Проектирование машиностроительного производства

Лекции по дисциплине «Проектирование машиностроительного производства» Учение о проектировании машиностроительных заводов за сравнительно короткий срок прошло путь от простой систематизации заводского опыта до создания научной дисциплины. Первые научные положения по технологическому проектированию заводов имеются в трудах проф. Тимме И.А. (1836 - 1896), дальнейшее развитие они получили в трудах проф. Гаврилина (1861 - 1914). Настоятельная необходимость в создании научной дисциплины «Проектирование машиностроительных цехов и заводов» возникла в годы первых пятилеток (в период индустриализации и коллективизации). За эти годы было построено более 1500 заводов, в т.ч. промышленные гиганты (ГАЗ, ЗиЛ, ХТЗ, ВТЗ, ГПЗ-1 и др.). Поэтому научное проектирование предприятий и создание научных основ для такого проектирования стало одной из актуальнейших задач в процессе индустриализации. Поэтому советские ученые разработали научно-обоснованную методику проектирования машиностроительных заводов. И с начала 30-х годов в учебные планы ВУЗов по специальности «Технология машиностроения» был включен курс «Основы проектирования механических и сборочных цехов». В рамках плановой экономики в СССР были проведены следующие мероприятия, целью которых была координация усилий разработчиков и общее руководство промышленным строительством.  создан Госстрой СССР (1950 г.) - отвечающий за проведение единой технической политики в области строительства;  в 1959 г. создана сеть отраслевых проектных институтов, на которые были возложены задачи обеспечения единой технической политики в проектировании объектов отраслей нар. хозяйства. Они издают нормативные акты, составляют методические материалы, обобщают опыт строительства и создают типовые проекты предприятий для своих отраслей. В условиях рыночной экономики данная дисциплина также не потеряла своей актуальности. Достижение максимальной эффективности машиностроительного производства, возможность выпуска конкурентноспособной продукции, гибкое реагирование на рыночную конъюнктуру невозможны без рационального подхода к проектированию предприятий. Достижение максимальной эффективности во многом зависит от рационального выбора:  состава цехов (подразделений);  номенклатуры оборудования;  организации транспортного и энергетического хозяйства предприятия. Кроме того, обеспечение экологической безопасности производства и соответствия ТП нормам техники безопасности также во многом закладывается на стадии проектирования предприятия. Основные стадии проектирования промышленного предприятия Первичным документом, на основании которого ведется дальнейшая подробная разработка рабочих чертежей зданий и сооружений является генеральный план. Определение: Генеральным планом завода называется чертеж, на котором нанесено расположение всех его зданий и сооружений, рельсовых и безрельсовых дорог, подземных и наземных сетей, увязанных с рельефом и благоустройством территории. Состав цехов предприятия может быть определен исходя из следующего производственного деления заводов: 1 вид - машиностроительные заводы с полным производственным циклом, включающим все этапы изготовления машины; такие заводы имеют все три основные группы цехов - заготовительные, обрабатывающие и сборочные. 2 вид - машиностроительные заводы, выпускающие только заготовки для различных деталей машин, т.е. отливки, поковки, штамповки, которыми они снабжают другие машиностроительные заводы. Основные цеха - крупные литейные и кузнечные, кроме того в ряде случаев на таких предприятиях производится предварительная мех. обработка (обдирка) для выявления поверхностных дефектов, а также для снижения объема транспортируемого металла. 3 вид - заводы производящие механическую обработку заготовок, полученных с других предприятий и сборку машин, а также заводы, производящие только сборку машин из деталей, узлов и агрегатов, полученных с других заводов («отверточная сборка» - часто применяется при начале продвижения продукции на новом рынке). В состав таких заводов входят обрабатывающие (механические) и сборочные цехи, во втором случае - только сборочные. Выбор вида завода осуществляется на основе анализа различных экономических факторов, таких как:  расположение источников сырья и энергоносителей;  развитие транспортной инфраструктуры (ж/д, авто, речного и морского транспорта);  наличие рабочей силы и возможностей ее привлечения;  удаленность от основных рынков сбыта;  наличие свободных земельных ресурсов. Основные принципы, лежащие в основе проектирования генерального плана:  прямоточность технологических процессов;  использование минимальной площади под застройку;  сокращение коммуникаций. Дополнительные требования: обеспечение безопасности благоприятных условий труда и перемещения рабочих по территории. и Расположение железнодорожных путей на территории завода: 1. Тупиковая схема железнодорожных путей. В это случае все пути, подводимые к цехам и складам заканчиваются тупиками. Возврат вагонов происходит по тем же путям. Данная схема характерна для всех больших и средних заводов с небольшим грузопотоком. 2. Прямолинейная или сквозная схема железнодорожных путей. В это случае все пути, проходящие в территорию завода, сквозные имеющие прямолинейное направление. Освободившиеся от груза вагоны направляются в противоположную сторону. Схема применяется для заводов большим грузопотоком. 3. Кольцевая схема железнодорожных путей. В этом случае все пути, проходящие к цехам и складам, выполнены в идее замкнутых колец, обеспечивая круговорот движения вагонов. Схема применяется на крупных заводах с большим грузопотоком и большими территориями. 4. Кольцевая схема железнодорожных путей с внутренними тупиками. Данная схема представляет комбинацию тупиковой и кольцевой схемы. Применяются на крупных и средних заводах, когда заводская площадка имеет небольшие размеры, закругление путей невозможно. Площадка завода или цеха может быть расположена относительно существующих железнодорожных путей либо под прямым углом, либо под углом в пределах 200…300, либо параллельно. Наиболее благоприятное расположение железнодорожных путей к площадке завода – параллельное. Расположение ж/д путей на площадке завода подчинено ходу производственного процесса и зависит от размеров и направления грузооборота, а также от формы, размеров и условий эксплуатации участка. В зависимости от характера технологического процесса, вида продукции, а также от размеров и формы площадки завода, применяют продольную, поперечную или комбинированную схемы грузопотоков. При продольной схеме движение грузов осуществляется обычно вдоль длинной оси последовательно расположенных зданий цехов в соответствии с технологическим процессом (рис.3а). Применение продольных схем целесообразно для заводов тяжелого машиностроения с вытянутой площадкой, где межцеховые перевозки осуществляются в основном железнодорожным транспортом. При использовании других видов транспорта данная схема нерациональна из-за удлинения коммуникаций и излишнего пробега грузов между цехами. Поперечная схема (рис.3б) нашла наиболее широкое применение для заводов среднего и легкого машиностроения, межцеховые перевозки которых осуществляют безрельсовым и подвесным транспортом. Материалы и полуфабрикаты перемещаются в этом случае перпендикулярно длинной оси зданий, также расположенных в соответствии с технологическим процессом. При комбинированной схеме (рис.3в) движение грузов производится как в продольном, так и в поперечном направлении, что обуславливает применение как железнодорожного, так и безрельсового транспорта. Эта схема может быть использована на различных заводах, в том числе на крупных заводах тяжелого машиностроения. Компоновка завода начинается с зонирования территории, т.е. с размещения комплексов цехов, объединенных специфическими условиями по отдельным зонам. Зонирование завода 1. Зона горячих цехов. В ней размещаются литейные цехи, кузнечные, термические и т.д. Эта зона располагается ближе к вводу железнодорожных путей и должна иметь разветвленную их сеть. Размещается с подветренной стороны. 2. Зона обрабатывающих цехов. В этой зоне располагаются цехи холодной обработки металлов, сборочные склады готовой продукции, экспедиция с подведением к ней ж/д путями. 3. Зона вспомогательных цехов. В этой зоне расположены: инструментальные, ремонтно-механические, электроремонтные и др. цеха. Расположены ближе к обслуживающим цехам. 4. Зона деревообрабатывающих цехов. В этой зоне расположены: деревообделочный цех, лесопильный, тарный. Сушилка для древесины, лесосклады. Т.к. они огнеопасны, то располагаются вдали от зоны горячих цехов. 5. Зона энергетических устройств. В этой зоне размещаются центральная электростанция (ЦЭС), теплоцентр, ТЭЦ, котельная и газогенераторная станция. Тут же располагаются обслуживающие их склады топлива. Так как эта зона наиболее загазована, выделяют много дыма, гари, пыли, а также учитывая повышенную пожарную опасность она располагается с подветренной стороны по отношению к другим зданиям, с учетом господствующих ветров (роза ветров). 6. Зона общезаводских устройств Предназначена для размещения административных, общественных, учебных, культурно-бытовых и хозяйственных зданий. Обычно эта зона расположена у главного входа завода. Рядом с ней размещается столовая, амбулатория, пожарное депо. Структура завода с полным производственным циклом Цехи завода подразделяются на производственные (основные), вспомогательные и обслуживающие. Основные производственные цеха - те, в которых выполняется обработка и сборка деталей, сборочных единиц и изделий, составляющих основную производственную программу предприятия. Среди них выделяют: заготовительные, обрабатывающие и сборочные цеха. К заготовительным относятся:  раскройно-заготовительные (правка, резка, зацентровка, обдирка сортового металла, раскрой листового металла);  литейные (чугунного, стального, цветного литья, специальных методов литья);  кузнечные (кузнечно-штамповые и кузнечно-прессовые). К обрабатывающим относятся:  механические;  термические;  прессовые (холодной штамповки);  цеха металлических конструкций;  металлопокрытий;  окрасочные;  деревообрабатывающие и др. В подсобных производственных цехах изготовляется продукция, необходимая для обеспечения выпуска готовых изделий, например тара для упаковки основной продукции завода. Вспомогательные цеха - обеспечивают нормальное функционирование основных производственных цехов или завода в целом:  инструментальные;  ремонтно-механические;  ремонтно-строительные;  электроремонтные;  экспериментальные, модельные, абразивные и др. Обслуживающие - цеха и устройства, выполняющие функции хозяйственного и частично технического обслуживания завода. Иногда их называют хозяйствами (службами). Складское хозяйство включает в себя:  материальные склады;  склады твердого и жидкого топлива;  склады средств производства (инструментальный, абразивный, склад штампов, приспособлений, моделей, металлотходов, полуфабрикатов и т.д.) Транспортное хозяйство (транспортный цех):  устройства рельсового транспорта (депо)  безрельсовый транспорт (гараж автомобилей, гараж и зарядная станция для электрокар и т.