного технического проекта выполняются рабочие чертежи, которые отражают строительные и монтажные работы, установку оборудования, приспособлений и инструментов. Рабочие чертежи разрабатываются по всем частям технического проекта. Которые перечислены выше.

К технологической части относятся следующие рабочие чертежи:

1. Монтажные планы и разрезы цеха с расположением и привязкой всего оборудования к строительным осям здания.

2. Чертежи транспортного оборудования и средств комплексной механизации произведенных процессов, отдельных транспортных средств, манипуляторов, технологических трубопроводов, средств уборки и переработки стружки, нестандартного оборудования и т.п.

В технико- рабочем проекте приводятся только те чертежи и данные которых нет ни в типовых ни применяемых повторно единичных проектах. В основном здесь же решаются те же задачи, что и при разработке технического проекта и рабочих чертежей, но кроме рабочих чертежей должны быть следующие материалы:

1. Пояснительная записка с технико- экономическими показателям и данными, которые должны учитывать привязку типовых и повторно применяемых проектов.

2. Схема генерального плана предприятия.

3. Перечень используемых типовых проектов, дополнения в связи с привязкой и сводная смета.

Технические и техно - рабочие проекты утверждаются Министерствами и ведомствами СССР и Советами Министров Союзных республик. Проекты хранятся как у заказчика, так и в проектной организации.

Выбор места для строительства завода.

Для размещения нового промышленного предприятия необходимо установить район (Союзная республика, АССР, край область), пункт (город, рабочий поселок село и. т.п.) и площадку строительства (конкретный участок).

В основном следует руководствоваться «Положением о порядка выбора района и пункта строительства новых заводов и об основных показателях техно - экономического обоснованиях размещения предприятия ». Площадка для строительства выбирается специальной комиссией, в которую включаются ведущие специалисты проектной организации. Они должны руководствоваться предварительными данными об основных параметрах проектируемого предприятия и учитывать наименьшие затраты строительства, максимальное использование местных и людских ресурсов. Необходимо так же обеспечить при эксплуатации завода высокие техно - экономические показатели его производства. Основными факторами, определяющие экономичность

Целесообразность и эксплуатацию нового предприятия являются:

1. Увязка строительства с проектом районной планировки.

2. Возможность использования местных материалов и кооперирования с другими предприятиями.

3. Обеспеченность набора рабочих для строительства и эксплуатации нового завода.

4. Пригодность места расположения площадки (уклоны. Раза ветров, грунт, уровень грунтовых вод, агрессивность их к бетонам и т.д. ).

При анализе транспортных условий следует учитывать внешний транспорт, который будет использоваться при эксплуатации завода.

Особенно тщательно изучается энергетическая база (наличие ТЭЦ, ГЭС, ГРЭС), жилой поселок, транспортная связь завода с поселком. Следует учитывать неблагоприятные условия работы, или воздействие одного предприятия на другое, а так же на жилой поселок. При выборе площадки строительства необходимо учитывать вредность производства и в зависимости от этого определять защитную зону, которая должна быть озеленена. В этой зоне допускается размещения зданий обслуживающего назначения (пожарное депо, бани, гаражи, склады, столовые и т.д.)

Сложность выбора площадки строительства можно показать на примере строительства ВАЗа. Было обследованно54 площадки в30 населенных пунктах Поволжья, Украины и Белоруссии. Только при тщательном анализе собранных данных было решено строить в районе города Тольятти. При этом учитывалась стоимость работ по планировке, затраты на снос строений, сооружений подъездных путей и дорог, подключение электроэнергии, сооружение водопровода, канализации и т.д. выбор площадки утверждается одновременно с техническим проектом завода.

Тема: Генеральный план и заводской транспорт

Генеральный план - это чертеж, где указывается расположение всех зданий и сооружений, рельсовых и безрельсовых дорог, подземных и наземных сетей, увязанных с рельефом и благоустройством территории. Генеральный план основан на развитии проекта генерального плана единого промышленного узла. Его разработка состоит из 2-х периодов:

а) разработка схемы генерального плана, составляемая в начале проектирования на основе укрупненных расчетов площадей цехов, корпусов и сооружений;

б) разработка генерального плана в период проектирования цехов и корпусов, когда выявляются уточненные данные по каждому объекту строительства.

