Проектирование механического цеха

Фермы и балки окрашивают в желтый или светло-голубой цвет, стальные конструкции - в светло-серый или кремовый. Рамы фонарей, оконные переплеты - в белый цвет. Пол технологических участков окрашивается в более светлый цвет, чем полы в магистральных проездах и проходах. Окраска оборудования должна гармонически вписываться в общий интерьер с учетом цветового контраста органов контроля и управления станками, но при этом следует избегать контрастных цветов.

Подъемно-транспортные средства окрашиваются в различные цвета - желтый, оранжевый, белый и светло серый.

Напольный транспорт (электрокары, рельсовые тележки и др.) окрашивают желтым и черным цветом для усиления контраста. Опасные в отношении травматизма элементы подъемно-транспортных средств и выступающие части окрашиваются в сигнальный цвет с вертикальными и угловыми черными полосами. Трубопроводы окрашиваются в зависимости от их назначения. Так например, при транспортировке легковоспламеняющихся, огнеопасных и взрывчатых веществ трубопровод окрашивается в красный цвет, желтый - применяются для обозначения опасных и вредных для здоровья веществ, зеленый - для обозначения безопасности и нейтральных веществ.

Фазы шинопроводов окрашиваются следующим образом: фаза А - желтый, В - зеленый, С - красный. Шины электропроводок постоянного тока "+" в красный в синий. Элементы заземления - в черный цвет. Электрошкафы, пульты управления и др. электрооборудование окрашивается в цвет, соответствующий цвету основного оборудования. Аналогично могут быть окрашены тумбочки, стеллажи, верстаки и т.д.

Тема: Подъемно-транспортное оборудование машиностроительного завода

Основные виды подъемно-транспортного оборудования.

Подъемно-транспортные и погрузочно-разгрузочные работы являются важными и трудоемкими элементами производственных процессов машиностроительных заводов. От методов организации их работ во многом зависит производительность труда и условия работы. Конкретные формы механизации и автоматизации транспорта и его виды зависят от вида продукции, формы, веса, размеров, типа производства, размера грузооборота и т.д.

В крупносерийном и массовом производстве степень специализации и механизации подъемно-транспортных средств более высокая нежели в мелкосерийном и единичном производстве. Рекомендации по выбору оборудования для подъемно-транспортных работ даны в соответствующих нормалях. Многие элементы оборудования типизированы и частично нормализованы, а мостовые, подвесные краны и тали определены ГОСТами.

Основными видами подъемно-транспортного оборудования для межкорпусного, межцехового и внутрицехового транспортирования являются следующие: железнодорожный, автомобильный, напольно-тележечный транспорт, крановое оборудование, подвесной транспорт, конвейеры и напольные транспортеры и средства автоматического действия.

Железнодорожный, автомобильный и напольно-тележечный транспорт

Железнодорожный транспорт целесообразно использовать для межкорпусных перевозок объемных и тяжелых заготовок и изделий. Грузоподъемность платформ и полувагонов составляет от 20 до 80 т. Для этих же целей применяют автотранспорт, но их грузоподъемность находится в пределах 2,5 * 7,5 т.

Напольно-тележечный транспорт с подъемной платформой и грузо- захватывающими устройствами применяются в основном внутри цехов и складов, реже для межцеховой транспортировки. Внутри зданий используются машины с электроприводом, а для работы на открытых площадках машины с двигателями внутреннего сгорания. Экономически оправдывается применение транспорта при пробеге с грузом на следующие расстояния:

до 50 м - ручные тележки;

50-100 м - электротележки, электропогрузчики, управляемые с пола;

300-500 м - электротележки и электропогрузчики, управляемые с площадки, сюда же следует отнести электротягачи, автопогрузчики;

500-3000 м - автотягачи.

В цехах массового и крупносерийного производства в качестве межоперационного транспорта для перевозки мелких деталей используют специальные тележки, оборудованные стеллажами разнообразной формы в зависимости от формы транспортируемых деталей.

В цехах тяжелого машиностроения применяют специальные тележки с электроприводом и перемещающиеся по рельсам. Грузоподъемность их от 5 до 120 т, скорость перемещения примерно 2 км/час.

№ п.п.	Наименование	Грузоподъемность, в т.	Скорость передвижения в км/час.
1	2	3	4
Межкорпусная транспортировка.
1	Автопогрузчики	1-5	15-40
2	Электропогрузчики	0.25-3	6-10
3	Электротележки	0.5-5	7-15
4	Электротягочи	Тяг. усилие 250-800 кгс.	7-12
5	Тракторы с прицепными тележками	2-5	20
Внутрикорпусной, межцеховой и внутрицеховой транспорт.
1	Электропогрузчики и электротележки	Тоже как и для предыдущих.	3,5
2	Электроштабелеры	0,1-2т	3-7
3	Ручные тележки	0,3-1,25	-

Крановое оборудование. К этому виду оборудования относятся мостовые и подвесные краны до 5 т, мостовые краны (5-75 т), монорельсы, краны-штабелеры.

Мостовые опорные краны перемещаются по путям, опорами которых служат консоли колонн. Их назначение - установка, кантование и межоперационное транспортирование. Высота подъема 16-32 м.

Мостовые и подвесные однобалочные краны (до 5 т) применяются для транспортировки внутри цехов и складов. Они имеют большое преимущество перед опорными кранами, т.к. не требуют установки колонн для подкрановых путей (это увеличивает полезную площадь цеха), имеют малые габариты по вертикали (следовательно, на большую высоту можно поднять груз), высокая маневренность, что очень важно в поточном производстве.

Однобалочными кранами (мостовые и подвесные) рекомендуется перемещать грузы на расстояние в 30-50 м.

Консольные (поворотные) краны предназначены для обслуживания рабочих мест. Грузоподъемность их 1-5 т, высота подъема 6 м. Эти краны могут встраиваться в станок, устанавливаться на колонне или быть подвесными.

