Проектирование машиностроительных заводов и цехов. Проектирование машиностроительных цехов и заводов. Основные стадии проектирования промышленного предприятия
 Скачать 1.8 Mb.
|
Технико-экономические показатели проекта механического цехаК числу основных показателей проекта механического цеха относятся: А: Абсолютные показатели, характеризующие производственную мощность цеха: Годовой выпуск изделий (комплектов, машин, узлов или деталей) включая запасные части, в штуках Годовой выпуск изделий по цеховой себестоимости в рублях, в т.ч. запасных частей. Годовой выпуск изделий в тоннах, в т.ч. запасных частей. Количество рабочих смен. Площадь цеха (м2) в т.ч. общая, и производственная. Количество производственного оборудования с указанием количества металлорежущих станков и автоматических линий. Количество работающих (производственных рабочих, вспомогательных рабочих, МОП, ИТР, служащих). Основные фонды (руб.), в т.ч. здания и сооружения; оборудование инструмент и приспособления; производственный и хозяйственный инвентарь. Годовой фонд заработной платы производственных рабочих и всех работающих. Установленная мощность электродвигателей (кВт). Б: Относительные показатели, характеризующие технико-экономическую эффективность цеха: Годовой выпуск продукции в руб. (по себестоимости), комплектах и тоннах: а) на одного работающего и одного рабочего; б) на единицу производственного оборудования; в) на 1 м2 производственной площади в одну смену. Годовой выпуск продукции в рублях (по себестоимости) на 1 рубль основных фондов. Основные промышленные фонды на 1 рубль выпуска. Общая и производственная площадь на единицу производственного оборудования, м2. Средний коэффициент загрузки оборудования (по времени) в %. Коэффициент сменности. Средняя установленная мощность одного станка, кВт. Средняя установленная мощность станочного оборудования (кВт), на одного производственного рабочего в наибольшую по количеству работающих смену (энерговооруженность). Трудоемкость и станкоемкость одного комплекта деталей, одной машины, одной тонны продукции в человеко-часах и станко-часах. Коэффициент использования металла. Отношение цеховых расходов к основной зарплате производственных рабочих, %. Уровень механизации и автоматизации производства. Проектирование сборочных цехов.Сборочные работы являются заключительным этапом в производственном процессе, где из отдельных деталей и узлов собираются готовые изделия, качество сборочных работ значительно влияет на эксплуатационные свойства машин, их надежность и долговечность. Даже при точном изготовлении деталей и некачественной сборке машина не будет обладать необходимыми качествами. Трудоемкость сборочных работ составляет: в сельскохозяйственном машиностроении – 20 – 30 % в автомобилестроении – 20 – 25 % в тяжелом машиностроении – 25 – 35 % Сборочный цех проектируется для выполнения узловой и общей сборки, производства испытаний, окраски и упаковки изделий. Сборочные цеха различают по типу производства, общей площади цеха и грузоподъемности подъемно-транспортных средств. Основой для проектирования сборочного цеха является его производственная программа, включающая: спецификации поступающих в цех узлов и деталей; сборочные чертежи и технические условия на приемку и испытание изделий. Организационные формы сборки.Проектирование сборочных цехов также, как и механических, ведется по точной, приведенной или условной программе. Проектирование цехов массового и крупносерийного производства ведется по точной программе. Проектирование сборочных цехов мелкосерийного и серийного производства при разнообразной и обширной номенклатуре ведется по приведенной программе, для составления которой все подлежащие сборке машины распределяются на группы по конструктивной и технологической однородности. В каждой группе есть типовой представитель, на который разрабатывается техпроцесс с нормированием каждой операции. Различают две основные организационные формы сборки: стационарную и подвижную. Стационарная сборка изделия может осуществляться последовательно или параллельно. В последнем случае весь объем сборочных работ расчленяется по узлам, собираемым параллельно на разных рабочих местах, с последующей сборкой всего изделия из деталей и узлов. При подвижной сборке собираемый объект перемещается от одного сборочного места к другому, причем за каждым рабочим местом закрепляются определенные операции и рабочие. Эти основные формы сборки делятся еще на поточные и непоточные. Поточная сборка может осуществляться как при неподвижном объекте сборки, так и при подвижном. При неподвижном объекте поточная сборка выполняется на расположенных в линию неподвижных стендах. Каждый рабочий (или бригада рабочих) в соответствии с установленным тактом сборки выполняет одну и ту же, твердо закрепленную за ним операцию, переходя от одного стенда к другому. Такая сборка обычно применяется в условиях мелкосерийного производства или при сборке крупногабаритных изделий (тяжелые станки, двигатели и пр.) и когда такт сборки достаточно велик. Поточная сборка при подвижном объекте может осуществляться несколькими способами: на непрерывно движущемся конвейере, скорость перемещения которого обеспечивает возможность выполнения сборочных операций на протяжении каждого рабочего места; на конвейере с пульсирующим (периодическим) движением, когда сборка производится в периоды остановки объекта; с перемещением собираемого объекта от одного рабочего места к другому вручную (по рольгангу, на рельсовых и безрельсовых тележках и др.) или с помощью специальных механических транспортирующих средств. Основной расчетной величиной при поточной сборке является «такт сборки», определяющий период времени равномерного выпуска собранных изделий или узлов. При поточной сборке с регламентированными перерывами на обслуживание рабочих мест, отдых и т.