Предпроектный расчет и оптимизация параметров производственно-технологического комплекса для сборки полуоси

Размещено на http://www.allbest.ru/

Курсовая работа по дисциплине:

«Проектирование сборочных производственно-технологических комплексов»

Тема работы: «Предпроектный расчет и оптимизация параметров производственно-технологического комплекса для сборки полуоси»

Содержание

Введение

1. Объект производства (полуось)

2. Выбор типа и метода производства, расчет такта выпуска

3. Анализ технологичности конструкции изделия

4. Сборочное оборудование автомобильного и тракторного производства

5. Исследование целевой функции расчета затрат на сборку годового объема выпуска изделий

6. Определение приблизительного, оптимального, значения коэффициента автоматизации

7. Расчет зависимостей затрат

8. Расчет уточненного значения коэффициента автоматизации

9. Определение ширины конвейера

10. Определение фактической трудоемкости сборки

11. Определение количества операций выполняемых вручную

12. Определение количества автоматических позиций сборочного оборудования

13. Определение количества рабочих сборщиков

14. Определение фактической производительности оборудования

15. Основные технико-экономические параметры технологического процесса и оборудования для сборки водяного насоса

Заключение

Литература

Введение

Проектирование всех видов оборудования для машиностроительных отраслей, в том числе сборочного, в соответствии с имеющимися стандартами осуществляется несколькими последовательными этапами (стадиями).

При получении заявки от потенциального заказчика проектная организация разрабатывает стадию, «Техническое предложение», в которой предлагает свой вариант сборочного оборудования с основными технико-экономическими характеристиками. Основной этой стадии проектирования является технологический процесс сборки изделия. Объем работ на этой стадии проектирования весьма существенен и составляет порядка 30% от общего объема проекта. Принципиальной особенностью именно этой стадии проектирования является то обстоятельство, что она разрабатывается до заключения контракта на поставку оборудования.

Мировая практика работы фирм, занимающихся проектированием и изготовлением специализированного оборудования, говорит о том, что в лучшем случае только 8-10 % заявок потенциальных заказчиков реализуются в виде изготовленного оборудования и, следовательно, оплаченной работы. Весь остальной объем работ, выполненный на стадии технического предложения, является дополнительной финансовой нагрузкой для проектной организации. Все затраты, возникающие при этом, покрываются только проектировщиком.

Таким образом, на стадии разработки технического предложения возникает проблема, суть которой сводится к необходимости сокращения непроизводительных затрат. Для ее решения практически все известные фирмы, производители оборудования, пошли путем создания систем автоматизированного процесса проектирования (САПР). На первый взгляд этот путь должен был полностью решить поставленную задачу. В действительности же можно говорить только о частичном ее решении, более или менее удачно реализованном в различных организациях. Дело в том, что теоретическая основа разработки технологических процессов и сборочного оборудования, которая используется в задачах проектирования, еще явно недостаточна, чтобы решить их полностью на научно обоснованном уровне. В результате то, что называется САПР, на самом деле представляет диалоговую систему, в которой автоматически выполняется очень небольшой объем проектирования. Основная же работа по увязке всех разрозненных вопросов и, главное, по принятию ответственных решений остается за человеком. При этом сама методология проектирования ни по структуре решаемых задач, ни по последовательности их выполнения не изменились, да и объем работ остался тем же. Результат применения автоматизированного метода проектирования на этой стадии в общем положительный, но явно избыточный для предварительного этапа переговоров, целью которых является подготовка контракта на поставку оборудования.

Решение этой проблемы, разработанное коллективом сотрудников кафедры «Технология машиностроения» Университета Машиностроения под научным руководством Ламина И.И., базируется на следующих основных положениях:

- на предварительном этапе согласования контракта на проектирование и поставку сборочного оборудования представителям предприятий заказчика и проектировщика достаточно самых общих сведений о технико-экономических параметрах заказываемого оборудования;

-к числу таких сведений можно отнести: тип оборудования, количество позиций, количество рабочих сборщиков, производительность, себестоимость сборки, стоимость оборудования и некоторые дополнительные данные;

-для получения выше перечисленных сведений существующая процедура проектирования технологического процесса и оборудования дополнена предварительным этапом укрупненных расчетов. Основой этого этапа является имитационная модель, связывающая выше перечисленные сведения с относительно небольшим количеством исходных факторов;

-этот дополнительный этап и соответствующая ему дополнительная работа на самом деле приводят к значительному сокращению общих затрат на проектирование. Полученные укрупненным методом данные позволяют в подавляющем большинстве случаев решить вопрос о реальности заказа оборудования без дорогостоящей процедуры разработки технологического процесса сборки изделия и компоновки оборудования.

