Расчет и проектирование автоматической производственной линии

Chertezh al Larionov 1.cdw

PZ gotovaya-Kursach.docx

Расчет такта автолинии
Расчет технологической и цикловой производительностей коэффи-
циента производительности АЛ
Расчет коэффициента готовности линии
Расчет удельных собственных потерь времени
Расчет коэффициента технического использования АЛ и ее техниче-
ской производительности
Определение коэффициента использования и ожидаемой фактиче-
Расчет производственной программы выпуска деталей
Баланс часовой производительности автоматической линии
Список использованных источников
Автоматизация является одним из эффективных средств повышения производительности труда в крупносерийном и массовом производствах. Одновременно внедрение отработанных и современных средств автоматизации способствует стабилизации технологического процесса его количественных и качественных показателей в конечном итоге – повышению потребительских и эксплуатационных свойств выпускаемых изделий.
Основной целью данной контрольно-курсовой работы является ознакомление с основными понятиями о производительности и надежности технических систем приобретение навыков расчета ожидаемой производительности автоматической линии с жесткой транспортной связью (АЛ ЖТС) и агрегатных станков.
Основная задача контрольно-курсовой работы – определение ожидаемых производительностей АЛ ЖТС.
Исходные данные для расчета:
Таблица 1. Исходные данные
Наименование элемента или подсистемы АЛ
Тип элемента (подсистемы) по заданию
Накопитель заготовок
-глубокого сверления
Патрон быстросменный
Привод главного движ.
Коробка многошпиндельная
Патроны быстросменные
Привод главного движения
Резец расточной (черн.)
Робот промышленный (цик- ловой)
Машина моечно-сушильная конвейерная
Система подачи СОЖ (цен- трализованная)
Подсистема управления
Машинное время = 212 мин.
Вспомогательное время = 038 мин.
Материал детали = Сталь А20
Такт автолинии (ta) – промежуток времени между изготовлением двух смежных деталей (сборкой двух изделий).
Такт АЛ ЖТС равен: ta = tM + tB
где tМ – машинное время обработки;
tВ = tXX + tЗГ + tРГ + tTP - вспомогательное время технологического модуля;
tXX – время холостых ходов рабочего органа станка неперекрываемых машинным временем
tЗГ – время загрузки – сумма времен всех последовательных движений по перемещению заготовки с транспортной подсистемы (конвейера) на рабочий орган станка включая зажим заготовки в приспособлении и от-вод захватов устройства загрузки из рабочей зоны на безопасное расстояние (в позицию ожидания обработки);
tРГ – время загрузки станка – сумма времен всех последовательных движений по перемещению детали от рабочего органа станка на конвейер включая разжим приспособления и отвод захватов от конвейера (в позицию ожидания транспортирования);
tTP = SVK – время транспортирования заготовки (детали) по конвейеру на шаг S со скоростью VK.
Таким образом такт АЛ равен: ta = 212 + 038 = 25 мин.
Расчет технологической и цикловой производительностей коэффициента производительности АЛ.
Производительность АЛ ЖТС отдельных станков-автоматов и полу-автоматов как технических систем состоящих из нескольких функционально взаимосвязанных элементов подразделяется на технологическую цикловую фактическую и техническую.
Технологическая производительность АЛ (ПТЛ) определяется количеством годной продукции вырабатываемой в единицу времени при условии непрерывности технологического процесса (обработки).
Так как на обработку одной детали затрачивается машинное время tМ то при непрерывном технологическом процессе:
ПТЛ=1ТМ(детмин) = 60212 (детчас)=28301(детчас)
Цикловая производительность (ПЦ) выражается количеством годной продукции выпускаемой дискретной АЛ в единицу времени при условии непрерывности ее работы:
ПЦ=1ТА=125 =04(детмин)=24(детчас)
Коэффициент производительности() отражает степень конструктивного совершенства АЛ ее приближенности к линии непрерывного действия. Он показывает какую долю времени такта занимает производительное машинное время:
= tM ta = 212 25 = 0848.
Коэффициент готовности (Г) определяет вероятность работоспособного состояния (готовность к работе) линии в любой момент времени.
