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

Подождите немного. Документ загружается.

дования на изготовление одного изделия и т.п. В этом случае

расчетная формула оборудования имеет вид:

, (3.9)

где Q – годовой выпуск продукции в кг или шт.;

q – годовой выпуск готовой продукции с одной единицы

оборудования в одну смену в кг или шт.;

m – количество смен.

Полученное во всех расчетах количество оборудования Op

округляют до целого числа. Эту величину называют принятым

количеством оборудования Оп. Отношение расчетного коли-

чества оборудования Ор к принятому Оп называется коэффи-

циентом загрузки оборудования по времени.

3.9. Методы определения численности работающих цеха

В состав работающих цеха входят производственные и

вспомогательные рабочие, инженерно-технические работники,

служащие и младший обслуживающий персонал.

В зависимости от типа производства и требуемой точно-

сти расчета применяются различные методы определения не-

обходимого количества производственных рабочих цеха.

Для единичного, мелкосерийного и серийного производств

число производственных рабочих можно рассчитать двумя спо-

собами: в зависимости от общей трудоемкости выполняемого

объема работ или по количеству принятого оборудования.

При расчете количество производственных рабочих Р по

общей трудоемкости обработки, включающей трудоемкость

работ, выполняемых на неметаллорежущем оборудовании и

оборудовании, принимаемом без расчета, а также трудоем-

кость ручных работ (слесарных, межоперационной сборки и

др.), используют формулу:

рд

, (3.10)

где Т – трудоемкость годового выпуска изделий в чел.-ч.;

Фд.р – действительный годовой фонд времени работы ра-

бочего в ч.

При расчете количества производственных рабочих по

числу принятого оборудования и станкоемкости обработки ис-

пользуют формулу:

мрд

КФ

, (3.11)

где Тс – станкоемкость годового выпуска изделий в станко-ч:

срзпрдc

КОФT

, (3.12)

где Оп – количество принятого производственного оборудования;

Фд.р – действительный (расчетный) годовой фонд времени

работы единицы оборудования в часах при соответствующем

числе смен работы;

Км – коэффициент многостаночного обслуживания, т.е.

число единиц оборудования, обслуживаемых одним рабочим;

Кр – коэффициент, определяющий трудоемкость ручных

работ;

Кз.ср – средний коэффициент загрузки оборудования.

При укрупненном проектировании принимают следую-

щие средние значения коэффициента многостаночного обслу-

живания Км: в мелкосерийном производстве – 1,1-1,2; в се-

рийном – 1,3-1,5; в крупносерийном – 1,5-1,8; в массовом –

1,8-2,2.

При укрупненных расчетах коэффициент Кр, учитываю-

щий трудоемкость ручных работ в механических цехах, при-

нимают:

- для мелкосерийного и серийного производства – 1,05,

для крупносерийного и массового производства – 1,02.

Средний коэффициент загрузки оборудования Кз.ср по

цеху или отделению в соответствии с типом производства при

двухсменной работе принимают: для мелкосерийного и еди-

ничного производства – 0,85, для серийного производства –

0,80, для крупносерийного и массового производства – 0,70.

Количество вспомогательных рабочих цеха можно рас-

считать по трудоемкости планируемого объема работ, числу

рабочих мест и нормам обслуживания, либо взять их процент-

ное отношение от числа производственных рабочих иди про-

изводственного оборудования. Соотношение количества вспо-

могательных и производственных рабочих зависит от типа

производства, вида выпускаемых изделий, уровня автоматиза-

ции технологических процессов. Чем выше уровень автомати-

зации, тем значительнее доля вспомогательных рабочих в об-

щем количестве рабочих цеха.

Определение количества инженерно-технических работ-

ников, служащих и младшего обслуживающего персонала

производится по штатному расписанию в соответствии со схе-

мой управления, а при укрупненных расчетах – в процентах от

общего числа рабочих по нормам технологического проекти-

рования отрасли.

3.10. Классификация и методы расчета площадей

После определения необходимого количества оборудо-

вания и производственного персонала приступают к расчету

площадей.

Площадь цеха по своему назначению подразделяется на

производственную, вспомогательную и служебно-бытовую.

