Предмет и задачи курса.
Технологическое проектирование промышленных предприятий как самостоятельная научная дисциплина сложилась в конце 30г ХХ века, когда были построены и введены в действие более 1500 машиностроительных заводов(ЧТЗ,ХТЗ,СТЗ). Возникла возможность и необходимость обобщить опыт проектирования новых и реконструкции старых заводов. В начале этим занимались проектные отделы министерств, а затем были созданы отраслевые проектные институты, которые занимались следующим:
1) Составление задания на проектирование
2) Выбор площадки для строительства
3) Определение объема строительства
4) Составление смет затрат на строительство
5) Установление технических требований на разработку специального технологического и другого не стандартного оборудования
6) Определение объема монтажных работ, кол-ва оборудования, изделий, материалов
7) Обеспечение чистоты проектных решений
8) Выполнение авторского надзора за строительством
9) Участие в приемке в эксплуатацию объектов
При разработке проектов необходимо не только хорошо знать передовую технологию, но и пути дальнейшего технического развития и совершенствования машиностроения.
Разработка каждого проекта должна основываться на результатах оценки достигнутого технико-экономического уровня производства отрасли и использование наиболее эффективных технических достижений. Особое внимание уделяется реконструкции и техническому перевооружению действующих предприятий, т. к. вложенные средства в реконструкцию окупаются в 3 раза быстрее, чем при новом строительстве. Основой проекта завода или цеха является разработка технологическая часть. Решение остальных вопросов(строительных, энергетических, санитарно- технических), подчинено требованиям технологического процесса.
Основные понятия и определения.
Производственный процесс – совокупность действий необходимых для выпуска готовых изделий.
В основу производственного процесса положен технологический процесс – это часть производственного процесса включающая в себя последовательные изменения размеров, формы, внешнего вида, внутренних свойств, места расположения предметов производства и их контроль.
Чтобы организовать производственный процесс необходимо провести техническую подготовку производства, которая включает в себя:
1) Конструкторская подготовка – разработка конструкции изделия, создание чертежей общей сборки изделия и отдельных деталей.
2) Технологическая подготовка – обеспечение технологичности конструкции изделия, разработка технологических процессов, проектирование и изготовление оснастки.
3) Календарное планирование производственного процесса изготовления изделия в установленные сроки в необходимых объемах и затратах.
Трудоемкость технической подготовки составляет 50% от всей подготовки в серийном производстве и 60% - в массовом.
Различные этапы производственного процесса на заводах могут выполняться в отдельных цехах или в одном цехе. Если выполнение идет в разных цехах, то производственный процесс делят на части:
- механический
- сборочный
- заготовительный
- термический
- гальванический
Если же выполнение производственного процесса осуществляется в одном цехе, то процесс называется комплексным.
Производственные процессы делятся на поточные и не поточные:
- поточный процесс – это такой процесс, при котором детали в процессе изготовления находятся в движении с постоянным тактом в единицу времени.
- не поточный производство – это такой процесс, при котором детали в процессе изготовления находятся в периодическом движении с различной продолжительностью операций.
Программа выпуска – это совокупность изделий установленной номенклатуры, выпускаемой в заданном объеме в год.
Производственная мощность – это максимально возможный выпуск продукции установленной номенклатуры, который может быть осуществлен за определенный период времени при установленном режиме работы.
Проектная мощность – устанавливается в проекте на строительство или реконструкцию пр-ва. Она должна быть достигнута при обеспечении действующего производства всеми условиями проекта.
Производственная мощность не является постоянной и зависит от технического уровня работающих, использования основных фондов, сменности работы, уровня механизации, автоматизации.
Производственный цикл – это календарное время изготовления изделия от начала производственного процесса до его окончания.
Движение заготовок в производстве осуществляется поштучно или партиями.
Партия – это число заготовок одновременно поступающих на одно рабочее место.
Для выполнения производственного процесса должны быть оборудованы рабочие места (позиции). На рабочем месте располагается: оборудование, накопители заготовок, манипуляторы, режущий и измерительный инструмент, оснастка, элементы системы управления и, конечно, рабочий или группа рабочих. Рабочие позиции (места) объединяются в участки.
