Определение количества работающих
К производственным рабочим механических цехов относятся станочники, операторы и наладчики автоматических линий, разметчики, слесари по промежуточным слесарно-сборочным работам, мойщики деталей.
Табл. 2
| Типы станков | % состав оборудования механических цехов | |||
| Приборостроение | Станкостроение | Автомобилестроение | Тяжелое машиностроение | |
| Токарные, токарно-револьверные | ||||
| Расточные | ||||
| Сверлильные | ||||
| Агрегатные | - | |||
| Строгальные, долбежные | - | |||
| Фрезерные | ||||
| Протяжные | - | |||
| Зубообрабатывающие | ||||
| Шлифовальные и хонинговальные | ||||
| Резьбонарезные | ||||
| Отрезные | - | |||
| Специальные автоматы и п/автоматы |
В единичном, мелкосерийном и серийном производствах количество производственных рабочих определяется по общей трудоемкости:
, (21)
где Т - трудоемкость годового выпуска деталей;
Фдр - действительный годовой фонд времени работы рабочего в часах.
Количество рабочих станочников Рс определяется по трудоемкости механической обработки:
, (22)
где Тмех - трудоемкость механической обработки в ст-час
Q - годовая программа в штуках;
Км - коэффициент многостаночного обслуживания
Количество станочников рассчитывается по каждому виду оборудования: токарей, фрезеровщиков, сверловщиков и т.п. Коэффициент многостаночного обслуживания равный для каждого типа оборудования. Например,
- для универсальных станков: токарных, фрезерных, шлифовальных, сверлильных и др. Км = 1.
- для полуавтоматов: многорезцовых, револьверных, многошпиндельных и др., у которых действия рабочих состоят лишь в установке детали Км = 1,5-2
- для многошпиндельных автоматов Км = 2 - 3
- для одношпиндельных автоматов Км = 3 - 4
- для зубообрабатывающих станков Км = 3 - 5
- для круглошлифовальных п/автоматовКм = 1-2
- для поточного производства Км = 1,1-1,5
Число станочников можно определить также по числу станков Сп цеха или участка:
(23)
где Кз, Ки - коэффициенты загрузки и использования оборудования; для единичного, мелкосерийного и среднесерийного производства принимаются = 0,85, для крупносерийного и массового = 0,8.
Число сборщиков по числу рабочих мест Mcб определяют по формуле:
(24)
где П - плотность работы;
Ки = 0,8 - для сборочных работ.
В условиях крупносерийного, массового производств и при использовании гибких производственных систем (ГПС) для обслуживания станков в составе производственных рабочих предусматривают наладчиков для каждого типа оборудования. Так, например, один наладчик обслуживает 11 - 18 токарных станков; 5 - 12 агрегатно-сверлильных; 8 - 13 - шлифовальных; 4 -10 - токарных о ЧПУ; 8 - 16 - фрезерных и сверлильных с ЧПУ; 2 - 6 - многоцелевых станков и роботизированных технологических комплексов (РТК); 5 - 8 - сборочных автоматов и п/автоматов.
Число операторов-наладчиков ГПС рассчитывают в зависимости от числа гибких производственных модулей (ГПМ) в их составе. Один оператор-наладчик обслуживает следующее число ГПМ: токарных - 3-4; карусельных - 2; сверлильно-фрезерно-расточных - 2 - 3; шлифовальных - 2-3; зубообрабатывающих - 3-4 и т.д.
При расчетах числа рабочих-станочников, обслуживающих поточные линии, станки с ЧПУ и ГПМ рассматривают возможность обслуживания одним рабочим нескольких станков одной, либо смежной линии. Основное условие для использования многостаночного обслуживания в том, чтобы за время автоматической работы одного станка - tма рабочий смог выполнить работу по обслуживанию других станков т.е.:
При обслуживании станков-дублеров, выполняющих одинаковую операцию, число станков, обслуживаемых одних рабочим, рассчитывается по формуле
(25)
где 
- вспомогательное, не перекрывающееся время;
tвn - вспомогательное. перекрывающееся машинным время;
tnep - время переходов рабочего от станка к станку.
В этом случае строится циклограмма многостаночной работы (рис.2).
Длительность цикле Тц складывается из машинно-автоматического времени tма и вспомогательного не перекрывающегося tвн времени, т.е.
