Проектний розрахунок механічного цеху

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

Чернігівський державний технологічний університет

Кафедра ІТМ і А

РОЗРАХУНКОВО-ГРАФІЧНА РОБОТА

з дисципліни "Проектування механічних цехів"

Варіант №74

Виконав студент групи ММВ-071 Сітало О.М.

Перевірив асистент Парубець М.С.

Чернігів 2011

Зміст

Завдання

. Вибір типу виробництва і форм організації робіт, які йому відповідають

2. Визначення кількості верстато-годин, які необхідні для виконання річної програми механічними відділеннями цеху, який проектується

. Визначення необхідної кількості виробничих верстатів та розподіл їх по типам

4. Розрахунок необхідної виробничої площі для механічних відділень цеху

. Розрахунок складу працівників цеху та складання відомості його робочого складу

6. Розрахунок необхідної кількості нормо-годин для виконання річної програми робіт по складанню

. Розрахунок необхідної кількості робочих місць і обладнання в складальному відділенні

. Розрахунок кількості працюючих в складальному відділенні

9. Розрахунок виробничої площі складального відділення інструментального цеху

10. Розрахунок необхідної кількості обладнання та площ наступних відділень інструментального цеху

. Складання списку обслуговуючих приміщень цеху та визначення їх площі

12. Вибір підйомних та транспортних засобів цеху

13. Визначення річної потреби цеху в матеріалах та енергії

Література

Завдання

Виконати проектний розрахунок механічного цеху за вхідними даними таблиці 1.

механічний цех проектний

Таблиця 1 - Вхідні дані

Рисунок 1 - Ескіз різця

. Вибір типу виробництва і форм організації робіт, які йому відповідають

В залежності від розміру виробничої програми, характеру продукції, а також технічних і економічних умов втілення виробничого процесу приймаємо масове виробництво.

Масовим називають виробництво, в якому при достатньо великій кількості однакових випусків деталей їх виготовлення ведеться шляхом безперервного виконання на робочих місцях одних і тих же операцій, які постійно повторюються.

Форму організації робіт вибираємо прямоточну. Тут технологічні операції виконуються на певних робочих місцях, які розташовані в порядку операцій, але час на виконання окремих операцій не завжди однаковий (не кратний такту), внаслідок чого рух деталей протікає з перервами.

. Визначення кількості верстато-годин, які необхідні для виконання річної програми механічними відділеннями цеху, який проектується

Знаючи показники, що виражають трудомісткість виготовлення даного виду інструменту можна визначити загальну витрату часу на обробку річної програми випуску:

 верстато-годин,

де hст - трудомісткість;- річна програма випуску.

3. Визначення необхідної кількості виробничих верстатів та розподіл їх по типам

Після розрахунку витрат часу можна визначити необхідну (розрахункову) кількість металорізальних верстатів:

,

деFq - дійсний річний фонд робочого часу верстату при роботі в одну зміну (год.);- кількість змін.

Приймаємо : Fq=4015 год. при m=2 зміни. Тоді

 (верст.)

Знаючи розрахункову кількість верстатів з урахуванням коефіцієнту їх завантаження, визначаємо прийняту кількість верстатів Sпр:

,

деhз - коефіцієнт завантаження.

(верст.)

Загальна прийнята кількість верстатів для виготовлення даного типу інструменту розподіляється по окремим типам верстатів на підставі технології виготовлення.

Таблиця 2 - Маршрутна технологія виготовлення державки різця

Таблиця 3 - Відомість металорізальних верстатів

. Розрахунок необхідної виробничої площі для механічних відділень цеху

Загальна площа на один верстат інструментального цеху в залежності від виробів (тяжкі і великі, середні, легкі і дрібні) в середньому дорівнює 22-28 м2. Приведені розміри не враховують відділення - термічне, металопокриття, центрального інструментального складу, площа яких визначається окремо. Вона розраховуються з міркувань 4,5-5,5 м2 на один верстат інструментального цеху. Площа усіх допоміжних приміщень дорівнює 4-5 м2 на один основний верстат. Площа проміжних та інструментальних комор, визначаються з розрахунку 0,8-1,0 м2, комор допоміжних матеріалів і контрольного відділення - 0,1 м2 на один верстат цеху.

