3.1.1 Расчёт основного технологического оборудования

Расчет количества оборудования, потребного для участка, ведется для каждого типа или модели станка исходя из суммарной трудоемкости всех операций, выполняемых на станках этой модели:

где —расчетное число станков данной модели; — штучно-калькуляционное время каждой операции, мин; — объем выпуска деталей, шт.; — действитель­ный годовой фонд времени работы оборудования в одну смену с учетом потерь времени на планово-предупреди­тельный ремонт (2037 ч.), ч: _См— число смен по режиму работы цеха; — рассматриваемый вид операции.

При двухсменном режиме работы цеха расчетное число станков определяется по формуле

где — штучно-калькуляционное время в часах. Выра­жение соответствует суммарной годовой тру­доёмкости обработки деталей на станке (в этой формуле принято =4015 ч).

Принятое для участка число станков определяют округлением числа до ближайшего большего целого числа.

Расчеты по определению годовой трудоемкости обработки по каждой модели станка и по расчету числа стан­ков участка для удобства и компактности оформляется в виде таблицы.

Площадь участка механического цеха делится на производственную площадь, занятую производственным оборудованием, включая места для рабочих, площадь для хранения заготовок, для межоперационных тран­спортных средств, а также площадь проездов и прохо­дов. Ориентировочное определение площади производят по укрупненным показателям в зависимости от размеров станков.

В современных цехах внедряются автоматические транспортно-складские системы (АТСС) с дистанцион­ным управлением и адресованием грузов по опера­циям.

3.2. Содержание расчётной части проекта,

относящейся к общей планировке цеха

(на основе данных, полученных

по участку-представителю)

Студент, исходя из возможности размещения плана цеха на листе формата А1 чертежа, принимает количество участков в нём (от 6 до 10 и более). Умножая расчётные данные по участку-представителю на число участков, находят соответствующие исходные данные для проектирования цеха: количество основного оборудования, количественный состав основных рабочих цеха и выполняют расчёты, относящиеся к вспомогательным его службам, используя учебный материал курса лекций.

Расчёты, полагая, что это цех серийного производства, выполняют для следующих вспомогательных структур и служб цеха: цеховой ремонтной базы, отдела технического контроля, заточного отделения, отдела приготовления СОЖ, мастерской по ремонту приспособлений и инструмента, инструментально-раздаточного склада, отдела по переработке стружки. Следует рассчитать их площади и состав обслуживающего персонала. Склад заготовок и материалов, заготовительное отделение, промежуточный склад, склад готовой продукции цеха только обозначить.

3.3. Содержание графической части работы

В проекте следует принять тип здания с полным каркасом.

Пример выполнения планировки цеха представлен в Приложении №5.

План подробно спроектированного в соответствие с личным заданием студента участка можно разместить либо на плане цеха в качестве одного любого из его участков, либо изолированного отдельно.

На лист чертёжной бумаги формата А1 в принятом масштабе (1:100. 1:200 или другом) наносят тонкими линиями сетку колон (см. рис.2). На ней изображают в каждом пересечении линий поперечные сечения колон здания и пунктиром их основания. Промежуток между крайними колонами по всему контуру здания заполняется линиями ограждающих стен. Между сетками колон образуются продольные и поперечные проезды и пролёты. В отдельных выбранных пролётах намечают расположение въездных ворот для транспортных грузовых перемещений и путей прохода персонала. В пролётах располагают производственные участки, вспомогательные отделения и службы. Увеличивая или уменьшая количество пролётов, добиваются для уменьшения затрат минимальной близко возможной по виду прямоугольной планировки. Транспортный проезд можно организовать по разному или, например, как в планировке цеха в Приложении №5.

У крайних поперечных стен обычно располагают те или иные вспомогательные службы, например, склады. В одном из пролётов на выбор студент-проектант должен разместить заранее приготовленные темплеты станков подробно проектируемого им участка-представителя, соблюдая рекомендуемые нормы расстояний. Темплеты (изображения в плане) станков, указанных в задании, представлены в Приложении №3. Их следует вычертить на достаточно твёрдой бумаге в масштабе, принятом в проекте, вырезать и прикрепить на листе А1 с сеткой колон. Затем остальную площадь здания цеха заполнить контурами остальных основных и вспомогательных участков, отделений и служб. Выполненный проект желательно отксерить или сканировать и представить консультанту, когда он уже будет им утверждён для подписи.

