Tính số máy cần thiết cho dây chuyền gia công

Nội dung của bài tập lớn I. Xác định loại chi tiết đại diện của nhóm : Loại chi tiết đại diện của nhóm chi tiết cơ khí gồm: trục, bạc, bánh răng là loại chi tiết có tổng thời gian gia công dài nhất. Tổng thời gian gia công cần thiết cho một chi tiết trục là : tnc ồI = 30 + 30 + 0 + 10 + 30 + 20 = 120 (phút/chiếc) tnc ồI = 120 (phút/chiếc) Tổng thời gian gia công cần thiết cho một chi tiết bạc là : tnc ồII = 40 + 10 + 0 + 15 + 20 + 10 = 95 (phút/chiếc) tnc ồII = 95 (phút/chiếc) Tổng thời gian gia công cần thiết cho một chi tiết bánh răng là : tnc ồI = 10 + 5 + 40 + 20 + 5 + 15 = 95 (phút/chiếc) tnc ồIII = 95 (phút/chiếc) Thời gian gia công của chi tiết trục là dài nhất. Vậy chi tiết trục là chi tiết đại diện của nhóm. II. Xác định nhịp sản xuất tuyệt đối và tương đối : Nhịp sản xuất của dây chuyền (tN) là khoảng thời gian mà cứ sau khoảng thời gian đó một chi tiết cơ khí phải được gia công hoàn chỉnh và được chuyển ra khỏi dây chuyền gia công. Nhịp sản xuất của dây chuyền gia công phụ thuộc vào quỹ thời gian gia công (F) và sản lượng chi tiết gia công theo yêu cầu (N), giá trị tham khảo về nhịp sản xuất trong nghành cơ khí là 0,5 . . .5 (phút/chi tiết). Đối với dây chuyền gia công linh hoạt có 2 khái niệm về nhịp sản xuất: 1. Nhịp sản xuất tương đối (tNo): Nhịp sản xuất tương đối là nhịp sản xuất chung cho các loại đối tượng gia công trên dây chuyền và được xác định : tN0 = (phút/chi tiết) Trong đó : F : Quỹ thời gian làm việc của một máy trong một năm theo chế độ 1 ca/ngày, F = 2200 giờ/năm m : Số ca sản xuất trong 1 ngày, m = 2 ca K : Hệ số điều chỉnh dây chuyền khi thay đổi loại chi tiết gia công K = 0,9. Ni : Sản lượng của loại chi tiết gia công theo yêu cầu. ai : Hệ số quy đổi kiểu i ra kiểu chi tiết đại diện cho nhóm chi tiết gia công (xét theo chế độ phức tạp về kết cấu và công nghệ). ai = với tncS0 = Max{tncSi} tncSi : Tổng thời gian gia công cần thiết cho 1 chi tiết (phút/chi tiết) Ta có : tncS1 = 120 phút/chi tiết tncS2 = 95 phút/chi tiết tncS3 = 95 phút/chi tiết Do đó tncS0 = 120 phút/chi tiết ị a1 = a2 = a2 = ị tN0 = Vậy tN0 = 4 phút/chi tiết 2) Nhịp sản xuất tuyệt đối : Nhịp sản xuất tuyệt đối là nhịp sản xuất chung cho các kiểu trong nhóm chi tiết gia công trên dây chuyền và được tính theo công thức : tN1 = tN0.ai ị tNI = 4.1= 4 phút/chi tiết ị tNII = 4.0,792 = 3,168 phút/chi tiết ị tNIII = 3,168 phút/chi tiết III. Tính số máy cần thiết cho dây chuyền gia công : - Số lượng máy cần thiết của dây chuyền gia công : Đại lượng CS là hằng số đối với từng kiểu/cỡ trong nhóm chi tiết gia công. Trong đó : tnc ồi : Tổng thời gian gia công cần thiết cho một chi tiết (ph/ct). tnc ồI = 120 (phút/chi tiết) tnc ồII = 95 (phút/chi tiết) tnc ồIII = 95 (phút/chi tiết) tNi : Nhịp sản xuất tuyệt đối ứng với dây chuyền xét theo từng kiểu/cỡ trong nhóm chi tiết gia công. tNI = 4 (phút/chi tiết); tNII = 3,168 (phút/chi tiết); tNIII = 3,168 (phút/chi tiết) hZ : Hệ số tải trọng trung bình của máy gia công thuộc quy mô sản xuất. Với sản xuất loạt lớn - hàng khối hZ = 0,65 á 0,75 chọn hZ = 0,75 Thay số vào công thức có: ị Tổng số máy cần thiết cho dây chuyền là Cồ = 40 (máy). - Số lượng máy cần thiết cho từng nguyên công của từng loại chi tiết là: Cồij : Số lượng máy cần thiết để gia công chi tiết i ở nguyên công j (máy). tnc ồij : Thời gian gia công cần thiết để gia công chi tiết loại i ở nguyên công j (ph/ct). Cồ : Tổng số máy cần thiết cho cả dây chuyền là Cồ = 40(máy). tồ : Tổng thời gian cần thiết để gia công cả 3 loại chi tiết. tồ = tnc ồI + tnc ồII + tnc ồIII = 120 + 95 + 95 = 310 (phút/3 chi tiết) tồ = 310 (phút/3 chi tiết) * Tính số lượng máy từng loại để gia công chi tiết trục : + Số máy cần thiết để gia công chi tiết trục ở nguyên công1(Tiện) là: (máy) Quy tròn ta có số máy Tiện T616 cần sử dụng để gia công chi tiết trục là : CI1 = 4 + Số máy cần thiết để gia công chi tiết trục ở nguyên công 2 (Phay) là: (máy) Quy tròn ta có số máy Phay 6H12 cần sử dụng để gia công chi tiết trục là: CI2 = 4 + Số máy cần thiết để gia công chi tiết trục ở nguyên công 4 (Khoan) là: (máy) Quy tròn ta có số máy Khoan 2A135 cần sử dụng để gia công chi tiết trục là: CI4 = 2 + Số máy cần thiết để gia công chi tiết trục ở nguyên công 5 (Mài) là: (máy) Quy tròn ta có số máy Mài 3151 cần sử dụng để gia công chi tiết trục là : CI5 = 4 + Số máy cần thiết để gia công chi tiết trục ở nguyên công 6 (Kiểm tra) là: (máy) Quy tròn ta có số bàn máp cần sử dụng để kiểm tra chi tiết trục là :CI6 = 3 Vậy số lượng máy cần thiết để gia công chi tiết trục là: CồI = CI1 + CI2 + CI3 + CI4 + CI5 + CI6 = 4 + 4 + 0 + 2 + 4 +3 = 17 (máy) * Tính số lượng máy từng loại để gia công chi tiết bạc: + Số máy cần thiết để gia công chi tiết bạc ở nguyên công 1(Tiện) là: (máy) Quy tròn ta có số máy Tiện T616 cần sử dụng để gia công chi tiết bạc là : CII1 = 6 + Số máy cần thiết để gia công chi tiết bạc ở nguyên công 2 (Phay) là: (máy) Quy tròn ta có số máy Phay 6H12 cần sử dụng để gia công chi tiết bạc là: CII2 = 2 + Số máy cần thiết để gia công chi tiết bạc ở nguyên công 4 (Khoan) là: (máy) Ta có số máy Khoan 2A135 cần sử dụng để gia công chi tiết bạc là : CII4 = 2 + Số máy cần thiết để gia công chi tiết bạc ở nguyên công 5 (Mài) là: (máy) Quy tròn ta có số máy Mài 3153 cần sử dụng để gia công chi tiết bạc là : CII5 = 3 + Số máy cần thiết để gia công chi tiết bạc ở nguyên công 6 (Kiểm tra) là: (máy) Quy tròn ta có số bàn máp cần sử dụng để kiểm tra chi tiết bạc là : CI6 = 2 ị Vậy ta có số lượng máy cần thiết để gia công chi tiết bạc là: CồII = CII1 + CII2 + CII3 + CII4 + CII5 + CII6 = 6 + 2 + 0 + 2 + 3 + 2 = 15 (máy) * Tính số lượng máy từng loại để gia công chi tiết bánh răng: + Số máy cần thiết để gia công chi tiết bánh răng ở nguyên công 1 (Tiện) là: (máy) Quy tròn ta có số máy Tiện T616 cần sử dụng để gia công chi tiết bánh răng là : CIII1 = 2 + Số máy cần thiết để gia công chi tiết bánh răng ở nguyên công 2 (Phay) là: (máy) Quy tròn ta có số máy Phay 6H12 cần sử dụng để gia công chi tiết bánh răng là: CIII2 = 1 + Số máy cần thiết để gia công chi tiết bánh răng ở nguyên công 3 (Phay răng) là: (máy) Quy tròn ta có số máy Phay răng 5Д32 cần sử dụng để gia công chi tiết bánh răng là : CIII3 = 6 + Số máy cần thiết để gia công chi tiết bánh răng ở nguyên công 4(Khoan) là: (máy) Quy tròn ta có số máy Khoan 2A135 cần sử dụng để gia công chi tiết bánh răng là: CIII4 = 3 + Số máy cần thiết để gia công chi tiết bánh răng ở nguyên công 5 (Mài) là: (máy) Quy tròn ta có số máy Mài 3151 cần sử