Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу

Таблиця 1.1 - Перелік технологічних операцій та характеристика обладнання

№ опе-рації Назва операції Обладнання
Марка (орієнтовна) Оптова ціна, грн. Потужність двигуна, кВт Габарити, мм Займана площа, м2
1. Обробка отвору і торця 2Н135 1030×825 4,25
2. Протяжка отвору 7Б55У 4070×1600 26,05
3а. Токарна обробка 1И611П 1820×970 8,83
3б. Токарна обробка 1Б24СБ-6К 4330×1600 27,71
4. Фрезерування торцевою фрезою 6Р80 1525×1875 14,3
5. Свердлення отвору Ø20 2Н125 2,5 915×785 3,59
6. Слюсарна обробка Слюсарний верстат - 1000×800 4,1
7. Миття Мийка 0,5 950×750 3,6
8. Термічна обробка Термопіч 1020×950 6,2
9. Внутрішнє шліфування 3К227А 5815×1900 24,07
10. Зовнішнє шліфування 3А-110В 4,2 1880×2025 17,03

В таблиці 1.1 Мз – мінімальний розмір оплати праці робітників на поточний період.

Таблиця 1.2 – Тривалість технологічних операцій

Показники Номер операції Розряд роботи Значення
Річний обсяг виробництва (Nр), шт./р.    
Трудомісткість операції (tшт i), хв./шт. 5,59
1,98
8,43
3,23
4,51
3,04
2,47
1,78
5,15
7,56
3,72
Чиста маса деталі, кг/шт.     4,98
Норма витрат металу, кг/шт. (НВМ)     5,86
Трудомісткість виготовлення виробу, н-г/шт.     А : 44,23
Б : 39,03

В таблиці 1.2 «№» - порядковий номер студента в журналі групи.

Для того, щоб визначити норму витрат металу, використовуємо коефіцієнт витрат металу, який дорівнює 0,85.

Трудомісткість виготовлення виробу одержуємо підсумувавши десять значень трудомісткості технологічних операцій.

2 ПРОЕКТУВАННЯ ПОТОКОВОЇ ЛІНІЇ МЕХАНІЧНОЇ ОБРОБКИ ДЕТАЛІ

Особливості та переваги потокового виробництва

Дати характеристику потокового виробництва, назвати його особливості та переваги перед традиційними.

Потокове виробництво – це виробництво, при якому верстати розташовуються в послідовності технологічних операцій, установлених для деталей, оброблюваних на даній верстатній лінії.

Перевагами потокового виробництва перед традиційними є:

1) безперервність праці;

2) принцип паралельності;

3) легко планувати процес виробництва;

4) ритмічний випуск продукції;

5) зменшення часу на виробництво.

Розрахунок такту (τ) потокової лінії

Дати пояснення такту потокової лінії як основного показника її роботи.

Такт потокової лінії – це проміжок часу, через який виходять з потокової лінії готові деталі.

Такт потокової лінії визначається по формулі:

τ = Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru , (2.1)

τ=(960-60)/278=3,24 (хв./шт.)

де Фдоб – добовий фонд часу: (8х2)·60=960 хв., при 8-годинному

робочому дні в дві зміни;

Вр – регламентовані витрати часу на технічне обслуговування

верстата, прийняти Вр=60 хв.;

Nдоб – добова програма випуску, шт.

Добова програма випуску розраховується по формулі:

Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru , (2.2)

Nдоб=71000/255=278 (шт.)

де Nр – задана річна програма випуску, шт.;

nрд – кількість робочих днів в році.

Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу

Розрахунок кількості обладнання для кожної операції проводиться по формулі:

Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru , (2.3)

де nрi – розрахункове число верстатів на і-тій операції, шт.;

tштi – штучний час на і-ту операцію, хв.;

τ – такт потокової лінії, хв./шт.

1)npi=5,59/3,24=1,73

2)npi=1,98/3,24=0,61

3a)npi=8,43/3,24=2,60

3б) npi=3,23/3,24=0,99

4) npi=4,51/3,24=1,39

5) npi=3,04/3,24=0,94

6) npi=2,47/3,24=0,76

7) npi=1,78/3,24=0,55

8) npi=5,15/3,24=1,59

9) npi=7,56/3,24=2,33

10) npi=3,72/3,24=1,15

Округляємо nрi до першого більшого або найближчого цілого числа – отримаємо прийняту кількість верстатів nпрi.