Исходными данными являются следующие: схема генерального плана узла, характер площадки строительства, состав завода, технологическая схема производства и грузооборот завода с разделением по видам транспорта.

Производственная деятельность завода осуществляется цехами, которые подразделяются на производственные, вспомогательные и обслуживающие.

Основные производственные цехи - это цехи, в которых выполняется обработка и сборка деталей, сборочных единиц и изделий, составляющих основную производственную программу завода. Сюда относятся заготовительные, механической обработки и сборочные. В свою очередь заготовительные цехи подразделяются на раскройно-заготовительные (резка, обдирка, правка, зацентровка, раскрой листового материала), литейные (чугунолитейные, сталелитейные, цехи цветного литья, специального вида литья и др.), кузнечные (кузнечные, кузнечно-штамповочные, прессовые. К обрабатывавшим цехам относятся механические цехи, котельные, котельно-сварочные, цехи металлопокрытий, окрасочные, деревообрабатывающие и др.

К сборочным цехам относятся сварочно-сборочные, цехи узловой и общей сборки, а также испытательные станции.

В подсобных производственных цехах изготавливается продукция; необходимая для выполнения основной производственной программы (тарные, картонажные и др.).

Вспомогательные цехи способствуют обеспечению нормальной работы основных производственных цехов или всего завода в целом. Это инструментальные, ремонтно-механические, ремонтно-строительные, электроремонтные, экспериментальные, модельные, абразивные, а также группа цехов - энергетическая: установки котельные, газ- паро- воздухопроводы, ацетиленовые и кислородные станции и др. В группу вспомогательных цехов входят санитарно-технические устройства: сети водоснабжения, канализации, теплофикации, насосные, очистительные станции и т.п.

Обслуживающие цехи и устройства выполняют функцию хозяйственного и частично технического обслуживания завода. Их часто объединяют в хозяйства, например транспортное, складское и т.п.

В состав транспортного хозяйства входит транспортный цех с устройствами рельсового транспорта (депо тепловозов, мотовозов, вагонов) и безрельсового транспорта (гаражи автомобилей, электрокаров и автокаров).

Складское хозяйство - это склады ГСМ, COS, склад покупных изделий, склад готовой продукции, склад отходов, полуфабрикатов, штампов, моделей и т.д. К группе обслуживающих подразделений относятся: ЦЗЛ, заводоуправление, столовые, поликлиники, медпункты, учебная сеть, пожарное депо, охрана, электронно-вычислительные и машиносчетные станции и т.д.

После установления состава завода необходимо определить функциональные связи между цехами, подразделениями и службами. Для этого составляют технологическую схему производства, что дает наглядное представление о последовательности производственного процесса, помогает установить рациональное расположение его зданий и сооружений, а также определить схему и направления основных грузопотоков завода. Эта схема сложна, но для наглядности можно представить ее в следующем виде.

В зависимости от характера техпроцесса, вида продукции, размеров и формы площадки завода применяют продольную, поперечную или комбинированную схему грузопотоков.

Продольная схема движения грузов целесообразна для заводов тяжелого машиностроения, где межцеховые перевозки осуществляются ж/д транспортом. Движение осуществляется вдоль длинной оси последовательно расположенных зданий цехов в соответствии с технологическим процессом.

При другом виде транспорта данная схема нерациональна из-за излишнего пробега грузов между цехами.

Для заводов среднего и легкого машиностроения применяется поперечная схема. Транспорт подвесной или безрельсовый Перемещение происходит перпендикулярно длинной оси зданий.

Комбинированная схема применяется для различных заводов.

В основу проектирования генерального плана принимаются принципы прямоточности технологических процессов, компактности планировки. Желательно, чтобы цеха располагались в одном корпусе. Специализация и кооперация производств способствует уменьшению количества цехов, вследствие чего упрощается разработка генерального плана.