д. пользуются «действительным тактом сборки»  где 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:  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:  Трудоемкость может быть определена также и другими методами, которые рассмотрены при проектировании механических цехов. Общую трудоемкость сборки машины подразделяют а трудоемкость слесарно-пригоночных работ Тсл, узловой сборки Тузл, и общей сборки - Тобщ. Таблица Соотношение трудоемкости видов сборочных работ, %.
Определение количества рабочих мест и оборудования.Количество рабочих мест определяется по трудоемкости сборки, рассчитанной одним из рассмотренных выше способов. Для непоточного производства при точном проектировании:  где 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.  При укрупненном проектировании для определения количества рабочих мест всего цеха или отделения расчет ведут по формуле:  где  - суммарная трудоемкость годового выпуска цеха по сборке в чел/час; - средний коэффициент загрузки, равный 0,75 – 0,8;Рсб = 1,2 – 1,8 При поточной сборке, в т.ч. конвейерной, при регламентированных перерывах количество рабочих мест определяется по действительному такту сборки:  где Ти – трудоемкость сборки изделия (узла), равная суммарному оперативному времени по всем операциям, чел/час.  - 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:  где Тоб – годовая трудоемкость выполнения операций на оборудовании данного типа; Фдо – годовой действительный фонд работы оборудования при принятом числе смен. Рабочий состав сборочного цеха.К производственным рабочим сборочных цехов (отделений, участков) относятся: слесари по сборке, отладке и испытанию узлов и изделий; слесари-электрики; электромотажники по сборке и отладке электросистем; мойщики деталей и узлов; маляры и упаковщики, а также другие профессии рабочих, связанных с выполнением работ по сборке и испытанию изделий. Потребное количество рабочих:  где 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:  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.Р  Рис. План-схема потоков узловой и общей сборки при размещении их в одном помещении. асположение 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. 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. Т  Рис. Вертикально замкнутый тележечный конвейер. ележечные 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. П  Рис. Горизонтально замкнутый тележечный конвейер. Рис. Подвесной цепной конвейер.ульсирующий конвейер – сочетает достоинства подвижной и стационарной сборки. состоит из жесткой металлической рамы, которая опирается на гидравлические домкраты грузоподъемностью Р = 1 – 3 т. Сборка производится на неподвижных стендовых плитах, установленных на фундаментах. Пульсирующие передвижения конвейера осуществляется на 1 шаг (от 0,5 до 1,2 м). Широко распространен в крупносерийном производстве при сборке станков. Кроме того, в качестве транспорта при сборке используются ленточные конвейеры, рольганги, тележки (в т.ч. рельсовые), и другие виды транспорта. При сборке на ленточных конвейерах могут применяться или длинные узкие верстаки (шириной ,4 – 0,6 м), расположенные вдоль линии сборки, или индивидуальные рабочие столы, установленные перпендикулярно линии сборки. Второй вариант удобнее при сборке легких и точных изделий.  Рис. Пульсирующий конвейер П  Рис. Расположение верстаков при сборке относительно конвейера. 1 – конвейер; 2 – верстаки. ри 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; р  Рис. Использование тележек при сборке 1 - зона подачи узлов и деталей; 2 – начало сборки; 3 – тележка; 4 – цепь конвейера; 5 – передача объекта на другую ветвь конвейера; 6 – выдача собранного изделия. ельсовые 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. Таблица
Расстояние между колоннами в продольном направлении (шаг колонн) 6, 9 и 12 м. Длина пролета определяется также, как и для механического цеха, т.е. суммой размеров (по длине), считая по его оси, последовательно расположенных производственных и вспомогательных отделений, проходов и других участков цеха. Длина пролета должна быть кратна размеру шага колонн. Высота сборочных цехов (от пола до головки подкранового рельса) при наличии мостовых кранов должна быть не менее 6,15 м; при отсутствии мостовых кранов высота не менее 6 м. Табл. Нормы расстояний между сборочными столами и между верстаками.