Производственной называется площадь отделений и уча-

стков цеха, непосредственно предназначенных для осуществ-

ления технологического процесса. К производственной отно-

сятся площади, занимаемые производственным оборудованием

(станками, машинами, стапелями, испытательными стендами и

т.д.) и рабочими местами у такого оборудования; наземным

транспортным оборудованием (рольгангами, конвейерами,

склизами); оборудованием для ручного труда (верстаками,

разметочными плитами и т.п.) и рабочими местами у такого

оборудования; шкафчиками для инструмента; местами у обо-

рудования для размещения заготовок, готовых деталей и соб-

ранных узлов; рабочими местами межоперационного контроля

деталей, узлов и изделий (кроме выгороженных помещений

ОТК); площадками для устранения дефектов и сдачи готовых

изделий; проходами и проездами между станками и линиями

внутри производственных отделений и участков (кроме маги-

стральных, проездов).

К вспомогательной относятся площади, занимаемые уча-

стками для ремонта оборудования и оснастки; мастерскими по

ремонту приспособлений, инструмента и штампов; заточными

отделениями или участками; отделениями или участками для

рабочих, обслуживающих производство (помещения для де-

журных электромонтеров, слесарей, смазчиков); помещениями

для приготовления охлаждающих жидкостей и специальных

растворов; помещениями для утилизации отходов, находящих-

ся на площади цеха (кроме отдельно стоящих); помещениями

(выгороженными) цехового отдела технического контроля;

помещениями для цеховых энергетических и санитарно-

технических установок (трансформаторных подстанций, вен-

тиляторных, аккумуляторных и компрессорных установок);

магистральными (шириной не менее 4,0 м) проездами цеха.

К вспомогательной относится и складская площадь цеха,

занимаемая помещениями цеховых складов и кладовых, пред-

назначенных для хранения и выдачи основных и вспомога-

тельных материалов, заготовок, полуфабрикатов, приспособ-

лений, инструмента, абразивов и запасных частей к оборудо-

ванию, а также площадь под изоляторы брака.

Служебно-бытовые помещения (а следовательно, и пло-

щади) цеха занимают начальник цеха и его заместители, цехо-

вые бюро (технический и плановый), бухгалтерия, конструк-

торские бюро, размещаемые в цехе. В эту же площадь вклю-

чаются и помещения, предназначенные для обслуживания са-

нитарно-гигиенических и социально-бытовых нужд работаю-

щих в цехе.

На этой площади размещают гардеробы, санитарные уз-

лы, столовые, буфеты, помещения для общественных органи-

заций и отдыха рабочих.

В состав служебных (административно-технических)

площадей завода входят помещения, занимаемые заводо-

управлением, машиносчетной станцией, информационно- вы-

числительным центром, технической библиотекой, техниче-

скими кабинетами, архивами, учебными классами, бюро про-

пусков, типографией, а также помещения, отводимые под ох-

рану предприятия.

В технологических частях проектов определяются произ-

водственная, вспомогательная и складская площади и предва-

рительно (до окончательного решения в специальных частях

проекта) – площади под энергетические объекты (электро- и

вентиляционные установки).

Площади под служебно-бытовые помещения рассчиты-

вают в архитектурно-строительной части проекта по заданиям,

выдаваемым технологами.

Производственную площадь можно рассчитать несколь-

кими способами. Наиболее точный – определение количества

производственной площади по удельным нормам на единицу

оборудования с последующей проверкой ее планировочными

решениями. Другой способ – определение площади по техни-

ко-экономическим показателям (удельной площади на одного

производственного рабочего, удельной площади на одно вы-

пускаемое изделие и т.д.).

Вспомогательную, складскую и прочую площадь, а также

площадь под служебно-бытовые помещения принимают по

нормам технологического проектирования.

Производственную площадь цеха S определяют по формуле:

,SOS

удп

(3.13)

где Sуд - удельная площадь на единицу оборудования в м

;

Оп – количество единиц принятого в проекте оборудования.

Общую площадь цеха S

(или корпуса) определяют по

формуле:

бытудп0

100

1SOS

, (3.14)

где a – коэффициент вспомогательной площади в %;

b – коэффициент, учитывающий площадь, занимаемую

корпусными проходами, вентиляционными и трансформатор-

ными площадками и т.п., в %;

Sбыт – площадь, занимаемая бытовыми помещениями.

Следует отметить, что деление площади цеха на произ-

водственную и вспомогательную в значительной степени ус-

ловно. При строительстве цеха удельная стоимость одного

квадратного метра вспомогательной площади, как правило, не

отличается от стоимости одного квадратного метра производ-

ственной площади. При эксплуатации цеха нередко назначе-

ние площадей меняется: вспомогательная площадь использу-

ется как производственная и наоборот.

