Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập hướng dẫn môn thiết kế xưởng là 1 môn học bắt buộc của nghành kỹ thuật giúp người kỹ thuật tính toán được diện tích nhà xưởng phù hợp với số lượng máy móc cần phải bố trí sao cho phù hợp và tiện ích nhất
Bài tập lớn thiết kế nh máy cơ khí 1 Đề bài Tính toán, thiết kế và quy hoạch mặt bằng cho một dây chuyền gia công chi tiết : càng gạt với các số liệu sau đây - Sản lợng theo yêu cầu hàng năm của chi tiết là : 50.000 chiếc/năm - Thời gian định mức để gia công từng chi tiết ( phút/ chiếc) nguyên công Máy gia công Thời gian gia công ( phút /chiếc) 1 6H82 (phay mặt đầu) 1 0 ,00 2 2A55 (Khoét,doa lỗ d = 42) 7, 50 3 2A55 (khoan, khoét, doa 2 lỗ d =16) 15,50 4 3B722 (mài mặt đầu thâ n và nắp biên) 10,00 5 7A414 (Xọc rãnh then ở hai lỗ d = 16) 10,00 6 Bàn kiểm tra (kiểm tra trung gian) 5,00 7 6H82 (phay cắt rời thành 2 càng) 10,00 - Vốn thời gian làm việc theo quy định chung hàng năm: Máy: 2200 giờ/năm ( chế độ 1 ca /ngày) Thợ : 2000 giờ/năm ( chế độ 1 ca /ngày) - Số ca sản xuất hàng ngày: 2 ca Yêu cầu 1. Tính số máy cần thiết cho dây chuyền gia công ( Số lợng từng loại máy, Tổng số) 2. Tính số thợ đứng máy cần thiết cho từng loại máy và cho cả dây chuyền. 3. Tính nhu cầu về diện tích của dây chuyền. 4. Xác định phơng thức bố trí máy và xây dựng sơ đồ quy hoạch về mặt bằng cho dây chuyền gia công đảm bảo những quy định về không gian, an toàn , vệ sinh công nghiệp vv 5. Xác định kết cấu nhà xởng, khẩu độ, phơng tiện nâng chuyển 6. Xây dựng bản vẽ quy hoạch mặt bằng cho dây chuyền gia công đã tính toán thiết kế . Bài tập lớn thiết kế nh máy cơ khí 2 1: Sản lợng và dạng sản xuất a. Sản lợng Là số lợng sản phẩm đợc chế tạo theo chơng trình sản xuất hàng năm của nhà máy, còn gọi là sản lợng định hình. Số lợng cụ thể của các loại chi tiết trong sản phẩm cần chế tạo đợc xác định nh sau: ) 100 1)( 100 1.(. 0 mNN N: Là số lợng chi tiết cần chế tạo trong một năm (chiếc/năm). N 0 : Là số lợng sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch(chiếc/năm), N 0 = 50.000. m: Là số lợng chi tiết trong một sản phẩm, m = 1. : Là tỷ lệ % số chi tiết dự trữ để phòng ngừa sự cố, chọn = 6%. : Là tỷ lệ % số chi tiết phế phẩm không tránh khỏi, chọn = 5%. ) 100 1)( 100 1.(. 0 mNN 55650) 100 5 1)( 100 6 1.