Проектирование машиностроительного производства 3

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Тульский государственный университет

Кафедра технологии машиностроения

Проектирование механосборочного цеха

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к контрольно-курсовой работе по курсу

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Вариант 4

Выполнил:

Студент гр.630151 А.В. Евсин

(подпись и дата)

Руководитель,

к.т.н., доцент В.В. Птицын

(подпись и дата)

Тула 2009 г.

Содержание

Исходные данные. 4

1. Подготовка исходных данных. 5

1.1 Станкоемкость изделия Тс
; 5

1.2 Трудоемкость слесарно-сборочных работ ТР
; 5

1.3 Трудоемкость конвейерной сборки Тк
5

1.4 Материалоемкость. 5

2. Режим работы цеха и фонды времени. 6

3. Тип производства и форма организации работ. 7

4. Состав участкового цеха. 7

5. Расчет общего количества оборудования для цеха. 8

5.1. Металлорежущее оборудование. 8

5.2. Ручные места слесарной доработки на механических участках. 8

5.3. Вспомогательное металлорежущие оборудование в отделении цехового механика. 8

5.4. Для ремонта приспособления. 8

5.5. Для заточки инструмента. 8

5.6.Число приборов для настройки инструментов. 8

5.7. Сборочные места узловой сборки. 9

5.8. Сборочные места на конвейере. 9

6. Расчет количества транспортных средств. 9

7. Укрепленный расчет численности работающих в цехе. 10

7.1 Рабочие станочник. 10

7.2 Количество слесарей –сборщиков для узловой сборки. 10

7.3 Количество сборщиков для конвейера: 10

7.4 Количество рабочих слесарей. 10

7.5 Количество вспомогательных рабочих. 11

7.6 Количество МОП.. 11

8. Расчет площадей участков цеха. 11

8.1 Площадь механических участков. 11

8.2 Площадь слесарно –сборочных участков. 11

8.3 Заготовительное отделение. 12

8.4 Заточное отделение. 12

8.5 Контрольное отделение. 13

8.6 Ремонтная база. 13

8.7 Мастерская для ремонта приспособлений. 13

8.8 Площадь отделения приготовления и раздачи СОЖ. 13

8.9 Площадь отделение сбора и переработки стружки. 13

8.10 Площадь складов материалов и заготовок. 13

8.11 Площадь промежуточного склада. 14

8.12 Площадь межоперационного склада. 14

8.13 Площадь инструментально раздаточного склада. 14

8.14 Площадь склада для слесарно- сборочного участка. 14

8.15 Площадь магистральных проездов. 14

8.16 Площадь служебно- бытовых помещений. 14

9. Планирование рабочего места. 15

10. Разработка компоновки механосборочного цеха. 15

Список литературы.. 18

Исходные данные

Вариант	Механно –сборочный цех	Годовая программа выпуска изделия, N	Масса изделия, кг	Затраты времени на обработку изделия, ч			Расход материалов на одно изделие, кг
				Станкоемкость, ТС	Слесарно-сборочные работы	Кове-йерная сборка	Чугунные отливки	Цветные отливки	Штамповки черных металлов	Прокат черных металлов	Пластмасса
4	Пылесосы	110000	4,5	3,2	0,5	0,9	3,2	0,9	2,5	2,4	0,6

1. Подготовка исходных данных

1.1 Станкоемкость изделия Тс
;

где Су
– станкоемкость на 1т массы изделия,

В – масса изделия, кг.

1.2 Трудоемкость слесарно-сборочных работ ТР
;

где Кс
– процентное соотношение.

1.3 Трудоемкость конвейерной сборки Тк

где Кк
– процентное соотношение.

1.4 Материалоемкость

Процент отходов определяется по /1, с.69/. Отходы при механической обработке по разным видам заготовок выражаются в среднем примерно в следующих процентах от чистого веса деталей;

отливки чугунные, стальные, бронзовые – 15-20%

поковки -- 15-40%

штамповки -- 10%

прокат (сталь) -- 15%

Таблица 1. Материалоемкость изделия.

№ п/п	Заготовки	Масса на единицу, кг	Масса на программу, т	Масса реализуемых отходов, т
1	Чугунные отливки	1200	9600	1440
2	Цветные отливки	100	800	120
3	Цветные штамповки	300	2400	240
4	Прокат черных металлов	800	6400	960
5	Пластмасса	20	160	8
Всего:	19360	2768

2. Режим работы цеха и фонды времени.

