Материал: Проектирование механосборочных цехов

Проектирование механосборочных цехов

Образовательное учреждение высшего профессионального образования

Дальневосточный Государственный Технический Университет

(ДВПИ им. В.В.Куйбышева)

Институт механики, автоматики и передовых технологий

Машиностроительный Факультет

Кафедра Технологии Машиностроения

Курсовая работа

по теме: «Проектирование механосборочного производства»

Выполнил:

Левин М.А.

Владивосток 2011

Введение

В настоящее время проектирование механосборочных цехов, являющихся неотъемлемой частью машиностроительных заводов, приобрело исключительно важное значение. Повышаются требования к качеству продукции машиностроения, её разнообразию. Интенсивное развитие технических средств вызвало необходимость совершенствование методики проектирования и создания на её основе новых высокоэффективных предприятий. Особое внимание уделяется реконструкции и техническому перевооружению предприятий, так как средства, выделенные на эти цели, окупаются в среднем в 3 раза быстрее, чем при создании аналогичных мощностей за счет нового строительства.

В курсовой работе необходимо спроектировать механосборочный цех с применением современных методов проектирования, основанные на последних научных и технических данных, а также учитывая принципы построения автоматизированных производственных процессов, обеспечивающих высокую производительность и технико-экономическую эффективность. При проектировании производственного процесса, протекающего в механосборочных цехах, особое внимание следует уделять взаимосвязи этапов, в результате которых получается готовое изделие, количественных и качественных изменений объекта производства, а также основных и вспомогательных производственных систем и совокупность операций при проектировании.

Машиностроительное предприятие представляет собой весьма сложную организацию, структура и деятельность которой находятся в непосредственной зависимости от сложности конструкции и разнообразия выпускаемой продукции, характера технологического процесса её изготовления и объёма производства.

При проектировании предприятия одновременно разрабатывают и решают экономические, технические и организационные задачи, тесно связанные между собой: каждое техническое решение должно быть экономически обосновано и осуществлено при определенной организационной форме.

механосборочный цех заточный станок

1. Проектирование производственных участков

.1 Установление производственной программы и определение типа производства

Так как длительный цикл технологического проектирования и значительная трудоемкость не позволяет произвести точный расчет трудоемкости изготовления, то применяется проектирование по приведенной программе, характерное для серийного производства. Все изделия приводятся к представителю с учетом отличий по массе, серийности выпуска. Общий коэффициент приведения К_о определяется по формуле:

где: К_м - коэффициент приведения по массе:

где  и  - масса изделия-представителя и приводимого изделия.

К_сер - коэффициент приведения по серийности, определяется из соотношения годовых программ представителя и приводимого изделия.

где  - годовой выпуск изделия - представителя,

 - годовой выпуск приводимого изделия;

,15 - показатель для среднего и легкого машиностроения.

 - коэффициент сложности изделия (соотношение числа оригинальных деталей в изделии - представителе и приводимом изделии) колеблется в пределах от 0,9 (менее сложные) до 1,1 (более сложные).

Результаты расчета производственной программы цеха приведены в таблице.

Таблица 1. Производственная программа

.2 Проектирование производственных участков (линий) механообработки

Укрупненное нормирование затрат времени на механообработку

Таблица 2. Детали, которые будут изготавливаться на предприятии, и их приближенный вес:

Штучное время на механообработку деталей находим по формуле:

Таблица 3. Штучное время

Ожидаемые затраты времени с учетом планируемой партии запуска:

Примем партию запуска, n = 330 дет. Периодичность запуска - 12 дней.

Режим работы выбираем двухсменный, восьми часовой рабочий день, пяти дневная рабочая неделя, таким образом, фонд рабочего времени составит 6060 часов.

Механосборочный цех должен включать в себя сборочный участок, участок механообработки, склад готовой продукции, склад заготовок, отделение приготовления СОЖ, ремонтный участок, административные помещения, служебные и вспомогательные помещения.

Требуемое количество оборудования (станков):

 - время механообработки

 - коэффициент загрузки оборудования (принимается из нормативов).

Таблица 4. Распределение расчетного количества станков по типам оборудования

Количество станочников:

 - коэффиц. многостаночного обслуживания, примем 1,2.

 - коэффиц. перевыполнения норм, примем 1,05.

 - средний коэффициент загрузки станков.

Число рабочих мест слесарей для выполнения слесарной межоперационной доработки:

 Примем число слесарей 1 чел. в смену. Всего 2 чел.

