|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Планировка сборочного участка редуктора заднего моста автомобиля ЗИЛ-131 ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2 Планировка сборочного участка редуктора заднего моста автомобиля ЗИЛ-131 1. Анализ исходных данных Задачей проектирования является осуществление технологических расчётов и планировка сборочного участка сборки редуктора заднего моста автомобиля ЗИЛ-131. Устройство редуктора показано на рис. 1.
Рис. 1 Устройство редуктора Производственная программа выпуска автомобилей по заданию на проектирование составляет Nа = 40 000 шт. На каждый трёхосный автомобиль ЗИЛ-131 требуется m = 3 редуктора. При этом необходимо предусмотреть β = 3,5%-й ресурс изделий, представляющий ежегодную поставку их как запасных частей для ремонта автомобилей. Технологический маршрут и трудоёмкость операций сборочного процесса редуктора представлены в табл.1
Табл. 1 Технологический маршрут и трудоемкость сборки редуктора
5. Технологические расчеты сборочного участка 5.1. Расчёт производственной программы и выбор типа производства Годовой объём выпуска редукторов Nг в этом случае определя- ется по формуле [1] Nr = Nпрm(1+b/100) (1) где Nпр – производственная программа выпуска автомобилей; m – число одинаковых изделий (редукторов), входящих в автомобиль; b– процент запасных изделий. В нашем случае годовой объём выпуска редукторов составит Nr.p = 40 000 3(1+3,5/100) = 140 000шт. По числу однотипных деталей число фланцев в автомобиле со- ставляет m = 6 шт. на один автомобиль, т.е. по две детали на редуктор. Тогда годовой объём производства составит Nг = 2Nг.р = 2 ×140 000 = 280 000 деталей. Для определения типа производства обычно пользуются расчётной величиной коэффициента закрепления операции (ГОСТ 3.1108–74), ко- торый определяется по формуле [1] Kз.о = Поп / М, ) (2) или для поточного производства Kз.о = Тшт. ср / τв, (3) где Поп – число различных операций, закреплённых за одним рабочим местом на участке; М – число рабочих мест на участке; Тшт. ср – средне- штучное время выполнения одной операции, мин; τв – такт выпуска поточной линии, мин. Среднештучное время одной операции по данным табл. 5.7 со- Ставляет Tшт.ср = 1/n Tшт I = 17,737=0,985 мин. Такт сборки поточной лини определяем по формуле [10] Tc=60Fg/Nr.p (4) где Fg = 3725 ч – расчётный годовой фонд времени работы автоматической сборочной линии при двухсменном режиме работы [2]. Подставляя ранее приведённое значение годового объёма выпуска редукторов Nг. р = 140 000 шт., получим расчётное значение такта выпуска сборочной линии Tc=60 3725/140 000=1,596=1,6 мин Kз.о = 0,985 /1,6 = 0,62 , что меньше Kз.о =1, и является характеристикой массового производства. Принимаем по рекомендациям [2] при массовом типе производства следующую организационную форму сборки: · подвижная поточная сборка с расчленением процесса на операции и передачей собираемого объекта от одной позиции к другой с помощью конвейера с соблюдением строго регламентированного значения такта сборки. Размер сменного задания составит Ncм =Nt.r/Kдн m p (5) где m – число рабочих смен в сутки. Принимаем m = 2, т.е. двухсменный режим работы; Kдн – число рабочих дней в году с полной длительностью смены. Принимаем Kдн = 247 дня [2]. С учётом приведённых данных размер сменного задания составит Ncм=140 000/247 2=283,4 Принимаем nсм = 285 редукторов в смену. 2.2. Расчёт числа рабочих мест поточной линии сборки Расчёт числа рабочих позиций поточной линии сборки с периодическим (пошаговым) перемещением собираемых объектов определяет- ся по формуле [2] Мсб = Тшт/(tс – tтр) П, (6) где Tшт – норма штучного времени на операции, мин; с – такт сборки, мин; tтр – время транспортирования объекта между сборочными позициями; П – число рабочих, занятых на данной позиции (плотность сборки). Расчётное значение Мсб.