Thiết kế dây chuyền sản xuất

AI HOĩC Aè NễNG TRặèNG AI HOĩC BAẽCH KHOA KHOA C KHấ TP BAèI GIANG MN HOĩC THIT K DY CHUYệN SAN XUT (Daỡnh cho SV ngaỡnh Cồ khờ) Giaùo vión : Th. s., GVC TRệN QUC VIT Aệ NễNG 2007 3 Chương I: CƠ SỞ THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 1. Khái niệm về công tác thiết kế trong sản xuất cơ khí 1.1 Ý nghĩa, vị trí thiết kế nhà máy cơ khí Trong sản xuất cơ khí, để có được một sản phẩm sử dụng(một chi tiết máy, một bộ phận hoặc một máy hoàn chỉnh) ta cần trải qua 5 giai đoạn cơ bản sau: < 1 > Thiết kế sản phẩm: là căn cứ vào yêu cầu sử dụng thực tế, người thiết kế phải hình dung được hình dáng, kích thước và các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, biểu diễn sản phẩm đó lên bản vẽ. < 2 > Thiết kế công nghệ: là dựa vào bản vẽ thiết kế sản phẩm kết hợp với hiểu biết và khả năng thực tế sản xuất ra sản phẩm (khả năng về trang thiết bị, khả năng con người) để định ra đường lối, biện pháp nhằm biến sản phẩm trên bản vẽ thành sản phẩm sử dụng. Giai đoạn này còn gọi là giai đoạn thiết kế qui trình công nghệ. < 3 > Thiết kế trang bị công nghệ: là căn cứ vào qui trình công nghệ đã được xác lập, ta phải thiết kế được một hệ thống trang thiết bị, máy móc phù hợp để sản xuất ra sản phẩm yêu cầu. < 4 > Tổ chức sản xuất: là thiết kế ra một hệ thống sử dụng các trang bị công nghệ nhằm tạo ra sản phẩm một cách hợp lý nhất ( chất lượng tốt, năng suất cao và giá thành hạ). < 5 > THIếT kế nhà máy cơ khí: để tiến hành chế tạo sản phẩm. Năm giai đoạn trên là một quá trình có một mục tiêu thống nhất là tạo ra những sản phẩm cơ khí phù hợp với yêu cầu sử dụng thực tế. Mức độ phù hợp thể hiện ở 3 phương diện: chất lượng, năng suất và kinh tế. Để hoàn thành quá trình thống nhất đó, mỗi giai đoạn có nhiệm vụ hoàn thành một phần của mục tiêu cần đạt, đồng thời tạo tiền đề để hoàn thành giai đoạn tiếp theo. Do đặc điểm đó, nên kết quả của mục tiêu cuối cùng là phản ảnh kết quả của mỗi giai đoạn. Trong 5 giai đoạn thì “ thiết kế nhà máy cơ khí” là giai đoạn cuối cùng. Do vậy tính chính xác đúng đắn của nó không chỉ là yêu cầu của bản thân giai đoạn này, mà nó còn là đòi hỏi của 4 giai đoạn trước đó. Hơn nữa “ thiết kế nhà máy cơ khí “ là giai đoạn gắn chặt giữa nghiên cứu và thực tiễn, giữa kỹ thuật và kinh tế, vì vậy nó mang tính tổng hợp rất cao. 1.2. Phân loại thiết kế nhà máy cơ khí . Trong ngành cơ khí, dựa vào nhiệm vụ sản xuất, dựa vào đầu tư xây dựng và căn cứ vào những điều kiện thực tế khác,”thiết kế nhà máy cơ khí” được phân làm hai loại : 1. Thiết kế nhà máy mới, hoàn chỉnh. 