Современные станки, оснащенные десятками режущих инструментов и работающие на высоких скоростях, дают до 100 кг стружки в час. В целом на машиностроительных предприятиях страны в настоящее время образуется 6 - 7 млн. т. стружки в год. Это сделало необходимым разработку многих специальных средств для уборки и утилизации стружки. Наиболее эффективный способ переработки стружки - ее брикетирование. Брикет имеет форму цилиндра 140 - 180 мм, h = 40 - 100 мм, массой 5 - 8 кг.

Стружка может перерабатываться также в пакеты, однако по эффективности они уступают брикетированию. Особые трудности вызывает переработка стальной витой (сливной) стружки, которая предварительно должна дробиться для обработки на станке путем применения спец. стружколомов, экранов и т.п.

Схема уборки стружки.

Дробление на станке.

Транспортирование в люк или короб.

Транспортирование от станка к сборным коробам (у проездов).

Транспортирование в отделение.

Переработка стружки в брикеты (пакеты).

Для уборки стружки из рабочей зоны современные многошпиндельные станки имеют специальные устройства шнекового, скребкового или инерционного типа, которые перемещают стружки в короб или люк, расположенные с тыльной стороны станка.

Рис. Секция винтового конвейера.

Транспортирование стружки от станков к сборным коробам или бункерам производится при помощи электротележек и погрузчиков, электротельферов на монорельсе, мостовых кранов, кран-балок, транспортеров. Сборные короба транспортируются в отделение для переработки стружки теми же транспортными средствами. Наиболее эффективно применение транспортеров или конвейеров, расположенных под полом. В этом случае применяются конвейеры следующих типов: шнековые (винтовые), скребковые, ершово-штанговые, цепные, пластинчатые, ленточные, инерционные, гидравлические, пневматические и др.

Винтовой (шнековый) конвейер состоит из неподвижного желоба. внутри которого вращается вал с винтом. Недостаток - малая длина стружки и ограниченная длина винта (3 - 4 м).



Рис. Секция скребково-штангового конвейера

Скребково-штанговый конвейер состоит из желоба 1, штанги 2 с шарнирно закрепленными на ней скребками 3, направляющей планки 4 и при движении штанги в направлении стрелки, скребки, упираясь тыльной стороной в штангу занимают вертикально положение и сдвигают лежащую впереди стружку. При движении штанги назад скребки, встречая сопротивление стружки, поворачиваются вокруг осей 6 и скользят по поверхности стружки. Приводом служит пневмо- или гидроцилиндр с золотниками. Применяется для чугунной стружки, можно устанавливать конвейер под углом до 30, что обеспечивает механизированную погрузку в тару.

Ершово-штанговый конвейер имеет наклонные шипы 1, приваренные к штанге 2, которая совершает возвратно-поступательные движения по желобу 3. На внутренней стороне желоба имеются приваренные шипы 4.

При рабочем движении штанги витая стружка захватывается шипами 1 и проталкивается по желобу. При возвратном движении штанги шипы 1 проскальзывают сквозь стружку, не захватывая ее, а шипы 4 удерживают стружку.

Недостатки механических конвейеров - быстрый износ, сложность ремонта, ограниченное применение. Поэтому в ряде случаев более выгодно применять гидравлические и пневматические конвейеры.

Гидроконвейеры - служат для транспортирования мелкой стружки из любого металла при обилии СОЖ.

Пневмоконвейеры - для транспортирования чугунной и мелкой алюминиевой и стальной стружки.

Площадь отделения для сбора и переработки стружки определяется в зависимости от количества производственного оборудования цеха по таблице.

Табл

Кол-во станков	до 60	60 - 100	100 - 200	200 - 300	300 - 400
Sотд, м2	65 - 75	75 - 85	85 - 105	110 - 125	130 - 180

Рис. Секция ершово-штангового конвейера

Складские помещения

Цеховой склад материалов и заготовок.

Предназначается для хранения запасов пруткового и другого материала и заготовок (отливок, поковок, штамповок и др.) и по возможности должен быть объединен с заготовительным отделением. Такие склады устраиваются при механических цехах единичного и серийного производства. В цехах поточно-массового производства вместо таких складов предусматриваются складские площадки в начале каждой поточной линии (а в конце линии - площадки для временного хранения готовых деталей).

Запас материалов и заготовок должен быть невелик и содержать минимум, необходимый для бесперебойной работы станков.

Табл

Род материала и заготовок	Нормы запаса на складе в днях
	ед. пр-во	м/сер.	ср/сер.	кр/сер.	массовое
1. Сортовой материал, мелкие и средние отливки и поковки	10	8	6	4	2 (на площадках)
2. Крупные отливки и поковки	10	8	6	1,5	0,5 (на площадках)

Для достижения прямого и кратчайшего пути движения материалов и заготовок склад располагают в начале цеха, при этом он может размещаться:

в начале цеха поперек пролетов здания;

в отдельном пролете, перпендикулярно пролетам механического цеха;

под эстакадой, примыкающей к зданию цеха и расположенной перпендикулярно его пролетам.

Прутковый материал хранится горизонтально в штабелях стойках, клеточных и крючковых стеллажах или вертикально в пирамидальных стеллажах.

Крупные и средние поковки и отливки хранятся на полу отдельными штуками или в штабелях; мелкие - на полочных складах с гнездами.

Площадь для хранения заготовок в штабелях на полу определяется по нагрузке на 1 м² площади пола, которая принимается 2 - 3 т.:

для сортового материала - 2,5 - 3 т.

для литья поковок и штамповок мелких и средних размеров - 2 - 3 т.

для крупных заготовок - до 2,5 т.

а) б) в)

Рис. Примеры расположения склада заготовок в механическом цехе.