д.) Обслуживающие подразделения:  заводоуправление;  центральная заводская лаборатория;  столовая;  медпункты;  учебная сеть;  охрана, сторожевые и пропускные пункты;  связь и сигнализация;  электронно-вычислительные и др. подразделения. После определения состава служб и подразделений необходимо определить функциональные связи между цехами и др. подразделениями завода. Для этой цели составляют технологическую схему производства. Она дает наглядное представление о последовательности производственного процесса и помогает установить рациональное расположение зданий и сооружений предприятия. Показатели для оценки генерального плана Выбор различных вариантов генерального плана основывается на определенных показателях, по которым можно провести сравнение с другими предприятиями: Коэффициент плотности застройки - отношение площади, занятой зданиями и сооружениями, к общей площади территории проектируемого объекта или участка (40 - 60%). К пл  Sкр S уч ка Коэффициент использования территории - отношение площади, занятой зданиями, сооружениями, открытыми складами, железными и автомобильными дорогами и тротуарами к общей площади объекта. Кисп  Sобщ. заст S уч ка Коэффициент озеленения - отношение площади зеленых насаждений к общей площади объекта. К оз  Sобщ. зел S уч ка Проектирование механических цехов Классификация механических цехов При классификации механических цехов учитывают следующие признаки, которые существенно влияют на структуру цеха: 1. Тип (характер) производства. 2. Характер конструкции и вес изделия (4 класса цехов); 3. Размер цеха (по условному количеству металлорежущих станков). Классификация по типу производства. Для каждого типа производства характерны свои особенности ТП и форма организации производства. Вид (тип) производства Единичное Серийное Массовое Количество обрабатываемых в год деталей одного наименования и типоразмера. Средних (от 100 Легких (менее Крупных (>2 т) кг до 2 т) 100 кг) до 5 до 10 до 100 5 - 1000 10 - 5000 100 - 50000 свыше 1000 свыше 5000 свыше 50000 Единичное производство: Тяжелое машиностроение, судоверфи, заводы сложного оборудования. Изделия изготовляются в малых количествах, с небольшой повторяемостью или вообще без повторяемости Оборудование – универсальное, приспособления – тоже. Режущий инструмент – нормализованный, ГОСТовский. Средства измерения – универсальные. Технологический процесс носит уплотненный характер, обеспечивающий обработку деталей сначала и до конца на одном станке. Квалификация рабочих – высокая, себестоимость выпускаемой продукции – высокая. Форма организации работы – по типам оборудования или цеховая (токарный цех, фрезерный цех и т.д.) Серийное производство: (самый распространенный тип производства) – (станкостроение, тепловозостроение, самолетостроение и т.д.) подразделяется на: мелкосерийное, среднесерийное, крупносерийное. Оборудование для этих типов производства применяется - универсальное, оснащенное специальными приспособлениями или специальное, оснащенное быстро переналаживаемыми приспособлениями. Технологический процесс – дифференцирован, разделен на мелкие операции, с закреплением их за отдельными станками. Рабочие – средней квалификации. Режущий инструмент специальный. Средства измерения – универсальные, нормализованные. Себестоимость – ниже единичного. Форма организации работы: Предметная или групповая. Предусматривает расположение станков в порядке технологического процесса для обработки одной или нескольких подобных деталей. Обработка деталей производится париями. Время обработки на отдельных станках не согласовано со временем обработки на другом. Детали во время обработки хранятся у станков, а затем передаются на другой станок целой партией. Поточно-серийная или поточно-поперечная. В этом случае станки располагаются в порядке технологической последовательности. Обработка ведется партиями различных деталей подобных по конструкции. Время обработки детали на одном станке согласовано с временем обработки на другом, что создает непрерывность обработки. Переналадка приспособлений при переходе к обработке другой, подобной партии требует тщательной технической подготовки. Массовое производство: (автомобилестроение и тракторостроение, моторостроение, приборостроение). Подразделяется на: поточно-массовое производство и массовопрямоточное производство. В поточно-массовом производстве движение деталей от станка к станку происходит непрерывно, в порядке последовательности технологического процесса. Операции закреплены за отдельными станками и выполняются за одинаковый промежуток времени, соответствующий такту выпуска. В массово-прямоточном производстве время выполнения отдельных операций не всегда одинаково или кратно такту, в результате чего у некоторых станков образуются заделы, и движение деталей происходит с перерывами. Технологический процесс - дифференцирован или концентрирован. Станки – специальные или узкоспециализированные, как отдельно установленные, а также связанные в автоматическую линию. Режущий инструмент – специальный. Средства измерения – специальные. Себестоимость – низкая. Форма организации работы – прямоточная (пульсирующий поток) и непрерывно-поточная. Массовое производство достаточно выгодно при изготовлении большого количества изделий (деталей). Оптимальное количество деталей для массового производства выражается формулой: C3 n C c  C м ; шт. где n – оптимальное количество изделий. С3 – величина затрат при переходе с серийного производства на массовое. Сс – себестоимость изделий при серийном производстве. См – себестоимость изделий при массовом производстве. Классификация цехов по характеру конструкции и весу изделий I класс - изделия с черным весом до 100 кг.  металлорежущие станки для часовой промышленности и инструментального производства;  нормальный металлорежущий и измерительный инструмент;  подшипники качения;  спец. приборы; II класс - изделия с черным весом до 2 т.  металлорежущие и деревообрабатывающие станки;  двигатели, дизели, компрессоры;  сельскохозяйственные машины, электродвигатели средней мощности. III класс - изделия с черным весом до 15 т (изделия тяжелого машиностроения):  тяжелые металлорежущие и деревообрабатывающие станки;  кузнечные молоты, прессы;  водяные и паровые турбины;  дорожные машины; IV класс - изделия особо тяжелого машиностроения (черный вес более 15 тонн). Классификация по количеству металлорежущих станков Класс цеха I II III IV Малый цех до 150 до 125 до 75 до 40 Средний цех 150 - 300 125 - 250 75 - 125 40 - 75 Крупный цех свыше 300 свыше 250 свыше 125 свыше 75 Основные задачи при проектировании механосборочных цехов При проектировании механосборочного цеха решаются три основные задачи: экономическая, техническая, организационная. В экономическом разделе проекта решаются следующие вопросы: 1. Устанавливается экономическая программа с указанием номенклатуры и количества выпуска изделия (машин), массы, определяется себестоимость одного изделия и всей программы 2. Определяется источники снабжения сырьем, материалами, полуфабрикатами, топливом, газом, электроэнергией, водой и т.д. 3. Выбирается наивыгоднейшие географические точки расположения цеха. 4. Определяется необходимый размер основных и оборотных средств. 5. Определяется себестоимость продукции и эффективность затрат. 6. Решаются вопросы финансирования завода (цеха). 7. Составляется план развертывания производства. 8. Решаются вопросы кооперирования. 9. Определяется потребность в жилищном и социально-культурном строительстве. В техническом разделе проекта выполняются следующие работы: 1. Проектируется технологический процесс обработки сырья и полуфабрикатов 2. Определяется необходимое количество основного и вспомогательного оборудования 3. Определяется необходимое количество рабочих, их состав и общий фонд рабочего времени. 4. Определяется необходимое количество сырья, материалов и топлива. 5. Определяется потребное количество электроэнергии всех видов и способы обеспечения ею. 6. Решаются вопросы транспорта, освещения, отопления, вентиляции, водоснабжения, канализации и т.п. 7. Выполняются работы по планировке цеха, вспомогательных помещений. 8. Подсчитываются потребные площади. 9. Выбираются типы и формы зданий, разрабатываются их конструкции и вся строительная часть 10.Решатся вопросы техники безопасности, противопожарные мероприятия, вопросы санитарии и гигиены труда, решаются вопросы ГО. В число организационных задач входят: 1. Структура управления участками и цехами. 2. Распределение функций и установленные взаимосвязи между отделами и отдельными должностными лицами технического персонала. 3. Управление административной, технической и финансово-хозяйственной частью. 4. Разработка вопросов по организации труда. 5. Разработка рациональной организации рабочих мест. 6. Установление порядка прохождения заказов, документации, формы отчетности и контроля. 7. Разработка мероприятий по подготовке кадров, обслуживанию рабочих создание благоприятных условий труда. Задание на проектирование a) b) c) d) e) f) g) В задании на проектирование указываются следующие данные: Наименование проектируемого предприятия, здания или сооружения. Основание для проектирования (Постановление Правительства, приказ министерства или ведомства и т.п.). Район, пункт и площадка строительства. Номенклатура продукции и мощность производства по основным ее видам (в натуральном и стоимостном выражении) на полное развитие и в первую очередь. Намечаемый режим работы предприятия, его специализация, производственное и хозяйственное кооперирование. Основные технологические процессы и оборудование, а также необходимость разработки автоматизированных систем управления производством. Основные источники обеспечения предприятия как в период строительства, так и, особенно при его эксплуатации сырьем, водой, h) i) j) k) l) теплом, газом, электроэнергией, а также условия по очистке и сбросу сточных вод. Намечаемые сроки строительства (в соответствии с нормами продолжительности), порядок его осуществления и ввода мощностей по очередям, а также предложения по дальнейшему расширению всего предприятия, его зданий или сооружений. Данные для проектирования объектов жилищного и культурно-бытового строительства. Намечаемый размер капитальных вложений и основные техникоэкономические показатели, которые должны быть достигнуты при проектировании. Требования к разработке вариантов технического проекта или его частей, а также стадийность проектирования. Наименование генеральной проектной и строительной организации – Генерального подрядчика, а также намечаемая и возможная кооперация при осуществлении строительства объекта, размещаемого в составе промышленного узла. Основные этапы разработки проекта механического цеха Получив исходные данные на проектирование механосборочного цеха проектировщик производит: 1. Анализ конструкции детали на технологичность. 2. Уточняет тип производства. 3. Выбор способа получения заготовки и ее технико-экономическое обоснование (сравнение нескольких конкурирующих вариантов). 4. Определение размеров партии запуска деталей при единичном, мелкосерийном, крупносерийном производстве и такта выпуска при поточном производстве. 5. Проектирование технологического процесса. 