Высокие показатели выпуска продукции с одного квад-

ратного метра производственной площади не означают еще ра-

ционального использования всей площади цеха. Поэтому при

анализе степени эффективности использования всей площади

цеха в качестве основного принимается показатель выпуска

продукции с одного квадратного метра общей площади цеха.

3.11. Компоновочный план и планировка цехов

Компоновочный план здания (корпуса) с указанием раз-

мещения входящих в него цехов, отделений, участков и вспо-

могательных помещений – необходимая составная часть тех-

нического проекта. Назначение компоновочного плана:

1) взаимная увязка входящих в состав цехов, отделений и

участков;

2) выбор оптимальных производственного процесса и

внутрицехового транспорта;

3) анализ грузовых и людских потоков;

4) определение наилучшего размещения вспомогатель-

ных и служебно-бытовых помещений.

Исходными данными для составления компоновочного

плана являются: технологическая схема генерального плана и

схема грузопотоков завода; состав цехов и площади, занимае-

мые всеми отделениями завода; схема здания.

На компоновочном плане с помощью принятых услов-

ных обозначений указывают:

1) габариты здания (корпуса), маркировку осей здания,

капитальные наружные стены и внутренние перегородки, сет-

ку колонн проемов, отметки фундаментов колонн, границы

между цехами и участками, вспомогательные службы, поме-

щения, устройства (трансформаторные подстанции, вентиля-

ционные камеры приточной общеобменной вентиляции, мас-

терские, кладовые и пр.);

2) магистральные и межцеховые проезды, вводы желез-

нодорожных путей;

3) общекорпусные и цеховые подъемно-транспортные

средства (краны, кран-балки, конвейеры, лифты и др.);

4) подвалы, тоннели, антресоли.

Расположение оборудования на компоновочном плане,

как правило, не показывают. Лишь в отдельных случаях, когда

расположение основного оборудования влияет на компоно-

вочное решение (например, поточные, станочные или автома-

тические линии), на плане может быть схематично показано

его размещение. Компоновочный план выполняют в масштабе

1:200, 1:400 или 1:800.

Планировкой цеха называется графическое изображение

на плане и его разрезах всего оборудования, подъемно-

транспортных устройств и инженерных сетей, предназначен-

ных для обслуживания технологических процессов.

На планировке условными обозначениями показывают:

- строительные элементы – стены наружные и внутрен-

ние, колонны, перегородки (с указанием их типа), дверные и

оконные проемы, ворота, подвалы, тоннели, основные каналы,

антресоли, люки, галереи и т.п.;

- технологическое оборудование и основной производст-

венный инвентарь – расположение станков, машин (и прочих

видов оборудования, включая резервные места), плит, верста-

ков, стендов, складочных площадок для материалов, заготовок,

полуфабрикатов и мест для контроля деталей, а также магист-

ральные, межцеховые и внутрицеховые проезды;

- подъемно-транспортные устройства – мостовые, балоч-

ные, консольные и прочие краны (с указанием их грузоподъ-

емности), конвейеры, рольганги, монорельсы, подъемники,

рельсовые пути;

- расположение вспомогательных помещений и мастер-

ских, складов, кладовых, трансформаторных подстанций, вен-

тиляционных камер, а также административно-служебных по-

мещений и санитарных узлов, размещаемых на площади цеха.

На плане делают надписи цехов, отделений, вспомога-

тельных помещений и групп оборудования, а также указывают

основные размеры здания в целом (длина и ширина здания,

ширина пролетов, шаг колонн) и внутренние размеры основ-

ных крупных изолированных помещений.

Оборудование на плане изображают условным упрощен-

ным контуром с учетом крайних положений движущихся час-

тей станка, открывающихся дверей и кожухов. Внутри контура

оборудования (для мелкого оборудования – вне контура на

выносной полке) указывают номер оборудования по специфи-

кации, составленной к плану.

Рядом с контуром оборудования, а также других рабочих

мест (верстаков, стендов и пр.) на чертеже планировки цеха

условно обозначают место рабочего в виде кружка диаметром

4-5 мм (при масштабе 1:100); кружок делят на две половины –

темную и светлую; последняя обращена к станку.