Исходя из допускаемой грузонапряженности площади пол и принятого для образования запаса количества дней, можно подсчитать потребную площадь по следующей формуле:

где Q₀ - общий черновой вес материалов или заготовок, подлежащих механической сборке в течение года, т.

а_ср - среднее количество дней, на которое принимается запас материала;

Ф - количество рабочих дней в году;

g_ср - среднедопустимая нагрузка на площадь цеха, т/м²;

К_и - коэффициент использования площади склада - отношение полезной площади склада к его общей площади, включая проходы, проезды К_и = 0,4 - 0,5

Инструментально-раздаточный склад (ИРС).

ИРС служит для снабжения рабочих мест (станочников и слесарей) инструментом и приспособлениями. В небольших и средних механических цехах для всех видов инструмента (режущего, вспомогательного и измерительного) и приспособлений устраивается один инструментально-раздаточный склад.

Для крупных цехов с количеством станков 200, иногда устраивают отдельные специализированные склады режущего, вспомогательного и измерительного инструмента, приспособлений и абразивов. ИРС располагается в цехе рядом с заточным отделением в центральной части цеха.

Площадь ИРС определяется по числу обслуживаемых рабочих мест:

Тип производства	Удельная площадь, м2/ст
Единичное	0,7
Мелкосерийное	0,5
Крупносерийное производство	0,4
Массовое	0,25

Площадь склада приспособлений.

Тип производства	Удельная площадь, м2/ст
Единичное	0,5
Мелкосерийное	0,4
Серийное	0,3
Крупносерийное производство	0,2
Массовое	0,1

Площадь кладовой для абразивов принимается из расчета S_уд = 0,4 м² на абразивный, заточной или полировальный станок.

Склад готовых деталей (промежуточный) и межоперационный склад деталей.

После проверки в контрольном отделении детали поступают на склад готовых деталей и узлов, так называемый промежуточный склад, расположенный в конце пролетов механического цеха, вслед за контрольным отделением. по пути движения деталей из механического цеха в сборочный.

Промежуточный склад служит для накопления и хранения окончательно обработанных деталей и для снабжения готовыми деталями сборочного цеха. На складах должен храниться также запас покупных изделий (приборы, нормали и пр.), которые доставляются с центрального склада завода.

На заводах поточно-массового производства часто применяются подвижные склады-конвейеры (подвесные, пластинчатые и др.), подающие детали и агрегаты непосредственно к месту сборки.

Грузонапряженность площади пола промежуточных складов принимается:

при удельном весе материала > 4 т/м³ g = 1 т/м² для мелких и средних деталей; g = 1,5 т/м² - для крупных деталей;

при удельном весе < 4 т/м³ - g = 0,4 т/м² для мелких и средних деталей; g = 0,6 т/м² для крупных деталей.

Площадь промежуточных складов подсчитывается по той же формуле, что и для цехового склада материалов и заготовок:

где Q - общий чистый вес деталей и материалов;

Хранение деталей в процессе их изготовления, т.е. между операциями обработки, производится на специально отведенных для этого площадках между станками. На этих же площадках производится также контроль деталей. Вместо таких площадок иногда (в единичном, серийном и крупносерийном производстве) устраиваются так называемые межоперационные склады для хранения полуфабрикатов. Срок нахождения деталей на складе:

а = 6 дней - единичное и мелкосерийное производство;

а = 4 дня - серийное производство;

а = 2 дня - крупносерийное производство.

Грузонапряженность площади пола:

при удельном весе > 4 т/м³ g = 0,9 т/м² - для мелких и средних деталей; g = 1,7 т/м² - для крупных деталей.

при удельном весе < 4 т/м³ g = 0,3 т/м² - для мелких и средних деталей; g = 0,6 т/м² - для крупных деталей.

Площадь межоперационного склада:

где Q_r - чистый вес готовых деталей в т;

К₀ - коэффициент, учитывающий вес отходов за прошедшие операции обработки (К₀ = 1,07 - 1,08);

а - количество дней нахождения деталей на складе;

i - среднее количество операций, после которых детали будут заходить на склад (в серийном производстве i = 5 - 6 операций)

Ф - количество рабочих дней в году;

g_ср - средняя грузонапряженность площади пола т/м²;

К_и - коэффициент использования площади склада (~ 0,4).

Компоновка механических цехов.

Компоновка - схематический план здания (корпуса) с изображением на нем, отделений, участков, вспомогательных и служебно-бытовых помещений.

Назначение:

Взаимная увязка входящих в состав корпуса цехов, отделений, участков;

Выбор оптимального направления производственного процесса; внутризаводского транспорта, грузовых и людских потоков;

Рациональное размещение вспомогательных и служебных помещений.

При разработке компоновочного плана должны быть учтены следующие основные требования:

Прямоточность производственного процесса от склада или места поступления заготовок и кончая отправкой готовой продукции.

Кратчайшие пути движения продукции на всем протяжении процесса производства;

Участки с вредными выделениями и опасные в пожарном отношении должны размещаться у наружных стен здания.

На компоновочном плане указываются:

Взаимное расположение отделений, цехов, участков, магистральные и цеховые проезды и проходы, ж/д пути, въезды для безрельсового транспорта.

Основные технологические размеры (ширина и длина пролетов, шаг колонн, высота пролета до подкрановых путей);

Число и грузоподъемность кранов.

Компоновочные планы механических и сборочных цехов выполняются в масштабе 1:200 или 1:400 (в зависимости от размера принятого здания).

Порядок расположения служб механического цеха.

Склад материалов при единичном и серийном производстве вместе или смежно с заготовительным отделением размещаются в начале цеха. При поточном производстве складские площадки для заготовок располагаются в начале каждой поточной линии.

Вдоль склада или складских площадок поперек пролетов цеха устраивают проезд шириной ее менее 4 м. в зависимости от средств транспорта.