Монорельсы применяют совместно с электроталями, ручными талями, пневматическими или гидравлическими подъемниками для обслуживания рабочих мест для транспортировки на значительные расстояния. Недостатком монорельсов является небольшая ширина зоны обслуживания. Чтобы ликвидировать этот недостаток используют гибкую подвеску монорельсов на тягах.

Краны-штабелеры предназначены для обслуживания складов, но иногда их применяют в производственных целях. Они сочетают в себе достоинства кранов и электропогрузчиков и бывают опорными и подвесными. У этих кранов высокая производительность, простота управления, возможность обслуживания помещений с различными уровнями пола, высокая маневренность и т.д.

Одной тележкой такого крана можно обслужить несколько крановых мостов в различных пролетах. Применяя различные поворотные крути, можно изменять направление движения крана. Выпускают их грузоподъемностью от 125 кг до 5 т. Высота подъема 12 м. В настоящее время разработаны краны-штабелеры перспективного назначения, оборудованные устройствами для бокового перемещения.

Подвесной транспорт

К подвесному транспорту относятся конвейеры, однорельсовые дороги, самоходные тележки и тягачи. Это гибкий в горизонтальной и вертикальной плоскости транспорт, легко приспособляемый к возможным изменениям технологического и производственного процесса, могущий непосредственно поставлять грузы к рабочим местам. Подвесной транспорт может быть автоматического и дистанционного управления. Этот вид транспорта широко применяется для перемещения грузов между корпусами, цехами, внутри цеха и между рабочими местами.

Этот вид разделяется по принципу передачи груза на грузонесущие, толкающие и грузотянущие. Имеют место и комбинированные типы транспорта.

Грузонесущий конвейер

Грузоподъемность грузонесущего конвейера 250, 500 и 800 кг. Если применить 4 каретки, то можно транспортировать 2000 кг. Загрузка и разгрузка производится вручную.

Толкающий конвейер

Возможность толкающего конвейера: свободное включение и отключение грузовых тележек от тяговой цепи и переход на другие пути. Это грузовая тележка позволяет объединить толкающие конвейеры на отдельных линиях или участках. С различным тактом технологического процесса в единую систему.

В связи с этим отпадает необходимость в перегрузках с одной линии на другую. Применяются как в массовом так и серийном производстве.

Но эти конвейеры дороже грузонесущих. Грузоподъемность их 32, 125, 500 и 1250 кг. Диапазон скоростей широкий 0,8-24 м/мин.

Напольные конвейеры и транспортеры

Этот вид транспорта широко распространен в поточно-массовом и поточно-серийном производстве в основном для межоперационной подачи деталей или узлов. В серийном производстве конвейеры должны быть универсальными, т.е. учитывать габариты, вес и конфигурацию деталей. Существует несколько типов напольных конвейеров:

Роликовые (рольганги) бывают приводные и неприводные, горизонтальные и наклонные (уклон 1-3%). Кроме этого они подразделяются на стационарные, переносные и передвижные (на колесах). Применяются также шариковые конвейеры.

Этот тип конвейеров получил широкое распространение, как в механических, так и сборочных цехах. Особенно они удобны для транспортирования деталей массой 25-100 кг с плоской опорной поверхностью или мелких деталей в таре. Эти конвейеры допускают пробуксовывание грузов, когда необходимо накопить некоторое количество грузов. Направление движения может осуществляться под любым углом, допускают возможность разветвляться с помощью переходных секций, которые монтируются на поворотном круге. Может быть применено автоматическое адресование грузов. Для облегчения съема деталей устраиваются лотки (роликовые и плоские).

Приводные роликовые конвейеры (скорость 9 м/мин) применяются для внутрикорпусного и внутрицехового транспортирования готовых деталей или узлов на расстояние до 30 м. Вращение от двигателя передается на все рабочие ролики. Грузоподъемность до 1200.Роликовые конвейеры могут работать в сочетании в монорельсами.

Скаты выполняются в виде желобов длиной до 10 м с уклоном I * 15 и служат для перемещения круглых деталей.

Склизы (уклон 1:1 * 1:5) служат для перемещения плоских деталей либо деталей в таре.

Ленточные конвейеры применяются в машиностроении редко и в основном для транспортирования мелких деталей.

Пластинчатые конвейеры применяются в сборочных поточных линиях в качестве технологического транспорта. Эти конвейеры имеют бесконечный настил из деревянных и металлических пластин. Настил для крупногабаритных изделий расположен на уровне пола. Длина конвейера до 200 м, а ширина от 0,4 до 1,6 м. Скорость движения от I до 20 м/мин. Передача от двигателей осуществляется через приводную звездочку.

Тележечные конвейеры применяются в сборочных и испытательных цехах - реже в механических. Это замкнутый контур с прикрепленными тележками. Конвейеры могут быть расположены в горизонтальной и вертикальной плоскости. Могут быть с пульсирующим движением и непрерывным.

Вертикально-замкнутые конвейеры могут быть с опрокидывающими тележками и неопрокидывающимися.

Горизонтально-замкнутые тележечные конвейеры применяют для транспортировки мелких деталей или изделий, а вертикально-замкнутые - для более тяжелых изделий. При сборке этот вид конвейера является технологическим, а для механических цехов - транспортным.

Грузоведущие конвейеры - это конвейеры у которых тяговый элемент (крюки, штыри и т.д.) перемещая так грузы на тележках или на собственном колесном ходу по полу или направляющим путям.

Применяются они для внутрикорпусного, внутрицехового и межоперационного транспортирования.

Шагающие конвейеры. У этих конвейеров движение пульсирующее. Это движение осуществляется переменными движениями подвижной рамы, на которую укладываются грузы. Такие конвейеры применяются для сборки станков, двигателей и др. изделий.

Перемещение происходит на I шаг через равные промежутки времени, которые соответствуют такту сборки.