5.1. Составление плана обработки. 5.2. Выбор типов оборудования 5.3. Подбор технологической оснастки. 5.4. Проектирование и расчет специальной технологической оснастки. 5.5. Экономическое обоснование правильности подбора оснастки. 5.6. Составление спецификации на оснастку (СТО). 5.7. Расчет припусков на обработку и операционных размеров. 5.8. Расчет режимов резания. 5.9. Техническое нормирование и определение квалификации работы. 5.10. Технико-экономическое сравнение сопоставимых вариантов обработки (2-х…3-х). 5.11. Составление технологической документации. 6. Расчет годовой трудоемкости работ и по станкоемкости. 6.1. Принятым режимам обработки. 6.2. Фонду времени работы оборудования. 6.3. Бюджету времени работы одного рабочего. 7. Уточнение размеров партии запуска деталей в производство. 8. Расчет количества основного оборудования и определение коэффициента его загрузки. Составление сводной ведомости на основное оборудование. 9. Уточнение типа производства и выбора формы организации работы. 10.Расчет поточных и автоматических линий и определение их типа. 11.Расчет и выбор типов подъемного и транспортного оборудования. 12.Выбор типов и определение количества вспомогательного оборудования. 13.Определение состава и расчета рабочей силы цеха. 14.Расчет площадей основных и вспомогательных отделений, служебных и бытовых помещений. 15.Планировка оборудования и рабочих мест. Выбор типов зданий. 16.Разработка мероприятий по технике безопасности и ГО. 17.схема организации управления и технического руководства цехом. 18.Экономическая часть. 18.1. Расчет годовой потребности в основных и вспомогательных материалах и их стоимость. 18.2. Расчет среднего разряда рабочих, фонда заработной платы по основному и вспомогательному персоналу. 18.3. Составление сметы затрат на производство. 18.4. Определение себестоимости выпускаемой продукции. 18.5. Определение размеров капитальных вложений. 18.6. Определение основных и оборотных средств, оборачиваемости оборотных средств. 18.7. Определение технико-экономических показателей цеха. 18.8. Анализ проекта цеха и заключение по проекту. Основные принципы проектирования технологических процессов В общем числе вопросов, подлежащих разрешению при проектировании механосборочных цехов, разработка технологического процесса является одним из сложных и важных вопросов. Проектируя технологический процесс необходимо установить наиболее рациональный и экономичный способ обработки. В связи с этим необходимо учитывать следующее: 1. Форма заготовки детали должна быть близкой по размерам готовой детали. 2. Интенсификации технологии обработки за счет: применения высокопроизводительного оборудования, прогрессивного режущего инструмента, приспособлений (СТО) с быстродействующими зажимными механизмами, автоматизации загрузки и разгрузки деталей на станки, механизации, автоматизации процессов и т.д. 3. Применение отделочно-упрочняющей технологии. 4. Концентрации или дифференциации технологического процесса. 5. Применение поточного метода обработки и сборки изделий 6. Применение автоматизации производства. 7. Применение для обработки тяжелых деталей переносных станков. Производственная программа цеха Основой для проектирования цеха является его производственная программа, составленная исходя из производственной программы завода. В зависимости от типа производства, характера выпускаемой продукции и стадии проектирования производственная программа может быть ТОЧНОЙ, ПРИВЕДЕННОЙ и УСЛОВНОЙ. При проектировании цеха по ТОЧНОЙ программе номенклатура изготовляемых изделий точно установлена и обеспечена рабочими чертежами, спецификациями и техническими требованиями. Технологический процесс разрабатывается на каждую деталь. Точная программа характерна для цехов массового, серийного и крупносерийного производств, при проектировании которых требуется большая точность технологически расчетов. Исходные данные при проектировании цеха по точной программе сводятся в ведомость. Образец ведомости точной (подетальной) производственной программы предприятия: № детали по чертежу № п/п Наименование детали Материал (наименов ание и марка по ГОСТ) Количество деталей на годовую программу с учетом запчастей) Вес 1 детали черный 1. 2. 3. чистый Вес всех деталей на год. программу черный чистый … Для единичного, мелкосерийного и серийного производства программа составляется в виде перечня изготовленных в цехе изделий или узлов с указанием их количества и массы. При этом подетальная ведомость составляется только для типового изделия. Все остальные изделия, входящие в программу, приводятся к типовым. В этом случае нет необходимости иметь полный перечень обрабатываемых деталей. Чертежи, как правило, имеются только на изделия-представители, по которым ведутся расчеты. Такая производственная программа называется ПРИВЕДЕННОЙ. При проектировании цеха по ПРИВЕДЕННОЙ программе всю номенклатуру деталей цеха разбивают на группы по конструктивным, технологическим, геометрическим и весовым признакам. Приведенная программа определяется следующим образом:  вся номенклатура изделия разбивается на группы, в каждую из которых входят изделия, сходные по конструкции и технологии изготовления;  в каждой группе намечается типовое изделие представитель, по которому ведутся все расчеты;  все другие изделия группы приводятся по трудоемкости к изделию представителю с учетом их различия в массе, серийности программы и сложности механической обработки. Эти различия оцениваются коэффициентом приведения: Коэффициент приведения определяется по формуле: Кпр = Кв · Кс · Ксл, где Кв – коэффициент приведения по массе изделия; Кс – коэффициент приведения по серийности; Ксл – коэффициент приведения по сложности. Весовой коэффициент определяется по формуле: Q  К в  3  x  Q 2 где Qx - масса приводимого изделия, Q - масса изделия представителя. Эта формула применяется для определения соотношения времени на механическую обработку двух сравнимых геометрически подобных деталей. Коэффициент приведения по серийности Кс определяется в зависимости от соотношения годовых программ в штуках приводимого изделия – представителя.  N К с    Nx    0 ,15...0 , 2 где N – годовой выпуск изделия – представителя, Nx – годовой выпуск приводимого изделия: 0,15 – показатель для среднего и малого машиностроения, 0,20 – для тяжелого. В практике проектирования обычно пользуются следующими коэффициентами: N = 0,5; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 10; 15; 20 Nx К с = 0,97; 1; 1,12; 1,17; 1,22; 1,25; 1,31; 1,45; 1,5 Заданная программа Годовое кол-во шт., ком-тов Наименование изделия Коэффициент, К с учитывающий различие в сложности изделий (деталей), входящих в данную группу определяется проектантом и обычно принимается равным 1, так как при разбивке изделий на группы в каждую группу включаются изделия (детали) подобные по конструктивным и технологическим признакам. Приведенная программа применяется для проектирования цехов единичного, серийного и крупносерийного производства. Масса в т одного изделия годовой программ ы Изд. А Изд. Б Изд. В 400 200 100 0,8 0,8 0,4 320 160 40 Всего: 700 - 520 Приведенная программа Наимено вание базового изделия Изд. А Коэффициент приведения по масс е по сери йнос ти по слож ност и общ ий 1,0 1,0 0,63 1,0 1,12 1,22 1,0 1,3 1,5 1,0 1,46 1,16 Всего: Приведен ное количеств о изделий на годовую программ у 400 292 116 808 При проектировании цехов для обработки деталей изделий, конструкции которых еще не разработаны, и точная номенклатура изготовляемых цехом изделий неизвестна (экспериментальные цехи), выбираются условные представители, по которым можно с достаточным приближением получить необходимые исходные данные. По принятым условным представителям и ведется проектирование. В этом случае программа является УСЛОВНОЙ. По УСЛОВНОЙ программе так же вся номенклатура изделий разбивается на группы. На представителя группы составляется весь расчет, и результат расчета распространяется на все детали (машины) данной группы без применения коэффициента приведения. Основные формы организации работ в цехе Каждому из видов производств (единичному, серийному и массовому) свойственны соответствующие формы организации работы и способы расположения оборудования, которые определяются характером изделия и производственного процесса, объемом выпуска и рядом других факторов. Существуют следующие основные формы организации работы: 1. По видам оборудования – форма, свойственная, главным образом единичному производству; для отдельных деталей применяется в серийном производстве. Станки располагаются по признаку однородности обработки, т.е. создаются участки станков одного вида обработки - токарных, строгальных, фрезерных и др. 2. Предметная – форма, свойственная, главным образом серийному производству; для отдельных деталей применяется в массовом производстве. Станки располагаются в последовательности технологических операций для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки. В этой же последовательности образуется и движение деталей. Обработка деталей на станках производится партиями; при этом время выполнения операции на отдельных станках может быть не согласовано с временем операции на других станках. Изготовленные детали во время работы хранятся у станков и затем транспортируются целой партией. Здесь же может производиться и контроль деталей. 3. Поточно-серийная или переменно-поточная – форма, свойственная серийному производству. Станки располагаются также в последовательности технологических операций для деталей, обрабатываемых на данной станочной линии. Производство идет партиями, причем детали каждой партии могут несколько отличаться одна от другой размерами или конструкцией, допускающими, однако обработку их на одном и том же оборудовании. Производственный процесс ведется таким образом, что время выполнения операции на одном станке согласовано с временем работы на следующем станке; детали данной партии перемещаются со станка на станок в последовательности технологических операций, создавая непрерывность движения деталей по станкам. Переналадка станков, приспособлений и инструментов при переходе на обработку сходных деталей других партий обеспечивается предварительной подготовкой. Норма времени на каждую операцию должна быть примерно одинакова. 4. Прямоточная – форма свойственная массовому (и в некоторой мере, крупносерийному) производству; станки располагаются в последовательности технологических операций, закрепленных за определенными станками; детали со станка на станок передаются поштучно. Но синхронизация времени операций выдерживается не на всех участках линии, т.е. время выполнения отдельных операций не всегда равно (или кратно) такту; вследствие этого около станков, у которых время выполнения операции больше такта, создаются заделы необработанных деталей. Такая форма работы называется иногда пульсирующим потоком. Транспортирование деталей от одного рабочего места к другому осуществляется рольгангами, наклонными желобами и др. транспортными устройствами, иногда применяются и конвейеры, служащие здесь только в качестве транспортеров. 