2. Thiết kế mở rộng phát triển nhà máy đã có nhưng chưa phù hợp với nhiệm vụ yêu cầu Theo kinh nghiệm dù là thiết kế mới, hoàn chỉnh, hay thiết kế mở rộng phát triển nhà máy cơ khí (hoặc một bộ phận cấu thành của nhà máy cơ khí) thì về nguyên tắc thiết kế, nội dung thiết kế và trình tự thiết kế nói chung là thống nhất. Sự khác nhau ở đây chẳng qua là mức độ, phương pháp thực hiện cụ thể mà thôi Chính vì lý do đó, tài liệu này chỉ chú trọng nghiên cứu thiết kế một nhà máy (bộ phận nhà máy) mới hoàn chỉnh. Với những hiểu biết đó ta cũng có thể nghiên cứu trong trường hợp thiết kế mở rộng. 1.3 Tổ chức thiết kế nhà máy cơ khí: 4 Một tổ chức thiết kế nhà máy cơ khí phải bảo đảm hoàn thành 3 nhiệm vụ cơ bản sau: < 1 > Qui định được các chỉ tiêu của từng giai đoạn thiết kế ( trong đó đặc biệt chú ý đến các chỉ tiêu chất lượng). < 2 > Tổng hợp được các giai đoạn thiết kế. < 3 > Qui định được kế hoạch, thời hạn thiết kế. Muốn hoàn thành 3 nhiệm vụ phức tạp đó, tổ chức thiết kế phải là một tập thể cán bộ khoa học kỹ thuật hoạt động trên nhiều lĩnh vực khác nhau( như cơ khí, điện, xây dựng, địa chất, kinh tế ). Nhưng rõ ràng do tính chấït chuyên môn của nhà máy thiết kế, nên người chủ trì tổ chức thiết kế phải là một cán bộ hoạt động trên lĩnh vực cơ khí. 1.4 Một số khái niệm, định nghĩa dùng trong thiết kế nhà máy cơ khí Để thống nhất trong suốt quá trình tính toán, thiết kế, người ta đưa ra một số khái niệm, định nghĩa sau: 1/ Công trình: là một đơn vị của nhà máy mang tính độc lập về kỹ thuật và không gian. Ví dụ một toà nhà, một kho, một trạm phát điện 2/ Cơ quan đầu tư: là cơ quan chịu trách nhiệm cung cấp vốn đầu tư xây dựng cơ bản, mua sắm thiết bị . . . 3/ Cơ quan thiết kế ( tổ chức thiết kế ) là tổ chức chịu trách nhiệm thiết kế, cung cấp tài liệu, bản vẽ về nhà máy và theo dõi việc thực hiện thiết kế. 4/ Cơ quan xây lắp: là tổ chức thực hiện việc xây lắp nên nhà máy theo thiết kế (thi công). Cơ quan này bắt đầìu nhiệm vụ từ khi nhận tài liệu từ tổ chức thiết kế đến khi toàn bộ công trình được bàn giao xong. 5/ Tài liệu thiết kế: là những văn bản được sử dụng trong quá trình thiết kế, trong đó thường đưa ra giám định trước và sau thiết kế. < 1 > Tài liệu trước thiết kế: dùng làm cơ sở để hoàn thành công tác thiết kế, bao gồm: - Bản nhiệm vụ thiết kế. - Các bản vẽ về sản phẩm ( bản vẽ chế tạo, bản vẽ lắp ráp . .) - Các tài liệu, bản vẽ có liên quan đến địa điểm xây dựng. - Các văn bản ký kết hợp tác với các cơ quan, bộ phận . . < 2 > Tài liệu sau thiết kế: là những tài liệu, số liệu nhận được của các giai đoạn thiết kế, là kết quả của quá trình thiết kế, dùng nó để thi công và đánh giá kết quả thiết kế. Tài liệu sau thiết kế thường gồm có: - Toàn bộ tính toán, thuyết minh trong quá trình thiết kê.ú - Các bản vẽ mặt bằng nhà máy. - Các bản vẽ kiến trúc nhà xưởng. - Các bản vẽ thi công. - Các số liệu về kinh tế- kỹ thuật. 