Организационно-технологическое проектирование сборочно-сварочного цеха

3.4.3 Секции палуб

3.4.4 Секции переборок

Расчёт числа производственных рабочих по по механизированным операциям секции переборок

3.4.5 Носовые и кормовые секции

Расчёт числа производственных рабочих по механизированным операциям носовая и кормовая объемные секции

3.4.6 Объёмные секции надстроек и бака.

Расчёт числа производственных рабочих по механизированным операциям секции надстройки и рубки

Расчёт числа производственных рабочих по операциям надстройки и рубки

3.4.7 Тавровый набор.

Расчёт числа производственных рабочих по по механизированным операциям тавровый набор

4.1 Расчёт общей площади цеха, выбор размеров и числа пролётов цеха

Площади цеха по своему назначению подразделяют на производственную, вспомогательную и служебно-бытовую.

При разработке технологической части проекта определяют производственную и вспомогательную площади, отводя предварительную площадь для энергетических объектов, электрических и вентиляционных установок, о которой окончательное решение принимают после разработки специальных частей проекта.

При этом сумму производственных (площади участков и отделений, непосредственно предназначенных для осуществления технологического процесса в цехе) и вспомогательных (участки ремонта и обслуживания оборудования, энергосистем и инструмента, магистральные проезды и различные кладовые) площадей условно называют общей площадью цеха.

В технико-экономических показателях технологической части проекта цеха, как правило, приводят выпуск продукции в год с 1 м2
общей площади цеха. В этом случае формула укрупненного определения площади цеха по выпуску продукции в год с 1 м2
общей площади может быть упрощена [5, стр.100]:

Sц
= Вц
/ q= 21590 м2

,

где: q = 4,0 - выпуск продукции в год с 1 м2
общей площади цеха класс верфи 1, т/м2
;

Вц
= 8636*10 = 86360

т - годовая программа цеха;

Сетка колонн — размеры ячейки, представляющие собой прямоугольник, стороны которого равны ширине пролета и шагу колону: размеры сетки колонн обозначают в виде произведения шага колонн на ширину пролета (например, 12X24, 12X30, 12X36, 24X42 м).

Принимаем:шаг колонн 24 м;количество 8;ℓц
= 168
м;

ширина пролёта 48 м;количество 3;bц
= 144
м;

4.2 Расчёт административно-конторских и бытовых помещений

Таблица 4.2.1.

4.3 Расчет и планировка цеховых складов и кладовых

В состав в состав сборочно-сварочного цеха входит склад готовых деталей корпуса и деталей насыщения секций, а также промежуточный склад готовых узлов.

На складах сборочно-сварочного цеха готовые детали корпуса и насыщения секций хранят в контейнерах и пачках, в стопах и на многоярусных стеллажах.

Склады могут отсутствовать в тех случаях, когда узлы, полотнища и мелкие секции, изготовляемые на одних рабочих местах поточной линии, непосредственно передаются с этих мест на следующие, где производится их дальнейшая сборка и сварка в секции.

Площадь складских помещений определяется количеством хранимых деталей и нормами допустимой нагрузки на 1м2
полезной площади склада.

Ориентировочные данные, определяющие площадь склада корпусных деталей, приведены в табл. 4.2.1. Склад размещается в производственном здании сборочно-сварочного цеха, часто в специальном пролете, и обслуживается мостовыми кранами.

Таблица 4.3.1.

Ориентировочные данные для проектирования склада корпусных деталей и деталей насыщения (склад комплектации).

В состав складских помещений сборочно-сварочного цеха входят кладовые различного назначения. Инструментальные кладовые предназначены для хранения, приема и выдачи инструментов и не громоздких приспособлений, используемых при эксплуатации, оборудования цеха. Здесь производится также контроль степени износа и отбора пришедших в негодность инструментов и приспособлений для обмена на новые в центральном заводском складе. Размеры кладовых обусловлены минимальными запасами хранения, которые ограничены сроками износа одного-двух полных комплектов, имеющихся в работе инструментов и приспособлений. Для нормальной работы цеха требуются также кладовые: вспомогательных материалов, сварочных материалов, оснастки рабочих мест, проверочных шаблонов и др. Размеры площадей производственных кладовых цеха ориентировочно можно рассчитать по нормам технологического проектирования, принятым в машиностроении.