Для предприятий машиност­роения строят преимущественно одноэтажные здания. Одноэтажные здания могут быть запроектированы с полным или неполным каркасом, а также с несущими стенами. В зданиях с полным каркасом вертикальными несущими элементами являют­ся колонны; наружные же стены становятся лишь ограждающими элементами, т. е. заполнением. В зданиях с неполным каркасом несущие колонны располагают только внутри здания, наружные же стены также делают несущими, выполняющими одновременно так­же функции и ограждающих конструкций.

В массовом промышленном строительстве применяют главным образом конструктивную схему с полным каркасом. Эта схема является типовой и обеспечивает экономичные решения зданий с полной унификацией сборных элементов (рис.1). Конструктивные схемы с неполным каркасом и несущими стенами применяются ред­ко, преимущественно для небольших зданий подсобного назна­чения.

Основными структурными частями зданий являются пролеты. Под пролетом понимается объемная часть здания, ограниченная двумя смежными рядами вертикальных несущих конструкций (для здания с полным каркасом — рядами колонн). При разработке технологической части проекта определяются основные строитель­ные параметры здания, которые служат основой для разработки строительной части проекта.

Современные здания промышленного типа создаются путем компоновки унифицированных типовых секций площадью 144х72 или 72х72 кв.м. По ширине они делятся на пролеты шириной 12, 18 и 24 м, вдоль пролета находятся ряды колонн с шагом 12 м, а у пристеночных рядов их шаг равен 6 или 12 м.

Рис. 1. Пролеты и конструктивные элементы зданий с полным каркасом:

а—крановые пролеты; б—бескрановые пролеты со скатной кровлей и светоаэрационными фо­нарями: 1—фундамент; 2—бетонная подготовка; 3—стяжка; 4—покрытие пола; 5—колонны; 6—стеновые панели; 7— подкрановая балка; в—подстропильные фермы; 9—стропильные фермы; 10—крупнопанельный настил; 11—стальная рама фонаря; 12—фундаментная балка.

На рис. 2 даны примеры изображения схематических планов зданий с полным каркасом и дано обозначение строительных пара­метров здания. Основными строительными параметрами здания в плане являются: ширина пролета L — расстояние между продоль­ными разбивочными осями и шаг колонн t — расстояние между поперечными разбивочными осями. Сочетание ширины пролета и шага колонн образует сетку колонн, обозначаемую произведением L · t. Основным параметром здания в разрезе является высота пролета h (расстояние от чистого пола до низа несущих конструк­ций покрытия).

Рис. 2. Примеры изображения схематических планов зданий: двухпролетного: 1—колонна; 2— продоль­ная разбивочная ось; 3—поперечная разбивочная ось; L – расстояние между продольными разбивочными осями; t - расстояние между поперечными разбивочными осями

Ширина пролета принята равной 18 и 24 м в бескрановых и 18, 24, 30 и 36 м—в крановых зданиях. При выполнении задания рекомендуется использовать ширину пролёта 18м. Шаг средних колонн 12 м. Шаг крайних (при­стенных) колонн принимается 6 или 12 м в зависимости от конст­рукции стеновых ограждений (Приложение 2).

Основным принципом при составлении плана расположения оборудования на участке или цехе является обеспечение прямоточности движения изделий (полуфабрикатов) в процессе их обработки в соответствии с технологическим процессом, а также установление оптимальных расстояний между оборудованием и между оборудованием и ко­лоннами или стенами.

Металлорежущие станки участков или линий могут быть рас­положены одним из двух способов: по типам оборудования или по ходу технологического процесса, т. е. в порядке выполнения операций.

По типам оборудования станки располагают только в неболь­ших цехах единичного и мелкосерийного производства при малых массах 'и габаритах обрабатываемых деталей, а также для обра­ботки отдельных деталей в серийном производстве.