5. Непрерывным потоком – форма, свойственная только массовому производству. При такой форме организации работы станки располагаются в последовательности операций технологического процесса, закрепленных за определенными станками, время выполнения отдельных операций на всех рабочих местах примерно одинаково или кратно такту, благодаря чему достигается синхронизация операций и создается такт работы для всех рабочих мест поточной линии. Различают несколько разновидностей работы непрерывным потоком: а) Работа непрерывным потоком с периодической подачей деталей (изделий) простыми транспортными устройствами без тягового элемента (рольганги, склизы, скаты, наклонные желоба и т.д.) б) Работа непрерывным потоком с периодической подачей деталей (изделий) транспортными устройствами с тяговым элементом. Передвижение деталей от одного рабочего места к другому производится при помощи механических транспортирующих устройств - конвейеров, которые двигаются периодически, толчками. Конвейер перемещает деталь через промежуток времени, соответствующий величине такта работы, в течение которого конвейер стоит, и выполняется рабочая операция, продолжительность которой примерно равна величине такта работы. в) Работа непрерывным потоком с непрерывной подачей деталей (изделий) также механическими транспортными устройствами с тяговым элементом. В этом случае механический конвейер движется непрерывно, перемещая расположенные на нем детали от одного рабочего места к другому. Операция выполняется во время движения конвейера, при этом деталь или снимается для выполнения операции (обработка на станках) или остается на конвейере, и в этом случае операция выполняется во время его движения (сборка изделия). Скорость движения детали вместе с конвейером соответствует такту, который поддерживается механически. Решающий фактор, обусловливающий соблюдение принципа непрерывного потока – такт выпуска. Определение потребного количества оборудования Определение количества и выбор типов оборудования для выполнения данной производственной программы является основным и наиболее ответственным вопросом при расчете цеха. Определение количества станков механического цеха, необходимого для обработки деталей по заданной производственной программе, производится двумя методами: 1. По данным технологического процесса 2. По технико-экономическим показателям. В зависимости от типа производства, стадии проектирования и требуемой точности расчет может вестись точно или укрупненно. Расчет оборудования по данным тех. процесса (точным способом) ведется при разработке технического проекта цехов серийного и массового производства, когда трудоемкость определяется по подробно разработанным тех. процессам. В этом случае для обычного серийного (непоточного) производства расчет ведется по каждому типоразмеру станков, а для поточномассового и поточно-серийного - для каждой операции. Укрупненный метод или расчет по технико-экономическим показателям применяется в тех случаях, когда нет достаточных данных для точного расчета или его проведение невозможно из-за особо кратких сроков проектирования. Это часто имеет место при проектировании цехов единичного и мелкосерийного производства, а также при разработке технического задания цехов всех видов производства. Определение количества станков в серийном производстве При определении количества оборудования цехов серийного производства точным способом расчет ведется по каждому типоразмеру станка на основе подсчета годовой трудоемкости обработки всех деталей , закрепленных за данным типом станка. Проектные расчеты основного количества станков ведут для 2-х сменного режима работы, а для уникальных, крупных и тяжелых станков - для 3-х сменного. Потребное количество станков данного типа определяется по формуле: Т С р  штк , Фд.ст Наименование детали где Ср – расчетное количество станков данного типоразмера, Тшт-к – трудоемкость годового количества всех деталей на станках данного типоразмера, ч; Фд.ст – действительный годовой фонд времени работы оборудования при 2-х сменной работе ч. Т  Д 1 Т шт к 2  Д 2 Т Д Т шт  к  шт к1     шт кn n 60 60 60 где Тшт-к1, Тшт-к2, …, Тшт-кn – штучно-калькуляционное время 1, 2, …, n деталей на станках данного типа, мин; Д1, … - соответственно годовое количество одноименных деталей, обрабатываемых на станке. Го до вая пр огр ам ма Наименование станков и их моделей по ТП Продольнофрезерный 6602 Тшт-к на 1 дет., мин на год. пр., Радиальносверл. 2Н55 Тшт-к на 1 дет., мин на год. пр., Ток-винт. 1К62 Тшт-к на 1 дет., мин на год. пр., Итого Тшт-к Верт. фрез 6Т82 на 1 дет., мин Тшт-к на 1 дет., мин на год. пр., … на год. пр., ч ч Дет. №1 Дет №2 Итого - Х1 ч - ч Х2 Х2 - ч - Х3 - Х Полученное расчетом количество станков округляется до целого числа, называемого принятым числом станков Спр. Для определения степени загруженности и времени станков данного типоразмера пользуются коэффициентом загрузки оборудования. Этот коэффициент определяется отношением расчетного числа станков к принятому: з  Ср Спр  Т шт  к Фд.об  Спр Средний коэффициент загрузки оборудования по участку, отделению или цеху:  ср  Ср  С пр Средние значения коэффициента загрузки оборудования по цеху принимаются: для единичного и мелкосерийного производства: 0,8 - 0,85 и выше; для серийного производства - не ниже 0,75 - 0,85. Если по отдельным типам станков коэффициент загрузки получается более низким, то его необходимо догрузить или совсем разгрузить, перенеся работы на другие станки. Пример построения графика загрузки оборудования: Коэффициент использования станка по основному времени равен отношению основного времени к штучно-калькуляционному: Тм 0  Т штк Он характеризует использование станка непосредственно для машинной работы, т.е. для снятия стружки (обработки детали). Средний коэффициент использования по основному времени: 0ср  Т м Тштк Чем меньше Твсп, Тобсл, Тотд и Тпз, тем лучше станок используется по основному времени. В серийном производстве ƞ0ср ≥ 0,65. График для коэффициента использования станка по основному времени строится аналогично графику коэффициента загрузки. Определение количества станков для поточно-массового и поточносерийного (переменно-поточного) производства Количество станков для поточного производства определяется исходя из времени, необходимого для выполнения отдельных операций и такта выпуска. В этом случае для создания непрерывности потока необходимо достичь синхронизации операций в соответствии с принятым тактом. 60 Фд.ст t С рi  штi  С пр   Д  или t Д С р  штi 60 Фд.ст где Срi – количество станков для выполнения одной операции в поточной линии. Расчетное количество станков обычно округляется до ближайшего большего целого числа. При поточно-серийном производстве количество станков определяется по формуле: t  Д t  Д 2    t штn  Д n С р  шт1 1 шт 2 60  Фд.ст  К п где Кп - коэффициент, учитывающий время на переналадку линии с одного наименования детали на другое (обычно Кп  0,95). Средний коэффициент загрузки оборудования всей линии определяется отношением расчетного числа станков линии к принятому. Для поточномассового производства средний коэффициент загрузки з может быть меньше, чем в обычном серийном производстве. Это объясняется применением в непрерывно-поточных линиях специальных, специализированных агрегатных и автоматических станков, настроенных на определенную операцию. Однако производительность каждого станка значительно выше, чем в обычном серийном з ср должен быть не ниже 0,65 - 0,75. Определение количества станков по технико-экономическим показателям (укрупненным способом) Этот метод имеет большую практическую ценность при проектировании заводов и цехов при коротких сроках проектирования. Точность результата вполне достаточна для практических целей. В основу расчета принимают следующие технико-экономические показатели: 1. Годовой выпуск с одного станка при работе в одну смену (или несколько смен), выраженный в тоннах или штуках готовой продукции; 2. Число станкочасов, необходимое для обработки одного комплекта деталей одного изделия или 1 т изделий. Указанные показатели берут из практики наиболее передовых заводов, утвержденных передовых проектов. Для многих машин средних размеров годовой выпуск в одну смену составляет 35 – 40 т. Число станкочасов, затрачиваемое для изготовления 1 т. изделий составляет 50 - 57 станкочасов. Ср  Д qm где Д – годовой выпуск продукции в тоннах (шт.); q – годовой выпуск с одного станка в одну смену в тоннах (шт.); m – число рабочих смен. Расчетное количество станков по показателю, выражающему число станкочасов, затрачиваемых на 1 т или на 1 шт. готовых изделий определенных по формуле: Ср  h Д Фд.ст , где h - количество станкочасов, затрачиваемых на 1 т или на 1 шт. готовых изделий. Общее количество станков, подсчитанных по этим формулам для всего цеха, распределяется по видам (типам) в % соотношении, принимаемом по данным проектов механических цехов соответствующей отрасли. Например: Автомобильный завод Станкостроительный завод токарные - 26% расточные - 2,5% токарно-винторезные - 19,2% сверлильные - 17% фрезерные токарно-револьверные - 3,7% 9,7% зубообрабатывающие - 6,6% расточные - 6% сверлильные - 10,6% протяжные - 2% шлифовальные фрезерные - 15% шлифовальные 16,2% прочие - 20% 12,2% зубообрабатывающие - 6% спец. и агрегатные - 15% прочие 12,3% Полученное количество станков округляют до целого числа в ту или другую сторону, но общее число станков не должно выходить за пределы. Более подробное деление станков по типам и размерам в пределах каждого вида - по аналогии с существующими цехами передовых предприятий отрасли. По результатам расчета и подбора составляется сводная ведомость станков. Рабочий состав цеха и определение его численности В работе механического цеха участвуют: 1. Производственные рабочие (главным образом станочники); 2. Вспомогательные рабочие; 3. МОП - младший обслуживающий персонал; 4. Служащие; 5. ИТР - инженерно-технические работники; 6. СКП - счетно-конторский персонал. В зависимости от типа производства и требуемой точности применяются различные методы расчета количества производственных рабочих. Для единичного и серийного производства Количество производственных рабочих станочников по виду работы (специальности) и по квалификации (разрядам) может определяться двумя способами: а). По количеству общего нормированного времени, необходимого для изготовления годовой программы изделий; б). По заданному количеству станков. Расчет по общему нормированному времени Т  штк Rст  Фд. раб  К м где Т - трудоемкость годового выпуска изделий в человеко-часах; Фд.раб – действительный годовой фонд времени работы рабочего в час. (1840 ч); Км коэффициент многостаночного обслуживания. Расчет по заданному количеству станков Т штк з   Фд.ст  С пр Отсюда ТΣшт-к = Фд.ст· Сп· ƞз. Подставив это значение в Rст, получим: Фд.