Совершенствование технологического процесса изготовления ортотропной плиты

5. Экономическая часть

Экономическая часть дипломного проекта предназначена для технико-экономического обоснования разработанного технического решения изготовления сварной конструкции и состоит из разделов:

Техническая подготовка производства сварной конструкции.

Техническое нормирование технологических операций.

Расчет основных параметров поточного производства.

Расчет длительности производственного цикла.

Организация труда и планирование заработанной платы.

Планирование себестоимости изготовления сварной конструкции.

Планирование цены, прибыли и рентабельности производства.

Экономическая эффективность мероприятий.

Технологическая подготовка производства сварной конструкции

а) Расчет массы изделия и производственной годовой программы:

Масса изделия рассчитывается в соответствии с чертежом конструкции, из массы элементов ее составляющих. Общий вид мостовой балки представлен на рисунке 2. Годовая производственная программа (Nг) рассчитывается исходя из годового объёма производства сварочного участка в условных тоннах (Qг) и массы изделия (Gизд) в тоннах: Nг⁼Qг / Gизд, шт./год.

Масса конструкции (ортотропной плиты) составляет Gизд=6,315т (согласно спецификации чертежа).

Характер проектируемого способа и средств, затрачиваемых на изготовление ортотропной плиты, в значительной степени определяется объемом производства продукции, который рассчитывается по формуле:

,

где Qг - объем производства данной конструкции в год,

Qг =16000 тонн/год;

шт/год

б) Выбор основного металла для изготовления сварной конструкции:

В современных конструкциях, изготавливаемых с помощью сварки, используются разнообразные материалы, отличающиеся по своим механическим и физическим свойствам, технологическим характеристикам.

Выбор материала определяется соответствием его свойств требованиям, обусловленным назначением и условием эксплуатации.

Металл для изготовления ортотропной плиты должен обладать требуемым уровнем механических свойств, достаточной коррозионной стойкостью и хорошей свариваемостью. Наряду со статистической прочностью металл должен обладать высокой прочностью при значительных нагрузках. В таблице 2 приведены механические свойства стали 15ХСНД.

в) Выбор и ценовое обоснование технологического оборудования:

Обычно, в технологический процесс изготовления сварной конструкции включаются следующие операции и оборудование:

- правка листов на листоправилыюй машине UBR 9х2500,

Ц=1328240 руб., На=5,6%;

- воздушно-плазменная резка «Комета», Ц=686400 руб., На=7,7%;

- строжка кромок на станке М 7814, Ц=686340 руб., На=5,6%;

- фрезеровка торцов на станке 6991С1, Ц=234560 руб., На=7,75;

- сборка ортотропной плиты в кондукторе, Ц=283200 руб., На=11%;

- сварка ортотропной плиты на установке, Ц=324650 руб., На=12,5%;

- правка грибовидности на станке, Ц=286000 руб., На=7,7%;

- общая сборка ортотропной плиты на установке,Ц=138540 руб,На=11 %;

- общая сварка ортотропной плиты из составных узлов на стенде, Ц=385620 руб., На=12,5%;

Поскольку промышленность не выпускает листов необходимых размеров (стандартный 6000х1500), то резку проводят с полезным максимальным использованием площади листа.

Техническое нормирование технологических процессов

Нормирование правки

Норму штучного времени на правку одного листа рассчитывают по формуле:

где L - длина выравляемого листа, L=6м;

l0 - расстояние между осями верхних валиков, l0=0.9 м;

n - количество пропусков листов через валки машины, n=4;

К - коэффициент проскальзывания валков, К=0,95;

V - скорость правки, V=12 м/мин;

m - количество листов в пакете, m=4;

К₁ - коэффициент, учитывающий затраты времени на отдых и

обслуживание, К₁=1,13;

t_всп - вспомогательное время, затрачиваемое на установку листа,

промеры, снятие листа, t_всп=8 мин;

Нормирование воздушно-плазменной резки



где 0 - толщина разрезаемого листа, см;

К₀ - коэффициент, учитывающий состав разрезаемой стали, К₀=1,07;

Кп - коэффициент, учитывающий перегрев металла и потери в дуге,

Кп=1,7;

М - коэффициент, учитывающий вид металла, для стали М=0,95;

N - мощность дуги, для АВПР-2 N=80 кВт;

t_{всп.рез} - вспомогательное время на 1 пог.м реза, t_{всп.рез}=0,6 мин/м;

L _рез - суммарная длина прямолинейной резки на лист,м;

t_п - время на подогрев металла перед резкой; t_п =0,1 мин;

nп - количество подогревов на лист равно числу резов на лист;

t_всп - вспомогательное время, связанное с изделием, t_всп=10,4 мин;

mпак - количество листов в пакете mпак=4

Нормирование строжки кромок листов

где L - длина листа, м L=11м;

h - припуск на обработку, h=5 мм;

V_строж. - скорость фрезеровки, м/мин V_строж.=9 м/мин;

S - подача суппорта на 1 проход, S=0,5мм;

m - число листов в пакете;

tвсп - вспомогательное время, tвсп =12,6 мин/изд;



Нормирование фрезеровки кромок листов:

,

где L- длина листа, м, L=3м;

h- припуск на обработку, h=5 мм;

V_фрез- скорость фрезеровки, м/мин, V_фрез=9 м/мин;

S- подача суппорта на один проход, S=0.5 мм;

m- число листов в пакете, m= 12;

t_всп.- вспомогательное время, t_всп= 12,6 мин/изд;

мин.

