Проектирование механического цеха

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Воронежский государственный технический университет»

(ФГБОУ ВО «ВГТУ», ВГТУ)

Факультет заочного обучения

Кафедра технологии машиностроения

Контрольная работа по дисциплине: «Проектирование машиностроительного производства»

Тема: «Проектирование механического цеха»

Выполнил: студент гр. ТМ-121

Дьяченко О. Н.

Проверил: Сай В. А.

Воронеж 2017

Введение

Современный этап развития машиностроения характеризуется частой сменой объекта производства, усложнением конструктивных решений, повышением требований к качеству, долговечности изделий, снижению их себестоимости.

Задачи, стоящие перед проектировщиком, не ограничиваются только умением проектировать технологические процессы; он должен решать весь комплекс вопросов, связанных с построением производственного процесса: хорошо разбираться в экономике, организации и управлении производством, в вопросах технического, материального, инструментального и ремонтного обслуживания и др. Необходимость разрешения таких вопросов возникает как на заводе, так и в проектных организациях.

Задачи проектирования участков и цехов весьма обширны, сложны и многообразны, особенно если учесть сложность современного производства, высочайший уровень используемой техники. Это требует от проектировщика широкого кругозора и глубоких знаний различных дисциплин.

В данной контрольной работе произведено проектирование механического цеха с детальной проработкой планировки механического участка для изготовления одной детали и решен ряд вопросов, связанных с расчётом производственных и вспомогательных площадей, выбором транспортирующих устройств, составом рабочих и ИТР.

1. Состав механического цеха

В состав механического цеха входят производственные отделения, участки, линии, вспомогательные и административные бытовые службы.

Производственные подразделения механического цеха предназначены для размещения оборудования и рабочих мест согласно технологическим процессам обработки деталей или по однотипности выполняемых операций

Состав их зависит от типа и организации производства. Механические цехи завода серийного и единичного производств специализируются на выпуске определенных деталей, связанных общностью массы и габаритов или технологических процессов обработки. В таких цехах обработка деталей производится на подетально-групповых участках.

В условиях крупносерийного и массового поточного производств в цехах изготовляются все детали определенной сборочной единицы или машины. В составе таких цехов имеются механические и сборочные отделения, детали с поточных станочных линий поступают непосредственно на узловую сборку.

Вспомогательные службы механического цеха включают:

- инструментальное хозяйство, в состав которого входят инструментально-раздаточная кладовая (ИРК), кладовая приспособлений, оснастки и абразивов, заточное отделение, мастерская по ремонту приспособлений;

- ремонтное хозяйство - цеховая ремонтная база (РБ), кладовая запасных частей;

- складское хозяйство -- склады и кладовые металла и заготовок, загрузочные площадки, склады межоперационного хранения деталей, готовых деталей, а также кладовые вспомогательных материалов;

- эмульсионное хозяйство - помещения для приготовления различных охлаждающих жидкостей и системы их раздачи на рабочие места;

- склады масел и система раздачи масел на рабочие места и возврата их на регенерацию;

- цеховая система сбора и транспортировки стружки с отделением переработки стружки;

- цеховой контроль с постами промежуточного, окончательного контроля и контрольным отделением.

В небольших цехах эмульсионное и масляное хозяйства входят в состав ремонтного.

В зависимости от принятой схемы организации производства и мощности цеха некоторые отделения вспомогательных служб могут быть объединены или исключены из состава цеха за счет кооперации вспомогательного хозяйства с другими цехами

Если несколько цехов располагаются в одном корпусе, вспомогательные службы входят в состав наиболее крупного цеха и обслуживают весь корпус или организуется самостоятельное общекорпусное вспомогательное отделение.

2. Описание конструкции детали, её функциональное назначение

Таблица 1 - Исходные данные для выполнения контрольной работы

Тип производства устанавливается по участку с помощью коэффициента закрепления операций, который рассчитывается по формуле [7]:

,

где Кopi - число операций, выполняемых на i-м рабочем месте с учетом условной дозагрузки; Крм - количество рабочих мест.

В соответствии с ГОСТ 3.1108-74 коэффициент закрепления операций составляет: для мелкосерийного производства - свыше 20 до 40 включительно; для среднесерийного - свыше 10 до 20 включительно; для крупносерийного - свыше 1 до 10 включительно. Кроме этого, исходя из заданной производственной программы и характера обработки деталей тип производства выбирают исходя из рекомендаций, представленных в таблице.

Таблица 2 - Характеристика типов производства

Т. к. крупносерийное производство, масса заготовки 36 кг (крупная), то тип производства на участке массовый.