(1.50000 (chiếc/năm). b. Dạng sản xuất Theo bảng: Phân loại phân xởng cơ khí theo dạng sản xuất. Dạng sản xuất Sản lợng hàng năm N của từng loại chi tiết tuỳ theo trọng lợng Q Q<4 kg Q=4200 kg Q>200 kg Đơn chiếc N<100 N<10 N<5 Loạt nhỏ N=100500 N=10200 N=55100 Loạt vừa N=5005000 N=200500 N=100300 Loạt lớn N=500050000 N=5005000 N=3001000 Hàng khối N>50000 N>5000 N>1000 Ta thấy với N= 55650 > 50000 chiếc/năm thì dạng sản xuất luôn là dạng sản xuất hàng khối với mọi trọng lợng của chi tiết. 2. Xác định số máy cần thiết cho dây chuyền gia công Số lợng thiết bị công nghệ cần thiết chế tạo chơng trình sản xuất của phân xởng cơ khí có thể đợc xác định chính xác hoặc gần đúng. Chính xác: xác định số lợng máy cần thiết cho từng nguyên công rồi tính tổng số máy các loại cho tất cả các nguyên công. Số lợng máy cho từng nguyên công: Ci=T i /F Mi .m i Trong đó: T i là tổng thời gian nguyên công đợc thực hiện trên máy loại i đợc tính Bài tập lớn thiết kế nh máy cơ khí 3 nh sau: T i = m j jtcj Nt 1 60 . (giờ/năm) N j : Là sản lợng cần chế tạo của chi tiết loại j (chiếc/năm). t tcj : Là thời gian định mức để gia công một chi tiết loại j (phút/chi tiết). m : số loại chi tiết gia công m =1 m i : Là số ca sản xuất trong một ngày đêm theo thiết kế m i = 2 ca. FMi : Là quỹ thời gian làm việc của một máy loại i theo chế độ làm việc 1 ca/ngày đêm, theo đề bài F Mi = 2200 giờ/năm (chế độ 1 ca/ngày). Từ thời gian định mức gia công các nguyên công (phút/chi tiết) đã cho ở đề bài ta tính đợc tổng thời gian máy cần thiết để gia công hết N = 55650 chi tiết trong 1 năm và số máy cần thiết đối với từng nguên công ở bảng sau: nguyên công Máy gia công Thời gian gia công (phút/chi tiết) Tổng thời g ian cần thiết (giờ/năm) T i Số máy cần thiết Ci 1 6H82 10,00 9275 2,11 2 2A55 7,50 6956,5 1,58 3 2A55 15,50 14376,5 3,26 4 3B722 10,00 9275 2,11 5 7A414 10,00 9275 2,11 6 Bàn kiểm tra 5,00 4637,5 1,05 7 6H82 10,00 9275 2,11 Chọn hình thức gia công không theo nhịp thời gian nên Ci quy tròn để có giá trị nguyên: +khi số lẻ có giá trị < 0,5 thì bỏ đi kết hợp với làm thêm giờ để hoàn thành khối lợng yêu cầu + Khi số lẻ có giá trị > 0,5 thì lấy lên 1 cộng với nhận thêm việc Nguyên công Máy gia công Số máy cần thiết sau khi đã quy tròn S i 1 6H82 2 2 2A55 2 3 2A55 3 4 3B722 2 5 7A414 2 6 Bàn kiểm tra 1 7 6H82 2 Tổng số máy cần thiết là S = n i i S 1 = 2+2+3+2+2+1+2 = 14máy Bài tập lớn thiết kế nh máy cơ khí 4 3. Xác định số lợng lao động Số lợng lao động cần thiết của phân xởng cơ khí đợc xác định theo các thành phần sau: - Công nhân sản xuất gồm có: + Công nhân sản xuất chính (thợ đứng máy, thợ nguội, thợ kiểm tra). + Công nhân phụ (mài dụng cụ, vận chuyển, sửa chữa, cấp phát vật liệu ). - Nhân viên phục vụ sản xuất (vệ sinh công nghiệp, trực ). - Lực lợng gián tiếp (kỹ thuật viên, quản lý điều hàn , văn th ). a.Thợ đứng máy Tính theo định mức gia công cho từng loại máy i. 60 . 1 . 