BTL Thiết kế nhà máy cơ khí BKHN

Bài tập lớn thiết kế xưởng Nhóm 10 GVHD TS Lê Văn Tuân Bộ môn CNCTM Viện Cơ Khí ĐHBKHN Đề 10 Tính toán thiết kế và quy hoạch mặt bằng cho một dây chuyền gia công chi tiết cơ khí với các số liệu cho trước. Các bạn dùng làm tài liệu tham khảo hoặc mẫu để phục vụ quá trình học tập. Có gì thắc mắc hãy liên hệ mình. Tạ Tuấn 0395112623

Đề 10

Tính toán thiết kế và quy hoạch mặt bằng cho một dây chuyền gia công chi tiết cơ khí với các số liệu sau đây

- Sản lượng theo yêu cầu hàng năm: 44.000 chiếc/năm

- Thời gian định mức gia công các nguyên công ( phút chiếc)

Thứ tự nguyênn công Máy gia công Thời gian gia công ( phút /chiếc)

- Vốn thời gian làm việc theo quy định chung hàng

năm Mỏy 2230 giờ/năm ( chế độ 1 ca /ngày)

Thợ 2080 giờ/năm ( chế độ 1 ca /ngày)

- Số ca sản xuất hàng ngày: 2 ca

Yêu cầu: Thuyết mính (viết tay) + Bản vẽ mặt bằng phân xưởng (A3)

1 Xác định sản lượng và dạng sản xuất

2 Tính số máy cần thiết cho dãy chuyền gia công ( Số lượng từng loại máy, tổng số )

3 Tính số thợ đứng máy cho từng loại máy và cho cả dây chuyền

4 Tính nhu cầu về diện tích của dãy chuyền

5 Xác định phương 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

6 Xác định kết cấu nhà xưởng, khẩu độ, phương tiện nâng chuyển

7 Xây dựng bản vẽ quy hoạch mặt bằng cho dây chuyền gia công đó tớnh

toỏn thiết kế

1 Sản lượng và dạng sản xuất

a Sản lượng

Là số lượng sản phẩm được chế tạo theo chương trình được sản xuất hàng năm của nhà máy, còn gọi là sản lượng định hình

Sản lượng cụ thể của các loại chi tiết trong sản phẩm cần chế tạo được xác định

N = N0.m.(1 +

).(1 +

) N: Số lượng chi tiết cần chế tạo trong 1 năm (chiếc/năm)

N0: Số lượng sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch (chiếc/năm)

N0 = 44000

m: Số lượng chi tiết trong 1 sản phẩm: m=1

β: Tỉ lệ phần trăm số chi tiết dự trữ phòng ngừa sự cố: β = 6%

α: Tỉ lệ phần trăm số chi tiết phế phẩm không tránh khỏi: α = 5%

⇨ N = N0.m.(1 + ).(1 + )

= 44000.1 (1 +

).(1 +

) = 48972 (chiếc/năm)

b Dạng sản xuât

Ta có: 5000 < N < 50000

⇨ Dạng sản xuất: Loạt lớn

2 Xác định số máy cần thiết cho dây truyền gia công

Tính chính xác:

Số lượng máy cho từng nguyên công:

i i

Mi i

T c

F m





Trong đó: Ti: Tổng thời gian nguyên công thực hiện trên máy loại i

1

60

m

cj j i

j

t N

T



Nj: Là sản lượng cần chết tạo của chi tiết loại j (chiếc/năm)

tcj: Thời gian định mức để gia công 1 chi tiết loại j (phút/chi tiết)

m: Số loại chi tiết gia công m = 1

mi: Số ca sản xuất mi = 2 ca

FMi: Quỹ thời gian làm việc của 1 máy loại i theo chế độ làm việc 1 ca/ngày đêm FMi = 2200 (giờ/năm)

Từ thời gian định mức gia công các nguyên công (phút/chi tiết) đã cho, ta tính được tổng thời gian máy cần thiết để gia công hết N = 48972 chi tiết trong 1 năm và số máy cần thiết với từng nguyên công

Nguyên công Máy gia công Thời gian gia công

(phút/chi tiết)

Tổng thời gian cần thiết Ti

Số máy

 Chọn hình thức gia công không theo nhịp thời gian Ci quy tròn giá trị nguyên

3 6H81 7

⇨ Tổng số máy cần thiết:

n i i



3 Xác định số lượng lao động

Số lượng lao động cần thiết của phân xưởng cơ khí được xác định theo thành phần sau

- Công nhân sản xuất có:

Công nhân sản xuất chính: (Thợ đứng máy, thợ nguội, thợ kiểm tra)

Công nhân phụ: (Mài dụng cụ, vận chuyển, sữa chữa )

- Nhân viên phục vụ sản xuất (Vệ sinh, trực)

