某变速箱厂总平面设施布置设计.docx
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某变速箱厂总平面设施布置设计
一、基本情况
公司有地16000m2,厂区南北为200m,东西宽80m,该厂预计需要工人300人,计划建成年产100000套变速箱的生产厂。
1、变速箱的结构及有关参数
变速箱由39个零件构成,装配图见图1、2、3所示。
每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于表1中。
图1减速器装配图
(1)
图2减速器装配图
(2)
图3减速器装配图(3)
表1变速箱零件明细表
工厂名称:
变速箱厂
产品名称
变速箱
产品编号
110
计划年产量
100000
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
单件重量/kg
说明
39
垫圈
√
65Mn
200000
0.004
38
螺母
√
Q235
200000
0.011
37
螺栓
√
Q235
300000
0.032
36
销
√
35
200000
0.022
35
防松垫片
√
Q215
100000
0.010
34
轴端盖圆
√
Q235
100000
0.050
33
螺栓
√
Q235
200000
0.020
32
通气器
√
Q235
100000
0.030
31
视孔盖
√
Q215
100000
0.050
30
垫片
√
橡胶纸
100000
0.004
29
机盖
√
HT200
100000
2.500
28
垫圈
√
65Mn
600000
0.006
27
螺母
√
Q235
600000
0.016
26
螺栓
√
Q235
600000
0.103
25
机座
√
HT200
100000
3.000
24
轴承
√
200000
0.450
23
挡油圈
√
Q215
200000
0.004
22
毡封油圈
√
羊毛毡
100000
0.004
21
键
√
Q275
100000
0.080
20
定距环
√
Q235
100000
0.090
19
密封盖
√
Q235
100000
0.050
18
可穿透端盖
√
HT150
100000
0.040
17
调整垫片
√
08F
200000
0.004
16
螺塞
√
Q235
100000
0.032
15
垫片
√
橡胶纸
100000
0.004
14
游标尺
√
100000
0.050
13
大齿轮
√
40
100000
1.000
12
键
√
Q275
100000
0.080
11
轴
√
Q275
100000
0.800
10
轴承
√
200000
0.450
9
螺栓
√
Q235
2400000
0.025
8
端盖
√
HT200
100000
0.050
7
毡封油圈
√
羊毛毡
100000
0.004
6
齿轮轴
√
Q275
100000
1.400
5
键
√
Q275
100000
0.040
4
螺栓
√
Q235
1200000
0.014
3
密封盖
√
Q235
100000
0.020
2
可穿透端盖
√
HT200
100000
0.040
1
调整垫片
√
08F
200000
0.010
2、作业单位的划分
根据变速箱的结构及工艺特点,设立如表2所示的11个作业单位,分别承担原料储存、备料、热处理、加工与装配、产品性能试验、生产管理等各项生产任务。
表2作业单位建筑汇总表
序号
作业单位名称
用途
建筑面积
/(mxm)
备注
1
原材料库
储存钢材,铸锭
20x30
露天
2
铸造车间
铸造
12x24
3
热处理车间
热处理
12x12
4
机加工车间
车、铣、钻
12x36
5
精密车间
精镗、磨销
12x36
6
标准件、半成品库
储存外购件、半成品
12x24
7
组装车间
组装变速箱
12x36
8
锻造车间
锻造
12x24
9
成品库
成品储存
12x12
10
办公、服务楼
办公楼、食堂等
80x60
11
设备维修车间
机床维修
12x24
3、变速箱生产工艺过程
变速箱结果比较简单,因此,生产工艺过程也比较简单,总的工艺过程可分为:
零、组件的制作与外购;半成品暂存、组装;性能试验与成品存储等阶段。
零件的制作与外购:
变速箱上的标准件、异型件如塑料护盖、铝制标牌等都是采用外购、外协的方法获得,入厂后由半成品库保存,其他零件由本厂自制,其工艺过程分别见表3至表8所示。
表中各工艺加工前工件重量=该工序加工后工件的重量/该工序材料利用率。
表3机盖加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
机盖
29
HT200
