Курсовая работа по дисциплине Проектирование специализированных производств

Чертеж.cdw

Технологическая планировка
оборудования участка
Условные обозначения:
Стена кирпичная существующая
створная однопольная
Подвод холодной воды
Подвод электричества
Слив воды в обратную систему

Содержание.doc

Производственная программа. Расчет трудоемкости операции КПЭ.4
Оборудование производственного участка8
Расчет численности работающих на участке.13
Расчет производственных и вспомогательных площадей14
Выбор типа производственного здания16
Технологическая планировка участка17
Выбор межоперационного транспорта20
Проектирование системы контроля21
Схема энергетического процесса22
Технико-экономические показатели проекта участка23
Список используемой литературы25
Проектирование участков цехов имеет целью установить техническую возможность и экономическую целесообразность предлагаемого решения выбора наилучшего и наиболее экономичного варианта и составление технико-экономического обоснования преимущества этого решения перед другими. Решение этих вопросов не ограничивается знанием методов обработки на различного рода станках и требует изучения и знания целого комплекса вопросов связанных с расчетом мощностей выбором организационных форм и методов выполнения производственного процесса определением рабочего состава площадей и всем устройством участка и цеха; необходимо также учитывать уровень развития данной отрасли динамику измерителей производительности труда новой техники и другие факторы.
Исходными данными для проектирования участка цеха являются: рабочие чертежи изделия и технические условия на его изготовление режим работы участка производственная программа технологический процесс и технологический маршрут данные о действующем производстве (планировка оборудования план и разрез цеха) схема коммуникации всех видов энергии (электричество пар газ воздух) а также сроки и очередность ввода мощностей на участке.
Производственная программа. Расчет трудоемкости операции КПЭ.
При наличии большой номенклатуры изделий схожих по конструкции иногда даже при наличии всех чертежей нет необходимости разрабатывать технологические процессы на все изделия программы. В этом случае расчеты ведут по приведенной программе.
Под производственной программой понимают перечень изделий которые должны быть в заданном количестве изготовлены цехом за плановый период (год квартал месяц). Программа является основной для определения общей трудоемкости изготовления изделий в цехе и всех последующих расчетов мощностей цеха.
Для нахождения производственной программы необходимо всю номенклатуру изготовляемых деталей расклассифицировать получая группу или типы изделий сходные по конструкции и технологии изготовления. В каждой группе выделяют изделие представитель по которому все последующие расчеты. В качестве изделий-представителей принимают наиболее характерные изделия данной группы и к ним предъявляют следующие требования:
- число изделий-представителей должно быть преобладающим в годовой программе;
-общая годовая трудоемкость изделий-представителей должна составлять значительную величину от общей годовой трудоемкости данной группу;
-наличие в группе изделий близких аналогов сходных по конструктивным признакам габаритным размерам и массе [1].
Производственная программа определяет количество годных деталей подлежащих выпуску с рабочего места участка (или цеха) в течение года.
Годовая программа выпуска деталей Nпр (производственная программа) рассчитывается по формуле:
где Мr - годовая производительная мощность шт.;
Кз - коэффициент загрузки оборудования принимаемый равными 08-085 что характеризует достаточно полное использование оборудования и наличие необходимого резерва времени;
Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования час;
Действительный годовой фонд времени работы оборудования определяется по формуле:
где Fр – режимный годовой фонд времени работы оборудования;
– планируемые потери времени по i-й группе оборудования в % (задается в диапазоне 3–10% в зависимости от группы [4] или для всего оборудования берется некоторое усредненное значение).
Режимный годовой фонд времени работы оборудования определяется по формуле:
где Д – количество рабочих дней;
Т – продолжительность смены ч;
КСМ – коэффициент сменности (планируется 2-х или 3-х сменная работа).
Расчет количества рабочих дней ведется согласно установленному федеральным законодательством порядку с учетом региональных и местных особенностей:
Д = 365 – 104 – 11 – 4 = 246 дней
где365 – количество календарных дней в году;
4 – количество выходных дней в году;
и 4 – количество праздничных дней в году в соответствии с федеральным и республиканским законодательством.
Рассчитаем режимный годовой фонд времени работы оборудования:
Действительный годовой фонд времени работы оборудования:
Тшт - норма штучного времени мин.
Норма штучного времени на обработку изделия определяется по формуле:
Тшт =То + Твсп + Тоб + Тд мин (1.4)
где То – основное время мин;
Т всп – вспомогательное время мин;
Т об – время обслуживания рабочего места мин;
Т д – дополнительное время мин;
Основное время определяем по формуле:
где t1 - очистка тлеющим разрядом мин;
t2 - ионная очистка мин;
t3 - нанесение покрытия мин;
n1 - количество деталей в одной садке шт.
Специфика вакуумных установок такова что требует разогрева установки перед работой т.е. выхода ее на рабочий режим вакуумной системы и охлаждения ее после работы. Отсюда определяем по формуле:
где t4 - загрузка деталей мин;
t5 - выход установки на рабочий режим мин;
t6 - время охлаждения деталей после обработки мин;
t7 - выгрузка обработанных деталей мин;
t8 - время разогрева установки мин;
t9 - время охлаждения установки мин;
n2 - количество деталей обработанных за один день шт.
Время обслуживания рабочего места определяем из следующего соотношения:
где t10 – время очистки вакуумной камеры и оснастки мин;
t11 – время обслуживания вакуумной системы мин;
t12 – время замены расходных элементов (катодов) мин;
n3 - количество деталей обработанных за период от одной очистки вакуумной камеры и оснастки до следующей шт;
n4 - количество деталей обработанных за период от одного обслуживания вакуумной системы до следующего шт;
n5 - количество деталей обработанных за период от одной замены расходных элементов до следующей шт.