Для механосборочного цеха необходимо планировать двухсменный режим работы при пятидневной неделе. Фонды времени оборудования рабочих мест определяют по /1, с. 131,151,229; 2, с. 97, 8. с. 34-35/.

Таблица 2. Эффективный (расчетный) годовой фонд времени, r работы оборудования.

Оборудование	Режим работы
	односменный			двухсменный		Трехсменный
Металлорежущие станки
Металлорежущие станки массой:
до 10		2040			4060		6060
10-100		2000			3985		5945
Металлорежущие станки с ПУ массой:
до 10		-			3890		5775
10-100		-			3810		5650
Агрегатные станки		-			4015		5990
Автоматические линии		-			3725		5465
Гибкие производственные модули, роботизированные технологические комплексы массой:
до 10		-			-		5970 (7970)
10-100		-			-		5710 (7620)
Оборудование сборочных цехов
Рабочее место сборщика			2070		4140		6210
Рабочие места с механизированными приспособлениями			2050		4080		6065
Сборочное автоматическое и полуавтоматическое оборудование			2000		3975		5930
Испытательные стенды с автоматической регистрацией результатов испытаний			2010		3975		5960
Автоматические сборочные линии			-		3725		5465
Испытательные стенды			2020		4015		5990

* В скобках указано время работы оборудования в выходные и праздничные дни.

Таблица 3. Эффективный годовой фонд времени рабочих

Продолжительность		Эффективный годовой фонд времени рабочих, ч
рабочей недели, ч	основного отпуска, дни
41	15	1860
41	18	1840
41	24	1820
36	24	1610
36	36	1520

3. Тип производства и форма организации работ.

Тип производства определяем массовое /2, с.40-42/.

Исходя из типа производства определяем соответствующую форму организации работ прямоточная /1, с.59точнаяделяем соответствующуделяем соответствующущу форму организации работ /.

Для массового производства рассчитываем такт выпуска:

где Fg
– действительный годовой фонд времени оборудования, ч.

N – годовая программа выпуска изделий, шт.

4. Состав участкового цеха

Состав участкового цеха устанавливается конкретного для каждого цеха.

Производственные участки
– механический, сборочный.

Вспомогательное отделение
– контрольное, заготовительное, заточное, цеховая база ремонта оборудования, мастерская для ремонта приспособлений и инструмента, мастерская энергетики цеха, отделение для приготовления и раздачи СОЖ, отделение для переработки стружки.

Цеховые склады
– материалов и заготовок, межоперационные (хранение деталей между операциями при непоточном производстве), промежуточные (хранение деталей перед сборкой), инструментов и приспособлений, вспомогательных материалов.

Подсобные площади
– магистральные проезды, вентиляционные устройства и др.

Административно-конторские и бытовые помещения

5. Расчет общего количества оборудования для цеха

5.1. Металлорежущее оборудование

где hз.ер.
— средний коэффициент загрузки станков / 1, с.138/

Полученное количество станков округляем до целого Спр
=200шт

5.2. Ручные места слесарной доработки на механических участках

где Км -- 1…2% --для массового производства.

5.3. Вспомогательное металлорежущие оборудование в отделении цехового механика.

Количество станков ремонтной базы принимаем 0,02Спр
, так как Спр
<300шт.

Ср. б.
=0,02Спр
=0,02*200=4шт.

5.4. Для ремонта приспособления

Количество станков для мастерской определяется из расчета 4% от 100-200 обслуживаемых металлорежущих станков.

Ср
=4%Спр
=0,04*200=8шт.

5.5. Для заточки инструмента

Число станков для заточки определяется 4% от всех металлорежущих станов.

Сз
=4%Спр
=0,04*200=8шт.

5.6.Число приборов для настройки инструментов.

где Спр
—число обслуживаемых станков;

nсм
—число инструментов, которые требуется настроить за смену на один станок (в массовом производстве принимаем nсм
=1-2шт.);

Тн
=5мин—норма времени настройки одного режущего инструмента;

Фсм
– время одной смены;

Кз
»0,8 – коэффициент загрузки прибора;

Ка
»0,5 – коэффициент, учитывающий возможность автоматизации настройки на одном станке.

В техническом проекте число тележек определяется процентом от числа обслуживающих станков Nт
=0,4Спр=0,4*200=80шт Нб
= Nп
=157шт.

