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
3а		8,43
3б		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 = , (2.1)

τ =(960-60)/278=3,24 (хв./шт.)

 

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

робочому дні в дві зміни;

В_р – регламентовані витрати часу на технічне обслуговування

верстата, прийняти В_р=60 хв.;

N_доб – добова програма випуску, шт.

Добова програма випуску розраховується по формулі:

, (2.2)

N_доб= 71000/255=278 (шт.)

де N_р – задана річна програма випуску, шт.;

n_рд – 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:

, (2.3)

 

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

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

τ – такт потокової лінії, хв./шт.

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

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

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

3б) n_pi=3,23/3,24=0,99

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

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

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

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

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

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

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

Округляємо n_рi до першого більшого або найближчого цілого числа – отримаємо прийняту кількість верстатів n_прi.

1)n_npi=2

2) n_npi1

3a) n_npi=3

3б) n_npi=1

4) n_npi=2

5) n_npi=1

6) n_npi=1

7) n_npi=1

8) n_npi=2

9) n_npi=3

10) n_npi=2

 

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

 

 

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

(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%

 

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 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
3а	Токарна обробка	8,43	2,60			2,81	0,17
3б	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 η_{з сер} розраховується по формулі:

 

, (2.5)

 

де m – число операцій.

a) η_зсер=13,65/18*100=75%

b) η_зсер=12,04/16*100=75%

Ступінь несинхронізації операцій розраховується по формулі:

, (2.6)

 

де – робочий такт на і-тій операції;

– 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:

(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).

Варіант А

 

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 , 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 або метрів. Розміри колон мм або 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].