Меню

Состав и количество основного технологического оборудования машиностроительного производства

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ОСНОВНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБОРУДОВАНИЯ

К основному производственному оборудованию механического цеха относится оборудование, выполняющее технологические операции по обработке деталей и сборке узлов, т.е. оборудование производственных отделений цеха, в состав которых входят станочные участки и линии, участки узловой сборки, окрасочные участки, участки консервации и упаковки деталей и др.

Производственным оборудованием механического цеха в основном являются металлорежущие станки, поэтому при проектировании цеха производится расчет главным образом количества металлорежущих станков. Оборудование других производственных отделений обычно не рассматривается, а выбирается комплектно. В зависимости от типа производства расчет может вестись точно или укрупненно.

Расчет оборудования точным способом ведется при разработке технического проекта цехов серийного и массового производства, когда трудоемкость определяется по подробно разработанным техпроцессам.

Укрупненный расчет применяется в тех случаях, когда нет достаточных данных для точного расчета при проектировании цехов единичного и мелкосерийного производства.

При определении количества оборудования цехов серийного производства точным способом расчет ведется по каждому типоразмеру станка на основе подсчета годовой трудоемкости обработки всех деталей, закрепленных за данным типом станка, и действительного фонда времени работы оборудования.

Потребное количество станков данного типа определяется по формуле

где С р – расчетное количество станков данного типоразмера; Т к – трудоемкость обработки годового количества всех деталей на станках данного типоразмера в станкочасах; Ф с – действительный годовой фонд времени работы станка в часах.

Трудоемкость обработки Т к определяется по данным технологического и в общем виде составит:

где Т ш.к – штучно-калькуляционное время в минутах детале-операции; Д – годовое количество каждой детали-операции, закрепленной за станками данного типоразмера.

Полученное расчетное количество станков округляется до целого числа, называемого принятым числом станков С п. По результатам расчета составляется ведомость расчета количества станков табл. 2.6.

Для определения степени загрузки по времени станков данного типоразмера пользуются коэффициентом загрузки оборудования:

Средний коэффициент загрузки по участку или цеху

Среднее значение К 3 по цеху принимаются:

для единичного и мелкосерийного производства К 3 = 0,8 – 0,85;

для серийного – не ниже К 3 = 0,75 – 0,85.

Количество станков непрерывно-поточной линии (массовое и крупносерийное производство) определяется для каждой операции по такту выпуска деталей в линии

где Т ш – штучное время обработки на данной операции в минутах;

τ – такт выпуска деталей с линии в минутах:

Ф с – действительный годовой фонд времени станка в часах; Д – годовой выпуск деталей в штуках.

Источник

Состав и количество основного технологического оборудования машиностроительного производства.

При выборе состава основного оборудования, которое должно обеспе­чивать высокую эффективность производственного процесса, следует ориенти­роваться на основные организационно-технические направле­ния, причем следует иметь в виду, что за счет вырав­нивания времени выполнения операций одновременно дости­гается и сокращение количества основного оборудования.

Для обеспечения высокого общего уровня автоматизации производственных процессов при выборе основного оборудования, следует не только ориенти­роваться на высокую автоматизацию выполнения операций технологического процесса, но и учитывать возможность сты­ковки его с вспомогательным оборудованием с целью обра­зования единой производственной системы. Например, конструкция станка должна быть такой, чтобы был удобен до­ступ в рабочую зону автоматических загрузочных устройств, должны быть предусмотрены возможность стыковки в единую систему управления участком, надежная система стружкоудаления и т.

В сборочном производстве приблизительно 80% сборочно­го цикла приходится на переходы, связанные с подачей, ори­ентацией и совмещением деталей, и лишь 20%— на переходы по соединению деталей.

Повышение технологических возможностей оборудова­ния, работающего по параллельному и параллельно-последо­вательному принципам, в частности их гибкости, связано с дополнительными материальными затратами, которые могут окупиться только благодаря сокращению расходов на перена­ладки. Это необходимо учитывать при выборе типа основного оборудования.

Расчет числа станков, необходимых для каждой опера­ции, выполняют на основании штучно-калькуляционного времени и объема выпуска каждого наименования изделия, проходящего эту операцию, по формуле:

где п — число наименований изделий, проходящих данную операцию;

t шт.к.i, N i — соответственно время изготовления из­делия на данной операции [мин], и ее годовой объем выпуска [шт];

Ф эо — эффективный годовой фонд времени работы основ­ного оборудования [ч].

А при отсутствии данных по составляющим можно пользоваться формулой:

, где α — процент потерь времени (внецикловых) от оперативно­го времени, α = 6. 18% в зависимости от сложности наладки.

