Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Б.И. Коган Планировочные решения. Компоновка и планированиегибких производственных систем

.pdf
Скачиваний:
47
Добавлен:
19.08.2013
Размер:
425.93 Кб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра технологии машиностроения

Планировочные решения.

Компоновка и планирование гибких производственных систем

Методические указания к практическому занятию по курсу “ Проектирование производственных и ремонтных участков меха-

носборочных цехов машиностроительных заводов” для студентов специальности 120100 ”Технология машиностроения”

Составитель Б. И. Коган

Утверждены на заседании кафедры Протокол № 5 от 05.11.01

Рекомендованы к печати учебнометодической комиссией специальности 120100 Протокол №9 от 19.11.01

Электронная копия находится в библиотекеглавного корпуса ГУ КузГТУ

Кемерово 2002

1

ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ. КОМПОНОВКА И ПЛАНИРОВКА ГИБКИХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ СИСТЕМ

1. Цель работы - изучение принципов построения (выбора) компоновочных схем механосборочных цехов, определения площадей, выбора вариантов расположения оборудования на участках механической обработки и сборки. Приобретение навыков формирования технологических планировок.

2. Методические указания

Размещение участков внутри цеха определяется формой организации механосборочного производства, взаимным размещением механических и сборочных цехов. Варианты компоновочных схем показаны на рис 1.

Рис. 1. Компоновочные схемы механосборочных цехов

В поточно-массовом производстве рабочие места узловой сборки предметно-специализированных цехов размещают в конце линии механообработки. Механосборочный цех при этом состоит из ряда параллельно расположенных участков механообработки, состоящих из непрерывно или переменно-поточных линий и линии или участка уз-

2

ловой сборки. При конвейерной общей сборке участки механосборочного производства размещают в соответствии с последовательностью установки сборочных единиц и деталей в изделии на главном конвейере.

Отделение или цех общей сборки с конвейером размещают перпендикулярно к линиям обработки после узловой сборки в конце корпуса или в его середине (рис. 1, а, б). При этом обеспечивают наиболее благоприятные условия передачи изготовленных деталей и сборочных единиц на конвейер общей сборки в процессе прямоточной межоперационной передачи. Вариант размещения общей сборки в середине цеха используют при производстве изделий с большим числом коротких линий механообработки и относительно небольшой трудоемкости общей сборки.

В серийном и единичном производстве применяют компоновочные схемы размещения цеха (отделения) общей сборки в отдельном пролете перпендикулярно или параллельно пролетам или участкам механических цехов (рис. 1,в,г). В условиях мелкосерийного и единичного производства используют стационарную непоточную сборку, поэтому взаимное размещение участков определяет в большей степени технологическая однородность обрабатываемых деталей и применяемых видов транспорта.

Исходя из этого, например, в одном пролете, оборудованном мостовым краном, сосредотачивают обработку наиболее крупных базовых деталей (рис. 1,в). При параллельном расположении пролетов (рис. 1,г) участок базовых деталей целесообразно располагать рядом с пролетом сборочного цеха с тем, чтобы облегчить передачу наиболее тяжелых деталей на сборку. С точки зрения минимизации грузопотоков, чем больше общая масса изготовляемых на участке деталей, тем ближе он должен быть расположен к отделению, цеху общей сборки, и наоборот.

С другой стороны, на выбор варианта расположения участков оказывают влияние условия работы и технологические особенности используемого оборудования. Исходя из этого нецелесообразно размещать рядом участки и линии изготовления деталей высокой точности и относительно малой точности формы и расположения поверхностей ввиду неизбежного влияния вибрации этого оборудования на точность изготовления ответственных деталей. Недопустимо смежное решение участков абразивной обработки и сборки. В каждом конкретном случае необходимо учитывать совместимость технологических процессов

3

смежных участков и цехов, степень пожарной опасности, а также концентрацию вредных для здоровья человека аэрозолей, выделяемых при работе оборудования. Пожароопасные или вредные для здоровья работающих участки или производства должны быть изолированы от других производств соответствующими перегородками и оборудованы системами очистки воздуха. Это в первую очередь относится к окрасочным участкам и цехам. При предварительной проработке компоновочной схемы общую площадь S0 участка и цеха определяют по показателю Sуд.о общей площади, приходящейся на один станок или одно рабочее место:

S0 = Sуд.оСп,

где Сп – принятое число станков, а в случае сборки – рабочих мест цеха (участка).