1 j m j tcj MiCiMiCi i Mi N t KFKF T R Trong đó: T i : Là tổng giờ máy cần thiết. F Ci : Là quỹ thời gian làm việc của một thợ đứng máy loại i, theo yêu cầu của đầu bài ta có: F Ci = 2000 giờ/năm (chế độ 1 ca/ngày). K Mi : Là hệ số xét đến khả năng một thợ có thể vận hành nhiều máy đồng thời, với sản xuất hàng khối K Mi = 1,8 2,2 chọn K Mi = 2. i : Là biến đếm về số kiểu loại máy dùng cho dây chuyền, phân xởng. N : Là sản lợng chi tiết. t tc : Là định mức thời gian gia công cho một chi tiết (phút/chi tiết). Thay các số liệu vào ta có bảng sau: nguyên công Máy gia công Tổng thời gian cần thiết (giờ/năm) T i Số thợ đứng máy cần thiết R Mi 1 6H82 9275 2,32 2 2A55 6956,5 1,74 3 2A55 14376,5 3, 59 4 3B722 9275 2,32 5 7A414 9275 2,32 6 Bàn kiểm tra 4637,5 1,16 7 6H82 9275 2,32 Số lợng thợ đứng máy R Mi là số thập phân phải quy tròn để có số nguyên theo chỉ tiêu sau: Bài tập lớn thiết kế nh máy cơ khí 5 + Khi số lẻ có giá trị < 0,5 thì bỏ đi và nâng bậc cho ngời thợ cuối. + Khi số lẻ có giá trị > 0,5 thì lấy tăng lên 1 và hạ bậc cho ngời thợ cuối. Ta có bảng sau: nguyên công Máy gia công Số thợ đứng máy cần thiết sau khi đã quy tròn R Mi Ghi chú 1 6H82 2 Nâng bậc cho ngời thợ cuối 2 2A55 2 Hạ bậc cho ngời thợ cuối 3 2A55 4 Hạ bậc cho ngời thợ cuối 4 3B722 2 Nâng bậc cho ngời thợ cuối 5 7A414 2 Nâng bậc cho ngời thợ cuối 6 Bàn kiểm tra 1 Nâng bậc cho ngời thợ cuối 7 6H8 2 2 Nâng bậc cho ngời thợ cuối Tổng số thợ đứng máy: R M = R Mi = 2 + 2 + 4 + 2 + 2 + 1 + 2 = 15 (thợ) b. Thợ nguội Số lợng thợ nguội tính theo tỷ lệ % so với tổng số thợ đứng máy tùy thuộc vào dạng sản xuất. Sản xuất hàng khối : 3 % Số lợng thợ nguội: R N = 0,03.R M = 0,03.47 = 1,41 (thợ) Chọn R N = 1 và nâng bậc thợ nguội c. Thợ kiểm tra: Số lợng thợ kiểm tra chất lợng gia công cần thiết xác định theo tỷ lệ % so với tổng cộng của thợ đứng máy và thợ nguội 5 15 %. Chọn khoảng 6% Số lợng thợ kiểm tra: R KT = 0,1.(R M + R N ) = 0,1.(47 + 1) = 4,8 (thợ) Chọn R KT = 5 d. Bậc thợ bình quân của công nhân sản xuất chính B bq Bậc thợ bình quân của công nhân sản xuất chính đối với dây chuyền, phân xởng gia công đợc xác định theo quy mô sản xuất. Đối với sản xuất loạt lớn, hàng khối: B bq = 3,25 3,5. Số lợng các thành phần lao động khác đợc tính theo tỷ lệ % so với tổng số công nhân sản xuất chính (thợ đứng máy + thợ nguội + thợ kiểm tra). Công nhân phụ: Đối với sản xuất hàng khối 50 70 %. Chọn 60% ta có: R CNP = 0,6.( R KT + R M + R N ) =0,6.(47 + 1 + 5) = 31,8 (công nhân). Chọn R CNP = 32 Nhân viên phục vụ: 2 3 %. Chọn 3% ta có: R NVPV = 0,03.( R KT + R M + R N ) =0,03.( 47 + 1 + 5) = 1,59 2 (nhân viên). Kỹ thuật viên: 10 13 %. Chọn 12% ta có: R KTV = 0,12.( R KT + R M + R N ) Bài tập lớn thiết kế nh máy cơ khí 6 = 0,12.( 47 + 1 + 5) = 6,36 6 (nhân viên). Quản lý, điều hành, văn th: 4 5 %. Chọn 4% ta có: R QL = 0,04.