Допускаемые значения коэффициентов использования и загрузки оборудования

В процессе детального проектирования расчеты количества при­нимаемого оборудования записывают в операционные и инструкционные карты, в которых указывают режимы обработки и другие элементы, входящие в формулы расчета машинного времени.

С учетом изложенно­го проектная операционная технологическая карта (широко известная в практике заводов и проектных организаций) после графы, определя­ющей станкоемкость операции t _c= t _ш, должна содержать следующие графы: расчетное количество станков S _рас =t _ш/t(целое число); коэффициент загрузки k _з; принимаемое количество станков S _пр; ко­эффициент использования К _и, трудоемкость операции t; разряд работы; примечание о совмещении рабочим работы на данной опера­ции с работой на других операциях (если это проектируется).

Определение станкоемкости не представляет сложности в любых случаях. Приведем несколько примеров.

1. В переменно-поточном (а также серийном) производстве штуч­ное время заменяют штучно-калькуляционным t _шк, включающим затра­ты времени на переналадку станка и отнесенным к одной детали изго­товляемой партии:

tk _з = t _ш +Т _пз /n _д,

где Т _пз - подготови­тельно-заключительное время, необходимое для переналадки станка; n _д - число деталей в партии.

2. При обработке различных поверхностей детали на одном и том же станке одним или разными инструментами последовательно станко­емкость операций представляется суммой времени переходов:

tk _з=å(t_м +t _в) _пер(1+ a /100).

3. При обработке различных поверхностей детали на одном стан­ке разными инструментами одновременно (например, многорезцовое то­чение ступенчатого вала) станкоемкость зависит от времени обработ­ки "определяющего" инструмента, т.е. такого, у которого время ре­зания будет наибольшим.

4. В отдельных случаях может быть применен параллельно-после­довательный метод обработки, при котором станкоемкость зависит от суммы определяющих времен обработки инструментов, последовательно вступающих в работу, без учета той части времени резания, когда работаютеще предыдущиеинструменты.

5. При обработке различных поверхностей детали разными ин­струментами одновременно на разных позициях (например,на многопозиционных токарных или агрегатных станках, а также на автоматичес­ких линиях с жесткими связями) станкоемкость такой сложной опера­ции зависит от временя резания на определяющей позиции, на кото­рой оно является наибольшим. Обычно наибольшее время обработки бы­вает на той позиции, где обрабатывается резанием наибольшая по­верхность или позиция с наименьшей минутной подачей, однако ею мо­жет оказаться также позиция загрузки-выгрузки детали, если уста­новка ее выполняется одновременно с обработкой деталей на других позициях.

6. Сумма штучных операционных времен обработки детали на стан­ках, т.е. сумма станкоемкостей операции, представляет собой станкоемкость детали. Естественно, что станкоемкость узла и всего изде­лия равна арифметической сумме станкоемкостей всех деталей, прохо­дящих обработку в данном цехе.

7. Суммарная станкоемкость сменной нормы выработки со станка никогда не может быть больше сменного фонда времени и составляет лишь часть его, определяемую коэффициентом загрузки k _з.

Коэффициент загрузки k _з никогда не должен быть больше I. Ес­ли принятые в расчете режимы резания или время вспомогательных при­емов приводят к значениям k _з > 1, то технолог должен их ужесто­чить, повысив износ инструмента и введя дополнительную механиза­цию, или увеличить количество станков.

б). Детальный способ расчета количества технологического оборудования для непоточного производства. Для определения потребного количества оборудования необходи­мо иметь следующие данные.

1. Штучно-калькуляционное время на обработку ведущей детали, выданной в качестве задания, t_{k i}, мин (задано вариантом).

2. Номенклатура деталей, обрабатываемых в группе. Обычно
n_g = 4...6 (задается преподавателем). Предполагается, что детали име­ют сложную конфигурацию и одинаковую последовательность обработки на станках группы.

3. Коэффициенты трудоемкости деталей k_tn по отношению к трудоемкости ведущей детали (задаются преподавателем).

4. Штучно-калькуляционное время на обработку деталей группы
t_{k 1}, t_{k 2}…, t_kn (определяется путем умножения на соответствующий коэффициент: например, для детали №2 t_{k 2} = t_{k 1} ×k_{t 2}.)

5. Программа годового выпуска D ₁, D ₂, …, D_n каждой детали (задается преподавателем).

Потребное количество станков данного типа рассчитывается по формуле:

S _расч = T _åK / Фд ×m,

где T _åK - суммарное нормировочное время, необходимое для обра­ботки на станке данного типа годового количества деталей; Ф_д - действительное (расчетное) годовое число часов работы станка при работе в одну смену; m - число смен работы станка в сутки.

Суммарное нормировочное время, необходимое для обработки го­дового количества разноименных деталей на данном типе станка:

T _åK= tk ₁× D ₁/60+ tk ₂× D ₂/60+…+ t_kn×D_n /60

Действительное (расчетное) количество часов работы одного станка, называемое действительным годовым фондом времени станка, есть время, в течение которого станок занят работой:

Ф_д = Ф _n×k,

где Ф _n - номинальный годовой фонд времени станка при работе в одну смену (см. табл.3); k – коэффициент использования номинального фонда времени, учитывающий время пребывания станка в ремонте.

Расчетное количество станков может получиться дробным, в этом случае его округляют до целого числа S _окр. Если дробь получается небольшой (менее 0,5), а следующий по размерам станок такого же типа загружен недостаточно, то следует эту дробь, выражающую долю станка, прибавить к подсчитанному количеству станков следующего типа.

Такая догрузка называется ”кооперированием ” станков. Если же аналогичного станка такого же типа не имеется, то необходимо уплотнить время на операцию, пересмотрев режимы резания, или перенести обработку на другой тип станка (с фрезерного на строгальный и т.п.).

Коэффициент загрузки станка

k _з= T _åК/Ф g m S _окр

В случае, если значение k _з меньше допустимых табличных (см.табл.4), округленное расчетное количество станков считается фактическим или принятым, т. е. S _окр= S _пр.

В противном случае фактическое или принятое количество станков определяется введением соответствующего табличного значения коэффициента использования k _и.

Коэффициент использования станка данного типоразмера по ос­новному времени k _о, равен отношению основного времени к штучно-калькуляционному k _о= T _o/ T_{k .}

Средний коэффициент использования по основному времени всех станков группы (цеха) k _{о ср}=å Т ₀/å Т_к.

Подсчитанные величины коэффициентов загрузки и использования по основному времени представить в виде графиков (рис. 2) для каждого вида оборудования, применяемого в технологическом процессе.

Примерный состав механического цеха приведен в табл. 5.

Таблица 5