Методические указания по решению задач

Расчет потребного количества оборудования для всех технологических операций по изготовлению изделия производят отдельно для каждого наименования оборудования на годовую программу выпуска изделий. Годовая программа выпуска изделий указывается в задании либо рассчитывается по производительности основной единицы оборудования по формуле

(2.1)

где Q_год. – годовая программа выпуска изделий, тыс. шт.;

Т_{год. эф} – эффективный годовой фонд времени, ч;

П_ч – часовая производительность расчетного оборудования, изд./ч;

К_д– коэффициент на неучтенные простои оборудования.

Коэффициент К_д зависит от сложности станка. Для простых станков (торцовочных, ленточных, фуговальных, фрезерных и т. д.) К_д = 0,97; для станков средней сложности (прирезных, рейсмусовых, шипорезных односторонних, широколенточных) К_д = 0,95; для сложных станков (четырехсторонних продольно-фрезерных, двухсторонних шипорезных, станков-автоматов, автоматических и полуавтоматических линий) К_д = 0,95.

Полученное значение годовой программы округляют до тысячи в большую сторону.

Рассчитывают эффективный годовой фонд времени Т_{год. эф}, час

(2.2)

где N – число дней в году;

В, П, Р – соответственно количество выходных, праздничных и ремонтных дней в году, Р принимается в зависимости от ремонтной сложности оборудования (для станков с ручной подачей Р = 2; для станков с механической подачей Р = 5; для автоматов и линий Р = 10);

с – количество рабочих смен, зависит от режима работы предприятия;

t – количество часов в рабочей смене, ч.

Рассчитывают потребное количество станко-часов Т_п на годовую программу выпуска изделий по следующей формуле:

(2.3)

где Q_год – годовая программа выпуска деталей, шт.;

П_ч – годовая производительность оборудования в комплектах однотипных деталей изделия.

Определяют потребное количество оборудования данной марки n_p на годовую программу выпуска деталей (сборочных единиц) по следующей формуле:

(2.4)

где n_р – расчетное количество оборудования;

Т_год.эф – действительный годовой фонд времени работы оборудования (определяется расчетом для каждого календарного года).

Принятое количество единиц оборудования получают округлением расчетного значения до целого числа. При округлении следует иметь в виду, что если расчетное количество единиц оборудования окажется меньшим или равным 1,2, то принимается один станок или одна линия. В этом случае предполагается, что принятая в проекте перегрузка оборудования на практике будет компенсирована за счет совершенствования организационно-технических условий работы. Если расчетное количество единиц оборудования окажется больше, чем 1,2, то принимается два станка или линии.

Рассчитывают процент загрузки оборудования P_з по формуле

(2.5)

где n_пр – принятое количество оборудования.

При выборе значения n_прнеобходимо учитывать допускаемую перегрузку оборудования до 10% (Р_з = 110%), которая будет компенсироваться за счет повышения производительности труда.

Поперечный раскрой пиломатериаловможет осуществляться на однопильных круглопильных станках различной конструкции либо на двухпильных концеравнителях. Станки первой группы предназначены для распиловки пиломатериалов на отрезки определенной длины с выторцовкой дефектных мест. Это балансирные торцовочные станки ЦКБ40-01, ЦКБ-63, маятниковые торцовочные станки ЦМЭ-3Б, ЦМЭ-2М и суппортные ЦПА-40.

Двухпильные концеравнители (Ц2К12Ф-1, Ц2К20Ф-1) являются станками проходного типа и предназначены для точного торцевания досок, брусков и щитов одновременно с двух противоположных сторон. Помимо двух пильных узлов в станках данного типа имеется фрезерный узел, позволяющий получать требуемый профиль на кромках заготовок.

Производительность однопильного торцовочного станка, П_ч компл./ч, можно определить по формуле

(2.6)

где n – количество заготовок, получаемых из одной доски, шт.;

f – количество одновременно торцуемых заготовок;

К_д, – коэффициент использования рабочего времени

(К_д = 0,85–0,93);

t_р – время одного реза, мин;

z – количество заготовок в комплекте, шт.;

m – количество резов, приходящихся на одну доску, шт.;

Количество резов z без учета вырезки дефектных мест определяют по формуле

(2.7)

где n_д – кратность заготовок по длине:

(2.8)

Значение n_д округляем до ближайшего меньшего целого значения.

Количество заготовок n, получаемых из одной доски, определяют по формуле

(2.9)

Пример. Рассчитать производительность торцовочного станка (компл/час), при поперечном раскрое пиломатериалов длиной 6 м, на заготовки длиной 1,8 м, если кратность заготовок по ширине составляет 3 а в комплект входит 10 таких заготовок. Время одного реза составляет 0,2 мин.

Решение. Кратность заготовок по длине составит

Количество заготовок, получаемых из одной доски,

Количество резов,

Производительность торцовочного станка

компл./ч.

Продольный раскрой пиломатериалов осуществляется на однопильных или многопильных прирезных станках, производительность П_ч компл./ч, которых может быть определена по формуле

,

(2.10)

где U – скорость подачи, м/мин;

n – количество деталей, получаемых из одной заготовки, шт.;

К_д, К_м – коэффициенты использования рабочего и машинного времени соответственно(К_д = 0,8–0,93; К_м= 0,9);

l – длина обрабатываемой заготовки, м;

m – количество проходов через станок, шт.;

z – количество заготовок в комплекте, шт.