Производственный участок – это часть объёма цеха, в котором расположены рабочие позиции, объединённые транспортно-накопительными устройствами, средствами технического обслуживания, средствами управления и охраны труда, и на котором производится технологические процессы изготовления изделий.
Производственный цех – это обособленное подразделение завода, включающее в себя производственные участки, вспомогательные подразделения, служебно-бытовые помещения.
Вспомогательные подразделения – восстановление режущего инструмента, ремонтная служба, контрольная, СОЖ.
Цеха могут быть оснащены основным (выполняющее операции технологического процесса) и вспомогательным (обслуживание основного оборудования) оборудованием.
Общая площадь цеха – это сумма производственных и вспомогательных площадей.
Производственная площадь – это площадь занятая рабочими местами, вспомогательным оборудованием, находящимся на производственных участках, проходами и проездами между оборудованием (кроме магистральных проездов).
Магистральные проезды – это проезды для автопогрузчиков, грузовых автомобилей и уборочных машин, шириной не менее 4 – 5 метров.
Одним из этапов проектирования механосборочных цехов является компоновка цеха, под которой понимают взаимное расположение площадей производственных участков, вспомогательных отделений, магистральных проездов, служебно-бытовых помещений. После компоновки цеха разрабатывают планировку оборудования.
Планировка – это взаимное расположение основного и вспомогательного оборудования и других устройств на площадях цеха.
Планировку оборудования выполняют в масштабе 1:100 для малых и средних цехов и 1:200 – для больших цехов.
На планировке учитывают все факторы: доступ к рабочим местам, удобство работы, доставка заготовок и транспортировка готовых деталей; освещение и обмен воздуха, удобное расположение питьевых фонтанчиков, телефонов; близость мест отдыха, бытовых помещений, туалетов, столовых и т.д.
Учитывая меры пожарной безопасности (противопожарный инвентарь, стенды, свободные проезды для быстрого вывода работающих; все двери должны открываться наружу).
На планировке должны быть изображены все коммуникации энергоносители (трубопроводы, силовая энергия, водопроводы, канализация; развязка сжатого воздуха, эмульсии, пара и т.д.); показывают способы удаления отходов.
На планировке показывают стены, окна, ворота, двери, оборудование, рабочее место, подвалы, каналы, антресоли, верстаки, рабочие столы; места хранения инструмента, заготовок, готовой продукции; транспортные устройства, грузоподъёмные механизмы, кабины мастеров, ширина пролёта, шаг колонн, расстояние между станками и рабочим местом.
Производственное деление машиностроительного завода. Заготовительные и обрабатывающие цеха.
Все цехи и устройства входящие в состав машиностроительного завода разделяют
1) Заготовительные цехи:
- чугунолитейный цех имеет деление: а)землеприготовительный; б)стержневое; в)формовочное; г)сушильное; д)ваграночное; е)заливочное; ж)помещение для обрубки и очистки отливок; з)склады для отливок, лома, формовочных материалов и топлива.
- сталелитейный цех имеет те же деления, но добавляются: а)конверторное отделение (электропечи); б)отделение для отжига. Сталелитейный цех располагается в одном цехе с чугунолитейным.
- литейный цех цветного литья;
- кузнечный цех, кузнечнопрессовый, кузнечно-штамповочный цеха, они имеют кузнецу, где установлены молоты и печи, склады метала и заготовок.
- заготовительный цех, для изготовления заготовок из сортового материала (здесь выполняются заготовительные операции по разрезке, правке, центрованию заготовок для механических цехов)
Для небольших заводов проектируется заготовительное отделение в механическом цехе.
2) Обрабатывающие цехи:
- механический цех, имеет станочное отделение, склады материалов и заготовок, промежуточный склад, контрольное отделение, заточное отделение, инструментальная кладовая, станция приготовления СОЖ, участок переработки стружки, ремонтное отделение.
- сборочный цех, имеет отделение узловой сборки, испытательную станцию и склад комплектующих.
- термический цех.
- цех холодной штамповки, для изготовления деталей из листового материала.
