Проектирование цеха механосборочного производства

Проектирование цеха механосборочного производства

1. Установление и обоснование типа и формы организации производства в малом предприятии

На начальной стадии проектирования для определения типа производства воспользуемся табл. 2.1 и 2.2*. В соответствии с ними назначаем крупносерийное производство.

После выявления типа производства устанавливаем форму его организации. В соответствии с рекомендациями [2] в условиях крупно- и среднесерийного производства применяют поточно-групповую организацию технологических процессов, в основу которой положены унифицированные групповые технологические процессы.

2. Расчет производственной программы

Расчет ведем по приведенной программе, в качестве представителя выбираем насос А (М = 10кг, N = 30 000 шт.).

Рассчитаем приведенную программу каждого изделия.

.1 Насос Б

NпрБ = N × К,

где N - годовая программа выпуска, К - общий коэффициент приведения.

Находим общий коэффициент по формуле 2.4:

К = К1 × К2 × К3 = 1,13 × 0,97 × 1,2 = 1,32,

где К1, К2, К3 - коэффициенты приведения соответственно по массе, серийности, сложности.

= 1,13

где М, Мх - соответственно масса, кг, изделий представителей и приводимых изделий.

* - здесь и далее используется учебное пособие Е.С.Киселева «Проектирование механосборочных и вспомогательных цехов машиностроительных предприятий».

= 0,97

где N, Nх - соответственно программа выпуска, шт., изделий представителей и приводимых изделий.

,

где - соответственно средние значения коэффициентов приведения взяты из таблиц 2.5 и 2.6.

Найдя общий коэффициент приведения К, находим Nпр для насоса Б:

NпрБ = 25000 × 1,32 = 33000.

.2 Насос В

Находим общий коэффициент:

К = К1 × К2 × К3 = 0,86 × 0,95 × 1,2 = 0,98,

где = 0,86 ,

= 0,95 ,

.

Найдя общий коэффициент приведения К, находим Nпр для насоса В:

NпрВ = 22000 × 0,98 = 21560.

.3 Насос Г

Находим общий коэффициент:

К = К1 × К2 × К3 = 1,07 × 1,0 × 1,2 = 1,28,

где = 1,07 ,

= 1,0 ,

.

Найдя общий коэффициент приведения К, находим Nпр для насоса Г:

NпрГ = 30000 × 1,28 = 38400.

.4 Насос Д

Находим общий коэффициент:

К = К1 × К2 × К3 = 1,31 × 0,99 × 1,2 = 1,56,

где = 1,31,

= 0,99 , .

Найдя общий коэффициент приведения К, находим Nпр для насоса Д:

NпрД = 28000 × 1,56 = 43680.

Таблица 1

Ведомость расчета приведенной программы

3. Расчет трудоемкости механической обработки деталей и сборки изделий

При проектировании по приведенной программе трудоемкость обработки или сборки изделий-представителей получают путем технического нормирования операций обработки или сборки. Трудоемкость обработки или сборки остальных изделий находят с помощью коэффициента приведения [2]: Ти = Тпр × К,

где Ти и Тпр - трудоемкость соответственно изготовления изделия данной группы и изделия-представителя, К - общий коэффициент приведения для рассматриваемого изделия.

Найдем трудоемкость и станкоемкость для каждого изделия:

Насос Б ТиБ = ТпрИ × КБ = 0,4 × 1,32 = 0,528 чел.ч;

ТстБ = ТпрСТ × КБ = 1,0 × 1,32 = 1,32 ст.ч;

Насос Г ТиГ = ТпрИ × КГ = 0,4 × 1,28 = 0,512 чел.ч;

ТстГ = ТпрСТ × КГ = 1,0 × 1,28 = 1,28 ст.ч;

Насос Д ТиД = ТпрИ × КД = 0,4 × 1,56 = 0,624 чел.ч;

ТстД = ТпрСТ × КД = 1,0 × 1,56 = 1,56 ст.ч;