2. Những tài liệu ban đầu và việc phân tích các tài liệu này 2.1 Các loại tài liệu ban đầu Để có cơ sở tiến hành công tác thiết kế, tổ chức thiết kế cần được cung cấp hoặc phải xác định cho được những tài liệu và số liệu có liên quan đếïn nhà máy cần thiết kế. Những tài liệu, số liệu cơ bản làm cơ sở ban đầu đó goûi là tài liệu ban đầu. Thông thường những tài liệu ban đầu cần cho công tác thiết kế bao gồm: 1/ Bản nhiệm vụ thiết kế là văn bản hợp pháp quan trọng nhất do cơ quan cấp trên soạn thảo và cung cấp cho tổ chức thiết kế. 2/ Bản luận chứng kinh tế-kỹ thuật (còn gọi là bản giải trình) về công trình thiết kế. Do tổ chức thiết kế soạn thảo được cấp trên có thẩm quyền thông qua. 3/ Các loại bản vẽ liên quan tới sản phẩm. 5 4/ Các tài liệu, bản vẽ có quan hệ tới địa điểm xây dựng nhà máy như thổ nhưỡng, địa chất công trình, bản đồ địa thế, tài liệu về thiên nhiên, khí hậu độ ẩm, hướng gió . . 5/ Các văn bản ký kết với các cơ quan hữu quan, như hợp đồng cung cấp nguyên vật liệu, hợp đồng hợp tác sản xuất, hợp đồng cung cấp và bổ sung nhân lực, hợp đồng tiêu thụ sản phẩm Trong những loại tài liệu ban đầu kể trên, thì tài liệu quan trọng số một là bản nhiệm vụ thiết kế. Bản nhiệm vụ thiết kế cần thể hiện đầy đủ những nội dung sau : < 1 > Nêu rõ tên gọi, nhiệm vụ, mục đích của nhà máy cần thiết kế. < 2 > Nêu rõ loại sản phẩm và các yêu cầu kỹ thuật ở sản phẩm. < 3 > Định rõ sản lượng hàng năm của từng loại sản phẩm. < 4 > Chỉ ra các nhiệm vụ khác (nếu có) của nhà máy. < 5 > Đề ra các yêu cầu mở rộng, phát triển trong tương lai. < 6 > Cho biết rõ vùng và địa điểm xây dựng của nhà máy. < 7 > Nêu được các số liệu, chỉ tiêu làm phương hướng thiết kế như: - Ước lượng tổng số vốn đầu tư xây dựng. - Ước lượng tổng số thiết bị, công nhân, diện tích. - Ước định giá thành sản phẩm. < 8 > Dự kiến chế độ làm việc của nhà máy như số ngày làm việc trong tháng, số ca làm việc trong ngày, số giờ làm việc trong ca . . < 9 > Định ra các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật sơ bộ như: _ Năng suất tính cho một thiết bị. _ Năng suất tính cho một công nhân. _ Năng suất tính trên 1m 2 diện tích của nhà máy. < 10 > Dự kiến thời gian đưa nhà máy vào sản xuất. < 11 > Dự kiến thời gian hoàn vốn . . . 2.2 Phân tích các tài liệu ban đầu Trên cơ sở các tài liệu ban đầu, đặc biệt là bản nhiệm vụ thiết kế, tổ chức thiết kế tiến hành nghiên cứu, phân tích các yếu tố cơ bản của tài liệu để bắt tay vào công tác thiết kế. Thường những yếu tố cơ bản đó là: sản phẩm, sản lượng, qui trình công nghệ, các hoạt động phụ và thời gian, thời hạn. 2.2.1 Phân tích sản phẩm : Sản phẩm là đối tượng, là mục tiêu sản xuất của nhà máy. Vì vậy, nhà máy thiết kế trước hết phải phù hợp với đối tượng đã cho. Muốn đạt được sự phù hợp này, người thiết kế phải phân tích một cách tỷ mỉ và toàn diện sản phẩm chế tạo. Trong việc phân tích sản phẩm cần đặc biệt coi trọng phân tích tính công nghệ trong sản phẩm. Cụ thể cần đi sâu phân tích 3 khía cạnh: < 1 > Những yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, của các chi tiết, bộ phận cấu thành sản phẩm. Từ đó cho phép ta lựa chọn được phương pháp chế tạo hợp lý. < 2 > Các chuỗi kích thước tạo nên các vị trí tương quan