Этот показатель зависит от габаритных размеров принимаемого оборудования и транспортных средств. Последние определяют ширину проездов между рядами станков. Так, для средних станков Sуд.о = 18…22 м2, для мелких Sуд.о = 14…18 м2. Поскольку в составе участка (цеха) имеется оборудование разных габаритных размеров, для предварительной оценки требуемой площади удобнее пользоваться удельными показателями Sуд.о для аналогичных цехов, обобщенных по ряду действующих заводов или ранее выполненных проектов. Такие показатели для механических и сборочных цехов приведены в табл. 1-4. В этих таблицах указаны показатели удельной общей площади без учета вспомогательных служб (общезаводских складов, ремонтных баз, мастерской энергетика, участка по ремонту оснастки, заточного участка и площадей, занятых энергетическими и санитарнотехническими устройствами).

Показатели, приведенные в табл. 4, необходимо увеличить в 1,2 раза при стендовой (непоточной) сборке и в 1,2-1,5 раза при автоматической сборке узлов и агрегатов автомобилей.

Централизацию вспомогательных служб по корпусу уточняют в каждом конкретном случае в зависимости от принятой организационной формы и объема производства. Общую площадь цеха с учетом вспомогательных отделений определяют, увеличив на 15-20 % данные табл. 1-4. Важным элементом проектирования является выбор строительных параметров здания-сетки колонн и высоты пролета рис.6.2. Сетку колонн (ширину L пролета и шаг t колонн) и высоту Н пролета

4

(расстояние от пола до нижней части несущей конструкции здания) выбирают из унифицированного ряда величин в табл. 3.

 

 

Таблица 1

Удельные площади механических цехов

мелко- и среднесерийного производства

Участки по обработке

 

Общая площадь,

технологических групп

Размеры деталей*, мм

приходящаяся на единицу

деталей

 

производственного

 

 

оборудования, м2

1

2

3

Базовые детали

4000 < l ≤ 8000,

200

 

1500 < b ≤ 3000

 

Базовые детали (станины,

 

 

плиты, траверсы, попере-

f 4000, b 2000

150

чины и т.п.)

 

 

Корпусные детали (корпу-

 

 

сы, кожухи,

1000 < l 2000

70

крышки, столы,

b 1000

 

плиты и т.п.)

 

 

 

 

 

Корпусные детали

l 1000

 

(корпусы, крышки и т. п.)

b 500

40

 

 

 

Корпусные детали (ко-

2000 < l 3000

 

робки скоростей, коробки

b 1500

100

подач, редукторы и т. п.)

 

 

Планки, рычаги, крон-

l 700

30

штейн и т. п.

b 500

 

 

 

 

Крупные тела вращения

D > 1000

 

(планшайбы, зубчатые ко-

 

лёса, шкивы, шпиндели,

l > 3000

120

колонны и т. п.)

 

 

 

 

 

То же

320 D 1000

80

700 l 3000

 

 

 

Средние детали типа

200 < D 320

 

тел вращения

l 700

45

(шестерни, валы, винты,

 

 

скалки и т. п.)

 

 

 

 

 

5

 

 

Продолжение табл. 1

1

2

3

 

Мелкие детали типа

 

 

 

тел вращения

D 200

35

 

(шестерни, валы, винты,

 

 

 

скалки и т. п.)

 

 

 

 

 

 

 

Токарно-револьверные

 

 

 

детали (штифты, винты,

D 65

25

 

крепёжные гайки, втулки,

l 100

 

 

кольца, штуцера)

 

 

 

 

 

 

 

То же

D 25

20

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е. При применении в проекте ГПС площадь на единицу оборудования, включённого в ГПС, принимать с коэффициентом 2 при соответствующем обосновании.