Проведемо розрахунок необхідних виробничих площ для прийнятої кількості верстатів : =18·25=450 м2 - для інструментального цеху;=18·5=90 м2 -для відділень термічного, металопокриття та центра-льного інструментального складу;=18·5=90 м2 - для допоміжних приміщень;=18·1=18 м2 - для проміжних та інструментальних комор;=18·0,1=2 м2 - для комор допоміжних матеріалів і контрольного відді-лення;

м2 - загальна площа;

5. Розрахунок складу працівників цеху та складання відомості його робочого складу

До робочого складу інструментального цеху входять: 1) виробничі працівники; 2) допоміжні працівники; 3) молодший обслуговуючий персонал; 4) службовці (інженерно-технічні та лічильно-конторський персонал).

Кількість виробничих працівників розраховується по кількості робітників на один верстат. На один верстат інструментального цеху при роботі в дві зміни приймають 1,7 чоловіки. Кількість слюсарів в середньому дорівнює 30-35% від кількості верстатників. Термісти, зварювальники, робочі по металопокриттю - 8-12%.

Загальна кількість допоміжних робітників дорівнює 15-20% від кількості виробничих працівників.

Таблиця 4 - Відомість робочого складу цеху

6. Розрахунок необхідної кількості нормо-годин для виконання річної програми робіт по складанню

Збірні роботи є заключним етапом в виробничому процесі, на якому з окремих деталей складаються готові вироби. Якість збірних робіт значно впливає на експлуатаційні якості виробу.

Співвідношення часу, який витрачається на збірні роботи і механічну обробку деталей, залежить від виду виробництва і методів збірки. Час на збірні роботи в відсотках від часу на механічну обробку в середньому приблизно дорівнює 20%

Одним з основних факторів, які визначають технологічний процес збірки є час, який необхідно витратити на виконання збірних операцій.

Загальна витрата часу на обробку річної програми випуску:

Тсб=0,2·Тст=0,2·105360=21072 год.

Час на складання одного виробу:

Тшк=21072/80000=0,263 год.

7. Розрахунок необхідної кількості робочих місць і обладнання в складальному відділенні

Кількість збірних місць можна розрахувати по формулі:

,

деТсб - загальний час на збірні роботи;сб.ср - середня кількість працюючих, яка приходиться на одне робоче місце;в - такт випуску.

деFд.п - дійсна річна кількість робочих годин для збірних робіт при роботі в одну зміну; Fд.п= 4015 для m=2- кількість робочих змін на добу;

М - річна програма випуску.

Підставивши значення такту випуску в початкову формулу отримаємо кінцевий вираз для розрахунку кількості робочих місць:

Приймаємо і =3 робочих місця;

8. Розрахунок кількості працюючих в складальному відділенні

В робочий склад збірного цеху входять: 1)виробничі працівники; 2) допоміжні робітники; 3) молодший обслуговуючий персонал; 4) службовці: інженерно-технічний та лічильно-конторський персонал.

Загальна кількість виробничих працівників збірного цеху складається з: а) слюсарів для слюсарного складання; б) збірників для вузлового складання; в) збірників для загального складання.

Кількість робітників для слюсарної обробки та складання дорівнює:

(чол.),

деТк.д - штучно-калькуляційний час на слюсарну обробку однієї деталі, хв.

Кількість допоміжних робочих кожної спеціальності встановлюється на підставі розрахунків та практичних даних в залежності від характеру і об’єму робіт, які виконуються. При цьому необхідно мати на увазі можливість суміщення робіт різних професій. Повний розрахунок числа допоміжних робочих, як правило не роблять, а приймають його в відсотковому співвідношенні до кількості виробничих працівників на основі практичних даних. В виробництві число допоміжних робочих збірних цехів дорівнює приблизно в масовому 15-20% від числа виробничих працівників.

Молодший обслуговуючий персонал - становить 1-3% від загального числа робітників.

Інженерно-технічний та лічильно-конторський 12-15% від загальної кількості робочих, причому інженерно-технічний 8-10% від загальної кількості працюючих, а інше кількість - лічильно-конторський.

Таблиця 5 - Відомість робочого складу складального цеху

9. Розрахунок виробничої площі складального відділення інструментального цеху

При проектуванні по техніко-економічним показникам площа складального відділення може бути визначена приблизно по питомій площі.

Співвідношення розмірів площ механічного та складального відділень залежить від виду виробництва: в масовому - 20 - 30 % від площі механічного відділення цеху:

 м2

10. Розрахунок необхідної кількості обладнання та площ наступних відділень інструментального цеху

Заготівельне відділення. Служить для розрізання, відрізання, центрування, правки та обдирання пруткових матеріалів (круглих, квадратних, шестигранних та інших). Заготівельне відділення може бути розміщене або спільно з цеховим складом матеріалів та заготовок та бути частиною його господарства, або бути самостійним.