2.500
100000
250000
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
铸造
80
3
机加工车间
粗铣、镗、钻
80
4
精密车间
精铣、镗
98
5
半成品库
暂存
表4机座加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
机座
25
HT200
3.000
100000
300000
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
铸造
80
3
机加工车间
粗铣、镗、钻
80
4
精密车间
精铣、镗
98
5
半成品库
暂存
表5大齿轮加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
大齿轮
13
40
1.000
100000
100000
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
锻造车间
锻造
80
3
机加工车间
粗铣、插齿、钻
80
4
热处理车间
渗碳淬火
5
机加工车间
磨
98
6
半成品库
暂存
表6轴加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
轴
11
Q275
0.800
100000
80000
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
粗车、磨、铣
80
3
精密车间
精车
95
4
热处理车间
渗碳淬火
5
机加工车间
磨
98
6
半成品库
暂存
表7齿轮轴加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量
年产总质量
齿轮轴
6
Q275
1.400
100000
140000
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
粗车、磨、铣
80
3
精密车间
精车
95
4
热处理车间
渗碳淬火
5
机加工车间
磨
98
6
半成品库
暂存
表8端盖加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件质量/kg
计划年产量/kg
年产总质量
端盖
8
HT200
0.050
100000
5000
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
铸造
60
3
机加工车间
精车
80
标准件、外购件与半成品暂存:
生产出的零、组件经检验合格后,送入半成品库暂存。
定期订购的标准件和外协件均存放在半成品库。
组装:
所有零件、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。
性能测试:
所有组装出的变速箱均需进行性能试验,不合格的就在组装车间进行修复,合格后送入成品库,即不考虑成品组装不了的情况。
产品存储:
所有合格变速箱存放在成品库等待出厂。
二、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,待布置设计的变速箱厂的产品品种单一,产量较大,其年产量为100000台,属于大批量生产,适合按产品的原则布置,宜采用流水线的组织形式。
三、产品工艺过程分析
1、计算物流量
通过对产品的加工、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序加工前工件单位质量及产生的废料重量,并根据全年生产量计算全年物流量。
具体计算过程如表1所示。
产品名称
毛重/kg
废料/kg
铸造废料
锻造废料
机加工废料
精加工废料
全年总质量
机盖
2.500/(0.8*0.8*0.98)=3.9860
3.9860*0.2=0.7972
3.9860*0.8*0.2=0.6378
3.9860*0.8*0.8*0.02=0.0510
1.486*100000=148600
机座
3.000/(0.8*0.8*0.98)=4.7832
4.7832*0.2=0.9566
4.7832*0.8*0.2
=0.7653
4.7832*0.8*0.8*0.02=0.0612
1.783*100000=178310
大齿轮
1.000/(0.8*0.8*0.98)=1.5944
1.5944*0.2
=0.3189
1.5944*0.8*0.2+1.5944*0.8*0.8*0.02=0.0204
0.595*100000=59440
轴
0.800/(0.8*0.95*0.98)
=1.0741
1.074*0.2+1.074*0.8*0.95*0.02=0.0163
1.074*0.8*0.05=0.0430
0.274*100000=27410
齿轮轴
1.400/(0.8*0.95*0.98)
=1.8797
1.8797*0.2+1.8797*0.8*0.95*0.02=0.0286
1.8797*0.8*0.05=0.0752
0.480*10000=47970
端盖
0.050/(0.6*0.8)
=0.1042
0.10424*0.4=0.0417
0.10424*0.6*0.2=0.0125
0.0542*100000=5420
2、绘制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程如图1——图6所示。
图中序号分别为:
1—原材料库,2—铸造车间,3—热处理车间,4—机加工车间,5—精密车间,6—半成品库,8—锻造车间。
图6端盖物流量
0.0417
原材料
3、绘制产品总工艺过程图
变速箱总的生产过程可分为零件的加工阶段——总装阶段——性能实验阶段,所有零件,组件在组装车间集中组装。
将变速箱所有工艺过程汇总在一张图上,得到变速箱总工艺过程如图7所示。
该图清楚的表示出变速器生产的全过程以及各工序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。
四、物流分析
1、绘制从至表
根据变速箱工艺过程表,绘制出变速箱工艺过程物流从至表。
如表所示。
表变速箱加工工艺从至表(单位:
t)
至
从
1
2
3
4
5
6
7
8
9
合计
原材料库
铸造车间
热处理车间
机加工车间
精密车间
半成品库
组装车间
锻造车间
成品库
1
原材料库
887.3
295.4
159.5
1342.2
2
铸造车间
707.7
707.7
3
热处理车间
326.6
551.1
4
机加工车间
102.0
797.5
320.0
127.6
1347.1
5
精密车间
224.5
550.0
774.5
6
半成品库
1299.2
1299.2
7
组装车间
1299.2
1299.2
8
锻造车间
127.6
127.6
9
成品库
合计
887.3
326.5
1457.3
1022
870.0
1299.2
287.1
1299.2
7448.6
编制(日期)
审核(日期)
2、绘制物流强度汇总表
根据产品的工艺过程和物流从至表,统计各单位之间的物流强度,并将物流强度汇总到物流强度汇总表之中。
表物流强度汇总表
序号
作业单位对(路线)
物流强度/t
序号
作业单位对(路线)
物流强度/t
1
1—2
887.3
7
4—5
797.7
2
1—4
295.4
8
4—6
320.0
3
1—8
159.5
9
4—8
127.6
4
2—4
707.7
10
5—6
550.0
5
3—4
326.6
11
6—7
1299.2
6
3—5
224.5
12
7—9
1299.2
3、划分物流强度等级
将各作业单位对的物流强度按大小排序,自从达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。
针对变速箱的工艺过程图,利用表5-2中统计的物流量,按由小到大的顺序绘制物流强度分析表5-3,表5-2中未出现的作业单位之间不存在固定的物流,因此,物流强度等级为U级。
表5-3物流强度分析表
序号
作业单位对(路线)
物流强度(单位:
t)
15030045060075090010501200
物流强
度等级
1
6—7
A
2
7—9
A
3
1—2
E
4
4—5
E
5
2—4
E
6
5—6
I
7
3—4
I
8
4—6
I
9
1—4
O
10
3—5
O
11
1—8
O
12
4—8
O
4、绘制作业单位物流相关图
根据以上分析,绘制作业单位物流相关表,如图5-1所示。
图5-1作业单位物流相关图
五、作业单位非物流相互关系分析
针对变速箱生产特点,制定各作业单位间相互关系密切程度理由如表6-1所示。
根据表6-2制定变速箱“基准相互关系”(见表6-2),在此基础上建立非物流作业单位相互关系图,如图6-1所示。
表6-1变速箱各作业单位关系密切程度理由
编号
理由
编号
理由
1
工作流程的连续性
5
安全及污染
2
生产服务
6
振动,噪声,烟尘
3
物料搬运
7
人员联系
4
管理方便
8
信息传递
表6-2作业单位基准相互关系等级表
符号
含义
说明
比例
A
绝对重要
2—5
E
特别重要
3—10
I
重要
5—15
O
一般密切程度
10—25
U
不重要
45—80
X
负的密切程度
不希望接近
图6-1作业单位非物流相关图
六、作业单位综合相互关系分析
从表5-4和表6-3可知,变速箱厂作业单位物流相互关系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,需要将两表合作后再进行分析判断。
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,对于变速箱厂来说,物流因素(m)影响并不明显大于其它非物流因素(n)的影响,因此,取加权值m:
n=1:
1
2、综合相互关系的计算
根据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,并加权求和,求出综合相互关系如表7-1所示。
当作业单位数目为11时,总作业单位对数为:
N=11*(11-1)/2=55,式中,N为作业单位对数。
因此,表7-1中将有55各作业单位对,即将有55个相互关系。
表7-1作业单位之间综合相互关系计算表
作业单位对
关系密切
综合关系
物流关系加权值:
1
非物流关系加权值:
1
分数
等级
分数
等级
分数
等级
1—2
3
E
4
A
7
E
1—3
0
U
2
I
2
O
1—4
1
O
3
E
4
I
1—5
0
U
0
U
0
U
1—6
0
U
0
U
0
U
1—7
0
U
0
U
0
U
1—8
1
O
2
I
3
O
1—9
0
U
0
U
0
U
1—10
0
U
2
I
2
O
1—11
0
U
0
U
0
U
2—3
0
U
0
U
0
U
2—4
3
E
3
E
6
E
2—5
0
U
0
U
0
U
2—6
0
U
0
U
0
U
2—7
0
U
0
U
0
U
2—8
0
U
0
U
0
U
2—9
0
U
0
U
0
U
2—10
0
U
-1
X
-1
X
2—11
0
U
1
O
1
O
3—4
2
I
2
I
4
I
3—5
1
O
0
U
1
U
3—6
0
U
0
U
0
U
3—7
0
U
0
U
0
U
3—8
0
U
0
U
0
U
3—9
0
U
0
U
0
U
3—10
0
U
-1
X
-1
X
3—11
0
U
1
O
1
U
4—5
3
E
3
E
6
E
4—6
2
I
3
E
5
I
4—7
0
U
0
U
0
U
4—8
1
O
0
U
1
U
4—9
0
U
0
U
0
U
4—10
0
U
-1
X
-1
X
4—11
0
U
1
O
1
U
5—6
2
I
2
I
4
I
5—7
0
U
0
U
0
U
5—8
0
U
0
U
0
U
5—9
0
U
0
U
0
U
5—10
0
U
-1
X
-1
X
5—11
0
U
1
O
1
U
6—7
4
A
4
A
8
A
6—8
0
U
0
U
0
U
6—9
0
U
0
U
0
U
6—10
0
U
1
O
1
U
6—11
0
U
1
O
1
U
7—8
0
U
0
U
0
U
7—9
4
A
4
A
8
A
7—10
0
U
3
E
3
O
7—11
0
U
1
O
1
U
8—9
0
U
0
U
0
U
8—10
0
U
-1
X
-1
X
8—11
0
U
1
O
1
U
9—10
0
U
1
O
1
U
9—11
0
U
0
U
0
U
10—11
0
U
1
O
1
U
3、划分关系密级
在表7-1中,综合关系分数取值范围为-1—8,按分数排列得出各分数段所占比例如表7-2所示,在此基础上与表7-3中推荐的综合相互关系密级程度划分比例进行对比,若各等级相差太大,则需要对表7-1中作业单位对之间的关系密切程度作适当的调整,使各等级比例与表7-3中推荐的比例尽量接近。
表7-2综合相互关系密级等级划分
总分
关系等级
作业单位对数
百分比(%)
8
A
2
3.6
6—7
E
3
5.4
4—5
I
4
7.4
2—3
O
5
9.1
0—1
U
36
65.4
-1
X
5
9.1
表7-3综合相互关系密级与划分比例
关系等级
符号
作业单位对数比例(%)
绝对必要靠近
A
1—3
特别重要靠近
E
2—5
重要
I
3—8
一般
O
5—15
不重要
U
20—85
不希望靠近
X
0—10
4、建立作业单位综合相互关系表
将图7-1中的综合相互关系总分转化为关系密级等级,绘制成作业单位综合相互关系图,如图7-1所示。
图7-1作业单位综合相关关系图
七、工厂总平面布置
1、综合接近程度
由于变速箱厂作业单位之间相互关系数目较多,为绘图方便,先计算各作业单位的综合接近程度,如表8-1所示。
综合接近程度分数越高,说明该作业单位越应该靠近布置图的中心;分数越低,说明该作业单位应该远离布置图的中心,最好处于布置图的边缘。
因此,布置设计应该按综合接近程度分数高低顺序进行,即按综合接近程度分数高低顺序来布置作业单位顺序。
表8-1综合接近程度排序表
至
从
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
原材料库
铸造车间
热处理车间