 |
|
Принципы расположения технологического оборудования и организации рабочего места
В зависимости от номенклатуры и объема выпуска изделий, технологическое оборудование участков и линий механического цеха располагают либо по ходу технологического процесса (линейный и предметный принципы), либо по типам оборудования (групповой принцип).
− Линейный принцип применяется при поточном производстве и характеризуется определенной последовательностью выполнения операций технологического процесса в каждый момент времени. В этом случае оборудование располагается по ходу технологического процесса.
− Предметный принцип применяется при расширении номенклатуры изделий в условиях серийного производства и основан на применении однотипных технологических процессов. В этом случае группирование оборудования осуществляется по конструктивным особенностям деталей, например, участки обработки валов, зубчатых колес, корпусных деталей, в пределах которых оборудование располагается по ходу технологического процесса.
− Групповой принцип применяется при большой номенклатуре изделий в условиях единичного и мелкосерийного производства, а также для обработки отдельных деталей в серийном производстве. В этом случае создаются участки однородного оборудования (участок токарной, фрезерной, шлифовальной обработки), последовательность расположения которых на площади цеха определяется последовательностью обработки большинства типовых деталей. Например, для обработки шкивов, фланцев, дисков, зубчатых колес принято располагать станочные участки таким образом: токарный ® фрезерный ® строгальный ® сверлильный ® шлифовальный.
При размещении станков нужно стремиться к прямоточности производства: предусматривать кратчайшие пути движения каждой детали, не допускать обратных, кольцевых или петлеобразных движений, создающих встречные потоки или затрудняющих транспортирование. Для наилучшего использования подкрановых площадей все станки, в зависимости от веса обрабатываемых деталей, разбивают на группы и размещают их под мостовыми кранами соответствующей грузоподъемности.
Основные принципы размещения станков:
- Длина участка в машиностроении обычно составляет 40…80 м. Зоны хранения заготовок и готовых деталей включаются в длину участка.
- Технологические линии могут располагаться как вдоль пролетов, так и поперек.
- Станки вдоль участка могут располагаться в два, три и более рядов. При расположении станков в два ряда между ними должен быть предусмотрен проход (проезд) для транспорта. При трехрядном размещении станков возможны либо два (рисунок 3.1, а), либо один проход, который находится между одинарными и сдвоенными рядами станков (рисунок 3.1, б). Для подхода к станкам сдвоенного ряда (станки при этом расположены друг к другу тыльными сторонами), расположенным у колонн, между станками оставляют поперечные проходы. При четырехрядном расположении устраивают два прохода: у колонн станки располагают в один ряд, а сдвоенный ряд – посередине (рисунок 3.1, в).
Рисунок 3.1 − Расположение станков: а) трехрядное с двумя проходами; б) трехрядное с одним проходом; в) четырехрядное с двумя проходами.
- Станки по отношению к проезду могут располагаться вдоль, поперек (рисунок 3.2, а) и под углом (рисунки 3.2, б и 3.3, а). Наиболее удобно располагать станки вдоль проезда и при фронтальном обращении станков к проезду. При поперечном расположении станков затрудняется их обслуживание, поэтому нужно предусматривать поперечные проезды. Загрузочная сторона станков, использующих в качестве заготовки пруток, должна быть обращена к проезду; у остальных станков сторона с приводом обращена к стене или колоннам.
Рисунок 3.2 − Расположение станков по отношению к проезду:
а) вдоль и поперек; б) под углом.
- Для лучшего использования площади револьверные станки, прутковые автоматы, протяжные, расточные, продольно-фрезерные и продольно-шлифовальные станки располагают под углом или в шахматном порядке (рисунок 3.3, б).
Рисунок 3.3 − Расположение станков по отношению к проезду:
а) под углом; б) в шахматном порядке.