Компоновка сборочного цеха.Сборочный цех располагается обычно в одном здании с механическим цехом, реже – в отдельном здании. Наиболее рационально расположение цехов в одном здании; в этом случае уменьшается пробег деталей, быстрее осуществляется подача деталей к сборочным местам, упрощается и удешевляется транспорт. Кроме того, в этом случае возможно объединение промежуточных и других складов, обслуживающих помещений; облегчается и ускоряется взаимосвязь между обоими цехами. Наикратчайший пробег детали после обработки будет в том случае, если место окончательной операции механической обработки примыкает к сборочному конвейеру в той его позиции, где эта деталь ставится в собираемый агрегат или машину. Этому расположению отвечает такая компоновка механического и сборочного цехов, когда сборочный цех расположен в пролете, перпендикулярном пролетам механического цеха. Пример такой компоновки приведен на рис. ______ . Испытательные отделения.Испытания узлов, агрегатов и изделий в целом является конечной операцией узловой и общей сборки машин; при этом испытания являются не только проверкой качества самой сборки, но и выполнения всего производственного процесса изготовления данных изделий. Испытания машин по назначению и длительности бывают: приемно-сдаточные; контрольные (повторные); специальные (научно исследовательские). Приемно-сдаточные испытания проводят для определения фактических эксплуатационных характеристик. Контрольные – в том случае, когда машина не прошла приемочных испытаний вследствие обнаруженных неисправностей. После устранения которых машина подвергается повторным испытаниям, которые называются контрольными. Специальные испытания – проводят для проверки работоспособности машины и ее узлов, определения износа и т.д. В зависимости от вида, назначения и масштаба выпуска машины проходят испытания на холостом ходу (проверка работы механизмов и паспортных данных) и под нагрузкой, а также испытания на производительность жесткость и точность работы. При испытании на холостом ходу (обкаткой) проверяется правильность работы и взаимодействия органов управления машиной, надежность блокировок, безотказность работы и точность действия автоматических устройств, качество работы различных соединений. При испытании под нагрузкой проверяются основные свойства машины в условиях близких к эксплуатационным. При испытании на производительность проверяется скорость, проходимость и др. показатели, определяющие производственные характеристики машины. Испытанию на прочность и жесткость подвергают металлорежущие станки и ряд других машин. Оборудование испытательных отделений (станций) зависит от рода машин и режима испытаний: стенды (для механического оборудования); специальное оборудование в зависимости от вида испытываемых характеристик. Площадь испытательного отделения укрупненно рассчитывается по показателям общей удельной площади. Точное определение площади производится при разработке плана расположения испытательных стендов, рабочих мест, проходов и проездов. Помещения испытательных отделений располагают либо в сборочном цехе, либо в отдельном пролете. При наличии вредных выделений и шума испытательную станцию располагают в отдельном здании, конструкция которого должна снижать уровень шума. Технико-экономические показатели сборочного цеха аналогичны технико-экономическим показателям механического цеха. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
