Проектування механоскладального цеху

13

1.Проектування механоскладального цеху для виготовлення станини шліфувального верстату

Необхідно спроектувати механоскладальний цех для виготовлення станини шліфувального верстату.

Вихідні дані:

- річна програма випуску N = 2 500 шт.;

- маса виробу М = 1 250 кг;

- верстатоємність механічного оброблення 1 т заготовок

= 120 верстато-годин;

- працеємність слюсарно-складальних робіт Т_скл = 60 % Т_мех;

- працеємність конвеєрного складання Т_конв = 60 % Т_скл;

- тип виробництва - великосерійний.

- організаційна форма організації виробництва - потокова.

1. Визначаємо верстатоємність річної програми механічної дільниці:

(1)

в.-год

2. Визначаємо необхідну кількість виробничого устаткування:

, (2)

де Ф_д - дійсний річний фонд часу роботи технологічного устаткування в одну зміну, год;

і - змінність роботи одиниці технологічного устаткування за добу (приймаємо і = 2);

_з - коефіцієнт завантаження верстата.

Відповідно до табл. 7 [2], приймаємо: = 4 015 год. для двозмінного режиму роботи.

109,9

Приймаємо С_мех. = 110.

Прийняту кількість устаткування розподіляємо за типами, відповідно до додатку 1:

- токарні - 7 од. (6,3%);

- свердлильні та розточувальні - 11 од. (9,9%);

- шліфувальні, хонінгувальні, полірувальні, доводочні - 13 од. (12,0%);

- фрезерні - 26 од. (23,9%);

- зубооброблювальні - 11 од. (9,6%);

- протяжні - 7 од. (6,2%);

- довбальні, стругальні - 1 од. (0,5%);

- агрегатні - 10 од. (9,3%);

- спеціальні - 15 од. (13,9%);

- інші - 9 од.

3. Визначаємо необхідну кількість виробничих робітників-верстатників. Відповідно до (187) [2]:

, (3)

де Ф_д.р. - дійсний річний фонд часу роботи одного робітника за рік, год. (відповідно до табл. 13а [2], приймаємо Ф_д.р. = 1 860 год.);

k_б.в. - коефіцієнт багатоверстатного обслуговування.

183,3

Приймаємо R_верст. = 184 чол.

Кількість виробничих робітників-слюсарів механічного цеху, відповідно до ст. 154 [2], приймаємо рівною 2% від кількості робітників-верстатників:

R_слюс = 184 0,02 = 3,68 чол.

Приймаємо R_слюс = 4 чол.

Загальна кількість виробничих робітників:

чол.

4. Визначаємо необхідну кількість допоміжних робітників, ІТП, МОП, ЛКП. Відповідно до ст.154 [2], приймаємо:

Приймаємо R_доп = 40 чол.

Приймаємо R_ІТП = 21 чол.

Приймаємо R_МОП = 5 чол.

Приймаємо R_ЛКП = 11 чол.

Складаємо відомість складу працівників механічної дільниці. При цьому враховуємо, що у першу зміну виходять виробничі робітники-верстатники для забезпечення 100% завантаження робочих місць з врахуванням коефіцієнту багатоверстатного обслуговування (110 / 1,1 = 100 місць) та пропорційна їм кількість слюсарів. Кількість слюсарів визначиться як:

, (4)

де - кількість виробничих робітників-верстатників, які виходять у першу зміну;

- загальна кількість виробничих робітників-верстатників (=184);

- загальна кількість слюсарів ( = 4).

Приймаємо = 2 чол. Загальна кількість виробничих робітників, які виходять у першу зміну:

Кількість робітників інших категорій визначимо за відповідними пропорційними характеристиками:

Таким чином, щоб знайти кількість робітників в обох змінах, необхідно розв'язати систему рівнянь:

, (5)

де k - загальна кількість робітників відповідної категорії;

n - співвідношення кількості робітників, які виходять у відповідні зміни (у нашому випадку n = 1,19).

