Состав и количество оборудования основной системы
Расчет потребного количества оборудования может производиться в зависимости от метода определения станкоемкости двумя способами: точно и укрупненно. Точный способ требует разработки технологического процесса механической обработки деталей и нормирования его операций. При этом расчётное число станков для непоточного производства, определяют по каждому типоразмеру по формуле
, (3.11)
где T∑ — суммарная станкоёмкость обработки годового выпуска деталей на станках данного типоразмера в ст.ч; 
- действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч.
(3.12)
где 
— штучно-калькуляционное время выполнения операции 2-й детали, мин.; 
— число деталей, проходящих данную операцию; 
— количество типоразмеров деталей, обрабатываемых на данной операции (станке).
Расчётное число станков округляют до целого большего и определяют принятое число единиц данного вида оборудования — Спр . Отношение Ср/Cпр=Kз называют коэффициентом загрузки, значения его приведены в таблице 3.9.
Таблица 3.9.- Допустимые значения коэффициентов загрузки оборудования
| Группа оборудования | Коэффициент загрузки оборудования Кз | |
| максимальный | средний по группе | |
| Универсальные станки | 0,95-1,0 | 0,80 |
| Автоматы и полуавтоматы одношпиндельные | 0,95-1,0 | 0,85 |
| То же многошпиндельные | 0,90 | 0,90 |
| Специальные и агрегатные станки | 0,90 | 0.90 |
| Автоматические линии с жесткими связями | 0.95 | 1,0 |
| Станки с ЧПУ | 0,95 | 0,90 |
Количество оборудования в составе поточной линии рассчитывают по каждой операции по формуле:
|
|
|
(3.13)
где 
- штучное время обработки детали на i-й операции, мин.; 
— такт выпуска детали, мин.
Такт выпуска однопредметной поточной линии находят из выражения:
, (3.14)
Для многопредметной линии при обработке деталей с одинаковой станкоёмкостью:
, (3.15)
где 
— годовые объёмы выпуска деталей, обрабатываемых на линия; h — коэффициент, учитывающий потери времени на переналадку оборудования линия при переходе на обработку детали другого типа h= 0,85...0,95. Если же на многопредметной поточной линии изготавливаются детали с различными станкоёмкостями (что встречается часто), такт линии определяется по формуле:
, (3.16)
где: К1 — коэффициент, учитывающий отношение станкоёмкости детали Б к детали А 
; К2 — коэффициент отношения станкоёмкости детали В к детали А и т.д. Определение такта в этом случае удобно вести в табличной форме, пример которой представлен ниже.
| Наименование детали | Годовой выпуск, шт. | Станкоём-кость, мин. | Отношение станкоёмкостей к детали А | Расчет такта выпуска t, мин. |
| А | 60000 | 10 | 1,0 | 
|
| Б | 48000 | 20 | 2.0 | 
|
| В | 24000 | 15 | 1,5 | 
|
Далее по каждой операции рассчитывают коэффициенты загрузки, значения которых не должны превышать приведенных в таблице 3.9.
|
|
|
При укрупненном методе потребное количество основного оборудования определяется целиком по цеху по формуле
(3.17)
где: 
— проектная станкоёмкость, найденная укрупненным методом (по удельной станкоёмкости), ст.ч; 
— средний по цеху коэффициент загрузки станков, рекомендуемые значения которого приведены в таблице 3.10 .
Таблица 3.10.- Коэффициент загрузки оборудования
| Вид цеха | Kз.cр | ||
| Механический | Единичное и мелкосерийное производство | Среднесерийное производство | Крупносерийное и массовое производство |
| 0.80-0.9 | 0.75-0.85 | 0.65-0.85 | |
Имея общее количество станков основной системы, их разбивают на группы и типы, пользуясь процентным соотношением, примеры которого приведены в[ ]. В качестве примера в таблице 3.11 дана разбивка оборудования по типам для автомобилестроения.