Планы расположения оборудования для крупных корпу-

сов выполняют в масштабе: 1:200, допускается применение

масштаба 1:100.

Разрезы корпуса выполняют на базе архитектурно-

строительных чертежей в масштабе 1:400.

Сложность составления компоновочного плана и плани-

ровки заключается в необходимости глубокого анализа взаи-

мосвязанных факторов, влияющих на принятие решения, и в

умении выбрать из них главные, определяющие целесообраз-

ность того или иного варианта пространственного размещения

оборудования. Планировочные работы как бы объединяют во-

едино все задачи, связанные с осуществлением технологиче-

ских процессов, организацией производства и экономикой,

техникой безопасности и промышленной санитарией, проек-

тированием средств транспорта и внедрением автоматики и

телемеханики. Метод решения проектных задач по компонов-

ке и планировке предполагает строгую последовательность

работ, разбиваемых на несколько этапов.

На первом этапе разрабатывается принципиальная тех-

нологическая схема генерального плана, уточняется размеще-

ние всех производственных цехов и служб в пространстве, от-

рабатываются схемы грузопотоков в целом.

На втором этапе разрабатывается компоновка корпусов с

размещением в них цехов, прорабатываются общие вопросы

межцеховых связей, выявляются грузопотоки по каждому цеху

отдельно, в пределах рассматриваемого корпуса увязанного с

общей схемой генерального плана.

На третьем этапе разрабатываются конкретные плани-

ровки цехов, рассматриваются вопросы транспортировки и ав-

томатизации управления производственными процессами.

При выполнении планировочных работ за основу реко-

мендуется принимать следующие принципы.

1. Размещение оборудования в цехе должно отвечать

разработанному или типовому технологическому процессу.

Необходимо стремиться к тому, чтобы каждый станок и рабо-

чее место располагались в порядке последовательности вы-

полнения технологических операций обработки, контроля и

сдачи деталей и изделий.

2. Расположение оборудования, проходов и проездов

должно обеспечивать удобство и безопасность работы, возмож-

ность монтажа, демонтажа и ремонта оборудования, удобство

подачи заготовок и инструмента, удобство уборки отходов.

3. Планировка оборудования должна, быть увязана с

применяемыми подъемно-транспортными средствами. В пла-

нировках должны быть предусмотрены кратчайшие пути пе-

ремещения заготовок деталей, узлов в процессе производства,

исключающие возвратные движения. Грузопотоки не должны

пересекаться между собой, а также пересекать или перекры-

вать основные проезды, проходы и дороги, предназначенные

для движения людей.

4. Планировка должна быть гибкой, легко поддающейся

перепланировке при изменении технологических процессов, и

разрабатываться с учетом выпуска изделий разных типов при

наиболее полном использовании производственных площадей.

5. При разработке планировки должна быть рационально

использована не только производственная площадь, но и весь

остальной объем площади цеха и корпуса. Высоту здания

можно использовать для размещения подвесных транспортных

средств, проходных складов для деталей и заготовок, устрой-

ства инженерных коммуникаций и т.д.

Лучший вариант планировки должен обеспечивать ми-

нимальную себестоимость изготовления продукции и способ-

ствовать наиболее рациональному использованию оборудова-

ния, материалов, систем обслуживания технологических про-

цессов, а также непрерывному повышению производительно-

сти труда рабочих.

В проектной практике применяются два метода разра-

ботки планировки цехов:

1) метод плоскостного макетирования с использованием

бумажных или картонных вырезных габаритов, темплетов-

габаритов выполненных на прозрачном пластике, или магнитных

темплетов, выполненных с применением магнитной резины;

2) метод объемного макетирования с использованием

пространственных моделей оборудования, выполненных из

дерева, пластмассы, гипса, магнитной резины и др.

Наиболее распространенным является метод планировки

с помощью бумажных или картонных габаритов оборудования

и фундаментов, которые изготовляют по данным каталогов и

чертежам заводов-изготовителей данного оборудования.

В проектных институтах издаются альбомы, содержащие

изображения габаритов наиболее распространенного оборудо-

вания в масштабах 1:100 и 1:200. Вырезанные габариты закре-

пляют на плане булавками или кнопками. После утверждения

планировки габариты обводят карандашом. Благодаря боль-

шой наглядности объемного макета при его использовании

легче найти лучшие проектные решения и предупредить воз-

можные ошибки при увязке отдельных частей проекта, кото-