Таблиця 1. Зведена відомість складу працівників механічної дільниці.

Категорія працюючих	Всього	У % від кількості виробничих робітників	У % від загальної кількості всіх працюючих	По змінах
				Перша зміна	Друга зміна
Виробничі робітники Допоміжні робітники Молодший обслуговувальний персонал	188 40 5	100,0 21,28 2,66	70,94 15,09 1,89	102 22 3	86 18 2
Разом:	233	123,94	87,92	127	106
Службовці: Інженерно-технічний персонал Лічильно-конторський персонал	21 11	11,17 5,85	7,92 4,16	21 11	--- ---
Разом:	32	17,02	12,08	32
Всього на дільниці:	265	140,96	100,0	157	108

5. Визначаємо розмір виробничої площі механічної дільниці цеху.

Відповідно до табл.17 [2], загальну питому площу цеху на одиницю устаткування приймаємо рівною 31...40 м²/верстат і 12 ... 15 м²/слюсарний верстак.

м².

Приймаємо S_вир = 39604 320 м².

6. Визначаємо працездатність виконання річної програми складальною дільницею. Відповідно до завдання, працездатність слюсарно-складальних робіт Т_скл рівна 60 % від працездатності механічного оброблення Т_м.о.:

н.-год.

З них, відповідно до завданням, 60 % припадає на конвеєрне складання, решта (40 %) - на стаціонарне складання, тобто

н.-год;

н.-год.

7. Визначаємо кількість робочих місць на складальній дільниці.

Кількість стендів, необхідних для стаціонарного загального складання річної програми визначимо за формулою:

, (6)

де Ф_д. - дійсний річний фонд часу роботи стенда в одну зміну, год;

і - змінність роботи стенда.

Приймаючи год. для двозмінного режиму роботи стенда і _з = 0,90 ... 0,95, отримаємо:

Приймаємо С_стац = 25.

Кількість робочих місць на конвеєрному складанні:

, (7)

де - працеємність конвеєрного складання у перерахунку на один виріб;

- такт випуску машини, год:

визначимо як:

(8)

Такт випуску (у годинах):

(9)

де Ф_д - дійсний річний фонд часу роботи конвеєра в одну зміну, год;

m - змінність роботи конвеєра.

Тоді кількість робочих місць на конвеєрному складанні:

Приймаємо С_конв.= 32.

8. Визначаємо необхідну кількість основних робітників-складальників:

(10)

де R_скл - кількість робітників-складальників на робочих місцях;

R_слюс - кількість слюсарів.

Відповідно до формули (229) [2]:

(11)

де Ф_д.р. - дійсний річний фонд часу роботи одного робітника-складальника; відповідно до табл.13а [2], приймаємо Ф_д.р. = 1 860 год.

Приймаємо R_скл. = 103 чол.

Кількість слюсарів приймаємо в межах 10% від R_скл:

Приймаємо R_слюс = 11 чол.

Тоді:

чол.

9. Визначаємо необхідну кількість допоміжних робітників, ІТП, МОП, ЛКП. Відповідно до ст. 245 [2], приймаємо:

Приймаємо R_доп. = 23 чол.

Приймаємо R_ІТП. = 10 чол.

Приймаємо R_ЛКП. = 5 чол.

Приймаємо R_МОП. = 2 чол.

Складаємо відомість складу працівників складальної дільниці (табл. 2). При цьому враховуємо, що у першу зміну виходять основні робітники-складальники для забезпечення 100% завантаження робочих місць (25 місць стаціонарного складання та 32 місця конвеєрного складання; всього - 57 робочих місць) та пропорційна їм кількість слюсарів. Кількість слюсарів визначиться як:

,

де - кількість основних робітників-складальників, які виходять у першу зміну (приймається за загальною кількістю робочих місць на складальній дільниці (С_стац.+С_конв. = 57));

- загальна кількість основних робітників-складальників (=103);

- загальна кількість слюсарів ( = 11).