Дополнительное время выделяется на отдых и регламентируется условиями работы. Согласно литературе Тдоп=7% от То.
Из [4] примем что t1=8 мин; t2=5 мин; t3=230мин; n1=12Тогда:
Из [4] примем что t4=05 миндет следовательно 1205=6 мин; t5 =20 мин; t6=60 мин; t7=20 мин; t8=60 мин; t9=60 мин; n2=24Подставляя получим:
Из [4] примем что t10=300 мин; t11=300 мин; t12=180 мин; n3=96 шт; n4=96 шт; n5=72Получаем:
Тдоп = 007·204=143 мин.
Тогда норма штучного времени определится как:
Тшт = 204+1383+875+143=4379 мин.
Годовая программа выпуска:
Оборудование производственного участка
Количество оборудования на участке
где N – годовой объем выпуска деталей на данной установке шт;
ФД – годовой фонд времени работы оборудования ч;
КВН – коэффициент выполнения норм равный 12;
Чоб – принятое количество установок – принимаем через округление расчётного количества станков по правилу: если дробная часть расчётного количества станков меньше 012 то округление в меньшую сторону и наоборот.
Годовой объем выпуска деталей (10 деталей типа стакан) N=3971477 шт.
Примем необходимое количество оборудование равное 7шт.
Общие сведения установки ННВ-6.6
Установка ионно-плазменная камерная вакуумная ННВ-6.6 предназначена для нанесения упрочняющих однослойных и многослойных покрытий на инструмент широкой номенклатуры диаметром до 200 мм и длиной до 250 мм способом конденсации вещества с ионной бомбардировкой.
Установка может использоваться при напылении коронок зубов а также при декоративном напылении на изделиях из стекла и металла фарфора и пластмассы.
Структура условного обозначения
Н - метод нагрева - ионный;
Н - основной конструктивный признак - камерная;
В - среда в рабочем пространстве - вакуум;
- диаметр рабочей камеры дм;
- высота рабочей камеры дм;
Технические характеристики:
Потребляемая мощность кВт - 50+5
Напряжение питающей сети В - 380+19220+11
Частота тока Гц - 50
Скорость осаждения покрытия (нитрида титана) мкмч - от 13 до 40
Номинальный ток высоковольтного источника питания подложки А - 20
Диапазон плавного регулирования величины напряжения высоковольтного источника питания подложки В - от 100 до 1500
Диапазон плавного регулирования величины напряжения низковольтного источника питания подложки В - от 20 до 280
Максимальная нагрузка на шпиндель кг - 110
Максимально допустимая нагрузка на ось сателлита механизма вращения кг - 10
Диапазон плавного регулирования частоты вращения стола (в обе стороны) мин-1 - от 05 до 12
Длительность цикла упрочнения инструмента ч - от 2 до 25
Размеры рабочей камеры мм: диаметр - 600+30
высота (длина) - 600-20
Количество электродов токоподводящих (испарителей) - 3
Остаточное давление в камере Па (мм рт.ст.) - от 665·10-3 до 665·10-1 (от 5·10-5 до 5·10-3)
Расход охлаждающей воды м3ч не более - 2
Масса установки т - 30
Конструкция и принцип действия
Установка состоит из следующих основных узлов: корпус; дверца; электрод токоподводящий (электродуговой испаритель); система водоохлаждения; вакуумная система; механизм вращения; основание; электрическая часть. Корпус имеет вид вертикального цилиндрического сосуда с боковым проемом который закрывает дверца. Выполнен с двойными стенками образующими полость водоохлаждения (или подогрева при откачке камеры). На боковых стенках корпуса установлены два токоподводящих электрода. Корпус с дверцей образует вакуумную камеру.
Дверца имеет двойные стенки которые образуют полость водоохлаждения. На дверце установлен третий токоподводящий электрод который может быть размещен и на верхней плоскости корпуса.
Электрод токоподводящий представляющий собой электродуговой испаритель состоит из корпуса и держателя которые электрически изолированы друг от друга и защитного кожуха.
Система водоохлаждения состоит из панели водораспределительной и трубопроводов. В панели предусмотрена воронка для визуального контроля протока воды а также датчики сигнализаторов уровня. Расход воды регулируют вентили установленные на коллекторе.
Вакуумная система обеспечивает создание в рабочей камере необходимого рабочего давления. Регулирование остаточного давления выполняется с помощью автоматического регулятора напуска рабочего газа.
Механизм вращения имеет электромеханический привод состоящий из электродвигателя постоянного тока и редуктора соединенных клиноременной передачей. Электродвигатель позволяет изменять число оборотов и направление вращения.
Основание предназначено для монтажа на нем камеры вакуумной системы системы водоохлаждения и подогрева. В тумбе основания расположен механизм вращения и блоки поджига дуги. Электродвигатель установлен на плите которая крепится к тумбе основания.
Вакуумная система панель водоохлаждения расположены на площадке основания. В площадке под съемным листом размещены провода цепей управления и силовые цепи.
Электрическая часть служит для электроснабжения установки и управления технологическим процессом. Электроснабжение производится от трехфазной сети напряжением 380 В цепи управления питаются напряжением 220 В и частотой 50 Гц.
Высоковольтный источник питания включающий в себя тиристорный преобразователь напряжения высоковольтный трансформатор и выпрямитель обеспечивает регулирование напряжения в пределах от 100 до 1500 В.
Источник опорного напряжения включающий в себя тиристорный преобразователь (общий с высоковольтным источником) трансформатор и выпрямитель обеспечивает регулирование напряжения от 20 до 280 В.