Далее располагаются станочные отделения.

В конце станочного отделения поперек всех пролетов также устраивается поперечный проезд шириной b 4 м в зависимости от применяемых средств транспорта.

Далее располагается контрольное отделение.

Параллельно контрольному отделению поперек пролетов размещается промежуточный склад.

Заточное отделение и инструментально-раздаточный склад при поточном производстве располагается в стороне от потока, чтобы не стеснять движение деталей. При единичном и серийном производстве они могут занимать в цехе центральное положение по отношению к станочным участкам.



Рис. Пример компоновки механосборочного цеха

Планировка оборудования в цехе

Планировка цеха - это план расположения производственного, подъемно-транспортного и др. оборудования, инженерных сетей, рабочих мест, проездов, проходов и др.

Разработка планировок является наиболее ответственным и сложным этапом проектирования, когда одновременно должны быть решены вопросы технологии, экономики, организации производства, техники безопасности, выбора транспортных средств, механизации и автоматизации производства, НОТ и производственной эстетики.

При разработке планировки должны учитываться следующие основные требования:

Оборудование в цехе должно размещаться в соответствии с принятой формой организации технологических процессов. Необходимо стремиться к расположению производственного оборудования в последовательности технологического процесса, контроля и сдачи изделий или деталей.

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

Планировка должна быть увязана с применяемыми подъемно-транспортными средствами.

В планировках должны быть предусмотрены кратчайшие пути перемещения заготовок, деталей, узлов в процессе производства, исключающие возвратные движения. Грузопотоки должны не пересекаться между собой, а также не пересекать и не перекрывать основные проезды, проходы и дороги, предназначенные для движения людей.

На планировке вычерчивается все оборудование и все устройства, относящиеся к рабочему месту, а именно:

металлорежущие станки, автоматические линии и другое производственное оборудование;

место расположения рабочего места у станка во время работы;

верстаки, рабочие столы, подставки;

места у станков для обработанных деталей, заготовок и материалов;

транспортные устройства, относящиеся к рабочему месту (наклонные скаты, склизы и т.д.);

площадки для контроля и временного хранения деталей;

места для мастеров;

все виды оборудования нумеруются сквозной нумерацией слева направо сверху вниз.

нумерация подъемно-транспортного оборудования дается после технологического и продолжает нумерацию последнего;

производственный инвентарь (плиты разметочные, верстаки, столы, стеллажи) изображаются на плане по контуру габарита с простановкой внутри контура условных обозначений;

к плану прилагается спецификация;

обозначаются наименования отделений, участков, вспомогательных помещений.

При разработке планировки должна быть рационально использована не только площадь, но и весь объем цеха. Высота здания используется для размещения подвесных транспортных устройств, инженерных коммуникаций, размещения механизированных складов.

План цеха выполняется в масштабе 1:100. Для больших цехов (С > 250 станков) его можно выполнять в М 1:200.

В строительной части изображаются:

колонны с осями и обозначением № колонны (горизонтальные разбивочные оси здания обозначают снизу вверх по оси ординат заглавными буквами русского алфавита; вертикальные оси нумеруют слева направо арабскими цифрами).

наружние и внутренне стены (капитальные и легкие), а также перегородки; окна, ворота, двери.

на плане даются все необходимые размеры:

ширина пролета, шаг колонн, общая ширина цеха, общая длина пролетов и всего цеха, ширина поперечных и продольных проходов и проездов;

длина и ширина каждого вспомогательного помещения;

тоннели, каналы, люки и др. проемы в полах;

привязка оборудования.

Все станки, автоматические линии и др. оборудование, складские и контрольные площадки, грузоподъемные и транспортные устройства, изображенные на плане, обозначаются порядковыми номерами и вносятся в спецификацию.

Организация рабочего места

Рабочее место - это первичное звено производства от качества работы которого зависят результаты деятельности всего завода.

Задачей организации рабочего места является создание такой конструкции оснастки и такого расположения оборудования, заготовок, готовых деталей, при которых отсутствуют лишние и нерациональные движения и приемы (повороты, нагибания, приседания и т.д.), максимально сокращаются расстояния перемещения рабочего.

Схема организации рабочего места должна соответствовать характеру производства. В условиях единичного производства выполнение на рабочем месте большого числа разнообразных операций требует наличия всевозможных инструментов, приспособлений, а отсюда и соответствующего инвентаря для его хранения и расположения.

При переходе к серийному производству и специализации производственных участков число операций, выполняемых на рабочем месте, сокращается, начинается применение специализированного инструмента и приспособлений и соответственно меняется планировка и оснащение рабочего места.



Рис. Пример планировки рабочего места токаря. 1 - инструментальный столик; 2 - решетка под ноги; 3 - приемный стол; 4 - тара с обрабатывемыми деталями; 5 - планшет для измерительного инструмента; 6 - подставка для чертежей; 7 - урна для мусора

Наиболее значительные изменения в организации рабочего места происходят под влиянием механизации и автоматизации производства. Так на рабочих местах автоматических и непрерывно-поточных линий никаких видов специального стационарного инвентаря, как правило не предусматривается.

При многостаночной работе планировка рабочего места должна обеспечивать наиболее удобное для рабочего расположение органов управления всех обслуживаемых станков и минимальную затрату времени на переходы от одного станка к другому.

Варианты рационального расположения станков при их обслуживании одним рабочим:

Технико-экономические показатели проекта механического цеха

Рис. Расположение рабочего места при многостаночном обслуживании

К числу основных показателей проекта механического цеха относятся:

А: Абсолютные показатели, характеризующие производственную мощность цеха:

Годовой выпуск изделий (комплектов, машин, узлов или деталей) включая запасные части, в штуках

Годовой выпуск изделий по цеховой себестоимости в рублях, в т.ч. запасных частей.