По ходу технологического процесса располагают станки в це­хах серийного и массового производства. Наиболее совершенная планировка станков получается в автоматических и непрерывно-ло­точных линиях. В переменно-поточных и групповых линиях станки располагают в порядке выполнения операций по отношению ко всем деталям с тем, чтобы не было возвратных движений. Однако отдельные детали могут обрабатываться не на всех станках, по­этому зигзагообразное движение деталей на планировках вполне допустимо.

При размещении станков руководствуются следующими прави­лами и приемами.

1.Участки, занятые станками, должны быть, по возможности, наиболее короткими. В машиностроении длина участков составля­ет 40—80 м. Зоны заготовок и готовых деталей включаются в дли­ну участка.

2. Технологические линии на участках могут располагаться как вдоль пролетов, так и поперек их.

3. Станки вдоль участка могут быть расположены в два, три и более рядов. При расположении станков в два ряда между ними оставляется проход для транспорта. При трехрядном расположении станков может быть два (рис. 3, а) или один проход (рис. 3, б). В последнем случае продольный "проход образуется между одинар­ным и сдвоенным рядами станков. Для подхода к станкам сдвоен­ного ряда (в котором станки расположены друг к другу тыльными сторонами), расположенным у колонн, между станками оставляют поперечные проходы. При расположении станков в четыре ряда вдоль участка устраивают два прохода: у колонн станки распола­гают в один ряд, а сдвоенный ряд — посредине (рис. 3, в).

Рис. 3. Расположение станков в пролете:

а—в три ряда с двумя продольными проходами; б—в три ряда с одним продольным и тремя поперечными проходами; в—в четыре ряда с двумя продольными проходами

4. Станки могут располагаться по отношению к проезду поперек, вдоль и под углом (рис. 4). Наиболее удобное расположение — вдоль проезда и при обращении станков к проезду фронтом. При поперечном расположении станков затрудняет­ся их обслуживание (подача заготовок, обмен инструментов, при­ емка деталей и т. д.), так как приходится предусматривать попе­ речные проходы для доставки деталей на тележках или электро­карах к рабочим местам. Для лучшего использования площади револьверные станки, автоматы и другие станки для обработки прутковых материалов, а также протяжные, расточные, продольно- фрезерные и продольно-шлифовальные станки располагают под углом. Станки для прутковой работы располагают загрузочной стороной к проезду, а другие станки так, чтобы сторона с приводом была обращена к стене или колоннам. Это более удобно для скла­дирования заготовок л исключает поломку привода при транспор­тировке деталей. Ставки для прутковой работы могут быть также размещены в шахматном порядке (рис. 4), причем в этом слу­чае необходимо обеспечить возможность подхода к ним с двух сто­рон.

Рис. 4. Расположение токарно-револьверных станков

5. Станки по отношению друг к другу могут располагаться фронтом, «в затылок» и тыльными сторонами. При расположении станков вдоль участка более выгодно используется площадь при тыльном расположении станков.

6. Крупные станки не должны устанавливаться у окон, так как это приводит к затемнению цеха.

7. В поточных линиях станки также могут устанавливаться в один (рис. 5, а) или в два ряда (рис. 5, б); в последнем случае деталь в процессе обработки переходит с одного ряда ,на другой. Поточная линия может быть и с двумя параллельными потоками деталей (рис. 5, в). При обработке деталей с большим количест­вом операций поточной линии придают зигзагообразную форму с тем, чтобы длина каждого участка была равна длине других участков, т. е. равнялась 40—80 м, и чтобы выход готовых деталей был в том же направлении, что и для других поточных линий (рис. 5, г). Цифры на рисунках указывают последовательность прохож­дения обрабатываемой детали через станки линии.

Станки в поточных линиях с применением рольгангов или других конвейеров могут устанавливаться относительно их параллельно или перпендикулярно. Они могут быть и встроены в линию рольганга или конвейера (рис. 6).

8. Расстояние между станками, а также между станками и эле­ментами зданий для различных 'вариантов расположения оборудования, а также ширина проездов в зависимости от различных видов транспорта регламентируются нормами технологического проекти­рования (табл. 1—3 и рис. 7—9).