Читайте также:  Винт DIN965 М4х20 потайная головка оцинкованный гайка шайба 20 шт

Вычисленное значение С р округляют до ближайшего боль­шего целого числа, получая при этом количество основного оборудования С пр, принятое для выполнения данной опера­ции. Коэффициент загрузки основного оборудования на дан­ной операции К 3 = С р/С пр.

При расчете числа станций на сборочном конвейере необ­ходимо учесть, что помимо рабочих станций на конвейере раз­мещают 5. 10% резервных для случая изменения конструк­ции собираемого изделия.

При выборе состава и количества основного оборудования необходимо предусмотреть построение технологической сис­темы в виде автоматической линии. Существуют автоматиче­ские линии для осуществления технологических процессов механической обработки, сборки, мойки, окраски, упаковки и других операций, которые могут быть классифицированы по различным признакам.

Принятие оптимального решения по выбору компоновоч­ного варианта основного оборудования может осуществлять ЭВМ, выполняющая как расчетные работы, так и моделирова­ние процессов изготовления изделий. Вследствие сложности формализации сквозного проектирования автоматических ли­ний ЭВМ чаще всего используют в режиме диалога специалис­та-технолога и ЭВМ. При этом творческие вопросы проектирования решает технолог, а вычислительные работы, оценку решения и определение направления поиска опти­мального варианта выполняет ЭВМ.

Источник



Расчет необходимого количества оборудования и производственных площадей

Основой для расчета количества необходимого основного производственного оборудования является описание технологического процесса или, вернее, той части, которую предполагается изменить.

При изменении времени операций можно пересчитать необходимое количество оборудования (рабочих мест) для данной операции и сравнить с прежним количеством. При приобретении нового оборудования достаточно рассчитать просто необходимое количество.

Рассмотрим расчет на примере нового упаковочного агрегата.

Для расчета количества оборудования используется формула:

где N – количество оборудования, необходимое для выполнения данной операции; t шт-к – время штучно-калькуляционное на выполнение операции, в часах; Т эфф – эффективный фонд рабочего времени единицы оборудования, в часах; ПП – производственная программа по той продукции, в технологический процесс изготовления которой входит данная операция; p – количество единиц продукции в партии, если операция выполняется одновременно над несколькими заготовками (например, выпечка, сушка и т.д.).

Эффективный фонд рабочего времени оборудования считается по формуле:

Т эфф= (365 — Тпв) ×Т см × К см× (1 – Р от /100 %) , (3.2)

где Тпв – количество праздничных и выходных дней в году; Т см – время сменное; К см – коэффициент сменности (оптимальный вариант для производственного предприятия 2 смены); Р от — процент затрат времени на организационно-техническое обслуживание (4-5 % для машиностроения, 5-8 % для сферы услуг; причем в случае мелкосерийного и единичного производства данные проценты могут быть выше).

Выполним расчеты для упаковочного агрегата. Допустим, производственная программы составляет 20 000 в месяц (240 000 в год), праздников и выходных в данном году согласно календарю 115 дней, работа осуществляется в 1 восьмичасовую смену, процент времени на обслуживание 8%; новые затраты времени на упаковку 1 кг составляют 1,5 минуты или 0,025 часа, одновременно на 1 агрегате упаковывается 1 кг продукции, т.е. p=1.

Согласно расчетам эффективный фонд рабочего времени оборудования на данном предприятии равен:

Т эфф= (365 — 115) ×8 × 1× (1 – 8% /100 %)= 1840 (час.), (3.3)

А количество агрегатов, которые потребуются, рассчитывается так:

При этом возможно округление до 4 упаковочных агрегатов – по 2 на каждую поточную линию.

Если мы ограничимся 3 упаковочными агрегатами, то тогда в течении рабочего времени мы сможем упаковать только 3×1840/0,025 = 220 800 единиц продукции, что приведет к понижению возможностей предприятия. Впрочем, данная проблема может быть решена за счет изменения режима работы упаковочных агрегатов, работы в обеденный перерыв или удлинения рабочего дня.

Однако такое решение приведет к необходимости образования накопительной зоны на конвейере или же иной формы складирования готовой, но не упакованной продукции. К тому же придется создавать дополнительные ответвления конвейера, ведущие от 2 поточных линий к 3 упаковочным агрегатам.

Поэтому оптимальным вариантом является 4 упаковочных агрегата.

Использование новых вариантов организации технологического процесса, иногда отражается и на транспортных средствах: меняется количество внутрицеховых транспортных средств, межцеховых, а иногда и внешних; может быть произведена замена одних видов транспортных средств на другие – более механизированные, более вместительные и т.д. Если планируются изменения во внутрицеховой транспортной схеме, то следует учесть многообразие межоперационных транспортных средств.

