Электрические машиныи аппараты. Термины и определения Производственный такт

m =1 смена – число рабочих смен в сутках.

Определим тип производства по коэффициенту серийности.

Среднее штучное время операций по базовому варианту Тштср=5,1 минут. По базовому варианту:

Вывод. Так как расчетный коэффициент kc находится в диапазоне от 10 до 20, это позволяет сделать вывод, что производство среднесерийное.

Количество изделий:

Где tx =10 дней – число дней, в течении которого хранится запас;

Фдр=250 дней – число рабочих дней в году.

Принимаем n д =87 штук.

Число запусков в месяц:

font-size:14.0pt; font-family:" times new roman>Принимаем i =3 запуска.

Уточнение количества деталей:

font-size:14.0pt; font-family:" times new roman>Принимаем n д =61 штука.

2.Разработка технологического процесса механической обработки корпуса.

2.1.Служебное назначение детали.

Деталь «Корпус» является базовой деталью. Базовая деталь определяет положение всех деталей в сборочной единице. Корпус имеет достаточно сложную форму с окнами для ввода инструмента и собираемых деталей вовнутрь. Корпус не имеет поверхностей, обеспечивающих его устойчивое положение при отсутствии сборки. Поэтому при осуществлении сборки необходимо применение специального приспособления. Конструкция заслонки поворотной не позволяет осуществлять сборку при неизменном положении базовой детали.

Деталь работает в условиях высокого давления: давление рабочее, МПа(кгс/см2) – ≤4,1(41,0); температура рабочая, 0С – ≤300. Выбранный конструкторский материал – Сталь 20 ГОСТ1050-88, соответствует предъявленным требованиям к точности детали и ее коррозионной стойкости.

2.2.Анализ технологичности конструкции детали.

2.2.1.Анализ технологических требований и норм точности и их соответствие служебному назначению.

На корпус конструктором назначен ряд технических требований, в том числе:

1.Допуск соосности отверстий Ø52Н11 и Ø26Н6 относительно общей оси Ø0,1мм. Смещение осей отверстий по ГОСТ. Данные требования обеспечивают нормальные условия работы, минимальный износ и соответственно номинальный ресурс работы уплотненных колец. Целесообразно обрабатывать эти поверхности от одних технологических баз.

2.Резьба метрическая по ГОСТ с полем допуска 6Н по ГОСТ. Эти требования определяют стандартные параметры резьбы.

3.Допуск симметричности оси отверстия Ø98Н11 относительно общей плоскости симметрии отверстий Ø52Н11 и Ø26Н8 Ø0,1мм. Данные требования обеспечивают нормальные условия работы, минимальный износ и соответственно номинальный ресурс работы уплотненных колец. Целесообразно обрабатывать эти поверхности от одних технологических баз.

4.Позиционный допуск четырех отверстий М12 Ø0,1мм (допуск зависимый). Резьба метрическая по ГОСТ. Эти требования определяют стандартные параметры резьбы.

5.Неуказанные предельные отклонения размеров Н14, h 14, ± I Т14/2. Такие допуски назначены на свободные поверхности и соответствуют их функциональному назначению.

6.Гидроиспытания на прочность и плотность материала выполнять давлением Рпр.=5,13МПа(51,3кгс/см2). Время выдержки не менее 10 минут. Испытания необходимы для проверки плоплотности прокладочных и сальниковых уплотнений.

7.Маркировать:марку стали, номер плавки.

Назначение норм точности на отдельные поверхности детали и их взаимное расположение связанно с функциональным назначением поверхностей и с условиями, в которых они работают. Дадим классификацию поверхностей детали.

Исполнительные поверхности – отсутствуют.

Основные конструкторские базы:

Поверхность 22. Лишает четырех степеней свободы (двойная направляющая явная база). Точность по 11 квалитету, шероховатость R а 20мкм.

Поверхность 1. Лишает деталь одной степени свободы (опорная база). Точность по 8 квалитету, шероховатость R а 10мкм.