Для получения при нанесении покрытий нитридов металла в установке предусмотрена система напуска рабочего газа (азота). Система состоит из клапана с электромагнитным приводом клапана напускного регулируемого (автоматического натекателя) и электронного блока управления.
Расчет численности работающих на участке.
Состав и число работающих цехов определяются характером производственного процесса степенью его автоматизации уровнем кооперации и специализации вспомогательных служб в масштабах корпуса или завода структурой и степенью автоматизации системы управления производством [2].
В состав персонала участка входят основные производственные рабочие вспомогательные рабочие служащие рабочие и младший обслуживающий персонал (МОП).
К числу производственных рабочих относятся
Состав рабочих участка по нормам обслуживания
Rопер=Чоб·Ксм чел (3.1)
где Ксм – количество смен принятое 2.
где Нобс - норма обслуживания на одного наладчика в смену[4]
На каждый участок требуется по 1 наладчику. Учитывая число смен количество наладчиков принимаем равным 2.
Общее число основных производственных рабочих
Rпр.раб=Rоп+Rнал (3.4)
Rпр.раб=14+2=16 чел.
Численность вспомогательных рабочих
Rвс.раб= Rпр.раб 02 (3.5)
Примем число вспомогательных рабочих 3 чел.
Численность служащих
Rсл.раб=(Rпр.раб+Rвс.раб)012 (3.6)
Rсл.раб=(16+ 3)012=228
Примем число служащих 3 человека.
Rмоп=(Rпр.раб+Rвс.раб)02 (3.7)
Примем численность МОП 4 чел.
Расчет производственных и вспомогательных площадей
Площадь механического цеха по своему назначению делится на производственную вспомогательную и служебно-бытовых помещений.
К производственной площади относится площадь занятая станками верстаками и стендами межоперационной сборки проходами и проездами между рядами станков (не магистральных) складами заготовок у станков склизами рольгангами и другим транспортным оборудованием[3].
К вспомогательной площади относятся площади занятые вспомогательными службами: ремонтным инструментальным хозяйствами складами и кладовыми и другими вспомогательными службами а также магистральными проездами обслуживающими разные цехи.
К площади служебно-бытовых помещений относятся площади занятые раздевалками душевыми санитарными узлами пунктом медицинской помощи а также площадь занимаемая администрацией цеха и другими техническими и конторскими службами по обслуживанию производства.
При технологических расчетах учитывают только производственную и вспомогательную площади.
Сумма производственной и вспомогательной площадей является общей площадью цеха.
Площадь служебно-бытовых помещений учитывают в строительной части проекта.
Размер площади цеха определяют различными методами в зависимости от того ведутся ли предпроектные расчеты или разработка технического проекта.
Основным показателем по определению площади цеха является удельная общая площадь приходящаяся на один производственный станок.
Величина удельных площадей зависит от характера производства габаритных размеров принимаемого оборудования а также особенностей планировки. Эти показатели для укрупненных расчетов принимают по данным выполненных проектов для аналогичных производств.
Окончательный размер площади определяется путем распланировки всего оборудования рабочих мест подъемно-транспортных устройств с учетом установленных нормами технологического проектирования разрывов между отдельными типами оборудования и шириной проходов и проездов а также необходимых вспомогательных служб[7].
Планировка оборудования дает возможность проверить целесообразность принятой схемы здания (ширина пролетов длина здания и число пролетов).
Производственную площадь цеха определяем по удельным нормам.
Удельной площадью на один станок считается площадь занимаемая станком тумбочкой станочника рабочим местом для складирования заготовок и готовых деталей и проходами[1].
Площади цехов распределяются по следующим категориям:
производственная вспомогательная складская служебная бытовая и пр.
Расчет ведется нормативным методом.
Площадь основных производственных участков
fуд – удельная площадь на один станок (примем 30м2)
Общая производственная площадь участка
Вспомогательная площадь.
Площадь для ремонта приспособления
Fрем.при=fуд.рем.при·Sрем.при (4.3)
fуд.рем.при – удельная площадь на один станок гр. ремпри (20м2);
Sрем.при – число станков гр. ремпри;
Sрем.при=004·Чоб=004·7=0281ст.
Fрем.при =20·1=20м2.
Выбор типа производственного здания
При выборе типа здания для цеха необходимо учитывать соответствие его современным функциональным техническим экономическим и архитектурно-художественным требованиям[6].
В курсовом проекте используем универсальное типовое блочное производственное здание крановой конструкции с фонарным покрытием с сеткой колонн для одноэтажных многопролетных зданий 6x12м где 12 - шаг колонны 6 - ширина пролетов. Так как цехи предприятий среднего и тяжелого машиностроения размещают в одноэтажных промышленных зданиях компонуемых из основных и дополнительных унифицированных типовых секций (УТС).
Технологическая планировка участка
В состав механических цехов входят производственные отделения или участки вспомогательные отделения служебные помещения и т.п. Состав производственных участков цехов определяется характером изготовляемых изделий видом технологического процесса объемом производства.
Производственный участок служит для размещения на нем оборудования служащего для выполнения технологических процессов обработки. При планировке механического участка оборудование располагают так чтобы обеспечить прямоточность и последовательность прохождения заготовок по стадиям обработки максимальное использование производственной площади удовлетворять требованиям охраны труда техники безопасности и противопожарной безопасности[9].
В курсовом проекте оборудование разбиваем на участки по признаку изделий и располагаем станки по ходу технологического процесса. Такая планировка является наиболее удобной для механических цехов серийного производства. Схема расположения станков по технологическому процессу U-образная и зигзагообразная что обеспечивает компактность технологического участка. При выполнении курсового проекта планировку станков на участке выполняем следующим образом:
) сетка колонн 6м х 12м колонны показываем в сечении 1200 х 600мм в виде прямоугольного контура сечение заштриховываем.
