Контрольная работа по "Проектированию механосборочных участков и цехов"

 

Исходные данные к заданию 1

Изделие: шлифовальные станки

Форма организации производства: непоточная

Годовой объем выпуска: 0,6 тыс. шт.

Масса одного изделия: 4500 кг

Число станкочасов на 1 т изготавливаемого изделия: 176

Коэффициент использования материала заготовки: 0,68

1.Режим работы и фонды времени

Режим работы: 2-х сменный, 40-часовая 5-дневная рабочая неделя

Номинальный расчетный фонд времени работы оборудования: Фн = 4060 ч

Эффективный годовой фонд времени работы оборудования: Фэ = 3938 ч

Эффективный годовой фонд времени работы рабочего: 1820 ч

2. Определение станкоемкости механической обработки

Расчет ведем по литературе [1], [2].

Определяем годовой выпуск изделий в тоннах:

       (1)

Станкоемкость годового объема выпуска равна

Тс = G × t = 2700 × 176 = 475200   (2)

3.Определение потребного количества оборудования основного производства и его площади

Принятое количество основного технологического оборудования

     (3)

где Ф0 = 3938 ч – эффективный (действительный) годовой фонд времени работы оборудования на 2 смены,

Кз.ср. = 0,8 – средний коэффициент загрузки оборудования для непоточного производства.

Отсюда

Принимаем Спр. = 151.

В соответствии с рекомендациями методического пособия принимаем количество дополнительного оборудования цеха равным 2-3% от основного оборудования:

Спр. доп. = 151 × 0,25 = 37,8

Принимаем Спр. доп. = 38.

Производственную площадь определим путем умножения удельной производственной площади, приходящейся на 1 станок, на принятое количество оборудования:

S0 = Sуд.о × Спр.,      (4)

где Sуд.о = 18 м2 – удельная производственная площадь, приходящаяся на 1 станок (Мельников, Вороненко, с. 97).

S0 = 18 × 151 = 2718 м2

Для дополнительного оборудования

S0 = 18 × 38 = 684 м2

 

4.Расчет численности работающих

Количество рабочих-станочников определяем

     (5)

где ТΣ = 475200 – суммарная станкоемкость изготовления деталей,

Км = 1,4 – усредненный коэффициент для среднесерийного производства,

Фр  = 1820 ч – эффективный годовой фонд времени рабочего.

Отсюда

Принимаем Рст = 187.

Количество вспомогательных рабочих принимаем равным 22…25%  от числа производственных рабочих (Мельников, Вороненко, с. 136):

Рвсп = 187 × 0,23 = 43.

Количество ИТР технических бюро цеха принимаем равным 9,5…11% от числа всех рабочих (Чарнко, Хабаров, с. 131):

РИТР = (187 + 43) ×0,1 = 23.

Количество ИТР ОТК принимаем равным 7…10% от числа всех рабочих:

РИТР ОТК = (187 + 43) ×0,09 = 21.

Количество служащих принимаем равным 1,4…2% от числа всех рабочих:

Рсл = (187 + 43) ×0,017 = 4.

Количество младшего обслуживающего персонала принимаем равным 1,1…1,5% от числа всех рабочих:

Рсл = (187 + 43) ×0,013 = 3.

 

5.Расчет количества оборудования и площадей вспомогательных служб и участков

Определяем станкоемкость обработки в заготовительном отделении. Она

принимается в пределах 1,5…2,5% от станкоемкости основного производства:

Тзаг = 475200 × 0,02 = 9504 ч.

Число станков заготовительного отделения:

  (6)

Принимаем Спр. заг. = 4.

Производственную площадь для заготовительного оборудования определим путем умножения удельной производственной площади, приходящейся на 1 станок, на принятое количество оборудования:

S0 = 28 × 4 = 112 м2

 

Определяем площадь цехового склада материалов и заготовок.

Рассчитываем по формуле

       (7)

где mΣ – масса заготовок, проходящая через цех в течение года:

mΣ = mз × N,      (8)

где mз – масса одной заготовки,

N – годовой объем выпуска.

Массу заготовки найдем, зная массу изделия и коэффициент использования материала:

   (9)

Отсюда

mΣ = 6,618 × 600 = 3970,8 т

В формуле (7) также присутствует значение t – нормативный запас хранения грузов на складе, календарные дни, t = 8;

q – средняя грузонапряженность площади склада, т/м2, q = 3;

Д – число календарных дней в году, Д = 365;

Ки – коэффициент использования площади склада, Ки = 0,27.