Таблица 3.11.-* Процентное соотношение отдельных типов металлорежущего оборудования по проектам механических цехов малолитражных автомобилей
| Наименование групп станков | Цеха | ||
| двигателей | шасси | автоматный | |
| Станки в автоматических линиях | 71 | 29 | 4,6 |
| Автоматы | 1.9 | 3,5 | 77 |
| Полуавтоматы | 4,4 | 38 | 0,8 |
| Агрегатные | 3,2 | 3,1 9,5 | 5.3 |
| Расточные | 2.3 | 2,4 | 0.4 |
| Протяжные | 1.9 | 2.2 | 1.8 |
| Зубообрабатывающие | 6,4 | 9.5 | - |
| Шевинговальные | 0.7 | 2,1 | - |
| Круглошлифовальные | 4.9 | 4,1 | 1.1 |
| Бесцентрово- шлифовальные | 0.1 | 0,9 | 5.4 |
| Плоскошлифовальные | 1,3 | 1.4 | 1,5 |
| Внутришлифовальные | 0,3 | 2,1 | 0,2 |
| Притирочные и полировальные | 0,9 | 1,0 | 0.4 |
| Суперфинишные | 0,7 | 0,3 | 1.1 |
| Хонинговальные | - | 0,4 | 0,4 |
| Итого: | 100 | 100 | 100 |
Помимо основных станков в состав технологического оборудования механического цеха входит дополнительное оборудование, например, прессы для напрессовки обрабатываемых деталей на оправки, установки для удаления заусенцев, оборудование для закалки с нагревом ТВЧ, контрольные стенды и др. Их количество составляет 5 -30 % от количества основного технологического оборудования. Таким образом, общее число станков в цехе принимают равным
|
|
|
С = (1,05...1,3)СПР (3.18)
По итогам расчета количества оборудования составляют заявочную ведомость по определенной форме [ ], в которой указываются модели, габаритные размеры, мощность, балансовая стоимость, масса и количество по каждому станку. Эти данные используют для разработки энергетической, строительной и других частей проекта. На специальные станки, автоматические линии составляют технические задания для их проектирования и изготовления.
|
|
|
Для характеристики качества выполненного проекта производственных участков и цехов принимают среднее значение загрузки оборудования, рекомендуемые значения которого приведены в таблице 3.10.
Разработка схем плана расположения оборудования основной системы
При разработке плана размещения всего оборудования требуется определить общую площадь цеха (площадь основной и вспомогательной систем) и составить компоновочную схему механического цеха. При предварительной проработке последней производственную площадь Sпр определяют по показателю удельной Sуд.прплощади, приходящейся на один основной станок: Sпр= Sуд.пр∙Спр, где Спр — принятое число станков основной системы. Удельная площадь Sуд.пр зависит от габаритов станков и средств межоперационного транспортирования (конвейеров). Показатели удельной площади приведены в [15]. В качестве примера в таблице 3.12 даны значения удельных производственных площадей на единицу оборудования по механическим цехам единичного, мелкосерийного и серийного производств заводов станкостроения.
С учётом вспомогательных отделений и магистральных проездов общую площадь увеличивают на 35—40 %.
Задавшись шириной пролета, шагом колонн, числом пролётов, находят габаритные размеры цеха. Ширину пролёта выбирают из унифицированного ряда, чаще всего 18 м или 24 м, с учётом возможности размещения кратного числа рядов оборудования.
При формировании участков, построенных по линейному принципу, желательно количество основного оборудования на них принимать с учетом полного изготовления одного или нескольких изделий на участке. При технологическом принципе формирования стремятся создавать равновеликие (по количеству основного оборудования) участки, создавая в ряде случаев участки с двумя и более различными типами станков, например, фрезерно-сверлильный, токарно-расточный участок и т.п.
Таблица 3.12.- Удельная производственная и общая площадь на 1 станок для механических цехов
| Вид машиностроения | Производственная площадь на 1 станок, м2 | Общая площадь цеха на 1 станок, м2 |
| Грузовые автомобили 2,5 - 4 т: цех двигателей | 16-20 | 21-25 |
| цех шасси и задних мостов | 16-20 | 21-25 |
| цех коробок передач | 16-20 | 20-25 |
| цех автоматный | 16-20 | 20-25 |
| Гусеничные тракторы: цехи, двигателей, шасси, автоматный | 15-20 | - |
| Цилиндрические и роликовые подшипники: | ||
| цех автоматно-токарный | 15-20 | - |
| цех втулок | 12-16 | - |
| цех шлифовальный | 15-20 | - |
| Малолитражные легковые автомобили: | ||
| цех двигателей | - | 16-20 |
| цех шасси | - | 16-20 |
| цех автоматный | - | 16-20 |
| Краны грузоподъемностью 30-50 т | - | 38-50 |
| Паровые и газовые турбины мощностью до 50 000 кВт: крупные детали | - | 107-120 |
| Прокатные станы: крупно-, средне-, мелкосортные | - | 100-150 |
| Редукторы для прокатных станов: цилиндрические, цилиндрически-конические, червячные, глобоидальные весом до 30 т и выше | - | 80-100 |
Примечание. Для уникального оборудования, не включённого в таблицу, площадь на один станок определяется планировкой.
