Материал: Методические указания к выполнению практической работы по дисциплине «Проектирование машиностроительного производства» для бакалавров. Кириллов О.Н., Сай В.А

Общую высоту и длину стеллажей так, чтобы их было достаточно для хра­нения запаса заготовок на установленный срок.

Площадь для хранения заготовок на принятый срок опре­деляется по нагрузке на 1 м² площади пола, которая принима­ется на основе нагрузок, допускаемых конструкцией пола, с учетом удобства хранения материала и оперирования с ним при погрузке и разгрузке. При расположении цеховых складов в одноэтажном здании нагрузка на 1 м² пола склада при хране­нии материалов и заготовок удельным весом более 4 т прини­мается равной:

для сортового материала до 2,5 - 3,0 т

для литья, поковок и штамповок мелких

и средних размеров до 2,0 - 3,0 т

для крупных заготовок до 2,5 т

При хранении материалов и заготовок удельным весом до 4 т соответственно 1,2; 0,7; 1,2 т.

При расчете площади складов заготовок исходят из необ­ходимости запаса и грузонапряженности пола [3]:

где Р - площадь складов заготовок, м ; Q - масса заготовок обрабатываемых в цехе в течение года, т; Т - запас заготовок дни; / - среднее число рабочих дней в году (ƒ = 253);

q_p - средняя грузонапряженность склада, т/м²; к_р - коэффициент использования площади склада, представляющий отно-шение полезной площади слада к его общей площади и учиты­вающий проходы и проезды (к_р = 0,4 - 0,5).

Склад готовых деталей предназначен для хранения дета­лей перед отправкой на сборку. Склад готовых деталей и ком­плектовочный склад размещают в конце пролетов механиче­ского цеха на пути следования деталей на сборку.

Площадь склада готовой продукции определяется также как и общая площадь под заготовки и материалы. Грузонапряженность площади пола складов принимается меньшей, чем в цеховом складе заготовок, так как готовые детали хранятся, как правило, на стеллажах или специальных подставках, сто­лах и таре. Допускаемую грузонапряженность следует прини­мать равной: при удельном весе материалов более 1 - 4 т на 1 м для мелких и средних деталей и 1,5 т на 1 м² для крупных; при удельном весе материалов до 4 т — соответственно 0,4 и 0,6 на 1 м².

1.6. Выбор и расчет транспортного оборудования

Заводской транспорт делится на три вида: внешний, меж­цеховой и внутрицеховой.

Внешний транспорт используется для связи завода с бли­жайшими магистралями, промышленными и хозяйственными предприятиями.

Межцеховой транспорт представляют электро - и автока­ры, автомобили, мотоциклы с тележками, автотягачи с прице­пами и др.

Цеховой транспорт обслуживает станки, места сборки, цеховые и складские помещения. Применяются ручные тележ­ки, электро- и автокары, монорельсовые дороги, поворотные и консольные краны, кран-балки. Мостовые краны, конвейеры разных типов, рольганги, желоба, склизы, скаты, подъемники электрические и пневматические и т.д.

Выбор транспорта зависит от характера изготовляемой продукции, ее массы и размера, вида и формы организации производства, типа и размеров здания.

В каждом конкретном случае нужно выбирать такой вид транспорта, который наиболее рационально и экономично об­служивал бы производственный процесс.

При выборе транспортного оборудования необходимо учитывать, что краны и тали целесообразно использовать для периодических перемещений грузов внутри определенной зо­ны. При неодинаковых размерах или массе материалов, а также

для перемещений материалов независимо от основных пото­ков.

Главной функцией кранов и талей является подъем.

Приводные конвейеры нужно использовать в том случае, если грузы однотипны по форме и движутся непрерывно или периодически через равные промежутки времени.

Любой тип перемещения с постоянным ритмом может производиться с помощью приводных конвейеров. При этом тип конвейера надо выбирать после тщательного анализа всех возможностей, представляемых другими типами.