1)nnpi=2

2) nnpi1

3a) nnpi=3

3б) nnpi=1

4) nnpi=2

5) nnpi=1

6) nnpi=1

7) nnpi=1

8) nnpi=2

9) nnpi=3

10) nnpi=2

  npi nnpi
Варіант А 13,65
Варіант Б 12,04

Завантаження обладнання ηзi визначаємо також для кожної i – ої операції по формулі:

Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru (2.4)

1)η=1.73/2*100=87%

2) η=0.61/1*100=61%

3a) η =2.60/3*100=87%

3б) η=0,99/1*100=99%

4) η=1.39/2*100=70%

5) η=0,94/1*100=94%

6) η=0.76/1*100=76%

7) η=0.55/1*100=55%

8) η=1.59/2*100=80%

9) η=2.33/3*100=78%

10) η=1.15/2*100=58%

Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru

Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru

Рисунок 2.1 - Графік синхронізації операцій

Завантаження обладнання на окремих операціях не повинно перевищувати 85 – 90% для створення резерву обладнання з метою забезпечення безперебійної роботи потокової лінії. Якщо при розрахунках Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru виявиться вищим за 85 – 90%, то слід збільшити кількість верстатів.

Для ефективної роботи обладнання на потоковій лінії необхідно, щоб завантаження обладнання на більшості операцій було вищим за 60 – 70%. Низьке завантаження допустиме лише на окремих операціях (найчастіше – свердлувальних, різьбонарізних, слюсарних і т.і.). Якщо завантаження обладнання виявляється на більшості операцій нижче 60 – 70%, то необхідно переглянути річну програму випуску деталей і узгодити її з керівником проекту.

Студент повинен навести в пояснювальній записці приклад розрахунку кількості обладнання та інших показників для однієї операції, а результати розрахунків по решті операцій звести до таблиці 2.1. До таблиці 2.1 заносяться також результати розрахунків ступеню десинхронізації операцій, порядок розрахунку якого приведений нижче.

Таблиця 2.1 - Розрахунок обладнання на потоковій лінії

№ операції Назва операції tштi, хв. nрi,шт. nпрi, шт. ηзі, % tштi/nпрi Ступінь несинхро-нізації, Сі
А Б
Обробка отвору і торця 5,59 1,73 2,80 0,16 0,14
Протяжка отвору 1,98 0,61 1,98 -0,18 -0,21
Токарна обробка 8,43 2,60 2,81 0,17  
Токарна обробка 3,23 0,99 3,23   0,32
Фрезерування торцевою фрезою 4,51 1,39 2,26 -0,06 -0,08
Свердлення отвору Ø20 3,04 0,94 3,04 0,26 0,24
Слюсарна обробка 2,47 0,76 2,47 0,02 0,01
Миття 1,78 0,55 1,78 -0,26 -0,27
Термічна обробка 5,15 1,59 2,58 0,07 0,05
Внутрішнє шліфування 7,56 2,33 2,52 0,05 0,03
Зовнішнє шліфування 3,72 1,15 1,86 -0,23 -0,24

Середнє завантаження обладнання ηз сер розраховується по формулі:

Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru , (2.5)

де m – число операцій.

a) ηзсер=13,65/18*100=75%

b) ηзсер=12,04/16*100=75%

Ступінь несинхронізації операцій розраховується по формулі:

Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru , (2.6)

де Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru – робочий такт на і-тій операції;

Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru – середній робочий такт потокової лінії.

Варіант А Варіант Б

1)С=(2,80-2,41)/2,41=0,16 1)С=(2,80-2,45)/2,45=0,14

2)С=-0,18 2)С=-0,19

3)С=0,17 3)С=0,32

4)С=-0,06 4)С=-0,08

5)С=0,26 5)С=0,24

6)С=0,02 6)С=-0,01

7)С=-0,26 7)С=-0,27

8)С=0,07 8)С=0,05

9)С=0,05 9)С=0,03

10)С=-0,23 10)С=-0,24

Середній робочий такт потокової лінії знаходиться по формулі:

Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru (2.7)

а)24,1/10=2,41

б)24,5/10=2,45

По отриманих результатах будується графік синхронізації операцій (рисунок 2.1) і графік завантаження обладнання (рисунок 2.2).

Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru

Варіант А

Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru

   

Варіант Б

Рисунок 2.2 - Графік завантаження обладнання на операціях

По ступеню синхронізації операцій на потоковій лінії визначається тип потокової лінії, від якого залежить організація робіт та вибір транспортних засобів.

Якщо на всіх операціях ступінь десинхронізації не перевищує Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru , то така лінія є синхронізованою неперервною-потоковою. Якщо ж хоча б на одній операції ступінь десинхронізації перевищує вказану величину, то таку лінію слід називати прямо токовою або несинхронізованою.

Вибір обладнання

Вибір обладнання на практиці здійснюється одночасно з проектуванням технологічного процесу. При цьому найчастіше орієнтуються на наявний склад обладнання. При виборі обладнання в проекті необхідно враховувати наступне:

1) можливість установки і обробки деталі на верстаті. Для цього

зіставляються розміри деталі і основні розміри верстата. Для свердлувального верстата, наприклад, основним розміром є діаметр – найбільший діаметр свердлування. Для токарного верстата – висота центрів та відстань між центрами. Радіус деталі не може перевищувати висоту центрів, а довжина деталі – відстань між центрами;

2) вартість верстата; потрібно використовувати обладнання з меншою

ціною.

