变速箱厂总平面布置设计设施规划课程设计.doc
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1、 目 录一.绪论 3二.变速箱厂总平面布置设计概述 41.基本生产布置的原则 42.工厂总平面布置设计原则 53.SLP过程步骤 5三系统布置设计(SLP)基本要素分析 71.原始给定条件 72.变速箱的结构及相关参数 73.作业单位的划分 84.生产工艺过程 9四. 产品产量分析 11五. 物流分析 121.计算物流量 122.绘制各零件的工艺过程图 123.绘制多种产品工艺过程表 144.绘制产品总工艺过程表 17六. 物流强度分析 18七. 作业单位相互关系分析 21八. 物流与非物流的相互关系合并 24九. 绘制作业单位位置相关图 271.综合接近程度计算 272.绘制作业单位位置相关
2、图 29十. 绘制作业单位面积相关图 32十 一. 绘制总平面布置图和方案选择 33十二.参考文献 37一.绪 论 设施规划与物流分析是工业工程专业的一门重要的主干专业课程。设施规划着重研究工厂总平面布置、车间布置及物料搬运系统等内容,其目标是通过对工厂各组成部分相互关系的分析,进行合理布置,得到高效运行的生产系统,获得最佳的经济效益和社会效益。随着现代化系统优化技术的发展和计算机辅助设计技术的应用,工厂布置设计已广泛地采用计算机辅助进行设计规划与布置,由于 影响设计布置的因素错综复杂,并且因素之间相互影响,相互制约,而且大多数因素还具有不确定性,因此,在设施布置设计中常常以物流分析作为其主要
3、的内容。大多数的计算机辅助设施布置设计软件也都是以物流分析为主,采用定量分析和定性分析相结合的方法,并将定性分析转化为定量分析。作为现代设施设计人员与生产管理人员,掌握并应用计算机辅助布置设计的方法和程序已成为必然。工厂布置设计是一项多因素,多目标的系统优化问题。学习和掌握工厂布置设计方法最有效的手段就是直接参与设计工作。由于社会需要的多样性,生产不同产品的工厂之间必然存在差异。这就给工厂布置设计带来了难题。系统布置设计方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法,采用一套表达极强的图例符号和简明表格,通过一系列条理清晰的设计程序进行工厂布置设计。它是一套初中性非常强
4、的设计模式和规范怕设计程序,并且为设施规划人员与生产管理人员广泛采用,运用效果良好。通过本课程设计,达到巩固设施规划与设计的专业知识,培养学生用所学知识解决工程实际问题的能力,同时培养学生善于使用文献检索工具的能力;提高综合所学知识创新性进行设计的能力。二.变速箱厂总平面布置设计概述 在进行工厂总平面布置设计时,我们应该对设施规划与物流分析课本中的基本生产布置有所了解1. 基本生产布置的原则(基本生产专业化布置的原则和形式,影响企业内部的生产分工和协作关系,决定物料流向,物流路线和运输量,所以它是企业生产和车间平面布置中必须考虑的重要问题)(1) 整体综合原则。设计时应将对生产设施布置有影响的
5、所有因素都考虑进去,以达到优化的方案(2) 移动距离最小原则。产品搬运距离的大小,不仅反映搬运费用的高低,也反映物料游动的通畅程度,因此,应按搬运距离最小原则选择最佳方案。(3) 游动性原则.良好的生产设施布置应使在制品在生产过程中流动顺畅,消除无谓停滞,力求生产流程连续化。(4) 空间利用原则。无论是生产区域还是依存区域的空间安排,都要力求充分有效地利用空间(5) 柔性原则。在进行生产布置前,应考虑各种因素变化可能带来的布置变化,以便以后更好的适应市场产品的需求。(柔性原则布置U形生产线布置示意图.如图2-1)7654321入口出口工人行走路线图2-1(6) 安全原则。应考虑使作业人员有安全
6、感,并感到方便,舒适2. 工厂总平面布置设计原则(1)满足生产要求,工艺流程合理 工厂总体布局应满足生产要求,符合工艺过程,减少物流量,同时重视各部门间的关系密切程度,具体布置模型有两种:按功能划分T区和采用系统布置设计模式。 我们这个变速箱厂决定采用系统布置设计模式,即按各部门之间物流与非物流相互关系密切程度进行系统布置,可以避免物料搬运的往返交叉,节省搬运时间与费用。 (2)适应工厂内外运输要求,线路短捷顺畅厂内道路承担着物料运输、入流输送、消防通行的任务。还具有划分厂区的功能;道路系统的布局对厂区绿化、美化、排水设施布置,工程管线铺设都有重大影响。 工厂内部运输方式、道路布局等应与厂外运
7、输方式相适应,这也是工厂总平面布置应给予重视的问题。(3)合理用地工业企业建设中,在确保生产和安全的前提下,应尽量合理地节约用地。在工厂总平面布置时可以采取如下措施: 根据运输、防火、安全、卫生、绿化等要求,合理确定通道宽度以及各部门建筑物之间的距离,力求总体布局紧凑合理。 在满足生产工艺要求前提下,将联系密切的生产厂房进行合并,建成联合厂房,此外可以采用多层建筑或适宜的建筑物外形。 (4) 充分注意防火,防爆,防振与防噪场。 (5)利用风向,朝向的自然条件减小环境污染。(6) 充分利用地形,地貌,地质条件。 ( 7) 考虑建筑群体的空间组织和造型,注意美学效果。3. SLP过程步骤 准备原始
8、资料 在系统设计开始时,首先必须明确给出基本要素产品P、产量Q、生产工艺路线R、辅助服务部门R及时间安排T这些原始资料,同时也需要对作业单位的划分情况进行分析,通过分解与合并,得到最佳的作业单位划分状况。 物流分析与作业单位相互关系分析 工厂的物料移动是工艺过程的主要部分时,物流分析就成了布置设计中最关键的方面;由于非物流关系对工厂设计也很重要,介于两者之间的情况,则需要考虑作业单位之间物流与非物流之间的相互关系。 物流分析的结果可以用物流强度等级及物流相关表来表示。非物流作业单位间的相互关系可以用关系密集及相互关系表来表示。综合考虑作业单位间物流与非物流的相互关系时,可以采用简单加权的方法将
9、物流关系表及作业单位相互关系表综合成综合相互关系表。 绘制作业单位位置相关图 根据物流相关表与作业单位相互关系表,考虑每对作业单位间相互关系等级的高低,决定两作业单位相对位置的远近,得出各作业单位之间的相对位置关系,这时并考虑各作业单位具体的占地面积,从而得到的仅是作业单位位置相关图。 作业单位占地面积的计算 各作业单位所需占地面积与设备、人员、通道等有关,计算出的面积应与可用面积相适应。变速箱厂的各作业单位面积已给出。 绘制作业单位面积相关图 把各作业单位占地面积附加到作业单位位置相关图上,就形成了作业单位面积相关图。 修正 作业单位面积相关图只是一个原始布置图,还需要根据其它因素进行调整与