Расчет количества наполъно - тележечного межоперационного транспорта

Расчет электротележек, электроштабелеров, погрузчиков и т п. ведется по общему количеству транспортируемых материа­лов. При односторонней маятниковой системе перевозок [3]

где — количество элементов напольного транспорта (теле­жек, электро- и автокар) данного типа; Q - общее годовое ко­личество

транспортируемых грузов на данном виде транспор­та, т; t_MC - среднее время одного рейса(оборота), мин; F_H - номинальный годовой фонд времени работы транспортной единицы, ч; d - полезная нагрузка на одну транспортную еди­ницу, т; к_н - коэффициент неравномерности прибытия и от­правки грузов, к_н=1,2 - 1,3; к_Г - коэффициент использования грузоподъемности, к_н=О,в - 0,95; к_г - коэффициент исполь­зования транспортного парка, к_г =0,6 - 0,9.

Среднее время одного рейса при односторонней маятни­ковой системе определяется как сумма затрат времени на про­бег транспорта в оба конца, разгрузку и погрузку:

где L_cp - средняя длина пробега в оба конца, м; V_cp - средняя скорость перемещения транспортной единицы, м/мин; соответственно время погрузку и разгрузку, мин; t₃ - время случайных задержек (принимается 10% от времени пробега).

При двусторонней маятниковой системе на обоих пунк­тах остановки транспортной единицы происходит разгрузка одних и погрузка других грузов, транспортируемых в противо­положном направлении. В этом случае время рейса определя­ется по следующей формуле:

При кольцевой системе перевозок несколько пунктов, примерно одинаковых по грузообороту, объединяют в замкну­тый кольцевой маршрут. На каждом пункте остановки транс­портной единицы происходит разгрузка одних и погрузка дру­гих грузов.

где среднее время одного рейса по кольцевому маршруту.

где L_K - общая длина кольцевого маршрута, м; V_cp - средняя скорость перемещения транспортной единицы между отдельными пунктами; п - общее количество пунктов разгруз­ки и погрузки по кольцевому маршруту.

1.7. Системы транспортирования стружки

Основным условием механизации и автоматизации про­цесса и транспортирования стружки является размещение ста­ночных линий на участке для обработки деталей из однород­ных материалов [2,3].

Современные модели станков снабжены механизирован­ными системами сбора и удаления стружки из зоны резания, исключающими применения ручного труда и облегчающими подключение станка в общую систему транспортирования стружки. Отдельные модели станков снабжены контейнерами ля сбора стружки; в этом случае передача станочного контей­нера на транспортер и возврат его к станку или пересыпка из контейнера в цеховую систему транспортирования стружки производится вручную.

Однако имеется еще значительное количество станков, у которых стружка накапливается в корыте для СОЖ и затем вручную пересыпается в контейнеры или люки транспортеров.

Выбор цеховой системы транспортирования стружки за­висит от количества. Сорта материала и вида стружки, а также компоновки и планировки оборудования.

Различают три способа транспортирования стружки:

1. автоматизированный. С применением средств непре­ рывного транспорта, с помощью линейных и агистральных транспортеров;

2. комбинированный, с использованием только магистральных или линейных транспортеров: при удалении стружки от станков в тару вручную и при транспортировании тары к магистральному транспортеру, или от линейного транспортера в отделение переработки стружки средствами малой механизации, или напольным транспортом;

3) механизированный. С применением ручного труда и транспортных средств общего назначения: от станков вручную стружка перегружается в тару, а затем мостовыми кранами, кран-балками, электроталями на монорельсе, самоходными тележками, автопогрузчиками или другими средствами транс­портируется в отделение переработки стружки.

Каждый вид стружки имеет свои особенности в транспор­тировании. Легко транспортируется мелкая, сыпучая стружка, труднее всего - длинная, витая, поэтому в технологических процессах обработки деталей необходимо применять инстру­мент и виды обработки, обеспечивающие дробление стружки непосредственно в зоне резания.

Выход стружки при обработке определяется по всем ви­дам наименования деталей как разность между массой загото­вок и деталей на годовую программу участка или цеха. Объем стружки зависит от вида заготовок и принимается при обра­ботке деталей (ориентировочно): из проката - 15%, из поковок - 20%, из стального и чугунного литья – 20 - 25%, из цветного литья - до 60%.