( R KT + R M + R N ) = 0,04.( 47 + 1 + 5) = 2,12 2 (nhân viên). Tổng số lao động trong dây chuyền: R = 47 + 1 + 5 + 32 + 6 + 2 = 93 (ngời). 4. Xác định nhu cầu về diện tích của dây chuyền Tính theo phơng pháp tính chính xác: Theo cách này phải dựa vào sơ đồ quy hoạch mặt bằng phân xởng để xác định tổng diện tích phân xởng (A ) gồm: Diện tích sản xuất (A sx ), diện tích phụ (A p ). Diện tích sản xuất đợc xác định: i N i iSX SAA . 1 0 Trong đó: S i : Số máy chọn dùng A 0i : Là diện tích của một trạm công nghệ (máy, bàn nguội, bàn kiểm tra) loại i, A 0i = A Mi .f i A Mi : Là diện tích hình chiếu bằng của một máy loại i. f i : Là hệ số về các loại diện tích phụ cần thiết (thao tác, đặt phôi, dụng cụ, gá lắp, vận chuyển, sửa chữa ) tùy theo cách bố trí mặt bằng sản xuất, Bố trí máy theo thứ tự công nghệ: f i = 2,4 3,8, chọn f i = 3 Với nhóm máy phay P82 ta có: A M1 = 2100x1140 = 2394000 mm 2 2,394 m 2 A 01 7,18 m 2 Với nhóm máy tiện 1K62 ta có: A M2 = 3812x1216 =4635392 mm 2 4,635 m 2 A 02 13,9 m 2 Với nhóm máy phay 6M12 ta có: A M3 = 2260x1745 = 3943700 mm 2 3,944 m 2 A 03 11,82 m 2 Với nhóm bàn máp ta có: A M4 1 m 2 A 04 3 m 2 Với nhóm máy phay 6M12 ta có: A M5 = 2260x1745 = 3943700 mm 2 3,944 m 2 A 05 11,82 m 2 Với nhóm máy khoan 2A125 ta có: A M6 = 980.825 =808500 mm 2 0,8 m 2 A 06 2,4 m 2 Ta có diện tích sản xuất: 6.4,23.82,113.55.82,118.9,136.18,7. 1 0 i N i iSX SAA = 278,24 (m 2 ) Diện tích phụ A p đợc xác định theo tỷ lệ % so với diện tích sản xuất. + Kho trung gian (A p1 ) khoảng 10 15 %, chọn 12% ta có: + Chuẩn bị phôi (A p2 ) khoảng 15 20 %, chọn 18% ta có: + Tông kiểm tra chất lợng (A p3 ) khoảng 3 5 %, chọn 4% ta có: + Sinh hoạt (A p4 ) khoảng 10 % ta có: Bài tập lớn thiết kế nh máy cơ khí 7 Tổng diện tích cần thiết của phân xởng: A = A SX + N i pi A 1 = 1,44.A SX = 1,44.278,24 = 400,6 (m 2 ). 5. Xác định phơng thức bố trí máy và xây dựng sơ đồ quy hoạch về mặt bằng cho dây chuyền gia công (đảm bảo những quy định về không gian, an toàn, vệ sinh công nghiệp .v.v) Với dạng sản xuất hàng khối ta chọn phơng pháp bố trí máy theo thứ tự các nguyên công và các máy trong 1 nguyên công bố trí thành từng nhóm song song cùng thực hiện quá trình gia công từ nguyên công 1 đến nguyên công 7 để cho ra thành thành phẩm. Với phơng pháp này thì số máy tiện 1K62 ở nguyên công 2 thiếu 1 máy và máy phay 6M12 ở nguyên công 3 thiếu 1 máy nếu ta chia thành 3 nhóm. Vì vậy ta sẽ bổ xung thêm 1 máy tiện 1K62 nữa và một máy phay 6M12 để bố trí dây chuyền gia công đợc dễ dàng. Ta tính lại tổng diện tích cần thiết của phân xởng: A = A SX + N i pi A 1 = 1,44.