Задачи такого рода относятся к разряду «оптимизационных». В данной работе в имитационной модели используется математический аппарат включающий: метод последовательного алгебраического приближения (интерполяцию), эмпирические зависимости между отдельными факторами и параметрами модели и существующие способы расчетов отдельных параметров. Разработанный компиляционный математический аппарат обладает рядом существенных преимуществ:

- не ограничивает количество выходных параметров и исходных факторов при условии, что они имеют числовое выражение;

-ранжирует факторы по степени их влияния на значение параметра;

-позволяет обоснованно выбрать требуемую номенклатуру и количество факторов по заданной точности расчетов;

-дает возможность на каждом шаге вычислений применять различные функции, обеспечивающие большее приближение к описанию статистических данных.

Все это делает компиляционный метод достаточно универсальным и удобным средством для использования в имитационной модели предпроектного расчета и оптимизации параметров технологического процесса и сборочного оборудования для широкого круга изделий машиностроения.

1. Объект производства

Рисунок 1. Полуось

Годовая программа выпуска, с учетом необходимого запаса для производства и для ремонтных работ - 280 тыс. шт./год.

Масса изделия 9,7 кг.

Количество комплектующих деталей и сборочных единиц: 51 шт.

Тип заказываемого оборудования: Автоматизированная линия сборки с горизонтально-замкнутым конвейером, со спутниками.

Оборудование отечественное, К_ф =1

Цеховой коэффициент накладных расходов: =2,5

Среднемесячная заработная плата рабочего, дол. США: 900.

Количество смен: две.

2. Выбор типа и метода производства, расчет такта выпуска

Тип производства (единичное, серийное и массовое) и метод производства (не поточное и поточное) определяют характер оборудования и способ организации работ.

Количество рабочих мест S, можно приближенно рассчитать по формуле:

 (1)

Количество рабочих мест S, получаем округлением Sр, в большую сторону до целого значения, S_p= 6 шт.

где, S_р - расчетное количество рабочих мест, шт.;

t_ср- среднее время на установку одной детали или сборочной единицы, мин./шт. (для автомобильных и тракторных производств значение t_ср принимается в диапазоне от 0,1 до 0,4 мин./шт.; меньшее значение для простых по конструкции изделий мелких размеров);

- такт выпуска, мин./шт.

Тип производства определяем на основе коэффициента закрепления операции К_зо, рассчитываемого по формуле:

(2)

К_зо = 51/6=8,5

где, - количество операций, равное количеству деталей и сборочных единиц, входящих в изделие;

S - количество рабочих мест (верстаков, стендов, позиций сборочного оборудования).

Количество деталей и сборочных единиц , можно подсчитать на сборочном чертеже изделия или пользуясь спецификацией.

Ориентировочно, тип производства можно определить с помощью таблицы:

Зависимость типа производства от К_зо:

Таблица 1.

Кзо	Тип производства
1	Массовое
>1>10	Крупносерийное
> 10> 20 10 2:20	Среднесерийное
	Мелкосерийное
>40	Единичное

Тип производства - крупносерийное.

Метод производства - поточный.

Такт выпуска - это промежуток времени, через который необходимо изготавливать изделия, для обеспечения заданной программы выпуска.

Расчет такта выпуска , выполняем по формуле:

(3)

=(60*4000)/280000= 0,85 мин./шт.

где, Ф_до - годовой действительный фонд времени работы оборудования, при двухсменной работе 4000 час./год;

N - заданная программа выпуска, шт./год.

