Долгушин В.В., Сай В.А. Основы проектирования цехов машиностроительных заводов

Подождите немного. Документ загружается.

рые могут обнаружиться уже в процессе строительства или

эксплуатации нового завода.

3.12. Методы определения уровня механизации

и автоматизации производственных процессов

Определение уровня механизации и автоматизации про-

изводится в целях:

1) оценки фактического состояния механизации и авто-

матизации производственных процессов (технологических,

транспортных, контрольных) на различных производственных

участках, заводах, в отдельных отраслях машиностроения и в

машиностроении в целом;

2) выявления производственных процессов, осуществ-

ляемых без применения механизмов и машин, для последую-

щей разработки мероприятий по механизации и автоматизации

этих процессов;

3) выявления оборудования, применение которого связа-

но с высоким удельным объемом ручных работ, и замены его

более совершенными автоматизированными и высокопроизво-

дительными машинами с минимальным объемом ручных

приемов;

4) сопоставления уровней механизации и автоматизации

на родственных предприятиях и в однотипных отраслях ма-

шиностроения;

5) получения исходных данных для разработки плановых

нормативов, учитывающих переход к ближайшему перспектив-

ному уровню механизации и автоматизации производственных

процессов в различных подразделениях предприятия, на от-

дельных заводах и в отрасли машиностроения в целом.

Механизация и автоматизация производства должны

преследовать две цели: повышение производительности труда

и его облегчение. Вместе с тем, автоматизация не должна быть

самоцелью. Ее целесообразность необходимо проверять и под-

тверждать экономическими расчетами. Надо учитывать, что

автоматизация всегда повышает первоначальные затраты, не-

редко требует увеличения площадей, а иногда может затруд-

нить реорганизацию производства, особенно с часто сменяе-

мой продукцией и технологией. Для автоматизированных сис-

тем должен быть обязательно определен срок окупаемости,

который становится критерием при оценке целесообразности

их внедрения.

При разработке проектов машиностроительных заводов,

их цехов и производственных участков предусматриваются

следующие уровни механизации и автоматизации производст-

ва: механизированное ручное, механизированное, комплексно-

механизированное, автоматизированное и комплексно- авто-

матизированное.

Для количественной оценки механизации (автоматиза-

ции) производства или проекта завода, цеха, участка принята

следующая система основных показателей:

1) степень охвата рабочих механизированным трудом;

2) уровень механизированного труда в общих трудоза-

тратах;

3) уровень механизации и автоматизации производствен-

ных процессов.

Исходными данными для определения показателей про-

ектируемого уровня механизации и автоматизации производ-

ства являются:

1) расчет количества оборудования и рабочих мест по

цеху, участку;

2) расчет основных и вспомогательных рабочих по цеху,

участку;

3) спецификация технологического оборудования;

4) спецификация подъемно-транспортного оборудования;

5) спецификация ручного механизированного инструмента.

Расчет показателей уровня механизации ведется по трудоемкости

работ и количеству рабочих на основных и вспомогательных ра-

ботах производственных и вспомогательных цехов.

Степень охвата рабочих механизированным трудом См (в

процентах) определяется как отношение:

100100

РРР

ррмм

, (3.15)

где Рм – число рабочих, выполняющих работу механизирован-

ным способом;

Рм.р – число рабочих, выполняющих работу с помощью

ручного механизированного инструмента;

Рр – число рабочих, выполняющих работу вручную;

Р – общее число рабочих на рассматриваемом участке (цехе).

Для механизированно-ручного производства степень ох-

вата рабочих механизированно-ручным трудом См.р (в про-

центах) определяется как отношение числа рабочих, приме-

няющих ручной механизированный инструмент, к общему

числу рабочих, занятых на данном участке:

100

рм

. (3.16)

При проектировании общее число рабочих Р рассчиты-

вают или принимают по штатному расписанию для данного

участка (цеха).

К рабочим, выполняющим работу вручную, относятся:

1) рабочие, выполняющие работу с помощью простей-

ших орудий труда (ручная дрель, золоток, ручная тележка) без

применения каких-либо машин, имеющих электрические,

пневматические и другие приводы;

2) рабочие, занятые постоянно работой у машин и меха-

низмов, но не управляющие ими и не наблюдающие за их рабо-

той (например, рабочие, производящие загрузку печей, загрузку

и выгрузку заготовок, а также грузчики, стропальщики и т.п.).

К рабочим, выполняющим работу механизированным

способом, относятся:

1) рабочие, выполняющие работу с помощью машин и

механизмов, имеющих электрические, пневматические и дру-

гие приводы;

2) рабочие, наблюдающие за действием автоматических

машин и механизмов, а также наладчики оборудования.

Показатель См дает количественную характеристику ме-

ханизации, но не отражает ее качественной стороны и поэтому

должен рассматриваться вместе с другими показателями.

Сумма показателей См и См.р дает общую степень охвата ра-

бочих механизированным трудом С:

рмм

СCC

. (3.17)

Уровень механизированного труда в общих трудозатра-

тах Ум.т (в процентах) выражается как отношение:

100

ррмм

тм

ТТТ

, (3.18)

где Тм – время механизированного труда в технологическом

процессе;

Тм.р – время механизированного ручного труда;

Тр – время ручного труда в технологическом процессе.