об  Сп   з Фд. р  К м Rст  Зная трудоемкость на каждом типе станков, определяют количество рабочих-станочников по специальностям. В проектной практике для определения Км используют опытные данные из соответствующих отраслей машиностроения: массовое производство: Км = 1,8 – 2,2; крупносерийное: Км = 1,5 – 1,8; серийное: Км = 1,3 – 1,5; мелкосерийное: Км = 1,1 – 1,2. Количество производственных рабочих автоматических линий Колво дет. на 1 маш. Вал 3 … Итого на 1 машину 1. Токари Фрезеровщики Разряды Разряды … 2 3 4 5 2 3 4 5 … 1 - 2 - - 1 - - … ИТОГО Деталь № п/п Расчет количества рабочих ведется по двум профессиям: операторам и наладчикам, которые в автоматическом производстве относятся к производственным рабочим. Работа оператора - установка и снятие детали на автоматическую линию Наладчики обеспечивают нормальную работу линии. Количество операторов принимается в зависимости от фактического количества рабочих мест линии и условий обслуживания их и составляет 1 или 2 оператора на линию в смену. Количество наладчиков рассчитывается по нормам обслуживания в зависимости от сложности наладки из расчета один наладчик на 2 - 8 единиц обслуживаемого оборудования линии. Для определения количества станочников по специальностям и разрядам составляется табл. (по форме) подсчета количества рабочих станочников. 12 Итого на годовую программу Количество рабочих, приведенных к 1 разряду: Разрядный Число рабочих Произведение коэффициент 30·1,29; 80·1,48; 30; 80; 20; 10 1,29; 1,48; 1,72; 2 20·1,72; 10·2 140 211,5 Разряд 3; 4; 5; 6 Средний разрядный коэффициент: 211,5/140 = 1,51 Средний разряд производственного рабочего: 30  3  80  4  20  5  10  6  4,07 140 Средний разряд производственных рабочих зависит от типа производства: Мелкосерийный: 3,0 – 4,0 Крупносерийный: 2,75 – 3,0 Массовое: 2,25 – 2,75 Планировка оборудования и рабочих мест в цехе. Определение размера площади цеха Планировка оборудования Состав производственных отделений и участков механических цехов определяется характером изготовляемых изделий, тех. процессом, объемом и организацией производства. В поточно-массовом производстве, например в автотракторном, цех называется по наименованию выпускаемого узла или агрегата. Например, цех двигателей имеет участки: «Блок цилиндров», «Коленчатые и кулачковые валы», «Шатуны» и т.п. Участок разбивается на станочные линии по наименованию деталей, например участок «Блок цилиндров» имеет линии «Блок», «Направляющие втулки клапана», «Крышки коренных подшипников» и т.д. В серийном производстве механический цех разбивается на участки (или пролеты) по размерам деталей (участок крупных деталей, участок мелких деталей, участок средних деталей) или по характеру и типу деталей (участок валов, участок зубчатых колес и т.д.) Пролетом называется часть здания, ограниченная в продольном направлении двумя параллельными рядами колонн. Металлорежущие станки участков и линий механического цеха располагают в цехе одним из двух способов:  по типам оборудования;  в порядке технологических операций. По типам оборудования – этот способ характерен для единичного, мелкосерийного и отдельных деталей серийного производства. Создаются участки станков: токарных, фрезерных, шлифовальных. Последовательность расположения подобных участков однородных станков на площади цеха определяется последовательностью обработки большинства типовых деталей. Так по ходу технологического процесса обработки деталей типа шкив, муфта, фланцы, диски, зубчатые колеса, втулки и т.д. располагаются участки станков в следующей последовательности: 1. Токарные станки; 2. Фрезерные; 3. Строгальные; 4. Радиально и вертикально-сверлильные; 5. Шлифовальные (круглошлифовальные). При обработке плоскостных деталей (плита, рама, станина и т.п.) последовательность расположения оборудования будет следующая: 1. Разметочные плиты; 2. Продольно-строгальные; 3. Продольно-фрезерные; 4. Расточные; 5. Сверлильные; 6. Плоскошлифовальные. При размещении станков необходимо стремиться к достижению прямоточности производства и к наилучшему использованию подкрановых площадей. Мелкие станки располагают на площадях, не обслуживаемых кранами. По порядку технологических операций – этот способ характерен для цехов серийного и массового производства. Станки располагаются в соответствии с технологическими операциями для обработки одноименных или нескольких разноименных деталей, имеющих схожий порядок операций. В мелкосерийном и среднесерийном производстве каждая группа станков выполняет обработку нескольких деталей, имеющих аналогичный порядок операций, т.к. загрузить полностью все станки линии одной деталью не всегда возможно. Необходимо предусматривать кратчайшие пути движения каждой детали, не допускать обратных, кольцевых или петлеобразных движений, создающих встречные потоки или затрудняющих транспортирование. Основные принципы при размещении станков: 1. Участки, занятые станками, должны быть по возможности наиболее короткими. В машиностроении длина участка составляет 40 - 80 м. 2. Станки вдоль участка могут располагаться в 2, 3 и более рядов. При расположении станков в 2 ряда между ними оставляется проход (проезд) для транспорта. При трехрядном расположении станков может быть два или один проход. В последнем случае продольный проход образуется между одинарный и сдвоенным рядами станков. Для подхода к станкам сдвоенного ряда (станки расположены друг к другу тыльными сторонами), расположенным у колонн, между станками оставляют поперечные проходы. При 4-х рядном расположении устраивают 2 прохода: у колонн станки располагают в один ряд, а сдвоенный ряд - посередине (см. рис. 3). 3. Станки могут располагаться по отношению к проезду вдоль поперек и под углом (рис. 4). При поперечном расположении станков затрудняется их обслуживание, т.к. нужно предусматривать поперечные проезды. Загрузочная сторона прутковых станков должна быть обращена к проезду, у остальных же станков сторона с приводом обращена к стене или колоннам. Для лучшего использования площади револьверные станки, автоматы, протяжные, расточные, продольно-фрезерные и продольно-шлифовальные располагают под углом. 4. В поточных линиях станки также могут устанавливаться в один или в два ряда. В последнем случае деталь в процессе обработки переходит с одного ряда на другой. В поточных линиях с применением рольгангов или других конвейеров станки могут устанавливаться относительно них параллельно, перпендикулярно, а также могут быть встроены в линию. 5. Расстояние между станками, а также между станками и элементами зданий для различных вариантов расположения оборудования, а также ширина проездов в зависимости от различных видов транспорта регламентирована нормами технологического проектирования. Нормы расстояний между станками и от станков до стен и колонн Расстояния Между станками по фронту «а» Между тыльными сторонами станков «б» Между При расположении станков «в станками при затылок» «в» поперечном Нормы расстояний между станками при их размерах в мм До До До До 1800 4000 8000 16000 800 2000 4000 6000 700 900 1500 2000 700 800 1200 15000 1300 1500 2000 - расположении к проезду при расположении станков фронтом друг к другу и обслуживании 1 рабочим От стен или колонн здания до одного станка «г» 2000 2500 3000 - двух станков «д» 1300 1500 - - тыльной или боковой стороны станка «е» 700 800 900 1000 фронта станка «ж» 1300 1500 2000 - Ширина магистральных проездов Вид транспорта Электрокары (1 - 5 т) Электропогрузчики (0,5 - 3 т) Грузовые автомашины (1 - 5 т) Ширина проезда 3000 - 4000 3500 - 5000 4500 - 5500 Расстояние между станками 3400 - 4500 4000 - 5500 5000 - 6000 Ширина проездов при различном транспорте (габариты груза до 800 - 1500 мм) Мостовой кран Электрокары А =2000; 2500 Б = 2500; 3000 А = 2000; 2500 Б = 2500; 3000 при одностор. движении А = 3000; 3500 Б = 3500; 4000 при двухстор. движении А = 2000; 2500 Б = 3300; 3800 А = 2000; 2500 Б = 4000; 4500 А = 2000; 2500 Б = 3300; 3800 А = 2000; 2500 Б = 4000; 4500 Только одностороннее движение. При вычерчивании габаритов станка принимается его контур по крайним выступающим частям, причем в габарит входят крайние положения движущихся частей станка. Каждому типу станка дается условное графическое изображение в М 1:100 или 1:200. Определение размера площади цеха При детальном проектировании станочная площадь (производственная) определяется на основании планировки путем разработки плана расположения всего оборудования, рабочих мест, конвейерных и др. устройств, мест складирования заготовок, проездов и пр. 1. Уточняется принятые значения ширины длины и число пролетов. Ширина пролетов - расстояние между осями колонн в поперечном направлении пролета. Зависит от габаритных размеров оборудования и средств транспорта: ширина В = 18 м (для легкого машиностроения) В = 18 и 24 м (для среднего машиностроения) В = 24, 30 и 36 м (для тяжелого машиностроения) Ширина всех пролетов механического цеха принимается одинаковой. Шаг колонн - расстояние между осями колонн в продольном направлении. Зависит от рода применяемого материала для зданий, его конструкции и нагрузок. Принимается равной 6, 9 и иногда 12 м. Расстояние между осями колонн в поперечном и продольном направлении образует сетку колонн. В механических цехах более часто применяются сетки: [18  6]; [24  6]; [18  12]; [24  12]. В тяжелом машиностроении [30  6] и [36  6]. Длина пролета определяется суммой размеров последовательно расположенных производственных и вспомогательных отделений, проходов и др. участков цеха. Длина пролетов должна быть кратна размеру шага колонн и одинаковой для всех пролетов. Высота пролетов 6 – 8,4 м в бескрановых пролетах и 10,8 – 19,8 в крановых. В пролетах, не имеющих подъемных кранов, применяется подвесное подъемно-транспортное оборудование (кранбалки грузоподъемностью 0,5 – 5 т, подвесные конвейеры и др.) Показателем, характеризующим использование площади механического цеха, является удельная площадь, т.е. площадь, приходящаяся на один станок: S уд  общая площадь цеха общее число станков По этому показателю судят об использовании производственной площади цеха. Sуд для: малых станков: 10 – 12 м2 средних станков: 15 – 25 м2 крупных станков: 25 – 70 м2 особо крупных: 70 – 200 м2 Очень плотное размещение станков (Sуд мало) создает нерациональные условия для работы (затрудняет движения рабочего, уменьшает безопасность, ухудшает освещенность); в результате снижается производительность труда. Обратное положение ведет за собой увеличение затрат на 1 станок. Общая планировка механического цеха План цеха выполняется в масштабе 1:100 или 1:200. На плане должно быть изображено все оборудование и устройства, относящиеся к рабочему месту:  станки, автоматические линии и др. технологическое оборудование;  расположение рабочего места у станка во время работы;  верстаки, раб. столы, подставки;  инструментальные столики;  места у станков для обработанных деталей и заготовок;  транспортные устройства, относящиеся к рабочему месту;  площадки для контроля и временного хранения деталей;  место мастера;  грузоподъемные и транспортные средства цеха (краны мостовые, консольные, портальные, рольганги и пр.)  проезды и проходы, туннели и ямы для производственных или транспортных целей. Строительная часть плана.  