dụng để gia công chi tiết bánh răng là : CIII5 = 1 + Số máy cần thiết để gia công chi tiết bánh răng ở nguyên công 6 (Kiểm tra) là: (máy) Ta có số bàn máp cần sử dụng để kiểm tra chi tiết bánh răng là : CI6 = 2 ị Vậy ta có số lượng máy cần thiết để gia công chi tiết bánh răng là: CồIII = CIII1 + CIII2 + CIII3 + CIII4 + CIII5 + CIII6 = 2 + 1 + 6 + 3 + 1 + 2 = 15 (máy) Vậy tổng số máy các loại cần thiết cho cả dây chuyền gia công : Cồ = CồI + CồII + CồIII = 17 + 15 + 15 = 47 (máy) IV. số thợ đứng máy cần thiết cho từng loại máy và cho cả dây chuyền. Số lượng thợ đứng máy cần thiết cho từng loại máy: RMi : Số lượng thợ đứng máy cần cho nguyên công i. m : Số ca sản xuất theo điều kiện thiết kế m = 2 (ca/ngày đêm). Sồi : Tổng số máy loại i. KM : Hệ số về khả năng 1 thợ vận hành nhiều máy đồng thời, tuỳ thuộc vào mức độ tự động hoá sản xuất, dạng sản xuất Đối với sản xuất loạt lớn KM = 1,5 á 1,8 Số lượng máy cho từng nguyên công : Thứ tự nguyên công Máy gia công Số máy cần thiết sau khi đã quy tròn Tiện T616 12 Phay 6H12 7 Phay răng 5 Д 32 6 Khoan 2A135 7 Mài 3151 8 Kiểm tra Bàn máp 7 * Số thợ đứng máy cho nguyên công 1(Tiện) máy T616. * Số thợ đứng máy cho nguyên công 2 (phay) máy 6H12 * Số thợ đứng máy cho nguyên công 3 (phay răng) máy 5Д32. * Số thợ đứng máy cho nguyên công 4 (khoan) máy 2A135. * Số thợ đứng máy cho nguyên công 5 (Mài) máy 3151. * Số thợ đứng máy cho nguyên công 6 (kiểm tra) bàn máp. Số lượng thợ đứng máy R là số thập phân phải quy tròn để có số nguyên theo chỉ tiêu sau: + Khi số lẻ có giá trị < 0,5 thì bỏ đi và nâng bậc cho người thợ cuối. + Khi số lẻ có giá trị > 0,5 thì lấy tăng lên 1 và hạ bậc cho người thợ cuối. Số lượng thợ đứng máy cần thiết cho từng loại máy: Thứ tự nguyên công Máy gia công Số thợ đứng máy cần thiết sau khi đã quy tròn RMi Ghi chú Tiện T616 14 Nâng bậc cho người thợ cuối Phay 6H12 8 Nâng bậc cho người thợ cuối Phay răng 5 Д 32 7 Nâng bậc cho người thợ cuối Khoan 2A135 8 Nâng bậc cho người thợ cuối Mài 3151 10 Hạ bậc cho người thợ cuối Kiểm tra Bàn máp 8 Nâng bậc cho người thợ cuối Số lượng thợ đứng máy cần thiết cho cả dây chuyền: RMS = SRMi = 14 + 8 + 7 + 8 + 10 + 8 = 55 (Thợ) V. Tính nhu cầu cần thiết về diện tích của dây chuyền : - Diện tích cần thiết của phân xưởng cơ khí được xác định chính xác theo quy hoạch mặt bằng phân xưởng hoặc gần đúng . - Khi tính chính xác phải dựa vào sơ đồ quy hoạch mặt bằng phân xưởng để xác định tổng diện tích phân xưởng ( Aồ) gồm các thành phần : Diện tích sản xuất : Asx Diện tích phụ : Ap + Diện tích sản xuất được xác định : Asx= A0i : Diện tích của một trạm công nghệ (máy/bàn nguội/bàn kiểm tra/…) loại i. A0i=AMi .fi. AMi : Diện tích hình chiếu bằng của một máy (bàn nguội/bàn kiểm tra/). fi : Hệ số về các loại diện tích phụ cần thiết (thao tác /đặt phôi liệu/dụng cụ/gá lắp/vận chuyển/sửa chữa , …). Khi bố trí máy theo thứ tự công nghệ fi = 2,4 á 3,8 Si : Số lượng trạm công nghệ loại i. n : Số loại trạm công nghệ n = 5. Theo sổ tay Công nghệ Chế tạo máy tập III và phụ lục 2, tra được các kích thước của các loại máy sau: + Đối với máy tiện T616 (nguyên công1) : AM1 = (2135x1093)mm2 S1 = 12 máy . + Đối với máy phay 6H12 (nguyên công 2) : AM2 = (2100´2440) mm2 S2 = 7 máy . + Đối với máy phay răng 5Д32 (nguyên công 