) ворота и двери располагают по ходу направления людских потоков. На планировке показаны средства пожаротушения; в наиболее опасном месте должно быть их наибольшее количество.
Определяем ширину проезда между двумя рядами станков при двустороннем движении транспортных средств по формуле:
где В - ширина проезда мм;
Н - ширина рабочей зоны Н=800мм;
а - число рабочих зон а=2;
z - зазор между транспортным средством и рабочей зоной; при транспортировании тележками и электрокарами z=200
D- ширина транспортного средства D=500 мм;
b- число направлений движения b=2.
В=2*800+2(200+500)=3 м.
План участка вычерчиваем в масштабе 1:100. На плане участка указываем станки и др. оборудование гардеробная колонны противопожарные устройства. Место рабочего у станка обозначается кружком диаметром 500мм (рис. 6.1). Рабочие места предусматриваем со стороны проходов что облегчает обслуживание рабочего места.
Рис. 6.1 Рабочее место
Выбор межоперационного транспорта
Машиностроительное производство связано с перемещением больших объемов материалов полуфабрикатов оснастки отходов производства и др. Функциями транспортного хозяйства является:
) обеспечение перевозок по внутризаводскому;
) внешнему кооперированию;
) снабжение предприятий сырьем материалами;
) сбыт готовой продукции.
Выбор транспортных средств зависит от характера обрабатывающих на участке заготовок их массы и габаритов. При этом транспорт должен экономично и рационально обслуживать технологический процесс[6].
Внутрицеховая транспортная система предназначена для своевременной доставки заготовок полуфабрикатов материалов и других узлов со склада на требуемый производственный участок и на склад с участков. Рациональная организация перевозок строится на основе изучения грузооборота и грузопотоков на предприятии и его отдельных цехов и т.д. Передача заготовок из пролета в пролет и с одного станка на другой может быть выполнена ручными тележками перемещение груза внутри цеха осуществляется при помощи электрокары. Выполним расчет ручной тележки по формуле:
где В - расстояние между двумя нитками технологического оборудования мм;
a - число рабочих зон а=2;
z - зазор между транспортным средством и рабочей зоной; при транспортировании тележками и электрокарами z=200 мм;
D - ширина транспортного средства D=400
В=2*800+2(200+600)=2.8 м.
Проектирование системы контроля
Система контроля качества изделий предназначена для своевременного определения с требуемой точностью параметров качества изделий. В связи с этим на нее возлагаются следующие функции:
хранение информации об изготовляемых изделиях (их конфигурации технических требований к ним);
проведение настройки контрольно-измерительных устройств;
обеспечение своевременной изоляции обнаруженного брака;
приемочный и операционный контроль качества изделий с проверкой соответствия чертежам и техническим требованиям;
выдача информации по результатам контроля качества изделий.
При проектировании системы контроля качества изделий следует большое внимание уделять вопросам снижения себестоимости контрольных операций путем использования современных способов и средств автоматического контроля. Наиболее перспективными средствами снижающими трудоемкость контроля являются устройства активного контроля[1].
Применение тех или иных средств контроля зависит главным образом от следующих основных факторов: точности изготовления измеряемых деталей их формы и размера числа контролируемых параметров условий измерения требуемой производительности и экономичности. Так как у каждого метода измерения есть собственные погрешности при выборе измерительных средств учитывают соотношения между допуском на размеры детали и погрешностью метода измерения[8].
Контроль качества изделий может быть осуществлен непосредственно на рабочем месте в специальных контрольных пунктах или отделениях в испытательных отделениях.
Контроль на рабочем месте может быть осуществлен прямо на технологическом оборудовании (внутренний) или около оборудования (внешний).
Контроль качества изделий на контрольных пунктах или в отделениях производится в следующих случаях: когда необходимо применять весьма разнообразные или крупногабаритные средства контроля которые затруднительно или невозможно транспортировать к разным рабочим местам; когда применение на рабочих местах требующих средств контроля не обеспечивает необходимой точности измерения например вследствие нагрева детали при приемки продукции высокой точности; когда проверяют большое количество однообразной продукции удобной для транспортирования; когда проверяют продукцию после последней операции перед сдачей ее в другой цех или на склад.
Схема энергетического процесса
В состав здания по электрической части входят данные для разработки проекта электроснабжения цеха включающие указания по предлагаемым местам расположения трансформаторных подстанций спецификация принятого оборудования с указанием его мощности категория пожароопасности[2].
Для проектирования электроснабжения производства составляют ведомости потребителей по подразделениям размещенным в корпусе. В ведомости указывают расположение каждого отдельного потребителя силовой энергии на соответствующей планировке причем с разделением потребления энергии на бытовые и производственные помещения. По перечисленным разделам потребления потребления электроэнергии составляют сводные ведомости указывая количество оборудования и установленную мощность по участкам и отделениям.
Технико-экономические показатели проекта участка
Прогрессивность полученных показателей определяют путем сопоставления с проектами аналогичных цехов данными действующих заводов при реконструкции разработанными технико-экономическими показателями по ряду отраслей машиностроения лучшими показателями достигнутыми за рубежом.
Необходимо учитывать что не всегда возможно делать сопоставление по отдельным цехам ввиду различия в объемах и несоответствия в номенклатуре.
Технико-экономические показатели цеха подразделяются на основные данные характеризующие его мощность (эти данные извлекаются из отдельных разделов пояснительной записки) и относительные показатели характеризующие его технико-экономическую эффективность (их получают в результате определения зависимостей между отдельными данными).