Для механизированно-ручного производства уровень ме-

ханизированно-ручного труда в общих трудозатратах состав-

ляет:

100

uР

ра

рм

, (3.19)

где Ра.р – число рабочих во всех сменах на данном рабочем

месте, выполняющих работу с помощью ручного механизиро-

ванного инструмента;

u – коэффициент простейшей механизации, выражающий

долю затрат времени механизированно-ручного труда в общих

затратах времени рабочего.

Сумма Ум.т и Ум.р показывает общий уровень механи-

зированного труда в общих трудозатратах:

рмтмм

УУУ

. (3.20)

Показатель Ум характеризует направление работ по ме-

ханизации и автоматизации производственных процессов, но

не учитывает производительности оборудования и многоста-

ночного обслуживания.

Уровень механизации и автоматизации производствен-

ных процессов Уп учитывает производительность оборудова-

ния и многостаночное обслуживание. Его необходимо рас-

сматривать вместе с показателями С и Ум.

Показатель Уп выражается отношением приведенных за-

трат времени машинных процессов к общим приведенным за-

тратам:

100

. ррмаа

РРКРКМПР

КМПР

, (3.21)

где М – коэффициент обслуживания, выражающий количество

единиц оборудования, обслуживаемых одним рабочим (при

обслуживании оборудования несколькими рабочими М < 1);

П – коэффициент производительности оборудования, вы-

ражающий отношение трудоемкости изготовления детали на

универсальном оборудовании с наинизшей производительно-

стью к трудоемкости изготовления этой детали на оборудова-

нии, принимаемом в проекте;

К – коэффициент механизации, выражающий отношение

времени механизированного труда к общим затратам времени

на данном оборудовании или рабочем месте;

Ра – количество рабочих (во всех сменах) на данном месте,

занятых механизированным трудом.

Показатель Уп дает возможность определить фактиче-

ское состояние уровня механизации производственных про-

цессов в различных производственных подразделениях, изу-

чить динамику процесса механизации (автоматизации) произ-

водства за разные периоды времени, оценить варианты про-

ектных решений, сравнить уровни механизации (автоматиза-

ции) по различным видам производства.

Уровень простейшей механизации производственных

процессов Упр (в процентах) определяется отношением при-

веденных затрат времени механизированно-ручных процессов

к общим приведенным затратам времени:

100

ррмаа

па

пр

РРКРКМПР

uПР

. (3.22)

Сумма показателей Уп и Упр дает общий уровень меха-

низации и автоматизации производственных процессов:

100

РРК1РМКПР

uПРМКПР

УУУ

рр.маа

р.аа

прп

. (3.23)

4. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ ЦЕХОВ

4.1. Состав, характеристика и назначение

заготовительных цехов

В состав машиностроительных заводов обычно входят

несколько заготовительных цехов: цех раскроя листового и

пруткового материала, кузнечно- прессовый цех, цехи литья и

другие. Цех раскроя выполняет раскрой из листа деталей раз-

личных конфигураций, резку пруткового материала и труб на

штучные заготовки. В состав цеха входят следующие отделе-

ния: раскроя, мелкой штамповки и пробивки отверстий, слесар-

ное и гибочное. Отделения цеха оснащены механическими

ножницами с различными приводами, специализированными

сверлильными станками, прессами, механическими пилами, ус-

тановками для резки различных материалов, трубогибочными

станками и станками для развальцовки труб.

Кузнечно-прессовый цех выполняет штамповку, калиб-

ровку и отделку поковок из различных материалов. В состав

цеха входят следующие отделения: штамповочное, термиче-

ское, очистки и отделки поковок, холодной обрезки, а также

штамповочные линии. Участки и отделения цеха оснащены

кривошипными горячештамповочными прессами (КГШП) с

различными усилиями прессования, автоматизированными го-

ризонтально-ковочными машинами (ГКМ), горячештамповоч-

ными автоматами и полуавтоматами, специализированными

прессами и молотами, установками для нагревания заготовок,

печами для нормализации и отжига, установками для очистки

поковок и контроля выпускаемой продукции.

Цехи литья из различных материалов выполняют отливку

заготовок под детали всевозможных конфигураций и назначе-

ния. На опытных и мелкосерийных заводах обычно существует

один цех литья, в состав которого входят следующие отделения:

цветного и стального литья, очистки и доделки литых загото-

вок, а также формовочные участки, участки выбивки и др. Уча-

стки и отделения цеха оснащены прессовыми и встряхи-

вающими формовочными машинами, пескодувными машинами

и пескометами, поточными и автоматическими литейными ли-

ниями, механическими выбивными решетками, вибрационными

машинами и дробометными аппаратами, шлифовальными об-

дирочными станками, установками газопламенной и электро-

гидравлической очистки.