3) : AM3 = (2650x1510) mm2 S3 = 6 máy . + Đối với máy khoan 2A135 (nguyên công 4) : AM4 = (1245x825)mm2 S4 = 7 máy . + Đối với máy mài 3151 (nguyên công 5) : AM5 = (2300x1690)mm2 S5 = 8 máy . + Đối với bàn máp (nguyên công6): AM6 = (1700x1000)mm2 S5 = 7 máy. Vậy Asx = Asx = (2135.1093).3.12 + (2100.2440).3.7 + (1510.2650).3.6 + + (1245.825).3.7 +(2300.1690).3.8 + (1700.1000).3.7 = 383596605 mm2 ị Diện tích sản xuất của dây chuyền là Asx ằ 380 (m2) * Diện tích phụ Ap được xác định theo tỉ lệ phần trăm so với diện tích sản xuất Asx gồm: + Tổng kiểm tra chất lượng Ap3 ằ (3´5)%Asx = 15 (m2) + Kho trung gian Ap1 ằ (10´15)%Asx = 40(m2) + Chuẩn bị phôi Ap2 ằ (15´20)%Asx = 60(m2) + Sinh hoạt Ap4 ằ 10%Asx = 35(m2) Vậy tổng diện tích của dây chuyền sản xuất là: AS = Asx + Ap AS = 380 + 15 + 40 + 60 + 35 = 530 (m2) VI. 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) 1. Nguyên tắc thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng: Tổng mặt bằng của một nhà máy cơ khí phải đặc trưng cho toàn bộ quá trình sản xuất của ngành công nghiệp chế tạo cơ khí, phải thoã mãn tính hợp lý của từng bộ phận, phân xưởng riêng cũng như tính hài hoà chung của cả nhà máy nhằm đảm bảo tính cân đối gọn gàng, thuận tiện đáp ứng đầy đủ mọi yêu cầu của quá trình công nghệ chế tạo sản phẩm. Do đó việc thiết kế tổng mặt bằng cần phải dựa vào các nguyên tắc sau: - Bố trí các toà nhà, các phân xưởng, các bộ phận trong nhà máy phù hợp với qui trình công nghệ và tổ chức sản xuất, đảm bảo tính liên tục của quá trình sản xuất và tính hợp lý của quá trình vận chuyển. - Xác định sơ đồ bố trí tổng mặt bằng thích hợp với địa hình cụ thể. - Căn cứ vào đặc điểm của mỗi loại công trình, theo sự giống nhau về công nghệ, tổ chức sản xuất và các điều kiện về vệ sinh lao động, phòng cháy, phương tiện vận chuyển... mà phân chia nhà máy thành từng khu vực, từng toà nhà thích hợp theo các hình thức bố trí tập trung. - Đảm bảo khoảng cách hợp lý giữa các toà nhà để giảm diện tích, giảm chi phí vận chuyển, đảm bảo các điều kiện tự nhiên về chiếu sáng, thông gió và các điều kiện an toàn phòng cháy v.v... - Thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng phải chú ý các yêu cầu sản xuất trước mắt và lâu dài theo dự kiến mở rộng và phát triển sản xuất của nhà máy, đảm bảo dành đủ diện tích để mở rộng sản xuất. - Chú ý hợp khối các phân xưởng, bộ phận có quan hệ sản xuất chặt chẽ trong một phạm vi không gian để tạo điều kiện hợp tác sản xuất thuận tiện, giảm chi phí vận chuyển và chi phí xây dựng. - Tận dụng các đường giao thông sẵn có và bố trí hợp lý sơ đồ vận chuyển trong nội bộ nhà máy. Bố trí các đường vận chuyển và đi lại thuận tiện, an toàn không cản trở quá trình sản xuất và quá trình vận chuyển. Các đường vận chuyển phải ngắn nhất, không cắt nhau và không ngược chiều nhau trong một mặt phẳng. - Chú ý bố trí hệ thống cây xanh trong mặt bằng nhà máy để làm sạch môi trường không khí, làm mát, tăng vẻ đẹp khu vực sản xuất, khử độc hại chống xói mòn, chống ồn …. - Bố trí các công trình bảo vệ nhà máy, cổng ra vào cần bố trí cách xa các phân xưởng , bộ phận sản xuất và kho vật liệu, bán thành phẩm, sản phẩm để tránh thất thoát . - Chú ý khả năng sử dụng chung của các công trình sẵn có của các nhà máy lân cận. 2. 