р округляется в сторону большего целого числа и получается таким образом принятое число рабочих позиций Мсб.пр. Отношение Kз = Мсб.р /Мсб.пр является коэффициентом загрузки сборочной позиции и его значение в массовом производстве по каждой позиции должно составлять Kз = 0,95…1,0. Допускается перегрузка рабочего места до 10%, т.е. со значением коэффициента Kз = 1,1 [2]. Средний коэффициент загрузки рабочих мест всей поточной линии должен быть не менее Kз = 0,75 [2]. Время транспортирования собираемого объекта tтр при пошаговом перемещении объекта определяется по формуле tтр = L/ v , (7) где L – длина пошагового перемещения объекта (шаг сборочного кон- вейера), м; v – скорость транспортирования объекта, м/мин. Принимаем по рекомендациям [1] из рекомендуемого диапазона значений v = 15…20 м/мин для периодически движущихся конвейеров расчётное значение v = 20 м/мин. Тогда при ориентировочно назначенном шаге позиций конвейер- ной линии L = 2 м время транспортировки составляет tтр = 2/20 = 0,1 мин Плотность сборки по каждой позиции примем равным П = 1. Тогда расчётная формула (6) примет следующий вид: Мсб.рi = Tшт i/1,6-0,1) 1= Tшт i//1,5 Расчётное и принятые значения числа рабочих позиций по каждой операции по выше приведённой формуле, а также коэффициенты их загрузки приведены в табл. 5 5.3.Расчет и принятое число рабочих мест сборочной поточной линии таблица 5
* – без учёта контрольных операций. Как видно из приведённой таблицы, значения Kз рабочих позиций находятся в интервале Kз = 0,6…1,1. Коэффициент загрузки контроль- ных позиций невысок и составляет Kз = 0,12…0,2. Это предполагает обслуживание этих позиций в конвейере одним контролёром. Средний коэффициент загрузки рабочих на сборочных позициях Составляет: Kз=061+0997+0997+086+102+096+095+079+080+1013+102+101+029/13=11,32/13 = 0,87 Средний коэффициент загрузки контрольных операций составляет: Кз к=1/5(0014+12+013+0037)= 0501/5 = 0,1 Таким образом, коэффициент загрузки рабочих позиций сборочной поточной линии составляет Kз = 0,87, что является удовлетвори- тельным показателем проекта для поточных линий массового произ-водства, т.е. удовлетворяет условию Kз ≥ 0,75 [2]. 2.4. Расчёт числа рабочих-сборщиков и синхронизация их работы во времени Число основных рабочих слесарей-сборщиков при поточной сборке рассчитывается по формуле [2] Рсб = Тшт Nr p/60ФрmKм , (6) где Nг.р – годовой объём сборки редукторов, шт.; Тшт – трудоёмкость расчётной сборочной операции, мин; Фр – расчётный годовой фонд времени работы сварщика, ч; m – принятое число рабочих смен; Kм – коэффициент многостаночного (многопозиционного) обслуживания рабочих позиций одним рабочим. Расчётное число рабочих сборщиков Pсб.p также округляется в сторону большего целого числа и получается таким образом принятое число рабочих Pсб.пр с их коэффициентом загрузки Kз = Рсб.р /Рсб.пр. Допускается перегрузка рабочего до 10% во времени, т.е. принятие коэффициента Kз ≤ 1,1 [2]. Принимаем по имеющимся данным следующие значения, входя- щих в формулу (6) составляющих: Nг.р = 140 000 шт.; Фр = 1860 ч [10, с. 23]; m = 2; Kм = 1. Подставляя их в формулу (5.11), получим следующий её вид для расчетов Рсб = Тшт I 140 000/60 1860 2 1=0627Тшт i Расчётное и принятое число рабочих-сборщиков на каждой позиции сборочного конвейера сведены в табл. 5.9. Из анализа расчётных и принятых значений слесарей-сборщиков в табл. 3можно сделать следующее заключение. 1. Средний коэффициент загрузки на контрольных позициях, даже при объединении их обслуживания одним контролёром составляет Kз = 0,32, однако ввиду специфики квалификации этих работ и перемещения их во времени работы практически по всей длине линии, очевидно, повысит коэффициент занятости контролёра примерно в два раза, т.е. довести Kз до 0,62, возможно, и более. 