Таким образом коэффициент готовности учитывает только технические неплановые внецикловые потери времени (ВПВ):
где tТ = НТz – относительные технические неплановые ВПВ (мин);
ВТ = tTta – удельные технические неплановые простои линии;
НТ = НИ + НС – суммарные неплановые технические ВПВ (мин.).
где МР – математическое ожидание наработки АЛ от включения до первого отказа за принятый промежуток времени ее эксплуатации;
МВ – среднее время восстановления.
Для непрерывных машин:
λ=1МР–интенсивность отказов-условная плотность вероятности возникновения отказа в единицу времени.
= 1МВ – интенсивность восстановления.
Для дискретных (цикловых) машин:
Связь между непрерывными и дискретными машинами:
λ= λЦtaМР = МРЦ. ta.
При расчете плановых ВПВ инструменты приравниваются к дискретным элементам со средней наработкой на отказ:
МРЦ = МРТ. КИ. КМ. Т tМ (дет)
где МРТ – средняя наработка на отказ инструмента;
Показатели надежности
Оборудование позиции 1
Инструмент позиции 1
Сверло спиральное 12 мм
Сверло спиральное 118 мм
Робот промышленный (цикловой)
Машина моечно-сушильная (конвейерная)
Таким образом Вт=0050184
КИ – поправочный коэффициент зависящий от материала инструмента;
КМ – поправочный коэффициент зависящий от обрабатываемого материала;
Т– Средняя норма стойкости инструмента.
Таблица 2. Показатели надежности АЛ ЖТС
Для оборудования и оснастки имеем:
ВТ1=МВМР= МВλ= МВТАλЦ= 5425=1111 (минмин)
ВТ2=МВМР= МВλ= МВТАλЦ=00725=0921(минмин)
ВТ3= МВМР= МВλ=МВТАλЦ=325=0617(минмин)
ВТ6= МВМР= МВλ=02*0008=00016(минмин)
ВТ7=МВМР= МВλ= МВТАλЦ=22 *01225=0543(минмин)
ВТ8=МВМР=λ=001016=00625(минмин)
ВТ9= МВМР=λ=00030022=0136(минмин)
ВТ10= МВМР= МВλ= МВТАλЦ=0625=01235(минмин)
ВТ14=МВМР= МВλ= 038*0010=0008(минмин)
ВТ15=МВМР=МВλ=10*0004=004(минмин)
ВТ16=МВМР=МВλ=038*0027=0022(минмин)
ВТ17=ВТ15= 004(минмин)
ВТ18 = ВТ7 = 0543(минмин)
ВТ19=ВТ8=00625(минмин)
ВТ20=ВТ9=0136(минмин)
ВТ21=ВТ10=01235(минмин)
ВТ25=ВТ14= 0008(минмин)
ВТ26=МВМР=МВλ=8*0001=0008 (минмин)
ВТ27=ВТ16=0022(минмин)
ВТ28=ВТ17=004(минмин)
ВТ29=ВТ18=0543(минмин)
ВТ30=МВМР=λ=004005=038(минмин)
ВТ32=МВМР= МВλ=5*004=02(минмин)
ВТ33=МВМР= МВλ=22*01=22(минмин)
ВТ34=МВМР=λ=0110085=1294(минмин)
ВТ35= МВМР=λ=0160082=1951(минмин)
ВТ36= МВМР=λ=0210066=3182(минмин)
ВТ37=МВМР=λ=006015=04(минмин)
ВТ38= МВМР=МВλ=6*0006=0036(минмин)
ВТ39=МВМР= МВλ=18*009=162(минмин)
ВТ40=МВМР= МВλ=9*0010=009(минмин)
ВТ41= МВМР= МВλ=17*0018=0031(минмин)
ВТ42=МВМР= МВλ=015*002=0003(минмин)
ВТ43= МВМР=λ=00150068=0221 (минмин)
ВТ44= МВМР=λ=002007=0286(минмин)
ВТ45= МВМР=λ=030043=6977(минмин)
Для режущего инструмента имеем:
МРЦ4=35*1*13*120212=1344828(цикловотказ)
ВТ4=МВМР= МВλ=МВ(МРЦ*ta)=072(минмин)
МРЦ5=15*1*13*120212=576355(цикловотказ)