- окрасочный цех, для окраски деталей и готовых изделий.
- цех металлопокрытий (гальванический цех), для покрытия с декоративной целью, защита от коррозии.
- тарный цех, для изготовления тары, для упаковки готовой продукции.
Производственное деление машиностроительного завода. Вспомогательные цеха. Складские устройства. Энергетические устройства, транспортные устройства, санитарно-технические и общезаводские.
1) Вспомогательные цехи:
- инструментальный цех, имеет отделения: термическое, станочное, по изготовлению режущего инструмента, измерительного, приспособлений, штампов, моделей, кокелей, пресcформ.
- ремонтно-механический цех, имеет отделения: слесарное, механическое, отделение сборки и разборки оборудования.
- электроремонтный цех.
- ремонтно-строительный цех.
-экспериментальный цех, для экспериментальных работ новых конструкций машин и модернизаций объектов производства.
2) Складские устройства: склад метала; склад полуфабрикатов; центральный инструментальный или центральный абразивный склад; склад формовочных материалов; склад готовой продукции; склад топлива; склад ГСМ и химических материалов; склад лесоматериалов; склад вспомогательных материалов;
3) Энергетические устройства: котельная или теплоцентраль; компрессорные установки; электросеть; пара-,газа-, нефтепроводы;
4) Транспортные устройства: рельсовая сеть; путевые устройства; подвижный состав и депо; гаражи для электротранспорта; гаражи автомобильного транспорта, подвижные пути, железнодорожные и крановые эстакады, дороги для безрельсового транспорта.
5) Санитарно-технические устройства: отопление, вентиляция, водоснабжение, канализация, насосные станции, водонапорные башни.
6) Общезаводские устройства: заводоуправление и инженерный корпус; вычислительный центр; центральная заводская лаборатория; центральная измерительная лаборатория, для контроля средств измерения; технологическая лаборатория для исследования в области технологии; связь; столовая и цеховые буфеты; медпункт; проходная с табелем и отделам кадров; пожарное депо; сторожевые пункты.
5. Генплан машиностроительного завода. Требования и разработки генплана.
Генеральный план – план расположения на территории завода всех зданий сооружений и устройств. Для определения площади каждого цеха, рассчитывают количество оборудования, затем это число умножается на удельную площадь на единицу оборудования, получается производственная площадь, к ней добавляют вспомогательную площадь и площадь магистральных проездов - получается общая площадь цеха. Затем выбирают тип здания, форму и размеры. После этого устанавливают направление всех путей и камуникаций, затем эти же работы выполняют с другим цехом. Таким образом составляется ген-план.
При составлении генерального плана руководствуются следующими положениями: 1)Планировку и застройку территории предприятия необходимо увязывать с планировкой прилегающих жилых районов, соседних предприятий, ближайшими магистралями железнодорожными и автомобильными; 2)Здания цехов и складов надо располагать в соответствии с последовательным ходом производственного процесса; 3)Здание вспомогательных цехов располагается вблизи тех производственных цехов, которое имеет наибольшее количество оборудования не стесняя технологического потока; 4)Необходимо обеспечить наименьший путь движения материалов и изделий по территории завода; 5)Расстояния между цехами должны соответствовать противопожарным нормам 10-20 м, в зависимости от типа здания по огнестойкости; 6)Здание располагают так, чтобы была возможность дальнейшего расположения завода без сноса построенных зданий; 7)Желательно предусмотреть ввод железнодорожной ветки на территорию завода; 8)Здание располагают так, чтобы было очень хорошее освещение и проветривание помещений; 9)Здание цехов, выделяющие газ, пыль и дым располагают по отношению к другим зданиям и районов с подветренной стороны, учитывая направления господствующих ветров; 10)Предусмотреть озеленение территории: газоны, деревья, кустарники; 11)Предусмотреть автомобильные дороги с тротуарами; 12)Необходимо соблюдение главного руководящего принципа – кратчайший прямолинейный путь материалов и полуфабрикатов без обратных и встречных движений, правильность и простота контуров зданий и последовательно технологическая схема.
Профиль заводской улицы 
Примерный ген. План машиностроительного завода.