Нормирование сборочных работ

где tуст - время на установку одной позиции, tуст =1,5-2 мин;

nпоз - число позиций, из которых собирается узел;

tфикс - время на фиксацию одной позиции, tфикс=1,0-1,5 мин;

nфикс - число фиксаций на собираемый узел, nфикс =2;

Lшв - суммарная длина швов собираемого узла, м;

tприхв - время на одну прихватку, tприхв =0,5 мин;

lшаг - шаг прихваток, lшаг =0,5 м;

tкант - время на один полный поворот при кантовке изделия,

tкант=2,4мин;

nкант - число кантовок на узел;

tп.св - время на один переход сварщика в процессе сборки узла,

tп.св =0,1 мин;

nп.св - число переходов сварщика, nп.св=Lшв/2lшаг ;

tвсп - вспомогательное время, tвсп =2,5 мин/изд;

для двутавра

Нормирование сварочных работ автоматической сваркой под флюсом

где Vсв - скорость сварки, м/ч V=45 м/ч;

tвсп.шв - вспомогательное время, связаное со швом на один погонный

метр шва, tвсп.шв=0,8-1,6 мин/м;

Lшв - суммарная длина сварного шва на свариваемый узел, м L_шв;

tуст - вспомогательное время на установку узла, tуст =2,5 мин/узел;

tкант - время на один полный поворот изделия при сварке (кантовки),

tкант=2,0-2,4 мин;

tвсп - вспомогательное время, tвсп =2,5 мин/изд;

Нормирование механизированной МДГ сварки в Ar+CO₂



где F_шв - площадь поперечного сечения шва, F_шв=30 мм³;

с_ме - плотность металла сварного шва, с_ме=7,85 г/см³;

tвсп.шв - вспомогательное время, связаное со швом на один погонный

метр шва, tвсп.шв=0,8-1,6 мин/м;

Lшв - суммарная длина сварного шва на свариваемый узел, м;

tуст - вспомогательное время на установку узла, tуст =2,5 мин/узел;

tкант - время на один полный поворот изделия при сварке (кантовки),

tкант=2,0-2,4 мин;

tвсп - вспомогательное время, tвсп =6,8 мин/изд;

Полный расчет преведен в таблице 31.

Таблица 30 - Норма штучного времени на изделие по операциям

Наименование технологической операции	Расчетные параметры формул	Вспомогатель-ное время, мин	Число узлов в изделии	Норма штучного времени, tшт.изд
				на узел	на изделие
	Lшв, м	V, м/ч	tосн, мин	tвсп.шв	tвсп.изд	m	мин	час/изд
Нормирование правки	11	10	0,78		8	2,3	9,8	0,37
Нормирование ВПР			9,2		10,4	2,3	24,4	0,94
Нормирование правки грибовидности	11	10	1,65		8	2	10,5	0,3
Нормирование строжки	11	540	3,5		12,6	2	17,8	0,59
Нормирование фрезировки	6		0,31		2,5	2	14,5	0,48
Сборка двутавра	44		67		2,5	3	70	3,5
Сварка двутавра	44	45	79	0,8	2,5	3	132	6,6
Сборка ортотропной плиты	66		102		2,5	2	105	3,5
Сварка ортотропной плиты	66	45	102	0,8	2,5	2	180	6
Общая сборка	54		80		2,5	1	82	1,36
Общая сварка	54	30	92	1,2	2,5	1	155	2,58

Итого: tшт.заг = 108 мин,

tшт.ВПР = 56,12 мин,

tшт.сб = 502 мин,

tшт.св = 911 мин.

Расчет основных параметров поточного производства

Поточные линии широко используется для изготовления сварных конструкций. Такт работы поточной линии с регламентированными перерывами на отдых определяется:

где f - число смен в сутки;

t_см - продолжительность смены; t_см=480мин;

t_пер - регламентированный перерыв на отпуск и обед, t_пер=50 мин;

а - величина возможного брака к суточной программе запуска,

а=0,5-2,5%

N_в.сут - суточная программа выпуска поточной линии, тонн или штук,

N_в.сут =Nг/251=3636/251=14,5(шт/сут)

Число рабочих мест (единиц оборудования) на каждой i-ой операции для выполнения годовой программы определяется:

где F_д.о- действительный годовой фонд времени работы оборудования, ч.;

N_г - годовой выпуск изделия.

F_д.о= 3986 ч.

Учитывая неравномерность загрузки оборудования на разных операциях, рассчитывается коэффициент загрузки оборудования по каждой операции:

где C_прин.i - принятое число оборудования по i-ой операции, т.е. окруженное

C_пi до ближайшего верхнего целого числа.

Годовой явочный штат рабочих на поточной линии рассчитывается по формуле:

где F_н.р - номинальный годовой фонд времени работы рабочих,

F_н.р= (365-52 2 -10) 1 х 8=2008 часов

Результаты расчетов приведены в таблице 31.

Таблица 31 - Расчетные данные параметров поточного производства

Наименование технологических операций	Норма штучного времени, час/изд	Число оборудования	kзагр	Первоначальная стоимость	Норма амортизации,%	Годовая сумма амортизации, Аг, руб/год
		Cpасч.i	Cприн.i
1. Правка	0,37	0,33	1	0,33	591731	5,6	33137
2. ВПР	0,94	0,85	1	0,85	787644	12,5	98456
3. Правка грибовидности	0,3	0,27	1	0,27	104247	7,7	8027
4. Фрезеровка	0,48	0,43	1	0,43	136162	7,7	10484
5. Строжка	0,59	0,54	1	0,54	500342	5,6	28019
6. Сборка двутавра	3,5	3,2	3	1,06	390886	11	42997
7. Сварка двутавра	6,6	6,0	6	1	2520000	12,5	315000
8. Сборка ортотропной плиты	3,5	3,2	3	1,06	1260806	11	138688
9. Сварка ортотропной плиты	6	5,5	6	0,92	2508895	12,5	313612
10. Общая сборка конструкции	1,36	1,24	1	1,24	240505	11	26456
11. Общая сварка конструкции	2,58	2,4	2	1,2	1295683	12,5	161960
Итого					103369901		1177136

ПСоб.= 10336901 руб.

ОФ=ПСоб./dоб.ОФ(0,51)=20268433 руб.