Длина конвейера 25-60 м. Скорость передвижения рамы 5-10 м/мин, грузоподъемность на одном рабочем месте 1-7 т, время одного цикла перемещения конвейера 2-6 мин, а такт сборки 20-120 мин и более.

Основное преимущество конвейера малые габариты, доступность к объекту сборки и сочетание достоинств стационарной и подвижной оборки и простота конструкции.

Конвейер на воздушной подушке - современная разновидность шагающего конвейера. Перемещение платформы осуществляется вручную, а сборка, например, станка - при отключении воздухопровода. Давление воздуха 4 кг/см2, а расход 120 м /час. Достоинствами таких конвейеров являются простота в изготовлении и обслуживании и возможность работать без жесткого такта.

Тема: Подъемно-транспортные средства автоматического действия

Для механизации подъемно-транспортных работ и погрузочно- разгрузочных операций в условиях крупносерийного и массового производства и для обслуживания транспортом в условиях межцехового и межоперационного транспортирования применяется следующее оборудование

1. Каретка-оператор, которая представляет собой рельсовую электротележку напольного или подвесного типа с программным или дистанционным управлением. Типовые каретки бывают грузоподъемностью 500 и 1000 кг. Каретка грузоподъемностью 500 кг с программным управлением обеспечивает установку и съем тары без участия рабочего и предназначена для межоперационного транспортирования. Количество программ неограниченно. Каретка грузоподъемностью 1000 кг автоматического адессования управляется с диспетчерского пункта (также как и 500-кг). Запоминающее устройство позволяет непрерывно выполнять команду в порядке поступления. Емкость памяти - М 10 команд.

2. Телескопический стол грузоподъемностью 320 кг с горизонтальным перемещением.

3. Приемные столы различных типов грузоподъемностью 0,5 т.

Кроме этих устройств разработан типах оборудования перспективного применения:

1. Каретка со спаренными телескопическими столами грузоподъемностью 630 кг.

2. Каретки-штабелеры с телескопическими столами и механизмом подъема. Грузоподъемность 630 кг.

3. Каретки-штабелеры со сдвоенными телескопическими столами и механизмом подъема. Грузоподъемность 1250 кг.

4. Каретки-штабелеры для длинномерных грузов со спаренными телескопическими стола и механизмом подъем (630, 1000, 2000, 3200, 5000 кг.).

5. Каретки-операторы подвесные (3200 кг.).

6. Каретки-операторы роликовые (3200 кг.).

Все операции различными вариантами кареток-операторов по подъему и транспортированию осуществляется с грузами в унифицированной таре. Скорость перемещения 30 и 60 м/мин. Установочная скорость 1,5 м/мин. Максимальное количество обслуживаемых рабочих мест 50.

Расчет потребного количества подъемно- транспортного оборудования

Для своевременного обеспечения цехов материалами, заготовками, деталями и узлами необходимо определить потребное количество подъемно-транспортных средств. Для точного определения следует учитывать массу грузов, путь перемещения, время, затрачиваемое на подъем и опускание грузов и многие др. условия. В связи с большой трудоемкостью выполняемых расчетов предлагается укрупненный расчет по опытным данным.

Количество напольно-тележечного транспорта определяется по формуле:

где Q - годовой грузооборот в т.

m =(1-2) - коэффициент, учитывающий одно- и двухстороннюю маятниковую систему перевозок,

K₁ - коэффициент неравномерности,

K₂- коэффициент использования грузоподъемности ( 0,8),

Tэ - общее время пробега (оборот) электрокары в мин.,

Qэ - грузоподъемность тележки в т.,

Фд- действительный годовой фонд времени работы оборудования с учетом количества смен.

Общее время пробега электротележки:

Тэ = Тпр + Тп + Тр + Тз,

где: Тпр - время пробега электротележки в оба конца в мин.,

Тп - время на погрузку в мин.,

Тр - время на разгрузку в мин.,

Тз - время случайных задержек ( 10% на каждый рейс мин.)

время пробега,

где l - среднее расстояние при маршрутных перевозках в м.,

\/ - среднетехническая скорость электрокары в м/мин.

Количество мостовых кранов.

где n- число деталей транспортируемых в смену, к

i- среднее число транспортных операций на одну деталь,

Ткр -общее время пробега крана в мин.,

m- число одновременно перемещаемых деталей,

Тсм - время работы в смену в мин.

Общее время пробега крана:

Ткр = Тпр + Тп + Тр + Тз,

где Тпр - время одного пробега крана в мин. (ост также)

где l- средняя длина пробега (примерно равна половине длины обслуживаемого участка) в м.,

V - скорость движения крана 30-80 м/мин.

Для сборочных работ количество подъемных кранов определяется на основе графиков сборки, в которых приводится время работы крана на каждой операции. Укрупненное для механических цехов принимается один кран на 40-80 м длины пробега, а для сборочных работ -на 30-50 м.

Основными расчетными параметрами подвесных конвейеров могут быть скорость или производительность конвейера.

Скорость конвейера

где Q- производительность конвейера шт/час.,

- такт работы в мин.,

l- шаг подвесок в м.,

n - количество изделий на одной подвеске в шт.

На станочных линиях V 1-6 м/мин. и зависит от массы деталей, например m =60 кг., V = 3 м/мин (ограничение).

Коэффициент увеличения производительности (до 5) вводят в расчет, когда необходимо создать запас на конвейере. Скорость конвейера в моечных, сушильных и окрасочных камерах определяется по формуле:

где L - общая длина камеры (рабочий участок),

To - технологическое время обработки.

В некоторых случаях при заданной скорости конвейера определяют производительность.

Организация цеховых складов

Для повышения уровня механизации транспортно-складских работ и сокращения числа вспомогательных рабочих необходимо для транспортирования и хранения заготовок и деталей применять унифицированную тару. Преимущество этого очевидно, т.к. улучшаются условия хранения (многоярусное), сохранность грузов и расширяются возможности использования транспортных средств.

