Файл: Проектирование машиностроительных цехов и заводов. Основные стадии проектирования промышленного предприятия.doc

Планировка оборудования и рабочих мест в цехе. Определение размера площади цеха.

Планировка оборудования.

Состав производственных отделений и участков механических цехов определяется характером изготовляемых изделий, тех. процессом, объемом и организацией производства.

В поточно-массовом производстве, например в автотракторном, цех называется по наименованию выпускаемого узла или агрегата. Например, цех двигателей имеет участки: «Блок цилиндров», «Коленчатые и кулачковые валы», «Шатуны» и т.п. Участок разбивается на станочные линии по наименованию деталей, например участок «Блок цилиндров» имеет линии «Блок», «Направляющие втулки клапана», «Крышки коренных подшипников» и т.д.

В серийном производстве механический цех разбивается на участки (или пролеты) по размерам деталей (участок крупных деталей, участок мелких деталей, участок средних деталей) или по характеру и типу деталей (участок валов, участок зубчатых колес и т.д.)

Пролетом называется часть здания, ограниченная в продольном направлении двумя параллельными рядами колонн. Металлорежущие станки участков и линий механического цеха располагают в цехе одним из двух способов:

• 
  по типам оборудования;
  
• 
  в порядке технологических операций.
  

По типам оборудования – этот способ характерен для единичного, мелкосерийного и отдельных деталей серийного производства. Создаются участки станков: токарных, фрезерных, шлифовальных. Последовательность расположения подобных участков однородных станков на площади цеха определяется последовательностью обработки большинства типовых деталей.

Так по ходу технологического процесса обработки деталей типа шкив, муфта, фланцы, диски, зубчатые колеса, втулки и т.д. располагаются участки станков в следующей последовательности:

1. 
   Токарные станки
   
2. 
   Фрезерные
   
3. 
   Строгальные
   
4. 
   Радиально и вертикально-сверлильные
   
5. 
   Шлифовальные (круглошлифовальные).
   

При обработке плоскостных деталей (плита, рама, станина и т.п.) последовательность расположения оборудования будет следующая:

1. 
   Разметочные плиты,
   
2. 
   Продольно-строгальные,
   
3. 
   Продольно-фрезерные,
   
4. 
   Расточные,
   
5. 
   Сверлильные,
   
6. 
   Плоскошлифовальные.
   

При размещении станков необходимо стремиться к достижению прямоточности производства и к наилучшему использованию подкрановых площадей. Мелкие станки располагают на площадях, не обслуживаемых кранами.

По порядку технологических операций – этот способ характерен для цехов серийного и массового производства. Станки располагаются в соответствии с технологическими операциями для обработки одноименных или нескольких разноименных деталей, имеющих схожий порядок операций. В мелкосерийном и среднесерийном производстве каждая группа станков выполняет обрпботку нескольких деталей, имеющих аналогичный порядок операций, т.к. загрузить полностью все станки линии одной деталью не всегда возможно.

Необходимо предусматривать кратчайшие пути движения каждой детали, не допускать обратных, кольцевых или петлеобразных движений, создающих встречные потоки или затрудняющих транспортирование.

Основные принципы при размещении станков:

1. 
   Участки, занятые станками, должны быть по возможности наиболее короткими. В машиностроении длина участка составляет 40 – 80 м.
   
2. 
   Станки вдоль участка могут располагаться в 2, 3 и более рядов. При расположении станков в 2 ряда между ними оставляется проход (проезд) для транспорта. При трехрядном расположении станков может быть два или один проход. В последнем случае продольный проход образуется между одинарныи и сдвоенным рядами станков. Для подхода к станкам сдвоенного ряда (станки расположены друг к другу тыльными сторонами), расположенным у колонн, между станками оставляют поперечные проходы. При 4-х рядном расположении устраивают 2 прохода: у колонн станки располагают в один ряд, а сдвоенный ряд – посередине (см. рис. 3).
   
3. 
   
   
   
   Станки могут располагаться по отношению к проезду вдоль поперек и под углом (рис. 4). При поперечном расположении станков затрудняется их обслуживание, т.к. нужно предусматривать поперечные проезды. Загрузочная сторона прутковых станков должна быть обращена к проезду, у остальных же станков сторона с приводом обращена к стене или колоннам. Для лучшего использования площади револьверные станки, автоматы, протяжные, расточные, продольно-фрезерные и продольно-шлифовальные располагают под углом.
   
4. 
   В поточных линиях станки также могут устанавливаться в один или в два ряда. В последнем случае деталь в процессе обработки переходит с одного ряда на другой. В поточных линиях с применением рольгангов или других конвейеров станки могут устанавливаться относительно них параллельно, перпендикулярно, а также могут быть встроены в линию.
   
5. 
   Расстояние между станками, а также между станками и элементами зданий для различных вариантов расположения оборудования, а также ширина проездов в зависимости от различных видов транспорта регламентирована нормами технологического проектирования.
   