3. Расчет количества основного оборудования по станкоемкости механической обработки

Станкоемкость механической обработки определяется техническим нормированием операций технологических процессов изготовления деталей. Этот метод расчета применяется при проектировании по точной программе для цехов массового и серийного производств [3].

Алгоритм расчета количества технологического оборудования установлен ГОСТом 14.314-74.

Потребное количество станков данного типа для непоточного производства определяется по формуле

,

,

- штучно-калькуляционное время выполнения j-ои операции изготовления i - ой детали, станкомин.; N_t - годовая программа выпуска i - ых деталей; п - число разных деталей, обрабатываемых на станках данного типа; m - число операций обработки i - ой детали на станках данного типоразмера;

- эффективный фонд времени работы станка, для металлорежущих станков, имеющих массу не более 10 т работающих в две смены, из работы [7, табл. 2.1] имеем F_Д = 4060 часов, а для металлорежущих станков массой от 10 до 100 т и работающих в две смены F_a = 3985 часов.

Полученное расчетное значение С_р округляется до ближайшего большего числа станков С_ПР, и определяется коэффициент загрузки оборудования:

,

Средние значения коэффициентов загрузки оборудования К_заг, по цеху единичного и мелкосерийного производств принимают 0,8 - 0,9; серийного - 0,75 - 0,85; крупносерийного и массового - 0,65-0,75.

Полученный коэффициент загрузки станков данного типоразмера не должен превышать допустимого значения (из работы [7 табл. 3.4] К_заг < 0,95). В тех случаях, когда полученный коэффициент загрузки превышает допустимое значение, необходимо ввести в расчет коэффициент использования К_и, учитывающий возможные наложенные потери времени. В этом случае потребное число станков (шт.) будет

,

Определяется общее число станков на участке:

,

Таблица 3 - Расчет потребности в технологическом оборудовании участка

Все станки нормально загружены. Среднее значение коэффициента загрузки оборудования:

К_зу=(0,75+1+0,71+0,93+0,64+0,9)/6 = 0,82 - нормальная загрузка оборудования.

4. Расчет площади производственного участка

Прежде чем изобразить схему расположения оборудования на участке, необходимо определить его площадь.

Производственная площадь участка, занимаемая непосредственно оборудованием и рабочими местами, определяется исходя из удельной площади, приходящейся на один станок из числа основных станков [2]. Удельная площадь на один мелкий станок -- 10-12 м, средний -- 15-25 м², крупный -- 30-45 м² .

К мелким относятся станки с габаритами до 1800Ч800 мм, средним -- до 4000Ч2000 мм, к крупным -- до 8000Ч4000 мм.

Проходы на проезды составляют до 20% производственной площади.

При разработке схемы размещения оборудования нужно учитывать, что предметно-замкнутые участки имеют, как правило, ячеистую структуру, то есть оборудование, предназначенное для выпуска однотипных изделий, или семейства конструктивно и технологически сходных деталей, группируются в одном месте, ячейке. Такое построение участка позволяет разместить все оборудование по ходу технологического процесса и сократить путь движения деталей путем устранения петления и обеспечения передачи их с операции на операцию без завоза на склад.

По каталогам механообрабатывающего оборудования и технической литературе определяют максимальные габариты каждого станка и общую площадь, занимаемую всеми станками; результаты выбора технических характеристик и площади станков представляются в таблице 4.

Таблица 4 - Площадь станков

Суммарная площадь равна 101,01 м².

5. Расчет количества производственных и вспомогательных рабочих

Количество рабочих - станочников определяется расчетом по станкоемкости или по количеству станков, принятому в проекте. Количество остальных рабочих определяется в процентном отношении к установленному числу рабочих-станочников [3]

,

где R - расчетное число рабочих-станочников данной профессии; T_s - годовая станкоемкость работ для данного типа оборудования, ч; F_r - действительный годовой фонд времени рабочего, ч; к_м - коэффициент многостаночности, т.е. количество станков, на которых может одновременно работать один рабочий, для универсальных токарных, фрезерных и др. станков к_м =1 [9]. Средние значения коэффициентов загрузки оборудования К_заг по цеху единичного и мелкосерийного производств принимают 0,8 - 0,9; серийного - 0,75 - 0,85; крупносерийного и массового - 0,65 - 0,75.

По количеству станков число рабочих-станочников определяется:

,

где S - количество станков данного вида, принятых в проекте; F_Д - действительный годовой фонд времени работы оборудования; К_заг - коэффициент загрузки станков; коэффициент многостаночности, т. е. количество станков, на которых может одновременно работать один рабочий, для универсальных токарных, фрезерных и др. станков =1;

Средние значения коэффициентов загрузки оборудованиия К_заг по цеху единичного и мелкосерийного производств принимают 0,8 - 0,9; серийного - 0,75-0,85; крупносерийного и массового -0,65-0,75.