Расчет длительности производственного цикла

Длительность производственного цикла изготовления сварной конструкции - календарный период времени между запуском в производство исходных материалов и выпуском продукции в готовом виде. При параллельно-последовательном способе сочетания операций во времени длительность цикла определяется:

где n - число изделий в выборочной партии, n=10;

1/0,7 - коэффициент перевода рабочих суток в календарные;

m - число выполняемых технологических операций в технологическом

процессе изготовления сварной металлоконструкции;

p - число изделий в транспортной партии, p=4;

tмо - длительность межоперационного ожидания и времени

транспортировки от предедущего к последующему рабочему месту,

tмо=15мин;

Tест - длительность естественного процесса (для снятия остаточных

напряжений), Tест=72 ч/изд;

tшт.кор - суммарная норма времени коротких операций, сравнивая их

между собой парами;

fсм - количество смен в сутках, fсм=2;

tсм - длительность смены, tсм=8 ч.

Длительность производственного цикла необходима для нормирования велечины оборотных средств ОС цеха, которые будут использованы для определения суммарного капитала сварочного цеха.

Организация труда и заработной платы

Расчет явочного и списочного штата рабочих

Явочный штат рабочих по операциям рассчитывается по формуле:

Списочный штат рабочих определяется с учетом коэффициента списочности:

Действительный фонд времени работы рабочих учитывает длительность отпуска (Ор) и другие целодневные невыходы по уважительным причинам (Ну).

Количество рабочих на подмену получают как разность между списочным и явочным штатом рабочих:

Квалификация рабочих по специальности

Квалификация рабочих по специальностям назначается в зависимости от среднего разряда работ в сварочном цехе.

Численность и штатное расписание рабочих приведены в таблице 32.

Таблица 32 - Численность и штатное расписание рабочих

Основные профессии по специальности	Норма време-ни,tшт, ч/изд	Разряд рабоче го	Число рабо-чих	Явоч-ный штат ЧПяв	Расстановочный штат по сменам	Списочный штат ЧПсписоч
			ЧПрасч		ЧП1см	ЧП1см
Правщик, резчики	3,19	4	5,77	6	3	3	6,5
Слесарь-сборщик, слесари-сварщики	8,4	4,5	14,2	14	7	7	17,23
Сварщик МДГ	4,5	4	8,1	8	4	4	9,3
Сварщик-автоматчик	5,4	4	9,8	10	5	5	11,1
Итого	21,5			38	19	19	44

После расстановки рабочих по сменам, необходимо рассчитать коэффициент сменности, характеризующий уровень организации труда на участке:

Расчет численности промышленно-производственного персонала участка

Численность обслуживающих (вспомогательных) рабочих сдельщиков, определяется на основе нормированной плановой трудоемкости изготовления приспособлений, оснастки или укрупненным расчетом в процентах от технологических рабочих:

где списочная численность технологических рабочих участка;

коэффициент учитывающий численность обслуживающих

рабочих в %-х от технологических рабочих (0.35-0.45);

Численность инжинерно-технического персонала принимается по нормам численности в зависимости от типа производства и числа рабочих на участке:

Численность технического персоонала:

где Нт.обсл - численность рабочих приходящихся на одного технически

обслуживающего персонала, Нт.обсл=75 чел.

Численность промышленно-производственного персонала:

Производительность труда рабочих и П.П.П.

Производительность труда одного технологического рабочего в зависимости от периода времени.



где Qсут, Qсм, Qчас - суточный, сменный и часовый выпуск продукции на участке.

Планирование заработной платы

Планирование фонда оплаты труда (ФОТ) рабочих производится в соответствии с тарифными ставками и положением об оплате труда рабочих различных специальностей. Планирование элементов ФОТ проводится с точностью до рубля по ниже приведенной схеме:

Расчет прямой заработной платы

Расчет основной заработной платы

Расчет дополнительной заработной платы

где Кт - тарифный коэффициент для соответствующего разряда;

Кр.к - районный коэффициент, =1,3;

Кдоп - коэффициент, учитывающий долю затрат за невыходы по уважительным причинам (отпуск, выполнение гос. обязанностей и т.п.) - Кдоп=0,142;

ЧТчас - часовая тарифная ставка 1-го разряда, руб/час;

Д - суммарный коэффициент доплат за отработанное время.

Фонд оплаты труда рабочих участка определяется как сумма основной и дополнительной заработной платы технологических рабочих по всем специальностям (операциям).

Результаты расчетов приведены в таблице 33.

Таблица 33 - Сводные значения основной и дополнительной заработной платы технологических рабочих

Специаль- ности	Часовая тарифная ставка, , руб/ч	Штучная норма времени, , ч/изд	Тариф ный коэф. Кт	Суммарный коэф. доплат	Осн заработная плата, , руб	Доп заработная плата, , руб	Фонд оплаты труда, ФОТ, руб/год
Правщик, строг., вальц., и г. резчик	10,27	3,19	1,33	1,65	269469,5	38265	307734
Слесарь-сборщик, слесари-сварщики	12,33	8,5	1,42	1,75	1032482	146612	879094
Сварщик МДГ	12,33	4,5	1,33	1,75	610425	86680	697105
Сварщик-автоматчик	12,33	5,4	1,33	1,75	732510	104016	836526
ИТОГО					3650779	375573	4026352

Для сравнения с реальной заработной платой рабочих в промышленности необходимо рассчитать среднемесячную заработную плату одного рабочего.

Планирование себестоимости продукции

Расчет затрат на основные материалы

К основным материалам, при изготовлении сварных металлоконструкций относятся: листовой металл и заготовки, присадочные материалы, т.е. все то, что входит в массу изготовляемой продукции.

Затраты на основной металл рассчитываются:

где Gизд - масса используемого материала для изготовления изделия;

СМе - стоимость материала, СМе=12600 руб/т;

Кисп - коэффициент использования материала, Кисп=1,08;

Цотх - цена отходов, Цотх=600 руб/т.

Затраты на сварочную проволоку

где gсв.пр - удельный расход сварочной проволоки на 1 пог.м. шва, gсв.пр=0,4кг/пог.м;

Кисп.пр - коэфициент использования (расхода) сварочной проволоки, Кисп.пр=1,04;

Ссв.пр - стоимость сварочной проволоки, Ссв.пр=26,2 руб/кг.