Табл. 8

Нормы расстояний между станками и от станков до стен и колонн.

Расстояния			Нормы расстояний между станками при их размерах в мм
			До 1800 800	До 4000 2000	До 8000 4000	До 16000 6000
Между станками по фронту «а»			700	900	1500	2000
Между тыльными сторонами станков «б»			700	800	1200	15000
Между станками при поперечном расположении к проезду	При расположении станков «в затылок» «в»		1300	1500	2000	-
	при расположении станков фронтом друг к другу и обслуживании 1 рабочим	одного станка «г»	2000	2500	3000	-
		двух станков «д»	1300	1500	-	-
От стен или колонн здания до	тыльной или боковой стороны станка «е»		700	800	900	1000
	фронта станка «ж»		1300	1500	2000	-

---

Иллюстрации к табл. ___ приведены на рис. 5.

7. 
   Ширина магистральных проездов.
   

Табл. 9.

Вид транспорта	Ширина проезда	Расстояние между станками
Электрокары (1 – 5 т)	3000 – 4000	3400 – 4500
Электропогрузчики (0,5 – 3 т)	3500 – 5000	4000 – 5500
Грузовые автомашины (1 – 5 т)	4500 – 5500	5000 - 6000

8. 
   Ширина проездов при различном транспорте (габариты груза до 800 – 1500 мм).
   

Табл. 10

Мостовой кран	А =2000; 2500 Б = 2500; 3000	А = 2000; 2500 Б = 3300; 3800	А = 2000; 2500 Б = 4000; 4500
Эл. кары	А = 2000; 2500 Б = 2500; 3000 при одностор. движении А = 3000; 3500 Б = 3500; 4000 при двухстор. движении	А = 2000; 2500 Б = 3300; 3800	А = 2000; 2500 Б = 4000; 4500
		Только одностороннее движение.

При вычерчивании габаритов станка принимается его контур по крайним выступающим частям, причем в габарит входят крайние положения движущихся частей станка. Каждому типу станка дается условное графическое изображение в М 1:100 или 1:200.

Определение размера площади цеха.

При детальном проектировании станочная площадь (производственная) определяется на основании планировки путем разработки плана расположения всего оборудования, рабочих мест, конвейерных и др. устройств, мест складирования заготовок, проездов и пр.

1. 
   Уточняется принятые значения ширины длины и число пролетов.
   

---

Ширина пролетов – расстояние между осями колонн в поперечном направлении пролета. Зависит от габаритных размеров оборудования и средств транспорта: ширина

В = 18 м (для легкого машиностроения)

В = 18 и 24 м (для среднего машиностроения)

В = 24, 30 и 36 м (для тяжелого машиностроения)

Ширина всех пролетов механического цеха принимается одинаковой.

Шаг колонн – расстояние между осями колонн в продольном направлении. Зависит от рода применяемого материала для зданий, его конструкции и нагрузок. Принимается равной 6; 9 и иногда 12 м. Расстояние между осями колонн в поперечном и продольном направлении образует сетку колонн. В механических цехах более часто применяются сетки: 18  6; 24  6; 18  12; 24  12. В тяжелом машиностроении 30  6 и 36  6.

Длина пролета определяется суммой размеров последовательно расположенных производственных и вспомогательных отделений, проходов и др. участков цеха. Длина пролетов должна быть кратна размеру шага колонн и одинаковой для всех пролетов.

Высота пролетов 6 – 8,4 м в бескрановых пролетах и 10,8 – 19,8 в крановых. В пролетах, не имеющих подъемных кранов, применяется подвесное подъемно-транспортное оборудование (кранбалки грузоподъемностью 0,5 – 5 т, подвесные конвейеры и др.)

Показателем, характеризующим использование площади механического цеха, является удельная площадь, т.е. площадь, приходящаяся на один станок:

;

По этому показателю судят об использовании производственной площади цеха.

S_уд для малых станков 10 – 12 м²

средних станков – 15 – 25 м²

крупных станков – 25 – 70 м²

особо крупных – 70 – 200 м²

Очень плотное размещение станков (S_уд мало) создает нерациональные условия для работы (затрудняет движения рабочего, уменьшает безопасность, ухудшает освещенность); в результате снижается производительность труда.

Обратное положение ведет за собой увеличение затрат на 1 станок.

Общая планировка механического цеха.

План цеха выполняется в масштабе 1:100 или 1:200.

На плане должно быть изображено все оборудование и устройства, относящиеся к рабочему месту:

• 
  станки, автоматические линии и др. технологическое оборудование;
  
• 
  расположение рабочего места у станка во время работы;
  
• 
  верстаки, раб. столы, подставки;
  
• 
  инструментальные столики;
  
• 
  места у станков для обработанных деталей и заготовок;
  
• 
  транспортные устройства, относящиеся к рабочему месту;
  
• 
  площадки для контроля и временного хранения деталей;
  
• 
  место мастера;
  
• 
  грузоподъемные и транспортные средства цеха (краны мостовые, консольные, портальные, рольганги и пр.)
  