Схема базирования не полная, оставшаяся степень свободы – вращение вокруг собственной оси (не требуется лишения этой степени свободы базированием с точки зрения выполнения служебного назначения).

Вспомогательные конструкторские базы:

Поверхность 15. Резьбовая поверхность, отвечающая за базирование шпилек. Конструкторская вспомогательная двойная направляющая явная база. Точность резьбы 6Н, шероховатость R а 20мкм.

Поверхность 12 определяет положение втулки в осевом направлении и является установочной базой. Точность по 11 квалитету, шероховатость R а 10мкм.

Поверхность 9 отвечает за точность базирования втулки в радиальном направлении – конструкторская вспомогательная двойная опорная неявная база. Точность по 8 квалитету, R а 5мкм.

Рисунок 1. Нумерация поверхностей детали «Корпус»

Рисунок 2. Теоретическая схема базирования детали в конструкции.

Остальные поверхности свободные, поэтому на них назначена точность по 14 квалитету, R а 20мкм.

Анализ технологических требований и норм точности показал, что размерное описание детали полное и достаточное, соответствует назначению и условиям работы отдельных поверхностей.

2.2.2.Анализ конструкторской формы корпуса.

Деталь «Корпус» относится к корпусным деталям. Деталь обладает достаточной жесткостью. Деталь симметрична.

Масса детали – 11,3кг. Размеры детали – диаметр Ø120, длина 250мм, высота 160мм. Масса и размеры не позволяют перемещать ее от одного рабочего места к другому, переустанавливать его без применения грузоподъемных механизмов. Жесткость детали позволяет применять достаточно интенсивные режимы резания.

Материал детали Сталь 20 ГОСТ1050-88 – сталь, обладающая достаточно хорошими пластическими свойствами, следовательно, метод получения заготовки – либо штамповка, либо прокат. Причем, учитывая конструктивные особенности детали (перепад наружных диаметров 200-130мм), наиболее целесообразным является штамповка. Такой метод получения заготовки обеспечивает отход минимального объема металла в стружки и минимальную трудоемкость механической обработки детали.

Конструкция корпуса достаточно простая с точки зрения механической обработки. Форма детали формируется в основном из поверхностей простой формы (унифицированных) – плоских торцевых и цилиндрических поверхностей, восьми резьбовых отверстий М12-6Н, фасок. Практически все поверхности могут обрабатываться стандартным инструментом.

В детали присутствуют не обработанные поверхности. Прерывистые обрабатываемые поверхности отсутствуют. Обработанные поверхности четко разграничены друг от друга. Наружные диаметры убывают в одну сторону, диаметры отверстий убывают от середины к концам детали. Цилиндрические поверхности позволяют обрабатывать на проход, работа инструмента – на проход Ø98Н11 и Ø26Н8, и в упор Ø10,2 глубиной 22мм.

В конструкции достаточно большое число отверстий: ступенчатое центральное отверстие Ø52Н11, Ø32, Ø26Н8, резьбовое нецентральные отверстия М12. Что требует неоднократной переустановки заготовки в процессе обработки. Условия отвода стружки нормальные. При обработке осевым инструментом поверхность входа перпендикулярна оси инструмента. Условия врезания инструмента нормальные. Режим работы инструмента безударный.

Конструкция детали обеспечивает возможность обработки комплектами инструментов ряда поверхностей. Сократить количество обрабатываемых поверхностей не представляется возможным, так как точность и шероховатость ряда поверхностей детали невозможно обеспечить на этапе получения заготовки.

В детали нет единой технологической базы. При обработке потребуется переустановка для сверления отверстия М12, а также контроля соосности потребуется применение специальных приспособлений для базирования и закрепления детали. Специального оборудования для изготовления корпуса не требуется.

Таким образом, конструктивная форма детали в целом является технологичной.

2.2.3.Анализ размерного описания детали.