Приймаємо = 6 чол.

Кількість працюючих інших категорій визначимо за системою рівнянь (5):

Таблиця 2. Зведена відомість складу працівників складальної дільниці.

Категорія працюючих	Всього	У % від кількості виробничих робітників	У % від загальної кількості всіх працюючих	По змінах
				Перша зміна	Друга зміна
Виробничі робітники Допоміжні робітники Молодший обслуговувальний персонал	114 23 2	100,0 20,18 1,75	74,03 14,94 1,30	63 (57+6) 13 1	51 (46+5) 10 1
Разом:	139	121,93	90,27	77	62
Службовці: Інженерно-технічний персонал Лічильно-конторський персонал	10 5	8,77 4,39	6,49 3,24	10 5	--- ---
Разом:	15	13,16	9,73	15	---
Всього на дільниці:	154	135,09	100,0	92	62

10. Відповідно до пп. 4 і 9 визначаємо загальну кількість працюючих за категоріями по дільниці механічного оброблення та складальній дільниці:

чол.

чол.

чол.

чол.

чол.

Складаємо зведену відомість складу працівників обох дільниць цеху (табл. 3).

Таблиця 3. Загальна зведена відомість складу працівників цеху.

Категорія працюючих	Всього	У % від кількості виробничих робітників	У % від загальної кількості всіх працюючих	По змінах
				Перша зміна	Друга зміна
Виробничі робітники Допоміжні робітники Молодший обслуговувальний персонал	302 63 7	100,0 20,86 2,32	70,40 14,69 1,64	165 35 4	137 28 3
Разом:	372	123,18	86,73	204	168
Службовці: Інженерно-технічний персонал Лічильно-конторський персонал	31 26	10,26 8,61	7,23 6,06	31 16	--- ---
Разом:	57	18,87	13,29	47	---
Всього на дільниці:	429	142,05	100,0	253	168

11. Визначаємо загальну виробничу площу складальної дільниці.

Відповідно до ст. 250 [2], загальна виробнича площа складальної дільниці визначається, виходячи з максимальної (за зміну) кількості основних робітників-складальників. Відповідно до табл. 24 [2], питома площа на одного робітника складає 35 ... 40 м². Тоді загальна площа дільниці:

м²

Приймаємо S_cкл. = 2 520 м².

12. Визначаємо необхідну кількість устаткування (С_i) та розміри площ (S_k) допоміжних дільниць, відділень і комор цеху (з врахуванням двозмінного режиму роботи). Кількість робітників (R_j) цих категорій враховано у табл. 1.3.

12.1 Заготівельна дільниця.

С_заг = 0,05 · С_мех = 0,05·110 = 5,5

Приймаємо С_заг. = 6.

S_заг = (25 ... 30) · С_заг = (25 ... 30) · 6 = 150 ... 180 м².

Приймаємо S_заг = 180 м².

12.2. Загострювальна дільниця.

Відповідно до додатком 2, приймаємо:

С_зат = 5

S_зат = (10 ... 12) · С_зат. = 50 ... 60 м²

Приймаємо S_зат = 54 м².

12.3. Контрольне відділення.

S_контр = (0,03 ... 0,05) · S_вир = (0,03 ... 0,05) · (3 930 + 2 400) = 189,9 ... 316,5 м²

Приймаємо S_контр = 288 м².

12.4. Ремонтне відділення (ремонтна база).

Відповідно до додатком 3, приймаємо:

С_рем = 4

S_рем = (25 ... 30) · С_рем = (100 ... 120) м²

Приймаємо S_рем = 108 м².

12.5. Майстерня для ремонту технологічного оснащення (пристроїв та інструментів).

Відповідно до додатком 4, приймаємо:

С_пр = 5.

S_пр = (17 ... 22) · 5 = 85 ... 110 м²

Приймаємо S_пр = 108 м².