Максимальные значения удельной площади по производственным кладовым цехов сварочного производства составляют (в квадратных метрах):

инструментально-раздаточной—на единицу сборочно-сварочного оборудования0,7

вспомогательных материалов—на единицу технологического оборудования 0,2

для хранения электродов, электродной проволоки, флюсов—на одного сварщика:

при ручной сварке 0,25

» автоматической и полуавтоматической сварке0,5

для хранения оснастки—на одно сборочно-сварочноё рабочее место0,5

для хранения шаблонов—на 100 т выпуска цеха.0,2

Склады и кладовые являются вспомогательными отделениями сборочно-сварочного цеха и должны размещаться но возможности в производственном здании цеха. В состав вспомогательных отделений цеха входят и мастерские: ремонтная, электромеханическая, по изготовлению шаблонов и приспособлений, оснастки и др. Площадь мастерских определяется из условия расположения на ней необходимого комплекта технологического оборудования (в основном металлорежущего). Мастерские размещают, как правило, в первом этаже пристройки к производственному зданию цеха.

Таблица 4.3.2.

Максимальные значения удельной площади по производственным кладовым цехов сварочного производства (м2
)

Итого общая площадь всех вспомогательных и кладовых помещений цеха: 672 м2

Пусть корпус вспомогательных помещений занимает 1 этаж, тогда, при длине корпуса (L): 168 м, ширина (В) будет равна: 4 м.

Количество кранов определяют приближенным методом, укрупнено, на основании данных ранее выполненных проектов и анализа работы кранового оборудования действующих сборочно-сварочных цехов, в зависимости от длины обслуживаемого пролета. (Например, в сборочно-сварочном цехе, где предусмотрены напольные транспортные средства и поточные механизированные линии, рекомендуется на 30—'40. м длины пролета устанавливать один кран. Минимальное количество кранов в пролете — два).

Грузоподъемность электромостовых кранов и других транспортных средств подбирается по массе обрабатываемых грузов. Допускается спаренная работа злектромостовых кранов при небольшом количестве тяжеловесов, что характерно для сборочно-сварочного цеха судостроительного предприятия. Секции вывозят из цеха на большегрузных специальных тележках или платформах по железнодорожному пути, вводимому в цех.

В табл. 4.4 приведены рекомендации по выбору основного подъемно-транспортного оборудования для сборочно-сварочных цехов судостроительных предприятий классов I—V.

Таблица 4.4.

Рекомендуемое подъемно-транспортное оборудование для сборочно-сварочных цехов

Примечание. В знаменателе крюка крана указана грузоподъемность вспомогательного крюка крана

Так как Lцеха = 168м при nпр .= 3, устанавливаем 6
электромостовых кранов грузоподъёмностью 200/32 т.

4.5 Разработка схем подключения энергосред

У каждого построечного места должны находиться пункты подключения автоматической и полуавтоматической сварки, подводы углекислого газа , ацетилена, кислорода, сжатого воздуха и вытяжной вентиляции, подвод воды пожаротушения. Также каждое построечное место должно быть оснащено двух и трёхполюсными розетками постоянного и переменного тока, щитками подключения ремонтного освещения. Цех должен быть оборудован в необходимом количестве подводами холодной воды на хозяйственные и производственные нужды.

5.1 Потребности цеха в материалах

Сборочно-сварочные цехи обеспечиваются: электроэнергией для работы электросварочного, подъемно-транспортного, станочного и прочего оборудования и средств механизации; сжатым воздухом давлением 5—6 кГ/см2
для работы пневматических инструментов; ацетиленом и кислородом для ручной и машинной резки, строжки и подогрева конструкций при правке; углекислым газом — для сварки в среде защитных газов; производственной водой для испытания собранных и сваренных конструкций и для охлаждения сварочных горелок.