của sản phẩm. Sự hiểu biết này là cơ sở xác định cách thức chế tạo, phương pháp lắp ráp và kiểm tra sản phẩm. < 3 > Kết cấu của sản phẩm được hiểu biết tỷ mỉ sẽ giúp ta lựa chọn hợp lý các trang bị công nghệ trong quá trình thực hiện sản xuất ra sản phẩm. 2.2.2 Phân tích sản lượng : Như ta đã nghiên cứu trong “ công nghệ chế tạo máy “ và “ tổ chức sản xuất công nghiệp “ thì phương pháp tổ chức sản xuất, việc lựa chọn hệ thống công nghệ để tiến hành sản xuất trước hết phụ thuộc vào qui mô sản xuất. Sản lượng càng lớn (tức qui mô sản xuất càng 6 lớn) cho phép ta sản xuất theo phương pháp tổ chức tiên tiến đạt hiệu quả cao, đồng thời cho phép lựa chọn các trang bị công nghệ hiện đại mang lại hiệu quả kinh tế lớn. Thông thường sản lượng sản phẩm chế tạo hàng năm được cho trong các dạng sau: - Trọng lượng sản phẩm cần chế tạo hàng năm (T/năm) - Số lượng sản phẩm cần sản xuất hàng năm (chiếc/năm) - Giá trị tổng sản lượng bình quân hàng năm (đ/năm) trong đó phổ biến hơn cả là số lượng sản phẩm năm (chiếc/năm). Phân tích sản lượng là tính cho được sản lượng hàng năm mà nhà máy phải hoàn thành. Trên cơ sở sản lượng và một vài yếu tố khác xác định được qui mô sản xuất (định dạng sản xuất). Đó là cơ sở hết sức quan trọng mang tính chỉ đạo trong quá trình thiết kế sau này. Sau đây giới thiệu một cách tính số lượng sản phẩm chế tạo từ các tài liệu ban đầu: Ta gọi : Si là số lượng loại chi tiết thứ i có trong các sản phẩm cần gia công. Ni là số lượng của sản phẩm có chi tiết thứ i. mi là số lượng chi tiết thứ i có trong mỗi sản phẩm. ∝ i là số % dự trữ để bổ sung cho việc chờ đợi vì vấn đề kho tàng và vận chuyển (tỷ lệ này có qui định). β i là số % dữ trữ để bù vào lượng phế phẩm. Nếu gọi Sik là số lượng loại chi tiết thứ i có trong sản phẩm thứ k, ta sẽ có mối quan hệ sau :       +       +×= 100 1 100 1 ii ii k i mNS βα [chiếc] (1.1) Và : ∑ = = h k k ii SS 1 (1.2) Với h là số loại sản phẩm có chi tiết thứ i. Nếu ta gọi n là số loại chi tiết có trong các sản phẩm thì tổng số chi tiết trong tất cả các sản phẩm là : ∑ = = n i i SS 1 täøng [chiếc] (1.3) 2.2.3 Phân tích qui trình công nghệ: là nghiên cứu tỷ mỉ để nắm vững các biểu hiện cụ thể sau : (1) Toàn bộ quá trình sản xuất diễn ra ở đâu, như thế nào, bằng gì. (2) Trình tự các công đoạn, nguyên công tạo thành sản phẩm. (3) Quá trình thay đổi trạng thái từ phôi liệu đến thành phẩm. (4) Hình thức vận chuyển trong quá trình sản xuất (dòng vật liệu) Qui trình công nghệ là cơ sở để tính toán khối lượng lao động, lựa chọn trang bị công nghệ và bố trí hợp lý mặt bằng nhà máy. 2.2.4 Phân tích các yếu tố thời gian Các yếu tố thời gian trong những tài liệu ban đầu là các mốc thời gian - mang tính thời hạn. Những yếu tố thời gian này bao gồm: thời gian cho phép thiết kế, thời gian bắt đầu thi công, thời gian bắt đầu sản xuất, thời gian bắt đầu sử dụng sản phẩm do nhà máy xuất ra và thời gian thu