Насос В (по условию) ТиВ = 0,5 чел.ч;

Таблица 2

Сводная ведомость расчетов

Наименование изделия      Труд-ть изделия, чел.ч      Стан-ть изделия, ст.ч         Годовая программа          Общая труд-ть, = чел.чОбщая стан-ть,

4. Расчет количества основного и вспомогательного оборудования малого предприятия. Составление сводной ведомости оборудования

.1 Расчет основного оборудования

При проектировании механических цехов и участков группового производства, а также при укрупненном проектировании цехов крупносерийного и массового производства, количество основного технологического оборудования определяем по общей станкоемкости всей номенклатуры деталей цеха:

 = 82,4 ≈ 82,

где Кз - коэффициент загрузки оборудования,  - эффективный фонд времени работы станка, ч.

Число рабочих мест (стендов) для сборки определяют по формуле

 = 21,086 ≈ 21,

где  - трудоемкость сборки годовой программы изделий всех наименований в цехе, чел.-ч; m - средняя плотность работы (число человек, одновременно работающих на одном рабочем месте),  - фонд времени рабочего места, ч.

Состав оборудования по типам станков определяем по процентному соотношению различных станков (см. табл. 3).

4.2 Расчет вспомогательного оборудования

При расчетах количество станков, устанавливаемых в цеховой ремонтной базе , определяем по нормам технологического проектирования в зависимости от общего количества основного технологического оборудования, установленного в цехе по табл. 2.9, получим:

СрВсп = 82 × 2% = 1,64 = 2.

Заточное отделение рекомендуется создавать с расчетом обслуживания, как правило, всех цехов производственного корпуса.

Таблица 3

Примерное процентное соотношение основных станков

Количество станков общего назначения в заточном отделении определяем по процентному отношению к числу обслуживаемых: для цехов массового и крупносерийного производства с числом обслуживаемых станков до 200 - 4%, отсюда находим количество станков в заточном отделении:

СрЗ = 82 × 4% = 3,28 = 4.

Количество станков мастерской (отделения) по ремонту технологической оснастки и инструмента определяем по нормам технологического проектирования (табл. 2.11), отсюда находим количество станков отделения по ремонту оснастки:

СрР = 82 × 3% = 2,46 = 3.

5. Расчет численности работающих в малом предприятии (по категориям). Составление сводной ведомости работающих

Число станочников и сборщиков определяем по числу станков и числу рабочих мест соответственно:

Rст =  = 72,35 = 72,

где Кзо и Кмо - коэффициенты загрузки оборудования и многостаночного обслуживания соответственно принятые по рекомендациям [2].

Rсб =  = 47,98 = 48,

Численность вспомогательных рабочих определяем в процентном соотношении от численности производственных рабочих (табл. 2.15):

Механические цехи RвсМ = Rст × 20% = 72 × 20% = 14,4 = 15.

Сборочные цехи RвсСб = Rсб × 20% = 48 × 20% = 9,6 = 10.

Женщин RстЖ = 72 × 10% = 7,2 = 8.

RсбЖ = 48 × 3% = 1,44 = 2.

RвсЖ = 25 × 35% = 8,75 = 9.

ИТР RИТР = 72 × 15% + 48 × 10% = 15,6 = 16.

Служащих RСл = 72 × 1,6% + 48 × 1,6% = 1,92 = 2.

Численность МОП определим по нормам технологического проектирования: один человек на (500-600) м2 площади обслуживаемых помещений.

6. Расчет размеров производственных, вспомогательных и обслуживающих площадей малого предприятия

Поскольку в составе участка (цеха) имеется оборудование разных габаритных размеров, для предварительной оценки требуемой площади удобнее пользоваться удельными показателями q для аналогичных цехов, обобщенных по ряду действующих предприятий или ранее выполненных проектов. В этом случае производственную площадь участка (цеха) определяют по формуле

F = C × q,

где С - общее количество металлорежущего оборудования участка (цеха).