Затраты на приобретение газа и флюса

где Hрасх - норма расхода СО2, Hрасх=22 литр/мин;

Сгаза - стоимость защитного газа, Сгаза=16,36 руб/м;

Кфл - удельный расход флюса на 1 кг наплавленного металла, Кфл=1,2;

Сфл - стоимость флюса, Сфл=9,2 руб/кг;

t_осн=0.95 мин/изд.

Итого:

Затраты на электроэнергию



где Gн.м - масса наплавленного металла, кг/изд;

qэл.эн - удельный расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла, qэл.эн=7 кВтч/кг;

Сэд.эн - стоимость 1 кВтч, Сэд.эн=0,97 руб/Квтч.

Расчет цеховых косвенных затрат

Заработная плата обслуживающих рабочих

где ЧТчас - часовая тарифная ставка вспомогательных рабочих,

ЧТчас=9,12руб/час;

Fн - номинальный годовой фонд времени рабочих, Fн=2008 ч/год.

Заработная плата ИТР по штатно-окладной системе

где КИТР - доля от суммарного ФОТ рабочих, КИТР=0,2.

Затраты связанные с оборудованием

Затраты на текущий ремонт и модернизацию оборудования:

где Ктек.рем - коэффициент, характеризующий затраты на текущий ремонт

оборудования от первоначальной стоимости, Ктек.рем=0,19.

Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования:

где Ксод.экс - затраты на содержание и эксплуатацию оборудования,

Ксод.экс=0,1.

Затраты на здание

Для определения затрат на содержание, амортизацию и ремонт зданий необходимо определить первоначальную стоимость зданий:

где Назд - норма амортизации, Назд=0,35;

Ктек.рем.зд - коэффициент на текущий ремонт зданий, Ктек.рем.зд=0,035;

Кэкс.зд - коэффициент на содержание и эксплуатацию зданий,

Кэкс.зд=0,025.

Таблица 34 - Смета цеховых косвенных расходов

N	Наименования расходов	Величина
1	Заработная плата вспомогательных рабочих	553509,2
2	Заработная плата управленческого персонала	714793,8
3	Начисление в единый социальный фонд	1177979
4	Дополнительная заработная плата технологических рабочих	375573
5	Амортизация оборудования	1177136
6	Текущий ремонт оборудования	1964011
7	Содержание оборудования	1033690
8	Аренда здания	1986306
9	Текущий ремонт зданий	198631
10	Содержание и эксплуатация зданий	141879
11	Административно-управленческие расходы 6% от ФОТ	279860
12	Расходы на охрану труда 2% от ФОТ	93286,7
13	Транспортные расходы 1% от 1…12 статьи	96966,5
14	Прочие расходы 2% от 1…13 статьи	195872
	ИТОГО годовые цеховые косвенные расходы Sкосв.год	9989491
	ИТОГО цеховые косвенные расходы на 1 изделие Sизд.косв=Sкосв.год/Nг	2747,4

Таблица 34 - Планирование себестоимости изделия

N	Наименование статей расходов (затрат)	Величина руб/изд
1	Основные материалы	165354
2	Технологическая электроэнергия	546,6
3	Основная заработная плата технологических рабочих,	727
4	Цеховые косвенные расходы на 1 изделие,	3747,4
	Итого цеховая себестоимость 1-го изделия,	159375
5	Общезаводские расходы:	39844
	Итого полная себестоимость изделия:	229219
6	Себестоимость условной тонны:	20512
7	Себестоимость базовой условной тонны: , руб/т	20800
8	Процент снижения себестоимости:	3,31
9	Доля основного металла:	0,75
10	Коэффициент цеховых косвенных расходов:	3,7

Планирование цены. Прибыли. Рентабельности

Доход предприятия от реализации продукции характеризуется правильно выбранной ценой и эквивалентности прибыли.

Оборотные средства предприятия:

Основные фонды предприятия:

Производственный фонд предприятия К включает в себя оборотные средства и основные фонды:

Валовая нормативная прибыль составляет:

Определение минимально-возможной цены:

где Nр - реализуемая продукция, Nр = 0,8Nг=2909;

Кндс -коэффициент, учитывающий долю участия неоплаченного НДС

от добавленой стоимости при производстве изделия, Кндс = 1,06



Определение рыночной цены:

Определение цены реализации:

где А, B, C, D, E - доли затрат в себестоимости продукции на материал, электроэнергию, заработную плату, оборудование, цеховые косвенные расходы;

В этом случае прибыль предприятия составит:

Имея цену и прибыль, можно рассчитать рентабельность производства:

Результаты расчетов приведены в таблице 35.

Таблица 35 - Цена, прибыль, рентабельность.

	Цена, руб	Прибыль, руб	Рентабельность	Коэффициент цены
	214981	11771663	0,22	1,08
	258985	107770425	2,1	1,2
	283848	104612013	2,9	1,4
	233899	47086652	0,9	1,17

Если нераспределенная прибыль (чистая) прибыль составит 30% от Пвал, то ФРП предприятия составит:

Экономическая эффективность

Определение годового экономического эффекта запланированных мероприятий:

Расчетный коэффициент экономической эффективности:

Т.к. Ерасч > Ен, то можно сделать вывод, что мероприятия по созданию предприятия являются экономически эффективными.

Срок окупаемости данного предприятия рассчитывается по формуле:

Таким образом можно сделать вывод, что полная окупаемость предприятия составит 3,5 года.

6. Планировка и разрез участка

6.1 Определение ширины пролета

Ширина пролета сборочно-сварочного участка зависит от вариантов расположения рабочих и складочным мест, необходимости применения напольного транспорта, применение различного количества линий рабочих мест. На рисунке 21 показана схема расположения рабочих мест для подсчета требуемой высоты пролета с размещением складочных мест.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 21 - Схема расположения

Ширина рабочего места (b_м) в сборочно-сварочном отделении обусловлена шириной сборочно-сварочного устройства, а так же шириной проходов, которые необходимы для перемещения рабочих в процессе выполнения работ на данном рабочем месте.