__________

* l – длина; b – ширина; D – диаметр детали.

Таблица 2 Удельная площадь сборочных участков станкостроительных заво-

дов (мелко - и среднесерийное производство)

Размеры сборочных

Производственная пло-

 

Вид и условия

единиц и деталей,

щадь, приходящаяся

 

сборки

мм

на одно рабочее место,

 

 

 

 

Sуд.пр м²

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

3

 

 

Общая сборка станков

 

 

До 800

16–19

 

Стационарная

 

 

 

 

 

Свыше 800 до 1500

Sуд.пр = (2,5+l)×(5,75+l)

 

Стационарная

» 1500 » 3000

 

Sуд.пр = (3+l)×(5,5+b+l)

 

Стационарная

»3000

 

Sуд.пр = (3+l)×(5,75+b+l)

 

Стационарная

 

 

Sуд.пр= (3 + l)×(5,5+2b)

 

Конвейерная

 

 

Испытание станков

 

 

До 800

 

14 – 15,5

 

Свыше 800 до 1500

 

Sуд.пр = (2,5 + l)×(5+b)

 

» 1500 » 3000

 

Sуд.пр = (3 + l)×(5,5+b)

 

»3000

 

Sуд.пр = (3 + l)×(5,75×b)

 

 

 

 

 

 

уд.о

6

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 2

1

 

2

3

 

 

Узловая сборка с одной стороны объекта

 

До 1200×700

 

7-10

Стационарная

 

 

 

 

 

 

доставка деталей

 

 

 

 

 

 

краном и тележкой

 

»1200×700

 

11-13

То же при конвейер-

 

 

 

 

 

 

ной сборке

 

»1200×700

 

15,2

Стационарная

 

 

 

 

 

 

доставка деталей

 

 

 

 

 

 

подвесным конвейе-

 

 

 

 

 

 

ром

 

»1200×700

 

17,8

То же при конвейер-

 

 

 

 

 

 

ной сборке

 

 

Узловая сборка вокруг объекта

 

 

 

 

 

 

 

Стационарная,

 

До 1200×700

 

 

 

13 –14

доставка краном и

 

 

 

 

 

 

тележкой

 

 

 

 

 

 

 

 

Св. 1200×700

 

 

 

Sуд.пр=(2,0+l)×(3,5+2b)

То же

 

 

 

 

 

 

 

До 1200×700

 

 

20,6

То же при доставке

 

 

 

 

 

 

деталей подвесным

 

 

 

 

 

 

транспортом

 

 

 

 

 

Участки шабрения

 

 

До 1200×700

 

10 - 13

Рабочая зона с одной

 

 

 

 

 

 

стороны

 

»1200×700

 

 

 

13-14

Рабочая зона вокруг

 

 

 

 

 

 

объекта

 

Св. 1200×700

 

 

 

Sуд.пр= (2+l)×(4,25+b)

То же

 

до 3000×3000

 

 

 

 

 

 

Св. 3000×3000

 

 

 

Sуд.пр= (2+l)×(4,5+b)

»

 

 

 

 

 

 

 

 

П р и м е ч а н и е. Показатель удельной общей площади, учитывающий площади для хранения межоперационных заделов, кладовых и магистральных проездов, S = 1,3 Sуд. Пр.

* l – длина объекта сборки; b – его ширина.

Ширину пролета выбирают такой, чтобы можно было рационально разместить кратное число рядов оборудования, обычно от двух до четырёх рядов станков, в зависимости от габаритных размеров и варианта размещения.

Высоту пролёта определяют по схеме, приведённой на рис.2. Исходя из максимальной высоты h1 оборудования, минимального расстояния h2 между оборудованием и перемещаемым грузом, а также высоты

7

транспортируемых грузов h3, крана h4 определяют высоту H1 до головки подкранового рельса: H1=h1+h2+h3+h4.

Высоту h1 определяют с учётом крайних положений подвижных частей станка, но не менее 2,3 м. Расстояние h2 принимают не менее 400 мм. По величине H1 из табл.3 определяют минимальную высоту H пролёта.