Конструкторской размерной базой детали является ее ось, от которой заданы все диаметральные размеры. Это позволит при применении оси в качестве технической базы обеспечить принцип совмещения баз. Это может быть реализовано при токарной обработке с применением само центрирующих приспособлений. Такая технологическая база может быть реализована наружными цилиндрическими поверхностями достаточной длины или отверстием, цилиндрической длины Ø108 и отверстием Ø90Н11 длина 250мм. В осевом направлении в размерном описании конструктором применен координатный метод задания размеров, что обеспечивает выполнение принципа совмещения баз при обработке. Для поверхностей, обрабатываемых размерным инструментом, размеры соответствуют стандартному размеру инструмента – восьми резьбовых отверстия М12.

Анализируя полноту размерного описания детали и ее служебное назначение, необходимо отметить, что оно является полным и достаточным. Точность и шероховатость соответствует назначению и условиями работы отдельных поверхностей.

Общий вывод. Анализ технологичности детали «Корпус» показал, что деталь в целом технологична.

2.3.Анализ базового технологического процесса обработки корпуса.

Базовый технологический процесс включает в себя 25 операций, в том числе:

Операции базового технологического процесса выполняются на универсальном оборудовании, с применением стандартного инструмента и оснастки, с переустановкой и сменой баз, что снижает точность обработки. В целом технологический процесс соответствует типу производства, однако можно отметить следующие недостатки:

Основным условием эффективности производственной системы является ритмичность отгрузки продукции в соответствии с потребностью заказчика. В данном контексте основным мерилом ритмичности является время такта (отношение доступного времени к установленной потребности заказчика в продукции). В соответствии с тактом происходит последовательное перемещение заготовок с процесса на процесс, а на выходе появляется готовое изделие (либо партия). Если с расчетом доступного времени больших сложностей не возникает, то с определением количества запланированных изделий ситуация не однозначна.

В современных производственных условиях крайне сложно встретить монономенклатурное предприятие, которое бы производило всего лишь одно наименование продукции. Так или иначе, мы имеем дело с выпуском какой-либо номенклатуры изделий, которые могут быть как однотипными, так и совершенно различными. И в этом случае простой пересчет количества изделий для определения объема производства не приемлем, так как изделия разного вида не могут смешиваться и учитываться в рамках общего количества.

В некоторых случаях для облегчения учета и понимания общей динамики производительности предприятия используют некие качественные показатели, которые в той или иной мере присущи производимым продуктам. Так, например, готовые изделия могут учитывать в тоннах, квадратных, кубических и погонных метрах, в литрах и т.д. При этом план выпуска в этом случае задается в этих показателях, что с одной стороны, позволяет устанавливать конкретные, оцифрованные показатели, а, с другой стороны, теряется связь между производством и потребностью заказчика, который желает получить к определенному сроку продукцию согласно номенклатуре. И зачастую возникает парадоксальная ситуация, когда план в тоннах, метрах, литрах выполнен за отчетный период, а заказчику отгрузить нечего, так как нужных изделий нет.

Для того чтобы осуществлять учет и планирование в едином количественном показателе, при этом не теряя связь с номенклатурой заказа, целесообразно применять натуральный, условно-натуральный либо трудовой способы измерения объема выпуска.

Натуральный метод, когда выпуск подсчитывается в штуках выпускаемой продукции, применим в ограниченных условиях производства одно вида изделий. Поэтому в большинстве случаев применяется условно-натуральный метод, суть которого сводится к приведению всего многообразия однотипных изделий к некоторой условной единице. В роли качественного показателя, по которому будут соотноситься изделия, может выступать, например, жирность для сыра, теплоотдача для угля и др. Для производств, где сложно однозначно выделить качественный показатель для сравнения и учета продукции используется трудоемкость изготовления. Расчет объема производства по трудоемкости изготовления каждого вида продукции называется трудовым способом.

Сочетание трудового и условно-натурального методов измерения объема производства в соответствии с определенной номенклатурой наиболее точно отражает потребности большинства промышленных производств в учете и планировании.