В зависимости от среднечасового выхода стружки и пло­щади участка рекомендуется применять:

механизированную систему транспортирования при вы­ходе стружки 200-300 кг/ч на площади 1000 - 2000 м². Для от­дельных участков площадью 300 - 500 м² при таком выходе стружки рационально применять линейные транспортеры, рас­положенные вдоль технологических линий, в конце которых размещены бункеры с контейнерами для сбора стружки;

комбинированную систему транспортирования при выхо­де стружки 300 - 700 - кг/ч на площади 2000 - 3000 м²;

автоматизированную систему транспортирования при вы­ходе стружки более 800 кг/ч с участка площадью 3000 м² и более.

1.8. Общая планировка оборудования и рабочих мест

в механическом цехе (участке)

Состав производственных отделений и участков механи­ческого цеха определяется характером изготавливаемых изде­лий, технологическим процессом, объемом и организацией производства.

В поточно-массовом производстве механический цех раз­бивается на производственные участки по признаку или на­именованию узла.

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

Определение размера площади участка (цеха) определя­ется на основании планировки путем разработки плана распо­ложения оборудования, рабочих мест, конвейерных и других устройств, складочных мест заготовок и готовых деталей, про­ездов, проходов и пр. На основании планировки уточняются принятые ширина, длина и число пролетов здания участка (це­ха).

Пролетом называется часть здания, ограниченная в про­дольном направлении двумя параллельными рядами колонн. Ширина пролетов (расстояние между осями колонн в попе­речном направлении пролета) зависит от габаритов применяе­мого оборудования и средств транспорта. Наиболее распро­странены размеры ширины пролетов для механических цехов машиностроения [4,9]:

для легкого машиностроения -18 м;

для среднего машиностроения - 18 и 24 м;

для тяжелого машиностроения — 24, 30, 36 м.

Расстояние между осями колонн в продольном направле­нии называется шагом колонн, и оно принимается чаще всего 6, 9 и 12 м в зависимости от рода применяемого материала для здания, его конструкции и нагрузок.

Расстояния между осями колонн в поперечном и про­дольном направлениях образуют сетку колонн. В механиче­ских цехах часто применяются сетки колонн, равные 18><12 м и 24><12 м или 18><6 м и 24><6 м в среднем машиностроении; в тяжелом – 30><6 м и 36><6 м.

Длина пролета определяется (считая по его продольной оси) суммой размеров последовательно расположенных производственных и вспомогательных отделений, проходов и других участков цеха.

Установив необходимую ширину пролета, их длину, коли­чество колонн, определяют размер потребной площади произ­водственного (станочного) участка цеха. Показателем, характе­ризующим использование производственной площади механи­ческого цеха (участка), является удельная площадь, т.е. пло­щадь, приходящаяся в среднем на один станок (вместе с прохо­дами). Она получается путем деления общей площади, занятой станками с проходами, на число станков, расположенных на ней. Средняя величина удельной площади составляет для малых станков 10 - 12 м², средних – 15 - 25 м², крупных – 30 - 45 м².

Металлорежущие станки участков или линий механиче­ского цеха располагают в цехе одним из двух способов:

1. - по типам оборудования;

2. - в порядке технологических операций.

По типам оборудования - способу, характерному для единичного и мелкосерийного производства и для отдельных деталей в серийном производстве, станки располагают по при­знаку однородности, т.е. создают участки однородных станков: токарных, фрезерных, строгальных, шлифовальных и др. [8,9].

По порядку технологических операций - способу, ха­рактерному для цехов серийного и массового производств, станки располагают последовательно в соответствии с техно­логическими операциями для обработки одноименных или не­скольких разноименных деталей, имеющих схожий порядок операций обработки.

При размещении станков в линии необходимо преду­смотреть кратчайшие пути движения каждой детали в процес­се обработки и не допускать обратных, кольцевых или петле­образных движений, создающих встречные потоки и затруд­няющие транспортирование обрабатываемых деталей.