3. Анализ технологичности конструкции изделия

Согласно ГОСТ 14.205-83 под технологичностью следует понимать совокупность свойств конструкции изделия, определяющую се приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте при заданных показателях качества, объема выпуска и условий выполнения работ. Применительно к задаче предпроектного расчета параметров технологического процесса и сборочного оборудования, под технологичностью конструкции понимается приспособленность изделия к условиям производства. Для различных типов и методов производства требования к технологичности конструкции разные.

Технологичность конструкции изделия производится по двум группам оценок, имеющим качественный и количественный характер.

Качественные основные оценки технологичности конструкции:

· наличие базовой детали;

· наличие надежных установочных поверхностей;

· удобство установки деталей и контроля сборочных операций;

· наличие сборочных единиц;

· возможность применения простых технических средств механизации автоматизации сборки;

· необходимость перебазировки изделия в процессе сборки.

Количественно, технологичность конструкции изделия, применительно к разным условиям производства, можно оценить с помощью обобщенного коэффициента технологичности, К0:

где, Ki - значение i-го коэффициента технологичности,

л_i - уровень значимости i-го коэффициента технологичности.

Коэффициенты технологичности сборочной единицы:

Коэффициент числа деталей

где, n_o - общее количество деталей и сборочных единиц в изделии. (В нашем случае, n_o=51)

Коэффициент повторяемости



где, Q - число наименований деталей и сборочных единиц в изделии. (В нашем случае, Q=40)

Коэффициент механизации

где, n_мех - число деталей, которые можно установить с применением средств механизации. ( В нашем случае, n_мех=27)

Коэффициент взаимодействия

где, n_вз - число соединений, выполняемых по методу полной взаимозаменяемости. (В нашем случае, n_вз=51)

Коэффициент унификации и стандартизации

где, n_у - число стандартных и унифицированных деталей.( В нашем случае, n_у=20)

Коэффициент числа направлений

Где V_i - число направлений сборочных движений. (В нашем случае, V_i=2)

Таблица 2. Коэффициенты технологичности конструкций полуоси

Наименование коэф, Кi	Значение Кi	лi массовое	лi*Ki
Коэф числа деталей , Кчд	0,736386619	0,1	0,073639
Коэф повторяемости, Кпов	0,215686275	0,005	0,001078
Коэф механизации , Кмех	0,529411765	0,35	0,185294
Коэф взаимозаменяемости , Квз	1	0,25	0,25
Коэф унификации и стандартизации, Ку	0,392156863	0,2	0,078431
Коэф числа направлений, Кv	0,960784314	0,05	0,048039
Обобщенный коэф. технологичности, Ко			0,636482

На основе расчета коэффициента К_о, делается количественная оценка технологичности конструкции изделия по таблице:

Таблица 3.

Значение коэффициента Ко	Оценка конструкции
от 1 до 0,7	Высокотехнологичная
от 0,69 до 0,2	Технологичная
от 0,19 до 0	Не технологичная

По полученному значению К_о, делаем заключение, что конструкция полуоси технологичная.

4. Сборочное оборудование автомобильного и тракторного производства

В капитальных затратах на строительство современного автомобильного или тракторного завода доля стоимости технологического оборудования составляет порядка 80%. В денежном эквиваленте, для современного завода, эта доля выражается в миллиардах долларов США. По этой причине, выбор оборудования с параметрами, соответствующими требованиям конкретного производства, является необходимым условием создания эффективного производства.

Сборочное оборудование характеризуется большим количеством признаков:

· тип компоновки,

· количество позиций,

· уровень автоматизации,

· вид связей,

· наличие спутников,

· траектория конвейера и т.д.

В данной работе используем автоматизированную линию сборки с горизонтально замкнутым конвейером.

Наиболее широкое распространение в автотракторостроении получили автоматизированные линия сборки, т.е. оборудование, состоящее из автоматических, полуавтоматических и ручных позиций соединенных конвейерной системой.