годовой эффективный фонд времени работы одного станка i-ой группы: машиностроение механический станкоемкость

,

Где

;

k - плановые потери времени на ремонт, % (2-8%); n - количество наименований деталей, обрабатываемых на i-ой группе оборудования.

.

Расчет требуемой численности рабочих оформлен в таблице 5.

Таблица 5 - Расчет требуемого числа основных рабочих

Общее число основных рабочих = 38 человек. Определение численности вспомогательных рабочих производится по нормам обслуживания. На основании этих норм составляется ведомость вспомогательных рабочих.

R_всп = 38Ч3% = 1,14 = 2 чел.

6. Расчет площади складов заготовок и готовых деталей на участке цеха

Основной задачей цеховых складов является обеспечение нормального хода производства. В комплекс цеховых складов входят склады участков заготовок и готовых деталей.

В единичном и серийном производствах цеховой склад заготовок и полуфабрикатов размещают в начале пролетов в соответствии с обрабатываемыми деталями. Для хранения крупных заготовок склады располагают на специальных открытых или закрытых эстакадах для хранения 2-3 - дневного запаса заготовок.

Хранение штучных грузов (отливок, поковок, деталей и т.д.) должно производиться в унифицированной таре, которая позволяет использовать механизированные погрузочно - разгрузочные, транспортирующие устройства и многоярусное хранение в штабелях или на стеллажах.

Запас материалов и заготовок в цеховом складе должен быть невелик, так как назначением его является только обеспечивать регулярное снабжением цеха (участка) материалами заготовками для бесперебойной работы станков. Это требование обосновывается двумя соображениями:

- цехи (участки) не должны создавать излишнего запаса материалов, чтобы не замедлять их оборачиваемость;

- хранение большего запаса материалов отнимает излишнюю производственную площадь, что нецелесообразно.

Поэтому при расчете потребной площади склада рекомендуется принимать запасы сортового металла и заготовок, указанные в таблице 2 [9].

Площадь для хранения заготовок на стеллажах можно определить путем расположения необходимых для этого стеллажей.

Надо предварительно выбрать размеры гнезд стеллажей, количество этих гнезд, число ярусов в стеллаже.

Таблица 6 - Нормы запаса на цеховых сладах материалов и заготовок

Общую высоту и длину стеллажей так, чтобы их было достаточно для хранения запаса заготовок на установленный срок.

Площадь для хранения заготовок на принятый срок определяется по нагрузке на 1 м² площади пола, которая принимается на основе нагрузок, допускаемых конструкцией пола, с учетом удобства хранения материала и оперирования с ним при погрузке и разгрузке. При расположении цеховых складов в одноэтажном здании нагрузка на 1 м² пола склада при хранении материалов и заготовок удельным весом более 4 т принимается равной:

для сортового материала до 2,5 - 3,0 т

для литья, поковок и штамповок мелких

и средних размеров до 2,0 - 3,0 т

для крупных заготовок до 2,5 т

При хранении материалов и заготовок удельным весом до 4 т соответственно 1,2; 0,7; 1,2 т.

При расчете площади складов заготовок исходят из необходимости запаса и грузонапряженности пола [3]:

,

где Р - площадь складов заготовок, м ; Q - масса заготовок обрабатываемых в цехе в течение года, т; Т - запас заготовок дни; f- среднее число рабочих дней в году (ѓ = 253);

q_p - средняя грузонапряженность склада, т/м²; к_р - коэффициент использования площади склада, представляющий отношение полезной площади слада к его общей площади и учитывающий проходы и проезды (к_р = 0,4 - 0,5).

Склад готовых деталей предназначен для хранения деталей перед отправкой на сборку. Склад готовых деталей и комплектовочный склад размещают в конце пролетов механического цеха на пути следования деталей на сборку.

Площадь склада готовой продукции определяется также как и общая площадь под заготовки и материалы. Грузонапряженность площади пола складов принимается меньшей, чем в цеховом складе заготовок, так как готовые детали хранятся, как правило, на стеллажах или специальных подставках, столах и таре. Допускаемую грузонапряженность следует принимать равной: при удельном весе материалов более 1 - 4 т на 1 м для мелких и средних деталей и 1,5 т на 1 м² для крупных; при удельном весе материалов до 4 т -- соответственно 0,4 и 0,6 на 1 м².

Размещено на Allbest.ru