ВТ5=МВМР= МВλ=МВ(МРЦ*ta)=00714(минмин)
ВРЦ11=20*1*13*90212=576355(цикловотказ)
ВТ11=МВМР= МВλ=МВ(МРЦ*ta)=0286(минмин)
МРЦ12=20*1*13*90212=576355(цикловотказ)
ВТ12=МВМР= МВλ=МВ(МРЦ*ta)=0286(минмин)
МРЦ13=30*1*13*120212=1152709(цикловотказ)
ВТ13=МВМР= МВλ=МВ(МРЦ*ta)=0143(минмин)
МРЦ22=30*1*13*120212=1152709(цикловотказ)
ВТ22=МВМР= МВλ=МВ(МРЦ*ta)=0179(минмин)
МРЦ23=30*1*13*120212=1152709(цикловотказ)
ВТ23=МВМР= МВλ=МВ(МРЦ*ta)=00001428(минмин)
МРЦ24=40*12*13*90212=138325123(цикловотказ)
ВТ24=МВМР= МВλ=МВ(МРЦ*ta)=0000119(минмин)
МРЦ31=25*038*13*120212=7684729(цикловотказ)
ВТ31=МВМР= МВλ=МВ(МРЦ*ta)=0385681(минмин)
Таким образом коэффициент готовности линии равен:
Г= 11+ВТ= 11+0050184=0952
Удельные собственные потери времени составляют:
ВС = ВТ + ВПО + ВПС + ВПИ.
Для этого определяем плановые удельные потери времени технического и организационного характера ВПО ВПС и ВПИ (составляющие ВПВ ПО ПС и ПИ). Плановые технические потери времени по оборудованию ПС2 связанные с проведением планово-предупредительных ремонтов учитываются в годовом эффективном фонде времени F. Составляющие ВПВ ПО (кроме потерь времени на переналадку АЛ для выпуска другой продукции ПО4 которые в проводимых расчетах не учитываются) и ПС1 рассчитываем по приложениям 10 и 11 (2). При этом определяемые по таблицам нормы времени на обслуживание и подготовку АЛ можно условно принять за среднее время восстановления работоспособности МВПО и МВПС в течение одной рабочей смены. Также условно за среднюю наработку на отказ АЛ по причине ее организационно-технической неподготовленности можно принять величину:
МРП = FСМ – (ВВПО + МВПС)
где FСМ – сменный фонд времени работы (FСМ = 82 часа).
ВПО + ВПС = (МВПО + МВПС)(FСМ – (МВПО + МВПС)).
Находим норму времени на организационно-техническую подготовку автоматической линии:
МВПО = ПО = ПО1+ ПО2 + ПО3.
Для автолинии из агрегатных станков с гидроприводом с количеством станков равным 8 ПО1 = 35 минут. Так как в состав автолинии входит промышленный робот то ПО2 = 3 минутам. Так как рабочий обслуживает неметаллорежущее оборудование (моечную машину загрузочные транспортные устройства автоматы контроля и т.д.) то на обслуживание каждого такого оборудования прибавлять 1 минуту т.е. ПО3 = 7 минутам.
МВПО = ПО = 35 + 3 + 7 = 45 минут.
Находим нормы времени на техническое обслуживание АЛ:
Для автолинии из агрегатных станков с количеством станков равным 8 и количеством инструмента менее 25 ПС1 = 33 минуты. Так как обрабатывается сталь то ПС1 = 33 . 11 = 363 мин. так как в автолинии имеется централизованная система подачи СОЖ то ПС1 = 363 . 07 = 2541 минуты. Так как рабочий обслуживает неметаллорежущее оборудование то ПС1 = 2541 + 7 = 3241 минуты.
МВПС = ПС1 = 3241 минуты.