,

где b_об - ширина оборудования, в данном случае длина сборочно-сварочного стенда, b_об=12 м;

b_св - ширина проходов для сварщика, b_св=1 м.

Ширина складочного места зависит от размеров складываемых у рабочих мест деталей или сборочных единиц.

Числовые значения величин используемых при расположении рабочих и складочных мест, выбирают в соответствии с требованиями технологического проектирования и по данным практики.

Величины:

b₁ - расстояние от колонн до оборудования, b₁=1-3 м;

b₂ - расстояние между оборудованием и складочным местом, b₂=1-1,2 м;

Для предложенного расположения рабочих и складочных мест (рисунок №), ширину пролета можно рассчитать по формуле:

,

м.

Для цехов машиностроительных заводов установлены унифицированные типовые секции, основной из которых является секция (для продольных пролетов) размерами с сеткой колонн 24Ч12 м и 18Ч12 м, где 12 м - расстояние между осями соседних колонн, а 18 и 24 м - ширина пролетов.

Исходя из рассчитанной ширины пролета, для проектируемого участка выбираем ближайшую ширину пролета равную 24м.

6.2 Планировка складочным и рабочих мест

Исходя из отсутствия напольного транспорта, использование одной линии рабочих мест, а также при точности технологического процесса, требуемая длина пролета составляет 60м.

План участка сборки и сварки конструкции, с учетом всех ранее рассчитанных и выбранных данных необходимых для планировки, приведены в графической части проекта (лист 8).

6.3 Определение высоты пролета

Высота пролета сборочно-сварочного проектируемого участка обусловлена размерами подлежащей изготовлению в нем сборочных единиц или конструкции в целом, габаритными размерами запроектированного к установке оборудования большой высоты и предусмотренным применением либо отказом от применения верхнего транспорта.

Согласно технологии изготовления изделия в сборочно-сварочном отделении запроектировано применение верхнего транспорта в виде мостового крана.

При наличии верхнего транспорта высота пролета может быть рассчитана по формуле:

;

,

где h₁ - наибольшая высота применяемого оборудования, в данном случае h₁=4,9 м;

h₃ - расстояние от уровня поверхности головки рельса до наиболее низкой точки подъемного крюка в его наиболее высоком положении, принимаем h₃=1 м;

h₄ - принимаем равное 0,5Чширины залки, h₄=1,6 м;

h₅ - наибольшая высота груза, h₅=0,3м;

h₆ - расстояние между наиболее низкой точкой поднятых грузов и

самим высоким оборудованием, h₆=0,8 м;

h₇ - расстояние от уровня поверхности головки рельса подкранового

пути до высшей точки оборудования тележки мостового крана,

h₇=1,3 м;

h₈ - место для размещения в пролете светильного освещения цеха,

h₈=1,2 м.

.

Ближайшая стандартная величина высоты пролета цеха от пола до уровня головки подкрановых путей H_п= 9,65 м.

.

Ближайшая стандартная величина высоты пролета цеха от пола до нижнего уровня затяжки стропки перекрытия Н₃=12,6м.

Поперечное сечение пролета сборочно-сварочного участка показано в графической части проекта (лист 8).

7. Охрана труда

7.1 Анализ условий труда

Во время изготовления сварных конструкций - мостовых балок, на работающих воздействуют вредные и опасные производственные факторы. К вредным производственным факторам относятся: повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение сварочной дуги, а также инфракрасное излучение сварочной ванны и свариваемых изделий; электромагнитные поля; ионизирующие излучения; шум; ультразвук; статическая нагрузка на руку.

При сварке в зону дыхания рабочих могут поступать сварочные аэрозоли, содержащие в составе твердой фазы окислы различных металлов, а также токсичные газы. Количество и состав сварочных аэрозолей, их токсичность зависят от химического состава сварочных материалов и свариваемых металлов, вида технологического процесса. Воздействие на организм выделяющихся вредных веществ может явиться причиной острых и хронических профессиональных заболеваний и отравлений. Технологический процесс изготовления блока главных балок моста можно разделить на три части, имеющие наиболее вредное влияние на организм человека, вредные и опасные факторы этих процессов представлены в таблице 36.

Таблица 36 - Вредные и опасные факторы

Процесс	Вредные факторы	Опасные факторы
Газокислородная резка	Запыленность и загазованность рабочей зоны Видимое и инфракрасное излучение Шум	Движущиеся механизмы Системы находящиеся под избыточным давлением
Полуавтоматическая сварка в смеси защитных газов (Ar+CO2)	Выделение вредных веществ Ультрафиолетовое, видимое, инфракрасное излучение Шум Статическая нагрузка на руку	Электрический ток Искры, брызги Движущиеся механизмы Наличие систем с избыточным давлением
Автоматическая сварка под слоем флюса	Выделение вредных веществ Шум	Электрический ток Искры, брызги Движущиеся механизмы

Все работы по сварке и резке выполняются внутри производственного помещения. При выполнении работ внутри помещения системы отопления, вентиляции и конденсирования воздуха должны обеспечить метеорологические условия, то есть допустимую температуру, относительную влажность, скорость движения воздуха и его чистоту, освещенность помещения. Некоторые показатели условий труда представлены в таблице 37.