Детали и полуфабрикаты получаемые по кооперации должны быть уложены в унифицированную тару, что исключает их повторную перекладку. Такая тара должна быть складной или разборной. После выполнения последних операций детали должны быть уложены в такую же тару.

Межкорпусные перевозки грузов в унифицированной таре осуществляются напольно-тележечным транспортом, разгрузка и раскладка грузов осуществляется совместно с тарой. Хранение организуется в штабелях (4-5 ярусов) или в стеллажах. Практически во всех случаях следует избегать перекладку деталей из тары в тару.

Основными направлениями, которыми следует руководствоваться при механизации транспортно-складских работ, являются:

1. Использование высокопроизводительных подъемно-транспортных средств.

2. Организация комплексно-механизированных и автоматизированных складов.

Количество тары, необходимое для обслуживания рабочих мест:

Т = РВ,

где Р - количество рабочих мест, обслуживаемых тарой,

В - количество единиц тары, необходимое для каждого рабочего места.

В 1.5-2 (для крупной тары 1,5 - для мекой 2 -г- 3). Типовые тары выпускаются с размерами до 1200 х 800 х 800 мм и грузоподъемностью до 3200 кг.

Тема: Основные положения по проектированию цехов

Основные вопросы, разрабатываемые при проектировании цехов и исходные данные

При проектировании цехов необходимо в определенной последовательности, но в едином комплексе учитывать следующее:

1. Изучить особенности конструкции изделия, условия производства (программу), подобрать необходимые для проектирования данные, определить состав и режим работы, а также структуру цеха.

2. Определить основные направления по внедрению новой техники, новых методов обработки, техконтроля и испытания изделия.

3. Разработать прогрессивный технологический процесс и определить организационные формы его выполнения и тип производства.

4. Выбрать способ определения трудоемкости и производственной программы, тип и расчет потребного количества оборудования и рабочих мест, определить состав и количество работающих по участкам и группам.

5. Определить грузооборот цеха, выбрать тип и рассчитать потребное количество подъемно-транспортных средств.

6. Разработать план расположения оборудования и рабочих мест производственных отделений цеха и определить их площадь.

7. Определить состав вспомогательных служб цеха, количество оборудования, число работающих и площадей.

8. Разработать мероприятия по механизации и автоматизации трудоемких процессов, охране труда и технике безопасности.

9. Выбрать тип и строительные параметры здания, разработать компоновочный план цеха (корпуса) и зданий для проектирования строительной, энергетической и санитарно-технической частей проекта цеха.

10. Выбрать схему организации и технического руководства работой цеха.

11. Рассчитать объем капитальных затрат и основных средств, основной фонд инструментов, приспособлений и производственного инвентаря, а также определить общие технико-экономические показатели цеха.

Исходные данные для проектирования составляются и подбираются отделом подготовки проектирования.

В его задачу входит:

1. Составление производственных программ цехов.

2. Подбор исходных данных.

Производственная программа выполняется на основе задания на проектирование завода, далее по чертежам изделий, спецификациям и техусловиям составляются маршруты прохождения деталей по цехам завода.

Кроме перечисленного исходными данными являются:

1. Рабочие чертежи и спецификация изделий.

2. Техусловия на изготовление деталей, сборку узлов, упаковку и виды испытаний.

3. Сводные нормы расходов материалов на все изделия, изготовляемые в цехе.

4. Техпроцессы с нормами времени.

5. Планы расположения оборудования и рабочих мест, а также ведомость подъемно-транспортного оборудования с указанием степени его износа при реконструкции цехов.

6. Для реконструируемых цехов необходима ведомость оборудования подлежащего модернизации, паспортные данные на уникальные и специальные станки.

7. Ведомость деталей и узлов, поставляемых со стороны.

8. Основные технико-экономические данные работы реконструируемых цехов или аналогичных цехов родственных заводов.

9. Соображения о перспективном развитии основных изделий проектируемого цеха.

Производственная программа выражается перечнем продукции в шт., руб., массе.

В состав товарной продукции входят:

1. Основная продукция, включая запчасти.

2. Полуфабрикаты заготовительных цехов, вспомогательных цехов, изделия которых подлежат реализации.

3. Продукция тарного цеха.

4. Предметы широкого потребления.

5. Работы и услуги, выполняемые на сторону или для нужд собственного капитального строительства, ремонта оборудования и др.

В зависимости от характера производства и наличия исходных данных программа может иметь точное или приближенное выражение.

Состав цеха

В состав цеха входят производственные, вспомогательные отделения или участки, а также бытовые и служебные помещения.

Производственные отделения предназначены для непосредственного осуществления технологических процессов обработки деталей, сборки, отделки, испытания и упаковки готовых изделий или сборочных единиц.

К вспомогательным отделениям, участкам и мастерским относятся

а) ремонтные (приспособления, оборудование, заточка инструмента),

б) отделения, предназначенные для обслуживания основного производства (например, приготовление и раздача COS, сбор отходов и их переработка),

в) участки размещения дежурного персонала (электромонтеры, смазчики),

г) цеховые лаборатории, цеховые отделы технического контроля,

д) цеховые энергетические и сантехнические установки,

е) участки хранения и выдачи основных и вспомогательных материалов, заготовок, деталей, инструментов и т.д.

В зависимости от схемы организации производства некоторые вспомогательные отделения могут быть объединены или исключены.

В состав служебно-бытовых служб входят помещения для административного и технического персонала, гардеробные, душевые, умывальные, столовые и т.д.

Режимы и фонды времени работы оборудования и рабочих

Режим работы - это количество рабочих дней в году, рабочих смен в сутки и продолжительность смены в часах. Количество рабочих дней в году зависит от прерывности или непрерывности производства. (Машиностроительные заводы относятся к прерывному производству).