- Крупные станки не следует размещать у окон, чтобы избежать затемнения цеха;
- Станки по отношению друг к другу могут располагаться фронтально, «в затылок» или тыльными сторонами (рисунок 3.4).
Рисунок 3.4 − Расположение станков с учетом нормированных расстояний
- Станки в поточных линиях с применением рольгангов или других конвейеров могут устанавливаться относительно них параллельно (рисунок 3.5, а), перпендикулярно (рисунок 3.5, б), либо могут быть встроены в линию рольганга или конвейера (рисунок 3.5, в).
Рисунок 3.5 − Расположение станков в конвейерных поточных линиях
Расстояние между станками, а также между станками и элементами зданий для различных вариантов расположения оборудования, а также ширина проездов в зависимости от различных видов транспорта регламентирована нормами технологического проектирования (таблицы 3.3, 3.4).
Таблица 3.3 − Нормы расстояний между станками и от станков до стен и колонн зданий (со ссылкой на рисунок 3.4)
| Расстояния | Габариты станков, мм | ||||
| до 1800´ 800 | до 4000´ 2000 | до 8000´ 4000 | до 16000´ 6000 | ||
| Между станками по фронту «а» | |||||
| Между тыльными сторонами станков «б» | |||||
| Между станками при поперечном расположении к проезду | При расположении станков «в затылок» «в» | – | |||
| При расположении станков фронтом друг к другу и обслуживании одним рабочим | одного станка «г» | – | |||
| двух станков «д» | – | – | |||
| От стен или колонн здания до | тыльной или боковой стороны станка «е» | ||||
| фронта станка «ж» | – |
При определении расстояний между станками, от станков до стен и колонн задания нужно учитывать следующее:
− расстояния берутся от наружных габаритных размеров станков, включающих крайние положения движущихся частей, открывающихся дверок и постоянных ограждений станков;
− для тяжелых и уникальных станков необходимые расстояния устанавливаются применительно к каждому конкретному случаю;
− при установке станков на индивидуальные фундаменты расстояние станков от колонн, стен и между станками принимаются с учетом конфигурации и глубины фундаментов станков, колонн и стен;
− при разных размерах двух рядом стоящих станков расстояние между ними принимается по наибольшему из этих станков;
− при монтаже станки устанавливают в линию по выступающим деталям, что облегчает уборку помещения и доступ к станкам для обслуживания, а также вывоз любого станка с участка.
Таблица 3.4 −Нормы ширины магистральных проездов в механических и сборочных цехах
| Схема | Вид транспорта | Грузоподъемность, т | Расстояние | |
| А, мм | Б, мм | |||
| Электрокары | до 1 до 3 до 5 | ||
| Электропогрузчики с подъемными вилами | до 0,5 до 1 до 3 | |||
| Грузовые автомашины | до 1 до 5 |
Помимо выбора способа размещения оборудования, важным фактором, определяющим результат деятельности всего участка (цеха, завода), является организация рабочего места.
Задачей организации рабочего места является создание такой конструкции оснастки и такого расположения оборудования, заготовок, готовых деталей, при которых отсутствуют лишние и нерациональные движения и приемы, а также максимально сокращаются расстояния перемещения рабочего.
Схема организации рабочего места выбирается в зависимости от типа производства. В единичном производстве, где на одном рабочем месте может выполняться большое число различных операций, следует предусмотреть наличие инвентаря для хранения разнообразного инструмента, оснастки и чертежей (инструментальные шкафы, подставки для хранения чертежей и др.).
В серийном производстве число операций, выполняемых на одном рабочем месте, уменьшается, сокращается и номенклатура используемой оснастки, следовательно, требуется меньшее количество инвентаря. Рабочее место токаря в серийном производстве показано на рисунке 3.6.
В крупносерийном и массовом производстве наличие специального стационарного инвентаря не предусматривается.