Годовой выпуск изделий в тоннах, в т.ч. запасных частей.

Количество рабочих смен.

Площадь цеха (м²) в т.ч. общая, и производственная.

Количество производственного оборудования с указанием количества металлорежущих станков и автоматических линий.

Количество работающих (производственных рабочих, вспомогательных рабочих, МОП, ИТР, служащих).

Основные фонды (руб.), в т.ч. здания и сооружения; оборудование инструмент и приспособления; производственный и хозяйственный инвентарь.

Годовой фонд заработной платы производственных рабочих и всех работающих.

Установленная мощность электродвигателей (кВт).

Б: Относительные показатели, характеризующие технико-экономическую эффективность цеха:

Годовой выпуск продукции в руб. (по себестоимости), комплектах и тоннах:

а) на одного работающего и одного рабочего;

б) на единицу производственного оборудования;

в) на 1 м² производственной площади в одну смену.

Годовой выпуск продукции в рублях (по себестоимости) на 1 рубль основных фондов.

Основные промышленные фонды на 1 рубль выпуска.

Общая и производственная площадь на единицу производственного оборудования, м².

Средний коэффициент загрузки оборудования (по времени) в %.

Коэффициент сменности.

Средняя установленная мощность одного станка, кВт.

Средняя установленная мощность станочного оборудования (кВт), на одного производственного рабочего в наибольшую по количеству работающих смену (энерговооруженность).

Трудоемкость и станкоемкость одного комплекта деталей, одной машины, одной тонны продукции в человеко-часах и станко-часах.

Коэффициент использования металла.

Отношение цеховых расходов к основной зарплате производственных рабочих, %.

Уровень механизации и автоматизации производства.

Проектирование сборочных цехов

Сборочные работы являются заключительным этапом в производственном процессе, где из отдельных деталей и узлов собираются готовые изделия, качество сборочных работ значительно влияет на эксплуатационные свойства машин, их надежность и долговечность. Даже при точном изготовлении деталей и некачественной сборке машина не будет обладать необходимыми качествами.

Трудоемкость сборочных работ составляет:

в сельскохозяйственном машиностроении - 20 - 30 %

в автомобилестроении - 20 - 25 %

в тяжелом машиностроении - 25 - 35 %

Сборочный цех проектируется для выполнения узловой и общей сборки, производства испытаний, окраски и упаковки изделий.

Сборочные цеха различают по типу производства, общей площади цеха и грузоподъемности подъемно-транспортных средств.

Основой для проектирования сборочного цеха является его производственная программа, включающая:

спецификации поступающих в цех узлов и деталей;

сборочные чертежи и технические условия на приемку и испытание изделий.

Организационные формы сборки.

Проектирование сборочных цехов также, как и механических, ведется по точной, приведенной или условной программе.

Проектирование цехов массового и крупносерийного производства ведется по точной программе.

Проектирование сборочных цехов мелкосерийного и серийного производства при разнообразной и обширной номенклатуре ведется по приведенной программе, для составления которой все подлежащие сборке машины распределяются на группы по конструктивной и технологической однородности. В каждой группе есть типовой представитель, на который разрабатывается техпроцесс с нормированием каждой операции.

Различают две основные организационные формы сборки: стационарную и подвижную. Стационарная сборка изделия может осуществляться последовательно или параллельно. В последнем случае весь объем сборочных работ расчленяется по узлам, собираемым параллельно на разных рабочих местах, с последующей сборкой всего изделия из деталей и узлов.

При подвижной сборке собираемый объект перемещается от одного сборочного места к другому, причем за каждым рабочим местом закрепляются определенные операции и рабочие. Эти основные формы сборки делятся еще на поточные и непоточные.

Поточная сборка может осуществляться как при неподвижном объекте сборки, так и при подвижном.

При неподвижном объекте поточная сборка выполняется на расположенных в линию неподвижных стендах. Каждый рабочий (или бригада рабочих) в соответствии с установленным тактом сборки выполняет одну и ту же, твердо закрепленную за ним операцию, переходя от одного стенда к другому. Такая сборка обычно применяется в условиях мелкосерийного производства или при сборке крупногабаритных изделий (тяжелые станки, двигатели и пр.) и когда такт сборки достаточно велик.

Поточная сборка при подвижном объекте может осуществляться несколькими способами:

на непрерывно движущемся конвейере, скорость перемещения которого обеспечивает возможность выполнения сборочных операций на протяжении каждого рабочего места;

на конвейере с пульсирующим (периодическим) движением, когда сборка производится в периоды остановки объекта;

с перемещением собираемого объекта от одного рабочего места к другому вручную (по рольгангу, на рельсовых и безрельсовых тележках и др.) или с помощью специальных механических транспортирующих средств.

Основной расчетной величиной при поточной сборке является «такт сборки», определяющий период времени равномерного выпуска собранных изделий или узлов.

При поточной сборке с регламентированными перерывами на обслуживание рабочих мест, отдых и т.д. пользуются «действительным тактом сборки»

где Ф_рм - действительный годовой фонд времени работы сборочного оборудования рабочего места за вычетом годовых потерь времени на регламентированные перерывы на обслуживание рабочих мест, отдых и прочее в часах;

Д - годовой выпуск изделия или узла, шт.

В проектных организациях техпроцесс сборки разрабатывается по картам или маршрутным ведомостям. Для определения последовательности операций сборки составляют технологическую схему сборки.

При разработке по картам тех. процесс разбивают на операции и переходы, указывают оборудование, инструмент, приспособление, норму времени и количество рабочих, необходимых для выполнения каждой операции.

В единичном и мелкосерийном производстве тех. процесс сборки обычно разрабатывается по маршрутным ведомостям. Техпроцесс разбивается только на операции.

