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

Каждому из видов производств (единичному, серийному и массовому) свойственны соответствующие формы организации работы и способы расположения оборудования, которые определяются характером изделия и производственного процесса, объемом выпуска и рядом других факторов.

Существуют следующие основные формы организации работы:

По видам оборудования, свойственная главным образом единичному производству; для отдельных деталей применяется в серийном производстве. Станки располагаются по признаку однородности обработки, т.е. создаются участки станков одного вида обработки – токарных, строгальных, фрезерных и др.
Предметная, свойственная главным образом серийному производству; для отдельных деталей применяется в массовом производстве. Станки располагаются в последовательности технологических операций для одной или нескольких деталей, требующих одинакового порядка обработки. В этой же последовательности образуется и движение деталей. Обработка деталей на станках производится партиями; при этом время выполнения операции на отдельных станках может быть не согласовано с временем операции на других станках. Изготовленные детали во время работы хранятся у станков и затем транспортируются целой партией. Здесь же может производиться и контроль деталей.
Поточно-серийная или переменно-поточная, свойственная серийному производству. Станки располагаются также в последовательности технологических операций для деталей, обрабатываемых на данной станочной линии. Производство идет партиями, причем детали каждой партии могут несколько отличаться одна от другой размерами или конструкцией, допускающими, однако обработку их на одном и том же оборудовании. Производственный процесс ведется таким образом, что время выполнения операции на одном станке согласовано с временем работы на следующем станке; детали данной партии перемещаются со станка на станок в последовательности технологических операций, создавая непрерывность движения деталей по станкам. Переналадка станков, приспособлений и инструментов при переходе на обработку сходных деталей других партий обеспечивается предварительной подготовкой. Норма времени на каждую операцию должна быть примерно одинакова.
Прямоточная, свойственная массовому (и в некоторой мере крупносерийному) производству; станки располагаются в последовательности технологических операций, закрепленных за определенными станками; детали со станка на станок передаются поштучно. Но синхронизация времени операций выдерживается не на всех участках линии, т.е. время выполнения отдельных операций не всегда равно (или кратно) такту; вследствие этого около станков, у которых время выполнения операции больше такта, создаются заделы необработанных деталей. Такая форма работы называется иногда пульсирующим потоком. Траспортирование деталей от одного рабочего места к другому осуществляется рольгангами, наклонными желобами и др. транспортными устройствами, иногда применяются и конвейеры, служащие здесь только в качестве транспортеров.
Непрерывным потоком, свойственная только массовому производству. При такой форме организации работы станки располагаются в последовательности операций технологического процесса, закрепленных за определенными станками, время выполнения отдельных операций на всех рабочих местах примерно одинаково или кратно такту, благодаря чему достигается синхронизация операций и создается такт работы для всех рабочих мест поточной линии.

Различают несколько разновидностей работы непрерывным потоком:

а) работа непрерывным потоком с периодической подачей деталей (изделий) простыми транспортными устройствами без тягового элемента (рольганги, склизы, скаты, наклонные желоба и т.д.)

б) работа непрерывным потоком с периодической подачей деталей (изделий) транспортными устройствами с тяговым элементом. Передвижение деталей от одного рабочего места к другому производится при помощи механических транспортирующих устройств – конвейеров, которые двигаются периодически, толчками. Конвейер перемещает деталь через промежуток времени, соответствующий величине такта работы, в течение которого конвейер стоит, и выполняется рабочая операция, продолжительность которой примерно равна величине такта работы.

в) работа непрерывным потоком с непрерывной подачей деталей (изделий) также механическими транспортными устройствами с тяговым элементом. В этом случае механический конвейер движется непрерывно, перемещая расположенные на нем детали от одного рабочего места к другому. Операция выполняется во время движения конвейера, при этом деталь или снимается для выполнения операции (обработка на станках) или остается на конвейере , и в этом случае операция выполняется во время его движения (сборка изделия). Скорость движения детали вместе с конвейером соответствует такту, который поддерживается механически.