Пример. Рассчитать производительность, компл./ч, круглопильного станка ЦДК5 для продольного раскроя пиломатериалов длиной 6 м, если суммарная длина заготовок в комплекте 17,5 м. п., кратность заготовок по ширине пиломатериалов 2.

Решение. Из условия задачи ∑l∙z = 17,5 м. п.

Т. к. станок ЦДК5 многопильный (количество устанавливаемых пил до 5 шт.), то распиловка указанных пиломатериалов с кратностью по ширине 2 осуществляется за один проход, т. е. m = 1.

Подставив все данные в формулу (2.10), рассчитаем производительность станка:

компл./ч.

Раскрой плитных материаловможет осуществляться на форматно-раскроечных станках и форматно-раскроечных центрах различной конструкции. Производительность таких станков зависит от технических возможностей оборудования, наличия пристаночной механизации, сложности карт раскроя и т. д. В общем случае производительность станка для раскроя плитных материалов, компл./ч, можно рассчитать по формуле

(2.11)

где К_д– коэффициент использования рабочего времени (К_д = 0,85–0,93);

S_пл – площадь раскраиваемой плиты, м²;

n – количество плит, раскраиваемых одновременно;

t_ц – время цикла, мин;

∑S_комп – суммарная площадь деталей, входящих в комплект, м².

Количество одновременно раскраиваемых плит определяют исходя из максимальной высоты пропила станка

(2.12)

где Н – максимальная высота пропила станка, мм;

s – толщина раскраиваемых плит, мм.

Пример. Рассчитать производительность форматно-раскроечного центра, компл./ч, с максимальной высотой реза 76 мм, если раскраиваются плиты размером 2800×2070 мм, толщиной 16 мм. Сумма площадей деталей, входящих в комплект, составляет 5,74 м², время раскроя пакета плит составляет 4,5 мин.

Решение. Рассчитаем количество одновременно раскраиваемых плит:

Принимаем ближайшее меньшее целое число n = 4 шт.

Рассчитаем площадь плиты:

м².

Для условий задачи площадь плиты составит:

м².

Рассчитаем производительность форматно-раскроечного центра, подставив данные в формулу (2.11):

компл./ч.

Первичная обработка заготовок по сечению включает в себя операции по созданию базовых поверхностей и обработке заготовок в размер с двух или четырех сторон (по толщине и ширине).

Для создания базовой поверхности на одной или двух смежных сторонах используют в основном фуговальные станки, которые могут быть односторонними (СФ4-1А, СФ6-1А) или двусторонними (С2Ф3-3, С2Ф4-1), с ручной или механической подачей.

Производительность фуговального станка, компл./ч, можно определить по формуле:

для одностороннего

(2.13)

для двухстороннего:

(2.14)

где U – скорость подачи, м/мин;

n – количество деталей, получаемых из одной заготовки, шт.;

f – количество одновременно обрабатываемых заготовок;

К_д, К_м – коэффициенты использования рабочего и машинного времени соответственно(К_д = 0,85–0,9; К_м = 0,8–0,9);

l – длина обрабатываемой заготовки, м;

m – количество проходов через станок, шт. (m = 1–3);

с – количество обрабатываемых сторон, шт.;

z – количество заготовок в комплекте, шт.;

Для получения заготовок заданных размеров по толщине и ширине применяют рейсмусовые четырехсторонние продольно-фрезерные станки. Рейсмусовые станки могут быть односторонними с верхним расположением ножевого вала (СР4-1, СР6-9, СР8-2 и др.) и двусторонними с верхним и нижним расположением ножевых валов (С2Р8-6, С2Р12-3, С2Р12-3).

Производительность, компл./ч,

(2.15)

где U – скорость подачи, м/мин.;

n – количество деталей, получаемых из одной заготовки, шт.;

К_д, К_м – коэффициенты использования рабочего и машинного времени соответственно(К_д = 0,8–0,9; К_м = 0,8–0,9);

l – длина обрабатываемой заготовки, м;

m – количество проходов через станок, шт.;

z – количество заготовок в комплекте, шт.

На четырехсторонних продольно-фрезерных станках плоскостная и профильная обработка заготовок осуществляется одновременно с 4-х сторон, а также при наличии дополнительных шпинделей с установкой на них фрез или пил может осуществляться фрезерование или продольный раскрой заготовок.

Производительность, компл./ч,

(2.16)

где U – скорость подачи, м/мин.;

n – количество деталей, получаемых из одной заготовки, шт.;

К_д, К_м – коэффициенты использования рабочего и машинного времени соответственно(К_д = 0,8–0,9; К_м = 0,8–0,9).;

К_ск – коэффициент скольжения (К_ск = 0,95);

l – длина обрабатываемой заготовки, м;

m – количество проходов через станок, шт.;

z – количество заготовок в комплекте, шт.

Пример. Выбрать четырехсторонний продольно-фрезерный станок для продольного строгания ламелей и определить их потребное количество, при изготовлении мебельного щита размером 930×780 мм, толщиной 20 мм если годовой выпуск мебельного щита составляет П_год=55 тыс. м² (цех работает в односменном режиме, продолжительность смены 8 ч). Количество ламелей по ширине – 17 шт.

Решение.Для продольного строгания ламелей выбираем четырехсторонний продольно-фрезерный станок Superset XL, техническая характеристика которого приведена в табл. 2.1.

Таблица 2.1