Определение трудоемкости сборки

Трудоемкость сборочных работ определяется следующими методами:

по технологическому процессу

методом сравнения (по производственной программе);

по данным заводов;

по укрупненным показателям.

По технологическому процессу - трудоемкость определяется путем нормирования операций и переходов на основе известных структурных формул:

Определение Т_шт и Т_штк производится по общемашиностроительным нормативам на слесарно-сборочные работы, разработанные для соответствующих видов производства. Т.к. при сборке основное и вспомогательное время является ручным, то их объединяют в оперативное время:

Трудоемкость может быть определена также и другими методами, которые рассмотрены при проектировании механических цехов. Общую трудоемкость сборки машины подразделяют а трудоемкость слесарно-пригоночных работ Т_сл, узловой сборки Т_узл, и общей сборки - Т_общ.

Таблица

Соотношение трудоемкости видов сборочных работ, %

Вид сборочных работ	Тип производства
	Единичн.	М/серийн.	Серийное	Кр/серийн.	Массовое
Слесарно- пригоночные	25 - 30	20-25	15-20	10-15	-
Узловая сборка	5-10	10-15	20-30	30-40	45-60
Общая сборка	60-70	60-70	50-65	45-60	40-55

Определение количества рабочих мест и оборудования

Количество рабочих мест определяется по трудоемкости сборки, рассчитанной одним из рассмотренных выше способов.

Для непоточного производства при точном проектировании:

где Т_сб - трудоемкость сборки одного изделия, чел/час;

Д - годовой выпуск изделий или узлов в шт;

Ф_рм - действительный годовой фонд времени рабочего места, час;

Р_сб - средняя плотность работы.

Под плотностью работы понимают число рабочих, приходящихся на одно рабочее место. Так при работе на верстаке плотность равна 1, при работе на стендах узловой и общей сборки Р_сб = 2, 3, 4 и больше в зависимости от габаритов и сложности сборки.

Полученное М_р округляется до целого числа. Отношение расчетного количества рабочих мест к принятому является коэффициентом загрузки рабочих мест.

При укрупненном проектировании для определения количества рабочих мест всего цеха или отделения расчет ведут по формуле:

где - суммарная трудоемкость годового выпуска цеха по сборке в чел/час;

- средний коэффициент загрузки, равный 0,75 - 0,8;

Р_сб = 1,2 - 1,8

При поточной сборке, в т.ч. конвейерной, при регламентированных перерывах количество рабочих мест определяется по действительному такту сборки:

где Т_и - трудоемкость сборки изделия (узла), равная суммарному оперативному времени по всем операциям, чел/час.

- действительный такт сборки;

Р_ср - средняя плотность работы.

В состав технологического оборудования сборочного цеха входят также:

сборочные стенды;

прессы;

механизированные сборочные установки и инструмента (гайковерты, шпильковерты, сверлильные машинки, шлифовальные машинки и др.);

сборочные автоматы;

установки и стенды для испытания оборудования.

При разработанном тех. процессе сборки количество указанного оборудования определяется по формулам, аналогичным применяемым для расчета количества станков в механических цехах:

где Т_об - годовая трудоемкость выполнения операций на оборудовании данного типа;

Ф_до - годовой действительный фонд работы оборудования при принятом числе смен.

Рабочий состав сборочного цеха.

К производственным рабочим сборочных цехов (отделений, участков) относятся:

слесари по сборке, отладке и испытанию узлов и изделий;

слесари-электрики;

электромотажники по сборке и отладке электросистем;

мойщики деталей и узлов;

маляры и упаковщики,

а также другие профессии рабочих, связанных с выполнением работ по сборке и испытанию изделий.

Потребное количество рабочих:

где Т_сб - годовая трудоемкость сборки или слесарно-пригоночных работ для изготовления узла или изделия, чел/час;

Ф_др - действительный годовой фонд времени рабочего, час.

Количество сборщиков на каждую сборочную операцию при поточной сборке:

где Т_оп - суммарное оперативное время данной операции, мин;

_д - такт сборки.

На конвейерной сборке к полученному расчетному числу сборщиков необходимо добавить 2 - 5% резервных рабочих для замены временно отлучающихся с линии, а также для устранения задержек, дефектов и т.п.

Средний разряд производственных рабочих сборочных цехов для серийного производства составляет 3,5 - 4,0, для массового - 3,0 - 3,5.

К вспомогательным относятся крановщики, раздатчики инструмента, кладовщики, транспортные рабочие. количество вспомогательных рабочих принимается в % от количества производственных рабочих на основании опытных данных:

R_всп = 20 - 25% для серийного производства;

R_всп = 15 - 20% для массового производства.

Младший обслуживающий персонал (МОП) - 1 - 3% от общего числа рабочих;

ИТР + служащие - 12 - 15% от общего числа рабочих.

Площадь сборочного цеха (отделения)

Величину общей площади цеха (включая отделения испытания, окраски, упаковки и вспомогательные службы) определяют по показателям удельной общей площади на одно рабочее место. Рассчитанную таким образом площадь цеха при выполнении планировки оборудования уточняют.

Удельная площадь цехов заводов автомобильной промышленности:

1. Сборка коробок передач - 15 - 20м² на 1 раб. место.

2. Сборка двигателей и шасси - 20 - 40 м²

3. Регулировка и сдача автомобилей - 100 - 200 м²

Для серийного производства машин средних размеров (станки, двигатели, насосы, компрессоры и др.) удельная площадь на 1 производственного рабочего принимается равной 24 - 32 м².

При укрупненных расчетах принимают площадь сборочного отделения в % к площади механического цеха.