Число рабочих дней в году равно количеству календарных дней без выходных и праздничных дней. Однако некоторые участки производства могут работать по непрерывному циклу (мартеновские печи, термические). Число смен, в сутки зависит от характера производства, программы и загрузки оборудования. В основном применяется 2-х сменная работа. При непрерывном производстве принимается 3-х сменная работа. Кроме этого если экономически целесообразно использование дополнительных единиц оборудования (уникальных, тяжелых) и они не могут выполнять программу завода при 2-х сменной работе, то назначается 3-х сменная. В некоторых случаях, например, при сборке и недостаточной нагрузке, назначают односменную работу.

Продолжительность рабочей смены зависит от продолжительности рабочего времени за неделю и от графика работы предприятия. При пятидневной рабочей неделе это время равно 41 часу, а при вредных условиях труда сокращается до 36 часов.

При проектировании машиностроительных заводов выделяют календарный, номинальный и действительный фонды времени работы оборудования и рабочих.

Календарный фонд времени равен числу часов в сутки умноженный на число календарных дней в году, т.е.

24 х 365 = 8760 ч.

Номинальный годовой - количество часов в году в соответствии с режимом работы и без учета потерь.

Действительный (расчетный) годовой фонд времени - это время, полностью использованное для производства, т.е. время без неизбежных потерь (отпуск, отпуск по болезни, по учебе, кормление детей и сокращение времени работы для подростков). Для работы оборудования учитываются потери, связанные с его простоем в планово-предупредительном ремонте. При хорошо организованном производстве остальные виды потерь для расчета-фонда времени работы оборудования не учитываются. Исходные данные для расчетов фонда времени приводятся в специальных таблицах и зависят от режима предприятия, числа смен, количества рабочих дней в году, условий работы, продолжительность рабочей недели, потерь времени и т.д.

Трудоемкость продукции

Трудоемкость продукции, выраженное в человеко-часах - это время, затраченное рабочими для изготовления продукции.

Для определения трудоемкости необходимо принимать технически обоснованные прогрессивные нормы времени, определенные на основе современных методов и средств.

Расчетная трудоемкость изделия (станочное и ручное) - время затраченное всеми рабочими (производственными), занятыми на выполнении технологической операции обработки, сборки, испытаний и упаковки всех деталей, узлов и изделий в целом с учетом поправки: на средний процент переработки норм в однотипных производствах.

При многостаночной работе в нормированную трудоемкость изделия включается частное от деления суммы норм времени по всем операциям и станкам, обслуживаемых одним рабочим на количество обслуживаемых станков I рабочим:

Для определения количества потребного оборудования следует знать время, затраченное при работе на этом оборудовании для изготовления продукции. Это время выражается в станко-часах. В массовом и крупносерийном производстве это время представляет из себя штучную норму времени, а в остальных видах производства - штучно-калькуляционную. Станкоемкость (станко-часы) всего изделия складывается из затрат времени по всем операциям технологического процесса. Трудоемкость продукции определяется различными методами, сущность которых будет в дальнейшем рассмотрена.

Тема: Оборудование, рабочие места и инвентарь цеха

Оборудование цеха подразделяется на производственное, вспомогательное, подъемно-транспортное и энергетическое.

Производственное оборудование - это металлорежущие станки, прессы, моечные машины, печи, спецстенды сборки, окраски, испытаний и упаковки узлов, деталей и изделий выпускаемые цехом.

Вспомогательное оборудование - оборудование, на котором выполняется ремонт и заточка инструментов, пресс-форм, штампов, приспособлений, производственного оборудования, изготовление запасных частей и лабораторного оборудования.

К подъемно-транспортному оборудованию относится оборудование, обеспечивающее механизированную погрузку, разгрузку, подъем и перемещение деталей, узлов и других грузов.

Энергетическое оборудование - это отдельно-стоящие источники преобразования тока, насосы, трансформаторы, генераторы, т.е. все оборудование, которое обеспечивает работу всего оборудования цеха.

Рабочее место - это отдельный производственный участок, закрепленный за одним рабочим или бригадой. При многостаночном обслуживании каждый станок считается одним рабочим местом. К механизированным рабочим местам относятся места, обеспеченные оборудованием, немеханизированным - рабочие места, на которых выполняются ручные работы (несмотря на то, что иногда употребляется оборудование или спецприспособления).

Инвентарь цеха подразделяется на производственный и хозяйственный. Производственный инвентарь - столы, подставки под мелкое оборудование, ограждения машин, чаны, баки, резервуары, тары для хранения и т.д. Хозяйственный инвентарь - конторская обстановка, пишущие, множительные аппараты, вешалки, гардеробы, противопожарное оборудование и др.

Потребное количество производственного оборудования и рабочих мест, как известно, определяется в зависимости от трудоемкости выполняемых работ и фонда времени работы оборудования или рабочего места. Расчет вспомогательного оборудования производится в процентах к обслуживаемому оборудованию. Существует несколько методов расчета, которые будут приведены несколько позже.

Определение видов, мощности и количество энергетического оборудования зависит от мощности электродвигателей, потребности цеха в сжатом воздухе, паре, газе, воде и др.

Анализ степени использования производственного оборудования рекомендуется производить по коэффициенту сменности работы цеха и загрузки оборудования.

Коэффициент сменности - это отношение общего числа производственных рабочих к числу производственных рабочих, работающих в наибольшую смену.

Коэффициент загрузки оборудования - отношение расчетного количества оборудования к принятому в проекте.

Состав работающих цеха

Сюда входят производственные, вспомогательные рабочие, ИТР, служащие и МОП.

Производственные рабочие непосредственно выполняют технологические операции. В эту группу также входят браковщики, контролеры и испытатели.

Вспомогательные рабочие обслуживают производство (наладчики, контролеры ОТК, транспортные, подсобные, смазчики, рабочие по ремонту оборудования, приспособления и инструмента, электромонтеры, такелажники и подносчики, рабочие и кладовщики складов, уборщики производственных помещений.