5.7. Сборочные места узловой сборки

где Rсб
–средняя плотность работы (среднее количество рабочих, приходящихся на одно рабочее место), для крупных изделий Rсб
=1,5…2,5

hсб
=0,8…0,85 – коэффициент загрузки слесарно-сборочных мест.

5.8. Сборочные места на конвейере

где Fg
к
—действительный годовой фонд времени для конвейерной сборки, ч;

hн.к
– коэффициент загрузки сборочных мест на конвейере.

6. Расчет количества транспортных средств.

В механосборочных цехах предусматривается следующие основные вида транспортных операций и средствами к ним.

1. Доставка заготовок и материалов с общезаводских складов в цеховые либо непосредственно к месту обработки. Доставка в цех инструментов и оснастки.

2. отправки готовой продукции в цеха.

3. Подготовка, установка и съем сменной оснастки (станочных, сборочных и контрольных приспособлений, борштанг, шлифовальных кругов и др.).

4. Межоперационная передача изделий в процессе сборки.

5. Уборка и вывод стружки.

Выбор вида транспорта производим на основании рекомендации /1, с. 366/.

Необходимое количество транспортирующих машин периодического действия (электрокар, автокар, автотягачей, монорельсовых тележек, мостовых кранов и др).

где lср
– длина транспортного пути, м (lср
=100м);

Q – масса деталей, транспортируемых в год, m;

i – среднее количество транспортных операций на одну деталь (i=2);

FH
—номинальный годовой фонд времени транспортного средства, ч;

g – загрузка транспортного средства за рейс (g=0,75т);

КТ
– коэффициент, учитывающий простой (КТ
=0,7…0,8);

Vср
—средняя скорость транспортирования, м/мин (Vср
£80м/мин –

для напольного транспорта и Vср
£50м/мин – для подвесного транспорта);

tз
, tр
– время соответственно на загрузку и разгрузку, мин (tз
,=tр
=15мин).

Для конвейерной сборки определяем длину конвейера и скорость движения /1, с. 233/.

Расчетная скорость конвейера:

где t - такт выпуска, мин;

l – шаг конвейера, равный расстоянию между осями двух собираемых изделий.

L=l1
+l2
=1+1=2м, где l1
–габаритный размер собираемого изделия в направлении его перемещения; l2
—расстояние между собираемыми деталями.

Скорость непрерывно движущегося конвейера составляет 3м/мин.

Общая длина конвейера составляет L=l*iпр
=2*17=34м.

7. Укрепленный расчет численности работающих в цехе.

Общее количество работающих в механо- сборочном цехе составляют: основные (рабочие –станочники, слесаря -сборщики, сборщики на конвейере); вспомогательные рабочие, младший обслуживающий персонал (МОП); служащие (инженерно –технические работники (ИТР), счетно –конторский персонал (СКП)).

7.1 Рабочие станочник.

Методика расчета приведена в /1, с.145/.

Количество рабочих - станочников определяется по общему нормированному времени, необходимому на изготовление годового количества изделий:

где Fдр
—действительный годовой фонд времени рабочего /1, с.151/;

КМ
—коэффициент многостаночности /1, с. 152/.

7.2 Количество слесарей –сборщиков для узловой сборки

7.3 Количество сборщиков для конвейера:

7.4 Количество рабочих слесарей

Для слесарной доработки на механических участках количество рабочих слесарей:

Rсл
=5%Rст
=0,05*183=10чел.

Всего основных рабочих:

Rо
= Rст
+Rсб
+Rсб.к
+ Rсл
=183+22+55+10=270чел

7.5 Количество вспомогательных рабочих.

Количество вспомогательных рабочих определяем по таб.5 1, с.136:

Rв
=40% Rо
=0,4*270=108чел

7.6 Количество МОП

RМОП
=3% (Rо
+Rв
)=0,03*(270+108)=12чел

ИТР RИТР
=13% (Rо
+Rв
)=0,13*(270+108)=50чел

СКП RСКП
=5% (Rо
+Rв
)=0,05*(270+108)=19чел.

Результаты расчета сводят в табл.4.

В настоящие время при двухсменном режиме работы численность производственных рабочих в первой смене (% общего числа производственных рабочих) рекомендуется принять 50.

Таблица 4. Сводная ведомость общего количества работающих.