Перемещение изделий от одной позиции линии этого типа к другой может осуществляться с помощью спутника или самостоятельно. Спутник - это приспособление, которое перемещается вместе с изделием по сборочному конвейеру. Наличие спутника позволяет повысить точность базирования изделий, что особенно важно на автоматических позициях. Чем сложнее конфигурация изделия, чем менее надежны его базирующие элементы - тем эффективнее применение спутника. Как правило, спутник имеет в плане форму прямоугольника, одна сторона которого соответствует ширине конвейера. В случаях, когда для удобства процесса сборки необходимо поворачивать изделие вокруг вертикальной оси, используется квадратная форма спутника.

На верхней части спутника располагаются установочные элементы, позволяющие координировать изделие относительно базовых поверхностей спутника, и приспособление для его закрепления. На этой же поверхности спутника часто располагаются специальные подставки или кассеты для размещения некоторых комплектующих деталей или сборочных единиц, особенно если эти изделия собираются не по принципу полной взаимозаменяемости.

На нижней поверхности спутника находятся элементы базирования спутника на автоматических позициях, направляющие для перемещения по конвейеру и носитель кода, в который записывается результат хода процесса сборки.

Компоновка линии с горизонтально-замкнутым конвейером не требует специальных устройств возврата спутников к начальной позиции. Замкнутый конвейер решает эту задачу совершенно естественно, благодаря компоновочному решению. На рис. 2, в качестве примера, показан вид в плане автоматизированной линии сборки ступицы легкового автомобиля с горизонтально замкнутым конвейером.

Тип компоновки линии определяет конвейер 5, имеющий в плане вид замкнутого прямоугольника. На продольных ветвях конвейера располагаются автоматические сборочные позиции и позиции, обслуживаемые рабочими. Учитывая наличие позиций с ручным режимом работы, линии данного типа проектируются со свободным (несинхронным) ритмом работы.

Рисунок 2. Линия сборки задней ступицы с горизонтально-замкнутым конвейером: 1-пульт управления; 2-барабанный накопитель; 3-манипулятор; 4-спутник; 5-конвейер; 6-гидростанция. Римскими цифрами указаны номера позиций сборки.

В данной компоновке сборочного оборудования этот ритм осуществляется с помощью роликового конвейера. Ролики конвейера, передающие движение спутникам, вращаются на приводных опорах через муфты трения. При остановке спутника па упоре перед позицией сборки, ролики, находящиеся под ним, прекращают вращение за счет срабатывания муфты. Скорость перемещения спутников по конвейеру на линиях сборки такого типа находится в диапазоне от шести до 15 м/мин.

5. Исследование целевой функции расчета затрат на сборку годового объема выпуска изделий

Формула расчета затрат на выпуск годового объема изделий имеет следующий вид:

(4)

где, 3- годовые затраты на сборку изделия, $USA /год;

С - себестоимость сборки изделия, $ USA/шт.;

N - годовая программа выпуска, тыс. шт./год;

K_р- коэффициент реновации;

Е_н - банковский кредит;

К - капитальные вложения, связанные с реализацией данного технологического процесса сборки.

В случае укрупненного проектирования, когда речь идет о заказе оборудования, при расчете годовых затрат можно ограничиться только одной составляющей капитальных вложений. Обозначив Ц - стоимость комплекта оборудования для сборки годового объема выпуска изделий, тыс. долларов США, в дальнейшем будем использовать только этот параметр. Функция приведенных затрат при этом будет иметь вид:

 (5)

Разделим функцию годовых затрат на две составляющие:

(6)

где З₁ = СN -себестоимость сборки годового объема выпуска изделий, тыс. $USA/год;

- годовые отчисления от стоимости оборудования (плата за основные фонды), тыс. $ USA/год.

Рассмотрим подробнее эти две составляющие годовых затрат.

В выражении З₁, С - себестоимость сборки изделия можно определить из формулы:

. (7)

С= (1,26+2,5)*4,96*0,09=1,68 $США/шт.

в которой:

- начисления на заработную плату (1,26),

- коэффициент цеховых накладных расходов предприятия заказчика оборудования, в долях,

- минутная заработная плата основных производственных рабочих, $USA/мин,

- фактическая трудоемкость сборки изделия, мин./шт.

Значение получаем в виде:

(8)

=4,97 мин./шт.