2. Невысокие значения коэффициентов загрузки на первой 005 и последней 090 операциях, связанных с загрузкой на конвейер и вы- грузкой с конвейера собранного изделия Kз = 0,58 и Kз = 0,28 соответственно, являются справедливыми, поскольку эти операции мало не- прогнозируемые в плане надёжности их работы, например, из-за возможных отказов консольных кранов, используемых при погрузке картера на спутник конвейера, что может привести к использованию живого труда слесаря, возможной взаимозаменяемости при выполнении этих операций, находящихся рядом в работе конвейера. 3. Несколько заниженное среднее значение коэффициента за- грузки слесарей-сборщиков на основных операциях Kз = 0,82 от рекомендуемого Kз = 0,95…1,0 [2] позволяет не привлекать «скользящих» рабочих (для замены временно отсутствующих), составляющих до 5% от Мсб.пр, т.е. 14 0,05 = 0,7 рабочего. Таким образом, для выполнения заданной программы сборки nсм = 285 редукторов в смену на поточной линии сборки, состоящей из Мсб = 18 позиций, потребуется Pсб = 13 основных рабочих-сборщиков и один контролёр ОТК со средним коэффициентом загрузки основных рабочих Kз = 0,82. Имеющийся резерв времени можно использовать для организации рабочего места по своевременной доставке комплектующих изделий на рабочие позиции, самостоятельной наладки сборочного оборудования и оснастки, взаимозаменяемости выполнения работ на смежных операциях. 5.5. Расчетное значение и принятое число рабочих сборщиков на поточной линии таблица 5
5.6. Расчёт основных параметров сборочного конвейера и планировка рабочего места 5.6.1. Планировка рабочей позиции сборочного конвейера К основным рабочим параметрам конвейера относятся тип и спо- соб перемещения объектов сборки конвейером, скорость перемещения, такт срабатывания, длина рабочей зоны, общая ширина и длина рабо- чей части конвейера, занимаемая площадь. Ввиду большого числа сборочных позиций конвейера общей сборки редуктора (Мсб = 18 позиций) с целью сокращения его протяжённости выбираем конструкцию конвейера замкнутого типа с цепным приводом от звёздочек, расположенного в конце ветвей конвейера. Здесь на рис. 5.5 представлена схематично его конструкция для определения расчётных характеристик рабочего места конвейера. Шаг конвейера tк определяется по формуле: tк = l + l1, (7) где l – длина собираемого изделия, мм; l1 – расстояние между сборочными позициями, принимаемое из удобства выполнения сборки в пределах 300…1500 мм [11]. Размер l для редуктора определяется его посадочным размером в горловину картера моста и составляет Ø360 мм. По этому размеру примем размер приспособления-спутника 3 в виде квадрата со стороной в плане lп = 400 мм. Размер l1 участвует в образовании расстояния между позициями и определяется размерами оборудования сборочной пзиции. На каждой сборочной позиции должен быть верстак слесарный с набором инструментов, на который можно также установить ящичную тару с комплектующими деталями. Примем верстак марки СМ3-743-ОУ с габаритными размерами 250 750 850 мм [2], разместив его длинной стороной перпендикулярно сборочной линии для удобства принимаемой тары с комплектующими изделиями. Оставив свободный проход между верстаками и смежной позицией, равным 550 мм [2], получим следующее значение l1 и tк (см. рис. 2): l1 = 750 + 550 = 1300 мм, tк = 500 + 1300 = 1800 мм. Такие же расчёты справедливы при расположении слесарных верстаков параллельно сборочной линии конвейера. Рис. 2. Схема планировки сборочной позиции конвейера 1 – тяговая цепь конвейера; 2 – платформа; 3 – приспособление-спутник; 4 – сборочный объект (редуктор); 5 – направляющие конвейера; 6 – слесарный верстак; 7 – грузопотоки комплектующих; 8 – рабочее место сборщика Размер платформы 2 конвейера увеличим по сравнению с размерами приспособления-спутника до 500 мм, т.