Важной задачей при проектировании является выбор вида транспорта, по назначению перевозок который подразделяется на внешний и внутризаводской.

Внешний транспорт завода проектируют с учетом схемы районной планировки с максимальной кооперацией транспортных сооружений и средств с другими предприятиями.

При проектировании внутризаводского транспорта, который может быть межцеховой и внутрицеховой следует предусматривать единый транспортный процесс с перемещением заготовок, материалов, деталей и т.д. без перегрузки с межцехового на внутрицеховой транспорт. Предпочтительно использовать автомобильные тягачи с прицепами, авто- и электропогрузчиков, авто- и электрокар, электротельферов, а при наличии постоянных и значительных грузопотоков следует применять непрерывный транспорт (конвейеры, трубопроводы и т.д.). Выбор транспорта и расчет его количества зависит от величины грузооборота, расстояния между цехами и вида груза. В свою очередь грузооборот определяется количеством грузов перевозимых за определенный период (год, месяц, сутки).

Все расчеты генерального проекта должны быть обоснованы экономически, а именно учитывать коэффициент застройки, использования территории и озеленения.

Коэффициент застройки - это отношение площади зданий и сооружений к общей площади территории объекта (40 * 60%).

Коэффициент использования территории - отношение площади вместе с дорогами, складами и тротуарами к общей площади объекта.

Коэффициент озеленения - отношение площади зеленых насаждений к общей площади объекта.

Тема: Производственные здания

Производственные здания как это указывалось ранее в зависимости от процессов, происходящих в них, делается на производственные, вспомогательные и обслуживающие. Основные производственные здания - это здания, в которых осуществляются основные и подсобные технологические процессы. Вспомогательные здания - это заводоуправление, лаборатории различных назначений, столовые, медицинские учреждения, бытовые здания, проходные и т.д., обслуживающие - это складские, энергетические и транспортного назначения.

Все эти здания классифицируются по ряду специальных признаков: по степени капитальности, по огнестойкости и по степени пожарной опасности.

Производственные здания различают по объемнопланировочным решениям и эксплуатационным режимам. Например, применяют здания одно- и многоэтажные, со световыми фонарями и без них, бескрановые и крановые, отапливаемые и не отапливаемые (горячие цехи), с плоскими и скатными кровлями, с наружным отводом атмосферных вод с кровли и с внутренними водостоками.

Основные направления в проектировании современных производственных зданий

В проектировании зданий определились следующие направления:

1. Широкое применение каркасных зданий, сборных и предварительно напряженных железобетонных строительных элементов.

2. Применение зданий, как правило, простейшей прямоугольной конструкций, преимущественно одноэтажных и без перепадов высот,

3. Блокирование цехов и помещений в одном здании, если это не противоречит условиям технологического процесса и другим требованиям к строительству. Это значительно сокращает объем работ.

4. Максимальное использование унифицированных типовых секций (УТС), что резко снижает стоимость строительства.

5. Применение увеличенных расстояний между колоннами, за счет чего повышается коэффициент использования площади цехов (на 5-10%), уменьшается число сборных элементов, что способствует уменьшению затрат при монтаже зданий и сокращению сроков строительства и т.д.

6. Проектирование без фонарных зданий (а иногда и безоконных) для производств с непродолжительным пребыванием людей, цехов автоматов, и для цехов с кондиционированием воздуха. Это снижает стоимость зданий на 7-10%.

7. Учет требований НОТ и технической эстетики для создания благоприятных условий для работы и улучшения бытового обслуживания работающих.

Одноэтажные здания

В общем объеме промышленного строительства эти здания составляют около 85%, причем крановые 20-25% и бескрановые 60-65%. Для промышленных предприятий преимущественно строят одноэтажные здания. Несущими элементами здания являются колонны. В массовом промышленном строительстве принимают главным образом полнокаркасную конструктивную схему, которая является типовой и обеспечивает экономичное решение зданий с полной унификацией сборных элементов. Для наглядности следует зарисовать пример оформления конструктивных элементов здания с полным каркасом:

К основным структурным частям здания относятся пролеты.