(26)
Длительность цикла обслуживания должна быть равна или кратна действительному такту выпуска. Каждому рабочему присваивается определенный разряд и рассчитывается средний разряд рабочих по участку. Средний разряд для серийного и мелкосерийного производства 3,2 - 4,2. Все принятое количество производственных рабочих должно быть разбито по сменам: для серийного и мелкосерийного производств в первую смену назначают 55% всех рабочих; для автоматических и поточных
линий - 50%.
Укрупненно количество вспомогательных рабочих составляет: в серийном производстве 18-25% от количества производственных; ИТР -9,5 -11%; служащих - 1.4 - 2%, МОП 1,1 - 1.5%; работников технического контроля - 4 - 6%. Кладовщики и раздатчики - один рабочий на 40-60 производственных рабочих. Количество водителей электрокар и крановщиков берется в соответствии с количеством единиц кранового оборудования. Уборщики помещений - 1 человек на 700 - 1200 м2 убираемой площади; уборщики стружки - 1 человек на 0,7-2 т стружки в зависимости от уровня механизации.
Количество браковщиков и контролеров - 10 - 15% от количества производственных рабочих. Количество ИТР ОТК при двухсменной работе составляет 7 - 10% количества всех рабочих цеха.
В цехах крупносерийного производства число вспомогательных рабочих составляет 35 - 50%, ИТР - 7 - 10%, служащих 2 - 1%, МОП - 1,5-0,8% от общего количества всех работающих.
Планировка оборудования на участке
Планировка участка - этоплан расположения производственного, подъемно-транспортного и др. оборудования, рабочих мест, проездов и проходов и др. Основным принципом при составлении плана расположения оборудования на участке и в цехе является обеспечение прямоточности движения деталей в процессеих обработки в соответствии с технологическим процессом.
Расстановка оборудования по типам применяется в цехах единичного и мелкосерийного производства, а также для отдельных деталей серийного производства. Наиболее современная планировка станков получается в автоматических в непрерывно-поточных линиях - в порядке выполнения тех. процесса. Здесь станки расположены в порядке выполнения операций так, чтобы не было возвратных движений. Однако, отдельные детали могут обрабатываться не на всех станках и поэтому допустимо зигзагообразное движение деталей.
План расположения оборудования составляется в масштабе 1:100 или 1:50, Ширина пролетов (L) для среднего машиностроения принимается
18 м, для приборостроения 12 м, для тяжелого машиностроения 24 м; шаг колонн t (в продольном направлении) - 6 или 12м (рис. 3).
Таким образом, применяют следующие сетки колонн:
12 ´ 6; 18 ´ 6; 18 ´ 12; 24 ´ 6; 24 ´ 12.
Перед планировкой оборудования вырезают карточки габаритов станков - темллеты в выбранном масштабе, а на миллиметровой бумаге наносится сетка колонн и проезды. Карточки располагают на плане и прикалываютих булавками. При рассмотрении нескольких вариантов выбирают оптимальный и после согласования его с руководителем вычерчивают и 
оформляют на чертежной бумаге.
Правила размещения оборудования:
1. Участки, занятые станками должны быть по возможности короткими
(40 - 80 м). Рекомендуемое число станков 18-30 единиц.
2. Технологические линии на участке желательно располагать вдоль пролетов.
3. Станки вдоль участка могут быть расположены в два, три и более рядов, а также по отношению к проезду вдоль, поперек и под углом
(Рис. 4).
4. В поточных линиях станки располагают в 1 или 2 ряда (рис. 5).
5. Расстояние между станками и проезды выбираются при весе транспортируемых деталей до 1 т электротележками, талями на монорельсе и мостовыми и подвесными кранами - 2,5 м при одностороннем движении и З,5 при двухстороннем.
6. Ширина магистральных проездов от 3 до 4,5 м для грузов до 1 т перевозимых электротележками и грузовыми машинами и от 4 до 5,5 м для грузов до 5т.
Нормы расстояний между станками и от станков до стен и колонн зданий приведены в таблице 3.
Табл. 3
Нормы расстояний между станками и от станков до стен и колонн.
| Расстояния | Нормы расстояний между станками при их размерах в мм | ||||
| До 1800´ 800 | До 4000´ 2000 | До 8000´ 4000 | До 16000´ 6000 | ||
| Между станками по фронту «а» | |||||
| Между тыльными сторонами станков «б» | |||||
| Между станками при поперечном расположении к проезду | При расположении станков «в затылок» «в» | - | |||
| при расположении станков фронтом друг к другу и обслуживании 1 рабочим | одного станка «г» | - | |||
| двух станков «д» | - | - | |||
| От стен или колонн здания до | тыльной или боковой стороны станка «е» | ||||
| фронта станка «ж» | - |
При окончательном оформлении плана расположения оборудования следует указать все виды транспортировки и подъема детали, уборки стружки, размеры главных проездов и проходов, сетку колонн, расстояния фронтальных линий станков от колонн, стен и т.д.
6. Проектирование складских и вспомогательных
помещений цеха
В зависимости от масштаба производства, размера цеха и организации работы определяется состав вспомогательных отделений цеха. В этот состав входят: инструментальная служба цеха (заточное отделение, отделения ремонта и оснастки, инструментально-раздаточные кладовые); кладовые приспособлений и абразивов; контрольные пункты и отделения; цеховая ремонтная база; склады; отделения для приготовления и раздачи СОЖ; отделения сбора и переработки стружки, а также помещения цеховых энергетических и санитарно-технических установок. В зависимости от конкретных условий некоторые отделения могут объединяться и быть общими для нескольких цехов одного корпуса.
Заточное отделение предусматривается для централизованной переточки режущего инструмента. Основным его оборудованием являются заточные станки. Расчет числа заточных станков производится точно или укрупненно.
При укрупненном расчете число заточных станков определяется в процентах от количества металлорежущего оборудования, обслуживаемого заточным отделением (за вычетом шлифовальных и полировальных станков). При 200 станков в цexe в массовом производстве заточные станки составляют 5%, а в серийном и м/серийном - 4%. При 200-500 станков в цехе массового производства - 4% заточных станков, а в серийном и мелкосерийном - 3%.
Кроме основных станков в заточных отделениях устанавливается вспомогательное оборудование в количестве 20% от числа станков отделения. В этот состав входят: обдирочно-шлифовальный станок; настольное точило; ручной пресс; заточной станок для дисковых пил; заточной станок для центровочных сверл.
Число рабочих заточников определяется по числу станков заточного отделения:
, (27)
где Сзат - число основных станков заточного отделения;
Кзср- средний коэффициент загрузки;
Км - коэффициент многостаночного обслуживания.
Общая площадь заточного отделения составляет 8 - 10 м2 (при мелких изделиях), 10-12 м2 (при средних) и 12-14 м2 (при крупных изделиях) на один основной станок отделения.
Заточное отделение следует располагать в производственном здании по возможности рядом с раздаточными кладовыми режущего инструмента. Отделение оборудуется приточно-вытяжной вентиляцией.
Рекомендуется создавать централизованные заточные отделения для обслуживания всех цехов завода.
Отделение ремонта инструмента и оснастки целесообразно централизовать для обслуживания всех цехов в корпусе или в нескольких корпусах. Расчет см. [2].
Инструментально- раздаточная кладовая -ИРК. Расчет площадей кладовых производится по нормам, приведенным в табл. 4.
Таблица 4.
Нормы для расчета площади цеховых кладовых
| Кладовые | Объекты хранения | Норма площади кладовой в м2 на один производственный металлорежущий станок при работе в цехе в две смены при типе производства | |||
| массовом | крупносерийном | серийном | мелкосерийном | ||
| Инструментально раздаточные | Режущий и вспомогательный инструмент | 0,1-0,2 | 0,2 - 0,6 | 0,25-0,7 | 0,4 - 0,9 |
| Измерительный инструмент | 0,1-0,2 | 0,1-0,2 | 0,15-0,3 | 0,3-0,5 | |
| Режущий, вспомогательный и измерительный инструмент | 0,2-0,3 | 0,3-0,8 | 0,4-1,0 | 0,7-1,4 | |
| Приспособлений | Приспособлений для установки деталей на станках | 0,15-0,2 | 0,25-0,6 | 0,35-0,5 | 0,6-1.2 |
| Инструментальной оснастки | Приспособления и все виды инструмента | 0,35-0,5 | 0,55-1,4 | 0,75-1,9 | 1.3-2,6 |
Примечание: Меньшие значения относятся к малым станкам, большие - к крупным станкам.
Контрольные отделения и пункты следует размещать рядом с обслуживаемыми участками по ходу технологического процесса. В зависимости от формы организации работ контроль может производиться: на рабочем месте на станке или около станка; на контрольных пунктах; в контрольном отделении цеха.