Традиционно в качестве условной единицы выбирается типичный представитель (наиболее массовый) производимой продукции с наименьшей трудоемкостью. Для расчета переводного коэффициента (k у.е.i ) соотносятся технологически трудоемкости i -го изделия номенклатуры и того изделия, которое принято в качестве условного:

k у.е.i — коэффициент перевода в условные единицы для i -го изделия;

Тр i — технологическая трудоемкость i -го изделия, нормо-час;

Тр у.е. — технологическая трудоемкость изделия принятого в качестве условной единицы.

После того как для каждого изделия определены свои коэффициенты перевода в условные единицы, необходимо определить количество для каждой из позиций номенклатуры:

ОП у.е. — объем производства условных единиц, штук;

— сумма произведений коэффициента перевода в условные единицы для i -го изделия и запланированного объема производства i -го изделия;

n — количество позиций в номенклатуре.

Для иллюстрации методики рассмотрим пример, в котором необходимо изготовить три вида изделий (см. табл. 1). При пересчете в условные единицы план выпуска составит 312,5 штук изделий А.

Таблица 1. Пример расчета

Исходя из понимания общего объема производства в планируемом периоде, уже можно производить расчет времени такта (основного показателя для синхронизации и организации производственных потоков) по известной формуле:

ВТ у.е. - время такта для условной единицы, минут (секунд, часов, дней);

ОП у.е. — объем производства условных единиц, штук.

Необходимо отметить, что непременным условием использования трудового метода является обоснованность используемых в расчетах норм, их соответствие фактическим затратам времени. К сожалению, в большинстве случаев данное условие не может быть выполнено по различным причинам, как организационного, так и технического характера. Поэтому использование именно трудового способа может давать искаженную картину динамики объема производства.

Однако, применение трудового метода в рамках расчета условной единицы измерения планового выпуска не имеет столь жесткого ограничения. Использование даже завышенных нормативных показателей, в случае если завышение носит системный характер, ни коим образом не отражается на результатах вычислений (см. табл. 2).

Таблица 2. Применимость метода при завышенных нормах

Как видно из приведенного выше примера итоговое значение объема выпуска не зависит от «качества» используемого нормативного материала. В том и другом случае объем производства в условных единицах остается неизменным.

Расчет доступного времени для выбранной номенклатуры

В дополнение к условно-натуральному методу предлагается подход к определению доступного времени для выбранной номенклатуры производимых изделий в том случае, если расчет времени такта производится не для всего объема производства. В этом случае возникает потребность выделения из общего доступного времени доли, которая будет использована для производства выбранного продукта.

Для расчета общего запланированного объема производства используется трудовой метод исчисления производительности труда, как для всего объема производства, так и для той номенклатуры, время такта которой в дальнейшем предполагается установить:

ОП тр — объем производства в трудовом измерении, нормо-час (человеко-час);

Тр i — нормативная трудоемкость i -го изделия, нормо-часов (человеко-часов);

ОП i — план выпуска i -го изделия;

k в.н. i — коэффициент выполнения норм.

Важным является то, что в данном случае используется коэффициент выполнения норм с целью обеспечения соответствия расчетных данных реальным возможностям производства. Данный коэффициент может исчисляться как по каждому виду изделий, так и для всего объема производства.

ДВ i — доступное время для i -го изделия;

ОП тр i — объем производства i -го изделия в трудовом измерении, нормо-час (человеко-час);

ДВ — общее доступное время, мин. (час., дней).

Для проверки общее доступное время складывается из расчетных долей для каждой номенклатуры, определенных планом производства:

Таблица 3. Пример расчета доступного времени

ОП 1 = 100 × 2,5 × 1,1 + 150 × 2 × 1,1 + 200 × 1,5 × 1,1 = 935 нормо-час

ОП 2 = 75 × 3 × 1,1 + 125 × 2,2 × 1,1 = 548 нормо-час

час.

час.

В итоге, рассчитаем время такта для Номенклатуры 1, в качестве условной единицы примем Изделие 1.3.:

шт.