Ширина пролета L - это расстояние между продольными разбивочными осями.

Шаг колонн t - расстояние между поперечными осями.

Высота пролета h - расстояние от чистого пола до низа несущих конструкций покрытий.

Сочетание ширины пролета и шага колон образуют сетку колоны L х t. Высота пролетов устанавливается в зависимости от типа применяемого подъемно-транспортного оборудования, веса и габаритов деталей и узлов, высоты подъема. В основном высота пролетов, установлена 6-8,4м бескрановыйе, и 10,8-19,8 крановые, продольная разбивочная ось

С целью ограничения разнообразия элементов конструкций действующим нормам (Госстрой СССР, СН223-62) предусматривается широкое применение унифицированных габаритных схем зданий для всех отраслей промышленности.

Например, на основе этих норм да пролетов одноэтажных корпусов механических цехов установлены основные строительные характеристики. (См. табл.2, стр.34. Мамаев. Основы проектирования машиностроительных заводов).

Ширина пролета принята равно 18 и 24 м для бескрановых цехов, и 18, 24, 30, 36 м в крановых зданиях. Шаг средних колонн 12 м. Эти данные в 2 и более раза больше, чем у ранее построенных заводов по выше указанным преимуществам, в перспективе эти нормы еще более укрупнятся.

Бескрановые пролеты применяются в механических цехах для обработки средних и мелких деталей (термические цехи, окрасочные, сборочные и т.д.). Крановые пролеты (если кран грузоподъемностью до 30 т) используются при обработке крупных деталей, а дня заводов тяжелого машиностроения используются мостовые краны грузоподъемностью свыше 30 т.

Унифицированные типовые секции.

Дальнейшим развитием типизации и унификации элементов зданий явилось создание УТС - это объемная часть здания, состоящая из одного или нескольких одинаковых пролетов постоянной высоты. Например, для машиностроительных зданий предусматриваются следующие схемы планировки:

Кроме этого предусмотрены дополнительные секции, если появляется в этом необходимость. Ширина пролетов у УТС - 18, 24 и 30 м, а шаг постоянный и равен 12 м. Каждая секция представляет собой температурный отсек для ограничения усилий возникающих от перепада температур. Высота пролетов зависит от типа подъемно- транспортного оборудования.

Одним из важных преимуществ использования УТС является сокращение проектных материалов, повышение производительности труда проектировщика, сокращение сроков разработки технической документации и повышение экономической эффективности капитальных вложений в промышленное строительство. Руководящие материалы для использования УТС содержат каталоги унифицированных элементов зданий, рабочие чертежи и указания по их применению.

Тема: Основные конструктивные элементы здания

Основными элементами каркасов зданий являются фундаменты, колонны, стропильные конструкции и подкрановые балки. Железобетонные конструкции экономичны, долговечны и несгораемые. Стальные конструкции разрешается применять для цехов, оборудованных кранами грузоподъемностью более 50 т или высотой более 18 м, но подкрановые балки (стальные) всегда оправдывают себя независимо от грузоподъемности применяемых кранов.

Фундаменты при каркасной конструкции здания наиболее целесообразно применять отдельно стоящие, выполненные из железобетона. На фундамент опираются колонны и фундаментные балки.

Колонны подразделяются на средние (в пролетах) и крайние, к которым примыкают стеновые ограждения. Крайние колонны бывают основные, воспринимающие значительные нагрузки и фахверковые -для крепления стен.

Несущие конструкции покрытий подразделяются на стропильные и подстропильные.

Стропильные конструкции перекрывают пролет и поддерживают настил кровли. Они устанавливаются с шагом 6 м.

Подстропильные - перекрывают 12-метровый шаг колонн и служат опорами для стропильных ферм.

Для плоских кровель зданий применяется иная форма ферм. Плоские кровли устраиваются с том случае, когда необходимо использовать межферменное пространство для расположения крупногабаритных коммуникаций (воздуховодов, сетей вентиляции, водоводов, водопровода, шинопроводов и др.).