Примерные показатели для расчета основных видов энергии и количества инструментов на 1000 m продукции, а также ориентировочные удельные расходы воздуха и газов и коэффициенты использования инструментов и оборудования в сборочно-сварочных цехах приведены соответственно в табл. 5.1 и 5.2..

Таблица 5.1.

Ориентировочные показатели для расчета основных видов энергии и количества инструментов на 1000 m продукции сборочно-сварочных цеха.

Таблица 5.2.

Средний удельный расход воздуха и газов на единицу оборудования и инструмента и коэффициенты использования оборудования в сборочно-сварочных цехах

5.2 Годовая потребность в прокате

, где

Gм - чистая масса металла на одно судно или секцию, т;

nс - количество судов;

Ротх - средний процент отходов (2-8%).

91872 (т);

5.3 Годовая потребность в электродной проволоке

, где

Gн - масса наплавленного металла на одно изделие в кг;

П - число изделий;

Кэ - отношение массы эл. покрытия к массе электродной проволоки (Кэ=0,8);

Кп - коэффициент перехода металла из электродов в шов, учитывающий

потери на угар, разбрызгивание и т.д. (Кп=0,95);

= 3273 (т);

5.4 Годовая потребность во флюсе для автоматической сварки

GФ=1,4 Gэ;

Gф=2291 (т);

5.5 Годовая потребность в горючих и сжатых газах при резке и сварке

5.5.1 Годовая потребность в сжатом воздухе

, где

gвозд - удельный расход воздуха на единицу инструмента, м3
/ч;

nед - число единиц инструментов;

Фп - действительный расчётный фонд времени работы инструмента, ч

(Фп= 4015);

Кз - коэффициент загрузки;

В нашем случае годовая потребность в сжатом воздухе складывается из годовой потребности для пневмоинструмента и годовой потребности для краскораспылителей:

= 43952205 (м3
);

5.5.2 Годовая потребность в ацетилене

Gацет== 401059 (м3
);

5.5.3 Годовая потребность в кислороде

Gкисл== 994917 (м3
);

5.5.4 Годовая потребность в углекислом газе

Gугл.== 184650 (м3
);

5.6 Годовая потребность в воде

Gводы=,

где расход воды на 1000 т выпускаемой продукции, м3
/т;

Gм - чистая масса металла на одно судно или секцию, т;

nс - количество судов.

· в производственной:

Gводы= =198628 (м3
);

· на охлаждение сварочных головок:

Gводы= =28499 (м3
);

· для хозяйственно-питьевых нужд:

Gводы= ,

где расход воды на одного работающего, л/чел;

количество рабочих дней в году;

количество рабочих;

Gводы= =3960 (м3
);

· для душевых:

Gводы= =5280 (м3
);

· для умывальников:

Gводы= =528 (м3
);

Gволы общ.= .

Gволы общ.= 236895(м3
);

5.7 Годовая потребность в паре

Qп=,

где - расход тепла на 1 здания, ккал/ч м3
;

H - количество часов в отопительном сезоне;

V - внутренний объём здания, м3
;

i - теплота испарения, ккал/кг;

5.8 Годовая потребность в электроэнергии

· На питание электрооборудования:

, где

- установленная мощность (выбирается из паспортных данных оборудования);

, где

- коэффициент спроса или одновремённости:

- для сварочных трансформаторов и преобразователей: = 0,35 - 0,45;

- для механизированных стендов и листоукладчиков: = 0,35;

- для электродвигателей станочного оборудования: = 0,25;

- для электродвигателей кранов: = 0,15;

- для траспортёров: = 0,75;

- для прессов: = 0,25 - 0,35;

годовой фонд времени работы оборудования (3935 ч);

коэффициент загрузки.

Таблица 5.8.

Спецификация оборудования и средств механизации.

= 27903872 (кВт).

· На освещение:

,

где полная площадь цеха, м2
;

средний расход электроэнергии на м2
, кВт/ч

( кВт/ч);

количество рабочих дней в году;

продолжительность одной рабочей смены;

количество смен.