Рис. 5. Расположение станков в поточных линиях

Рис.6. Расположение станков Рис.7. Схема к нормам расстояний

относительно рольганга между станками

Рис.8 . Схемы к нормам расстояний между рядами станков

Рис. 9. Схемы к нормам расстояний между поточными линиями станков при использовании:

а—рольганга, или напольного конвейера; б—подвесного конвейера или тали на моно­рельсе; А—ширина проезда (принимается по нормам, указанным в табл. 2); Б—ши­рина рольганга, напольного конвейера или наибольшая ширина перемещаемого груза (подвески) подвесным конвейером или талью на монорельсе (принимается в соответ­ствии с размерами обрабатываемых деталей); В—расстояние между транспортными устройствами (принимается в зависимости от конструкции этих устройств, но не ме­нее 100 мм); Г—расстояние между линиями подвесного конвейера или монорельса (должно быть не менее Б+300 мм)

Таблица 1

Нормы расстояний между станками и от станков до стен и колонн зданий

Расстояния			Нормы расстояний между станками при их размерах в мм:
			До 1800·800	До 4000·2000	До 8000·4000	До 16000·6000
Между станками по фронту «а»			700	900	1500	2000
Между тыльными сторонами станков «б»			700	800	1200	1500
Между станками при поперечном расположении к проезду	при расположении станков в «затылок» «в»		1300	1500	2000	-
	при расположении станков фронтом друг к другу и обслуживании одним рабочим	одного станка «г»	2000	2500	3000	-
		двух станков «д»	1300	1500	-	-
От стен или колонн здания до	тыльной или боковой стороны станка «е»		700	800	900	1000
	фронта станка «ж»		1300	1500	2000	-

Таблица 2

Нормы ширины проездов и расстояний между

станками при механизированном транспорте

Ширина проезда и расстояния между станками в мм при транспортировке транспортом	Напольным	Вильчатыми электропогрузчиками	Размеры транспортируемых деталей или тары с деталями в мм	До 2000 (до 3 т)	Б		4500	5500	5500	6000
					А		4000	5000	5000	4000
				До 1500 (до 1 т)	Б		3500	4500	4500	5000
					А		3000	4000	4000	3000
				До 800 (до 0.5 т)	Б		3000	4000	4000	4500
					А		2500	3500	3500	2500
		Электротележками (электрокарами)		До 2000	Б		3500	4500	4500	5000
					А		3000	4000	4000	3000
				До 1500	Б		3000	4000	4000	4500
					А		2500	3500	3500	2500
				До 800 (до 1 т)	Б		2500	3500	3500	4000
					А		2000	3000	3000	2000
				Характер движения			Односто- ронний	Двухсто- ронний	Односто- ронний
	Верхним	Мостовыми (опорными) и подвесными кранами		До 3000			4000		4800	5500
							3500		3500	3500
				До 1500		Б	3000		3800	4500
						А	2500		2500	2500
				До 800		Б	2500		3300	4000
						А	2000		2000	2000
		Талями на монорельсе		До 1500		Б	-		3300	4000
						А	-		2000	2000
				До 800		Б	-		2500	3200
						А	-		1200	1200
Расположе- ние проезда							Между тыльными или боковыми сторонами станков (рис.8, а)		Между одним рядом станков, обращённых к проезду тыльной стороной, и вторым рядом станков,обращённых к проезду фронтом (рис. 8, б).	Между фронтами двух рядов станков (Рис8,в)

Таблица 3

Нормы ширины магистральных проездов в механических и сборочных цехах

Схема	Вид транспорта	Грузо- Подъём- ность, т	Ширина проезда, мм	Расстояние между стенками Б. мм
Проезд продольный Проезд поперечный	Электротележки (электрокары)	До 1 До 3 До 5	3000 3500 4000	3400 4000 4500
	Электропогрузчики с подъёмными вилами	До 0,5 До 1 До 3	3500 4000 5000	4000 4500 5500
	Грузовые автомашины	До 1 До 5	4500 5500	5000 6000
Примечания 1. Магистральные проезды предназначены для межцеховых перевозок с учётом возможности двустороннего движения. 2. Количество и расположение магистральных проездов определяется размерами и компоновкой корпуса, а также технологическими связями с другими корпусами. 3. перегрузочные платформы (тележки на рельсовом пути) для транспортировки крупных и тяжёлых деталей и изделий не должны размещаться на магистральных проездах.