Особенно важна рациональная организация рабочего места при многостаночном обслуживании, эффективность которого во многом определяется правильным выбором схемы расположения оборудования и маршрутов движения рабочего при обслуживании станков. Рабочее место многостаночника должно удовлетворять следующим требованиям
- обеспечение наиболее удобного для станочника расположения органов управления всех обслуживаемых станков;
- обозреваемость всех подвижных частей станков из любой точки маршрута;
- удобная доставка заготовок и приспособлений на рабочее место;
- минимальные затраты времени на переходы между станками.
Рисунок 3.6 – Рабочее место токаря в серийном производстве: 1 – инструментальный столик; 2 – решетка под ноги; 3 – приемный стол; 4 – тара с обрабатываемыми деталями; 5 – планшет для измерительного инструмента; 6 – подставка для чертежей; 7 – урна для мусора.
 |
Варианты рационального расположения станков при их обслуживании одним рабочим представлены на рисунке 3.7.
Как правило, при многостаночном обслуживании рабочий выполняет работу одновременно на нескольких станках одной группы, однако в некоторых случаях целесообразно на одном рабочем месте располагать станки разных групп. Например, при обработке корпусных деталей с большим числом обрабатываемых отверстий рабочее место оператора-многостаночника может содержать и фрезерные, и сверлильные станки. В этом случае имеет место совмещение профессий.
3.6 Разработка планировок оборудования
После выбора способа расположения оборудования приступают к разработке планировок.
Планировка представляет собой план расположения производственного, подъемно-транспортного и иного оборудования, инженерных сетей, рабочих мест, проездов и проходов. Разработка планировок является наиболее ответственным и сложным этапом проектирования, поскольку при этом одновременно решаются вопросы технологии, экономики, организации производства, техники безопасности, выбора транспортных средств, механизации и автоматизации производства, научной организации труда и производственной эстетики.
Планировка выполняется в масштабах 1:50, 1:100 или 1:200, обычно на миллиметровой бумаге. При разработке планировки должны учитываться следующие требования:
1 Размещение оборудования производится в соответствии с принятой формой организации технологических процессов.
2 Расположение оборудования, проходов и проездов должно гарантировать удобство и безопасность работы; возможность монтажа и демонтажа, ремонта оборудования; удобство подачи заготовок и инструмента; удобство уборки отходов.
3 Расположение оборудования должно быть увязано с применяемыми подъемно-транспортными средствами.
4 В планировках должны быть предусмотрены кратчайшие пути перемещения заготовок, деталей, узлов в процессе производства, исключающие возвратные движения. Грузопотоки не должны пересекаться между собой, а также не пересекать и не перекрывать основные проезды, проходы и дороги, предназначенные для движения людей.
5 На планировке должно быть показано все оборудование и устройства, относящиеся к рабочему месту:
− станки и другое производственное оборудование;
− место расположения рабочего у станка во время работы;
− верстаки, рабочие столы, подставки;
− места у станков для обработанных деталей, заготовок и материалов;
− транспортные устройства, относящиеся к рабочему месту;
− площадки для контроля и временного хранения деталей.
6 Производственный инвентарь (плиты разметочные, верстаки, столы, стеллажи) изображаются на плане по контуру габарита с простановкой внутри контура условных обозначений.
7 Все виды оборудования нумеруются сквозной нумерацией слева направо сверху вниз, причем нумерация подъемно-транспортного оборудования дается после технологического и продолжает нумерацию последнего;
8 В планировке, помимо оборудования, указываются:
− наружные и внутренние стены и перегородки;
− окна, двери, ворота;
− тоннели, каналы, люки в полу;
− колонны с осями и обозначением их номера − продольные оси здания обозначают снизу вверх по оси ординат заглавными буквами русского алфавита, а поперечные оси нумеруют слева направо арабскими цифрами.
9 В планировке должны быть указаны следующие необходимые размеры:
− длина и ширина пролета, шаг колонн, ширина поперечных проходов и проездов; общая длина и ширина цеха;
− длина и ширина вспомогательных помещений;
− привязка оборудования к элементам здания.