Читайте также:  Тема 8 Технические устройства обработки информационного контента

Классификация межоперационных транспортных средств

ВНУТРИЦЕХОВЫЕ И МЕЖОПЕРАЦИОННЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА

Для линии со свободным ритмом

Для линии с регламентированным ритмом

Пересмотр транспортной схемы позволит дополнительно учесть экономию или расход ресурсов. И то, и другое считается по изменению транспортной схемы.

Например, использование новых упаковочных агрегатов вместо 8 прежних рабочих мест уменьшает длину конвейерной линии на данной операции с 7,5 метров до 2 в расчете на одну поточную линию. Итого высвобождается 11 метров конвейера, стоимость которого составляет по рыночным ценам 10 000 — 15 000 руб. метр.

Для расчета необходимого количества транспортных средств типа электрокаров, грузовых автомобилей и т.д. используется несколько другая формула, чем для расчета оборудования, так как здесь важное значение имеют такие характеристики транспорта как грузоподъемность и скорость:

где N тр – количество единиц транспорта; Т эфф – эффективный фонд рабочего времени транспортного средства; Г – объем загрузки транспортана один рейс; Т эфф – эффективный фонд рабочего времени транспортной единицы; ОП – планируемый объем перевозок (грузопоток), для внешнего транспорта его можно взять как двойной планируемый объем реализации продукции; L – длина перемещения, в том числе и возврата порожнего транспорта; V – средняя скорость движения транспорта.

Расчет дополнительных или высвобождающихся площадей производят, исходя из габаритов оборудования, охваченного мероприятием, требований технологии и вариантов планировки.

Простейший вариант расчетов может быть проведен на основе допущения средней величины занимаемой площади на каждое рабочее место в диапазоне от 4 кв. м (офисные помещения) до 6–15 кв. м (промышленные помещения, гаражи и т. д.).

Например, раньше на 8 рабочих мест и 15 метров конвейера приходилось приблизительно 6×8 + 15 = 63 кв. м производственной площади. На 4 упаковочных агрегата и 4 метра конвейера будет достаточно 4 × 10 + 4 = 44 кв. м. Таким образом, высвобождается порядка 19 кв. м производственной площади.

Источник

Количество основного производственного оборудования

4.2. Определение количества основного технологического оборудования

В зависимости от стадии проектирования, а также от требований степени конечной точности результата при определении количества основного технологического оборудования применяют либо детальный, либо укрупненный способ.

4.2.1. Детальный способ расчета количества оборудования для поточного производства

а) для непрерывно-поточной линии.

Исходными данными для определения количества потребного основного технологического оборудования являются производственная программа и действительный фонд времени работы оборудования.

Станкоемкость представляет собой время, затрачиваемое станком (или станками) для выполнения данной операции или всех машинных операций при изготовлении детали, узла или изделия в целом (в станко-часах или станко-минутах).

Станкоемкость операции tc равна штучному времени tшт, представляющему собой сумму:

где: – процент потерь времени от оперативного времени

где: Li – размер обрабатываемой на данной операции поверхности, включая и переходы инструмента с рабочей подачей (мм).

i – число проходов;

п – число оборотов (ходов) инструмента или обрабатываемой детали в минуту;

S – подача на 1 оборот или двойной ход, мм.

Время tB характеризует затраты времени на вспомогательные приемы (установка, закрепление и снятие детали, очистка от стружки, подвод и отвод инструмента, переключение скоростей и подач; измерения детали; время, необходимое для фиксации спутника или детали в автоматических линиях и перемещение их с позиции на позицию).

Время tтех – техническое обслуживание рабочего места, отнесенное к одной детали (время на смену и подналадку инструмента, устранение отказов и т.д.).

Время tорг – время на организацию обслуживания рабочего места (подготовка станка к работе, чистка, смазка и т.д.).

Время tпер включает потери времени связанные с естественными надобностями рабочего, т.е. перерывы.

Расчетное количество оборудования Sрасч находится из отношения:

до ближайшего целого

Т – такт выпуска.

Коэффициент загрузки станка равен:

Но так как на практике на работу автоматической линии оказывают большое влияние потери, связанные с остановкой сложного оборудования, то такие потери учитывают вводя коэффициент использования оборудования КИ.

Принимаемое в проекте количество оборудования на операцию равно:

где КИ – коэффициент использования оборудования, представляющий собой отношение расчетного числа единиц технологического оборудования, необходимого для обеспечения программы выпуска изделий, к фактическому (табл. 4.1)

Таблица 4.1. Допускаемые значения коэффициентов использования и загрузки оборудования.