В заготівельному відділенні використовується наступне обладнання - відрізні верстати, дискові пили, центрувальні і фрезерно-центрувальні, правильні, верстати, які здійснюють обдирання. Так як завантаження заготівельних верстатів для невеликих заготівельних відділень невелика, тоді достатньо установити: ексцентриковий прес (для рубки заготовок) та прес для загинання заготовки.

Після розпланування всього необхідного обладнання визначається площа заготівельного відділення. Вона визначається на основі кількості верстатів. Питома площа зазвичай складає 25-30 м2 на один верстат.

Площа заготівельного відділення:  м2

Заточувальне відділення. Кількість заточувальних верстатів для кількості верстатів, що обслуговуються заточкою до 50, приймаємо рівну 3.

Площа заточувального відділення визначається на основі розташування верстатів: питома виробнича площа дорівнює 8-10 м2, а питома загальна площа - 10-12 м2 на один верстат.

В допоміжну площу відділення входять: 1) площа для зберігання креслень інструменту, який заточується; 2) площа для зберігання абразивних кругів та пристосувань до верстатів.

Площа заточувального відділення: S=3·10=30 м2;

Заточувальне відділення треба розташовувати суміжно з інструментальним складом; з заточувального відділення інструмент передають до контрольного столу.

Контрольне відділення. Докладний розрахунок потрібної кількості контролерів, який виконується на основі технологічних карт контролю, потребує значного часу і тому його проводять у крайніх випадках. Зазвичай розрахунок проводять по практично встановленому процентному відношенню кількості контролерів до кількості верстатників.

В масовому виробництві кількість контролерів складає приблизно 12-15% від числа верстатників.

Кількість контролерів:  чол.

Площа контрольного відділення визначається на основі планування всіх робочих місць для робітників контролю, необхідного обладнання та інвентарю. Для вимірювання виробів повинні бути перевірочні плити зі всіма пристосуваннями, а також столи для контролерів, на яких вони проводять огляд, вимірювання та сортування деталей.

В контрольному відділенні повинна підтримуватися нормальна температура (200С).

Укрупнено площу контрольного відділення визначають по відсотковому відношенню до верстатної площі. Зазвичай площа контрольного відділення складає 3-5% від площі верстатної.

Площа контрольного відділення: Sкв=0,04·450=18 м2

Контрольне відділення розміщується в механічному цеху на шляху руху деталей в складальне відділення, перед проміжним складом.

Ремонтно-механічне відділення. Організація ремонтної служби має важливе значення для машинобудівних заводів, так як від якості та своєчасності ремонту обладнання залежить ефективність роботи заводу.

В задачу ремонтної служби входять: нагляд та догляд діючого обладнання в цілях виправлення мілких недоліків та можливого попередження поломок; своєчасний (планово-попереджувальний) ремонт обладнання; модернізація обладнання.

Загальна кількість верстатів ремонтно-механічного відділення: приймається за укрупненим розрахунком ремонтно-механічного відділення :р.т.в.=0,10·18=2 верстати

Кількість допоміжного обладнання: Nдв=2 одиниці

До складу допоміжного обладнання входять: прес гідравлічний, зварювальний трансформатор.

Площа на один основний верстат ремонтно-механічного відділення в середньому дорівнює 25-30 м2. Площа усіх допоміжних приміщень дорівнює 15-20 м2 на одне допоміжне обладнання. Площа для демонтажу складає 15-20%, місця для майстрів 1-2% від площі для основних верстатів.

Площа ремонтно-механічного відділення:

 м2,

Для виготовлення та роздавання ЗОР. Постачання змащувальної охолоджувальної рідини для металорізальних верстатів може бути організовуємо децентралізованим способом. Він передбачає подачу рідини у тарі; відпрацьована рідина відводиться таким самим засобом. Цей засіб застосовується у цехах з невеликою кількістю верстатів.

Площа приміщення для виготовлення та роздавання ЗОР:

 м2;

Для переробки стружки. В результаті механічної обробки металів різанням виникає значна кількість стружки. Річну кількість стружки можна визначити як різницю між чорною та чистою вагою виробу.

З верстатів стружку доставляють до збірних бункерів з яких вона потрапляє до переробного відділення. Процес переробки стружки передбачає виконання наступних операцій: дроблення стружки, центрифугування стружки забрудненої маслом.

Кількість стружкодробилок та центрифуг для відділення масла від стружки визначається виходячи з кількості стружки, яка отримується.