• 
  проезды и проходы, туннели и ямы для производственных или транспортных целей.
  

---

Строительная часть плана.

• 
  колонны с осями и обозначением номера каждой колонны;
  
• 
  наружные и внутренние стены, а также перегородки;
  
• 
  окна, ворота, двери;
  
• 
  подвалы, подземные комнаты, антресоли.
  

Проектирование вспомогательных отделений механического цеха.

К вспомогательным отделениям относятся:

• 
  заготовительное отделение;
  
• 
  заточное отделение;
  
• 
  контрольное отделение;
  
• 
  ремонтное отделение (ремонтная база);
  
• 
  мастерская для ремонта приспособлений и инструмента;
  
• 
  изготовление СОЖ;
  
• 
  переработка стружки;
  
• 
  цеховой склад материалов и заготовок;
  
• 
  промежуточный и межоперационный склад;
  
• 
  инструментально-раздаточный склад;
  
• 
  склады приспособлений, абразивов, масел, вспомогательных материалов.
  

Заготовительное отделение.

Служит для разрезки отрезки, центровки, правки и обдирки прутковых материалов.

Может быть совмещено со складом материалов и заготовок и является частью его хозяйства или же для крупных предприятий может быть самостоятельным.

Оборудование – отрезные станки, дисковые пилы, приводные ножовки, центровальные и фрезерно-центровальные станки, правильные, обдирочные станки, прессы для правки и др.

Определение потребного количества оборудования производится на основании разработанного тех. процесса на заготовительные операции:



Удельная площадь обычно составляет 25 – 30 м².

Площадь считается :

Заточное отделение.

С целью улучшения качества заточки режущего инструмента заточка выполняется централизованно.

Основное оборудование – заточные станки.

Точный расчет заточных станков как правило не производится из-за большой трудоемкости расчетов и отсутствия полных исходных данных.

Потребное количество заточных станков общего назначения в среднем составляет 4 – 6% от количества станков, обслуживаемых заточкой.

После заточки часто применяют доводку режущего инструмента с целью улучшения качества отделки и повышения производительности.

Особое значение имеет доводка для твердых сплавов, т.к. они обладают большой твердостью и хрупкостью. После доводки выкрашивание в значительной степени устраняется. Доводка производится на специальных станках, количество которых принимается равным приблизительно ½ количества заточных станков, на которых затачивается инструмент, подлежащий доводке.

---

Удельная производственная площадь заточного отделения составляет 8 – 10 м², а уд. общая площадь этого отделения – 10 – 12 м² на 1 станок. Во вспомогательную площадь этого отделения входят:

1. 
   площадь для хранения чертежей перетачиваемого инструмента;
   
2. 
   площадь для хранения абразивных кругов и приспособлений к станкам заточного отделения.
   

Заточное отделение следует располагать смежно с инструментальным складом.

Кол-во рабочих – 1,7 – 2 чел. на один заточной станок при работе в 2 смены.

Проектирование технического контроля в механических цехах.

В механических цехах устраиваются контрольные отделения, которые являются частями (отделениями) заводского ОТК. Контрольное отделение проверяет:

• 
  качество материала (путем наружного осмотра);
  
• 
  правильность размеров, полученных при обработке;
  
• 
  качество поверхности (эталоны чистоты).
  

Разновидности контроля:

• 
  непосредственно на рабочем месте на станке;
  
• 
  на специальных контрольных площадках (пунктах);
  
• 
  в контрольном отделении цеха.
  

Кроме того, контроль, выполняемый в цехах, может быть летучий, промежуточный и окончательный.

Летучий – в форме периодических проверок деталей в процессе их изготовления для предупреждения массового брака. Наиболее эффективным методом летучего контроля является статистический контроль, применяемый в серийном и массовом производстве. Летучему контролю подвергаются первые детали, обработанные после наладки или переналадки станка, а другие детали – после определенных операций.

Промежуточный контроль – производится между операциями, когда деталь прошла одну операцию. Производится в единичном и серийном производствах на контрольных площадках, установленных в конце каждой группы станков (указывается в планировке).

При расположении станков по порядку технологического процесса контрольные площадки располагаются у станков, после которых производится контроль (расточных, шлифовальных, хонинговальных, отделочных и т.п.)

Окончательный контроль – производится после окончания всех операций, после полной обработки детали. Проверку выполняют в контрольном отделении.

Окончательному и промежуточному контролю подвергаются или все детали (сплошной контроль) или выборочно. В случае обнаружения брака при обработке на поточной линии все последующие операции подвергают сплошному контролю до устранения обнаруженных отклонений.

---