где - трудоемкость "ручной" сборки изделия, т.е. при К_авт =0.

Для расчета трудоемкости t_о воспользуемся эмпирической формулой:

(9)

К_ти - коэффициент типа изделия, применяем К_ти = 0,1

п- количество сборочных переходов, шт;

К_м- коэффициент массы изделия.(К_м= 1)

Значение величины коэффициента К_м в зависимости от массы изделия:

Таблица 4.

Масса изделия, кг	<25	25-63	63-125	>125
Км	1	0,85	0,7	0,55

Во всех дальнейших расчетах используются не абсолютные значения параметров изделий, а относительные, выраженные через коэффициенты технологичности конструкции.

Для преобразования формулы выразим значения п через коэффициент числа деталей К_чд. Опуская таблицу исходных данных и промежуточных вычисления, ниже, приводятся результирующие формулы:

(10)

где, (11)

6. Определение приблизительного, оптимального, значения коэффициента автоматизации

Таблица 5. Зависимость затрат от коэффициента автоматизации

Затраты, $, тыс.	Коэффициент автоматизации
	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
З1	484,23	435,81	387,38	338,96	290,54	242,11	193,69	145,27	96,85	48,42	0
З2	193,40	244,56	309,26	391,06	494,51	625,32	790,73	999,89	1264,39	1598,84	2021,77
З	677,63	680,37	696,64	730,03	785,05	867,43	984,41	1145,16	1361,23	1647,26	2021,77

Рисунок 3. Зависимость годовых затрат от коэффициента автоматизации.

Взаимосвязь количества сборочных соединений в изделии с величиной коэффициента числа деталей:

Таблица 6.

n(шт)	Кчд
10	0,880207
20	0,748564
30	0,63661
40	0,541399
50	0,460428
60	0,391567
70	0,333005
80	0,283201
90	0,240846
100	0,204825

Рисунок 4. Зависимость коэффициента числа деталей от количества сборочных переходов

Используя функцию коэффициента числа деталей, получаем формулу расчета трудоемкости сборки изделия в зависимости от числа сборочных переходов и массы:

(12)

Объединив выше приведенные формулы, получаем выражение для расчета первого слагаемого в функции затрат, З₁- себестоимости сборки годового объема выпуска изделий:

З= (14)

Перейдем к расчету второго слагаемого функции затрат характеризующего плату за основные фонды.

Здесь, коэффициент реновации определяется из формулы:

(15)

где t_сл - срок службы орудий труда долговременного применения, в годах.

К_р=0,03

Зависимость коэффициента реновации от срока службы

Таблица 7.

tсл, год	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20
Кр	0,4444	0,17344	0,0888	0,05	0,03	0,01845	0,0115	0,00724	0,00459	0,00292

Рисунок 5. Зависимость коэффициента реновации от срока службы оборудования.

Основная цель при расчете составляющей З₂ определить Ц_об, которое по условию задачи является функцией четырех переменных факторов:

 (16)

где К_об - коэффициент типа оборудования;

К_ф - коэффициент фирмы.

Основой расчета является статистическая информация, включающая сведения об изделиях, а также спроектированном и изготовленном сборочном оборудовании.

Результирующая формула укрупненного расчета стоимости комплекта сборочного оборудования для производства годового объема выпуска изделий имеет вид:

(17)

Цоб = 736,6831 тыс. дол. США

Таким образом, получены обе составляющие затрат, выраженные в зависимости от принятых исходных факторов.

(18)

З = 469,92 + 206,32= 676,24

Используя приведенные зависимости, можно рассчитать значения затрат для различных вариантов процессов сборки и определить вариант с параметрами соответствующими минимуму затрат.

7. Расчет зависимостей затрат

Таблица 8.