hồi vốn đầu tư. Những yếu tố thời gian kể trên là một phần cơ sở để chọn phương pháp thiết kế, để định ra kế hoạch, tiến độ thiết kế, thi công một cách phù hợp. 3. Những nội dung chủ yếu của công tác thiết kế: Nhà máy là một bộ phận của nền kinh tế quốc dân trong một chế độ xã hội nhất định. Vì vậy nhiệm vụ, phương thức phát triển sản xuất của nó phải tuân theo qui luật kinh tế của chế độ xã hội đó. Muốn vậy thiết kế nhà máy là phải đồng thời nghiên cứu giải quyết những 7 vấn đề thuộc về kinh tế, thuộc về kỹ thuật và thuộc về tổ chức. Người ta gọi đó là 3 nội dung cơ bản phải giải quyết khi thiết kế nhà máy, phân xưởng hoặc một bộ phận của nhà máy. Sau đây ta nghiên cứu cụ thể hơn từng nội dung. 3.1 Nội dung kinh tế của công tác thiết kế Nội dung kinh tế của thiết kế thể hiện ở các vấn đề sau: 1/ Từ bản nhiệm vụ thiết kế phải xác định được chương trình sản xuất của nhà máy, phân xưởng. 2/ Phải dự trù được nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, năng lượng để nhà máy hoạt động lâu dài. 3/ Phối hợp với các cơ quan có thẩm quyền để xác định tốt địa điểm xây dựng nhà máy. 4/ Xác định qui mô, cấu tạo của nhà máy. 5/ Lập dự kiến khả năng mở rộng phát triển nhà máy trong tương lai. 6/ Lập phương án hợp tác sản xuất. 7/ Giải quyết tốt vấn đề đầu tư xây dựng, đầy tư thiết bị. 8/ Nghiên cứu giải quyết những vấn đề về đời sống, phúc lợi, sinh hoạt văn hóa của nhà máy. 3.2 Nội dung kỹ thuật của công tác thiết kế Nội dung kỹ thuật của thiết kế bao hàm những vấn đề cần giải quyết sau: 1/ Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo sản phẩm. Đây là nội dung kỹ thuật quan trọng nhất, đồng thời cũng khó khăn và tốn nhiều công sức nhất. Nó có tính quyết định đối các bước thiết kế tiếp theo. 2/ Xác định khối lượng lao động cần thiết cho việc sản xuất ra sản phẩm. Khối lượng lao động có thể biểu thị bằng quỹ thời gian (như đối với nhà máy, phân xưởng cơ khí, phân xưởng lắp ráp, phân xưởng dụng cụ, phân xưởng sữa chữa ), cũng có thể biểu thị bằng trọng lượng sản phẩm cần sản xuất hàng năm (trong thiết kế phân xưởng đúc và phân xưởng rèn dập). 3/ Xác định chủng loại và số lượng các máy móc, thiết bị. 4/ Xác định loại, số lượng, trình độ công nhân, cán bộ kỹ thuật và nhân viên phục vụ trong nhà máy. 5/ Xác định các nhu cầu về nguyên liệu, năng lượng, vận chuyển. 6/ Nghiên cứu giải quyết vấn đề vận chuyển. 7/ Giải quyết tốt vấn đề vệ sinh công nghiệp. 8/ Tính toán nhu cầu diện tích và bố trí mặt bằng nhà máy, phân xưởng. 9/ Giải quyết vấn đề kiến trúc nhà xưởng. 