Несколько сложнее формирование участков, построенных по предметному принципу. В этом случае подбирают группы изделий с целью создания равновеликих участков, тогда
, (3.19)
где п — число групп изделий, закрепляемых за участком; т — число наименований изделий в к-й группе; Ni — годовой объём выпуска 1-го изделия; Fi — число операций изготовления i-го изделия; 
- штучно-калькуляционное время j-й операции изготовления i-гo изделия; FД — эффективный годовой фонд времени работы оборудования.
После того как будет распределена номенклатура изготовляемых изделий по участкам и определён состав и количество основного оборудования на них, переходят к построению схемы расположения технологического оборудования на участках.
Схема размещения основного и вспомогательного оборудования на площадях участков и цеха, называемая топологией производства — важный этап проектирования нового и реконструкции существующего производства. На этом этапе происходит формирование системы материальных связей, на базе которых в дальнейшем проектируют информационные и энергетические потоки.
При планировке оборудования используют темплеты, представляющие собой плоские модели станков, выполненные в определённом масштабе. Материал темплетов — бумага (возможна с клеевой подложкой) или прозрачная плёнка. При планировке показывают условными обозначениями рабочего у станка, места для заготовок, инструментальные тумбочки и т.п. В ходе планировки всё это размещают в соответствии с принятой организационной формой механической обработки на компоновочном плане участка или цеха, закрепляя их тем или иным способом.
Планировку оборудования можно осуществлять с использованием ЭВМ, имея заранее необходимое программное обеспечение.
Размещение оборудования цехов со сложными транспортными системами (подвесные и напольные конвейеры, монорельсовые дороги, автоматические транспортные средства и склады) возможно методом объёмного макетирования, когда применяют объёмные модели оборудования в определенном масштабе. Объёмное макетирование даёт большую наглядность и, как результат, возможность исключения ошибок планировки по сравнению с темплетным способом. Расположение станков на участках зависит от организационной формы обработки, числа станков, средств межоперационного транспорта и способа удаления стружки от мест образования.
|
| Рис. 3.2. Варианты размещения станков относительно транспортных средств: а — продольное; в — поперечное; в — угловое; г — кольцевое |
Относительно транспортного средства или цехового проезда возможно продольное, поперечное, угловое и кольцевое размещение станков (рис. 3.2).
Фронтальное (продольное) расположение станков создаёт благоприятные условия для механизациии автоматизации средств межоперациониого транспортирования и обслуживания рабочих мест. Поперечное размещение оборудования ухудшает условия для обслуживания оператором за счет большого удаления зоны загрузки-выгрузки станка от средств транспортирования. Расположение станков под углом характерно для станков, имеющих большую длину (продольно-фрезерные и продольно-строгальные, протяжные, прутковые автоматы и полуавтоматы). При таком размещении более рационально используется площадь цеха. Кольцевое расположение создаёт лучшие условия для многостаночного обслуживания. При размещении
технологического оборудования должны быть соблюдены нормы технологического проектирования, регламентирующие ширину проходов и проездов между рядами станков, расстояния как между станками, так и от станков до стен и колонн здания. Различные варианты расположения станков приведены на рис.3.3.
|
| Рис 3.3. Схемы размещения станков |
В таблице 3.13 в соответствие с рис.3.3 даны расстояния: а— между проездом и станками расположенными фронтально; б — между проездом и боковой стороной станка; в — между проездом и тыльной стороной станка; г — между станками, установленными в «затылок»; д — между станками, установленными тыльными сторонами; е — между станками, установленными боковыми сторонами; ж — между станками, установленными фронтально, при обслуживании одним оператором одного станка; з — между станками, установленными фронтально, при обслуживании одним оператором двух станков; и, к — между станками при П-образном расположении трех станков, обслуживаемых одним оператором; л,л1, — от стен и колонн до станка, расположенного фронтально; м — от колонн и стен до станка, расположенного тыльной стороной; к — от колонн и стен до станка, расположенного боковой стороной.