б) для переменно-поточных и групповых поточных линий здесь число станков на каждую операцию рассчитывают по штучно-калькуляционному времени и программе выпуска каждой закрепленной за линией детали:

Читайте также:  Комплекс оборудования для производства спиральных силосов

где: — штучно-калькуляционное время (мин) изготовления i-ой детали на станки;

Ni – программа выпуска i-ой детали;

n – количество типов деталей.

Если неизвестно подготовительно-заключительное время то

где: КП – коэффициент переналадки.

Если многопредметная поточная линия работает с разными тактами, то необходимо условие

Количество оборудования по наименованию для подетально-групповых участков и групповых многопредметных линий:

где: — штучное время обработки i-го изделия на к-ой операции, использующее j-е наименование оборудования;

Ni – количество i-ых изделий, подлежащих выпуску;

Тп.з, — подготовительно-заключительное время i-ой детали на j-ом оборудовании.

Кз.н. – планируемый нормативный коэффициент загрузки оборудования;

Фд – действительный годовой фонд времени работы оборудования, час.

i – индекс детали, порядковый номер детали (1,2…п);

j – индекс оборудования;

— принятое количество оборудования

— общее количество оборудования.

4.2.2. Расчет количества основного технологического оборудования при непоточном производстве

В цехах непоточного производства детали изготовляют партиями. При детальном проектировании цехов (по точной программе) и участков серийного производства количество станков определяют по каждому типоразмеру оборудования для каждого участка на основе данных о станкоемкости деталей, закрепленных для обработки за данным участком

где: — суммарная станкоемкость обработки годового количества деталей, обрабатываемых на участке на станках данного типоразмера, стан.-час.

где: — штучно-калькуляционное время выполнения j-ой операции изготовления i-ой детали, станко-мин;

Ni – годовая программа выпуска i-ых деталей;

m – число операций обработки i-ой детали;

п – число разных деталей.

При проектировании по приведенной программе в формулу для определения станкоемкости подставляют штучно-калькуляционное время операций изготовления детали – представителя и ее приведенная программа.

4.2.3. Укрупненный способ определения количества основного оборудования.

При проектировании цехов с большой, точно не выявленной номенклатурой производства, применяются укрупненные способы расчетов.

При укрупненном расчете все детали, подлежащие изготовлению, разбивают на группы по технологической однородности и в каждой группе выбирают представителей, для которых устанавливают номенклатуру и количество оборудования детальным способом по технологическим операциооным картам; станкоемкость прочих деталей в группах и количество оборудования для них определяют по станкоемкости и номенклатуре оборудования – представителя с помощью коэффициента приведения.

Количество потребного основного оборудования при проектировании укрупненным способом определяют по формуле:

где: Tст.ч – станкоемкость годового объема выпуска изделий с запасными частями в станко-часах;

средний действительный годовой фонд времени работы оборудования для механических цехов;

Ки средний коэффициент использования оборудования;

Кз средний коэффициент загрузки оборудования;

N – заданный объем выпуска изделий, включая запасные части;

q – расчетная производительность одного станка в год;

m – проектируемое число смен.

где: tст.ч. – станкоемкость комплекта обрабатываемых деталей-представителей (если имеется несколько групп деталей).

Кпр коэффициент приведения;

Кзапкоэффициент, учитывающий годовой выпуск запасных частей.

При проектировании укрупненным способом по технико-экономическим показателям используют опыт передовых заводов. В качестве таких показателей при расчете механических цехов используют выпуск одним станком основного производства при работе в одну смену и при стопроцентной загрузке или станкоемкость. Объем выпуска может выражаться в штуках, тоннах или тысячах рублей продукции, а станкоемкость – станко-часах, необходимых для изготовления одного изделия (комплекта, узла), 1 т. изделий или изготовления изделий стоимостью 1 тыс. рублей.

где: N – программа годовой продукции, выпускаемой в год (в тоннах, штуках или рублях);

q – годовой выпуск продукции единицы оборудования при одной смене (в тоннах, штуках или рублях).

h – число станко-часов, затрачиваемых на 1 т. готовой продукции;

Фд действительный годовой фонд времени работы единицы оборудования;

Кз.н. – планируемый нормативный коэффициент загрузки оборудования.

4.2.4. Количество оборудования при компоновке автоматических линий

где: tоп – оперативное время (сумма основного-технологического и вспомогательного времен).

— такт работы автоматической линии.

4.2.5. Количество каждого типа станков для гибких производственных систем

где: S – количество станков каждого типа (округляется до целого значения).

— годовой объем выпуска деталей одного типа;

— технологическое время обработки деталей одного типа в мин.;

п – количество типов деталей;

— действительный годовой фонд времени работы ГПС с учетом установленных сменности и числа рабочих дней в году, а также установленного уровня всех видов потерь рабочего времени, в ч.

Кз – коэффициент загрузки станка.

Источник