В единичном и мелкосерийном производстве площадь сборочного отделения (цеха) составляет в среднем 50 - 65% площади механического цеха;

в серийном - 30 - 40%

в массовом - 20 - 30%

при хорошо организованном поточном производстве 10 - 20%.

Планировка оборудования и рабочих мест сборочного цеха

Расположение участков сборки должно соответствовать последовательности прохождения деталей и узлов по стадиям сборки. В соответствии с этим участки сборки должны располагаться в следующем порядке: Слесарная обработка деталей, если она предусматривается сборка механизмов, общая сборка машины, испытания, окраска. Сборка узлов и изделий высокой точности выделяется в изолированных термоконстантных отделениях.



Рис. План-схема потоков узловой и общей сборки при размещении их в одном помещении

В том случае, когда узловая и общая сборка производится в одном цехе или отделении, направление потоков сборки отдельных узлов располагают, как правило, перпендикулярно линии общей сборки машины с тем, чтобы конечная операция сборки узла совершалась вблизи места установки его на линии сборки. Окрасочные и сушильные камеры могут располагаться как в линии общей сборки, так и в линиях узловой сборки.

Транспортные устройства, применяемые при сборке

Поточная подвижная сборка производится на различных транспортных устройствах, к числу которых относятся конвейеры, рольганги, подвесные монорельсовые пути с тельферами, тележки, карусельные столы и пр.

Конвейеры для сборочных работ:

напольные конвейеры тележечные - вертикально-замкнутые и горизонтально замкнутые;

подвесные цепные;

шагающие пульсирующие;

ленточные;

пластинчатые и др.

Применяя то или другое транспортное устройство можно получить прямую или кольцевую линию потока при непрерывном или прерывистом (периодическом, пульсирующем) движении.

Рис. Вертикально замкнутый тележечный конвейер

Тележечные вертикально-замкнутые конвейеры применяются для прямых сборочных линий, у которых первая операция находится в начале конвейера, а последняя - в конце его. Обратная ветвь этих конвейеров располагается под рабочей ветвью, над или под полом; технологические операции можно производить по обе стороны конвейера. Эти конвейеры бывают с опрокидывающимися и неопрокидывающимися тележками.

Горизонтально-замкнутые тележечные конвейеры применяются для кольцевых сборочных линий, когда процесс сборки состоит из большого количества технологических операций. Благодаря круговому движению у этих конвейеров используется вся длина его ходовой части.

Длина тележечных конвейеров для сборки бывает 15 - 200 м, при ширине 0,25 - 3,5 м. Скорость периодически действующих конвейеров - 4 - 5 м/мин, непрерывно действующих - 0,02 - 4 м/мин.

Подвесные цепные конвейеры представляют собой замкнутое тяговое устройство в виде подвески для грузов. Широко применяются в поточном производстве для передачи деталей с одного рабочего места к другому и в другие цеха на заводах автомобильного, тракторного и сельскохозяйственного машиностроения.

Уклон при подъемах и спусках допускается до 45, радиус закругления - 1 - 1,5 м. Скорость тяговой цепи - 0,1 - 10 м/мин.

Пульсирующий конвейер - сочетает достоинства подвижной и стационарной сборки. состоит из жесткой металлической рамы, которая опирается на гидравлические домкраты грузоподъемностью Р = 1 - 3 т.

Рис. Горизонтально замкнутый тележечный конвейер

Рис. Подвесной цепной конвейер

Сборка производится на неподвижных стендовых плитах, установленных на фундаментах. Пульсирующие передвижения конвейера осуществляется на 1 шаг (от 0,5 до 1,2 м). Широко распространен в крупносерийном производстве при сборке станков.

Кроме того, в качестве транспорта при сборке используются ленточные конвейеры, рольганги, тележки (в т.ч. рельсовые), и другие виды транспорта.

При сборке на ленточных конвейерах могут применяться или длинные узкие верстаки (шириной,4 - 0,6 м), расположенные вдоль линии сборки, или индивидуальные рабочие столы, установленные перпендикулярно линии сборки. Второй вариант удобнее при сборке легких и точных изделий.

Рис. Пульсирующий конвейер

Рис. Расположение верстаков при сборке относительно конвейера. 1 - конвейер; 2 - верстаки

При поточной сборке часто используются сборочные тележки, на которых закрепляют собираемые изделия; тележки последовательно передвигают от одного рабочего места к другому со скоростью 10 - 15 м/мин.

Планировка сборочного цеха.

При планировке отделений, участков и рабочих мест сборки должно быть предусмотрено следующее оборудование:

верстаки, столы;

сборочные автоматы и полуавтоматы;

стенды;

рельсовые и безрельсовые тележки, конвейеры, наземные рельсовые пути, автоматические и полуавтоматические сборочные станки и линии, а также другое необходимое в конкретных условиях оборудование. Следует также предусмотреть места расположения сборщиков и возможность их перемещения.

Рис. Использование тележек при сборке 1 - зона подачи узлов и деталей; 2 - начало сборки; 3 - тележка; 4 - цепь конвейера; 5 - передача объекта на другую ветвь конвейера; 6 - выдача собранного изделия

Ширина пролетов сборочных цехов принимается в зависимости от габаритных размеров собираемых машин, оборудования и площадей рабочих мест и других условий.

Таблица

Габариты изделий	Ширина пролета, м
Малые (станки для инструментального производства, приборы, швейные машины и т.п.)	18
Средние (станки, двигатели, автомобили, тракторы и т.п.)	18, 24
Крупные двигатели, локомотивы, вагоны и т.п.	24, 30
Особо крупные (тяжелые станки, металлургическое оборудование и т.п.)	30, 36

Расстояние между колоннами в продольном направлении (шаг колонн) 6, 9 и 12 м. Длина пролета определяется также, как и для механического цеха, т.е. суммой размеров (по длине), считая по его оси, последовательно расположенных производственных и вспомогательных отделений, проходов и других участков цеха. Длина пролета должна быть кратна размеру шага колонн. Высота сборочных цехов (от пола до головки подкранового рельса) при наличии мостовых кранов должна быть не менее 6,15 м; при отсутствии мостовых кранов высота не менее 6 м.