Подставляем значения:

 

Определяем площадь межоперационного склада

                                                               (10)

где m – масса деталей, обрабатываемых в цехе в течение года, m = 2700 т;

 t – запас хранения, сут, t = 10;

 i – число доставок полуфабрикатов деталей на склад, i = 8;

Д – число календарных дней в год, Д = 365;

q –грузонапряженность склада, т/м2, q = 2,5;

Ки – коэффициент использования площади склада, Ки = 0,27.

Подставляем значения:

 

Определяем площадь заточного отделения

Количество заточных станков принимаем равным 4% от числа обслуживаемых станков:

Сзат = 151 × 0,04 = 6,04                                                             (11)

Принимаем Сзат = 7

Принимаем среднюю площадь на один станок 11 м2. Отсюда находим площадь заточного отделения:

   

                                                                 (12)

Определяем площадь  контрольных отделений. Ее принимаем равной 2% от производственной площади:

Sконтр = 2718 × 0,02 = 55 м2    (13)

Определяем площадь ремонтной базы механика и энергетика цеха

Sрем мех = 151 × 0,02 = 55 м2    (14)

Sрем энерг = 55 × 0,37 = 20 м2    (15)

 

Определяем площадь мастерской по ремонту приспособлений и инструмента

Количество станков в мастерской ремонта оснастки принимаем равным 5.

Отсюда площадь мастерской

Sмаст рем  = 5 × 23 = 115 м2    (16)

Определяем площадь участка для сбора и фильтрации СОЖ. Принимаем равным 5% от производственной площади:

Sуч сож = 2718 × 0,05 = 136 м2     (17)

Определяем площадь отделения сбора и переработки стружки

Определяем количество стружки, образующейся в цехе за год:

mстр = (mзаг – mдет) × N = (6,62 – 4,5) × 600 = 1271 т

При общем количестве стружки меньше 5000 т в год нецелесообразно создавать в цеху отделение для ее сбора и переработки, а транспортировать за пределы цеха.

Определяем площадь инструментально-раздаточных кладовых.

Площадь кладовых приспособлений и инструментальной оснастки принимаем равной 1 м2 на один станок:

Sкл осн = 1 × 151 = 151 м2

Аналогично определяем площадь ИРК режущих и измерительных инструментов:

Sкл реж = 1 × 151 = 151 м2

Sкл изм = 1 × 151 = 151 м2

Площадь кладовой абразивов определяем, приняв что 15…20% всех станков работают абразивным инструментом: 151 × 0,17 = 26

Sкл абр = 1 × 26 = 26 м2

Площадь кладовой вспомогательных материалов принимаем 0,1 м2 от количества станков:

Sкл всп = 0,1 × 151 = 15,1 м2

Определяем площадь кладовой масел

Принимаем из расчета 0,11 м2 на один обслуживаемый станок:

Sкл масел = 0,11 × 151 = 16,6 м2

Определяем площадь мастерской по ремонту инвентаря

Принимаем 40 м2.

Площадь помещения для секции наладки принимаем 150 м2.

Определяем площадь для трансформаторных подстанций из расчета 1% от производственной площади цеха:

Sтр под = 0,01 × 2718 = 27,18 м2

Площадь под вентиляционные камеры – 6% от производственной площади:

Sвент = 0,06 × 2718 = 163 м2

Определяем площадь для компрессорных установок из расчета 7% от производственной площади:

Sкомпр = 0,07 × 2718 = 190 м2

Определяем площадь под магистральные проезды из расчета 6% от производственной площади:

Sкомпр = 0,06 × 2718 = 163 м2

6.Расчет общей площади цеха

Общая площадь цеха складывается из площадей, занимаемых производственными участками Sпр, вспомогательными отделениями и складскими помещениями Sвсп:

Sц.общ. = Sпр + Sвсп = 2718 + 684 + 112 + 107,5 + 964,4 + 77 + 55 + 55 + 20 + 115+ + 136 + 151 + 151 + 151 + 26 + 15,1 + 16,6 + 40 + 150 + 27,18 + 163 + 190 + 163= = 6288 м2.

Исходные данные к заданию 2

Деталь: крышка моста

Годовой объем выпуска: 70 тыс. шт.