Расчет площадей производственных участков:

Удельную производственную площадь, , примем 20 м²

Таблица 5. Состав производственных участков

.3 Проектирование сборочного производства цеха

Соотношение трудоемкостей сборочных работ и механической обработки примем по таблице 8 равным 0,55.

Трудоемкость сборочных операций:

Таблица 6. Соотношение трудоемкости сборочных работ по видам к общей трудоемкости:

Количество рабочих мест сборки (стендов):

где, р = 1 - средняя плотность работ,  - средний коэффициент загрузки сборочного стенда.  - годовой фонд времени раб. места сборщика.

Примем количество рабочих мест сборщиков равным 30.

Примем 60 человек рабочих на сборочные участки. По 30 чел. в смену.

Подготовительно-заключительное время и время на обслуживание рабочего места и отдых в сумме:

Таблица 7. Расчетное число рабочих мест по видам операций

Число разметчиков и слесарей межоперационной сборки:

 Примем 5 чел.

Таблица 8. Количество рабочих мест сборщиков и площади сборочных участков

Производственные рабочие, участвующие в производстве, в первой смене составляют 55% от общей численности.

Вспомогательные площади сборочного производства:

.

Примем 111 м²

Общая площадь сборочного производства:

2. Проектирование вспомогательных отделений и участков

.1 Склады производственного назначения

Объекты хранения в складах - средние и мелкие. Способ хранения примем в штабелях до 3 м. в высоту. Для подачи грузов со складов используем напольные электропогрузчики и электроштабелеры.

Удельная допускаемая нагрузка на пол на 1 м² площади:

Склад заготовок - до 4 т/м², коэффициент использования площади - 0,35.

Склад готовых деталей - 2,5 т/м², коэффициент использования площади - 0,4.

Склад готовых узлов - 1,5 т/м², коэффициент использования площади - 0,4.

Склад комплектующих изделий (межоперационный склад) - 1,5 т/м², коэффициент использования площади - 0,4.

Годовое поступление материалов на склад:

Коэффициент использования металла - 0,67 (примем для станкостроения).

Площадь склада заготовок и материалов:

t - норма запаса хранения, примем 12 календарных дней по нормативам.

Площадь склада готовых деталей:

где  - масса готовой продукции.

Площадь межоперационного склада:

Площадь склада готовых изделий:

Численность рабочих склада заготовок и материалов:

где Q - годовое поступление грузов, n - норма переработки груза одним рабочим за смену (20 т.), К - коэффициент, примем равным 6.

Примем 2 человека на склад заготовок и материалов (по 1 чел. в смену).

Численность рабочих межоперационного склада:

Примем 4 чел. (по 2 чел. в смену). На склады готовых деталей и готовых изделий примем численность рабочих по 2 человека на склад (по 1 чел. в смену).

.2 Инструментальная служба

Площадь инструментально-раздаточной кладовой механообрабатывающих цехов:

.

Норма площади склада на 1 станок - 0,83 м²

Кладовая абразивов:

. Примем площадь кладовой - 11 м². Численность кладовщиков - 2 чел. (по 1 чел. в смену).

Кладовая инструмента и приспособлений сборочного производства:

Кладовая вспомогательных материалов сборочного производства:

Кладовщики ИРК:

механообрабатывающее производство - 2 чел. (по 1 чел. в смену)

сборочное производство - 4 чел. (по 2 чел. в смену). Примем 2 чел. на кладовую абразивов и 2 чел. на кладовую. инструмента и приспособлений и вспомогат. материалов.

Отделение заточки и восстановления режущего инструмента и оснастки создавать нецелесообразно, так как оно создается при кол-ве производственного оборудования более 150 ед., в нашем производстве 51 ед. оборудования.

2.3 Сбор и переработка отходов производства

Определим годовую массу стружки:

Коэффициент использования металла - 0,67. Стружка при механообработке образуется преимущественно элементо-образная (мелкая кромка, высечка, кусочки, в виде витков). Плотность стружки для стали примем 1 т/м³.

Годовой вес стружки:

В год - 157,6 м³ стружки.

Масса стружки за неделю:

Получается 3,03 м³ стружки в неделю.

Масса стружки в день:

Получаем 0,61 м³ стружки в день.

Интенсивность стружкообразования:

В среднем на одном станке образуется:

Годовой объем стружки довольно мал. Участок переработки стружки в цехе создавать нецелесообразно. Централизованную систему сбора отходов тоже создавать не будем. Рабочие после каждой смены будут собирать стружку в емкости у станков. По мере заполнения этих емкостей стружку будут доставлять к месту сбора. 1 раз в неделю стружку будут вывозить из цеха напольным транспортом. Для сбора стружки установим в цехе 2 тары раскрывающиеся. Их емкость 1,6 м³. Этого хватит на 1 неделю.