Помимо производственных отделений и участков в со-

став заготовительных цехов входят вспомогательные службы,

складские, конторские и бытовые помещения. К вспомога-

тельным службам цеха относятся отделение механика цеха и

отделения по ремонту штампов, коккилей, прессформ и другой

оснастки. В складских помещениях цеха хранятся заготовки,

готовые детали, штампы, формы, шаблоны, формоблоки, пла-

зы и т.п. К конторским помещениям цеха относятся помеще-

ния, занятые технологическим бюро, бюро труда и зарплаты,

бюро технического контроля, планово-диспетчерским бюро,

табельной, отделом подготовки производства, а также админи-

стративные помещения (цехового механика и т.д.). В состав

бытовых помещений цеха входят санузлы, курительные ком-

наты, душевые, буфеты, столовые, медпункты, гардеробы, по-

мещения для общественных организаций и т.п.

4.2. Исходные данные для проектирования

Исходными данными для проектирования заготовитель-

ных цехов являются: производственная программа, включаю-

щая тип и количество выпускаемых деталей и годовой объем

продукции, а также чертежи заготовок с технологическими ус-

ловиями их изготовления.

Проектирование заготовительных цехов для единичного

и мелкосерийного производства осуществляется, как правило,

на условное изделие. Иными словами, полная разработка тех-

нической документации на каждую конкретную заготовку не

производится, а пользуются условной трудоемкостью изготов-

ления так называемых типовых деталей - представителей. В

исходных данных обязательно должны быть указаны масса за-

готовок и процент отходов, а также способы удаления или

дальнейшего использования последних.

4.3. Выбор оборудования. Расчет потребных штатов

и площадей

Выбор оборудования заготовительных цехов произво-

дится с учетом свойств материалов, из которых изготавлива-

ются заготовки, требований к точности и качеству обрабаты-

ваемой поверхности, себестоимости заготовок, а также воз-

можности механизации и автоматизации технологического

процесса. Количество потребного оборудования О

рассчиты-

вают по формуле:

птФ

ТПТ

.р.д

, (4.1)

где Т

– трудоемкость изготовления единицы изделия в чел.-ч;

П – годовая программа выпуска изделий;

- суммарное годовое время на переналадку приспособле-

ний;

n – коэффициент плотности работ на одном рабочем месте.

Суммарное годовое время на переналадку приспособле-

ний нормировано. В табл.1 приведены нормы времени на пере-

наладку штампов. Коэффициент плотности работ (или количе-

ство одновременно работающих на единице производственного

оборудования) для некоторых видов оборудования приведен в

табл.2. При расчете потребного количества оборудования, вхо-

дящего в состав линии, используют коэффициент загрузки обо-

рудования по времени

, приведенный в табл.3.

Количество производственных рабочих рассчитывают по

формулам, приведенным в работе /3, гл. III/. При расчете коли-

чества производственных рабочих в цехе необходимо в отдель-

ной ведомости указать: профессии рабочих, трудоемкость работ

в расчете на годовую программу (в чел.-ч), расчетный годовой

фонд рабочих, всего рабочих по расчету, число рабочих по раз-

рядам. Количество вспомогательных рабочих, инженерно-

Таблица 1

Нормы времени на переналадку штампов

Тип и усилие

пресса, тс

Число ус-

тановщи-

ков в бри-

гаде, чел.

Время на уста-

новку одного

штампа без бу-

ферного устрой-

ства, мин.

Время на

снятие

одного

штампа,

мин.

Простого

действия:

До 50

От 100 до 150

От 250 до 350

От 500 до 750

100

От 1200 и выше

160

Двойного

действия:

До 400

180

100

От 400 до 600

220

120

Таблица 2

Значения коэффициента плотности работ

Наименование

оборудования

Листоштамповочный молот

Ножницы с длиной реза свыше 2м

Профилегибочные станки

Двухстоечные станки с частичной

автоматизацией

Копировально-гибочный станок КГЛ-3

Радиальный сверлильно-фрезерный станок

Гидравлический пресс с усилием 5000 тс

и двумя конвейерными плитами

100

Таблица 3

Значения коэффициента загрузки оборудования по времени

Наименование группы

оборудования

Производство

Мелкосерий-

ное

Серийное

Листоштамповочный молот

0,75

0,80

Профилегибочные станки

0,70

0,75

Прессы механические и гидрав-

лические с усилием: до 315 тс

0,80

0,85

до 815 тс

0,75

0,80

Металлорежущее оборудование

0,80

0,85

Раскройное оборудование

0,80

0,85

Верстаки и плиты

0,85

0,90

технических работников (ИТР), младшего обслуживающего

персонала (МОП), счетно - конторского персонала (СКП) и т.п.

рассчитывают (в %) по нормам технологического проектиро-

вания, приведенным в табл.4, в зависимости от количества

производственных рабочих.

Таблица 4

Нормы технологического проектирования

Производст-

венные рабо-

чие, чел.

Вспомогатель-

ные рабочие, %

ИТР,

СКП,

МОП,

До 100

3,5

2,0

От 101 до 200

3,0

1,5

От 201 до 400

2,5

1,0

От 401 до 600

2,0

0,8

Площади заготовительных цехов рассчитывают по фор-

мулам, приведенным в работе /3, гл.III/. Некоторые нормы

удельных производственных площадей на одно рабочее место

(или единицу оборудования) приведены в табл.5.