общее количество единиц технологического оборудования
общее число работающих на участке
RΣ=Rоп+Rнал+Rвс.раб.+Rсл.раб+RМОП (10.2)
RΣ= 14+2+16+3+3+4=42 человека
выпуск на один станок
выпуск с 1 м2 производственной площади
выпуск на одного работающего
Далее в таблице приведены ТЭП для оценки технического уровня проектируемого участка.
Технико-экономические показатели участка
Наименование основных
данных и показателей
Годовая производственная программа шт.
Общее число станков шт.
Выпуск на 1м2 общей площади шт.
Выпуск на 1 производственный станок шт.
Выпуск на 1 рабочего шт.
Список используемой литературы
Мельников Г. Н. Вороненко В. П. Проектирование механосборочных цехов; Учебник для студентов машиностроит. Специальностей вузовПод ред. А. М. Дальского – М.: Машиностроение 1990. – 352 с.: ил.- (Технология автоматизированного машиностроения).
Проектирование машиностроительных заводов. Справочник в 6-ти томах. Под ред. Е. С. Ямпольского. Том 4. Проектирование механических сборочных цехов цехов защитных покрытий. Под ред. З. И. Соловья. М. «Машиностроение» 1975.
Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования работ. -М: Машиностроение 1967-396с.
ПАСПОРТ на установку ННВ-6.6
Егоров М.Е. основы проектирования машиностроительных заводов. М.: Машиностроение 1954.
Селиванов С.Г. Методические указания к курсовому проекту по техническому проектированию реконструкции механических цехов.-Уфа: УАИ.1989.-24с.
Селиванов С.Г. Методические указания. Правила и нормы выполнения чертежей технологических компоновок и планировок реконструируемых цехов. - Уфа: УАИ 1990.-44с.
Панков Г.В. Технологическое проектирование цехов машиностроительных заводов. Проектирование цехов и служб завода: Учебное пособие. - Уфа: УАИ 1982.-68с.
Данилевский В.В. Технология машиностроения. Изд. 4-е перераб. и доп. Учебник для техникумов. М. «Высшая школа» 1977.

Спецификация готовая1 5,11-7.cdw

Наименование и техническая
Спецификация оборудования
Контрольное помещение
Промывочное помещение
Система регенерации воды
Помещение регенерации воды
Установка оборотного охлаждения
Помешение для хранения балонов с газом

GP.doc

Производственная программа. Расчет трудоемкости операции КПЭ.14
Оборудование производственного участка18
Расчет численности работающих на участке.18
Расчет производственных и вспомогательных площадей20
Выбор типа производственного здания22
Технологическая планировка участка22
Выбор межоперационного транспорта24
Проектирование системы контроля25
Схема энергетического процесса27
Технико-экономические показатели проекта участка27
Список используемой литературы30
Проектирование участков цехов имеет целью установить техническую возможность и экономическую целесообразность предлагаемого решения выбора наилучшего и наиболее экономичного варианта и составление технико-экономического обоснования преимущества этого решения перед другими. Решение этих вопросов не ограничивается знанием методов обработки на различного рода станках и требует изучения и знания целого комплекса вопросов связанных с расчетом мощностей выбором организационных форм и методов выполнения производственного процесса определением рабочего состава площадей и всем устройством участка и цеха; необходимо также учитывать уровень развития данной отрасли динамику измерителей производительности труда новой техники и другие факторы.
Исходными данными для проектирования участка цеха являются: рабочие чертежи изделия и технические условия на его изготовление режим работы участка производственная программа технологический процесс и технологический маршрут данные о действующем производстве (планировка оборудования план и разрез цеха) схема коммуникации всех видов энергии (электричество пар газ воздух) а также сроки и очередность ввода мощностей на участке.
Производственная программа. Расчет трудоемкости операции КПЭ.
При наличии большой номенклатуры изделий схожих по конструкции иногда даже при наличии всех чертежей нет необходимости разрабатывать технологические процессы на все изделия программы. В этом случае расчеты ведут по приведенной программе.
Под производственной программой понимают перечень изделий которые должны быть в заданном количестве изготовлены цехом за плановый период (год квартал месяц). Программа является основной для определения общей трудоемкости изготовления изделий в цехе и всех последующих расчетов мощностей цеха.
Для нахождения производственной программы необходимо всю номенклатуру изготовляемых деталей расклассифицировать получая группу или типы изделий сходные по конструкции и технологии изготовления. В каждой группе выделяют изделие представитель по которому все последующие расчеты. В качестве изделий-представителей принимают наиболее характерные изделия данной группы и к ним предъявляют следующие требования:
- число изделий-представителей должно быть преобладающим в годовой программе;
-общая годовая трудоемкость изделий-представителей должна составлять значительную величину от общей годовой трудоемкости данной группу;
-наличие в группе изделий близких аналогов сходных по конструктивным признакам габаритным размерам и массе.
Производственная программа определяет количество годных деталей подлежащих выпуску с рабочего места участка (или цеха) в течение года.
Годовая программа выпуска деталей Nпр (производственная программа) рассчитывается по формуле:
где Мr - годовая производительная мощность шт.;
Кз - коэффициент загрузки оборудования принимаемый равными 08-085 что характеризует достаточно полное использование оборудования и наличие необходимого резерва времени;
Fд - действительный годовой фонд времени работы оборудования час;
Действительный годовой фонд времени работы оборудования определяется по формуле:
где Fр – режимный годовой фонд времени работы оборудования;
– планируемые потери времени по i-й группе оборудования в % (задается в диапазоне 3–10% в зависимости от группы [4] или для всего оборудования берется некоторое усредненное значение).