При использовании следует учитывать следующие замечания: расстояние в 400 мм от станков до напольных транспортных средств (рольгангов или конвейеров) может быть увеличено в со­ответствии с условиями обслуживания и ремонта станков; размер от станков до подвесок в 900 мм для подвесного транспорта, при наличии на деталях незащищенных острых выступов, может быть увеличен.

При определении расстояний между станками от станков до стен и колонн здания (см. табл. 1) нужно учитывать следующее.

1. Расстояния берутся от наружных габаритных размеров стан-­ ков, включающих крайние положения движущихся частей, откры­вающихся дверок и постоянных ограждений станков.

2. Для тяжелых и уникальных станков (габаритом свыше 16000x6000 мм) необходимые расстояния устанавливаются приме­нительно к каждому конкретному случаю.

3. Для особо мелких станков с длиной по фронту до 800 мм а = 1000 мм.

4. При поперечном размещении станков в количестве больше двух (по фронту) размеры расстояний между ставками в и г пре­ вращаются в проезды и должны приниматься по табл. 2.

5. При установке станков на индивидуальные фундаменты (же­сткие или виброизолированные) расстояния станков от колонн, стен и между станками принимаются с учетом конфигурации и глу­бины фундаментов ставков, колонн и стен.

6. Нормы расстояний не учитывают каналов для транспорти­ровки стружки, промышленных проводок (вода, пар, сжатый воз­дух и т. д.), площадок для хранения крупных и тяжелых деталей и устройств для транспортировки деталей (местные краны, рольган­ги и т. д.), которые следует учитывать в каждом конкретном слу­чае.

7. При разных размерах двух рядом стоящих станков расстояние между ними принимается по большему из этих станков.

8. При расположении каналов для транспортировки стружки между тыльными сторонами двух рядов станков расстояния между станками следует принять равными:

а) для рядов, состоящих из мелких и средних станков, устанав­ливаемых на общей фундаментной плите, в зависимости от взаим­ного расположения оснований и габаритов станков (наличие вы­ ступающих частей и открывающихся дверок); при транспортировке дробленой стружки — б мм; при транспортировке витой струж­ки — (б+400);

б) для рядов, состоящих из крупных станков, устанавливаемых на индивидуальные фундаменты, расстояние между фундаментами должно быть не менее: при транспортировке дробленой стружки 600 мм; при транспортировке витой стружки 1000 мм.

9. При обслуживании станков мостовыми кранами или кран-балками расстояния от стен и колонн до станков принимаются с учетом возможности обслуживания станков при крайнем положе­нии крюка крана.

10. В зависимости от условий планировки, монтажа и демон­тажа станков нормы расстояний могут быть, при соответствующем обосновании, увеличены.

При выборе ширины проездов между рядами станков (см. табл. 2) необходимо иметь в виду следующее.

1. Расстояния берутся от наружных габаритов станков, включающих крайние положения движущихся частей, открывающихся дверок и .постоянных ограждений станков.

2. Под размером транспортируемых деталей или тары с дета­лями следует понимать размер в направлении, перпендикулярном проезду (по ширине проезда).

3. Ширина проездов при транспортировке электропогрузчиками дана с учетом возможности их поворота на 90°.

4. При размерах транспортируемых деталей (в направлении, перпендикулярном проезду) свыше 3 м ширина проезда и расстоя­ние между рядами станков назначается индивидуально для каж­дого конкретного случая.

5. При особой необходимости и соответствующем обосновании данные нормы могут быть увеличены для возможности транспор­тировки наиболее крупных станков при ремонте или замене их но­выми.

6. При расположении станков у стен, уборку которых не­ возможно производить с проезда механизированными средства­ ми, необходимо вдоль стены предусмотреть проезд шириной 3000 мм.

7. Рекомендуется применять одностороннее движение в проез­дах; двустороннее движение допускается только при обосновании его необходимости.

Приложение № 1