Таблица 37 - Показатели условий труда на ОАО «НЗРМК»

		ПДК, ПДУ доп. Уровень	Фактический уровень производственного фактора	Величина отклонения	Класс условий труда, степень вредности и опасности	Продолжительность воздействия
Аэрозоли фиброгенного действия, в том числе сварочная аэрозоль мг/м3	1	10	11,6	1,1	3,1	6,8
	2	10	8,4	Доп	2	6,8
	3	10	12,4	1,2	3,1	6,8
Марганец в сварочных аэрозолях, мг/м3	1	0,2	0,05	Доп	2	6,8
	2	-	-	-	-	-
	3	-	-	-	-	-
Оксид углерода мг/м3	1	20	16,6	доп	2	6,8
	2	20	6,3	доп	2	6,8
	3	20	8,4	доп	2	6,8
Пары флюса (оксид Fe), мг/м3	1	6,0	0,11	Доп.	2	6,8
	2	6,0	0,11	Доп.	2	6,8
	3	6,0	0,11	Доп.	2	6,8
Шум, дБА	1	80	81	1	3,1	6,8
	2	80	81	1	3,1	6,8
	3	80	82	2	3,1	6,8

Оценка условий труда:

по степени вредности 3,2

По степени травмобезопасности 3

План мероприятий по улучшению и оздоровлению условий труда:

Предоставление дополнительного отпуска 6 дней;

Доплаты к тарифной ставке за вредные условия труда.

Сварка изделий средних и малых размеров в стационарных условиях должна производиться в специально оборудованных кабинах. Кабины должны быть с открытым верхом и выполнены из негорючих материалов. Место проведения сварочных и других огневых операций должно быть обеспечено средствами пожаротушения.

Противопожарные нормы на ОАО «НЗРМК» должны соответствовать СниП 2.01.02-85;

Производственные здания: СниП 2.09.02-85;

Правила пожарной безопасности РФ: ППБ-01-93;

Производственное оборудование по ГОСТ 12.2.003-91

Освещение в цехе комбинированное: естественное на верхнем ярусе, комбинированное на нижнем ярусе. Освещение в цехе соответствует установленным нормам. Особое внимание при сварке в среде защитных газов должно быть уделено защите от пыли газовыделения в зоне сварки, которое зависит от состава защитного газа, свариваемого материала, состава электродной проволоки и режимов сварки. Наибольшее внимание при сварке в смеси газов Ar+CO₂ стали 15ХСНДА следует уделять концентрации следующих вредных веществ: CO; Mn и его соединения; пыль; Cr₂O₃; Fe₂O₃. Концентрации вредных веществ и их суточная допустимая концентрация занесены в таблицу 38.

Таблица 38 - Выделившиеся вредные вещества

Вещество	Фактическая концентрация Q, мг/м3	ПДКсс, мг/м3	Q/ ПДКсс
Пыль	4,3	0,1	43
Mn	0,22	0,001	220
Cr2O3	0.009	0.0015	6
Fe2O3	3.3	0.04	82.5
CO2	0,62	3	0,21

Из данных таблиц видно, что концентрация практически всех выделившихся веществ превышает допустимый предел в несколько раз. Чтобы избежать влияния этих вредных веществ на организм человека, необходимо организовать приточно- вытяжную вентиляцию.

Оборудования применяемое в цехе соответствует всем требованиям безопасной эксплуатации. Корпуса всех сварочных установок заземлены. Источники тока подключены к сети напряжения 380 В, исключено подключение к сети с напряжением 660 В, так как такие сети в цехе отсутствуют. Отдельные элементы сварочных цепей, а также отрезки сварочных кабелей при наращивании длины соединяются разъемными соединительными муфтами. Токоведущие кабели изолированы по всей длине и защищены от механических повреждений. Персонал обслуживающий сварочные установки проходит инструктаж по технике безопасности. Таким образом, вероятность поражения электрическим током в цехе сведена к минимуму.

Основными источниками шума в цехе являются портальная машина воздушноплазменной резки «Комета», сварочные выпрямители, автоматы для сварки под слоем флюса, электродвигатели кондукторов. Шум создаваемый этим оборудованием составляет 78 дБа, что не превышает установленного санитарными нормами значения уровня звука в 85 дБА. Таким образом нет необходимости в мероприятиях по снижению шума.

7.2 Мероприятия направленные на улучшения условий труда

Как показал анализ условий труда, для приведения условий труда к санитарным нормам необходимо установить вентиляцию, которая уменьшит концентрацию вредных веществ в рабочей зоне до предельно допустимой концентрации.

Вентиляция бывает общей и местной. Общая вентиляция применяется при сильном загрязнении рабочей зоны вредными веществами от многих технологических операций. Местная вентиляция применяется, если в технологическом процессе присутствует наибольшее количество «грязных» операций. В рассматриваемом технологическом процессе загрязнение рабочей зоны вредными веществами происходит от трех источников: машины газокислородной резки, полуавтоматов для сварки в среде защитных газов и автоматов для сварки под слоем флюса.

Наиболее рациональным в данном случае будет являться установка общецеховой приточно-вытяжной вентиляции.

Приведем расчет количества приточного воздуха необходимого для разбавления концентрации вредных веществ до предельно допустимых значений. Необходимое количество воздуха L_пр, м³/ч, вычисляют по формуле:

L_пр= m · L_пр.уд. ,

Где m - расход сварочного материала, кг/ч;

L_пр.уд. - удельное количество приточного воздуха на 1 кг сварочного материала м₃/кг.

L_пр=14,5·1000=14500 м³/ч

7.3 Пожаро- и взрывобезопасность

Согласно НПБ 105-03, цехи и участки, где ведутся работы по электродуговой сварке, газокислородной резке металлов, относятся к категории «Г» производств по пожарной и взрывной опасности. Количество огнетушителей и других первичных средств пожаротушения для таких цехов и участков должно выбираться в соответствии со СниП II-90-81, СниП II-2-80 и с типовыми правилами пожарной безопасности для промышленных предприятий.

Помещения, в которых выполняются газовая сварка и резка металлов, должны быть построены из элементов конструкций по IV категории противопожарной безопасности ( противопожарная стойкость не менее 2 ч).

Места, отведенные для проведения сварочных работ, установки оборудования должны быть очищены от легковоспламеняющихся материалов в радиусе не менее 5 м. Сварочные работы вне производственного помещения могу производиться только по согласованию с заводской пожарной охраной.

Запрещается производить сварку свежеокрашенных конструкций до полного высыхания краски, сосудов, аппаратов, трубопроводов коммуникаций, находящихся под напряжением, избыточным давлением, заполненных горючими и токсичными материалами.