Режимный годовой фонд времени работы оборудования определяется по формуле:
где Д – количество рабочих дней;
Т – продолжительность смены ч;
КСМ – коэффициент сменности (планируется 2-х или 3-х сменная работа).
Расчет количества рабочих дней ведется согласно установленному федеральным законодательством порядку с учетом региональных и местных особенностей:
Д = 365 – 104 – 11 – 4 = 246 дней
где365 – количество календарных дней в году;
4 – количество выходных дней в году;
и 4 – количество праздничных дней в году в соответствии с федеральным и республиканским законодательством.
Рассчитаем режимный годовой фонд времени работы оборудования:
Действительный годовой фонд времени работы оборудования:
Тшт - норма штучного времени мин.
Норма штучного времени на обработку изделия определяется по формуле:
Тшт =То + Твсп + Тоб + Тд мин (1.4)
где То – основное время мин;
Т всп – вспомогательное время мин;
Т об – время обслуживания рабочего места мин;
Т д – дополнительное время мин;
Основное время определяем по формуле:
где t1 - очистка тлеющим разрядом мин;
t2 - ионная очистка мин;
t3 - нанесение покрытия мин;
n1 - количество деталей в одной садке шт.
Специфика вакуумных установок такова что требует разогрева установки перед работой т.е. выхода ее на рабочий режим вакуумной системы и охлаждения ее после работы. Отсюда определяем по формуле:
где t4 - загрузка деталей мин;
t5 - выход установки на рабочий режим мин;
t6 - время охлаждения деталей после обработки мин;
t7 - выгрузка обработанных деталей мин;
t8 - время разогрева установки мин;
t9 - время охлаждения установки мин;
n2 - количество деталей обработанных за один день шт.
Время обслуживания рабочего места определяем из следующего соотношения:
где t10 – время очистки вакуумной камеры и оснастки мин;
t11 – время обслуживания вакуумной системы мин;
t12 – время замены расходных элементов (катодов) мин;
n3 - количество деталей обработанных за период от одной очистки вакуумной камеры и оснастки до следующей шт;
n4 - количество деталей обработанных за период от одного обслуживания вакуумной системы до следующего шт;
n5 - количество деталей обработанных за период от одной замены расходных элементов до следующей шт.
Дополнительное время выделяется на отдых и регламентируется условиями работы. Согласно литературе Тдоп=7% от То.
Из [4] примем что t1=8 мин; t2=5 мин; t3=230мин; n1=12Тогда:
Из [4] примем что t4=05 миндет следовательно 1205=6 мин; t5 =20 мин; t6=60 мин; t7=20 мин; t8=60 мин; t9=60 мин; n2=24Подставляя получим:
Из [4] примем что t10=300 мин; t11=300 мин; t12=180 мин; n3=96 шт; n4=96 шт; n5=72Получаем:
Тдоп = 007·204=143 мин.
Тогда норма штучного времени определится как:
Тшт = 204+1383+875+143=4379 мин.
Годовая программа выпуска:
Оборудование производственного участка
Количество оборудования на участке
где N – годовой объем выпуска деталей на данной установке шт;
ФД – годовой фонд времени работы оборудования ч;
КВН – коэффициент выполнения норм равный 12;
Чоб – принятое количество установок – принимаем через округление расчётного количества станков по правилу: если дробная часть расчётного количества станков меньше 012 то округление в меньшую сторону и наоборот.
Годовой объем выпуска деталей (10 деталей типа стакан) N=3971477 шт.
Примем необходимое количество оборудование равное 7шт.
Расчет численности работающих на участке.
Состав и число работающих цехов определяются характером производственного процесса степенью его автоматизации уровнем кооперации и специализации вспомогательных служб в масштабах корпуса или завода структурой и степенью автоматизации системы управления производством.
В состав персонала участка входят основные производственные рабочие вспомогательные рабочие служащие рабочие и младший обслуживающий персонал (МОП).
К числу производственных рабочих относятся
Состав рабочих участка по нормам обслуживания
Rопер=Чоб·Ксм чел (3.1)
где Ксм – количество смен принятое 2.
где Нобс - норма обслуживания на одного наладчика в смену[4]
На каждый участок требуется по 1 наладчику. Учитывая число смен количество наладчиков принимаем равным 2.
Общее число основных производственных рабочих
Rпр.раб=Rоп+Rнал (3.4)
Rпр.раб=14+2=16 чел.
Численность вспомогательных рабочих
Rвс.раб= Rпр.раб 02 (3.5)
Примем число вспомогательных рабочих 3 чел.
Численность служащих
Rсл.раб=(Rпр.раб+ Rвс.раб)012 (3.6)
Rсл.раб=(16+ 3)012=228
Примем число служащих 3 человека.
Rмоп=(Rпр.раб+ Rвс.раб)02 (3.7)
Примем численность МОП 4 чел.
Расчет производственных и вспомогательных площадей
Площадь механического цеха по своему назначению делится на производственную вспомогательную и служебно-бытовых помещений.
К производственной площади относится площадь занятая станками верстаками и стендами межоперационной сборки проходами и проездами между рядами станков (не магистральных) складами заготовок у станков склизами рольгангами и другим транспортным оборудованием.
К вспомогательной площади относятся площади занятые вспомогательными службами: ремонтным инструментальным хозяйствами складами и кладовыми и другими вспомогательными службами а также магистральными проездами обслуживающими разные цехи.
К площади служебно-бытовых помещений относятся площади занятые раздевалками душевыми санитарными узлами пунктом медицинской помощи а также площадь занимаемая администрацией цеха и другими техническими и конторскими службами по обслуживанию производства.