Последовательность перехода детали со станка на станок образует технологическую линию движения деталей. Это дви­жение деталей необходимо показывать на плане расположения оборудования.

На станочной линии плана цеха (участка) намечают такое положение станков, какое соответствует кратчайшему пути движения всех деталей, обрабатываемых на данной линии станков. Станки располагаются в пролете в два, три, четыре ряда в зависимости от размеров станков и ширины пролета. Крупные станки ставятся в пролете в два ряда, средние - в два - три, мелкие - в три - четыре ряда.

При расположении станков в два ряда вдоль пролета по­средине оставляется проход для транспорта. Станки могут быть установлены вдоль пролета, поперек него или под углом.

Наиболее удобное расположение большинства станков -вдоль пролета. Поперечное расположение применяется в слу­чае, когда необходимо достигнуть лучшее использование пло­щади или когда при продольном расположении получаются слишком большие проходы, большее количество станков не размещается. При таком расположении для прохода к станкам оставляют поперечные проходы для доставки деталей на те­лежках к рабочим местам.

Расположение под углом (15 - 25°) применяется для ре­вольверных станков и автоматов при прутковой работе, при протяжных, расточных, продольно-строгальных, продольно-фрезерных и продольно-шлифовальных станков и обеспечива­ет лучшее использование площадей.

При вычерчивании габаритов станка принимают его кон­тур по крайним выступающим частям, причем в габарит входят крайние положения движущихся частей. Характеристики стан­ков берутся из каталогов механообрабатывающего оборудова­ния, различных справочниках и технической литературе по ме­таллообработке [5,8,9] и др.

Особенно важное значение для повышения производи­тельности труда имеет рациональная планировка и организа­ция рабочего места, при которой устраняются потери времени на лишнее

хождение лишние движения и т. д.

При разработке плана расположения станков следует ко­ординировать их положение относительно колонн; этим дости­гается возможность точного положения места каждого станка независимо от положения соседних станков. Колоннам в каждом пролете присваивается номер. Расстояние от опреде­ленной колонны до станка в двух направлениях фиксируют ме­стоположение станка на участке (цехе).

При размещении станков необходимо стремиться к дос­тижению прямоточности производства. При расстановке стан­ков руководствуются нормальными размерами промежутков (разрывов) между станками в продольном и поперечном на­правлениях и размерами расстояний от стен и колонн. Эти размеры должны гарантировать удобство выполнения работ на станках, безопасность рабочих, свободу движения людей и транспортных средств с грузом и т.д. Минимальные расстоя­ния между оборудованием и элементами зданий следует уста­навливать, руководствуясь рекомендациями, приведенными в работе [9, табл. 15] и справочнике [5, т.4]. При планировке оборудования всегда нужно стремиться получить короткую технологическую линию, чтобы детали не совершали длинный путь.

План участка (цеха) выполняется в масштабе 1:100. Для больших цехов (при наличии более 250 станков) план выпол­няется в масштабе 1:200. На плане должны быть изображены все оборудование и все устройства, относящиеся к рабочему месту, а именно:

- -металлорежущие станки, автоматические станочные ли­ нии и другое станочное оборудование;

-местоположение рабочего у станка во время работы; место рабочего у станка обозначается на плане кружком, половина которого заштриховывается; при этом светлая часть кружка, обозначающая лицо рабочего, должна быть обращена к станку;

-рабочие места без оборудования с указанием их габарита;

-верстаки, рабочие столы, подставки;

-инструментальные шкафы;

-места для этажерок и подставок для деталей и крупного инструмента;

-места у станков для обработанных деталей и обрабатываемых заготовок и материалов;

-транспортные устройства, относящиеся к рабочему месту - наклонные скаты (желоба, лотки), склизы и пр.;

- площадки для контроля и временного хранения деталей;

- места для мастеров.

На плане должны быть изображены штрихпунктирными линиями все проезды и проходы, штриховыми линиями тунне­ли или ямы, предназначенные для производственных или транспортных целей.

В части строительной на плане должны быть изображены: