齿轮油泵厂总平面布置设计关系表法.docx
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齿轮油泵厂总平面布置设计关系表法
课程设计
题目：
齿轮油泵厂总平面布置设计
学院：
机械工程学院
专业：
班级：
学号：
学生姓名：
指导老师：
刘明伟谢富春
完成日期：
2013-12-17
一课程设计的目的………………………………………………………………1
1.1课程设计的目的………………………………………………………1
二课程设计题目及要求…………………………………………………………2
2.1课程设计题目…………………………………………………………2
2.2原始给定条件…………………………………………………………2
2.3课程设计要求…………………………………………………………7
三课程设计内容………………………………………………………………9
3.1产品产量分析…………………………………………………………9
3.2物流分析………………………………………………………………9
3.3绘制作业单位物流相关图……………………………………………14
3.4作业单位相互关系分析………………………………………………14
3.5绘制作业单位物流相关图……………………………………………15
3.6作业单位间物流与非物流相互关系合并……………………………16
3.7作业单位位置相关图…………………………………………………20
3.8作业单位面积相关图…………………………………………………21
3.9作业单位面积相关图的调整…………………………………………22
3.10工厂总平面布置可行方案图………………………………………22
3.11方案的评价与选择…………………………………………………23
四课程设计总结及心得………………………………………………………25
参考文献…………………………………………………………………………26
一课程设计的目的
1.1课程设计的目的
●能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析的方法。
●通过对某工厂布置设计的实际操作，熟悉SLP方法中的各种图例符号和表格，掌握SLP方法的规范设计程序。
●通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件。
●通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解实际技术问题的能力。
二课程设计题目及要求
2.1课程设计题目
课程设计题目：
齿轮油泵厂总平面布置设计
2.2原始给定条件
现有一齿轮油泵厂，占地面积为25000m2。
厂区南北长为250m，东西宽为100m，所处地理位置如图所示。
该厂职工人数300人，计划改建成年产10000件齿轮油泵的生产厂，需要完成工厂总平面布置设计。
1．齿轮油泵结构及有关参数
齿轮油泵的基本结构如图2-2所示，由17个零、组件构成，每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列在表2-1中。
2．作业单位划分
根据齿轮油泵结构及工艺特点，齿轮油泵厂设立如表2-2所示14个作业单位，分别承担原材料存储、备料、热处理、加工与装配、产品性能测试、生产管理与服务等各项生产任务。
3．齿轮油泵生产工艺过程
由于齿轮油泵结构比较简单，因此其生产工艺过程也很简单，总的工艺过程可分为零、组件制作与外购，半成品暂存，组装，性能试验，调试与返修，成品存储等阶段。
（1）零、组件制作与外购齿轮油泵上的标准件、异形件如垫圈、键等都是采用外购、外协的方法获得，入厂后由半成品库保存。
其它零件由本厂自制，其工艺过程分别见表2-3至表2-10。
表中各工序加工前工件重量为：
该工序加工后工件重量/该工序材料利用率
（2）标准件、外购件与半成品暂存生产出的零、组件经车间内检验合格后，送入半成品库暂存。
定期订购的标准件和外协件均放在半成品库。
（3）组装所有零、组件在组装车间集中组装成齿轮油泵成品。
（4）性能试验所有组装出的齿轮油泵均需进行性能试验，试验合格的成品送入成品库，试验不合格的返回组装车间进行修复。
一次组装合格率估计值为95%，二次组装合格率为100%。
（5）成品存储所有合格齿轮油泵存放在成品库待出厂。
图2-2齿轮油泵装配图
表2-1零件明细表
工厂名称：
齿轮油泵厂
共1页
产品名称
齿轮油泵
产品代号
2B
计划年产量
10000件
第1页
序号
零件名称
零件代号
自制
外购
材料
总计划
需求量
零件图号
形状
尺寸
单件重量（kg）
说明
1
左端盖
√
HT200
10000
1.6
2
齿轮轴
√
45
10000
0.7
3
传动齿轮轴
√
45
10000
0.6
4
销A5×18
√
45
40000
0.005
5
垫片
√
纸
20000
0.0005
6
泵体
√
HT200
10000
1
7
右端盖
√
HT200
10000
0.9
8
密封圈
√
橡胶
10000
0.005
9
轴套
√
ZCuSn5PbZn5
10000
0.1
10
压紧螺母
√
35
10000
0.006
11
传动齿轮
√
45
10000
0.7
12
垫圈12
√
65Mn
10000
0.005
13
螺母M12×1.5
√
35
10000
0.008
14
键5×10
√
45
10000
0.005
15
螺钉M6×16
√
35
120000
0.05
16
螺栓M6×30
√
Q235
20000
0.05
17
螺母M6
√
Q235
20000
0.06
编制（日期）
审核（日期）
表2-2作业单位建筑物汇总表
序号
作业单位名称
用途
建筑面积（m2）
结构形式
备注
1
原材料库
储存钢材、铸锭
30×40＝1200
2
铸造车间
铸造
12×25＝300
3
锻造车间
锻造
12×25＝300
4
热处理车间
热处理
15×20＝300
5
金加工车间1
车、铣、钻、滚齿、油压
20×36＝720
6
金加工车间2
镗削、磨削、剃齿
20×36＝720
7
标准件、半成品库
储存外购件、半成品
12×25＝300
8
装配车间
装齿轮泵
15×40＝600
9
压力测试室
泄漏测试
12×20＝240
10
性能测试室
测压力、功率、流量等
12×20＝240
11
成品库
成品储存
20×20＝400
12
办公室、服务楼
办公室、食堂等
80×60＝4800
13
设备维修车间
机床维修
12×25＝300
14
调试返修车间
调试及返修
10×10＝100
表2-3齿轮油泵零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量（件）
年产总量（kg）
左端盖
1
HT200
1.6
10000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（%）
1
原材料库
备料
2
铸造车间
压铸、成型
70
3
热处理车间
回火
4
金加工车间1
铣、粗镗
85
5
压力测试室
泄漏测试
6
金加工车间2
精镗、精铣
90
7
半成品库
暂存
表2-4齿轮油泵零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量（件）
年产总量（kg）
齿轮轴
2
45
0.7
10000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（%）
1
原材料库
备料
2
铸造车间
锻压
70
3
金加工车间1
车、磨
80
4
金加工车间2
精车、磨
90
5
热处理
调质
6
半成品库
暂存
表2-5齿轮油泵零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量（件）
年产总量（kg）
传动齿轮轴
3
45
0.6
10000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（%）
1
原材料库
备料
2
锻压车间
压铸、成型
65
3
热处理车间
回火
4
金加工车间1
车、滚齿、粗磨
80
5
金加工车间2
剃齿、精磨
90
6
热处理
调质
7
半成品库
暂存
表2-6齿轮油泵零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量（件）
年产总量（kg）
垫片
5
纸板
0.0005
20000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（%）
1
原材料库
备料
2
金加工车间1
配作
80
3
半成品库
暂存
表2-7齿轮油泵零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量（件）
年产总量（kg）
泵体
6
HT200
1
10000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（%）
1
原材料库
备料
2
铸造车间
压铸、成型
70
3
热处理车间
回火
4
金加工车间1
粗铣、粗镗
80
5
金加工车间2
精镗、精铣
90
6
半成品库
暂存
表2-8齿轮油泵零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量（件）
年产总量（kg）
右端盖
7
HT200
0.9
10000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（%）
1
原材料库
备料
2
铸造车间
压铸、成型
70
3
热处理车间
回火
4
金加工车间1
铣、钻、粗镗
80
5
金加工车间2
铣、精镗
95
6
半成品库
暂存
表2-9齿轮油泵零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量（件）
年产总量（kg）
传动齿轮
11
45
0.7