Кавт N, тыс.	З1	З2	З
	100	200	300	400	500	100	200	300	400	500	100	200	300	400	500
0	172,94	345,88	518,82	691,76	864,70	90,47	147,66	204,84	262,03	319,21	263,41	493,54	723,66	953,79	1183,91
0,1	155,65	311,29	466,94	622,58	778,23	120,42	189,66	258,23	326,23	393,79	276,07	500,95	725,17	948,82	1172,02
0,2	138,35	276,70	415,06	553,41	691,76	160,29	243,62	325,53	406,17	485,80	298,65	520,32	740,58	959,58	1177,56
0,3	121,06	242,12	363,17	484,23	605,29	213,37	312,92	410,37	505,69	599,30	334,42	555,04	773,54	989,92	1204,59
0,4	103,76	207,53	311,29	415,06	518,82	284,01	401,94	517,32	629,60	739,32	387,77	609,47	828,61	1044,66	1258,14
0,5	86,47	172,94	259,41	345,88	432,35	378,04	516,29	652,15	783,87	912,06	464,51	689,23	911,56	1129,75	1344,41
0,6	69,18	138,35	207,53	276,70	345,88	503,20	663,17	822,11	975,95	1125,15	572,38	801,52	1029,64	1252,65	1471,03
0,7	51,88	103,76	155,65	207,53	259,41	669,80	851,83	1036,37	1215,08	1388,03	721,68	955,59	1192,02	1422,61	1647,44
0,8	34,59	69,18	103,76	138,35	172,94	891,56	1094,16	1306,47	1512,82	1712,33	926,15	1163,33	1410,24	1651,17	1885,27
0,9	17,29	34,59	51,88	69,18	86,47	1186,75	1405,43	1646,97	1883,50	2112,39	1204,04	1440,02	1698,85	1952,68	2198,86
1	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	1579,66	1805,25	2076,20	2345,02	2605,93	1579,66	1805,25	2076,20	2345,02	2605,93

Рисунок 6. Зависимость значений затрат от программы выпуска изделий и коэффициента автоматизации.

Анализ кривых функции затрат позволяет сделать вывод, что для заданной величины годовой программы выпуска 280 тыс.шт./год приблизительное, оптимальное, значение коэффициента автоматизации равно 0,08.

8. Расчет уточненного значения коэффициента автоматизации

В настоящее время выбор коэффициента автоматизации производится на основе опыта коллектива, подготавливающего заявку на заказ оборудования. Во время разработки технического предложения эта величина может быть скорректирована в ту или другую сторону, как правило, незначительно и утверждена окончательно при подписании контракта. Таким образом, можно утверждать, что выбор величины коэффициента автоматизации осуществляется субъективно. В то же время совершенно очевидно, что ошибка в его определении приводит к значительным, прежде всего экономическим, потерям.

Задача расчета величины коэффициента автоматизации, рекомендуемого для условий производства заказчика оборудования, является очень важной. Правильное, обоснованное определение её числовой величины позволяет исключить влияние субъективного фактора в этом вопросе и, таким образом, повысить эффективность разрабатываемого проектного решения.

Очевидно, что под оптимальной величиной коэффициента автоматизации следует понимать такое его значение, при котором приведенные затраты на сборку годового объема выпуска изделий будут минимальны.

С математической точки зрения задача состоит из двух этапов. На первом требуется оценить характер зависимости приведенных затрат от коэффициента автоматизации. При этом нужно определить, существуют ли вообще и если да, то сколько в этой зависимости экстремальных точек на всем возможном диапазоне значений коэффициента автоматизации. Если существует такая точка, то для определения минимума функции надо продифференцировать её по Кавт и приравнять нулю. Это даст возможность найти рекомендуемое значение коэффициента автоматизации, при котором приведенные затраты будут минимальны.

Как известно, функция затрат на сборку годового объема выпуска изделий имеет вид суммы двух слагаемых:

3=31+32 (19)

Одно из которых - З₁, представляет собой себестоимость сборки годового объема выпуска изделий. Второе, 3₂ - годовые отчисления от стоимости оборудования. Рассмотрим формулы расчета этих слагаемых, которые воспроизводятся для решения задачи определения коэффициента автоматизации.

 (20)

Заменив в этой функции исходные факторы, имеющие фиксированное значение при проектировании оборудования для сборки редуктора заднего моста получим:

(21)

Это уравнение прямой линии, в которой значение функции убывает при увеличении К_авт. При К_авт⁼0 имеем максимальное значение 3₁= а₁, а при К_авт=1 получаем а₁= 0.