е. примем её форму также в виде квадрата 500х500 мм. Таким образом, размер l в наших расчётах составит l = 500 мм. 2.7 Устройство и планировка сборочного конвейера Схема устройства сборочного конвейера показана на рис.3 По компоновочному решению сборочный участок состоит из цепного конвейера 1 с замкнутыми рабочими ветвями, состоящего из 18 рабочих позиций; двух буферных сборочных конвейеров 2 и 3 поузловой сборки, состоящих каждый из двух сборочных позиций, установленных в начале сборки; одного трёхпозиционного конвейера 4 поузловой сборки дифференциала, оборудованного консольным краном 5, для переноса собранного дифференциала на позицию общей сборки редуктора; площадки 6 для технологического задела корпусов редуктора в начале сборки и площадки 7 для разгрузки собранных редукторов. Обе площадки 6 и 7 обслуживаются одним консольным краном 8. Сборочная ветвь конвейера (см. рис. 3) состоит из ролико - тяговой цепи 1 с закреплёнными на ней платформами 2, соответствующими числу рабочих позиций конвейера Мсб = 18. На каждой из платформ смонтированы приспособления-спутники 3, на которые в начале сборки закрепляется картер редуктора 4. Вся конструкция конвейера смонтирована на эстакаде с индивидуальной опорой каждой тележки платформы на соответствующие направляющие 5, выполненные по всей длине эстакады. Устойчивость платформ при выполнении сборочных работ обуславливается значительной собственной массой редуктора (М = 42 кг). Такт сборки обеспечивается наличием в приводе мальтийского креста, сконструированного специально для обеспечения заданной ритмичности перемещения объекта τс = 1,6 мин. Поузловая сборка механизмов редуктора осуществляется параллельно с общей сборкой с тем же тактом сборки τс = 1,6 мин. Для этого к соответствующим сборочным позициям при стыкованы буферные сборочные конвейеры с перемещением ленточными транспортерами собранных единиц к соответствующим сборочным позициям конвейера общей сборки. Рис. 3 Компоновочная схема участка поточной сборки редуктора Таких буферных частей сборочного конвейера три: 1. Сборочный конвейер по сборке сборочной единицы ТСБ-2 «Шестерня коническая ведущая в сборе с валом»; 2. Сборочный конвейер по сборке сборочной единицы ТСБ-4 «Шестерня коническая ведомая в сборе с валом»; 3. Сборочный конвейер по сборке сборочной единицы ТСБ-5 «Дифференциал в сборе с шестернёй ведомой цилиндрической». По существующей маршрутной технологии сборки эти конвейеры пристыковываются к сборочным позициям при выполнении операций 010, 015 и 065 соответственно. Рабочая длина конвейера, состоящего из двух сборочных ветвей с общим числом Мсб = 18, позиций с шагом tк = 1800 мм каждая, определяется по формуле [2] Lk = (Мсб/2-1) tк+ Dз , (8) где Dз – диаметр приводной звёздочки, мм. Примем длину части конвейера, находящейся на полуокружности звёздочек, равной шагу tк , т.е. tк = D/2 , откуда найдём диаметр звёздочек Dз как Dз= 2 tк/p 2 1800/3,14=1146 . Тогда длина конвейера, состоящая из двух ветвей на приводных звёздочках Dз = 1146 мм, составит при шаге tк = 1800 мм и длине плат- формы Lр Lк = 1800 9 + 1146 + 500 = 16 200 + 1146 + 500 = 17 846 м. Развёртка длины конвейера составит Lр.к = Мсб tк = 18 1800 = 32 400 мм. Рекомендуемые скорости перемещения v конвейеров периодического действия рекомендуют принимать из диапазона v = 15…20 м/мин [2]. С учётом определённого значения tк = 1,8 м и принятого времени, затрачиваемого на транспортирование, в расчётах такта сборки tтр = 0,1 мин назначим скорость перемещения сборочного объекта конвейера v = 18 м/мин. Как видно из компоновочной схемы, сборочный участок расположен в соответствии с рекомендациями [2] перпендикулярно пролётам механосборочного цеха и по своим габаритным размерам вписывается в принятую сетку колонн 18х12 м, с предусмотренным местом для продольного и поперечного проездов шириной 1,8 и 1,25 м для грузопотоков комплектующих изделий. Площадки для размещения комплектующих изделий, в основном в ящичной таре, предусмотрены на каждом слесарном верстаке рабочей позиции слесаря-сборщика. При планировке оборудования пользовались нормами технологического проектирования рабочих мест механосборочных цехов, приведённых в работе [2]. В таблице 4 приведены основные технические характеристики сборочного участка. 2.8 Основные технические характеристики поточной линии сборки редукторов таблица 4