1741824 (кВт)

Цеховая себестоимость – выраженные денежные формы, затраты на производство единицы продукции (обычно годовой продукции).

В цеховую себестоимость входят затраты на выплату заработной платы и цеховые накладные расходы. Затраты на сырьё и материалы в себестоимость продукции судостроительного предприятия не включают. Затраты на их приобретение учитываются только калькуляционной стоимостью судна.

Прямая заработная плата производственных рабочих сборочно-сварочного цеха определяется умножением трудоёмкости всех работ цеха на стоимость одного часа цеховых работ.

Цеховые накладные расходы складываются из заработной платы всех остальных категорий работающих, отчислений на социальное страхование, стоимости всех видов энергии, затрат на содержание и вознобновление инвентаря и инструмента, текущий ремонт зданий и оборудования, расходов на реализацию мероприятий по охране труда, амортизацию всех основных фондов, транспортных расходов и прочее.

Таблица 6.1.

Расчёт годового фонда заработной платы.

Примечание. Дополнительная заработная плата производственных рабочих и различные виды доплат к прямой производственной заработной плате составляют 25% от её суммы.

Принимаем цену одного часа цеховых работ 13 руб..

Отношение всех цеховых расходов к фонду прямой заработной платы производственных рабочих представляют собой процент накладных расходов.

Таблица 6.2.

Смета стоимости зданий, оборудования и инструментов

Таблица.6.3.

Смета цеховых накладных расходов

Таблица 6.4.

Сводная смета проекта – капиталовложения на строительство

Технологическую часть проектов цехов выполняют в соответствии с действующими правилами техники безопасности и промышленной санитарии. При размещении

в одном здании различных производств цехи с одинаковыми условиями по вредности и пожарной опасности располагают смежно, участки с более вредными условиями отделяют от менее вредных, а участки наиболее опасные в пожарном отношении размещают у наружных стен в одноэтажных зданиях и на верхних этажах в многоэтажных. К таким участкам относят участки анодного оксидирования в цехах конструкций из алюминиево-магниевых сплавов; участки окраски и сушки секций, приготовления мастик и клеев и мойки тары в цехах конструкций из синтетических материалов; участки химической очистки, горячей оцинковки и грунтовки труб в трубозаготовительных цехах, а также цехи гальванических покрытий, малярно-заготовительный, деревообрабатывающий и изоляционно-заготовительный участки.

Действующие нормы и правила регламентируют следующие расстояния между рабочими площадками, рабочими местами, установками и элементами зданий:

Расстояние, м (не менее)

Высота подъема груза над предметами при горизонтальном его перемещении. 0,5

Проход между штабелями материалов, деталей и т. д. высотой не более 1м... 1,0

Проходы вокруг газорезательного и газосварочного рабочего места 1,0

Проходы между установками автоматической сварки 1,5

Расстояние от настила рабочих площадок до нижней кромки вышележащих конструкций («рабочая зонах) 1,8

Расстояние между стеной (колонной) и установками автоматической сварки 1,0

Расстояние между габаритами грузоподъемной машины, передвигающейся по наземному рельсовому пути, и близлежащими предметами на высоте 0,7

более 2 м.. 0,4

Расстояние от нижних выступающих частей грузоподъемной машины (не считая грузозахватного органа) до расположенного в зоне его действия оборудования. 0,4

Расстояние от стены (колонны) до боковой или тыльной стороны станка..... 0,8

Расстояние от строящегося судна до колонн 3,0

Ширина прохода:

у лесов 1,0

между боковыми сторонами станков:

при одностороннем движении. 1,1

при двухстороннем движении. 1,6

Ширина магистрального проезда.. 3,0

Примечание: При проектировании верфи приведенные данные для конкретного оборудования цехов уточняются действующими нормативными материалами.

В зависимости от взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности производства цехов верфи делят на категории, а помещения — на классы.

Строительными нормами и правилами установлено, что по взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности различают шесть категорий производств промышленных предприятий.