ИТР выполняют обязанности, связанные с техническим руководством производственными процессами или занимают должности, которые требуют квалификации инженера или техника (нач. цеха, инженеры, техники, технологи, конструкторы, мастера, механики, начальники отделов, лабораторий, энергетики, лаборанты и т.д.).

Служащие выполняют работу по отчетности, снабжению, финансированию. К этой категории относятся также чертежники, копировщики, машинистки, хронометражисты, заведующие складами и т.д.

К МОП относятся уборщики служебных и бытовых помещений, дворники, курьеры, гардеробщики и т.д.

Число работающих зависит от категории работающих, типа производства, стадии проектирования. Например, расчет количества производственных рабочих механических цехов серийного производства проводится двумя методами:

1. По трудоемкости объема работ в человеко-часах или станкочасах.

2. По количеству принятого оборудования.

Численность других категорий работающих определяется в зависимости от планируемого объема работ, по рабочим местам и нормам обслуживания по штатным ведомостям. Укрупненный расчет работающих проводится в процентах от производственных рабочих. Более подробно эти данные будут приведены ниже.

Площадь цеха

Площадь цеха по назначению разделяется на производственную, вспомогательную и служебно-бытовую.

Производственная площадь - территория цеха занятая производственным оборудованием, рабочими местами для выполнения слесарных и сборочных операций, транспортным оборудованием (конвейеры, склизы, рольганги и т.д.), заготовками и узлами у рабочих мест, испытательными стендами, рабочими местами мастеров, контролеров. Сюда же относятся участки консервации, окраски и упаковки, проходы, проезды.

Вспомогательная площадь - территория цеха, занятая вспомогательными службами, магистральными и пожарными проездами.

При технологических расчетах учитывается только вспомогательная и производственная площади. Служебно-бытовая площадь учитывается только в строительной части проекта.

Площадь цеха в зависимости от стадии проектирования определяется укрупнено и точно. В качестве укрупненных показателей используется показатель удельной площади, приходящейся на единицу оборудования, на одно рабочее место или на одного рабочего в наибольшую смену. Точный расчет производится при конкретных планировках проектируемого цеха. При техническом проекте производится предварительная компоновка отделений, участков по укрупненным показателям ранее спроектированных цехов, а окончательный размер площади определяется по размещению всего оборудования, рабочих мест и других устройств на плане цеха с учетом установочных норм. Технологическая площадь цеха (производственная и вспомогательная) подсчитывается по разбивочным осям здания.

Компоновка и планировка цеха

Компоновка - это схематический план здания с изображением цехов, отделений, участков, вспомогательных и служебно-бытовых помещений. Основное назначение компоновочного плана заключается в увязке входящих в состав корпуса цехов, отделений и участков, выбор оптимального направления производственного процесса, внутрицехового транспорта, грузовых и людских потоков, а также рационального размещения вспомогательных и служебно-бытовых помещений.

Исходными данными для составления компоновочного плана являются: технологическая схема генерального плана и схемы грузопотоков завода, состав цеха и площади всех отделений и помещений, принятая схема здания. Компоновочный план должен учитывать следующие требования, предъявляемые к его разработке:

1. Прямоточность производственного процесса.

2. Кратчайшие пути движения продукции.

3. Размещение участков с вредными выделениями и пожароопасных участков у наружных стен здания.

Планировка цеха - это план расположения производственного оборудования, подъемно-транспортного и другого оборудования, инженерных сетей, рабочих мест, проездов, проходов и др. Это сложный и важный этап проектирования, когда решаются вопросы технологии, организации, экономики, техники безопасности, выбора транспортных средств, механизации и автоматизации производства, НОТ и производственной эстетики. К разработке планировок предъявляются следующие требования:

1. Оборудование должно размещаться в порядке последовательности выполнения технологической операции обработки.

2. Расположение оборудования, проходов и проездов должно гарантировать удобство и безопасность работы, возможность монтажа, демонтажа и ремонта оборудования, удобство подачи заготовок и инструментов, удобство уборки отходов.

3. Размещение оборудования должно быть согласовано с подъемно- транспортными средствами. Грузопотоки должны быть определены по кратчайшему расстоянию, не пересекаться, исключать возвратные движения, не перекрывать проходы, проезды и дороги.

4. Предусмотреть возможность перестановки оборудования при изменении технологического процесса.

5. На планировке должны быть предусмотрены рабочие места для руководящего инженерно-технического персонала.

6. При разработке планировки особое внимание следует уделить рациональному использованию объема цеха (использование подвесных транспортных средств, инженерных коммуникаций, расположенных разновысотно).

Планировку разрабатывают на основе компоновочного плана. В соответствующем масштабе вычерчивается план цеха (корпуса) с изображением строительных элементов. На плане размещают площади участков, служб цеха, указывают магистральные проезды, производят расстановку оборудования и т.п. Существуют два метода разработки планировок цеха:

1. Плоскостное макетирование (бумажные вырезные габариты, магнитные темплеты и др.).

2. Объемное макетирование (пространственные модели из дерева, пластмассы, магнитной резины и т.д.).

Первый метод более распространен. Из специальных альбомов вырезаются габариты оборудования в масштабах 1:100 или 1:200 и расставляются в порядке технологического процесса с учетом подачи заготовок и межоперационного транспорта. Закрепляют вырезные габариты булавками или кнопками. После оптимально-найденного решения и утверждения планировки габариты обводятся карандашом. Этот метод трудоемок.

Существует темплетный метод разработки планировки цехов. Габариты оборудования фотографируются на фоторефлекторную бумагу, а затем отпечатывают на прозрачную фотопленку. Планировка производится на магнитном столе, - укладываются строительные элементы конструкции (колонны, фундаменты, стены), а затем размещаются темплеты с оборудованием и рабочими местами. По окончании планировки и утверждения производят фотографирование планировки контактным методом. Этот метод в 1,5 раза производительней предыдущего.