колонны с осями и обозначением номера каждой колонны;  наружные и внутренние стены, а также перегородки;  окна, ворота, двери;  подвалы, подземные комнаты, антресоли. Проектирование вспомогательных отделений механического цеха К вспомогательным отделениям относятся:  заготовительное отделение;  заточное отделение;  контрольное отделение;  ремонтное отделение (ремонтная база);  мастерская для ремонта приспособлений и инструмента;  изготовление СОЖ;  переработка стружки;  цеховой склад материалов и заготовок;  промежуточный и межоперационный склад;  инструментально-раздаточный склад;  склады приспособлений, абразивов, масел, вспомогательных материалов. Заготовительное отделение Служит для разрезки отрезки, центровки, правки и обдирки прутковых материалов. Может быть совмещено со складом материалов и заготовок и является частью его хозяйства или же для крупных предприятий может быть самостоятельным. Оборудование - отрезные станки, дисковые пилы, приводные ножовки, центровальные и фрезерно-центровальные станки, правильные, обдирочные станки, прессы для правки и др. Определение потребного количества оборудования производится на основании разработанного тех. процесса на заготовительные операции: Sp   Т штк.заг Фд.ст Удельная площадь обычно составляет 25 – 30 м2. Площадь считается: S  S уд  N ст Заточное отделение С целью улучшения качества заточки режущего инструмента заточка выполняется централизованно. Основное оборудование - заточные станки. Точный расчет заточных станков, как правило, не производится из-за большой трудоемкости расчетов и отсутствия полных исходных данных. Потребное количество заточных станков общего назначения в среднем составляет 4 - 6% от количества станков, обслуживаемых заточкой. После заточки часто применяют доводку режущего инструмента с целью улучшения качества отделки и повышения производительности. Особое значение имеет доводка для твердых сплавов, т.к. они обладают большой твердостью и хрупкостью. После доводки выкрашивание в значительной степени устраняется. Доводка производится на специальных станках, количество которых принимается равным приблизительно ½ количества заточных станков, на которых затачивается инструмент, подлежащий доводке. Удельная производственная площадь заточного отделения составляет 8 2 10 м , а уд. общая площадь этого отделения - 10 - 12 м2 на 1 станок. Во вспомогательную площадь этого отделения входят: 1) площадь для хранения чертежей перетачиваемого инструмента; 2) площадь для хранения абразивных кругов и приспособлений к станкам заточного отделения. Заточное отделение следует располагать смежно с инструментальным складом. Кол-во рабочих - 1,7 - 2 чел. на один заточной станок при работе в 2 смены. Проектирование технического контроля в механических цехах В механических цехах устраиваются контрольные отделения, которые являются частями (отделениями) заводского ОТК. Контрольное отделение проверяет:  качество материала (путем наружного осмотра);  правильность размеров, полученных при обработке;  качество поверхности (эталоны чистоты). Разновидности контроля:  непосредственно на рабочем месте, на станке;  на специальных контрольных площадках (пунктах);  в контрольном отделении цеха. Кроме того, контроль, выполняемый в цехах, может быть летучий, промежуточный и окончательный. Летучий – в форме периодических проверок деталей в процессе их изготовления для предупреждения массового брака. Наиболее эффективным методом летучего контроля является статистический контроль, применяемый в серийном и массовом производстве. Летучему контролю подвергаются первые детали, обработанные после наладки или переналадки станка, а другие детали после определенных операций. Промежуточный контроль – производится между операциями, когда деталь прошла одну операцию. Производится в единичном и серийном производстве на контрольных площадках, установленных в конце каждой группы станков (указывается в планировке). При расположении станков по порядку технологического процесса контрольные площадки располагаются у станков, после которых производится контроль (расточных, шлифовальных, хонинговальных, отделочных и т.п.) Окончательный контроль – производится после окончания всех операций, после полной обработки детали. Проверку выполняют в контрольном отделении. Окончательному и промежуточному контролю подвергаются или все детали (сплошной контроль) или выборочно. В случае обнаружения брака при обработке на поточной линии все последующие операции подвергают сплошному контролю до устранения обнаруженных отклонений. Подробный расчет потребного количества контролеров производится на основе разработанных контрольных карт. Но это требует значительного времени. На практике контролеров принимают в процентном отношении от числа станочников:  в серийном производстве: 5 - 7 % от числа станочников;  в массовом производстве: 12 - 15 % от числа станочников. Площадь контрольных пунктов и контрольного отделения можно определить путем планировки всех рабочих мест работников контроля, оборудования и инвентаря. Укрупненно: S конт.отд.  Rконтр  5  6  1,5  1,75 гдеRконтр - количество контролеров; Sуд = 5 – 6 м2 на 1 работника в контрольном отделении. коэффициент 1,5 – 1,75 учитывает расположение оборудования инвентаря и проходов. Часто площадь Sконт.отд принимают равной 3 – 5 % от площади станочного отделения. Контрольное отделение располагается в механическом цехе по пути в сборочный цех, перед промежуточным складом и его отгораживают перегородками. Там должна поддерживаться нормальная температура (t = 20  1С). Ремонтная база производственного цеха Предназначается для поведения межремонтного обслуживания производственного оборудования, а также для проведения ремонтных работ (мелкий и средний ремонт). Количество станков в ЦРБ укрупненно может быть определено в зависимости от количества оборудования механического цеха, обслуживаемого ремонтной базой. Количество оборудования в мех. цехе до 150 200 300 400 500 600 Кол-во станков в ЦРБ Количество оборудования в мех. цехе Кол-во станков в ЦРБ 2–4 3–5 4–6 5–7 6–8 7–9 700 800 1000 1200 1500 9 – 12 10 – 13 12 – 15 15 – 18 18 – 20 Если число станков ремонтной базы не превышает Срем  5 ст., то целесообразно организовать объединенную рембазу для обслуживания нескольких цехов, особенно при их размещении в одном корпусе. Число рабочих станочников ЦРБ определяется по числу принятых станков с коэффициентом загрузки з = 0,6 – 0,8 и коэффициентом многостаночного обслуживания Кмн = 1,05 – 1,1. С рем   з  Fд.об Rcт  Фд. раб  К мн Число слесарей: (60 – 100) % от числа станочников. Число вспомогательных рабочих: (18 – 20) % от числа станочников + слесарей. ИТР: 9 – 12 % от общего числа рабочих; Служащих: 1,5 – 2,5 % МОП: 1,0 – 1,5 % Общая площадь ремонтной базы определяется по показателю общей удельной площади на единицу основного оборудования ремонтной базы (см. таблицу). Число единиц основного оборудования, шт. 3-6 7 - 10 11 - 15 св. 16 Общая площадь на ед. основного оборудования, м2 31 - 32 29 - 30 27 - 28 27 В т.ч. площадь склада запасных частей. 4 3,5 3 2,5 Отделение для приготовления и раздачи СОЖ Снабжение металлорежущих станков механического цеха СОЖ (эмульсии, содовый раствор, сульфофрезол) может быть организовано следующим образом: 1. централизованным циркуляционным; 2. централизованным групповым 3. децентрализованным. При централизованном циркуляционном способе СОЖ подается к станкам по трубопроводам и отработанная жидкость самотеком по подземным трубопроводам возвращается к установке. Применяется в цехах, имеющих большое количество однотипных станков, работающих на одинаковых по составу СОЖ. При централизованном групповом способе СОЖ по трубам из центральной установки подается к разборным кранам, распределяющим жидкость по группам станков или по отдельным станкам. При этой системе отработанные эмульсии и водные растворы отводятся в канализацию, а отработанное масло передается для регенерации. Применяется в цехах, имеющих большое количество разнотипных станков, требующих разных по составу охлаждающих жидкостей. Децентрализованный - предусматривает подачу СОЖ в таре; отработанные жидкости удаляются также, как и в предыдущем случае. Применяется в цехах с небольшим количеством станков. Центральная установка располагается у наружной стены здания и имеет непосредственный выход наружу. Годовой расход СОЖ (т/год) определяется по формуле: Q  qi  C п  253 i 1000 где qi - расход охлаждающей жидкости на 1 станок в сутки, кг; Сп – количество станков; 253 – число рабочих дней в году. № Марка СОЖ или Расход в сутки на 1 п/ Оборудование масла ст. п Одношп. ток. автомат, сульфофрезол 1. резьбофрезерный, 2,3 кг 2,5 кг 4,1 кг сульфофрезол 2. резьбонарезной 5,4 кг 2,5 кг 0,3 кг сульфофрезол 3. Резбошлифовальный 0,03 кг 0,25 кг сульфофрезол 4. Зубообрабатывающий мелк. обор.; 0,44 кг керосин эмульсол 5. Многошпиндельный - среднее; 0,7 сода индустр. 6. автомат Электроискровой крупное масло 20, 30, 45 Металлорежущий Площадь отделения для приготовления и раздачи СОЖ определяется укрупненно в зависимости от количества производственного оборудования. Таблица 14. Кол-во 30 обор. 60 Sсож, м2 35 40 60 100 100 200 40 - 50 50 - 75 200 300 75 100 300 400 100 120 Площадь склада масел: Sм = 10 - 20 м2. Отделение для переработки стружки 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. 1. Дробление на станке. 2. Транспортирование в люк или короб. 3. Транспортирование от станка к сборным коробам (у проездов). 4. Транспортирование в отделение. 5. 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. 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, ершовоштанговые, цепные, пластинчатые, ленточные, инерционные, гидравлические, пневматические и др. Рис. Секция винтового конвейера 6 2 А- А 5 А А 4 1 3 Рис. Секция скребково-штангового конвейера Винтовой (шнековый) конвейер состоит из неподвижного желоба. внутри которого вращается вал с винтом. Недостаток - малая длина стружки и ограниченная длина винта (3 - 4 м). 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. Кол-во станков Sотд, м2 до 60 65 - 75 60 - 100 75 - 85 100 - 200 85 - 105 200 - 300 110 - 125 2 1 4 300 - 400 130 - 180 3 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 поточномассового 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. Род материала и заготовок Нормы запаса на складе в днях 1. Сортовой материал, мелкие и средние отливки и поковки 2. Крупные отливки и поковки ед. прво 10 м/сер. ср/се кр/сер массовое р. . 8 6 4 2 (на площадках) 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. Склад заготовок Склад заготовок Склад заготовок Механический цех Механический цех Механический цех Сбор. Сбор. Сбор. цех цех цех а) б) в) Рис. Примеры расположения склада заготовок в механическом цехе. 