- Lực lượng gián tiếp (Kỹ thuật viên, quản lý, văn thư )

a Thợ đứng máy

Tính cho định mức gia công cho từng loại máy i

RMi =

1

1

m

j i

tci j

ci Mi ci Mi

N T

t





Trong đó:

T∑i: Tổng giờ máy cần thiết

Fci: Quỹ thời gian làm việc của 1 thợ đứng máy loại i Theo yêu cầu đề bài ta có: Fci = 2000 giờ/năm (chế độ 1 ca/ngày)

KMi: Hệ số xét đến khả năng 1 thợ có thể vận hành nhiều máy đồng thơi với

sản xuất loạt lớn: KMi = (1,5 ÷ 1,8) ⇨ Chọn KMi = 1,7

I: Là biến đếm về số kiểu loại máy dùng cho dây chuyền, phần xưởng

N: Sản lượng chi tiết

Ttc: Là định mức thời gian gia công cho 1 chi tiết (phút/ chi tiết)

Thay vào ta có bảng sau:

Nguyên công Máy gia công Thời gian gia công

(phút/chi tiết)

Tổng thời gian cần thiết Ti

Số thợ đứng máy

Số lượng thợ đứng máy RMi là số thập phân quy tròn để có số nguyên theo chỉ tiêu sau:

Khi số lẻ giá trị < 0,5 thì bỏ đi và nâng bậc cho người thợ cuối

Khi số lẻ > 0,5 thì lấy tăng lên 1 và hạ bậc cho người thợ cuối

Ta có bảng:

⇨ Tổng số thợ đứng máy:

RM∑ = ∑RMi = 9 + 5 + 9 + 3 + 5 + 3 = 34 (Thợ)

b Thợ nguội

Số lượng thợ nguội tính theo tỷ lệ phần trăm so với tổng thợ đứng máy tuỳ thuộc dạng sản xuất

Với dạng sản xuất loạt lớn: 1 ÷ 3%

⇨ Số lượng thợ nguội RN = 0,03.RM∑ = 0,03.34 = 1,02 (Thợ)

Chọn RN = 1 và nâng bậc thợ nguội

c Thợ kiểm tra

Số lượng thợ kiểm tra chất lượng gia công cần thiết xác định theo tỉ lệ phần trăm

so với tổng thợ đứng máy và thợ nguội 5 ÷ 15%

Chọn khoảng 9%

⇨ Số thợ kiểm tra

RKT = 0,09.(RM∑ + RN) = 0,09.(34 + 1) = 3,15 (Thợ) ⇨ Chọn RKT = 3 (Thợ)

d Bậc thợ của công nhân sản xuất chính

Đối với loạt lớn:

Bbq = 3,25 ÷ 3,5 chọn Bbq = 3,5

Số lượng các thành phần lao động khác được tính theo tỉ lệ phần trăm so với tổng

số sản xuất chính:

Công nhân phụ:

Đối với sản xuất hàng loạt lớn: 50 ÷ 70% chọn 50%

⇨ RCNP = 0,5.(RKT + RN + RM∑) = 0,5.(3 + 1 + 34) = 19 (Thợ)

Nhân viên phục vụ: 2 ÷ 3% ⇨ Chọn = 2%

RNVPV = 0,02.(3 + 1 + 34) = 0,76 ⇨ Chọn =1

Kỹ thuật viên: 10 ÷ 13% ⇨ Chọn 10%

RKTV = 0,1.(1 + 3 + 34) = 3,8 ⇨ Chọn = 4

Quản lý: 4 ÷ 5% ⇨ Chọn 4%

RQL = 0,04.(1 + 3 + 34) = 1,52 ⇨ Chọn = 2

Tổng số lao động:

RZ = 34 + 1 3 + 19 + 1 + 4 + 2 = 64 (Thợ)

4 Xác định nhu cầu về diện tích của dây truyền

Tính theo phương pháp tính chính xác

Theo cách này phải dựa vào sơ đồ quy hoạch mặt bằng phân xưởng để xác định tổng diện tích phần xưởng (A∑) gồm: Diện tích sản xuất Asx và diện tích phụ Ap

Diện tích sản xuất được xác định: Asx =

1

n

ci i i

A S





Trong đó: Si là số máy chọn dùng

Aci: Là diện tích của 1 trạm công nghệ (máy, làm nguội, bàn kiểm tra) loại i

Aci = Ami.fi

Ami: là diện tích hình chiều bằng của 1 máy loại i

fi: là hệ số về các loại diện tích phụ cần thiết (thao tác, đặt phôi, dụng cụ, gá lắp đặt, vận chuyển, sửa chữa) tuy theo cách bố trí mặt bằng phân xưởng , bố trí máy theo thứ tự công nghệ: fi = 2,4 – 3,8 chọ fi = 3