(A SX + 15,759 + 11,82) = 1,44.333,441 = 349 (m 2 ). Chọn sơ bộ A = 350 (m 2 ). Cách bố trí máy đợc chọn sơ bộ nh hình dới đây: Bố trí các máy đảm bảo những khoảng cách an toàn quy định. Khoảng các giữa các máy với tờng nhà: Với máy cỡ vừa các khoảng cách cần thiết: a = 0,5 (m) b = 0,5 (m) c = 1,2 (m). Khoảng cách giữa các máy so với cột nhà. Với máy cỡ vừa các khoảng cách cần thiết: d = 0,5 (m) e = 0,5 (m) f = 1,9 (m). Khoảng cách giữa các máy so với đờng vận chuyển, đờng đi: Với máy cỡ vừa các khoảng cách cần thiết: h = 0,6 (m). Khoảng cách giữa các máy đặt liên tiếp cạnh nhau theo chiều dài máy: Với máy cỡ vừa các khoảng cách cần thiết: k = 0,5 (m). Khoảng cách giữa các máy đặt vuông góc với đờng vận chuyển: Với máy cỡ vừa các khoảng cách cần thiết: l = 0,9 (m). Bài tập lớn thiết kế nh máy cơ khí 8 Chiều rộng của đờng vận chuyển giữa hai hàng máy: Chọn phơng tiện vận chuyển là xe đẩy tay với chiều vận chuyển theo hai chiều để cung ứng phôi cho từng máy đảm bảo thuận tiện. Dạng Đờng vận chuyển Kích thớc B I Giữa 2 hàng máy đặt quay lng nhau 2,0 II Giữa 2 hàng máy đặt cùng chiều thao tác 2,6 III Giữa 2 hàng máy đặt đối diện nhau 3,2 IV Giữa hai hàng máy đặt cạnh bên sát mép đờng 2,0 6.Xác định kết cấu nhà xởng, khẩu độ, phơng tiện nâng chuyển a. Kết cấu nhà xởng Kết cấu nhà xởng dùng cho các phân xởng sản xuất thờng có hai dạng là nhà một tầng và nhà nhiều tầng, tuỳ theo tải trọng của phân xởng là nhẹ, trung bình, nặng. Với tải trọng của phân xởng là dạng trung bình nên ta chọn kết cấu là nhà một tầng kề sát nhau. ở đây phân xởng gia công cơ đợc bố trí độc lập so với các phân xởng khác. Với sơ đồ bố trí sơ bộ nh ở trên ta có: chiều rộng B = 18 m, chiều dài L của nhà xởng cha xác định đợc vì còn phụ thuộc vào số lọng chi tiết, nhng chiều dài cho dây chuyền này l = 36 m, chiều cao từ nền tới trần H = 8m . Thiết bị nâng chuyển trong nhà xởng một tầng bố trí kề sát nhau là cầu trục có tải trọng tối đa là 5 tấn (8 tấn). Kết cấu chịu lực của loại nhà xởng này là bê tông thép. Khung lắp ghép tiêu chuẩn từ vật liệu kết cấu thờng. b. Kích thớc chủ yếu của phân xởng. Kích thớc chủ yếu của phân xởng là : - Bề rộng gian B 0 còn gọi là nhịp hay bớc cột ngang và thờng có giá trị là bội số của 3m, phụ thuộc vào kích thớc của sản phẩm và kích thớc thiết bị công nghệ. Với sản phẩm vừa : B 0 = 18 m. Do đó ta có số gian của phân xởng là 1 gian - Bớc cột t còn gọi là bớc cột dọc. Tùy theo loại vật liệu xây dựng, kết cấu kiến trúc, tải trọng phân xởng và tải trọng của thiết bị nâng chuyển: Chọn kiểu bình thờng: t = 6 m. Ta có số hàng cột theo chiều dài của dây chuyền trong phân xởng là: S hc = l/t = 30/6 = 5 (hàng cột) 7. Xây dựng bản vẽ quy hoạch mặt bằng cho dây chuyền gia công đã tính toán, thiết kế (bản vẽ)