柴油机机油泵厂总平面布置设计.docx
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柴油机机油泵厂总平面布置设计
柴油机机油泵厂总平面布置设计
课程设计
题目：
柴油机机油泵厂总平面布置设计
院：
机械工程学院
专业：
工业工程班级：
学号：
学生姓名：
指导老师：
完成日期：
一．概述………………………………………………………………………………3
二．原始给定条件……………………………………………………………………3
三．产品-产量分析…………………………………………………………………………11
四．作业单位非物流相关分析…………………………………………………12
4.1计算物流量…………………………………………………12
4.2．各零件的工艺过程图………………………………………………………………13
4.3．总的工艺过程图…………………………………………………………………16
五．物流分析…………………………………………………………17
5.1综合物流相关等级表………………………………………………………………17
5.2作业单位综合等级的划分…………………………………………………………20
六.作业单位综合关系分析…………………………………………………………23
6.1综合接近程度排序…………………………………………………………………23
6.2绘制作业单位位置相关图…………………………………………………………24
七．作业单位位置与面积相关图……………………………………………………………27
八．工厂总平面布置…………………………………………………………29
九．评价方案并择优……………………………………………………………………31
9.1.计算权重……………………………………………………………………………31
9.2方案评定……………………………………………………………………………31
十．课程设计总结…………………………………………………………………………………32
十一.参考文献…………………………………………………………………………33
一、概述
（一）、设计内容与要求
《柴油机机油泵总平面布置设计》内容要求如下：
1．柴油机机油泵物流分析。
2．柴油机机油泵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．柴油机机油泵总平面图三套，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。
二、原始给定条件
现有一柴油机机油泵，占地面积为20000m2。
厂区南北长为200m，东西宽为100m，所处地理位置如图4-1所示。
该厂职工人数300人，计划改建成年产10000件柴油机机油泵的生产厂，需要完成工厂总平面布置设计。
1．柴油机机油泵结构及有关参数
柴油机机油泵的基本结构如图4-2所示，由23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4-1中。
2．作业单位划分
根据柴油机机油泵结构及工艺特点，柴油机机油泵设立如表4-2所示13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．柴油机机油泵生产工艺过程
由于柴油机机油泵结构比较简单，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、组件制作与外购柴油机机油泵上的标准件、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4-3至表4-15。
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柴油机机油泵成品。
（4）性能试验所有组装出的柴油机机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80%，二次组装合格率为100%。
（5）成品存储所有合格柴油机机油泵存放在成品库待出厂。
4．自然气象条件
自然气象等条件按学生所在地的条件加以考虑。
图4-2柴油机机油泵装配图
表4-1零件明细表
工厂名称：
柴油机机油泵厂
共1页
产品名称
柴油机机油泵
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
泵体
√
HT200
10000
1
2
前泵盖
√
HT200
10000
0.4
3
后泵盖
√
HT200
10000
0.42
4
从动齿轮
√
45
10000
0.3
5
齿轮轴
√
45
10000
0.55
6
螺母M16×1.5
√
A3
10000
0.01
7
垫圈16
√
65Mn
10000
0.005
8
键5×18.6
√
45
10000
0.005
9
斜齿轮
√
45
10000
0.3
10
前套
√
ZQSn5-5-5
10000
0.005
11
垫片
√
纸板
20000
0.0005
12
螺栓M8×75
√
A3
60000
0.05
13
垫圈8
√
65Mn
60000
0.005
14
螺母M8
√
A3
60000
0.006
15
后套
√
ZQSn5-5-5
10000
0.005
16
轴套
√
粉末冶金
20000
0.01
17
从动轴
√
35
10000
0.25
18
销Ф5×16
√
45
40000
0.005
19
调节塞
√
A3
10000
0.01
20
螺母M18×1.5
√
A3
10000
0.01
21
垫圈Ф18
√
A3
10000
0.01
22
弹簧
Ф1.8×11.6×74
√
65Mn
10000
0.01
23
钢球Ф7/8”
√
GCr6
10000
0.05
编制（日期）
审核（日期）
表4-2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
机加工车间
车、铣、钻、滚齿
20×36＝720
6
精密车间
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
性能测试室
测密封、测功率
12×20＝240
10
成品库
成品储存
20×20＝400
11
办公室、服务楼
办公室、食堂等
80×60＝4800
12
设备维修车间
机床维修
12×25＝300
13
调试返修车间
调试及返修
10×10＝100
表4-3柴油机机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
1
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
成型
60
3
热处理车间
回火
4
机加工车间
铣、粗镗
80
5
精密加工车间
精镗
90
6
半成品库
暂存
表4-4柴油机机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）
前泵盖
2
HT200
0.4
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
成型
60
3
热处理车间
回火
4
机加工车间
铣、钻、粗镗
80
5
精密加工车间
铣、精镗
90
6
半成品库
暂存
表4-5柴油机机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）
后泵盖
3
HT200
0.42
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
成型
60
3
热处理车间
回火
4
机加工车间
铣、钻、粗镗
80
5
精密加工车间
铣、精镗
90
6
半成品库
暂存
表4-6柴油机机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）
从动齿轮
4
45
0.3
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
70
3
热处理车间
回火
4
机加工车间
车、钻、滚齿
80
5
精密加工车间
剃齿
90
6
热处理车间
淬火
7
半成品库
暂存
表4-7柴油机机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
5
45
0.55
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
70
3
热处理车间
回火
4
机加工车间
车、滚齿、磨
80
5
精密加工车间
剃、精磨
90
6
热处理车间
调质
7
半成品库
暂存
表4-8柴油机机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）
斜齿轮
6
45
0.3
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
70
3
热处理车间
回火
4
机加工车间
车、钻、滚齿
80
5
精密加工车间
剃齿
90
6
热处理车间
淬火
7
半成品库
暂存
表4-9柴油机机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）
前套
7
ZQSn5-5-5
0.005
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
机加工车间
车、镗
80
3
精密加工车间
精车、精镗
90
4
半成品库
暂存
表4-10柴油机机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）
后套
8
ZQSn5-5-5
0.005
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
机加工车间
车、镗
80
3
精密加工车间
精车、精镗
90
4
半成品库
暂存
表4-11柴油机机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
9
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
机加工车间
配作
70
3
半成品库
暂存
表4-12柴油机机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
10
粉末冶金
0.01
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
机加工车间
车、镗
80
3
精密加工车间
精车、精镗
90
4
半成品库
暂存
表4-13柴油机机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）
从动轴
11
35
0.25
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
机加工
车、磨
80
3
精密加工
精车、精磨
90
4
热处理
调质
5
半成品库
暂存
表4-14柴油机机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）
调节塞
12
A3
0.01
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
机加工
车外圆、螺纹
80
3
半成品库
暂存
表4-15柴油机机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）
弹簧
13
65Mn
0.01
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
机加工
绕制
100
3
半成品库
暂存
三、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。
根据以上已知条件可知，待布置设计的柴油机机油泵的产品品种单一，产量大，属于大批量生产，适合于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。
四、产品的工艺过程分析
（一）、计算物流量
通过对产品加工、组装、检验等各种加工阶段以及各工艺过程路线的分析，计算每个工艺过程各工艺加工前工件单件重量及产生的废料重量，并根据全年生产量计算全年物流量。
具体计算过程如1-4表所示。
表1-4各零件物流量计算
表1-4各零件物流量计算
产品名称
毛重/kg
废料/kg
第一加工去废料
第二加工区废料
第三加工区废料
全年总质量
泵体
1/（0.6*0.8*0.9）=2.315
2.315*0.4=0.926
2.315*0.6*0.2=0.2778
2.315*0.6*0.8*0.1=0.11112
1.31492*10000=13149.2
前泵盖
0.4/（0.6*0.8*0.9）=0.926
0.926*0.4=0.370
0.926*0.6*0.2=0.11112
0.926*0.6*0.8*0.1=0.044
0.525*10000=5250
后泵盖
0.42/（0.6*0.8*0.9）=0.972
0.972*0.4=0.389
0.972*0.6*0.2=0.117
0.972*0.6*0.8*0.1=0.046
0.552*10000=5520
从动齿轮
0.3/（0.7*0.8*0.9）=0.595
0.595*0.3=0.179
0.595*0.7*0.2=0.0833
0.595*0.7*0.8*0.1=0.03332
0.295*10000=2950
齿轮轴
0.55/（0.7*0.8*0.9）=1.091
1.091*0.3=0.3273
1.091*0.7*0.2=0.1527
1.091*0.7*0.8*0.1=0.061
0.541*10000=5410
斜齿轮
0.3/（0.7*0.8*0.9）=0.595
0.595*0.3=0.179
0.595*0.7*0.2=0.0833
0.595*0.7*0.8*0.1=0.03332
0.2955*10000=2955
前套
0.005/（0.8*0.9）=0.00694
0.00694*0.8=0.0056
0.00694*0.8*0.1=0.000555
0.0061*10000=61
后套
0.005/（0.8*0.9）=0.00694
0.00694*0.8=0.0056
0.00694*0.8*0.1=0.000555
0.0061*10000=61
垫片
0.0005/0.7=0.000714
0.000714*0.3=0.000214
0.000214*20000=21.4
轴套
0.005/（0.8*0.9）=0.00694
0.00694*0.8=0.0056
0.00694*0.8*0.1=0.000555
0.0061*20000=122
从动轴
0.25/（0.8*0.9）=0.347
0.347*0.2=0.069
0.347*0.8*0.1=0.028
0.097*10000=970
调节塞
0.01/0.8
=0.0125
0.0125*0.2=0.0025
0.0025*10000=25
弹簧
0.01/1
=0.01
0.01*0=0
0*10000=0
（二）、各零件的工艺过程图
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-机加工车间，6-精密车间，7-标准间、半成品库。
（三）、产品总工艺过程图
五、物流分析
（一）、制从至表
绘制中部槽工艺物流从至表，如表1—5所示。
从
至
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
原材料库
铸造车间
锻造车间
热处理间
机加工间
精密车间
半成品间
装配间
测试间
成品库
办公楼
维修间
返修间
1
原材料库
42130
22810
3924.62
2
铸造车间
25280
3
锻造间
15957
4
热处理间
41237
14005
5
机加工间
32821.2
210
6
精密车间
14000
21233
7
半成品库
37203
8
装配车间
37203
7440.6
9
测试车间
29762.4
7440.6
10
成品库
11
办公室
12
维修间
13
返修间
表5.1物流强度汇总表
（二）、制物流强度汇总表
根据产品的工艺过程和物流从至表之中。
表5.2物流强度汇总表
序号
作业单位对
物流强度（kg）
序号
作业单位对
物流强度（kg）
1
1—2
42130
9
5—7
210
2
1—3
22810
10
6—4
14000
3
1—5
3924.62
11
6—7
21233
4
2—4
25280
12
7—8
37203
5
3—4
15957
13
8—9
37203
6
4—5
41237
14
8—13
7440.6
7
4—7
14005
15
9—10
29762.4
8
5—6
32821.2
16
9—13
7440.6
（三）、分物流强度等级
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，根据物流强分布划分物流强度等级。
作业单位对或成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确定。
针对工艺过程图，利用表1—4中统计的物流量，按由大到小的顺序绘制物流强度分析表1—7未出现的作业单位之间不存在固定的物流，因此，物流强度等级U级，划分等级采用著名的A、E、I、O、U等级，一般A级占总作业单位对的10%，E级占20%，I级占30%,O级占40%，U级代表那些无物流量的作业单位对，一般可以忽略不计。
据以上原则，划分物流强度等级如下表所示：
表5.3物流强度等级分析
序号
作业单位对
物流轻度单位（kg）
10000200003000040000
物流轻度等级
1
1—2
A
2
4—5
A
3
7—8
E
4
8—9
E
5
5—6
E
6
9—10
升级会员 