Подкрановая балка служит для поддержания рельс, по которым перемещаются мостовые краны. Они бывают железобетонные и стальные.

Ворота служат для ввода в цех транспортных средств и прохода больших масс людей. Они бывают распашные, раздвижные, многостворчатые, подъемные и шторные. Делаются они из дерева и стального каркаса с дерева и стальные. Размеры их зависят от габаритов используемого транспорта. При необходимости ворота оборудуются тамбурами, воздушными и воздушно-тепловыми завесами. Расположение дверей зависит от пожарной опасности производства.

Покрытия зданий (кровли бывают скатные и плоские. В основном применяются скатные со светоаэрационными фонарями. Плоские кровли изготовляются со световыми фонарями или плафонами в виде прозрачных куполов и плит. Кровля зданий обычно состоит из сборных настилов - железобетонные плиты с утеплителями для не отапливаемых цехов. Для отапливаемых применяют керамзитобетон. Поверх утеплителя укладывается цементная или асфальтовая стяжка с водо - изоляционным ковром (пергамин, толь, рубероид). В настоящее время находит применение профилированный металлический настил для уменьшение массы покрытия.

Фонари на кровлях зданий устраивают для освещения естественным светом и аэрации. Они бывают светоаэрационные и световые.

Аэрационные Фонари применяют в зданиях с большим выделением газов, дыма, пыж, тепла, когда верхний свет не может быть использован из-за загрязнений стекол. В этом случае освещение обеспечивается естественным боковым или искусственным светом. Светоаэрационные и аэрационные фонари унифицированы и применяются для скатных кровель.

Более экономично использовать светопрозрачные проемы в кровле в виде плафонов и стеклопакетов из органического стекла, стеклопластика и в виде стекложелезобетонных блоков.

Еще более экономичны световые плафоны. Они позволяют изменять в широких пределах коэффициент естественной освещенности, увеличивают равномерность освещения, снижают теплопотери в зимнее время, исключают снегозаносы и снижают их.

Вид покрытия пола выбирают исходя из характера воздействия на него нагрузки, различных сред и т.п. С точки зрения эластичности и малого тепловосприятия полы делаются деревянными и асфальтовыми. Во влажных помещениях целесообразно применять керамические, плиточные и синтетические полы. В цехах со значительными механическими воздействиями рационально использовать металлоцементные полы. Для окрасочных цехов следует делать полы из керамической плитки. Рекомендации по выбору полов для конкретных условий достаточно четко отражены в различных учебниках и справочниках.

Компоновка зданий

Компоновка производится на основе унифицированных габаритных схем и УТС. Конструктивная разработка планов зданий ведется с учетом правил, определяющих размерные привязки конструктивных элементов здания к разбивочным осям.

Колоны средних рядов размещаются так, чтобы геометрический центр колонн средних рядов совмещаемся с пересечением разбивочных осей. Колонны крайнего продольного ряда привязываются к нулевой отметке согласно проектируемых крановых и бескрановых зданий и в зависимости от грузоподъемности используемых транспортных средств (кранов).

Оси крановых рельсов располагаются на расстоянии 750 мм (для кранов грузоподъемностью до 50 т) и 1000 мм (для кранов более мощных) от продольных разбивочных осей.

При компоновке разрезов и фасадов зданий за относительный нуль принимается уровень чистого пола.

Многоэтажные здания

Строительство многоэтажных зданий целесообразно на стесненных участках, на территории действующего завода и при изготовлении легких и мелких деталей или изделий. Применяются здания 3+5 этажные. Верхний этаж может иметь укрупненную сетку колонн и быть оборудован мостовым краном или подвесным транспортом. Предпочтительной сеткой для многоэтажных зданий являются 6х6и9х6м. Ширина здания 2+10 шестиметровых или девятиметровых пролетов. Лестничные клетки располагаются внутри здания. Более тяжелые станки или быстроходные, а также станки, работающие с ударной нагрузкой предпочтительно располагать на I этаже, а производства с выделением вредных газов размещаются на верхних этажах. Основными частями каркасных многоэтажных зданий являются колонны и ригели. Поддержкой для ригелей служат консоли колон.