Часть здания, ограниченная в продольном направлении двумя параллельными рядами колонн, называется пролетом. Машиностроительное производство, как правило, размещается в зданиях, имеющих несколько пролетов. Ширина пролета – расстояние между осями колонн в поперечном направлении пролета – выбирается из унифицированного ряда величин и принимается одинаковой для всех пролетов цеха и достаточной для рационального размещения кратного числа станков (обычно 2…4). В зависимости от габаритных размеров оборудования и используемых транспортных средств ширина пролета составляет: для легкого машиностроения – 18 м, для среднего – 18 и 24 м, для тяжелого – 24, 30 и 36 м.
Шаг колонн – расстояние между осями колонн в продольном направлении – зависит от рода применяемого материала для зданий, его конструкции и нагрузок. Принимается равным 6, 9, 12 м. Расстояние между осями колонн в поперечном и продольном направлении образует сетку колонн (рисунок 3.7).
Рисунок 3.7 – Сетка колонн (план пролета)
В механических цехах наиболее часто применяются сетки 18´6, 24´6, 18´12 и 24´12. В тяжелом машиностроении применяются сетки 30´6 и 36´6.
Длина пролета определяется суммой размеров последовательно расположенных производственных и вспомогательных отделений, проходов и других участков цеха. Она должна быть кратна шагу колонн и одинакова для всех пролетов. Обычно длина пролета принимается не более 500 метров, поэтому цех, как правило, размещают в нескольких пролетах.
При разработке планировок удобно использовать темплеты − планы (контуры) рабочих мест и оборудования, нанесенные на прозрачную пленку или вырезанные из плотной бумаги в определенном масштабе с учетом максимального выдвижения подвижных частей оборудования. Каждому типу станка соответствует определенное условное изображение, выполненное в соответствующем масштабе.
Использование темплетов позволяет значительно уменьшить трудоемкость планировочных работ. В настоящее время разработка планировок возможна также с применением средств автоматизации. В этом случае темплеты представляют собой графические файлы, занесенные в базу данных CAD-системы (AutoCAD, модуль L-CAD пакета INTERMECH, КОМПАС-График).
При разработке планировки, помимо изображений станков, используются также условные изображения, приведенные в таблице 3.5.
Таблица 3.5 − Условные изображения элементов зданий, сооружений, конструкций, оборудования и транспортных средств
| Название изображаемого элемента | Условное обозначение элемента |
| 1 Стена, перегородка | 
|
| 2 Проем в стене или перегородке: | |
| - не доходящий до пола; | 
|
| - доходящий до пола | 
|
| 3 Проем оконный | 
|
| 4 Путь подкрановый | 
|
| 5 Монорельс с талью | 
|
| 6 Кран мостовой | 
|
| 7 Кран консольный | 
|
| 8 Дверь (ворота): однопольная в проеме; двупольная в проеме; откатная однопольная; раздвижная двупольная; подъемная | 
|
| 9 Колонна: железобетонная; металлическая | 
|
| 10 Канал для транспортирования стружки | 
|
| 11 Автоматическая линия; | 
|
| 12 Технологическое оборудование | 
|
| 13 Место обслуживающего персонала | 
|
| 14 Стеллаж многоярусный однорядный | 
|
| 15 Промышленный робот | 
|
| 16 Проходы, проезды | 
|
| 17 Тележка рельсовая | 
|
| 18 Ограждение площадок | 
|
| 19 Место складирования | 
|
Все указанные в планировке виды оборудования, грузоподъемных и транспортных устройств обозначаются порядковыми номерами и вносятся в спецификацию. При малом количестве оборудования допускается проставлять наименование модели станка непосредственно на его условном изображении.
Пример планировки механического участка представлен на рисунке 3.9.
Рисунок 3.9 − Планировка участка механообработки детали «Шпилька»