12.6. Майстерня енергетика цеху.

Відповідно до додатком 5, приймаємо:

S_пр. = 24 м²

12.7. Відділення для збирання і перероблення стружки.

Відповідно до додатком 5, приймаємо:

S_стр = 90 м².

12.8. Відділення для приготування і роздачі МОР.

Відповідно до додатком 5, приймаємо:

S_МОР = 60 м².

12.9. Інструментально-роздавальна комора.

Відповідно до додатком 6, площу цього відділення при багатосерійному типі виробництва, приймаємо рівною:

S_ІРК = 0,55 110 + (0,30 ... 0,45) · 63 = 78,40 ... 130,85 м².

Приймаємо S_ІРК = 108 м².

12.10. Комора пристроїв.

Відповідно до додатку 6, приймаємо:

= 0,40 · 110 + (0,30 ... 0,45) · 63 = 62,90 ... 72,35 м².

Приймаємо = 72 м².

12.11. Комора абразивів.

Відповідно до додатку 6, приймаємо:

= 0,40 · 13 + (0,30 ... 0,45) · 63 = 24,10 ... 33,55 м².

Приймаємо = 36 м².

12.12. Цеховий склад сортового металу.

Площу складу визначимо з формули:

(12)

де М_мет. - маса сортового металу на річну програму, т;

t - кількість днів, на яку приймається запас матеріалів;

Ф_дн - дійсний річний фонд часу роботи, днів;

q - допустиме навантаження на площу підлоги (вантажонапруженість), т/м²;

k - коефіцієнт використання площі комори.

Масу сортового металу М_мет приймаємо в межах 15 % від маси виробу. Значення складових формули приймаємо, відповідно до додатку 7.

Приймаємо = 12 м².

12.13. Цеховий склад заготовок.

Розрахунок проводимо за формулою (12):

де М_загот. - чорнова маса матеріалів на річну програму, т; приймаємо в межах 125 % від загальної маси виробу.

Значення складових формули приймаємо, відповідно до додатку 7.

Приймаємо = 72 м².

12.14. Склад готових деталей.

Відповідно до [2], площа цього відділення складає 25 ... 30% від площі загального складання:

= (0,25 ... 0,30) · S_скл.= (0,25 ... 0,30) · 2 400 = 600 ... 720 м².

Приймаємо = 648 м².

12.15. Склад вузлів.

Розрахунок ведемо за формулою (12). Загальну масу вузлів, які входять у виріб, приймаємо в межах 85% від маси виробу. Решту даних приймаємо, відповідно до додатку 7.

= 36 м².

12.16. Склад купованих виробів.

Розрахунок ведемо за формулою (13). Загальну масу купованих виробів приймаємо в межах 5% від маси виробу. Решту даних приймаємо, відповідно до додатку 7.

= 6 м².

13. Визначаємо загальну площу будівлі цеху.

Габарити цеху визначимо за допомогою залежності:

, (13)

де l, b - довжина та ширина цеху відповідно, м.

Розв'язавши вказану систему рівнянь, отримаємо:

L = 129,4 м;

B = 64,7 м

Під цех вибираємо 5-ти прогонну одноповерхову будівлю з шириною прогону B=12 м. Кількість внутрішніх колон у поперечному перетині приймаємо рівною n_ппр.=6. Прийнята загальна ширина цеху у такому випадку складе:

Сітку внутрішніх колон приймаємо рівною L_к x B_к = 24 х 12 м. Сітку колон периметру будівлі приймаємо рівною L_к.п. x B_к.п. = 12 х 6 м.

Кількість внутрішніх колон у поздовжньому перетині:

Приймаємо n_пзд. = 7. Прийнята загальна довжина цеху:

Уточнена площа цеху:

Висоту цеху, відповідно до [2], приймаємо рівною H = 6,15 м.