Табл.

Нормы расстояний между сборочными столами и между верстаками

Рабочие места	Нормы расстояний в мм при сборке узлов размером
Наимено-вание	Расположение	Эскиз	до 800 800 мм	800 800 - 1500 1500 мм
Сбороч-ные столы	«в затылок» (а)		1000	1700
	попарно по фронту (в)		2000	2500
Верстаки	«в затылок» (а)		1000	-
	попарно по фронту (в)		2000	-

Компоновка сборочного цеха

Сборочный цех располагается обычно в одном здании с механическим цехом, реже - в отдельном здании. Наиболее рационально расположение цехов в одном здании; в этом случае уменьшается пробег деталей, быстрее осуществляется подача деталей к сборочным местам, упрощается и удешевляется транспорт. Кроме того, в этом случае возможно объединение промежуточных и других складов, обслуживающих помещений; облегчается и ускоряется взаимосвязь между обоими цехами.

Наикратчайший пробег детали после обработки будет в том случае, если место окончательной операции механической обработки примыкает к сборочному конвейеру в той его позиции, где эта деталь ставится в собираемый агрегат или машину.

Этому расположению отвечает такая компоновка механического и сборочного цехов, когда сборочный цех расположен в пролете, перпендикулярном пролетам механического цеха. Пример такой компоновки приведен на рис. ______.

Испытательные отделения

Испытания узлов, агрегатов и изделий в целом является конечной операцией узловой и общей сборки машин; при этом испытания являются не только проверкой качества самой сборки, но и выполнения всего производственного процесса изготовления данных изделий. Испытания машин по назначению и длительности бывают:

приемно-сдаточные;

контрольные (повторные);

специальные (научно исследовательские).

Приемно-сдаточные испытания проводят для определения фактических эксплуатационных характеристик.

Контрольные - в том случае, когда машина не прошла приемочных испытаний вследствие обнаруженных неисправностей. После устранения которых машина подвергается повторным испытаниям, которые называются контрольными.

Специальные испытания - проводят для проверки работоспособности машины и ее узлов, определения износа и т.д.

В зависимости от вида, назначения и масштаба выпуска машины проходят испытания на холостом ходу (проверка работы механизмов и паспортных данных) и под нагрузкой, а также испытания на производительность жесткость и точность работы.

При испытании на холостом ходу (обкаткой) проверяется правильность работы и взаимодействия органов управления машиной, надежность блокировок, безотказность работы и точность действия автоматических устройств, качество работы различных соединений.

При испытании под нагрузкой проверяются основные свойства машины в условиях близких к эксплуатационным.

При испытании на производительность проверяется скорость, проходимость и др. показатели, определяющие производственные характеристики машины.

Испытанию на прочность и жесткость подвергают металлорежущие станки и ряд других машин.

Оборудование испытательных отделений (станций) зависит от рода машин и режима испытаний:

стенды (для механического оборудования);

специальное оборудование в зависимости от вида испытываемых характеристик.

Площадь испытательного отделения укрупненно рассчитывается по показателям общей удельной площади. Точное определение площади производится при разработке плана расположения испытательных стендов, рабочих мест, проходов и проездов.

Помещения испытательных отделений располагают либо в сборочном цехе, либо в отдельном пролете. При наличии вредных выделений и шума испытательную станцию располагают в отдельном здании, конструкция которого должна снижать уровень шума.

Технико-экономические показатели сборочного цеха аналогичны технико-экономическим показателям механического цеха.

Проектирование внутризаводского транспорта.

Транспортная система на предприятии

По назначению перевозок заводской транспорт делят на внешний и внутризаводской (межцеховой и внутрицеховой).

Внешний транспорт завода проектируют с учетом схемы районной планировки при максимальном кооперировании транспортных сооружений и средств с другими предприятиями.

При проектировании внутризаводского транспорта надо предусматривать единый транспортный процесс с перемещением материалов, заготовок и изделий из складов к местам обработки и сборки одним видом транспорта без перегрузок с одного вида транспорта на другой.

Основные виды подъемно-транспортного оборудования

Подъемно-транспортные и погрузо-разгрузочные работы являются важными 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, чем 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 определяются 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.

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 его грузоподъемность находится в пределах 2,5 - 15 т.

Напольно-тележечный транспорт с подъемной платформой и грузозахватывающими устройствами применяется 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 автотранспорта при пробеге с грузом на следующие расстояния:

до 50 м - ручные тележки;

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

300 - 500 м- электротележки, электропогрузчики с водительским местом, 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 вида транспортируемых деталей.

табл.

Типы напольно-тележечного транспорта

№ п/п	Наименование	Грузоподъем-ность, т	Скорость передвижения, км/ч
Межкорпусная перевозка
1.	Автопогрузчики	1 - 5	15 - 40
2.	Электропогрузчики	0,25 - 3	6 - 10
3.	Электротягачи	тяг. усил. 250 - 800 кгс	7 - 12
4.	Электротележки	0,5 - 5	7 - 15
5.	Тракторы с прицепными тележками	2 - 5	20
Внутрицеховой, межцеховой и внутрикорпусной транспорт.
1.	Электропогрузчики	0,25 - 3	6 - 10
2.	Электротележки	0,5 - 5	7 - 15
3.	Электроштабелеры	0,1 - 2	3 - 7
4.	Ручные тележки	0,3 - 1,25	-

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

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 являются консоли колонн. Их назначение - установка, кантование и межоперационное транспортирование. Высота подъема - 16 - 32 м, скорость передвижения 70 - 120 м/мин.