10/ Nghiên cứu giải quyết vấn đề khoa học lao động, cải tiến điều kiện làm việc cho cán bộ, công nhân trong nhà máy. 3.3 Nội dung tổ chức của công tác thiết kế. Về phương diện tổ chức, khi thiết kế cần nghiên cứu giải quyết tốt vấn đề có liên quan sau : 1/ Xác định hệ thống lãnh đạo, quản lý nhà máy. Qui định quan hệ công tác giữa các cơ cấu tổ chức. 2/ Tổ chức hệ thống quản lý kỹ thuật, quản lý sản xuất. 3/ Nghiên cứu giải quyết vấn đề quản lý lao động, bồi dưỡng trình độ cho công nhân cán bộ. 4/ Tổ chức tốt hệ thống bảo vệ nhà máy. 5/ Giải quyết tốt các vấn đề sinh hoạt văn hoá, chính trị, xã hội. 8 4. Các phương pháp thiết kế: Tuỳ thuộc vào qui mô sản xuất, tính chính xác và đầy đủ của các tài liệu ban đầu, nội dung của luận chứng kinh tế - kỹ thuật và thời gian cho phép thiết kế mà ta lựa chọn, sử dụng phương pháp thiết kế cho phù hợp. Trong thực tế có hai phương pháp thiết kế (còn gọi là 2 phương pháp lập chương trình sản xuất): - Phương pháp thiết kế chính xác. - Phương pháp thiết kế gần đúng (còn gọi là thiết kế ước định) sau đây ta nghiên cứu những đặc trưng có tính bản chất của hai phương pháp thiết kế đó. 4.1 Phương pháp thiết kế chính xác Khi các tài liệu ban đầu đầy đủ, chính xác; thời gian để tiến hành thiết kế đủ, đặc biệt là thiết kế nhà máy có qui mô sản xuất lớn, có tầm quan trọng đặc biệt đối với nền kinh tế quốc dân hoặc quốc phòng thì công việc thiết kế được tiến hành trên phương pháp chính xác. Phương pháp thiết kế chính xác dựa trên phương pháp lập chương trình sản xuất chính xác. Cốt lõi của phương pháp này là tiến hành lập qui trình công nghệ tỷ mỉ cho tất cả các chi tiết của các loại sản phẩm mà nhà máy sản xuất, có kèm theo phiếu công nghệ đầy đủ tỷ mỉ. Từ đó ta xác định được một cách chính xác khối lượng lao động của các phân xưởng, bộ phận và toàn nhà máy. Rõ ràng việc lập qui trình công nghệ tỷ mỉ cho tất cả các chi tiết của các sản phẩm là khối lượng công việc hết sức lớn. Nó chỉ thích ứng với việc thiết kế các nhà máy có qui mô lớn, số loại sản phẩm sản xuất không nhiều, chủng loại chi tiết trong các sản phẩm cũng không nhiều, nhưng số lượng lớn và tất nhiên thời gian thiết kế cho phép rộng. Nói chung phương pháp thiết kế này ít được ứng dụng trong thực tế, nhất là đối với nước ta, đặc biệt là đối với nhà máy cơ khí địa phương. 4.2. Phương pháp thiết kế gần đúng (ước định). 4.2.1 Các cách tiến hành Khi các điều kiện ở trên không thoả mãn thì ta chọn phương pháp thiết kế gần đúng. Phương pháp thiết kế gần đúng có thể được tiến hành theo 2 cách sau : 1/ Dựa vào sản phẩm hoặc chi tiết điển hình. 2/ Dựa vào các thiết kế mẫu hoặc các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật đã được đúc kết theo kinh nghiệm. Trong 2 cách trên, cách thứ nhất được ứng dụng rộng rãi trong mọi bước thiết kế. Do đó ta cũng tập trung nghiên cứu phương pháp này. Riêng ở cách thứ hai, việc thực hiện dơn giản, cho độ chính xác thấp, sẽ giới thiệu thêm ở phần thiết kế cụ thể. 4.2.2 Phương pháp thiết kế gần đúng dựa trên sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình : Phương pháp này được tiến hành theo các bước sau đây : 1/ Dựa vào kết cấu, trọng lượng, công nghệ, vật liệu ta phân loại và ghép nhóm các sản phẩm (hoặc chi tiết). Cụ thể là : a/ Nếu nhà máy sản