Вблизи хранилища карбида кальция должны быть размещены средства пожаротушения ( сухой песок, углекислотные огнетушители, тетрахлорные или порошковые огнетушители).

Проезды, проходы к пожарному инвентарю должны быть постоянно в свободном состоянии.

Для тушения электропроводки, находящейся под напряжением, применяют углекислотные огнетушители: ОУ-2; ОУ-5.

На участках допускается хранить не более сменной потребности горючих материалов в готовом к применению виде.

Курение допускается только в установленных местах.

Ответственность за противопожарную безопасность возлагается на начальника участка. Наиболее взрывоопасными местами на участке являются места подачи защитного газа, т.к. присутствует избыточное давление.

7.4 Ликвидация чрезвычайных ситуаций

На промышленном предприятии может возникнуть чрезвычайная ситуация, которая влечет за собой аварию на предприятии. В результате чего производственный процесс приостанавливается и предприятие несет убытки. Поэтому необходимо разработать мероприятия по ликвидации аварии, для того чтобы максимально уменьшить количество пострадавших, эффективно справиться с аварией, избежать длительной остановки предприятия.

Для этого необходимо четко распределить обязанности руководителей и подчиненных, а также скорректировать их действия во время аварии.

Наиболее вероятной аварией в цехе РРМК является выделение газа в помещении цеха вследствие нарушения магистральных газопроводов, на отводах газопроводов к нагревательным цехам, а также цехового коллектора с последующим взрывом, пожаром или отравлением. Мероприятия по ликвидации такой ЧС приведены в таблице 39.

Таблица 39- Мероприятия по ликвидации ЧС

Наименование аварии	Мероприятия по спасению людей и ликвидации аварии	Лица ответственные за выполнение мероприятий
Разрыв магистрального газопровода с последующим взрывом и пожаром	Окриком или сиреной оповещаются все работающие в цехе. Весь персонал, работающий вблизи места аварии немедленно покидает опасное место. Необходимо сообщить об аварии диспетчеру завода. Производится остановка технологического оборудования. Вызывают пожарную охрану для тушения пожара. Перекрыть въезд автомобилей и ж/д транспорта в цех. Обеспечить подачу пара и воды к месту аварии. При возгорании газа необходимо поливать водой из шланга или пожарного ствола газопровода, коммуникации здания вокруг очагов возгорания во избежание дальнейшего распространения огня. Обход всех помещений с целью спасения застигнутых аварией людей. Тушение пожара.	Первый заметивший аварию Мастер или начальник участка Мастер начальник участка и старшие мастера Механик цеха и старший мастер Пожарники

8. Охрана окружающей среды

При изготовлении мостовых балок производятся технологические операции, при выполнении которых выделяются вредные вещества. В зависимости от количества выделяющихся веществ возможно возникновение необходимости в проведении мероприятий по удалению пыли, паров, вредных веществ и т. п.

Расчет вентиляции по удалению пыли, паров и вредных веществ производится в соответствии с рекомендациями [ ].

Исходные данные занесены в таблицу 40.

Таблица 40 - Исходные данные

Технологические операции	Масса наплавленного металла, кг/год
Механизированная сварка в среде защитных газов	51597
Автоматическая сварка под слоем флюса	123029

Расчетное часовое загрязнение воздуха выделяющимися при указанных выше способах сварки вредными веществами определяется по формуле:

Q= G*Bi / (Ф_д* V);

Где G- масса наплавленного металла;

Bi- отношение веса i-го вещества, выделяющегося при сварке, к весу расходуемых электродов;

Ф_д- действительный фонд времени работы сварщика, Ф_д= 3765 ч;

V- объем вентилируемого помещения.

8.1 Автоматическая сварка под слоем флюса

Объем вентилируемого помещения составляет 21772,8 м³.

Масса наплавленного металла в год при автоматической сварке составляет 123029 кг

Расчетные данные загрязнения воздуха выделяющимися при автоматической сварке под слоем флюса вредными веществами занесены в таблицу 41

Таблица 41 - Расчетные данные при автоматической сварке под слоем флюса

Вредные вещества	Bi, г/кг	G*Bi, г	Q, мг/м3ч	ПДКсс, мг/м3	Q/ПДКсс, мг/м3	Ai, Усл.т./г	Ai, mi, Усл.т./г
Пыль	0,1	12032,9	0,15	0,1	1,5	5	0,0005
Mn	0,024	2952,7	0,036	0,001	36	130	0,0312
SiO2	0,05	6151,45	0,075	0,05	1,5	10	0,0005
Фториды	0,16	19684,6	0,0245	0,01	24,5	120	0,12
NO2	0,001	123,029	0,0015	0,04	0,0375	115	0,000115
Итого:			0,5075		63,5		0,04387

Так как Q/ПДК_сс>1, необходима очистка воздуха.

Сварочная пыль на 99 % состоит из частиц размером от 0,001 до 0,1 мк м , что соответствует группе очень мелкодисперсной пыли. Кроме того, выделяются аэрозоли, соответствующие подгруппе - топкий туман.

8.2 Механизированная сварка в среде защитных газов

Объем вентилируемого помещения составляет 21772,8 м³.

Масса наплавленного металла при механизированной сварке составляет 51597 кг.

Расчетные данные загрязнения воздуха выделяющимися при механизированной сварке в среде защитных газов вредными веществами занесены в таблицу 42.

Таблица 42 - Расчетные данные при механизированной сварке в среде защитного газа

Вредные вещества	Bi, г/кг	G*Bi, г	Q, мг/м3ч	ПДКсс, мг/м3	Ai, усл.т./г	Q/ПДКсс, мг/м3	Ai mi, усл.т./г
Пыль	9,7	500491	6,1	0,1	5	61	0,0485
Mn	0,5	25798	0,35	0,001	130	350	0,065
Cr2O3	0,02	1031,9	0,0125	0,0015	500	8,3	0,01
Fe2O3	7,48	385946	4,7	0,04	4	117,5	0,02992
CO	1,4	72236	0,88	3	5	0,29	0,007
Итого:			12,0425			577,01	0,161

Так как Q/ПДК_сс>1, то необходима очистка воздуха.