Данные подходы к расчету основных производственных показателей дают возможность достаточно оперативно и близко к реальности произвести основные вычисления по определению целевого времени такта. И в тех случаях, когда присутствует обширная номенклатура типовых изделий, указанные методы дают возможность балансировать и синхронизировать производство на основе существующих данных о времени цикла каждого из процесса и установленного потребительским спросом времени такта.

Поточным называется производство , в котором в установившемся режиме над упорядоченно движущейся совокупностью однотипных изделий одновременно выполняются все операции, кроме быть может, незначительного их числа с не полностью загруженными рабочими местами.

Поточное производство в его наиболее совершенной форме обладает совокупностью свойств, отвечающих в максимальной степени принципам рациональной организации производства. Основными такими свойствами являются следующие.

Строгая ритмичность выпуска изделий. Ритм выпуска- это количество изделий, выпускаемых в единицу времени. Ритмичность - это выпуск изделий с постоянным во времени ритмом.

Такт выпуска- это промежуток времени, через который периодически производится выпуск одного или одинакового числа изделий определенного типа.

Существуют варианты поточного производства, в которых, в принципе, отсутствует ритмичность выпуска на уровне отдельных экземпляров изделий. Строгая регулярность повторения всех поточных операций- это свойство состоит в том, что все операции поточного производства определенного типа изделий повторяются через строго фиксированные промежутки времени, создавая предпосылки для ритмичного выпуска этих изделий.

Специализация каждого рабочего места на выполнении одной операции по изготовлению изделий определенного типа.

Строгая пропорциональность в длительности выполнения всех операций поточного производства.

Строгая непрерывность движения каждого изделия через все операции поточного производства.

Прямоточность производства. Расположении всех рабочих мест в строгой последовательности выполнения технологических операций поточного производства. Однако в ряде случаев по определенным причинам достичь полной прямоточности в расположении рабочих мест не удается, и в движении изделий возникают возвраты и петли.

Виды поточных линий.

Поточная линия - это обособленная совокупность функционально взаимосвязанных рабочих мест, на которой осуществляется поточное производство изделий одного или нескольких типов.

По номенклатуре закрепляемых за ПЛ изделий различают:

Однопредметные ПЛ, каждая из которых специализирована на производстве изделий одного вида

Многопредметные ПЛ, на каждой из которых одновременно или последовательно изготавливаются изделия нескольких типов, сходных по конструкции или технологии их обработки или сборки.

По характеру прохождения изделиями всех операций производственного процесса различают:

Непрерывно-поточные линии , на которых изделия непрерывно, т.е. без межоперационных пролеживаний, проходят через все операции их обработки или сборки

Прерывно-поточные линии , которых имеются межоперационные пролеживания, т.е. прерывность обработки или сборки изделий.

По характеру такта различают:

Поточные линии с регламентированным тактом , в которых такт задается принудительно с помощью конвейеров, световой или звуковой сигнализации.

Поточные линии со свободным тактом, на которых выполнение операций и передача изделий с одной операции на другую, могут производится с небольшими отклонениями от установленного расчетного такта.

В зависимости от порядка обработки на них изделий различных типов делятся на:

Многопредметные поточные линии с последовательно-партионным чередованием партий изделий различных типов, в которых каждый тип изделий монопольно обрабатывается в течении определенного периода, а обработка различных типов изделий осуществляется последовательно чередующими партиями. На линиях такого типа необходимо рационально организовать переход от выпуска изделий одного типа к выпуску другого:

одновременно на всех рабочих местах поточной линии прекращается сборка изделий нового типа. Достоинством является отсутствие потерь рабочего времени, однако это требует создания на каждом рабочем месте задела изделий каждого типа, находящихся в той стадии готовности, которая соответствует выполненной операции по данному рабочему месту.

изделия нового типа запускаются на поточную линию до момента окончания сборки партии изделий предыдущего типа, и на поточной линии в переходный период устанавливается максимальный из двух возможных тактов для старого и нового типов изделий. Однако в переходный период возможны простои рабочих на тех рабочих местах, на которых происходит сборка изделий с меньшим требуемым тактом, чем установленный в данный момент.