.4 Приготовление, раздача и утилизация СОЖ

Отделение сбора и приготовления СОЖ.

Для охлаждения зоны резания при механообработке в цехе будем использовать эмульсию на водной основе.

Полезная емкость системы охлаждения:

для лезвийных станков - 60 л.

для абразивных станков - 250 л.

Величина ежесуточного долива СОЖ:

для лезвийных станков - 3,6 л./сутки

для абразивных станков - 7,5 л./сутки

Количество оборудования:

лезвийное - токарные станки (15 ед.), фрезерные станки (8 ед.), сверлильные станки (15 ед.). Всего 38 единиц.

абразивное - шлифовальные станки - 13 ед. Всего 13 ед.

Суточная норма долива СОЖ в механообрабатывающем цехе:

Годовой расход СОЖ в цехе:

На основе полученных данных принимаем решение создать участок приготовления и раздачи СОЖ в цехе, так как годовой расход СОЖ большой.

Площадь для размещения средств обеспечения СОЖ:

Площадь склада масел: . Примем площадь равную 7 м²

В цехе применим децентрализованную систему снабжения, при которой СОЖ из отделения СОЖ доставляют к станкам в таре и так же удаляют отработанную жидкость. Сроки замены СОЖ (по прилож. 29): для лезвийного оборудования - 1 раз в месяц, для абразивного оборудования - 4 раза в месяц. Доставка емкостей с СОЖ осуществляется на электрокарах, производят долив. Склад масел разместим совместно с помещением для СОЖ.

Численность вспомогательных рабочих и ИТР.

К составу вспомогательного персонала, обслуживающего сборочное производство, относятся: распределители работ, водители напольного транспорта, кладовщики-инструментальщики, кладовщики-комплектовщики, подсобные рабочие, уборщики производственных и вспомогательных помещений, контроллеры.

Численность распределителей работ:

где

Примем 47 чел. Это 1 смена рабочих (55% от общей численности).

Это 2 смена рабочих (45% от общей численности).

Численность кладовщиков-инструментальщиков:

 - число рабочих сборочного участка в первой смене.

Количество кладовщиков-комплектовщиков:

Количество кладовщиков:

На склад готовых узлов

На склад комплектующих

Количество комплектовщиков:

На узловой сборке

На общем монтаже

Количество разнорабочих, занятых на складских и транспортных работах, примем по нормативам 1 чел. в смену. Всего 2 чел.

Численность уборщиков производственных и вспомогательных помещений:

Уборщики производственных помещений:

Уборщики вспомогательных помещений:

Число работников технического контроля в ОТК на сборке:

Контролеры и старшие мастера

Контрольные мастера:

.5 Технический контроль

Контроль механообрабатывающих операций выборочный. Контролируется 20% операций. Контроль готовой продукции осуществляется на 100%.

Определим численность контролеров в цехе (при норме обслуживания 29 чел. рабочих на 1 контролера):

Примем 3 контролера в механическом цеху.

Площадь службы технического контроля:

Отделение окончательного контроля:

Промежуточный контроль выполняется на производственных участках (непосредственно на рабочем месте станочника или слесаря). Окончательный контроль осуществляется в службе технического контроля и в отделении окончательного контроля.

Состав и количество оборудования для оснащения пунктов контроля:

Таблица 9. Оборудование контрольного пункта для обслуживания производства деталей типа тел вращения:

Таблица 10. Оборудование контрольного пункта для обслуживания производства средних корпусных деталей:

.6 Цеховая ремонтная база

Определение структуры ремонтного цикла оборудования цеха и оценка длительности цикла

Таблица 11. Структура ремонтного цикла металлорежущего оборудования

Продолжительность ремонтного цикла металлорежущих станков:

Межремонтный цикл составит:

Виды работ, выполняемых цеховой ремонтной службой

Суммарная ремонтная сложность обслуживаемого оборудования - 902,5 R. Значит цеховая ремонтная база (ЦРБ) выполняет все виды работ.

Таблица 12. Определение ремонтной сложности оборудовании цеха

Определение объема ремонтных работ

Все станки в механическом цеху нормальной точности. Из структуры ремонтного цикла получаем 4 текущих, 1 средний, 1 капитальный ремонт.