Укрупненно площадь контрольного отделения определяют по норме
5 - 6 м2 на одного работника-контролера с применением коэффициента 1,5-1,75 на расположение оборудования, инвентаря и проходов. Число работников ОТК составляет 4 -65 от общего количества рабочих. Обычно площадь контрольного отделения составляет 3 - 5% от площади станочного отделения. Размеры площадок для контрольных пунктов принимают равными 2 ´ 2 или 2,5 ´ 2,5 м.
Контрольное отделение располагают в механическом цехе по пути движения деталей в сборочный цех, перед промежуточным складом и выгораживают перегородками.
Складские помещения.
Для обеспечения нормального хода производства в цехе должны иметься склады металла, заготовок, межоперационные склады и склады готовых деталей. Размеры складов определяются масштабом и характером производства.
Склад металла целесообразно устраиватьединый, обще заводской. Склады, заготовок должны размещаться при соответствующих заготовительных цехах, а в механическом цехе на складе должен быть запас заготовок на 5 - 20 дней. Для достижения прямого и кратчайшего пути движения заготовка цеховые склады должны размещаться в начале соответствующих технологических потоков. В цехах поточного производства для хранения заготовок предусматривают площадки в начале линии.
Межоперационные склады устраивается только в непоточном производстве. В поточном производстве необходимый межоперационный запас деталей-полуфабрикатов хранится непосредственно у станка.
Склады готовых деталей располагают в конце участков или линий механической обработки, за контрольным отделением, по пути движения деталей на сборку. В поточном производстве склады готовых деталей представляют собой выделенные складские площадки, расположенные в концах поточных линий иди подвижные склады-конвейеры.
Величину площади складов определяют исходя из необходимости хранения определенного количества запаса металла, заготовок, полуфабрикатов или деталей с учетом допустимой грузонапряженности пола складского помещения:
(28)
где Q0 – общий черновой вес материалов или заготовок, подлежащих механической сборке в течение года, т.
аср – среднее количество дней, на которое принимается запас
материала (от 3-х до 20 дней в зависимости от типа производства);
Ф – количество рабочих дней в году;
gср – среднедопустимая нагрузка на площадь цеха, т/м2 (принимается 2 - 3 т/м2);
Ки – коэффициент использования площади склада – отношение полезной площади склада к его общей площади, включая проходы, проезды Ки = 0,4 – 0,5
Для снабжения станков смазочно-охлаждающей жидкостью в механическом цехе предусматривают эмульсионную станцию и склад масел. Эмульсионная станция обслуживает все механические цеха и часто выносится в пристройкуили строится отдельно на территории завода. В механических цехах масло расходуется на заливку и смену масла в емкостях станков, на доливку и ручную смазку трущихся элементов станков.
Нормы расхода сказочных материалов (индустриальные масла марок 20, 30, 45) на один металлорежущий станок (qм):
- для мелкогооборудования - 0,25кг в сутки;
- для среднего оборудования - 0,44 кк в сутки;
- для крупного оборудования - 0,7 кг в сутки.
Годовой расход масел для смазки оборудования (т/год):
, (29)
где qмi – расход масла на 1 станок в сутки, кг;
Сп – количество станков;
253 – число рабочих дней в году.
Площадь склада масел составляет 10 - 20м2. Эмульсионную станцию и склад масел располагают в помещениях у наружной стены с отдельным выходом наружу.
Современные высокопроизводительные станки, оснащенные десятками режущих инструментов и работающие на высоких скоростях, дают до 100 кг стружки в час. Это сделало необходимым разработку специальных средств для сбора и утилизации стружки.
Средний процентотходов в стружку по всем видам заготовок можно принять равным15% от массы готовых деталей годовой программы. Наиболее эффективный способ переработки стружки - ее брикетирование. Особые трудности вызывает сбор и транспортировка стальной витой стружки, которая для брикетирования должна быть измельчена. Предварительное дробление ее производят на станке путем применения стружколомательных элементов на инструменте - стружколомов, экранов и т.д. Для уборки стружки из рабочей зоны станка современные станки имеют специальные устройства шнекового, скребкового или инерционного типа, которые перемещают стружку в короб или люк, расположенные с тыльной стороны станка. Транспортировка стружки - см. транспортные устройства.
Переработка стружки производится в централизованном отделении, которое размещают у наружной станы здания: в подвальном помещении или в отдельном.
Площадь отделения для переработки стружки определяется в зависимости от количества производственного оборудования цеха по таблице.
Табл. 5