Показатели удельной производственной площади q приведены в табл. 7.1 - 7.3.

Найдем площадь механического цеха:

Fмц = C × q = 82 × 24 = 1968 м2.

Таблица 5

Сводная ведомость работающих на предприятии

При расчете производственных площадей сборочных цехов и участков других отраслей промышленности ориентировочно можно использовать показатели удельной площади, приходящейся на одного слесаря: при сборке и механической обработке мелких изделий - (5-6) м2, средних - (18-25) м2, крупных - (25-60) м2.

Найдем площадь сборочного участка:

Fсб = C × q = 38 × 20 = 760 м2.

К вспомогательным площадям механических, сборочных, МСЦ, ИЦ и РМЦ относятся площади станочного и слесарного отделений ремонтной базы, мастерской энергетика, кладовой запасных частей, инструментально-раздаточных кладовых, отделения приготовления и раздачи СОЖ, складов материалов и заготовок, межоперационных складов, промежуточных складов готовых деталей, узлов, покупных изделий (приборов, нормалей и пр.), контрольных отделений, отделений сбора и переработки стружки, помещений под энергетические и санитарно-технические установки и др.

Нормы проектирования вспомогательных площадей служб приведены в табл. 7.3, 7.7-7.10.

Найдем площадь вспомогательных служб.

Площадь заточного отделения:

Fзо = C × q = 4 × 12 = 48 м2.

Площадь мастерской (отделения) по ремонту технологической оснастки и инструмента:

Fросн = C × q = 3 × 24 = 72 м2.

Площадь цеховой ремонтной базы:

Fстан. = 2 · 25 = 50 м2;

Fслес. = 4 · 10 = 40 м2;

Fэлектр.обор. = 0,4 · 90 = 36 м2;

Fскл.запч. = 0,3 · 90 = 27 м2;

Fсбор струж. = 0,03 · 90 = 2,7 м2;

Fсож = 0,01 · 90 = 0,9 м2;

Fмасло = 0,11 · 91 = 10 м2;

Fкомпрес. = 0,05 · 90 = 4,5 м2;

Fвент. = 0,05 · 90 = 4,5 м2;

Площадь складского хозяйства цеха:

Fзаг. = 1968 · 0,1 = 197 м2;

Fмежопер. = 1968 · 0,07 = 138 м2;

Fпромеж. = 1968 · 0,1 = 197 м2;

Fвсп.мат. = 82 · 0,12 = 10 м2;

Площадь системы контроля качества изделий:

Fконтр.пров. = 82 · 0,2 = 16,4 м2;

Принимаем Fконтр.пров. = 25 м2 (минимально допустимая площадь);

Fпров.калибр. = 91 · 0,3 = 27,3 м2;

Площадь санитарно-бытовых помещений:

Fгардер. = 145 · 0,43 = 62 м2;

Fсанузел = 11 · 2,6 = 28,6 м2;

Fдушевые = 145 / 5 · 1,62 = 47 м2;

Fпреддуш. = 145 / 3 · 1,7 = 82 м2;

Fкурител. = 145 · 0,03 = 4,35 м2;

Fсауна = 145 / 20 · 0,6 = 4,35 м2;

Fпитьев. = 145 / 200 · 0,35 = 0,25 м2;

Fотдых = 145 · 0,2 = 29 м2;

Fобществ.пит. = 145 / 4 · 1,0 = 36,25 м2;

Fгардер. = 36,25 · 0,25 = 9 м2;

Fмедпункт = 18 м2;

Площадь административно-конторских помещений:

Fконстр. = 10 · 6 = 60 м2;

Fслуж. = 2 · 4 = 8 м2;

Fруков. = 68 · 0,15 = 10,2 м2;

Таблица 6

Сводная ведомость площадей

Общая площадь малого предприятия составляет - 3970 м2.