Более наглядная планировка осуществляется с помощью объемного макетирования. Но этот метод дороже предыдущих.

Компоновочные планы цехов выполняют на основе чертежа архитектурно-строительной части. С помощью условных обозначений показываются: основные стены, границы между цехами и участками, вспомогательные устройства, основные проезды и проходы, вводы ж/дар. путей, подъемно-транспортные устройства, границы подвалов, антресоли и др. элементы здания. К компоновочному плану дается поперечный разрез, на котором указывается высота пролета. Условные обозначения для компоновочных планов даются в учебнике. Они более упрощены по сравнению с условными обозначениями планов расположения оборудования. Приведем некоторые из них.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ЙРИМЕНЯШЫЕ НА ТЕХНИЧЕСКИХ ПЛАНАХ ЦЕХОВ

Компоновочные планы

Планы расположения оборудования

На планах расположения оборудования обозначаются колонны зданий, стены наружные и внутренние, перегородки, двери, окна, тамбуры, подъемно-транспортные средства, люки, трапы, контрольно-испытательное оборудование, технологическое оборудование, стеллажи, места складирования, проходы, проезды и т.д.

Движущиеся части оборудования изображаются контурной линий с учетом крайних положений:

Подробно контуры оборудования не вычерчиваются. Внутри контура оборудования ставится порядковый номер и модель станка. К плану расположения оборудования прилагается спецификация, а на плане должны быть обозначены наименования цехов, отделений, участков и вспомогательных помещений.

ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ЦЕХА После окончания работ по планировке цеха для оценки его технического уровня и экономической эффективности разрабатывают проектные технико-экономические показатели. Эти показатели характеризуют экономику цеха как в абсолютном, выражении (годовой выпуск продукции, площадь цехов, количество оборудования, количество работающих, мощность оборудования, трудоемкость и т.д.), так и в относительном (годовой выпуск продукции на I м общей площади цеха, на единицу основного оборудования или одно рабочее место, площадь на единицу оборудования, трудоемкость на I т продукции, средний коэффициент загрузки оборудования, цеховая себестоимость и др.).

Абсолютные показатели характеризуют производственную мощность цеха и их называют "основные данные цеха". Относительные показатели характеризуют "технико-экономические" показатели. Прогрессивность вновь созданного цеха определяется в сравнении с показателями аналогичных цехов с типовыми технико-экономическими показателями, а также с лучшим показателями, достигнутыми в зарубежных странах. Технико-экономические показатели сводятся в таблицу, туда же вносятся эталонные показатели.

проектирование машиностроительный оборудование цех

Тема: Определение количества основного производственного оборудования

Основное производственное оборудование механического цеха - это оборудование, выполняющее технологические операции по обработке деталей и сборке узлов (металлорежущие станки, стенды узловой сборки, окрасочное оборудование, приспособления для консервации и упаковки деталей.

В основном при проектировании цеха рассчитывают кол-во металлорежущих станков, а остальное оборудование (настольные станки, прессы, точила и т.д.) выбираются укрупненно. В зависимости от типа производства, стадии проектирования и точности расчет производится точно или укрупненно.

Точный способ применяется для разработки технического проекта цехов серийного и массового производства, когда трудоемкость определяется по подробно разработанным технологическим процессам. Для серийного (непоточного) производства расчет производится по каждому типоразмеру станков, а для поточного (серийное и массовое) - для каждой операции.

Укрупненный способ применяется, когда нет достаточных данных для точного расчета или из-за особо кратких сроков проектирования. Этот вид расчета характерен для единичного и мелкосерийного производства. Расчет в этом случае ведется по укрупненным расчетам трудоемкости или по технико-экономическим показателям, взятым из ранее выполненных проектов.

За основу точного расчета количества оборудования серийного производства принимается годовая трудоемкость обработки всех изделий, закрепленных за данным типом станка и действительный годовой фонд работы оборудования при принятом числе смен работы. Обычно.

Если детали мало отличаются по трудоемкости, то устанавливается единый такт для обработки всех деталей на линии:

у ₌ 60 to Кп

II »

Tin

тогда Ср = - число станков для каждой операции в линии.

Если за каждой линией закреплены детали с различной трудоемкостью, то факт определяется для каждой детали путем распределения расчетного фонда времени работы оборудования пропорционально трудоемкости обработки годового количества деталей каждого наименования.

Переменный поток может работать как автоматическая линия, непрерывно-поточная или прямоточная. Это зависит от степени синхронизации или автоматизации технологического процесса.

Количество оборудования укрупненным способом ведется по укрупненной трудоемкости годового выпуска изделий, определенной одним из рассмотренных выше методов и определяется по формуле:

_Сп Т _ принятое число единиц оборудования

^0<5щ Фс Кз_Л„ цеха (без наименования станков), ор

Т - трудоемкость годового выпуска всех изделий программы в стан- кочасах,

Кз„_п - средний коэффициент загрузки по цеху (при 2-х сменной рабо те для массового производства 0,7; серийного 0,8; мелкосерийного и единичного 0,85).

В некоторых случаях пользуются показателями удельной трудоемкости ^щ Фс Кз„_п

Туд - трудоемкость I изделия в станкочасах, В - годовой выпуск шт. непрерывно-поточные линии, а в серийном - переменно-поточные и групповые поточные линии (причем они могут быть автоматические) количество станков определяется различно. Для непрерывно-поточной линии количество станков определяется для каждой операции по такту выпуска деталей с линии:

где Тш - штучное время обработки на данной операции в МИН, У - такт выпуска с непрерывно-поточной линии.

X, = ^{60 фс} д

где Фс - действительный годовой фонд времени станка в час, Д - годовой выпуск деталей в шт. Как было уже сказано, расчетное количество станков округляется до целого, но если расчетное количество станков превышает целое число не более как на 0,05 * 0,1, то необходимо изыскать возможность округления в меньшую сторону, пересмотрев предварительно нормы времени, режимы резания, оснастку.