Рис. 2 Поперечный разрез и план пролёта: 1 - кабина крана; 2 – ось подкрановых путей;

3– продольная разбивочная ось; 4 – станок; 5 – поперечная разбивочная ось здания

8

Таблица 3 Размеры унифицированных пролётов и грузоподъёмность

подъёмно-транспортных средств

Ширина

Высота H цеха

Высота H1

 

Тип

Грузо-

пролета,

до нижнего

головки

 

кранов

подъёмность

м

пояса ферм,

кранового

 

 

кранов,

 

м

рельса,

 

 

т*

 

 

 

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

3

4

5

18

6,0; 7,2; 8,4

 

 

Подвесные

0,25-5,0

24

7,2;

8,4

6,15; 6,95;

 

Электриче-

0,25-5,0

30

7,2;

8,4

 

ские мос-

0,25-5,0

18

8,4;

9,6

8,16

 

товые

10; 20/5

24

10,8

 

 

 

10; 20/5

 

 

 

 

 

 

 

18

12,6;

14,4

9,65

 

То же

10; 20/5

24

12,6;

14,4

9,65

 

То же

10; 20/5

30

12,6;

14,4

9,65; 11,45

 

То же

30/5

 

 

 

 

 

 

 

30

16,2;

18,0

12,65; 14,45;

 

То же

30/5

36

 

 

12,0; 13,8

 

То же

50/10

 

 

 

 

 

 

75/25

30

16,2;

18,0

12,0; 13,8

 

То же

100/20

36

19,8

15,6

 

То же

 

30

19,8

11,2; 13,0

 

То же

150/30

 

 

 

14,8

 

 

 

Примечание. Жирным шрифтом выделены наиболее употребительные значения.

* В числителе и знаменателе указаны значения грузоподъёмности двухкрюковых кранов.

При проектировании участков и цехов ГПС целесообразно использовать пролёты с мостовыми кранами, причём одна из причин использования мостовых кранов состоит в обеспечении высокой мобильности при перестановке и замене оборудования. В цехах автотракторной промышленности в основном используют здания, оборудованные подвесными конвейерами, монорельсами и кран-балками.

Длину станочных участков и линий из соображений пожарной безопасности принимают в пределах 35-50 м, а между ними преду-

9

сматривают магистральные (пожарные) проезды шириной 4,5-5,5 м. По известной производственной площади участков определяют их ширину.

На основании габаритных размеров участков с учётом наличия продольного и поперечных магистральных проездов определяют габаритные размеры и ориентировочную площадь цеха.

Для многоэтажных производственных зданий сетка колонн принята 9×6 м при допускаемом давлении на перекрытия до 15 кПа и 6×6 м при допускаемом давлении до 25 кПа. Высота этажей 3,6; 4,8; 6 м, причём последний этаж может быть с большей шириной пролёта.

На рис. 3 показаны варианты расположения станков относительно транспортного средства.

а)

б)

в)

Рис. 3. Варианты размещения станков относительно транспортных средств:

а – продольное; б - поперечное; в – кольцевое

Относительно транспортного средства возможны варианты продольного, поперечного углового и кольцевого размещения станков (рис. 3). Фронтальное продольное размещение станков по отношению к транспортному средству или проезду обеспечивает наиболее благоприятные условия для механизации и автоматизации межоперационного транспортирования и обслуживания рабочих мест. При поперечном расположении условия обслуживания станка оператором ухудшаются в связи с его удалением от роликового конвейера или конвейера. Однако при использовании для автоматической загрузки станков манипуляторов или промышленных роботов портального типа это противоречие разрешается, и при этом варианте обеспечивается компактность планировки, т.е. лучшее использование производственной площади. Расположение станков под углом к проезду применяют для расточных, продольно-строгальных, продольно-фрезерных станков, прутковых автоматов, револьверных и других станков, длина которых значительно превышает их ширину. Прутковые автоматы при этом размещают

Соседние файлы в предмете Технология машиностроения