При технологических расчетах учитывают только производственную и вспомогательную площади.
Сумма производственной и вспомогательной площадей является общей площадью цеха.
Площадь служебно-бытовых помещений учитывают в строительной части проекта.
Размер площади цеха определяют различными методами в зависимости от того ведутся ли предпроектные расчеты или разработка технического проекта.
Основным показателем по определению площади цеха является удельная общая площадь приходящаяся на один производственный станок.
Величина удельных площадей зависит от характера производства габаритных размеров принимаемого оборудования а также особенностей планировки. Эти показатели для укрупненных расчетов принимают по данным выполненных проектов для аналогичных производств.
Окончательный размер площади определяется путем распланировки всего оборудования рабочих мест подъемно-транспортных устройств с учетом установленных нормами технологического проектирования разрывов между отдельными типами оборудования и шириной проходов и проездов а также необходимых вспомогательных служб.
Планировка оборудования дает возможность проверить целесообразность принятой схемы здания (ширина пролетов длина здания и число пролетов).
Производственную площадь цеха определяем по удельным нормам.
Удельной площадью на один станок считается площадь занимаемая станком тумбочкой станочника рабочим местом для складирования заготовок и готовых деталей и проходами.
Площади цехов распределяются по следующим категориям:
производственная вспомогательная складская служебная бытовая и пр.
Расчет ведется нормативным методом.
Площадь основных производственных участков
fуд – удельная площадь на один станок (примем 30м2)
Общая производственная площадь участка
Вспомогательная площадь.
Площадь для ремонта приспособления
Fрем.при=fуд.рем.при·Sрем.при (4.3)
fуд.рем.при – удельная площадь на один станок гр. ремпри (20м2);
Sрем.при – число станков гр. ремпри;
Sрем.при=004·Чоб=004·7=0281ст.
Fрем.при =20·1=20м2.
Выбор типа производственного здания
При выборе типа здания для цеха необходимо учитывать соответствие его современным функциональным техническим экономическим и архитектурно-художественным требованиям.
В курсовом проекте используем универсальное типовое блочное производственное здание крановой конструкции с фонарным покрытием с сеткой колонн для одноэтажных многопролетных зданий 6x12м где 12 - шаг колонны 6 - ширина пролетов. Так как цехи предприятий среднего и тяжелого машиностроения размещают в одноэтажных промышленных зданиях компонуемых из основных и дополнительных унифицированных типовых секций (УТС).
Технологическая планировка участка
В состав механических цехов входят производственные отделения или участки вспомогательные отделения служебные помещения и т.п. Состав производственных участков цехов определяется характером изготовляемых изделий видом технологического процесса объемом производства.
Производственный участок служит для размещения на нем оборудования служащего для выполнения технологических процессов обработки. При планировке механического участка оборудование располагают так чтобы обеспечить прямоточность и последовательность прохождения заготовок по стадиям обработки максимальное использование производственной площади удовлетворять требованиям охраны труда техники безопасности и противопожарной безопасности.
В курсовом проекте оборудование разбиваем на участки по признаку изделий и располагаем станки по ходу технологического процесса. Такая планировка является наиболее удобной для механических цехов серийного производства. Схема расположения станков по технологическому процессу U-образная и зигзагообразная что обеспечивает компактность технологического участка. При выполнении курсового проекта планировку станков на участке выполняем следующим образом:
) сетка колонн 6м х 12м колонны показываем в сечении 1200 х 600мм в виде прямоугольного контура сечение заштриховываем.
) ворота и двери располагают по ходу направления людских потоков. На планировке показаны средства пожаротушения; в наиболее опасном месте должно быть их наибольшее количество.
Определяем ширину проезда между двумя рядами станков при двустороннем движении транспортных средств по формуле:
где В - ширина проезда мм;
Н - ширина рабочей зоны Н=800мм;
а - число рабочих зон а=2;
z - зазор между транспортным средством и рабочей зоной; при транспортировании тележками и электрокарами z=200
D- ширина транспортного средства D=500 мм;
b- число направлений движения b=2.
В=2*800+2(200+500)=3 м.
План участка вычерчиваем в масштабе 1:100. На плане участка указываем станки и др. оборудование гардеробная колонны противопожарные устройства. Место рабочего у станка обозначается кружком диаметром 500мм (рис. 6.1). Рабочие места предусматриваем со стороны проходов что облегчает обслуживание рабочего места.
Рис. 6.1 Рабочее место
Выбор межоперационного транспорта
Машиностроительное производство связано с перемещением больших объемов материалов полуфабрикатов оснастки отходов производства и др. Функциями транспортного хозяйства является:
) обеспечение перевозок по внутризаводскому;
) внешнему кооперированию;
) снабжение предприятий сырьем материалами;
) сбыт готовой продукции.
Выбор транспортных средств зависит от характера обрабатывающих на участке заготовок их массы и габаритов. При этом транспорт должен экономично и рационально обслуживать технологический процесс.
Внутрицеховая транспортная система предназначена для своевременной доставки заготовок полуфабрикатов материалов и других узлов со склада на требуемый производственный участок и на склад с участков. Рациональная организация перевозок строится на основе изучения грузооборота и грузопотоков на предприятии и его отдельных цехов и т.д. Передача заготовок из пролета в пролет и с одного станка на другой может быть выполнена ручными тележками перемещение груза внутри цеха осуществляется при помощи электрокары. Выполним расчет ручной тележки по формуле:
где В - расстояние между двумя нитками технологического оборудования мм;
a - число рабочих зон а=2;
z - зазор между транспортным средством и рабочей зоной; при транспортировании тележками и электрокарами z=200 мм;
D - ширина транспортного средства D=400
В=2*800+2(200+600)=2.8 м.