Категория работающих	Всего	В процентах от количества производственных рабочих	В процентах от количества рабочих цеха	По смене
				1	2
Производственные рабочие	270	100	59	135	135
Вспомогательные рабочие, МОП	120	44	26	60	60
Итого:	390	-	-	-	-
Служащие, из них:	69	26	26	-	-
ИТР	50	18,5	11	25	25
СКП	19	7	4	19	-
Всего	459	-	-	-	-

8. Расчет площадей участков цеха

Производственные площади.

8.1 Площадь механических участков.

Площадь механических участков определяется по удельной площади на 1 станок:

FM
=Fуд
S=30*200=6000м2

где Fуд
–удельная площадь на станок.

8.2 Площадь слесарно –сборочных участков.

Площадь слесарно –сборочных участков определяется в процентах от площади механических участков /1, с. 251/ для массового производства

Fсб
=20%Fм
=0,2*6000=1200м2
.

Общая производственная площадь:

F= Fсб
+Fм
=6000+1200=7200м2

Вспомогательные площади

8.3 Заготовительное отделение

Заготовительное отделение для механо- сборочного цеха целесообразно располагать совместно с цеховым складом материалов и заготовок или включать в состав централизованного заготовительного цеха для завода.

8.4 Заточное отделение

Fзат
=Сз
Fуд.з.
=8*10=80м2
.

где Сз
–число станков для заточки;

Fуд.з.
=10м2
/1, с. 180/.

Система инструментообеспечения включает в себя не только заточное отделение, но также секцию сборки и настройки инструмента и секцию обслуживания инструмента производственных участков.

Площадь секции сборки и настройки инструмента определяется по формуле /1, с.212/.

Fн
= Nн
fн
=6*10=60м2
.

где fн
=10м2
–удельная площадь для настройщика одного прибора.

Общая площадь, занимаемая секцией обслуживания инструментов станков –это сумма площадей зоны хранения и комплектования инструмента и технической документации, а также зоны разборки отработанного инструмента.

Площадь для хранения режущих инструментов /2, с.219/

Fц
=Спр
Кс
f2
=200*0,5*1=100м2
.

где Кс
=0,5 –коэффициент, учитывающий хранение инструментов на высотных стеллажах;

f2
=1,0м2
–площадь, необходимая для хранения инструмента для одного станка.

Площадь, необходимая для хранения технической документации /2, с.218/.

Fд
=Спр
f1
=200*0,2==40м2
.

где f1
=0.2м2
– площадь, необходимая для хранения технической документации на один станок.

Площадь, необходимую для разборки инструмента, для кладовщиков –комплектовщиков определяют исходя из их количества работающих в смену, а также площади, занимаемой кладовщиком комплектовщиком (5м2
) и слесарем инструментальщиком по разборке инструмента (7м2
).

Число слесарей- инструментальщиков по разборке инструмента при техническом проектировании составляет 40% числа слесарей- инструментальщиков по настройке инструмента, а число комплектовщиков инструмента- 50% числа слесарей- инструментальщиков по настройке инструмента /2, с. 218/.

Число слесарей- инструментальщиков по настройке /2, с. 212/

где Fo
—эффективный годовой фонд времени работы прибора (Fo
=4015ч.);

Fр
--эффективный годовой фонд времени работы слесаря- инструментальщика, (Fр
=1820ч.)

В настоящие время при двухсменном режиме работы численность производственных рабочих в первой смене (% общего числа производственных рабочих) рекомендуется принять 50.

8.5 Контрольное отделение

Fк
=0,1F=0,1*200=20м2
.

8.6 Ремонтная база

Fp
=Sp
Fуд.р
=4*27=108м»

где Sp
–число станков на ремонтной базе;

Fуд.р
=27м2
–удельная площадь./1, с.335/.

8.7 Мастерская для ремонта приспособлений.

Fп
=Sп
Fуд.п
=8*17=136м»

где Sp
–число станков для мастерской;

Fуд.р
=17м2
–удельная общая площадь на один станок./1, с.181/.

8.8 Площадь отделения приготовления и раздачи СОЖ.

Fсож
=0,15N=0.15*200=30м2

8.9 Площадь отделение сбора и переработки стружки.

Fпр
=0,15N=0.15*200=30м2

Складские помещения.

8.10 Площадь складов материалов и заготовок.

Площадь складов материалов и заготовок /1, с.183/.

где Qо
–общая черновая масса всех материалов и заготовок подлежащих обработке в течении года, т;

tср
—количество дней, на которое принимается заказ материалов /1, с.184/;

Æ --количество рабочих дней в году;

qср
– средняя грузонапряженость площади склада /1, с.187/;

Кц
=0,4 –коэффициент использования площади склада /1, с.155/.