ВПО+ВПС=45+3241492-(45+3241)=0186715
Плановые технические потери времени по инструменту ПИ связанные с принудительной его сменой после отработки периода стойкости Т определяется как для дискретных элементов по формуле: ВПИ = МВ МР = МВ ta . МРЦ = МВ. tМ ta . Т;
Результаты расчета заносим в таблицу 3.
Таблица 3 Расчет удельных потерь времени на
плановую смену инструмента ВПИ
Показатель надежности
Итого: Впи 103 = 1320394
Таким образом Впи = 01320394
ВПИ4=47212 25 120=327195
ВПИ5=02212 25 120=1392
ВПИ11=038212 25 90=7426
ВПИ12=038212 25 90=7426
ВПИ13=038212 25 120=55693
ВПИ22=1212 25 120=6962
ВПИ23=038212 25 120=55693
ВПИ24=038212 25 90=7426
ВПИ31=32212 25 120=22277
Таким образом удельные собственные потери времени будут равны:
ВС = 0050184+ 0186715+ 01320394 = 03689384
Расчет коэффициента технического использования АЛ и ее технической производительности
Коэффициент технического использования Т показывает долю времени работы АЛ в плановом фонде F при идеальном соблюдении условий эксплуатации.
Т=11+ВС=11+03689384 =07305
При проектировании АЛ и станков-автоматов рассчитывают так называемую техническую производительность которая не учитывает неплановые организационные ВПВ являющиеся следствием недостатков в организации труда на конкретном предприятии.
Техническая производительность определяется количеством годной продукции вырабатываемой в среднем в единицу времени в течение планового периода при условии организационного обеспечения производства всем необходимым для работы.
Следовательно техническая производительность ПТ равна:
ПТ = ПЦ. Т = 04 . 07305 = 0150483(детмин) = 902898 (детчас).
Определение коэффициента использования и ожидаемой фактической производительности
Коэффициент использования И может быть выражен через коэффициент технического использования Т и коэффициент загрузки автоматической линии или станка автомата З который выражает вероятную долю организационных неплановых потерь времени (НО):
Коэффициент загрузки оборудования принимаем в зависимости от типа производства по приложению 13 (2). При крупносерийном производстве З = 0380.
И = 07305*038 = 05844
Фактической производительностью называют количество годной продукции вырабатываемой АЛ в среднем в единицу времени за плановый период эксплуатации в реальных условиях. Ее можно выразить через цикловую:
ПФ = ПЦ. И = 04*05844= 01203864(детмин) = 7223184 (детчас).
Производственная программа выпуска (ППВ) рассчитывается исходя из фактической производительности и эффективных годовых фондов времени работы автоматической линии:
При двухсменной работе автоматической линии эффективный годовой фонд времени работы с учетом потерь времени на планово-предупредительные ремонты оборудования F = 3725 часов (2 прил. 12). Значит:
ППВII =7223184 *3725 = 269063604 (детгод).
При трехсменной работе автоматической линии эффективный годовой фонд времени работы с учетом потерь времени на планово-предупредительные ремонты оборудования F = 5465 часов (2 прил.12). Значит:
ППВIII =7223184 *5465 = 3947470056 (детгод).
Рис. 1 Баланс производительности автоматической линии
Федин Е.И. Производительность и надежность станков-автоматов и автоматических линий с жесткой транспортной связью. Методические указания. – Тула: ТулГУ 1996. – 21с.
Федин Е.И. Производительность и надежность станков-автоматов и автоматических линий с жесткой транспортной связью. Приложения (справочные данные). Тула: ТулГУ 1995. – 16с.

Chertyozh v sbore Larionov.cdw

1 - Накопитель заготовой
- Привод главного движения
- Коробка многошпиндельная
- Робот промышленный(цикловой)
- Машина моечно-сушильная
- Накопитель деталей
- Коробка многошпиндельная с угольником
для крепления к станку
- Плита кондукторная неподвижная для
многошпиндельной коробки
Баланс производительности
автоматической линии
Баланс производительности автоматической линии
- Стол крестовый двухкоординатный
- Станина для стола крестового
- Плита кондукторная неподвижная
Элементы автоматической линии
- Плита кондукторная подвижная