10000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（%）
1
原材料库
备料
2
锻压车间
成型
80
3
热处理车间
回火
4
金加工车间1
车、钻、镗、滚
80
5
金加工车间2
剃齿
95
6
热处理
淬火
7
半成品库
暂存
表2-10齿轮油泵零件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量（件）
年产总量（kg）
轴套
9
ZCuSn5PbZn5
0.1
20000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料利用率（%）
1
原材料库
备料
2
金加工车间1
车、镗
80
3
金加工车间2
精车、精镗
95
4
半成品库
暂存
2.3课程设计要求
1．齿轮油泵厂物流分析。
2．齿轮油泵厂作业单位相互关系分析。
3．作业单位位置相关图，相当于A1图样的坐标纸一张。
4．作业单位面积相关图，相当于A1图样的坐标纸一张。
5．齿轮油泵厂总平面图三套，A1图样三张。
6．评价择优，选出最佳总平面布置图。
7.编写设计说明书，工作量不少于12000字。
三课程设计内容
3.1产品产量分析
产品产量分析：
生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低，决定了工厂的生产类型，进而影响着工厂设备的布置形式。
根据原始条件可知，齿轮油泵厂的产品品种单一，产量较大，年产量为10000件，属于大批大量生产，适合于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。
3.2物流分析
3.2.1零件的工艺过程图
根据各零件的加工工艺过程与物流量，绘制各零件的工艺过程如图3-1至图3-8所示。
图中序号分别是：
1—原材料库，2—铸造车间，3—锻造车间，4—热处理车间，5—金加工车间1，6—金加工车间2，7—标准件、半成品库，9—压力测试室。
3
图3-1左端盖物流量图图3-2齿轮轴物流量图3-3传动齿轮轴物流量
图3-4垫片物流量图3-5泵体物流量图3-6右端盖物流量
图3-7传动齿轮物流量图3-8轴套物流量
3.2.2绘制产品总工艺过程艺图
将齿轮轴泵所有工艺过程汇总在一张图中，得到齿轮轴泵总工艺过程如图3-9所示。
该图清楚地表示出齿轮轴泵生产的全过程以及各工序和各作业单位之间的物流情况，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础。
3.2.3物流从至表
根据齿轮轴泵工艺过图及零件装配图，绘制出齿轮轴泵工艺过程物流从至表。
如表3-2所示。
表3-1各零件物流量计算
产品名称
毛重/kg
年产总质量/kg
左端盖
1.6/0.9/0.85/0.7=2.9875
29875
齿轮轴
0.7/0.9/0.8/0.7=1.3889
13889
传动齿轮轴
0.6/0.9/0.8/0.65=1.2821
12821
垫片
0.0005/0.8=0.0006
12
泵体
1/0.9/0.8/0.7=1.9841
19841
右端盖
0.9/0.95/0.8/0.7=1.6917
16917
传动齿轮
0.7/0.95/0.8/0.8=1.1513
11513
轴套
0.1/0.95/0.8=1.1316
11316
表3-2齿轮轴泵加工工艺从至表
3.2.4物流强度分析表
将各作业单位对的物流强度按大小排序，自大到小填入物流强度分析表中，根据物流强度分别划分物流强度等级。
作业单位对或称为物流路线的物流强度等级，应按物流路线比例或承担的物流量比例来去确定。
针对产品的工艺过程图，利用齿轮轴泵加工工艺从至表，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表，如图3-3所示。
表3-3物流强度分析表
3.3绘制作业单位物流相关图
根据之间的分析，绘制出作业单位物流相关图，如图3-10所示。
图3-10单位物流相关图
3.4作业单位相互关系分析
针对产品的生产特点，制定各作业单位间相互关系密切程度理由如表3-4所示。
根据表3-5制定齿轮轴泵“基准相互关系”，在此基础上建立非物流作业单位相互关系图。
表3-4作业单位关系密切程度理由
编号
理由
1
工作流程的连续性
2
生产服务
3
物料搬运
4
管理方便
5
安全与污染
6
振动、噪音、烟尘
7
人员联系
8
共用设备设施
表3-5作业单位基准相互关系等级表
符号
意义
量化值
线条
比例（%）
A
绝对重要
4
4条
2~5
E
特别重要
3
3条
3~10
I
重要
2
2条
5~15
O
一般重要
1
1条
10~25
U
不重要
0
无
45~80
X
不要靠近
-1
1条虚线
酌情而定
3.5绘制作业单位非物流相关图
根据之间的分析，绘制出作业单位非物流相关图，如图3-11所示。
图3-11作业单位非物流相关图
3.6作业单位间物流与非物流相互关系合并
从图3-10和图3-11可知，齿轮油泵厂作业单位物流相关与非物流相互关系不一致。