Категория А (взрывопожароопасные производства). Обращающиеся вещества — горючие газы, нижний предел взрываемости которых 10% и менее к объему воздуха; жидкости с температурой вспышки паров до 28° С включительно, при условии, что указанные газы и жидкость могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещений; вещества, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или одного с другим.

Категория Б (взрывопожароопасные производства). Обращающиеся вещества —: горючие газы, нижний предел взрываемости которых более 10% к объему воздуха; жидкости с температурой вспышки паров выше 28 до 61° С включительно; жидкости, нагретые в условиях производства до температуры вспышки и выше; твердые вещества, образующие горючие пыли или волокна при условии, что указанные газы, жидкости и твердые вещества могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещений.

Категория В (пожароопасные производства). Обращающиеся вещества — жидкости с температурой вспышки паров выше 61° С; вещества, способные гореть только при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или одного с другим; твердые сгораемые вещества и материалы.

Категория Г (пожароопасные производства). Обращающиеся вещества — несгораемые вещества и материалы

Категория Д. Обращающиеся вещества — несгораемые вещества и материалы в холодном состоянии.

Категория Е (взрывоопасные производства). Обращающиеся вещества — горючие газы и пары в таком количестве, что они могут образовать взрывоопасные смеси в объеме, превышающем 5% объема помещений, и по условиям технологического процесса возможен только взрыв (без последующего горения); вещества, способные взрываться (без последующего горения) при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или одного с другим.

Результаты проектных разработок цехов, а также сопоставление полученных технико-экономических показателей с нормативными или лучшими показателями по аналогичным проектам и лучшими достижениями отечественных и зарубежных верфей приводят в табличной форме (табл.7.1.).

Как правило, анализу подвергают два основных показателя цеха: трудоемкость на 1 т выпускаемой продукции и годовой выпуск продукции с 1 м2
площади цеха, которые зависят от следующих основных факторов:

- объема годового выпуска продукции и освоения постройки последующих судов серии;

- уровня механизации и автоматизации производственных процессов и технического уровня производства;

- конструктивных особенностей строящихся судов.

Выпуск продукции с 1 м2
площади цеха зависит также от сменности работы рабочих, загрузки оборудования и рабочих мест. С учетом изложенного показатели приводят к сопоставимым условиям.

Приведенная к условиям проекта трудоемкость на 1 т выпускаемой продукции цеха (чел.-ч/т) может быть определена по формуле

Ипр
= Ип.ц
Ко
Км.п
Кк.т

где Ип.ц

— трудоемкость на 1 т выпускаемой продукции по нормативам, или аналогичному проекту, или по отчету существующего цеха, чел.-ч/т;

Ко

— коэффициент, учитывающий изменение трудоемкости в зависимости от объема годового выпуска! продукции Цехом и освоения серии постройки судов;

Км.п

— коэффициент, учитывающий при определении трудоемкости на 1 т продукции цеха уровень механизации и автоматизации производственных процессов и технический уровень производства;

Кк.т

— коэффициент, учитывающий изменение трудоемкости на 1 т продукции цеха в зависимости от конструкции судна, включая марку материала.

Аналогично определяют приведенный к условиям проекта годовой выпуск продукции с 1м2
площади цеха, т/м2

ρс
= ρо.п
Кв.п
Кв.м
Кк.в
Ксм.ц
Ко.р.м

,

где ρо.п

— годовой выпуск продукции с 1 м2
общей площади по нормативам, или аналогичному проекту, или существующему цеху, т/м2
;

Кв.п

— коэффициент, учитывающий изменение выпуска продукции с 1 м2
площади цеха в зависимости от объема годового выпуска продукции цехом и освоения постройки судов серии;

Кв.м

— коэффициент, учитывающий изменение выпуска продукции с 1 м2
цеха в зависимости от уровня механизации и автоматизации производственных процессов и технического уровня производства;

Кк.в

— коэффициент, учитывающий изменение годового выпуска продукции с 1 м2
площади цеха в зависимости от конструкции судна, включая марку материала;

Ксм.ц

— коэффициент, учитывающий изменение выпуска продукции цехом в зависимости от сменности рабочих цеха;

Ко.р.м

— коэффициент, учитывающий изменение выпуска продукции цехом в зависимости от загрузки оборудования и рабочих мест.