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, … - Mặt bằng dây chuyền được thiết lập trên cơ sở đảm bảo hợp lý vị trí các máy so với đường vận chuyển, theo cấu trúc của dây chuyền công nghệ và những khoảnh cách an toàn theo quy định. - Bố trí các máy đảm bảo những khoảng cách an toàn quy định. + Khoảng các giữa các máy với tường nhà xưởng: 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) g = 0,9(m). + Khoảng cách giữa các máy so với đường vận chuyển, đường đi : Với máy cỡ vừa các khoảng cách cần thiết: 0,8 (m). + Khoảng cách giữa các máy đặt liên tiếp cạnh nhau theo chiều dài máy : Với máy cỡ vừa các khoảng cách cần thiết : h = 0,6 (m) + Khoảng cách giữa các máy đặt vuông góc với đường vận chuyển : Với máy cỡ vừa các khoảng cách cần thiết: l = 0,9 (m). + Chiều rộng B của đường vận chuyển giữa hai hàng máy: Chọn phương 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 Đường vận chuyển Kích thước B I Giữa 2 hàng máy đặt qoay lưng 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 đường 2,0 VIi. xác định kết cấu nhà xuởng, khẩu độ, phương tiện vận chuyển… 1. Kết cấu nhà xưởng. Kết cấu nhà xưởng dùng cho các phân xưởng sản xuất thường có hai dạng là 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 dạng trung bình nên ta chọn kết cấu là nhà một tầng kề sát nhau. ở đây phân xưởng gia công cơ 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 = B.fL = 18.1,5 = 27 (m) Trong đó fL là hệ số tỷ lệ theo giá trị tiểu chuẩn: 1; 1,5; 2; 3; 3,5; 4; 4,5; 5. Chiều cao từ nền tới trần H = 4,8 – 9,6. Thiết bị nâng chuyển trong nhà xưởng 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 xưởng này là bê tông thép. Khung lắp ghép tiêu chuẩn từ vật liệu kết cấu thường. 2. Kích thước chủ yếu của phân xưởng. Kích thước chủ yếu của phân xưởng là : - Bề rộng gian B0 còn gọi là nhịp hay bước cột ngang và thường có giá trị là bội số của 3m, phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm và kích thước thiết bị công nghệ. Với sản phẩm vừa : B0 =12, 15, 18 m. ị Ta có số gian của phân xưởng là: Sg = B/B0 = 18/18 ằ 1 (gian) - Bước cột t còn gọi là bước cột dọc. Tùy theo loại vật liệu xây dựng, kết cấu kiến trúc, tải trọng phân xưởng và tải trọng của thiết bị nâng chuyển. Chọn kiểu bình thường: t = 6 m. ị Ta có số hàng cột theo chiều dài của dây chuyền trong phân xưởng là: Shc = L/t = 27/6 ằ 5 (hàng cột) - Chiều cao phân xưởng H : phụ thuộc vào kích thước sản phẩm, kích thước thiết bị công nghệ, kích thước cầu trục (thiết bị nâng chuyển) và yêu cầu vệ sinh công nghiệp (đảm bảo thông thoáng). Giá trị H = h1 + h2 + h3 ằ 8(m) Với h1 : Chiều cao từ nền xưởng đến mặt đường ray của cầu trục. h2 : Chiều cao của cầu trục. h2 : Chiều cao từ mép trên của cầu trục tới mép dưới của kết cấu chịu lực của phân xưởng. VIii. xây dựng bản vẽ quy hoạch mặt bằng của dây chuyền sản xuất đã tính toán thiết kế (Bản vẽ). Dây chuyền gia công là 1 hệ thống kỹ thuật có cấu trúc hệ thống với 3 yếu tố đặc trưng: Kỹ thuật, thời gian, không gian. Đối với dạng sản loạt lớn và hàng khối, dây chuyền gia công hoạt động theo nhịp thời gian qui định (tN) thì về mặt không gian bố trí các máy thành nhóm/cụm linh hoạt dựa trên cơ sở công nghệ nhóm : 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 6 để cho ra thành thành phẩm.