Масса детали: 13 кг

Коэффициент использования материала: 0,78

Количество оборудования на линии в порядке выполнения операций:

1.Токарный многошпиндельный 1Б240ПА – 4

2. Сверлильный 2Н150 – 2

3.Фрезерный 6М82П – 3

4.Расточной 2431 – 3

5.Токарный 1М713Р – 4

6.Протяжной (для нар. пр.) 7А734 – 1

7.Резьбонарезной (вн. рез.) 2063 – 2

8.Круглошлифовальный 3М184 – 2

9.Моечная машина – 1

10.Слесарный стол – 1

11.Контрольный стол – 1

1.Обоснование выбора межоперационного транспорта и подъемно-транспортного оборудования

Межоперационный транспорт  должен обеспечить бесперебойную работу потока, ритмичность выпуска, временное хранение межоперационных заделов, быть простым, надежным в работе, дешевым в изготовлении и эксплуатации.

Выбор и назначение межоперационных транспортных средств зависят от объема производства, типа и количества оборудования, планировки поточной линии, ритма работы, степени синхронизации операций и т.д. При выборе транспортных средств следует обеспечивать:

1) требуемую направленность процессов  и грузопотоков;

2) последовательность выполнения  технологических операций;

3) минимизацию длины пути перемещения  обрабатываемых деталей;

4) минимизацию трудозатрат на  транспортировку и удобство работы;

5) минимальное число перегрузок  и перевешивания деталей;

6) непрерывность и синхронность  процесса;

7) накопление и сохранность межоперационного  задела;

8) минимум приведенных затрат  на операции перемещения деталей.

В качестве межоперационного транспортного средства наиболее целесообразно применение цепного подвесного конвейера. Цепные подвесные конвейеры представляют собой устройство, включающее замкнутый рельсовый путь, по которому перемещаются каретки, соединенные тяговой цепью. Для уменьшения сопротивления перемещению, каретки снабжены  парами роликов, которые катятся по направляющей. К кареткам прикреплены несущие подвески для грузов. В качестве направляющей для рельсовых путей используются двутавровые балки. Рельсовый  путь может иметь пространственную трассу с подъемами, спусками и поворотами, проходить над станками и проходами. Благодаря этому цепные подвесные конвейеры обеспечивают передачу обрабатываемых предметов от одного рабочего места к другому.

Для определения потребности в подъемно-транспортном оборудовании находим массу заготовки:

    (18)

Поскольку масса заготовки больше 15 кг, необходимо применять подъемно-транспортное оборудование. В качестве такового принимаем манипуляторы, устанавливаемые у станков.

2.Обоснование  способа удаления стружки

Для определения способа удаления стружки от станков линии необходимо определить количество стружки, образующейся на 1 м2 производственной площади поточной линии в год.

Производственную площадь определяем по удельной площади на 1 станок – 20…25 м2 и числу станков:

Sпр = (20…25) × 25 = 500…625 м2. Принимаем Sпр =600 м2.

Определяем количество стружки, образующейся за год:

mстр г = (16,7 – 13) × 70000 = 259000 кг = 259 т

Находим количество стружки, приходящейся на 1 м2 производственной площади:

mстр пр пл = 259/600 = 0,43 т

Т.к. количество стружки, приходящейся на 1 м2 производственной площади, более 0,3 т, то для ее удаления предусматривается линейный конвейер. Расположение – вдоль станочных линий со специальной тарой в конце конвейера в углублении на подъемнике. Тип конвейера – скребковый [1, с.229].

3.Планировка поточной  линии

Изображаем на планировке производственное оборудование и рабочие места согласно исходным данным. Расстояние, выдерживаемое между боковыми сторонами станков, принимаем в зависимости от наибольшего габарита станка в плане: до 4000 мм – расстояние 900 мм, до 8000 мм – расстояние 1200 мм. Ширину проездов принимаем равной 4500 мм, прохода – 1400 мм. Сетку колонн (сочетание продольных и поперечных рядов колонн) принимаем равной 18 × 12 м.

Также изображаем на планировке места подвода электроэнергии, сжатого воздуха, СОЖ, воды согласно ГОСТ 2.428-84, подъемно-транспортное оборудование и средства межоперационного транспортирования заготовок, средства для уборки стружки и зоны действия подъемно-транспортных устройств согласно ГОСТ 21.112-8. Указываем места складирования деталей и заготовок, погрузочно-разгрузочные площадки, шинные электросборки согласно ГОСТ 21.614-93.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

1.Проектирование механосборочных  участков и цехов. Методические  указания. Минск, 2007.

2.Мельников Г.Н., Вороненко  В.П. Проектирование механосборочных  цехов.-М.:Машиностроение, 1990.-352 с.