Площа приміщення для переробки стружки:

 м2;

Цеховий склад матеріалів та заготовок. Він призначається для зберігання пруткового та інших матеріалів і заготовок.

Запас матеріалів і заготовок в цеховому складі повинен бути невеликим, так як призначенням його є тільки забезпечення регулярного постачання цеху матеріалами і заготовками для безперебійної роботи верстатів. Ці вимоги обґрунтовуються двома міркуваннями:

1.   Цехи не повинні створювати зайвого запасу матеріалів, щоб не сповільнювати їх оборотність;

2.       Так як склад матеріалів розміщується в виробничій будівлі, у випадку зберігання великої кількості матеріалів склад буде займати зайву виробничу площу.

Для досягнення прямого та найкоротшого шляху руху матеріалів і заготовок до відповідних груп верстатів склад розташовують на початку цеху, при цьому він може розміщуватися:

.     На початку цеху перпендикулярно до прольоту;

2.       В окремому пролиті, перпендикулярно до прольотів цеху.

.        Під естакадою, яка примикає до цеху.

Заготовки та матеріали в складі розміщуються на стелажах. Розміри стелажів приймають кратними розмірам в плані 550´1100 мм при загальній висоті до 2 м. Ширина проходів між стелажами при використанні ручних теліжок приймається рівною 0,7÷1,0 м, при використанні електричних чи автовізків - 1,5÷2,0 м або більше в залежності від засобів транспортування, які використовуються.

Головний прохід в складі повинен завжди бути порожнім для проїзду: його ширина - 2,5 ÷ 3,0 м.

Загальна площа складу визначається на основі планування пристроїв, стелажів, від запасу окремих видів матеріалів і заготовок з урахуванням проходів та проїздів. Площа цехового складу матеріалу та заготовок при укрупненому розрахунку приймається приблизно 10-15% від площі верстатного відділення цеху.

Проміжний склад. Служить для накопичення і зберігання кінцево-оброблених деталей, які чекають надходження на збірку. Проміжний склад забезпечує безперебійну та планомірну збірку та випуск готових виробів.

Площа проміжного складу матеріалів та заготовок:пс=0,1·450=45 м2.

Центрально-інструментальний склад, який служить для постачання робітникам інструменту та приладів.

Площа центрально-інструментального складу визначається по числу робочих місць, що обслуговуються складом. Для числення розміру площі служить показник, що виражає розмір площі складу в квадратних метрах, що приходиться на один металорізальний верстат цеху, що обслуговується.

Площа складу інструменту визначається з розрахунку на один металорізальний верстат цеху, що обслуговується, при роботі в дві зміни в залежності від виду виробництва: для крупносерійного виробництва - 0,3 м2

Для обслуговування слюсарно-складальних ділянок площа складу може бути прийнята рівної 0,15 м2 на одного слюсаря, причому приймається загальне для всіх змін кількість слюсарів, тому що в складі необхідно зберігати інструмент для робітників усіх змін.

Площа складу пристосувань приймається рівної для крупносерійного виробництва - 0,2 м2 на один металорізальний верстат цеху, що обслуговується, при роботі в двох змін.

Найбільш зручною формою приміщення для роздавального складу є витягнутий прямокутник, по довгій стороні якого розміщаються вікна для роздачі інструмента: при цьому стелажі для збереження інструмента розташовуються перпендикулярно довгій стороні прямокутника.ці=0,25·18+0,15·5+0,1+0,2·4=7 м2

11. Складання списку обслуговуючих приміщень цеху та визначення їх площі

До обслуговуючих приміщень цеху відносяться адміністративно-конторські і побутові приміщення. Адміністративно-конторські приміщення служать для розміщення адміністративно-управлінських служб цеху. Побутові приміщення цеху призначаються для санітарно-гігієнічного, медичного, культурного обслуговування, для служб харчування та інших.

Адміністративно-конторські і побутові приміщення цеху поєднуються в одному будинку. До складу адміністративно-конторських входять приміщення технологічного, конструкторського, планово-диспетчерського й інших бюро, цехової лабораторії, бухгалтерії, приміщення для інженерів, кабінетів начальника цеху і його заступника, а також для інших адміністративно-технічних служб цеху.

Площа конторських приміщень визначається з розрахунку 3,25 м2 на кожного працюючого в найбільш численній зміні; площа для конструкторів і креслярів - 5 м2 на один креслярський стіл. Ці величини не поширюються на кабінети адміністративно-технічного персоналу. Зазначені приміщення повинні мати природне висвітлення; висота їх від підлоги до стелі повинна бути не менш 3,3 м. Розміри місць для майстрів приймаються рівними 2 ´ 2 чи 2,5 ´ 2,5 м.

