Расчет количества основного технологического оборудования и рабочих мест для непоточного производства

В серийном непоточном производстве, когда известны номенклатура и программа выпуска всех изделий, обрабатываемых на участке, модели всех станков, используемых в технологических процессах, трудоемкость, расчет количества станков выполняют для каждого типоразмера оборудования:

,

где С_рi – расчетное количество станков данной модели;

T_ki – суммарное штучно – калькуляционное время выполнения всех деталь – операций на станках данной модели;

F_э – эффективный годовой фонд времени оборудования, (Вороненко с. 34 табл. 34, приложение Б, табл. Б.1).

Суммарное штучно-калькуляционное время, час, определяется по данным технологического процесса и составляет:

,

t_шт.к.i – штучно­-калькуляционное время выполнения i-ой операции, мин;

N_i – годовой выпуск i – ой детали;

n – количество наименований деталей, закрепленных за участком.

Расчетное число станков С_р округляют до целого в большую сторону и получают С_п – принятое число станков данной модели. Коэффициент загрузки определяют отношением расчетного числа станков к принятому: К_з= С_рi / С_пi.

Определение потребного количества станков для цеха

Общее количество станков в цехе определяем укрупнено по формуле:

,

где T_– трудоемкость годовой программы всех изделий, обрабатываемых в цехе, час.;

F_{э –} эффективный годовой фонд времени станков, час.;

К_{з.ср. –} средний нормативный коэффициент загрузки (Вороненко с. 65).

Трудоемкость годовой программы:

,

где Т_уд.– трудоемкость обработки 1 т. изделий в станко-часах;

n – число наименований изделий, закрепленных за цехом;

Q_i– масса i – го изделия, т;

N_i – программа выпуска, шт/год.

Выбор метода расположения оборудования

Основным принципом при составлении плана расположения оборудования в цехе является обеспечение прямоточности движения деталей в процессе их обработки в соответствии с технологическим процессом, а также установление 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 и зависит от метода производства и от вида специализации участка.

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. В этих случаях создаются участки однородных станков: токарных, сверлильных, фрезерных, шлифовальных и т.д. Подобные участки должны располагаться в цехе в соответствии с последовательностью обработки большинства типовых деталей. При размещении станков их следует распределить на группы в зависимости от массы деталей. При массе деталей более 5 т станки располагают в пролетах, оборудованных мостовыми кранами.

Недостаток:

Наличие большого количества транспортных связей, транспортных потоков между участками.

По ходу технологического процесса располагают станки в цехах массового и серийного производства.

По ходу технологического процесса типовой детали (технологически замкнутый участок). Применяется в условиях серийного и мелкосерийного производства, для участков с подетальной специализацией, т.е. когда участок выпускает группу однотипных деталей.

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, так и поперек их.

3. Станки вдоль участка могут располагаться 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 или один проход, (Мамаев стр.174, рис. 69 а, б).

В последнем случае продольный проход образуется между одинарными и сдвоенными рядами станков. Для подхода к станкам сдвоенного ряда между станками делают поперечные проходы. При расположении станков в четыре ряда вдоль участка устраивают два прохода (рис. 69 в).

4. Станки могут располагаться по отношению к проезду вдоль, поперек и под углом (Мамаев рис. 70,71, 72а). Продольное расположение, когда станок фронтальной стороной обращен к проезду – наиболее удачный вариант. При таком расположении облегчается подача к станку заготовок, инструмента, удаление отходов, подвод коммуникаций.

Под углом к проезду располагают станки, имеющие значительные габариты по длине. Для сокращения длины участка таким образом размещают револьверные станки, автоматы и др. станки для обработки прутковых материалов, а также протяжные, расточные, продольно-фрезерные и продольно-шлифовальные станки.

Перпендикулярно к проезду располагают станки в случаях, когда сочетание ширины пролетов и габаритов оборудования не позволяет рационально использовать производственную площадь, (ширина проезда получается слишком большая).

Наиболее удобное расположение – вдоль проезда и при обращении станков к проезду фронтом. При поперечном расположении станков затрудняется их обслуживание (подача заготовок, обмен инструментов, приемка деталей и т.д.), т.к. приходится предусматривать поперечные проходы для доставки деталей на тележках или електрокарах к рабочим местам. Применяется для малых станков при обработке мелких деталей. Запрещено располагать таким способом станки токарной группы. Для лучшего использования площади участка револьверные станки, автоматы и др. 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 и исключает поломку привода при транспортировке деталей. Станки для прутковой работы могут быть также размещены в шахматном порядке (рис. 72 б) причем в этом случае необходимо обеспечить возможность подхода к ним с двух сторон.

Кустовой (гнездовой) способ применяется для малых станков при многостаночном обслуживании.

(рис. конспект).

Способ ориентации станков зависит от габаритов станка и их типа.

1. 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.

2. Крупные станки не должны устанавливаться у окон , т.к. это приводит к затемнению цеха.

3. В поточных линиях станки могут устанавливаться в один или в два ряда (рис. 73 а,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 73 в). Станки в поточных линиях с применением рольгангов или других конвейеров могут устанавливаться относительно них параллельно или перпендикулярно; могут быть встроены в линию рольганга или конвейера (рис. 74)

4. Расстояние между станками, а также между станками и элементами зданий для различных вариантов расположения оборудования, а также ширина продольного проездов в зависимости от различных видов транспорта регламентируются нормами технологического проектирования, (Мамаев табл. 24-26, рис. 75-77) .В среднем ширина проезда составляет 2…3 м. При проектировании 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 нужно учитывать следующее.

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

2. Для тяжелых и уникальных станков (габаритом свыше 16000×6000 мм) необходимые расстояния устанавливаются применительно к каждому конкретному случаю.

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

4. При поперечном размещении станков в количестве больше двух (по фронту) размеры расстояний между станками в и г превращаются в проезды и должны приниматься по (табл. 25 Мамаев).

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

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

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

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

   • для рядов, состоящих из мелких и средних станков, устанавливаемых на общей фундаментной плите, в зависимости от взаимного расположения оснований и габаритов станков (наличие выступающих частей и открывающихся дверок); при транспортировке дробленной стружки – 6мм; при транспортировке витой стружки – 6…400мм;

   • для рядов, состоящих из крупных станков, устанавливаемых на индивидуальные фундаменты, расстояние между фундаментами должно быть не менее при транспортировки дробленной стружки 600мм, при транспортировке витой стружки 1000мм.

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.