10、修正。此时需要考虑的修正要素包括物料搬运方式、操作方式、储存周期等,同时还需要考虑实际限制条件,如成本、安全和职工倾向等方面是否允许。 考虑了各种修正因素与实际限制后,对面积图进行调整,得出三个有价值的可行方案。方案评价与择优 针对得到的三个方案,进行加权因素评价。通过对方案的比较评价,选出或修正方案,得出布置方案图。三系统布置设计(SLP)基本要素分析1. 原始给定条件公司有地16000平方米,厂区南北为200米,东西宽80米,该厂预计需要工人300人,计划建成年生产100000套变速箱的生产厂。2. 变速箱的结构及相关参数 变速箱由n39个零件构成,每个零件,组件的名称,材料,单件重量及需
11、求量如表3-1 表3-1 零件明细表工厂名称:变速箱厂共1页 产品名称变速箱产品代号110计划年产量110000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零件重量/kg说明39垫圈65Mn2200000.00438螺母Q2352200000.01137螺栓Q2353300000.03236销352200000.02235防松垫片Q2151100000.01034轴端盖圆Q2351100000.05033螺栓Q2352200000.02032通气器Q2351100000.03031视孔盖Q2151100000.05030垫片橡胶纸1100000.00429机盖HT200110
12、0003.50028垫圈65Mn6600000.00627螺母Q2356600000.01626螺栓Q2356600000.10325机座HT2001100004.00024轴承2200000.45023挡油圈Q2152200000.00422毡封油圈羊毛毡1100000.00421键Q2751100000.08020定距环Q2351100000.09019密封盖Q2351100000.05018可穿透端盖HT1501100000.04017调整垫片08F2200000.00416螺塞Q2351100000.03215垫片橡胶纸1100000.00414游标尺1100000.05013大齿轮4
13、01100002.00012键Q2751100000.08011轴Q2751100001.80010轴承2200000.4509螺栓Q23526400000.0258端盖HT2001100001.0507毡封油圈羊毛毡1100000.0046齿轮轴Q2751100002.4005键Q2751100000.0404螺栓Q23513200000.0143密封盖Q2351100000.0202可穿透端盖HT2001100000.0401调整垫片08F2200000.0103. 作业单位的划分根据变速箱的结构及工艺特点,设立如下所示的11个单位 ,分别承担原材料存储,备料,热处理,加工与装配,产品性能
14、试验,生产管理等各项任务。如表3-2 表3-2作业单位建筑汇总表序号作业单位名称用途建筑面积/(m x m)备注1原材料库储存钢材、铸锭12*12露天2铸造车间铸造12*363热处理车间热处理20*304机加工车间车、銑、钻12*245精密车间精镗、磨削12*366标准件、半成品库储存外购件、半成品12*247组装车间组装变速器12*368锻造车间锻造12*249成品库成品储存12*1210办公、服务楼办公室、食堂等80*6011设备维修车间机床维护12*244. 生产工艺过程变速箱的零件较多,但是大多数零件为标准件。假定标准件采用外购,总的工艺过程可分为零件的制作与外购、半成品暂存、组装、性
15、能测试、成品存储等阶段。 (1).零件的制作与外购制作的零件如表3-3到3-8,表中 的利用率为加工后产品与加工前的比率。表3-3 变速箱零件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29HT2002.5005000001250000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803机加工车间粗铣、镗、钻804精密车间精铣、镗985半成品库暂存表3-4变速箱零件加工工艺过程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25HT2003.0005000001500000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
16、铸造车间铸造803机加工车间粗铣、镗、钻804精密车间精铣、镗985半成品库暂存表3-5变速箱零件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13401.000500000500000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铸造车间锻造803机加工车间粗铣、插齿、钻804热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存表3-6变速箱零件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11Q2750.800500000400000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803精密车间精车9
17、54热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存7表3-7变速箱零件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6Q2751.400500000700000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803精密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存7表3-8变速箱零件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8HT2000.05050000025000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603机加工车间精车80(2). 标准件、外购
18、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。(3). 组装所有零件、组件在组装车间集中组装成变速箱成品。(4).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。(5). 产品存储所有合格变速箱存放在成品库等待出厂。四. 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
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- 关 键 词:
- 变速箱 平面布置 设计 设施 规划 课程设计