7. Выбор и обоснование типов производственного и обслуживающего зданий

Прежде чем выбирать тип и схему зданий выберем схему компоновки механических и сборочных цехов.

При разработке компоновки отделения и участки цеха необходимо располагать в определенной технологической последовательности производственного процесса. В основу компоновки цеха закладывают следующие принципы:

кратчайший путь перемещения заготовок и деталей;

движение заготовок и деталей в одном направлении без перекрестных и возвратных перемещений;

непосредственная близость конечных пунктов линий изготовления деталей к рабочим местам узловой или общей сборки;

рациональное использование всей площади цеха. Высоту здания следует использовать для размещения транспортных устройств и складов заготовок, деталей и комплектующих изделий;

максимальные удобства для работы и отдыха производственного персонала при одновременном обеспечении высокой производительности технологических процессов и техники безопасности;

возможность создания общекорпусных вспомогательных баз (заточного отделения, мастерской по ремонту технологической оснастки и инструмента, ремонтной базы и др.).

Объединение (блокирование) цехов, связанных общим производственным процессом, и размещение их в одном здании, обеспечивает более высокие технологические показатели и уменьшает площадь заводской территории.

В поточном массовом и крупносерийном производстве участки узловой сборки размещают в конце линий механической обработки. Отделение или цех общей сборки при этом размещают в конце корпуса или в его середине так, чтобы конвейер общей сборки был расположен перпендикулярно линиям механической обработки.

При выборе схемы здания необходимо стремиться к унификации объемно-планировочных и конструктивных решений промышленных зданий.

На основании выше сказанного выбираем схему компоновки цеха представленную на рис. 8.1.

Рис. 8.1. Схема компоновки МСЦ

Пролетный тип производственных зданий характерен преобладанием пролетов над шагом колонн. Здания такого типа используют для размещения производств с продольным направлением технологических потоков.

И, наконец, анализ затрат на создание производственных зданий показывает, что одноэтажные здания оказываются, как правило, дешевле многоэтажных при той же производственной площади. Более широкие пролеты и шаг колонн в одноэтажных производственных зданиях позволяют лучше использовать производственные площади в связи с уменьшением «мертвых зон» вокруг колонн.

Поэтому отдадим предпочтение одноэтажному, каркасному, крановому зданию прямоугольной формы с пролетами одного направления. Цех предприятия разместим в унифицированной типовой секции с размером 72х144 м и с сеткой колонн 12х24 м.

Административно-технические службы и бытовые помещения цехов размещают в пристройках к производственным зданиям. Обычно их строят 2-4 этажными (высота этажа - 3,3 м), что обеспечивает максимальное приближение общецеховых служб к производственным участкам. Свободные площади (на верхних этажах) используют для размещения общезаводских и общекорпусных служб. УТС выбираем с размером 60х12 м и с сеткой колонн (6 + 6)х6 м.

Для возможности расширения цеха и обеспечения большей комфортности ввиду лучшей освещенности, расположим пристройку с торца производственного здания.

Чертеж компоновки малого предприятия см. в приложении 1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

механосборочный цех оборудование

Итак, основой проекта участка, цеха в целом является детально разработанная технологическая часть, что определяет главную роль инженера-технолога в процессе проектирования механосборочного производства. Решение вопросов всех остальных частей проекта подчинено требованиям технологического процесса, который и определил содержание задания для разработки этих частей проекта.

При разработке проектов реконструкции или создания новых цехов и малых предприятий необходимо хорошо знать передовую технологию производства. Для обеспечения высокой технико-экономической эффективности в проекте были решены связанные между собой технические и организационные задачи.

Список литературы

1.   Киселев Е.С. «Проектирование механосборочных и вспомогательных цехов машиностроительных предприятий»: учебное пособие. Ульяновск: УлГТУ, 1999. 118 с.

2.       Маталин А.А. «Технология машиностроения»: Учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». - Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1995. - 496 с., ил.