Определим трудоемкость станочных работ на 1 рем. единицу механической части:

Определим трудоемкость слесарных работ на 1 рем. единицу механической части:

Определим трудоемкость станочных работ на 1 рем. единицу электрической части:

Определим трудоемкость электрослесарных работ:

На основании полученных данных составим таблицу суммарной трудоемкости оборудования

Таблица 13

Годовая трудоемкость ремонтных работ:

Станочные общие:

Слесарные общие:

Механослесарные:

Электрослесарные:

Определение персонала, оборудования и площадей цеховой ремонтной базы.

Количество станочников:

Примем 2 чел. станочника.

Количество слесарей механической части:

Примем 4 чел. слесарей.

Количество слесарей электрической части:

Примем 1 слесаря.

Число станков ЦРБ:

.

Примем 3 станка в ЦРБ.

Таблица 14. Состав оборудования цеховой ремонтной базы:

Площадь ремонтной службы цеха:

Площадь склада запасных частей:

Площадь ремонтной мастерской:

Площадь кладовой с заготовительным участком:

Площадь слесарного участка:

Мастерская энергетика:

.7 Транспортная служба цеха

Так как в цехе не обрабатываются крупногабаритные и тяжелые изделия, ему не требуется отдельная транспортная служба. Завоз материала и вывоз готовых изделий осуществляется общезаводскими службами. Изделия внутри цеха перемещаются с помощью ручных тележек и вручную.

3. Энергетические ресурсы производства

Расчет расхода электроэнергии

Годовой расход силовой электроэнергии:

Все потребители силовой электроэнергии занесем в таблицу

Таблица 15.

Расход электроэнергии на освещение:

Расход осветительной электроэнергии на производственные помещения:

Расход осветительной электроэнергии на вспомогательные помещения:

Расход осветительной электроэнергии на складские помещения:

Расход осветительной электроэнергии на помещения администрации:

Расход осветительной электроэнергии на бытовые помещения:

Общий расход со всего цеха:

Общий расход электроэнергии:

Расход электроэнергии очень большой. Принимаем решение установить в цехе подстанцию, которая будет обеспечивать производство силовой и осветительной электроэнергией. Площадь подстанции примем равной 60 м².

Расход сжатого воздуха.

Годовой расход сжатого воздуха:

Потребители сжатого воздуха:

• пневматические приспособления - 0,9 м³/ч; коэффициент использования - 1,0

• сопла для обдувки - 10 м³/ч; коэффициент использования - 0,1

Расход воздуха:

Целесообразна установка отдельной компрессорной установки.

Расход воды

Годовой расход воды на промышленные нужды:

Годовой расход хозяйственно-питьевой воды:

Расход пара

Годовая потребность пара для отопления и вентиляции:

Объем здания,

Количество пара для технологических потребителей:

Помещения для компрессорной установки и вентиляционных камер

Площадь под компрессорную установку:

Примем 10 м²

Площадь под вентиляционную камеру:

4. План цеха

.1 Разработка компоновки механосборочного цеха

Таблица 16. Площади цеха

Площадь магистральных проездов:

Ширина магистральных проездов:

Транспортные средства примем - электрокары грузоподъемностью 1 т. Тогда ширина проезда будет равна 3 м.

.2 Проектирование служебно-бытовых подразделений цеха

Таблица 17. Сводная ведомость вспомогательных рабочих, ИТР, МОП цеха

Таблица 18. Состав работающих в цехе

.3 Компоновочная схема здания

Выбор компоновочной схемы здания производим по рекомендациям. Примем одноэтажное здание с сеткой колонн 24х12 м. и высотой 10,8 м. Здание с пролетами одного направления без перепадов высот и без кранов. Форма здания - прямоугольная. Такая компоновка здания обеспечивает площадь 3456 м². Общая площадь цеха равна 3084 м². Целесообразно принять именно такую компоновку здания. Размеры здания цеха -48х72 м.

Основные принципы, определяющие выбор компоновки цеха, следующие:

) Обеспечение прямоточности производственного процесса. Исключение, по возможности, возвратных движений грузопотоков;

) Компактность, т.е. использование минимальной производственной площади для размещения участков и цехов;

) Использование наиболее экономичных, прогрессивных видов транспорта;

) Минимизация транспортных операций для помещения изделий в процессе их производства;

) Совместимость технологических процессов, выполняемых на смежных участках;

) Возможность последующего расширения производства и перепланировки оборудования;

) Использование рациональных компоновочных зданий из унифицированных секций.

.4 Обоснование компоновки цеха

Компоновка механосборочного цеха заключается в правильном распределении основных и вспомогательных отделений, а также служебно-бытовых помещений, магистральных проездов и проходов.