8.11 Площадь промежуточного склада

где Qо
–общая черновая масса всех материалов и заготовок подлежащих обработке в течении года, т;

tср
—количество дней, на которое принимается заказ материалов /1, с.184/;

Æ --количество рабочих дней в году;

qср
– средняя грузонапряженость площади склада /1, с.187/;

Кц
=0,4 –коэффициент использования площади склада /1, с.155/.

8.12 Площадь межоперационного склада

Площадь межоперационного склада определяется по формуле /1, с.190/.

где Qо
–общая черновая масса всех материалов и заготовок подлежащих обработке в течении года, т;

tср
—количество дней, на которое принимается заказ материалов /1, с.184/;

Æ --количество рабочих дней в году;

qср
– средняя грузонапряженость площади склада /1, с.187/;

Кц
=0,4 –коэффициент использования площади склада /1, с.155/.

8.13 Площадь инструментально раздаточного склада

Площадь инструментально раздаточного склада определяется по нормативам на 1 рабочее место /1, с. 190/.

Fис
=200(0,25+0,1+0,4)=150м2

8.14 Площадь склада для слесарно- сборочного участка

Площадь склада для слесарно- сборочного участка определяется из расчета 0,15м2
на одного рабочего:

Fсс
=22*0,15=3,3м2

8.15 Площадь магистральных проездов

Площадь магистральных проездов принимается в размере 12% производственной и вспомогательной площадей:

Fм
=0,12*7696=924м2

8.16 Площадь служебно- бытовых помещений

Площадь служебно- бытовых помещений определяется по норме на одного работающего 2,7м2
:

Fс
=2,7*459=1240м2
.

9. Планирование рабочего места

Задание

Вариант	Оборудование (модель)	Габаритные размеры оборудования, мм	Состав рабочего места
1	16Б16КП	2270х1110	Рис.1, с.11 /3/

10. Разработка компоновки механосборочного цеха.

Для размещения цеха вбирается здание, отвечающие унифицированным объемо- планировочным схемам.

Основными строительными параметрами промышленных зданий в плане являются ширина L пролета и шаг t колонн, образующих сетку Lxt. Высота здания должна отвечать габаритным размерам размещаемого оборудования и подъемно- транспортных средств.

В нашем случае это одно этажное здание 18х12м, площадью 10368м2
и высотой 6м.

Площадь участка цеха

№№ п/п	Категории площадей	Площадь, м2
		По расчету	По плану
1	Участки механической обработки	6000	6300
2	Сборка узлов	1200	1260
3	Конвейерная сборка	1200	1400
Всего:	8400	8960
4	Вспомогательные отделения	280	400
5	Склад заготовок	151	200
6	Промежуточный склад	31	48
7	Контрольное отделение	20	30
8	Магистральные проезды	924	1090
9	Бытовые помещения	1240	1400
Всего по цеху:	11046	12128

Основные технико- экономические показатели

№№ п/п	Показатели	Единица	Величина
Общие
1	Годовой выпуск рабочего	шт.	8000
2	Площадь цеха по плану	м2	12128
3	Количество основного оборудования	шт.	200
4	Общая численность работающих в том числе производственных	чел.	489
5	Длина конвейера	м	34
Относительные
1	Станкоемкость на 1т продукции	ч	117
2	Станкоемкость на единицу продукции	ч	18
3	Удельная площадь на единицу основного оборудования	м2	61
4	Годовой выпуск на одного основного рабочего	шт	40
5	Годовой выпуск на один основной станок	шт	21
6	Площадь на одного основного рабочего	м2	30

Рис.1 Компоновочный план механосборочного цеха

Список литературы

1. Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов. – М.: Высш. шк., 1969. – 480 с.

2. Мамаев. В.С., Осипов. Е.Г. Основы проектирования машиностроительных заводов. – М.: Машиностроение, 1974. – 295 с.

3. Андерс. А.А. и др. Проектирование заводов и механосборочных цехов в автократорной промышленности: Учебное пособие для студентов механических специальностей втузов / М.: Машиностроение, 1982. – 271 с.

4. Мельников Г.Н., Вороненко В.П. Проектирование механосборочных цехов / Под ред. Дальского А.М. – М.: Машиностроение, 1990. – 352 с.

5. Общемашиностроительные типовые нормы времени на изготовление вспомогательного инструмента. М.: Экономики, 1988. – 141 с.