Групповые поточные линии, которые характеризуются одновременной обработкой на поточной линии партий изделий нескольких типов.

Характеристика производства

Режим работы и фонды времени

Режим работы включает в себя количество рабочих дней в году, за исключением выходных и праздничных дней, с двумя сменами в сутки, т.к. разрабатывается автоматизированный участок. Полный календарный годовой фонд времени показывает число часов в году 24 363=8670ч.

Исключая выходные и праздничные дни, из расчета пятидневной рабочей недели длительностью 41 час, получим номинальный фонд времени ФН=4320ч.

Учитываем простои оборудования на ремонт, ФД - действительный годовой фонд времени работы оборудования при 2-х сменной работе.

ФД = 3894 час.

Определение такта выпуска

Для обоснования организации производственного процесса и определения типа производства, необходимо рассчитать средний производственный такс - и среднее штучное время - Тш.ср. изготовления изделия на основных операциях.

Такт выпуска определяется по формуле:

(мин/шт) (3.3.1)

где Фд = 3894 час;

Nг = 20000шт - годовая программа выпуска деталей;

фс = 3894 60/20000 = 11,7 мин/шт

Определение типа производства

Тип производства можно определить по численному значению коэффициента закрепления операция, расчет которого производится по ГОСТ 3.11.08-74. Приближенно тип производства может быть определено по величине коэффициента - Кс

где Тшт.ср - среднее штучное время изготовления изделия, определяется по данным действующего техпроцесса.

Тшт.ср. = 71,43/17 = 4,2 мин.

Кзо =11,6/4,2=2,7

1< Кс?10 - крупносерийное производство

Анализ технологичность конструкции детали «Ведущий вал»

Технологичность - свойство изделия, согласно которому конструкция детали должна соответствовать применению наиболее прогрессивных методов обработки или сборки при изготовлении.

Рациональные конструкции машин, обеспечивающие необходимые эксплуатационные требования не могут быть созданы без учета трудоемкости и материалоемкости их изготовления. Соответствие конструкции машин требованиям трудоемкости и материалоемкости определяют технологичность конструкции. При объективной оценке технологичности конструкции машин, их деталей и узлов, учитывают ряд положительных факторов, определяющих технологичность конструкции.

При объективной оценке технологичности конструкции машин, их деталей и узлов, учитывают ряд положительных факторов, определяющих технологичность конструкции. К ним относится:

Оптимальная форма детали, обеспечивающая изготовление заготовки с наименьшим припуском и наименьшим количеством обрабатываемых поверхностей;

Наименьший вес машины;

Наименьшее количество материала, применяемого в конструкции машин;

Взаимозаменяемость деталей и узлов с оптимальным значением полей допуска;

Нормализация (стандартизация) и унификация деталей, узлов и их отдельных конструкторских элементов.

Основные требования по технологичности конструкции деталей машиностроения излагается в литературе.

Конструкции детали должны состоять из стандартных и унифицированных конструктивных элементов (КЭД) или быть стандартной в целом. Детали должны изготавливаться из стандартных или унифицированных заготовок. Размеры детали должны иметь оптимальную точность. Шероховатость поверхностей должна быть оптимальной. Физико-химические и механические свойства материала детали, её жесткость, форма, размеры должны соответствовать требованиям технологии изготовления (включая процессы отделочно-упрочняющей обработки, нанесения антикоррозийных покрытий и т.п.), а также хранения и транспортировки.

Базовая поверхность детали должна иметь оптимальные показатели точность и шероховатости поверхности, которые обеспечивают требуемую точность установки, обработки и контроля.

Заготовки для изготовления деталей должны быть получены рациональным способом с учетом материала, заданного объема выпуска и типа производства. Метод изготовления деталей должен обеспечивать возможность одновременного изготовления нескольких деталей. Конструкция детали должны обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления.

Отработку технологичности детали «Ведущий вал» на технологичность проведем в соответствии с Методическими указаниями .