Планам расстановки оборудования сборочных участков должно, как правило, предшествовать составление схемы сборки агрегата (автомобиля) на основании разработанного технологического процесса. Весьма существенное значение имеет четкое выделение подсобных работ в общей сборке агрегата (автомобиля). Рабочие места подсобных следует располагать таким образом, чтобы их направление было перпендикулярно к линии общей сборки и подсобных рабочие места финишных операций и накопительные площадки (тары) с собранными узлами были расположены по возможности ближе к местам установки этих узлов на линии сборки агрегата (автомобиля). При планировке сборочных участков должное внимание следует уделять вопросам, связанным с доставкой на подсобных рабочие места и линию общей сборки деталей, комплектующих изделий и агрегатов. В зависимости от принятого вида транспорта должны предусматриваться размеры проездов (проходов), а также средства механизации подъемно-транспортных работ в пределах участка, связанные с выполнением сборочных работ. При расстановке оборудования в пределах подсобных рабочих мест (линий) целесообразно выдерживать следующую планировочную схему: тара (стеллажи) для накопления деталей, сборочное оборудование (стенды, верстаки), оборудование для испытания узлов (агрегатов), тара (стеллажи) для накопления собранных узлов. На расстановку оборудования участков сборки силовых и прочих агрегатов существенное влияние оказывает организация восстановления базовых и основных деталей. На предприятиях по ремонту полнокомплектных автомобилей, а в отдельных случаях и на специализированных предприятиях слесарные и станочные работы по восстановлению базовых и основных деталей выполняют непосредственно на сборочном участке. На рис. 35.5 приведена планировка участка сборки завода с годовой программой 25 тыс. силовых агрегатов автомобиля ГАЗ-3110. Характерной особенностью планировочного решения является транспортная схема, предусматривающая поступление на линию сборки и рабочие места подсборки узлов, деталей и комплектующих изделий при помощи подвесного толкающего конвейера с автоматическим адресованием грузов. На этот конвейер поступают блоки цилиндров и коленчатые валы в сборе с участков их восстановления непосредственно на линию сборки. Прочие детали с участков восстановления поступают через комплектовочный участок. Самостоятельный подвесной конвейер предусмотрен для транспортирования собранных двигателей на участок испытания, доукомплектования и доводки двигателей, а также последующей доставки силовых агрегатов на склад готовой продукции. Двигатели собирают на вертикально-замкнутом тележечном конвейере, который оборудован стендами для заворачивания гаек крепления крышек коренных подшипников, для запрессовки гильз цилиндров и другим технологическим оборудованием. Над сборочным конвейером расположен монорельс, на котором установлены передвижные кантователи подвесного типа для поворачивания блока цилиндров и подсобранного двигателя. На этом же монорельсе имеется электрическая таль, обеспечивающая передачу собранных двигателей на подвесной конвейер, транспортирующий двигатели на участок испытания, доукомплектования и доводки двигателей. В непосредственной близости от линии сборки размещены рабочие места подсборки головок цилиндров, шатунов, поршней с кольцами, жидкостных и масляных насосов, сборки деталей механизма распределения и пр. Рис. 4. Планировка участка сборки силовых агрегатов: 1 — накопитель для блоков цилиндров (элеваторного типа); 2 — конвейер