Проектирование  машиностроительных цехов и заводов.

    Учение  о проектировании машиностроительных заводов за сравнительно короткий срок прошло путь от простой систематизации заводского опыта до создания научной  дисциплины.

    Первые  научные положения по технологическому проектированию заводов имеются в трудах проф. Тимме И.А. (1836 – 1896), дальнейшее развитие они получили в трудах проф. Гаврилина (1861 – 1914).

    Настоятельная необходимость в создании научной  дисциплины «Проектирование машиностроительных цехов и заводов» возникла в годы первых пятилеток (в период индустриализации и коллективизации). За эти годы было построено более 1500 заводов, в т.ч. промышленные гиганты (ГАЗ, ЗиЛ, ХТЗ, ВТЗ, ГПЗ-1 и др.). Поэтому научное проектирование предприятий и создание научных основ для такого проектирования стало одной из актуальнейших задач в процессе индустриализации. Поэтому  советские ученые разработали научно-обоснованную методику проектирования машиностроительных заводов. И с начала 30-х годов в учебные планы ВУЗов по специальности «Технология машиностроения» был включен курс «Основы проектирования механических и сборочных цехов».

    В рамках плановой экономики в СССР были проведены следующие мероприятия, целью которых была координация  усилий разработчиков и общее  руководство промышленным строительством.

• создан Госстрой СССР (1950 г.) – отвечающий за проведение единой технической политики в области строительства;
• в 1959 г. создана сеть отраслевых проектных институтов, на которые были возложены задачи обеспечения единой технической политики в проектировании объектов отраслей нар. хозяйства. Они издают нормативные акты, составляют методические материалы, обобщают опыт строительства и создают типовые проекты предприятий для своих отраслей.

    В условиях рыночной экономики данная дисциплина также не потеряла своей актуальности. Достижение максимальной эффективности машиностроительного производства, возможность выпуска конкурентно-способной продукции, гибкое реагирование на рыночную конъюнктуру невозможны без рационального подхода к проектированию предприятий. Достижение максимальной эффективности во многом зависит от рационального выбора:

• состава цехов (подразделений);
• номенклатуры оборудования;
• организации транспортного и энергетического хозяйства предприятия.

    Кроме того, обеспечение экологической безопасности производства и соответствия ТП нормам техники безопасности также во многом закладывается на стадии проектирования предприятия.

Основные  стадии проектирования промышленного предприятия.

   Первичным документом, на основании которого ведется дальнейшая подробная разработка рабочих чертежей зданий и сооружений является генеральный план.

   Опр: Генеральным планом завода называется чертеж, на котором нанесено расположение всех его зданий и сооружений, рельсовых и безрельсовых дорог, подземных и наземных сетей, увязанных с рельефом и благоустройством территории.

   Состав  цехов предприятия может быть определен исходя из следующего производственного  деления заводов:

    1 вид – машиностроительные заводы с полным производственным циклом, включающим все этапы изготовления машины; такие заводы имеют все три основные группы цехов – заготовительные, обрабатывающие и сборочные.

    2 вид – машиностроительные заводы, выпускающие только заготовки для различных деталей машин, т.е. отливки, поковки, штамповки, которыми они снабжают другие машиностроительные заводы. Основные цеха – крупные литейные и кузнечные, кроме того в ряде случаев на таких предприятиях производится предварительная мех. обработка (обдирка) для выявления поверхностных дефектов, а также для снижения объема транспортируемого металла.

    3 вид – заводы производящие механическую обработку заготовок, полученных с других предприятий и сборку машин, а также заводы, производящие только сборку машин из деталей, узлов и агрегатов, полученных с других заводов («отверточная сборка» - часто применяется при начале продвижения продукции на новом рынке). В состав таких заводов входят обрабатывающие (механические) и сборочные цехи, во втором случае – только сборочные.

   Выбор вида завода осуществляется на основе анализа различных экономических факторов, таких как:

• расположение источников сырья и энергоносителей;
• развитие транспортной инфраструктуры (ж/д, авто, речного и морского транспорта);
• наличие рабочей силы и возможностей ее привлечения;
• удаленность от основных рынков сбыта;
• наличие свободных земельных ресурсов.

Структура завода с полным производственным циклом.

    Цехи  завода подразделяются на производственные (основные), вспомогательные и обслуживающие.