а₁= 484,23

Второе слагаемое функции приведенных затрат имеет вид:

(22)

Заменив постоянные значения исходных факторов, стоящих перед экспонентой, коэффициентом а, а в показателе степени коэффициентом аз, перепишем функцию 3₂ в виде:

(23)

Это экспоненциальная функция, в которой значения 3₂ монотонно возрастают с изменением К_авт от 0 до 1.

а₂= 193,40

Общая функция приведенных затрат, с учетом принятых коэффициентов, будет иметь вид:

(24)

а₃ =2,35

Функция З имеет минимум, для определения которого надо взять частную производную по К_авт и приравнять ее нулю. Минимальное значение функции З в этом случае соответствует рекомендуемому значению коэффициента автоматизации.

(25)

Откуда имеем рекомендуемое значение коэффициента автоматизации:

(26)

[К_авт] =0,028

9. Определение ширины конвейера

Ширина конвейера, «В» берется из стандартизованного ряда размеров в зависимости от суммарной массы изделия и спутника, кг.

=23,547 кг (27)

Массу спутника при укрупненном проектировании можно рассчитать по формуле:

(28)

Gспут==8,9+0,51*9,7=13,847

Ширина конвейера «В», берется из таблицы:

Таблица 9.

,кг	G<25	25<G<63	63<G<125	125<G<250	250<G:
В, мм	250	400	630	800	1000

В=250 мм.

10. Определение фактической трудоемкости сборки

(29)

Для данного типа изделия, определяемого коэффициентом К,

=4,96 мин/шт.

11. Определение количества позиций выполняемых вручную

В технологическом процессе, для сборочных переходов выполняемых вручную, количество операций или позиций, если речь идет о конвейерной сборке, можно определить из выражения:

 (30)

Р_р - количество позиций ручной сборки, шт.;

К- средний коэффициент загрузки «ручной» позиции = 0,85

темп выпуска изделия

С округлением в большую сторону принимаем количество позиций ручной сборки Р_р =7.

12. Определение количества автоматических позиций сборочного оборудования

Количество автоматических позиций сборочного оборудования, Ра определяется в два этапа:

(31)

С учетом округления в большую сторону принимаем Р_а= 2,

здесь - время сборочных работ, выполняемых на автоматических позициях, мин./шт.

- среднее время выполнения одного сборочного перехода для данного изделия, мин./шт.

- средний коэфф. загрузки автоматической позиции, К_з.авт = 0,85

13. Определение количества рабочих сборщиков

Количество рабочих сборщиков рассчитывается из выражения:

(32)

С округлением до целого числа в большую сторону, R = 8 чел.

14. Определение фактической производительности оборудования

На практике, фактическая производительность оборудования, Q_ф определяется путем учета двух факторов: цикла работы оборудования, t и коэффициент технического использования,

, шт./год (33)

где t== 0,73

-(0.0017P+0.2424)K-0.0002P+0.9695

Соотношение количества автоматической и ручной позиций в этой формуле оценивается коэффициентом, К, рассчитываем как отношение количества автоматических позиций, Ра к общему числу позиций, Р.

(34)

К_поз = 0,205

Цикловая производительность оборудования:

 = 329412 шт./год.

Коэффициент технического использования, = 0,919

Фактическая производительность оборудования:

302840 шт./год

Фактическая производительность оборудования обеспечивает заданную программу выпуска с запасом в 7,7 %, что является достаточным для данного типа оборудования.

Себестоимость сборки изделия полученная из формулы (30) равна: 1,68 дол. США/шт.

Стоимость комплекта сборочного оборудования для производства годового объема выпуска системы карданных валов, рассчитанная по формуле (31), составляет: Ц_об= 736,68 тыс. дол. США.

Затраты на сборку годового объема выпуска водяного насоса будут равны: 3 = 676,244 тыс. дол. США/год.

15. Основные технико-экономические параметры технологического процесса и оборудования для сборки водяного насоса

Таблица 10.