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. Исходя из допускаемой грузонапряженности площади пол и принятого для образования запаса количества дней, можно подсчитать потребную площадь по следующей формуле: S0  Q0  acp Ф  g cp  К и гдеQ0 - общий черновой вес материалов или заготовок, подлежащих механической сборке в течение года, т. аср - среднее количество дней, на которое принимается запас материала; Ф - количество рабочих дней в году; gср - среднедопустимая нагрузка на площадь цеха, т/м2; Ки - коэффициент использования площади склада - отношение полезной площади склада к его общей площади, включая проходы, проезды Ки = 0,4 - 0,5 Sсклада  10 15% Sстаночногоцеха 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 инструментальнораздаточный 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 0,4 производство Массовое 0,25 Площадь склада приспособлений. Тип производства Удельная площадь, м2/ст Единичное 0,5 Мелкосерийное 0,4 Серийное 0,3 Крупносерийное 0,2 производство Массовое 0,1 Площадь кладовой для абразивов принимается из расчета Sуд = 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: S оп  Q  a cp Ф  g cp  К и 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: S ом  Qr  K 0  a  i Ф  g cp  К и Где Qr - 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;- среднее количество операций, после которых детали будут заходить на склад (в серийном производстве i = 5 - 6 операций) Ф - количество рабочих дней в году;ср - средняя грузонапряженность площади пола т/м2; Ки - 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: 1. Взаимная увязка входящих в состав корпуса цехов, отделений, участков; 2. Выбор оптимального направления производственного процесса; внутризаводского транспорта, грузовых и людских потоков; 3. Рациональное размещение вспомогательных и служебных помещений. При разработке компоновочного плана должны быть учтены следующие основные требования: 1. Прямоточность производственного процесса от склада или места поступления заготовок и кончая отправкой готовой продукции. 2. Кратчайшие пути движения продукции на всем протяжении процесса производства; 3. Участки с вредными выделениями и опасные в пожарном отношении должны размещаться у наружных стен здания. На компоновочном плане указываются: 1. Взаимное расположение отделений, цехов, участков, магистральные и цеховые проезды и проходы, ж/д пути, въезды для безрельсового транспорта. 2. Основные технологические размеры (ширина и длина пролетов, шаг колонн, высота пролета до подкрановых путей); 3. 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 1. 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. 2. Вдоль склада или складских площадок поперек пролетов цеха устраивают проезд шириной ее менее 4 м. в зависимости от средств транспорта. 3. Далее располагаются станочные отделения. 4. В конце станочного отделения поперек всех пролетов также устраивается поперечный проезд шириной b  4 м в зависимости от применяемых средств транспорта. 5. Далее располагается контрольное отделение. 6. Параллельно контрольному отделению поперек пролетов размещается промежуточный склад. 7. 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. Сборка Контр. отд. Стенд испыт. Промеж. склад Проезд Станочные участки ИРК Заточ. отд. СОЖ Склад заготовок Рем. отд. Термич. отд. Проезд Рис. Пример компоновки механосборочного цеха. Планировка оборудования в цехе Планировка цеха - это план расположения производственного, подъемнотранспортного 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: 1. 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. 2. 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. 3. Планировка должна быть увязана с применяемыми подъемнотранспортными средствами. 4. 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. 5. 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. 6. 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. 7. План цеха выполняется в масштабе 1:100. Для больших цехов (С > 250 станков) его можно выполнять в М 1:200. 8. 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).  наружные 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. 9. 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. 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. 400 2522 7 300 16К20 400 5 6 1 2 4 3 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. 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: а) б) в) Рис. Расположение рабочего места при многостаночном обслуживании Технико-экономические показатели проекта механического цеха К числу основных показателей проекта механического цеха относятся: А: Абсолютные показатели, характеризующие производственную мощность цеха: 1. Годовой выпуск изделий (комплектов, машин, узлов или деталей) включая запасные части, в штуках 2. Годовой выпуск изделий по цеховой себестоимости в рублях, в т.ч. запасных частей. 3. Годовой выпуск изделий в тоннах, в т.ч. запасных частей. 4. Количество рабочих смен. 5. Площадь цеха (м2) в т.ч. общая, и производственная. 6. Количество производственного оборудования с указанием количества металлорежущих станков и автоматических линий. 7. Количество работающих (производственных рабочих, вспомогательных рабочих, МОП, ИТР, служащих). 8. Основные фонды (руб.), в т.ч. здания и сооружения; оборудование инструмент и приспособления; производственный и хозяйственный инвентарь. 9. Годовой фонд заработной платы производственных рабочих и всех работающих. 10.Установленная мощность электродвигателей (кВт). Б: Относительные показатели, характеризующие технико-экономическую эффективность цеха: 11.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. 12.Годовой выпуск продукции в рублях (по себестоимости) на 1 рубль основных фондов. 13.Основные промышленные фонды на 1 рубль выпуска. 14.Общая и производственная площадь на единицу производственного оборудования, м2. 15.Средний коэффициент загрузки оборудования (по времени) в %. 16.Коэффициент сменности. 17.Средняя установленная мощность одного станка, кВт. 18.Средняя установленная мощность станочного оборудования (кВт), на одного производственного рабочего в наибольшую по количеству работающих смену (энерговооруженность). 19.Трудоемкость и станкоемкость одного комплекта деталей, одной машины, одной тонны продукции в человеко-часах и станко-часах. 20.Коэффициент использования металла. 21.Отношение цеховых расходов к основной зарплате производственных рабочих, %. 22.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: 1. спецификации поступающих в цех узлов и деталей; 2. 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: 1. на непрерывно движущемся конвейере, скорость перемещения которого обеспечивает возможность выполнения сборочных операций на протяжении каждого рабочего места; 2. на конвейере с пульсирующим (периодическим) движением, когда сборка производится в периоды остановки объекта; 3. 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» д  Ф рм  60 Д Где Фрм - 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: Т шт  Т 0  Т всп  Т обсл  Т отд Т пз N определение Тшт и Тштк 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: Т штк  Т шт  Т оп  Т о  Т всп Трудоемкость может быть определена также и другими методами, которые рассмотрены при проектировании механических цехов. Общую трудоемкость сборки машины подразделяют а трудоемкость слесарнопригоночных работ Тсл, узловой сборки Тузл, и общей сборки - Тобщ. Таблица Соотношение трудоемкости видов сборочных работ, %. Вид сборочных Тип производства работ Единичн М/сери Серийн Кр/серий Массово . йн. ое н. е Слесарно25 - 30 20-25 15-20 10-15 пригоночные 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: Мр  Т сб  Д Ф рм  Рсб где Тсб - трудоемкость сборки одного изделия, чел/час; Д - годовой выпуск изделий или узлов в шт; Фрм - действительный годовой фонд времени рабочего места, час; Рсб - 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 Рсб = 2, 3, 4 и больше в зависимости от габаритов и сложности сборки. Полученное Мр округляется до целого числа. Отношение расчетного количества рабочих мест к принятому является коэффициентом загрузки рабочих мест. з  Мр М пр ;  з  0,75  0,85 При укрупненном проектировании для определения количества рабочих мест всего цеха или отделения расчет ведут по формуле: Т М сб  сб Ф рм  Рсб   зср где  чел/час; Т сб - суммарная трудоемкость годового выпуска цеха по сборке в  зср - средний коэффициент загрузки, равный 0,75 - 0,8; Рсб = 1,2 - 1,8 При поточной сборке, в т.ч. конвейерной, при регламентированных перерывах количество рабочих мест определяется по действительному такту сборки: Мр  Т и  60  д  Рср Где Ти - трудоемкость сборки изделия (узла), равная суммарному оперативному времени по всем операциям, чел/час.  д - действительный такт сборки; Рср - 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: Т Соб  об Фд.ст где Тоб - годовая трудоемкость выполнения операций на оборудовании данного типа; Фд.ст - 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: Rсб  Т сб Фдр Где Тсб - годовая трудоемкость сборки или слесарно-пригоночных работ для изготовления узла или изделия, чел/час; Фдр - действительный годовой фонд времени рабочего, час. Количество сборщиков на каждую сборочную операцию при поточной сборке: Rсб  Т оп д Где Топ - 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: Rвсп = 20 - 25% для серийного производства; Rвсп = 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. 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. 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. Горизонтально замкнутый тележечный конвейер. 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. А Фундамент Станок А- А Конвейер А Пульсирующий конвейер 1 1 2 2 1 2 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. Ширина пролетов сборочных цехов принимается в зависимости от габаритных размеров собираемых машин, оборудования и площадей рабочих мест и других условий. Габариты изделий Малые (станки для инструментального производства, приборы, швейные машины и т.п.) Средние (станки, двигатели, автомобили, тракторы и т.п.) Крупные двигатели, локомотивы, вагоны и т.п. Особо крупные (тяжелые станки, металлургическое оборудование и т.п.) Ширина пролета, м 18 18, 24 24, 30 30, 36 Расстояние между колоннами в продольном направлении (шаг колонн) 6, 9 и 12 м. Длина пролета определяется так же, 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 Наименова Расположени Эскиз до 800  800  800 ние е 800 мм 1500  1500 мм Сборочны е столы «в затылок» (а) а Проезд 10001700 попарно по фронту (в) в Проезд 20002500 Верстаки «в затылок» (а) а Проезд попарно по фронту (в) 1000- в Проезд 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. 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, транспорт автомобильный и напольно-тележечный 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. Типы напольно-тележечного транспорта. № Наименование Грузоподъе п/п м-ность, т Межкорпусная перевозка 1. Автопогрузчики 2. Электропогрузчики 3. Электротягачи 4. 5. 1-5 0,25 - 3 тяг. усил. 250 - 800 кгс 0,5 - 5 2-5 Скорость передвижени я, км/ч 15 - 40 6 - 10 7 - 12 Электротележки 7 - 15 Тракторы с прицепными 20 тележками 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: 1. не требуют установки колонн для подкрановых путей, что увеличивает полезную площадь цеха; 2. имеют малые габариты по вертикали, что позволяет получить большую высоту подъема груза; 3. 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. 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. 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. 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 оборудования потребного количества подъемно-транспортного 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. Количество элементов напольно-тележечного транспорта (электротележки, электроштабелеры, погрузчики и т.