В многоэтажных зданиях укрупнение сетки колонн достигается перекрытием производственных этажей безраскосными фермами, за счет чего образуется этаж в 3,6 м. Это пространство используется для размещения административных, бытовых помещений, лабораторий, конструкторских бюро и т.д. В зданиях с повышенными требованиями к внутреннему климату это пространство используется для прокладки инженерных коммуникаций. В основном рекомендации для строительства многоэтажных зданий аналогичны с рекомендациями, предназначенными для строительства одноэтажных зданий.

Здания и помещения прецизионного производства

Повышение требования к качеству выпускаемой продукции повлияло на увеличение выпуска высокоточных станков для окончательных операций. В свою очередь для выпуска таких станков необходимо прецизионное оборудование. В связи с этим возросли и требования к зданиям, в которых производят высокоточное, прецизионное оборудование, приборы высокой точности и мн.др.

Основные требования к этим зданиям следующие:

1. Постоянство температуры.

2. Небольшая относительная влажность.

3. Малая скорость движения воздуха.

4. Высокая чистота воздуха.

В зависимости от характера работ помещения и в зависимости от кондиционного режима делятся на 5 групп: 1А,1Б,1В,ПА,ПБ. IA 4- НА - это группы, к которым относятся здания для финишной обработки и сборки, а также помещения для контрольных измерений.

К группе IA относятся термоконстантные помещения, где производятся работы на делительных и компораторных машинах по нанесению делений и проверке линеек для станков классов А и С. Допускаемое отклонение от температуры +20°С + -0,2°С, чистота воздуха, определяемая по числу пылинок размером не более 0,3 мкм, оседающих на I см² стекла. Их количество не должно превышать 40 шт/час.

К группе IБ относятся юстировочные отделения и измерительные лаборатории с отделениями точных измерений, эталонирования и юстировки приборов. Допустимые колебания температуры +20° С + -0,5°С, а чистота воздуха такая же как для группы IA, но размеры частиц не должны превышать 2 мкм.

Группа IB - цехи окончательной механической обработки и сборки Температура воздуха +20°С + -1°С. Чистота воздуха не регламентируется.

Группа IIA - цехи окончательной механической обработки, предварительной и окончательной сборки, склады готовых изделий, общие измерительные лаборатории. Температура +20°С + -1,5°С.

Группа ПБ - помещения для окончательной обработки деталей, предварительной сборки узлов и станков, склады готовых узлов и комплектующих изделий. Температура +20°С + -2°С.

Во всех вышеперечисленных помещениях относительная влажность должна находиться в пределах 40ч60%. Скорость движения воздуха во всех цехах не должна быть более 0,5 м/с. В помещении группы IA должно быть дистанционное управление.

Цехи этих групп следует проектировать, учитывая следующие рекомендации:

1. Здания новых заводов проектируются одноэтажными.

2. Применять унифицированные параметры зданий. Ширина пролета 18 и 24 м, высота 7,2; 10,8; 12,6; 16,2 м.

3. Необходимо соблюдение повышенных теплотехнических требований. Для помещений с особо жестким температурным режимом необходимо предусматривать вторые стены, потолки и полы. Коридоры теплозащиты используются для инженерных коммуникаций.

4. Проектировать минимальное количество входов, которые должны иметь тамбуры-шлюзы с автоматически закрывающимися дверями и воротами.

5. Термоконстантные камеры должны иметь одну, две или три ограждающие оболочки с кондиционированным воздухом между ними. Количество оболочек зависит от заданного температурного режима.

Тема: Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха

Проектирование систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха помещения основывается на существующих строительных нормах и правилах с учетом сан-гигиенических требований НОТ.