№	Наименование параметра	Единица измерений	Значение параметра
1	Программа выпуска	тыс.шт./год	280
2	Такт выпуска	мин /шт.	0,85
3	Коэффициент числа деталей	нет	0,45
4	Тип оборудования	Автоматизированная линия сборки с горизонтально-замкнутым конвейером, со спутниками.
5	Коэффициент автоматизации	нет	0,027
6	Масса спутника	кг	13,847
7	Ширина конвейера	мм	250
8	Фактическая трудоемкость сборки	мин./шт.	4,97
9	Количество рабочих сборщиков	чел. в смену	8
10	Количество позиций ручной сборки	шт.	7
11	Количество позиций автоматизированной сборки	шт.	2
12	Коэффициент технического использования	нет	0,91
13	Цикловая производительность	шт./год	329412
14	Фактическая производительность	шт./год	302840
15	Заработная плата рабочих	дол.США/мес.	900
16	Себестоимость сборки	дол.США/шт.	1,68
17	Стоимость оборудования	тыс.дол.США	736,683
18	Годовые затраты на сборку	тыс.дол.США/год	676,244

затраты сборка автоматизация трудоемкость

Заключение

1. В данной работе исследуется проблема, возникающая при заказе дорогостоящего специализированного сборочного оборудования. Эта проблема рассматривается с двух взаимосвязанных и одновременно противоречивых позиций: с точки зрения интересов покупателя оборудования и с позиции организации его проектирующей и изготавливающей.

2. В основе этой проблемы лежат задачи создания оборудования. отвечающего требованиям современного мирового технического уровня, при приемлемой для обеих сторон цене. Для ее решения существующая процедура многостадийного проектирования дополнена предварительным этапом укрупненных расчетов.

3. Этот дополнительный этап на самом деле приводит к значительному сокращению общих затрат. Для заказчика оборудования появляется возможность очень просто определить основные параметры технологического процесса и сборочного оборудования, его примерную цену и обоснованно найти фирму-изготовителя. На фирме-изготовителе использование этапа укрупненных расчетов позволяет выполнить разработку предложения па заявку заказчика и подготовить контракт на поставку оборудования без предварительного проектирования технологического процесса сборки. Это резко уменьшает дополнительные затраты, т.к. переход к стадии технического предложения происходит уже после подписания контракта и, следовательно, является оплаченной работой.

4. Основная совокупность исходных факторов, используемых при укрупненном проектировании сборочного оборудования, имеет фиксированное, однозначное значение. Исключение составляет коэффициент автоматизации. Как показали исследования, именно этот фактор оказывает самое большое влияние на технико-экономические параметры технологического процесса и сборочного оборудования. Ошибка в его определении приводит к значительным экономическим потерям. В этой работе рассматривается способ расчета коэффициента автоматизации, рекомендуемого для условий производства заказчика оборудования. Это позволяет обоснованно назначить его числовую величину и, таким образом, повысить эффективность предлагаемого проектного решения.

5. Рассчитанное оптимальное значение коэффициента автоматизации позволяет определить основные технико-экономические параметры технологического процесса и сборочного оборудования, обеспечивающие получение максимального экономического эффекта.

Список литературы

1. Ламин И.И. «Проектирование технологических процессов сборки изделий автотракторостроения» Учебное пособие. М. МГТУ «МАМИ», 2010 год.

2. Гусев А.А., Павлов В.В., Андреев А.Г. Под ред. Соломенцева Ю.М. «Технология сборки в машиностроении». Энциклопедия в 40 тт. Раздел III Технология производства машин. Т III-5. М., «Машиностроение» 2001.

3. Жолобов А.А., Лукашенко В.А., Сазонов И.С. «Проектирование технологических процессов сборки машин ». Учебник для студентов вузов. 2009.

4. Ламин И.И. «Предпроектный расчет и оптимизация параметров сборочных производственно-технологических комплексов автомобильного производства» Учебное пособие. МГМУ «МАМИ»,2010 г.

5. Ламин И.И., Оптимизация параметров сборочного оборудования на основе имитационной модели автомобильного и тракторного производств. М., «Сборка в машиностроении, приборостроении», 2009, №7.

Размещено на Allbest.ru