Выбор системы очистки выбросов, расчет экономического ущерба.

Загрязнения после очистки выбросов:

М_а = У AiМm_i М(1- КПД_ж)М(1-КПД_р)М(1-КПД_с.в.);

М_а= 2049 М(1-0,3)М(1-0,5)М(1-0,98)= 0,00143 усл.т./год

У AiМm_i= УAiМm_i авт. + УAiМm_i мех.

Экономический ущерб от загрязнения атмосферы:

Y_а= Y_aМS_a·f·M_a= 1000·4·10·0,00143М1000= 57000 руб/год.

Где Y_а- константа, Y_а= 1000 руб/усл.т;

S_а- показатель относительной опасности загрязнений атмосферы над территорией, для территории промышленных предприятий S_а=4;

f_а- поправка рассеяния примесей в атмосфере, f_а=10.

Заключение

В данном дипломном проекте было выполнено совершенствование технологического процесса изготовления ортотропной плиты, в результате чего были достигнуты следующие цели:

За счет усовершенствования сборочного оборудования повысилось качество сборки, а также уменьшилось время на сборочные операции.

Повысилась производительность труда, за счет использования двудуговой автоматической сварки под слоем флюса продольных ребер жесткости ортотропной плиты. Сварку производят одновременно с двух сторон. Данный способ сварки позволил уменьшить возможность возникновения сварочных деформаций и напряжений.

3. Уменьшилась трудоемкость изготовления за счет использования механизированного оборудования, в частности кондуктора для сборки продольных ребер, обеспечивающих необходимое положение ребер для сварки.

Таким образом, с использованием новой технологии изготовления конструкции уровень механизации и автоматизации сборочно-сварочных работ повысился в 1,5 раза. Улучшилось качество изготовления ортотропной плиты. Производительность труда повысилась в 1,7 раза, за счет снижения трудоемкости сборочно-сварочных операций.

Годовой экономический эффект от внедрения усовершенствованного сборочно-сварочного оборудования составил 3432380 рублей. Срок окупаемости предприятия составил 3,5 года.

При изготовлении конструкции полностью соблюдались правила техники безопасности и охраны труда.

Список использованных источников

1. Мамлин Г.А. Производство конструкций стальных мостов.-М.: Транспорт, 1994.-391с.

2. Стандарт предприятия. Заводское изготовление стальных конструкций мостов СТП 012-2000. Корпорация «Трансстрой», 2001 г.

Марочник сталей и сплавов/Под ред. В.Г. Сорокина-М.: Машиностроение, 1989.-683с.

Сварка в машиностроении: Справочник в 4-х т. Т3/Под ред. В.А. Винокурова.-М: Машиностроение 1979.-568с.

Акулов А.И. и др. Технология и оборудование сварки плавлением-М: Машиностроение, 1977.-432с.

Оборудование для дуговой сварки: Справочное пособие/Под ред. В.В. Смирнова.- Л.: Энергоатомиздат, 1986.-656с.

Расчет режимов и размеров угловых швов при автоматической и механизированной сварки тавровых, угловых и нахлесточных соединений. Рекомендации/Сост.: В.М. Беляев: СиБГИУ.-Новокузнецк. 1999.-15с.

Расчет параметров режима и размеров стыкового шва при автоматической и механизированной сварке. Рекомендации/ Сост.: В.М. Беляев: СиБГИУ.-Новокузнецк, 1999.-15с.

Гитлевич А.Д. и др. Альбом механического оборудования сварочного производства.-М.: Высшая школа, 1974.-159с.

Чеканов А.А., Цегельский В.Л. Типовые сварочные конструкции. Альбом. Учеб. пособие для курсов инструкторов по внедрению в народное хозяйство передовых методов сварки и наплавки металлов. М.: «Высшая школа», 1968

Теория сварочных процессов: Учеб. для вузов по спец. «Оборудование и технология сварочного производства»/ В.М. Ямпольский, В.А. Винокуров и др.; Под ред. В.В. Фролова - М: Высшая школа, 1988.- 599с.

Контроль качества сварки/ Под ред. В.Н. Волченко.-М.: Машиностроение, 1975.-328с.

Охрана окружающей среды. Рекомендации по выполнению раздела дипломного проекта/ Сост.: Райков С.В.: СиБГИУ-Новокузнецк, 1996 г.

Красовский А.И. Основы проектирования сварочных цехов - М.: Машиностроение, 1980.-320с.

Куркин С.А., Николаев Г.А. Сварные конструкции. Технология изготовления, механизация, автоматизация и контроль качества в сварочном производстве: Учеб. для вузов.-М.: Машиностроение, 1991.-398с.

Сварочные материалы для дуговой сварки./ Т1. Защитные газы и сварочные флюсы/ Под ред. Н.Н. Патапова.-М.: Машиностроение, 1989.-544с.

Виноградов В.С. Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки.: Учеб. для проф. Учеб. заведений - 3-е изд. - М.: Высшая школа.; Изд. центр. «Академия», 2000.-319с.

Новиков В.А. Оборудование и средства механизации сварочных цехов.: Учеб. пособие для машиностроительных техникумов.-М.: Машиностроение, 1982.-144с.

Односторонняя сварка в строительстве. Ю.В. Доронит и М.В. Ханапетов. М.: Стройиздат 1990.-150с.

Номенклатурный справочник акционерного общества «Каховский завод э/с оборудования». Каховка 2000.- 153с.

Шебенко Л.П. Оборудование и технология дуговой автоматической и механизированной сварки.: Учебник для техникумов.- М.: Высшая школа, 1986.-279с.

Гуляев А.П. Металловедение., Учебник для вузов 6-е издание, перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986.-544с.

Проведение патентных исследований: Метод. Указания. СиБГИУ.- Новокузнецк, 1985.-18с.

Размещено на Allbest.ru