为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，需要将两表合并后再进行分析判断。
其合并过程如下：
（1）选取加权值。
加权值的大小反映工厂布置时考虑因素的侧重点，对于振动器来说，物流因素（m）影响并不明显大于其他非物流因素（n）的影响，因此，取加权值m:
n=3:
1。
（2）综合相互关系的计算。
对该厂各作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化，并进行加权求和，根据表3-6求出综合相互关系，如表3-7所示。
作业单位数为14个,总作业单位对数为91对。
表3-6
符号
关系等级
分值
A
绝对重要
14~16
E
特别重要
8~13
I
重要
2~7
O
一般密切程度
1
U
不重要
0
X
负的密切程度
-1
表3-7作业单位之间综合相互关系计算表
作业单位对
关系等级
综合关系
物流关系加权值：
3
非物流关系加权值：
1
分数
等级
分数
等级
分数
等级
1-2
4
A
4
A
16
A
1-3
2
I
0
U
6
I
1-4
0
U
0
U
0
U
1-5
1
O
2
I
5
I
1-6
0
U
2
I
2
I
1-7
0
U
1
O
1
O
1-8
0
U
1
O
1
O
1-9
0
U
0
U
0
U
1-10
0
U
0
U
0
U
1-11
0
U
0
U
0
U
1-12
0
U
0
U
0
U
1-13
0
U
0
U
0
U
1-14
0
U
0
U
0
U
2-3
0
U
4
A
4
I
2-4
3
E
0
U
9
E
2-5
1
O
1
O
4
I
2-6
0
U
0
U
0
U
2-7
0
U
0
U
0
U
2-8
0
U
1
O
1
O
2-9
0
U
0
U
0
U
2-10
0
U
2
I
2
I
2-11
0
U
2
I
2
I
2-12
0
U
0
U
0
U
2-13
0
U
0
U
0
U
2-14
0
U
1
O
1
O
3-4
1
O
0
U
3
I
3-5
0
U
0
U
0
U
3-6
0
U
0
U
0
U
3-7
0
U
0
U
0
U
3-8
0
U
1
O
1
O
3-9
0
U
0
U
0
U
3-10
0
U
0
U
0
U
3-11
0
U
0
U
0
U
3-12
0
U
-1
X
-1
X
3-13
0
U
0
U
0
U
3-14
0
U
0
U
0
U
4-5
3
E
2
I
11
E
4-6
2
I
2
I
8
E
4-7
2
I
2
I
8
E
4-8
0
U
0
U
0
U
4-9
0
U
0
U
0
U
4-10
0
U
1
O
1
O
4-11
0
U
0
U
0
U
4-12
0
U
0
U
0
U
4-13
0
U
0
U
0
U
4-14
0
U
0
U
0
U
5-6
3
E
1
O
10
E
5-7
1
O
3
E
6
I
5-8
0
U
3
E
3
I
5-9
1
O
1
O
4
I
5-10
0
U
0
U
0
U
5-11
0
U
0
U
0
U
5-12
0
U
-1
X
-1
X
5-13
0
U
0
U
0
U
5-14
0
U
1
O
1
O
6-7
3
E
3
E
12
E
6-8
0
U
3
E
3
I
6-9
2
I
1
O
7
I
6-10
0
U
0
U
0
U
6-11
0
U
0
U
0
U
6-12
0
U
-1
X
-1
X
6-13
0
U
0
U
0
U
6-14
0
U
1
O
1
O
7-8
0
U
0
U
0
U
7-9
0
U
0
U
0
U
7-10
0
U
0
U
0
U
7-11
0
U
4
A
4
I
7-12
0
U
0
U
0
U
7-13
0
U
0
U
0
U
7-14
0
U
0
U
0
U
8-9
0
U
2
I
2
I
8-10
0
U
2
I
2
I
8-11
0
U
3
E
3
I
8-12
0
U
0
U
0
U
8-13
0
U
3
E
3
I
8-14
0
U
3
E
3
I
9-10
0
U
1
O
1
O
9-11
0
U
0
U
0
U
9-12
0
U
0
U
0
U
9-13
0
U
1
O
1
O
9-14
0
U
2
I
2
I
10-11
0
U
0
U
0
U
10-12
0
U
0
U
0
U
10-13
0
U
1
O
1
O
10-14
0
U
2
I
2
I
11-12
0
U
0
U
0
U
11-13
0
U
0
U
0
U
11-14
0
U
2
I
2
I
12-13
0
U
0
U
0
U
12-14
0
U
0
U
0
U
13-14
0
U
1
O
1
O
表3-8综合相互关系等级划分比例
符号
关系等级
作业单位对比例（%）
A
绝对重要
1～3
E
特别重要
4～8
I
重要
15～25
O
一般密切程度
10～15
U
不重要
20～70
X
负的密切程度
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