В массовом производстве Кз_Ср считается удовлетворительным, если он равен 0,65 + 0,75. Это связано с тем, что при большой производительности каждого отдельного станка их невозможно догрузить какими-либо другими деталями, т.к. требуется переналадка. Иногда на высокопроизводительных станках допускают Кз_Ср менее 0,5.

На переменно-поточных линиях количество оборудования определяется для каждой операции:

Ср ^Тш Д,

60- ФсКп

где Кп - коэффициент учитывающий время на переналадку линии с одной детали на другую (обычно Кп = 0,95).

принимается 2-х сменный режим работы, а для тяжелых и уникальных станков - 3-х змеиный.

Потребное количество

станков данного типоразмера * ф_С »

Тк - трудоемкость годового количества всех деталей на станках данного вида в станко-часах,

Фс - действительный (расчетный) годовой фонд времени работы в станко-часах

ТшкД - сумма штучно-калькуляционного времени обработки всех деталей на данном оборудовании умноженное на годовое количество каждой детали-операции, закрепленное за данными станками.

Полученное количество станков округляется до целого и называется принятым числом станков Сп. Степень загруженности станков данного типоразмера определяется отношением расчетного числа станков к принятому.

к* - Ср (по участку, цеху, или отделению, ^Л<3ср _Сп без Ј - по одному станку)

Для единичного и мелкосерийного производства = 0,8+0,85 и выше, для серийного - не ниже 0,75. Если по отдельным станкам Кз_„ очень низок, то следует рассмотреть вопрос о переносе части работ на более крупные станки. Для згучшей систематизации, облегчения расчетов и установлении степени загруженности станков, выявления резервов мощностей при расчете количества станков составляется ведомость расчета (см.т.13, стр.139. Мамаев).

Для массового и крупносерийного производства, где применяются

Тема: Планировка оборудования в цехе

Основным принципом, которому следует придерживаться при планировке оборудования, является обеспечение прямоточности движения деталей, т.е. в соответствии с технологическим процессом. При этом необходимо соблюдать нормы на расстояния между станками, между станками и колоннами или стенами. Станки участков или линий располагаются либо по типу оборудования, либо по ходу технологического процесса.

По типу оборудования станки располагаются в цехах единичного и мелкосерийного производства, но соблюдая последовательность обработки типовых деталей. Если обрабатываются детали массой более 5 т, то станки располагаются в пролетах, оборудованных мостовыми кранами.

По ходу технологического процесса станки располагаются в цехах массового и серийного производства, причем более совершенная планировка может быть получена при проектировании автоматических линий или непрерывно-поточного производства.

При планировке необходимо руководствоваться следующими правилами и приемами:

1. Участки, занятые станками должны быть короткими - для машиностроительных заводов примерно 40*80 м.

2. Технологические линии на участках могут располагаться как вдоль пролетов, так и поперек.

3. Станки вдоль участка могут быть расположены в два, три и более рядов.

Станки расположены в 3 ряда с двумя продольными проходами.

Станки расположены в 3 ряда с одним продольным и поперечным проходами.

Станки расположены в 4 ряда с двум продольными проходами.

4. Станки могут быть расположены по отношению к проезду вдоль и поперек или под углом.

продольные поперечные под углом

Наиболее удобно располагать станки вдоль проезда - фронтом. При по перечном расположении затруднено обслуживание. Для лучшего использования площади револьверные станки, автоматы, протяжные, расточные, продольно-фрезерные и продольно-шлифовальные станки располагаются под утлом. Станки для прутковой обработки могут быть расположены в шахмотном порядке.

расположение в шахматном порядке

5.По отношению друг к другу станки могут быть расположены фронтом, "в затылок" или тыльными сторонами.

6.Крупные станки у окон не располагают, т.к. это затемняет цех.

7. В поточных линиях могут быть установлены станки в один или два ряда.

Поточная линия может быть выполнена о двумя параллельными потоками

При большом количество операций поточная линия может иметь зигзагообразную форму.

Расположение станков в поточных линиях с использованием рольганга может быть поперечное, продольное или станки могут быть встроены в линию рольганга или конвейера.

8.Расстояние между станками или между станками и элементами здания ширина проездов в зависимости применяешь транспортных средств регламентируется нормами технологического проектирования.

При определении расстояний между станками и между станками и элемента ми здания необходимо руководствоваться следующими положениями:

1. Расстояния берутся от наружных габаритных размеров станков, включающие крайние положения движущихся частей и ограждений станков.

2. Для тяжелых и уникальных станков необходимое расстояния устанавливаются применительно к каждому конкретному случаю.

3. При установке станков на индивидуальные фундаменты учитывается конфигурация и глубина фундамента.

4. Норма расстояний в таблиц не учитывают каналы для транспортирования струнки, промышленных подводок, площадок для хранения деталей и т.д.

5. Расстояние между различными по габаритам станками берется по большему из них.

6. При применении мостовых кранов расстояние от стен и колон до станков припишется с учетом возможности использования станков при крайнем положении крюка крана.

7. При соответствующем обосновании нормы на расстояния могут быть увеличены.

Кроме вышесказанного необходимо учитывать габариты транспортируема деталей, что отражается на ширине проезда. Движение в проездах рекомендуется одностороннее,- очень редко- двухстороннее.

ПРИМЕРЫ СХЕМ ПЛАНИРОВОК МЕХАНИЧЕСКИХ ЦЕХОВ.

Подвесной конвейер /грузонесущий/, подвесной путь, роликовый конвейер, пластинчатый, узкий напольный путь и т.д.

В зависимости от условий могут применяться несколько видов транспортирования. Например, если на первых операциях стоят станки с большей высотой, то целесообразно устанавливать скаты и склизы, по которым подается деталь на напольный конвейер, а далее подвесным.

...