Решающий фактор, обусловливающий соблюдение принципа непрерывного потока – такт работы.

Определение потребного количества оборудования.

Определение количества и выбор типов оборудования для выполнения данной производственной программы является основным и наиболее ответственным вопросом при расчете цеха.

Определение количества станков механического цеха, необходимого для обработки деталей по заданной производственной программе, производится двумя методами:

По данным технологического процесса
По технико-экономическим показателям.

В зависимости от типа производства, стадии проектирования и требуемой точности расчет может вестись точно или укрупненно.

Расчет оборудования по данным тех. процесса (точным способом) ведется при разработке технического проекта цехов серийного и массового производства, когда трудоемкость определяется по подробно разработанным тех. процессам. В этом случае для обычного серийного (непоточного) производства расчет ведется по каждому типоразмеру станков, а для поточно-массового и поточно-серийного – для каждой операции.

Укрупненный метод или расчет по технико-экономическим показателям применяется в тех случаях, когда нет достаточных данных для точного расчета или его проведение невозможно из-за особо кратких сроков проектирования. Это часто имеет место при проектировании цехов единичного и мелкосерийного производства, а также при разработке технического задания цехов всех видов производства.

Определение количества станков в серийном производстве.

При определении количества оборудования цехов серийного производства точным способом расчет ведется по каждому типоразмеру станка на основе подсчета годовой трудоемкости обработки всех деталей, закрепленных за данным типом станка. Проектные расчеты основного количества станков ведут для 2-х сменного режима работы, а для уникальных, крупных и тяжелых станков – для 3-х сменного.

Потребное количество станков данного типа определяется по формуле:

,

где С_р – расчетное количество станков данного типоразмера;

Т_шт-к

– трудоемкость годового количества всех деталей на станках данного типоразмера в станко-часах.

Ф_д.об – действительный годовой фонд времени работы оборудования при 2-х сменной работе в часах.

где Т_шт-к1, Т_шт-к2, …, Т_шт-к_n – штучно-калькуляционное время 1, 2, …, n деталей на станках данного типа в мин.

Д₁, … - соответственно годовое количество одноименных деталей, обрабатываемых на станке.

Табл. 5.

Наим. детали

Годовая программа

Наим. станков и их моделей по ТП

Итого Т_шт-к

Пр. фрез. 6602

Рад. сверл. 2Н55

Ток-винт.

1К62

Верт. фрез 6Т82

Т_шт-к

на 1 дет., мин

на год. пр., ч

на 1 дет., мин

на год. пр., ч

на 1 дет., мин

на год. пр., ч

на 1 дет., мин

на год. пр., ч

на 1 дет., мин

на год. пр., ч

Дет. №1

Дет №2

Итого

Х₁

Х₂

Х₃

Полученное расчетом количество станков округляется до целого числа, называемого принятым числом станков С_п.

Для определения степени загруженности и времени станков данного типоразмера пользуются коэффициентом загрузки оборудования. Этот коэффициент определяется отношением расчетного числа станков к принятому:

Средний коэффициент загрузки оборудования по участку, отделению или цеху:

Средние значения коэффициента загрузки оборудования по цеху принимаются: для единичного и мелкосерийного производства: 0,8 – 0,85 и выше; для серийного производства – не ниже 0,75 – 0,85. Если по отдельным типам станков коэффициент загрузки получается более низким, то его необходимо догрузить или совсем разгрузить, перенеся работы на другие станки. Пример построения графика загрузки оборудования приведен на рис. 2.

Коэффициент использования станка по основному времени - равен отношению основного времени к штучно-калькуляционному:

Он характеризует использование станка непосредственно для машинной работы, т.е. для снятия стружки (обработки детали).

Средний коэффициент использования по основному времени:

Чем меньше Т_всп, Т_обсл, Т_отд и Т_пз, тем лучше станок используется по основному времени. В серийном производстве

Рис. 2 Пример построения графика загрузки оборудования.

.

График для коэффициента использования станка по основному времени строится аналогично графику коэффициента загрузки.