Вибір верстатів звичайно треба проводити по прейскуранту оптових цін на металорізальні верстати. В проекті можна скористатися даними таблиці 1.1. Потім складається відомість обладнання на потоковій лінії (таблиця 2.2).

Таблиця 2.2 - Відомість обладнання на потоковій лінії

Назва операції Модель верстата Габаритні розміри верстата, мм Кіль-кість верстатів Ціна, грн. Потужність двигунів, кВт
одного верстата Всього одного верстата Всього
1.Обробка отвору і торця 2Н135 1030×825
2.Протяжка отвору 7Б55У 4070×1600
3а.Токарна обробка 1И611П 1820×970
3б.Токарна обробка 1Б24СБ-6К 4330×1600
4.Фрезування торцевою фрезою 6Р80 1525×1875
5.Свердлення отвору Ø 20 2Н125 915×785 2,5
6.Слюсарна обробка Слюсарний верстат 1000×800 - -
7.Миття Мийка 950×750 0,5 0,5
8.Термічна обробка Термопіч 1020×950
9.Внутрішнє шліфування 3К227А 5815×1900
10.Зовнішнє шліфування 3А-110В 1880×2025 4,2 8,4

Планування потокової лінії

Планування обладнання (розміщення верстатів на плані) необхідно виконувати таким чином: на лист міліметрівки наноситься сітка колон, яка характеризується кроком колон і шириною прогону. Рекомендується застосувати відстань між осями суміжних колон продовж прогону (крок колон) - 6, 12 метрів, а відстань між суміжними рядами колон (широту прогону) – 12, 15, 18, 24 метри. Найбільш поширеними є сітка колон Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru або Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru метрів. Розміри колон Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru мм або Розрахунок кількості обладнання, його завантаження та ступеню синхронізації операцій технологічного процесу - student2.ru мм, ширина капітальної стіни – 400 мм; ширина віконних прорізів – 3000 мм.

Планування в проекті слід починати з кута будівлі. За базу відміру відстані береться вісь зовнішнього ряду колон. Для планування використовуються габарити верстатів, які представляють собою вигляд верстата на плані із зображенням його висувних частин. Габарити верстатів розміщені в спеціальних альбомах. Типові габарити верстатів приведені в [2]. Користуючись типовими обрисами різних верстатів, можна отримати габарити потрібного верстата.

Необхідно знати правила розміщення обладнання на потоковій лінії:

1) обладнання повинно бути розставленим по ходу технологічного

процесу, згідно з послідовністю виконання операцій;

2) рекомендується, як найбільш раціональне, розміщення верстатів

вздовж прогону в один, два і більше паралельних рядів;

3) між паралельними рядами верстатів потрібно передбачити і

показати транспортні між операційні засоби;

4) всі відстані між верстатами, верстатами і колонами, верстатами і

транспортними засобами повинні бути взяті у відповідності до діючих норм[1,2];

5) при розміщенні верстатів не слід прагнути розміщати їх

симетрично по ширині прогону. При невеликій кількості верстатів частина площі прогону може залишитися вільною (в проекті). На практиці вона буде зайнята другими потоковими лініями;

6) площа, яку займають верстати і проходи (виробнича площа

дільниці) визначається із планування;

7) правильність розміщення обладнання перевіряється порівнянням

питомої виробничої площі із запроектованого планування і нормами питомої площі для різних груп обладнання:

а) малі верстати – 5-9 м2;

б) середні – 10-16 м2;

в) великі – 18-60 м2

Питома виробнича площа знаходиться діленням площі дільниці на

кількість розміщених верстатів;

8) на плануванні повинні бути показані основні розміри, а також

лінія руху деталі між операціями технологічного процесу. Пік лінії вказує на те, що деталь оброблюється на даному верстаті. Кількість піків відповідає числу операцій. Якщо на операції встановлено декілька верстатів, то пік зображується лише до одного з них. Лінія руху деталі показує при правильному розміщенні обладнання на прямолінійність руху без зворотів і петлянь.

Приклад планування потокової лінії наведено в додатку А.

Транспортні засоби на потоці повинні економити працю робітників. Потрібно вказати, які основні вимоги до них пред’являються.

Рекомендується на несинхронізованих лініях для середніх і великих деталей застосовувати рольганг, ширина якого вибирається в відповідності до розмірів деталі. Стандартна ширина роликів рольгангів складає: 300, 400, 500, 650, 800, 1000 мм. Ширина рольгангу на 48 мм більше. Для малих деталей застосовується транспортер, який переміщується за сигналами з робочих місць.

На синхронізованих лініях слід застосувати транспортер.

При масі деталі більше 20 кг потрібно передбачити біля робочих місць підйомні засоби (електротельфери, кран-балки, пневматичні підйомники та інше). Умовні зображення транспортних засобів наведені в [1,2].

Наши рекомендации