Склад і устаткування побутових приміщень, необхідних для обслуговування санітарно-гігієнічних нестатків робітників, установлюється санітарними нормами.

До складу санітарно-гігієнічної служби входять: гардеробні, умивальні, душеві, санітарні вузли, ручні та ножні ванни, приміщення для знешкодження, сушки та обезпилення одягу, особистої гігієни жінок, прачечні, курилки і т.д.

Приблизна сумарна корисна площа на 1 людину, враховуючи повну кількість людей в двох змінах (при перерві між змінами, рівним або меншим 30 хв.) для адміністративно-конторських і побутових приміщень при змішаному способі зберігання одягу складає приблизно 3 м2.

Приведена величина не враховує площі, які займають стіни, сходи та тамбури.

Загальна площа обслуговуючих приміщень:з=Rз·3=110·3=330 м2

Площа конторських приміщень:

м2

Площа для конструкторів і креслярів:

м2 .

Площа побутових приміщень:

Sпоб.пр. = Sз -  -  = 330-18-10 = 302 м2 .

12. Вибір підйомних та транспортних засобів цеху

Для транспортування і підйому матеріалів, заготівель і виробів в інструментальному цеху застосовують ручні й електричні візки, тельфери на монорейках, балкові і мостові крани.

Кількість ручних візків (вантажопідйомністю 0,5 т) визначають з розрахунку два-три візка на 100 основних верстатів; електричних візків (з піднімальною платформою вантажопідйомністю 1,0-1,5 т) - два-три на весь цех.

13. Визначення річної потреби цеху в матеріалах та енергії

Вагу матеріалів, необхідну для виготовлення різальних інструментів можна підрахувати приблизно по їхній чистій вазі з урахуванням відсотка на відходи.

Таблиця 6 - Приблизне відсоткове співвідношення ваги матеріалів, необхідних для інструментального виробництва

Таким чином, річна потреба в матеріалах буде така:

Потреба в твердому сплаві:

 кг

де m=0,035 кг - маса однієї твердосплавної пластинки.

Потреба в конструкційній сталі:

 кг

де m=1,12 кг - потреба в конструкційній сталі на один різець.

Для металорізальних верстатів потреба в електроенергії визначається по загальній потужності встановлених електродвигунів: у середньому потужність на один основний верстат приймається при укрупнених розрахунках рівною приблизно 3,0 - 4,0 кВт. Потреба в електроенергії для устаткування термічного, зварювального і відділення металопокриттів (двигуни, печі, ванни та інше) визначається з розрахунку 1,6 - 2,2 кВт на один основний верстат цеху.

Таким чином, загальна потреба в електроенергії складе приблизно 4,5 - 6,0 кВт на один основний верстат цеху.

Потреба в електроенергії (загальна потужність встановлених електродви-гунів):=C·N=18·5,0=90 кВт

де C=18 - кількість основних верстатів цеху.

Потреба в стислому повітрі, парі, воді і паливі на виробничі нестатки визначається по середній годинній витраті на один основний верстат цеху:

Стисле повітря (при робочому тиску 5-6 атм.)...... 1,0 - 1,3 м3/ год.

Пара (на мийні машини при тиску 4 атм.) ..............80 - 120 кг/ год.

Вода (на мийні машини) ...........................................0,1 - 2,0 м3/ год.

Мастильно-охолоджувальні рідини ........................5 - 25 л на добу

·    Потреба в стиснутому повітрі:

Vсп=1,15·С=1,15·18=20,7 м3/ год.

·    Потреба в парі:

Vп=100·С=100·18=1800 кг/ год.

·    Потреба у воді:

Vв=1,1·С=1,1·18=19,8 м3/ год

·    Потреба в мастильно-охолоджувальні рідині:

Vм-о.р=15·С=15·18=270 л на добу.

Література

1. Егоров М.Е. Основы проектирования машиностроительнх заводов, М.: Высшая школа, 1969. - 480с.

2. Проектирование машиностроительных заводов. Справочник. Под общ. ред. Е.С. Ямпольского. М.: Машиностроение, 1976.

3. Палей М.М. Технология производства металлорежущих инструментов. М.: Машиностроение, 1982.

4. Космачив И. Г. Карманный справочник технолога-инструментальщика. М.: Машиностроение, 1970.