Таблица 3.13.- Нормы расстояний станков от проезда, между ставками, а также от станков до стен и колони здания
| Расстояние | Наибольший габаритный размер станка в плане, не более мм | ||
| 1800 | 4000 | 8000 | |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| От проезда до: фронтальной стороны станка(а) | 1600/1000 | 2000/1000 | |
| боковой стороны станка (б) | 500 | 700/500 | |
| тыльной стороны станка (а) | 500 | 500 | |
| Между станками при расположении их: "в затылок" (г) | 1700/1400 | 2600/1600 | 2600/1800 |
| тыльными сторонами друг к другу (д) | 700 | 800 | 1000 |
| боковыми сторонами друг к другу (е) | 900 | 1300/1200 | |
| Фронтальными сторонами друг к другу и при обслуживании одним рабочим: одного 1 станка (ж) | 2100/1900 | 2500/2300 | 2600 |
| двух станков (в) | 1700/1400 | 1700/1600 | - |
| по кольцевой схеме (и) | 2500/1400 | 2500/1600 | - |
| От стен, колонн до: фронтальной стороны станка (л) | 1600/1300 | 1600/1500 | |
| боковой стороны станка (н) | 1300 | 1300/1500 | 1500 |
| тыльной стороны станка (м) | 700 | 800 | 900 |
| Примечание. Расстояние между станками к при размещении их по кольцевой схеме принимается не менее 700 мм. Расстояние до боковой стороны станков н установлено 1200/900. В знаменателе приведены нормы расстояний для цехов крупносерийного и массового производства, когда они отличаются от соответствующих норм для условий единичного, мелкосерийного и среднесерийного производства. Для станков, установленных на индивидуальные фундаменты расстояние между фундаментами должно быть не менее, м: при транспортировании дроблёной стружки - 0.8, витой стружки – 1.0 | |||
Расстояния в таблице 3.13 включает крайние положения движущихся частей, открывающихся дверок и постоянных ограждений. Нормы расстояний между станками с разными габаритными размерами выбирают по большему из этих станков. При обслуживании станков подвесными транспортными средствами расстояния от стен и колонн до станков принимают с учётом возможности их обслуживания подвесным транспортом.
При расположении канала для транспортировки стружки между тыльными сторонами двух рядов станков установленных на общей фундаментальной плите, расстояние между ними принимается при транспортировании дробленой стружки (д), витой стружки (д+0,4 м).
Планировка поточных линий имеет свои особенности. Станки устанавливаются по ходу технологического процесса, предусматривают необходимые заделы и места для хранения заделов. При проектировании многопредметных поточных линий следует избегать включать в линию детали с возвратным движением.
На рисунке 3.4 показаны наиболее распространённые варианты планировок поточных линий.
а)
б)
в)
Рис. 3.4. Расположение станков в поточной линии (цифры обозначают порядковый номер станка)
В варианте а) станки расположены в порядке последовательности операций, передача полуфабриката осуществляется с помощью конвейеров. При обработке тяжёлых деталей каждый станок обслуживается поворотным краном или электротельфером на монорельсе. Во втором варианте б)станки также размещены в порядке операций, но в два ряда. Оба ряда работают самостоятельно. Станки обслуживаются двойным рольгангом, а иногда и тройным. Средний рольганг служит для передачи деталей в обход какой-либо операции. Вместо рольгангов можно использовать пластинчатые или подвесные конвейеры. Такую планировку принимают тогда, когда для каждой операции требуется не один, а два станка. В этом случае будут две параллельные линии для обработки одинаковой детали. Подобную планировку можно использовать и при обработке различных деталей на каждом из потоков.
Третий вариант в) принимают при значительной (более 40-50 м) длине поточной линии. Станки устанавливают в два ряда, а детали переходят из одного ряда в другой. Если сдваивание оборудования не обеспечивает необходимой длины ветви поточной линии, её выполняют из отдельных участков или делают с поворотом таким образом, чтобы вход на линию заготовок и выход обработанных деталей были с разных сторон (Z-образной планировки)
В таблице 3.14 даны нормы расстояний между оборудованием при использовании автоматизированных транспортных средств, в частности между станком и передвижной консольной секцией приемо-передаточного стола Д от станка до оснастки или транспортного средства Е. между приемно-передаточными столами Г и между транспортными средствами Ж.
Ширину К межоперационного транспорта и ширину В приемно-передаточных столов стеллажного оборудования принимают в соответствии с габаритными размерами обрабатываемых заготовок. Ширина А пешеходного прохода между тыльными сторонами станков, встроенных в автоматизированные участки, должна быть 1,6 м.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 286; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!