Таблица 7.

Основные данные и технико-экономические показатели цеха

В проектах, как правило, условно принимают расчетное судно серии с порядковым номером, равным по значению двум расчетным программам выпуска судов верфи. Анализ отчетных данных о работе основных цехов верфей показывает, что характер снижения трудоемкости по цехам в зависимости от серийности постройки судов аналогичен снижению трудоемкости в целом по верфи. Поэтому при проектировании и сопоставлении показателей трудоемкости на 1 т выпуска продукции цеха можно с достаточной точностью пользоваться едиными данными снижения трудоемкости по мере освоения серии

Спроектированный сборочно–сварочный цех при заданных исходных данных обеспечивает изготовление узлов и секций для крупнотоннажных и среднетоннажных судов небольшой серии в условиях судостроительной верфи I класса. Определены и рассчитаны необходимые для производства продукции материальные и людские ресурсы.

При планировке цеха учитывались следующие основные положения:

расположение оборудования, рабочих мест и средств механизации по принятому технологическому процессу; размещение производственных участков цеха и вспомогательных служб с учетом прогрессивных форм организации производства; обеспечение наибольшего выпуска продукции с 1м2
площади цеха при соблюдении условий для надежной и безопасной работы производственного персонала; бесперебойность поступления материалов, деталей и узлов на рабочие места, прямолинейность грузопотоков и кратчайшие пути перемещения материалов, заготовок и изделий в процессе производства с использованием механизированных транспортных средств, выпуск деталей и изделий для различных судов, аналогичных принятым в расчетной программе и соответствующих классу верфи; обеспечение межоперационного хранения материалов, деталей и узлов, внутрицехового и внутризаводского транспорта, подходов к оборудованию транспортных средств со стороны фронта загрузки оборудования и рабочих мест, а также к пунктам подключения переносного оборудования и вентиляционных установок, способов снятия и передачи деталей и изделий на последующие операции или из цеха; рациональное размещение работников технического персонала с максимальным приближением их к производственным участкам, которые они обслуживают; обеспечение эксплуатации и ремонта оборудования, контроля, планирования и диспетчеризации производства с использованием технических средств.

В основу плана расположения оборудования и рабочих мест принят архитектурно-строительный чертеж.

При выполнении работы были использованы различные технические условия, нормы и инструкции по разработке проектов и смет для промышленного строительства и данные из периодической печати, а также учебники, учебно-методические пособия и справочники по тематике проектирования верфей и промышленных зданий и сооружений.

1. Галкин В.А. Справочник по сборочно–сварочной оснастке цехов верфи. – Л.: Судостроение, 1983.

2. Голота Г.Ф. Техническое нормирование судостроительных и судомонтажных работ. – Л.: Судостроение, 1987.

3. Голота Г.Ф. Техническое нормирование труда в судоремонте. Справочник.– Л.: Судостроение, 1983.

4. Кулагина М.А., Киселева Н.А. Основы технологического проектирования сборочно-сварочных цехов. – Л.: Судостроение, 1977.

5. Сырков А.К. Справочник по технологическому проектированию судостроительных верфей и цехов. – Л.: Судостроение, 1980

6. Фрид Е.Г. Устройство судна. – Л.: Судостроение, 1989

7. Основы механизации и автоматизации судостроительного производства. /Под общ. ред. Соколова В.Ф. – Л.: Судостроение, 1989.

8. Технология судостроения. /Под общ. ред. Мацкевича В.Д. – Л.: Судостроение.

9. Ашик В.В. Проектирование судов.: Учебник. – 2 изд., перераб. и доп. – Л.: Судостроение, 1985.

10. Бронников А.В. Проектирование судов: Учебник – Л.: Судостроение, 1991.