 Với nhóm máy tiện T616 ta có:

AM1 = 2135.1225 = 2615375 mm2 ≈ 2,615 m2 ⇨ A01 = 7,85 m2

 Với nhóm máy phay 6H12 ta có:

AM2 = 2565.2135 = 5476275 mm2 ≈ 5,476 m2 ⇨ A02 = 16,43 m2

 Với nhóm máy phay răng 6h81 ta có:

AM3 = 2100.1900 = 3990000 mm2 ≈ 3,99 m2 ⇨ A03 = 12 m2

 Với nhóm máy khoan 2A135 ta có:

AM4 = 1245.815 = 1014675 mm2 ≈ 1,015 m2 ⇨ A04 = 3,05 m2

 Với nhóm máy mài 5A161 ta có:

AM5 = 4100.2100 = 8610000 mm2 ≈ 8,61 m2 ⇨ A05 = 25,83 m2

 Với nhóm kiểm tra bàn MAP ta có:

AM6 = 1 m2 ⇨ A06 = 3 m2

 Ta có diện tích sản xuất

0 1

n

i



Diện tích phụ Ap được xác định theo tỉ lệ % so với diện tích sản xuất

Kho trung gian (Ap1) khoảng 10 – 15% chọn 12%

Chuẩn bị phôi (Ap2) khoảng 15 – 20% chọn 18%

Tổng kiểm tra chất lượng (Ap3) khoảng 3 – 5% chọn 4 %

Sinh hoạt (Apa) khoảng 10%

⇨  Api  0,12 Asx  0,18 Asx  0, 04 Asx  0,1 Asx  0, 04 Asx

⇨ Tổng diện tích cần thiết của phân xưởng:

A  A   A  A   A

= 1,44.326,14 = 469,6 m2

5.Xác định phương 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)

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 phẩm

Bố trí máy đảmbảo khoảng cách an toàn quy định

Khoảng cách giữa các máy với tường nhà:

Với cỡ máy vừa khoảng cách cần thiết: a = 0,5m b = 0,5m c = 1,2m

Khoảng cách giữa các máy với cột nhà:

Với cỡ máy vừa khoảng cách cần thiết: d = 0,5m e = 0,5 f = 1,9

Khoảng cách giữa các máy với đường vận chuyển đường đi:

Với cỡ máy vừa khoảng cách cần thiết: h = 0,6

Khoảng cách giữa các máy đặt liên tiếp cạnh nhau theo chiều dài máy:

Với cỡ máy vừa khoảng cách cần thiết: k = 0,5

Khoảng cách giữa các máy đặt vuông góc với đường vận chuyển

Với cỡ máy vừa khoảng cách cần thiết: l = 0,9

Chiều rộng của đường vận chuyển giữa 2 hàng máy:

Chọn phương tiện vận chuyển là xe đẩy tay với chiều vận chuyển theo chiều 2

để cung ứng phôi cho từng máy đảm bảo thuận tiện

6 Xác định kết cấu nhà xưởng, khẩu độ, phương tiện nâng chuyển

a Kết cấu nhà xưởng

Kết cấu nhà xưởng dùng cho các phân xưởng sản xuất thường có hai dạng nhà một tầng và nhà nhiều tầng, tuỳ theo tải trọng của phân xưởng là

nhẹ, trung bình, nặng

Với tải trọng của phân xưởng là trung bình nên ta chọn kết cấu của nhà xưởng là 1 tầng kề sát nhau Ở đây phân xưởng gia công được bố trí độc lập so với các phân xưởng khác

Với sơ đồ bố trí sơ bộ như ở trên ta có: chiều rộng B = 18 m, chiều dài L của nhà xưởng chưa xác định được vì còn phụ thuộc vào số lượng chi tiết, nhưng chiều dài cho dây truyền này là l = 36m, chiều cao từ nền đất tới trần H

= 8 m.Thiết bị nâng chuyển trong xưởng kết cấu 1 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 hà xưởng này là bê tông thép Khung lắp ghép tiêu chuẩn từ vật liệu kết cấu thường

b Kích thước chủ yếu của phân xưởng

Bề rộng gian B0 còn gọi là nhịp hay bước cột ngang và thường có giá trị là bội

số của 3 m, phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm và kích thước thiết bị công nghệ Với sản phẩm vừa: B0 = 18 m Do đó ta có số gian của phân xưởng là 1 gian

Bước cột t còn gọi là bước cột dọc Tuỳ theo loại vật liệu xây dựng, kết câu kiến trúc, tải trọng phân xưởng và tải trọng của thiết bị nâng chuyển: Chọn kiểu bình thường : t = 6m

Ta có số hàng cột theo chiều dài của phân xưởng là :

Shc = l/t = 30/6 = 5 (hàng cột)