п.) определяют по формуле: K Q  Tэ  К1 m  q э  Фдо  60  К 2 где Q - годовой грузооборот, т; qэ - грузоподъемность электротележки,т; Тэ - общее время пробега (оборот) электротележки, мин; К1 - коэффициент неравномерности; К2 - коэффициент использования грузоподъемности ( 0,8); Фдо - действительный годовой фонд времени работы оборудования при соответствующем числе смен, час; m = 1 или 2 коэффициент, учитывающий одно или двухстороннюю систему перевозок; Общее время пробега электротележки: Тэ = Тпр + Тп +Тр + Тз, Где Тпр - время пробега эл. тележки в оба конца, мин Тп - время погрузки, мин; Тр - время на разгрузку, мин; Тз - время случайных задержек (примерно 10% на каждый рейс), мин; Время пробега эл. тележки в оба конца: Т пр  2l v гдеl - среднее расстояние при маршрутных перевозках; v - среднетехническая скорость электрокары; Количество мостовых кранов для механических цехов: K n  i  Tкр m  Tсм гдеn - число деталей, транспортируемых в смену; i - среднее число транспортных операций на одну деталь; Ткр - общее время пробега крана, мин; Тсм - время работы в смену, мин; Ткр = Тпр + Тп +Тр + Тз, Где Тпр - время пробега эл. тележки в оба конца, мин Тп - время погрузки, мин; Тр - время на разгрузку, мин; Тз - время случайных задержек (примерно 10% на каждый рейс), мин; l Т пр  v где l - средняя длина пробега крана (приближенно принимается равной половине длины обслуживаемого участка), м; v - средняя скорость движения крана в м/мин (30 - 80 м/мин). Для сборочных работ количество подъемных кранов определяется на основе графиков сборки, в которых приводится время работы крана на каждой операции. Укрупненно для механических цехов принимается 1 крана на 40 - 80 м длины пробега, а для сборочных работ на 30 - 50 м. При расчете подвесных конвейеров используют скорость или производительность: v Ql l v  n 60  n или гдеQ - производительность конвейера в шт/час;  - такт работы в мин; l - шаг подвесок в м; n - количество изделий на одной подвеске, шт. Для конвейеров, обслуживающих станочные линии, скорость принимается 1 - 6 м/мин (при массе изделий 30 - 50 кг скорость принимают не более 3 м/мин). При необходимости создания запаса на конвейере в расчет вводят коэффициент увеличения производительности (до 5). При обслуживании подвесным конвейером сушильных, моечных или лакокрасочных камер скорость его определяется: v L To Где L - общая длина рабочего участка камеры; То - технологическое время обработки; Проектирование производственных зданий цех проектирование рабочий промышленный Классификация зданий. Производственные здания в зависимости от процессов происходящих в них делятся на:  основные производственные;  обслуживающие;  вспомогательные По планировочным решениям и эксплуатационным режимам различают:  одно- и многоэтажные;  со световыми фонарями и безфонарные;  крановые и бескрановые;  отапливаемые и неотапливаемые (горячие цеха);  с плоским и скатными кровлями;  с наружным отводом атмосферных вод и с внутренними водостоками. Основные направления в проектировании современных производственных зданий К числу факторов, определяющих основные направления при проектировании современных промышленных зданий является минимум экономических затрат на строительство и минимальные сроки строительства при удовлетворении требований технологического процесса, бытовых и эстетических потребностей работающих. В соответствии с этими факторами определились следующие направления в проектировании зданий: 1. Применение зданий, как правило, простейшей прямоугольной формы, преимущественно одноэтажных и без перепадов высот. 2. Строительство цехов и любых других помещений в одном здании. (Это сокращает объем строительных работ, сокращает протяженность инженерных путей, дорог, территории предприятия). 3. Максимальное использование унифицированных типовых секций (УТС), т.е. объемных частей зданий. 4. Применение укрупненной сетки колонн, позволяющей:  повысить коэффициент использования площади цеха за счет сокращения «мертвых зон» вдоль ряда колонн (5 - 10%);  уменьшить число сборных элементов здания;  создать лучшие удобства при перепланировке цехов в случае их модернизации; 5. Учет требований НОТ и технической эстетики при проектировании зданий с целью создания наиболее благоприятных условий для работы и улучшения и бытового обслуживания работающих. Одноэтажные здания Широко применяют для предприятий машиностроения. Основные структурные части - пролеты. Основные строительные параметры здания:  ширина пролета L - расстояние между продольными разбивочными осями;  шаг колонн t - расстояние между поперечными разбивочными осями;  высота здания h - расстояние от пола до конца несущих конструкций. Здания, имеющие значительную протяженность или состоящие из нескольких объемов с разными высотами и нагрузками, имеют температурные (деформационные) швы для ограничения усилий, возникающих от перепада температур. Температурные швы расчленяют здание на отдельные отсеки (температурные блоки). Размеры между поперечными швами принимаются до 72 м. а между продольными - до 144 м. Температурные швы должны расчленять как каркас здания, так и все конструкции, на него опирающиеся. С целью ограничения неоправданного разнообразия элементов конструкций и деталей зданий действующими нормами (Госстрой СССР, СН 223-62) предусматривается широкое применение унифицированных габаритных схем зданий для всех отраслей промышленности: 1. Унифицированная ширина пролета - 18 и 24 м в бескрановых и 18, 24, 30 и 36 м в крановых зданиях (электромостовые краны). 2. Шаг колонн 12 м. Шаг крайних (измененных) колонн принимается 6 или 12 м в зависимости от конструкции стеновых ограждений. 3. Унифицированная высота пролетов установлена 6 - 8,4 м в бескрановых пролетах и 10,8 - 19,8 в крановых. Дальнейшим развитием типизации и унификации элементов зданий явилось создание унифицированных типовых секций (УТС). УТС представляет собой объемную часть здания, состоящую из одного или нескольких одинаковых пролетов постоянной высоты. Длина такой секции не превышает 72 м, а ширина - 144 м, т.е. принятого предельного расстояния между температурными швами. Таким образом каждая секция представляет собой температурный блок. Таким образом, для машиностроения применяют основные секции с размерам 14472 и 7272 с сетками колонн 1812 и 2412 м, пристенные ряды колонн имеют шаг t = 6 м. Основными элементами каркасов одноэтажных зданий являются фундаменты, колонны, стропильные и подстропильные конструкции, подкрановые балки. Сейчас очень широко применяют бетонные конструкции. Стальные конструкции в настоящее время разрешается применять для зданий, оборудованных кранами, грузоподъемностью более 50 т или высотой более 18 м. Фундаменты при каркасной конструкции здания наиболее целесообразно применять отдельно стоящие, выполненные из железобетона. На них опираются колонны и фундаментные балки. Колонны по расположению их в здании подразделяются на средние и крайние. Крайние в свою очередь подразделяются на основные, воспринимающие нагрузку от конструкций покрытия, кранов и стен и фахверховые, служащие для крепления стен. Несущие конструкции покрытий - стропильные и подстропильные. Фермы с параллельными поясами применяются для зданий с плоскими кровлями. Наружные стены - панели сплошного сечения и трехслойные. Толщина наружных стен принимается от 200 до 500 мм в зависимости от теплотехнических требований. Схематические планы и разрезы унифицированных типовых секций промышленных зданий. Сетк а коло нн, м 144000 Ка Планы секций те го ри я се кц ий Основные 72000 Площ адь секци й, м2 Нали чие кран ов Схема поперечных разрезов секций Высота пролета, грузопо дъемнос ть 72000 7 2 00 0 h 181210638Бескрано h L L 6и h вые 7,2 м, (5 т) h L 5184 Крановые L 10,8 42700 2412 (20 т); ,6 (3 т) 72000 2412345610,8 24000 Дополнительные (20 т); 72000 h 24121728 h L L (3 12,6 30000 т) 72000 30122160 Ворота производственных зданий по способу открытия подразделяются на распашные, раздвижные, складчатые, подъемные и шторные. высота не менее 2,4 м, ширина не менее 1,8 м. При необходимости должны быть оборудованы тамбурами, воздушными или воздушно-тепловыми завесами. Покрытия зданий (кровли) могут быть скатными и плоскими. Почти все возведенные до последнего времени здания имеют скатные кровли. Плоские кровли применяются в многопролетных зданиях с развитой сетью инженерных коммуникаций. Летом плоские кровли могут заливаться слоем воды 25 - 30 мм. Отражая солнечные лучи, и образуя большую поверхность для испарения, водяной экран охлаждает кровлю и предохраняет ее от размягчения и растрескивания. При этом снижаются расходы на искусственную вентиляцию. Фонари устраивают на кровлях зданий с целью освещения естественным светом и аэрации, т.е. естественной вентиляции производственных помещений. По назначению фонари подразделяются на светоаэрационные, аэрационные и световые. Аэрационные фонари применяются в производственных зданиях с большими тепловыделениями и выделениями газа, дыма и пыли, а необходимая освещенность помещений обеспечивается естественным боковым или искусственным светом. Применяются исключительно прямоугольные фонари. Имея в виду высокую стоимость фонаре, а также усложнение эксплуатации зданий следует ограничить их применение. В последние годы признано более целесообразным для естественного освещения применять светопрозрачные проемы в кровле в виде зенитных фонарей плафонов из стеклопакетов из органического стекла и стеклопластика. Они на 30% дешевле фонарей. Многоэтажные здания Применяются здания в 2 - 5 этажей для механических и сборочных цехов при производстве легких и мелких изделий, например режущего и измерительного инструмента, приборов, карбюраторов и т.д. В многоэтажных зданиях достигается наибольшая концентрация производственных помещений на территории завода, сокращаются коммуникационные линии, внутризаводские пути, возможно полное размещение производства при ограниченных размерах участка. Для многоэтажных производственных зданий разработаны унифицированные габаритные схемы, которые предусматривают сетку колонны 66 и 96 м и высоту этажей 3,6; 4,8; 6 м. Ширина здания 2 - 10 пятиметровых или до 7 девятиметровых пролетов. Допускаемые нагрузки на перекрытие при пролете:  6 м - 1 - 2,5 т/м2 (10 - 25 кН/м2);  9 м - 0,5 - 1,5 т/м2 (5 - 15 кН/м2). Число этажей при пролете в 6 м - 3 -5 ; при пролете 9 м - 3 - 4. Лестничные клетки располагаются внутри здания. Здания компонуются из сборных железобетонных элементов (конструкций) заводского изготовления. высота нижних этажей измеряется расстоянием от пола до пола, а верхнего - от пола до нижней точки балки покрытия. Допускается проектировать здания с высотой 7,2 м, 8,4 м и 10,8 м для нижнего и верхнего этажей с пролетом до 18 м, оборудованного подвесным краном и 8,4 м и 10,8 м для верхнего этажа пролетом до 18 м, оборудованного мостовым опорным кранов грузоподъемностью 10 т при пролете нижних этажей равном 6 м. Список литературы 1. Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов. М.:Высш. школа, 1969. - 480 с. 2. Мамаев В.С., Осипов Е.Г. Основы проектирования машиностроительных заводов. - М.:Машиностроение, 1974, - 295 с. 3. Проектирование машиностроительных цехов и заводов. Спр. в 6-ти т. Под общ. ред. Е.С. Ямпольского. - М.:Машиностроение, 1975 4. Чаренко Д.В., Хабаров Н.Н. Основы проектирования механосборочных цехов. - М.:Машиностроение, 1975. - 350 с.