14. Визначаємо площу адміністративно-побутових приміщень. Відповідно до [2], приймаємо сумарну корисну площу на одного працюючого (по найбільшій зміні) в межах 2,5 ... 2,7 м².

S_АПП = (2,5 ... 3,2) · 253 = (632,5 ... 809,6) м².

Приймаємо S_АПП = 720 м².

17. Вибираємо типорозміри і проводимо розрахунок необхідної кількості вантажопідіймальних і транспортних засобів. Транспортними засобами, які використовуються в цеху, вибираємо:

- склізи для міжопераційного транспортування деталей;

- електрокари і електронавантажувачі;

- мостові крани;

- кроковий складальний конвеєр.

Кількість елементів візкового транспорту (електрокари і електронавантажувачі) визначимо за формулою:

, (14)

де Q - річний вантажообіг, т;

k_нр - коефіцієнт нерівномірності (приймаємо рівним 2,0)

k_вик - коефіцієнт використання вантажопідіймальності (приймаємо рівним 0,8);

T - загальний час пробігу, хв;

Q_тр - паспортна вантажопідіймальність транспорту, т;

Ф_д - дійсний річний фонд часу роботи устаткування, год.

Загальний час пробігу визначиться як

T = T_пр + T_з + T_р + T_затр, (15)

де T_пр - час пробігу в обидва кінці, хв;

Т_з. - час на завантаження, хв;

T_р - час на розвантаження, хв;

T_затр - час на випадкові затримки, хв. (приймаємо рівним 25% від T_пр на кожен рейс).

Час пробігу в обидва кінці визначимо як

, (16)

де L - довжина цеху, м;

v - швидкість, м/хв.

Приймаючи v = 10 км/год, отримаємо:

Приймаємо: T_з = 6 хв; T_р = 10 хв; T_затр = 0,25 · 1,7 = 0,43 хв. Загальний час пробігу: Т = 1,72 + 6 + 10 + 0,43 = 18,15 хв. Тоді кількість елементів візкового транспорту:

Приймаємо n_в = 1 од.

Кількість кранів (мостових, козлових тощо):

, (17)

де n - середня кількість деталей, які підлягають транспортуванню в зміну (приймаємо залежно від виробу, який підлягає виготовленню);

i - кількість транспортних операцій на одну деталь (приймаємо рівною 75% від кількості різнойменних типів операцій механічного оброблення);

T - загальний час пробігу крана, хв;

m - середня кількість одночасно переміщуваних деталей (приймаємо залежно від виробу, який підлягає виготовленню);

T_зм - час роботи за зміну, хв; приймаємо рівним 480 хв.).

Загальний час пробігу Т визначиться за формулою (15):

Приймаємо: T_з = 4 хв; T_р = 6 хв; T_затр = 0,25 · 0,72 = 0,18 хв. Загальний час пробігу: Т = 0,72 + 4 + 6 + 0,18 = 10,90 хв. Тоді кількість кранів:

Приймаємо n_кр = 1 од.

Визначаємо швидкість руху складального конвеєра:

(19)

де Q - продуктивність конвеєра, шт/год;

L_п - крок підвісок, м. (приймаємо рівним 1,2 м., відповідно до ст. 238 [2]);

n - середня кількість деталей на одній підвісці (приймаємо залежно від виробу, який підлягає виготовленню).

Продуктивність конвеєра Q приймаємо рівним такту випуску (див. (9)):

1,736 год.

2.Розроблення компонувального плану цеху

Компонувальний план цеху - це схематичний план будівлі цеху із зображенням на ньому дільниць, відділень, допоміжних і адміністративно-побутових приміщень цеху. Призначення компонувального плану - взаємне ув'язування дільниць та відділень, які входять до складу цеху, вибір оптимального напрямку виробничого процесу, внутрішньоцехового транспорту, вантажних і людських потоків, а також раціональне розміщення допоміжних і адміністративно-побутових приміщень.

Рис1.Компонування цеху