Во всех производственных и вспомогательных помещениях должна предусматриваться естественная, механическая или смешанная вентиляция. В местах выделения вредностей необходим отсос воздуха. От станков, где ведется обработка с СОЖ, необходимы местные отсосы воздуха, а для шлифовальных станков, обрабатывающие сталь и чугун - отсос пыли. Такие устройства должны быть совмещены с пневмотранспортом стружки. Система отопления с помощью автоматики, установленной в цехах и помещениях прецизионного оборудования, должны обеспечивать постоянную температуру +20°С - 0,2 Ц- 1°С.

Системы отопления бывают следующие:

1. Воздушная с системой кондиционирования воздуха или с применением отопительных рециркуляционных агрегатов.

2. Водяная с отопительными панелями (на поверхностях панели +60°С).

3. Комбинированная.

Во всех принятых случаях система отопления должна иметь автоматическое регулирование и сочетаться с работой кондиционирования воздуха. Расчетный перепад температур между температурой приточного воздуха и температурой воздуха в помещении рекомендуется принимать от 2°С до 8°С.

Освещение

Качество выпускаемой продукции и производительность труда, а также утомляемость рабочих зависит от качества освещения помещений и рабочих мест. Исходя из этого проектирование освещения должно учитывать требования НОТ. Следует максимально использовать естественный свет и осуществлять постепенный переход от естественного освещения к искусственному.

Естественное освещение осуществляется:

1. Боковым светом через проемы или прозрачные стены.

2. Верхним светом через световые проемы в покрытиях.

3. Комбинированным светом.

Выбор средств естественного освещения должен основываться на специфике работ, условиях зрительных работ и экономической целесообразности. Об этом отмечалось в предыдущих лекциях. Однако следует отметить, что при проектировании зенитных фонарей и фонарей с боковым остеклением необходимо предусматривать специальные устройства, исключающие слепящее действие солнечных лучей и перегрев помещений. Кроме этого освещенность помещений изменяется в широких пределах, в связи с чем необходимо применять комбинированное освещение с авторегулировкой.

В термоконстантных цехах естественное освещение определяется температурным режимом цеха. При отклонении +-1°С естественное освещение выполняется через боковые проемы. Применение фонарей в этом случае недопустимо, но иногда применяется смешанное освещение. Естественное освещение не применяется в цехах, где температуре не должна колебаться более 0,4°С * 1°С, т.е. с предельным отклонением +-0,2°С и ±0,5°С.

Искусственное освещение рекомендуется применять комбинированно, т.е. общее освещение и местное у станка. Очень редко применяют только общее освещение и недопустимо применять только местное освещение.

Производственные интерьеры

Производственный интерьер - это внутреннее благоустройство производственного помещения, которое определяется рациональной компановкой помещений и планировкой технологического оборудования, организацией грузопотоков, транспортных линий и рабочих мест, отделкой и окраской помещений и оборудования, освещенностью помещений и рабочих мест, климатическими условиями и т.д.

Архитектурное решение интерьеров помещений должно учитывать следующие особенности:

1. Тип здания, объем здания и количество работающих.

2. Композиционные решения (габариты помещений, пропорции, насыщенность оборудованием и коммуникациями).

3. Техническая эстетика (рациональные и привлекательные формы, отделка, окраска оборудования и оснастки и др.).

4. Инженерная психология и эргономика, т.е. психологические особенности человека в процессе выполнения операций.

5. Особенности техпроцесса, характера и режима труда.

6. Сан-гигиеническая обстановка (состояние воздушной среды, характерен уровень освещения, наличие шумов, вибраций, излучения и т.д.).

7. Техника безопасности.

8. Климатическая особенность (географический район строительства, ориентация по странам света).

В планировке цеха необходимо выделять зоны основного и вспомогательного оборудования, проходы, склады, места отдыха, опасные зоны и др. Это осуществляется планировочными приемами, цветом или условным обозначением. Опасные зоны следует выделять более заметно. Технологические участки выделяются белой полосой, нанесенной на покрытие пола. При окраске потолков в белый цвет необходимо учитывать применение подсвета. Панели стен окрашиваются в тот же цвет, что и основная поверхность стены, но с меньшей отражательной способностью.

...