Мостовые и подвесные однобалочные краны (до 5 т) применяются для транспортирования внутри цехов и складов. Они имеют преимущества перед опорными:

не требуют установки колонн для подкрановых путей, что увеличивает полезную площадь цеха;

имеют малые габариты по вертикали, что позволяет получить большую высоту подъема груза;

высокая маневренность, что важно в поточном производстве. Однобалочными кранами рекомендуется перемещать грузы на расстояние в 30 - 50 м.

Консольные краны (поворотные) с электроталями и подъемниками для непосредственного обслуживания рабочих мест. Устанавливают их на отдельных стойках или на колоннах, а также встраивают в станок. Грузоподъемность их 1 - 5 т, высота подъема - до 6 м.

Монорельсы применяют совместно с электроталями, с ручными талями, пневматическими или гидравлическими подъемниками для обслуживания рабочих мест при транспортировке на значительное расстояние. Грузоподъемность электроталей для монорельсов 0,1 - 10 т., высота подъема до 6 м, скорость подъема 8 м/мин, скорость передвижения 20 м/мин. Грузоподъемность подъемников до 2 т. Недостаток - малая ширина зоны обслуживания.

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

Выпускают их грузоподъемностью 125 кг. до 5 т, высота подъема груза до 18 м.

Рис. Подвесной кран-штабелер

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 процесса, имеющий возможность доставлять грузы непосредственно к рабочим местам.

Подвесной транспорт может быть автоматического и дистанционного управления. Этот вид транспорта широко применяется для перемещения грузов между рабочими местами.

Наиболее распространенный вид подвесного транспорта - конвейеры, среди которых выделяют грузонесущие, толкающие и грузотянущие. Имеются также комбинированные конструкции конвейеров.

У грузонесущего конвейера каретки с подвесками для грузов прикреплены к тяговому элементу (цепи) и перемещаются по постоянной трассе подвесных путей, вдоль которых тянется цепь. Конвейер может быть оснащен системой автоматического адресования подвесок с грузом.

У подвесных толкающих конвейеров тяговый элемент не прикреплен к грузовой тележке, которая движется по отдельному (нижнему) грузовому пути при помощи толкателя, прикрепленного к тяговой цепи, движущейся на каретках по своему верхнему тяговому пути. Наличие двух раздельных путей: тягового и грузового дает возможность свободного включения и отключения грузовых тележек от тяговой цепи и переход их на другие пути, что является важнейшей конструктивной особенностью этого типа конвейера. Применяется в массовом и серийном производстве. Грузоподъемность - 32, 125, 500, 1250 кг. Диапазон скоростей - 0,8 - 24 м/мин.



Рис. Грузонесущий (а) и подвесной толкающий конвейеры

Подвесные грузотянущие конвейеры служат для транспортирования груза на напольной тележке, перемещаемой по полу при помощи захвата или толкателя, укрепленного на каретке, которая перемещается по подвесному пути. Преимуществами грузотянущих конвейеров являются:

свободный ввод и вывод тележек из сферы действия движущейся цепи;

возможность транспортирования более тяжелы грузов (2,5 т и более), чем на грузонесущих и толкающих конвейерах;

возможность взаимодействия с напольно-тележечным транспортом.

Рис. Подвесной грузотянущий конвейер

Напольные конвейеры и транспортеры

Этот вид транспорта широко распространен в поточно-массовом и поточно-серийном производстве в основном для передачи деталей и узлов. В серийном производстве конвейеры должны быть универсальными, т.е. учитывать габариты, вес и конфигурацию деталей.

Существует несколько типов напольных конвейеров:

Роликовые конвейеры (рольганги) получили широкое распространение в механических и сборочных цехах. Особенно удобны такие конвейеры для транспортирования корпусных деталей массой 25 - 100 кг с плоской опорной поверхностью, а также для мелких деталей в таре.

Они могут быть приводными и неприводными, горизонтальным и наклонными (уклон 1 - 3%). Кроме того, они делятся на стационарные и переносные или передвижные, монтируемые на колесах. Как разновидность применяются шариковые конвейеры. Неприводные роликовые конвейеры допускают возможность разветвления путей с помощью переходных секций. В приводных роликовых конвейерах вращение передается на все рабочие ролики. скорость передвижения на таком конвейере до 9 м/мин. Приводные конвейеры применяют главным образом для внутрицехового транспортирования готовых деталей и узлов на расстояние до 30 м. Приводные и неприводные конвейеры применяются для грузов массой до 1200 кг.

Скаты выполняются в виде желобов, длиной до 10 м с уклоном 1:15 - 1:10 и служат для перемещения тел вращения.

Склизы выполняют с уклоном 1:5 и применяют для перемещения плоских деталей, либо деталей в таре.

Пластинчатые конвейеры применяются в сборочных поточных линиях в качестве технологического транспорта. Эти конвейеры состоят из станины, по концам которой установлены 2 звездочки, приводная и натяжная. Бесконечный настил, состоящий из отдельных металлических или деревянных пластин прикреплен с одной или двум тяговым цепям. Настил для крупногабаритных деталей располагают на уровне поля. Длиа до 200 м., ширина настила 400 - 1600 мм; скорость 2 - 5 м/мин.

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

Для транспортных операций используются также различные разновидности тележечных, шагающих конвейеров, конвейеры на воздушной подушке.

Расчет потребного количества подъемно-транспортного оборудования.

Для своевременного обеспечения цехов материалами, заготовками, деталями и узлами необходимо определять потребное количество подъемно транспортных средств. Для точного определения следует учитывать массу грузов, путь перемещения, время, затрачиваемое на подъем грузов и многие другие условия.

...