Проектирование системы контроля
Система контроля качества изделий предназначена для своевременного определения с требуемой точностью параметров качества изделий. В связи с этим на нее возлагаются следующие функции:
хранение информации об изготовляемых изделиях (их конфигурации технических требований к ним);
проведение настройки контрольно-измерительных устройств;
обеспечение своевременной изоляции обнаруженного брака;
приемочный и операционный контроль качества изделий с проверкой соответствия чертежам и техническим требованиям;
выдача информации по результатам контроля качества изделий.
При проектировании системы контроля качества изделий следует большое внимание уделять вопросам снижения себестоимости контрольных операций путем использования современных способов и средств автоматического контроля. Наиболее перспективными средствами снижающими трудоемкость контроля являются устройства активного контроля.
Применение тех или иных средств контроля зависит главным образом от следующих основных факторов: точности изготовления измеряемых деталей их формы и размера числа контролируемых параметров условий измерения требуемой производительности и экономичности. Так как у каждого метода измерения есть собственные погрешности при выборе измерительных средств учитывают соотношения между допуском на размеры детали и погрешностью метода измерения.
Контроль качества изделий может быть осуществлен непосредственно на рабочем месте в специальных контрольных пунктах или отделениях в испытательных отделениях.
Контроль на рабочем месте может быть осуществлен прямо на технологическом оборудовании (внутренний) или около оборудования (внешний).
Контроль качества изделий на контрольных пунктах или в отделениях производится в следующих случаях: когда необходимо применять весьма разнообразные или крупногабаритные средства контроля которые затруднительно или невозможно транспортировать к разным рабочим местам; когда применение на рабочих местах требующих средств контроля не обеспечивает необходимой точности измерения например вследствие нагрева детали при приемки продукции высокой точности; когда проверяют большое количество однообразной продукции удобной для транспортирования; когда проверяют продукцию после последней операции перед сдачей ее в другой цех или на склад.
Схема энергетического процесса
В состав здания по электрической части входят данные для разработки проекта электроснабжения цеха включающие указания по предлагаемым местам расположения трансформаторных подстанций спецификация принятого оборудования с указанием его мощности категория пожароопасности.
Для проектирования электроснабжения производства составляют ведомости потребителей по подразделениям размещенным в корпусе. В ведомости указывают расположение каждого отдельного потребителя силовой энергии на соответствующей планировке причем с разделением потребления энергии на бытовые и производственные помещения. По перечисленным разделам потребления потребления электроэнергии составляют сводные ведомости указывая количество оборудования и установленную мощность по участкам и отделениям.
Технико-экономические показатели проекта участка
Прогрессивность полученных показателей определяют путем сопоставления с проектами аналогичных цехов данными действующих заводов при реконструкции разработанными технико-экономическими показателями по ряду отраслей машиностроения лучшими показателями достигнутыми за рубежом.
Необходимо учитывать что не всегда возможно делать сопоставление по отдельным цехам ввиду различия в объемах и несоответствия в номенклатуре.
Технико-экономические показатели цеха подразделяются на основные данные характеризующие его мощность (эти данные извлекаются из отдельных разделов пояснительной записки) и относительные показатели характеризующие его технико-экономическую эффективность (их получают в результате определения зависимостей между отдельными данными).
общее количество единиц технологического оборудования
общее число работающих на участке
RΣ=Rоп+Rнал+Rвс.раб.+Rсл.раб+RМОП (10.2)
RΣ= 14+2+16+3+3+4=42 человека
выпуск на один станок
выпуск с 1 м2 производственной площади
выпуск на одного работающего
Далее в таблице приведены ТЭП для оценки технического уровня проектируемого участка.
Технико-экономические показатели участка
Наименование основных
данных и показателей
Годовая производственная программа шт.
Общее число станков шт.
Выпуск на 1м2 общей площади шт.
Выпуск на 1 производственный станок шт.
Выпуск на 1 рабочего шт.
Список используемой литературы
Мельников Г. Н. Вороненко В. П. Проектирование механосборочных цехов; Учебник для студентов машиностроит. Специальностей вузовПод ред. А. М. Дальского – М.: Машиностроение 1990. – 352 с.: ил.- (Технология автоматизированного машиностроения).
Проектирование машиностроительных заводов. Справочник в 6-ти томах. Под ред. Е. С. Ямпольского. Том 4. Проектирование механических сборочных цехов цехов защитных покрытий. Под ред. З. И. Соловья. М. «Машиностроение» 1975.
Общемашиностроительные нормативы времени вспомогательного на обслуживание рабочего места и подготовительно-заключительного для технического нормирования работ. -М: Машиностроение 1967-396с.
ПАСПОРТ на установку ННВ-6.6
Егоров М.Е. основы проектирования машиностроительных заводов. М.: Машиностроение 1954.
Селиванов С.Г. Методические указания к курсовому проекту по техническому проектированию реконструкции механических цехов..-Уфа: УАИ.1989.-24с.
Селиванов С.Г. Методические указания. Правила и нормы выполнения чертежей технологических компоновок и планировок реконструируемых цехов. - Уфа: УАИ 1990.-44с.
Панков Г.В. Технологическое проектирование цехов машиностроительных заводов. Проектирование цехов и служб завода: Учебное пособие. - Уфа: УАИ 1982.-68с.
Данилевский В.В. Технология машиностроения. Изд. 4-е перераб. и доп. Учебник для техникумов. М. «Высшая школа» 1977.

Тит.DOC

Уфимский государственный авиационный технический университет
Кафедра технологии машиностроения
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
к курсовой работе по дисциплине «Проектирование специализированных производств»
(обозначение документа)