для сборки двигателей; 3 — электрическая таль; 4 — стенд для отвертывания (завертывания) гаек крышек подшипников; 5 — стенд для выпрессовки (запрессовки) крышек; 6 — консольно-поворотный кран; 7 — гидроагрегат; 8 — кантователь; 9 — пресс для запрессовки гильз; 10 — стенд для завертывания гаек головки цилиндров; // — подвесной толкающий конвейер; 12 — подвесной конвейер; 13 — монтажный стол; 14 — накопитель элеваторного типа; 15 — стеллаж; 16 — стенды для ремонта и испытания приборов смазки; 17 — накопитель; 18 — стенд для сборки узлов; 19 — стенд для сборки и испытания жидкостных насосов; 20 — стенды для сборки шатунно-поршневой группы; 21 — стенд для ремонта и сборки головок цилиндров; 22 — рольганг; 23 — моечная машина; 24 — камера для нагревания головок цилиндров; 25 — стенд для гидроиспытания головок цилиндров; 26 — стенд для сборки узлов коробки передач; 27 — подвесной конвейер для сборки коробок передач; 28 — стенд для испытания коробок передач; 29 — монорельс Для сборки коробок передач предусмотрен горизонтально-замкнутый подвесной толкающий конвейер, оборудованный специальными подвесками для крепления картеров коробки передач. Собранные коробки подвергаются испытанию на стендах с электроиндукционными тормозами. Для оперативного хранения деталей и узлов у сборочных конвейеров и рабочих мест предусмотрены стеллажи-накопители элеваторного типа. Сборочные стенды и установки оснащены гидравлическими силовыми приводами, питание которых осуществляется от групповой насосной станции с грузовым аккумулятором. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. СНиП 11-01–95. Инструкция о порядке разработки, согласо- вания, утверждения и состав проектной документации на строительст- во предприятий, зданий и сооружений. – М. : Государственный коми- тет РФ по делам строительства. – 1995. – 17 с. 2. Вороненко, В.П. Проектирование механосборочных цехов : учебник / В.П. Вороненко, Г.Н. Мельников. – М. : Машиностроение, 1990. – 352 с. 3. Егоров, М.Е. Основы проектирования машиностроительных заводов / М.Е. Егоров. – М. : Высш. шк., 1963. – 480 с. 4. Адам, А.Е. Проектирование машиностроительных заводов. Расчёт технологических параметров механосборочного производства : учебное пособие / А.Е. Адам. – М. : Высш. шк., 2004. – 101 с. 5. Айзенберг, В.И. Проектирование машиностроительных заво- дов и цехов : справочник в 6 томах / В.И. Айзенберг, М.Е. Зельдис, Ю.Л. Казанский [и др.] Т. 4: Проектирование механических, сбороч- ных цехов, цехов защитных покрытий / под ред. З.И. Соловья. – М. : Машиностроение, 1975. – 326 с. 6. Киселев, Е.С. Практические и тренировочные задания по про- ектированию механосборочных, инструментальных и ремонтно-меха- нических цехов : учебно-практическое пособие / Е.С. Киселев. – Улья- новск : Венец, 1999. – 49 с. 7. Бударин, А.М. Компоновка и планировка механосборочных цехов : учебное пособие / А.М. Бударин. – Ульяновск : УлПИ, 1975. – 124 с. 8. Проектирование машиностроительных производств (механи- ческие цеха) : учебное пособие / В.М. Балашов и др. – 3-е изд., пере- раб. и доп. – Старый Оскол : Изд-во ТНТ, 2009. – 200 с. 9. Организация инструментального хозяйства машиностроитель- ного завода ОМТРМ 0662-003–87. – Ч. 2. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : НИИМАШ, 1987. – 214 с. 10. Проектирование гибких производственных систем механиче- ской обработки деталей. МР-040-79–86, МР-040-080–86. – М. : НПО «Оргстанкинпром», 1986. 11. Хватов, Б.Н. Гибкие производственные системы. Расчёт и проектирование : учебное пособие / Б.Н. Хватов. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2008. – 112 с. 12. ОСТ 23.4.261–86. Правила разработки и оформления техноло- гических планировок. Обозначения условные графические. – М. : Го- сударственный комитет СССР по делам строительства, 1986. – 17 с.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|