    Основные  производственные цеха – те, в которых выполняется обработка и сборка деталей, сборочных единиц и изделий, составляющих основную производственную программу предприятия. Среди них выделяют: заготовительные, обрабатывающие и сборочные цеха.

    К заготовительным относятся:

• раскройно-заготовительные (правка, резка, зацентровка, обдирка сортового металла, раскрой листового металла);
• литейные (чугунного, стального, цветного литья, специальных методов литья);
• кузнечные (кузнечно-штамповые и кузнечно-прессовые).

    К обрабатывающим относятся:

• механические;
• термические;
• прессовые (холодной штамповки);
• цеха металлических конструкций;
• металлопокрытий;
• окрасочные;
• деревообрабатывающие и др.

    В подсобных производственных цехах  изготовляется продукция, необходимая  для обеспечения выпуска готовых  изделий, например тара для упаковки основной продукции завода.

    Вспомогательные цеха – обеспечивают нормальное функционирование основных производственных цехов или завода в целом:

• инструментальные;
• ремонтно-механические;
• ремонтно-строительные;
• электроремонтные;
• экспериментальные, модельные, абразивные и др.

    Обслуживающие – цеха и устройства, выполняющие функции хозяйственного и частично технического обслуживания завода. Иногда их называют хозяйствами (службами).

    Складское хозяйство включает в себя:

• материальные склады;
• склады твердого и жидкого топлива;
• склады средств производства (инструментальный, абразивный, склад штампов, приспособлений, моделей, металлотходов, полуфабрикатов и т.д.)

    Транспортное  хозяйство (транспортный цех):

• устройства рельсового транспорта (депо)
• безрельсовый транспорт (гараж автомобилей, гараж и зарядная станция для электрокар и т.д.)

Обслуживающие подразделения:

• заводоуправление;
• центральная заводская лаборатория;
• столовая;
• медпункты;
• учебная сеть;
• охрана, сторожевые и пропускные пункты;
• связь и сигнализация;
• электронно-вычислительные и др. подразделения.

    После определения состава служб и  подразделений необходимо определить функциональные связи между цехами и др. подразделениями завода. Для  этой цели составляют технологическую  схему производства. Она дает  наглядное представление о последовательности производственного процесса и помогает установить рациональное расположение зданий и сооружений предприятия.

   Основные  принципы лежащие в основе проектирования генерального плана:

• прямоточность технологических процессов;
• использование минимальной площади под застройку;
• сокращение коммуникаций.

    Доп. требования: обеспечение безопасности и благоприятных условий труда и перемещения рабочих по территории.

    Наиболее  полно все требования могут быть удовлетворены при размещении цехов  в одном корпусе.

Показатели  для оценки ген. плана.

   Выбор различных вариантов ген. плана  основывается на определенных показателях, по которым можно провести сравнение  с другими предприятиями:

   Коэффициент застройки – отношение площади, занятой зданиями и сооружениями, к общей площади территории проектируемого объекта (40 – 60%).

   Коэффициент использования территории – отношение площади, занятой зданиями, сооружениями, открытыми складами, железными и автомобильными дорогами и тротуарами к общей площади объекта.

   Коэффициент озеленения – отношение площади зеленых насаждений к общей площади объекта.

   

Проектирование  механических цехов.

Классификация механических цехов.

    При классификации механических цехов  учитывают следующие признаки, которые  существенно влияют на структуру цеха:

1. Тип (характер) производства.
2. Характер конструкции и вес изделия (4 класса цехов);
3. Размер цеха (по условному количеству металлорежущих станков).

Классификация по типу производства.

    Для каждого типа производства характерны свои особенности ТП и форма организации производства.

    Единичное производство: (характерно для тяжелого машиностроения, судостроения, химического машиностроения, ремонтных и инструментальных цехов).

• Изделия изготовляются в малых количествах, с небольшой повторяемостью или вообще без повторяемости;
• Используются универсальные станки, оснастка и инструмент.

    Серийное  производство: (самый распространенный тип производства)

• Изготовление деталей производится партиями. В зависимости от типоразмера детали и размера партий выделяют мелко- средне- и крупносерийное производство. В серийном производстве ТП разделен на отдельные операции, закрепленные за определенными станками.
• Применяется самое разнообразное оборудование от универсального до специализированного и агрегатных станков.