xuất nhiều loại sản phẩm, số lượng mỗi loại không nhiều lắm thì ta tiến hành phân loại và ghép nhóm sản phẩm. b/ Nếu nhà máy sản xuất nhiều loại sản phẩm, số lượng mỗi loại không nhiều, nhưng số lượng chi tiết trong mỗi loại lớn, thì ta tiến hành phân loại, ghép nhóm chi tiết không kể ở sản phẩm nào. 2/ Lựa chọn sản phẩm (hoặc các chi tiết) điển hình của các nhóm. Cụ thể là : a/ Nếu phân loại sản phẩm thì chọn mỗi nhóm 1 sản phẩm điển hình. Nếu được thì thì tiếp tục ghép nhóm và chọn điển hình tiếp 9 b/ Nếu phân loại chi tiết thì chọn trong mỗi nhóm 3 chi tiết điển hình : - Chi tiết điển hình nhỏ. - Chi tiết điển hình vừa. - Chi tiết điển hình lớn. 3/ Qui đổi số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) khác trong mỗi nhóm về số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình. Tính toán số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) của từng nhóm và các nhóm đã qui về điển hình. Công thức qui đổi tổng quát là : N qđx = N x .K x (1.4) Trong đó: Nqđx là số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) X đã được qui đổi về sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình. Nx là số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) X trước qui đổi. Kx là hệ số ước định, độ lớn của nó đặc trưng cho mức độ khác nhau về trọng lượng, về độ phức tạp và về sản lượng giữa sản phẩm (hoặc chi tiết) đang xét (X) so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình trong nhóm. Như vậy : K x = K x1 .K x2 .K x3 (1.5) K x1 là hệ số ước định kể đến sự sai khác về trọng lượng (hoặc diện tích bề mặt gia công) của sản phẩm (hoặc chi tiết) đang xét (X) so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình trong nhóm. Giá trị của Kx 1 có thể xác định theo công thức sau : âhâh F F Q Q K xx x ≈         = 3 2 1 (1.6) Trong đó Q x và F x là trọng lượng, diện tích bề mặt gia công của sản phẩm (hoặc chi tiết) đang xét. Q đh và F đh là trọng lượng và diện tích bề mặt gia công của sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình trong nhóm. K x2 là hệ số ước định kể đến sự sai khác về độ phức tạp giữa sản phẩm (hoặc chi tiết) đang xét so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình trong nhóm. Giá trị của K x2 được cho theo kinh nghiệm của người thiết kế, thường cố gắng phân nhóm sao cho K x2 ≈ 1. K x3 là hệ số ước định kể đến sự sai khác về sản lượng giữa sản phẩm (hoặc chi tiết) đang xét so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình trong nhóm. Giá trị của K x3 có thể tham khảo chọn ở bảng 1-1. Sau khi qui đổi toàn bộ các sản phẩm (hoặc chi tiết) của các nhóm về sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình, ta tính sản lượng yêu cầu sản xuất theo phương pháp ước định theo công thức : ∑∑∑∑ ′′ = ′ == = += a i b x a b x NNN 1 11 âhi 1i qâx (1.7) a và a’ là số nhóm (a = a’) sản phẩm (hoặc chi tiết). b và b’ là số sản phẩm (hoặc chi tiết) không điển hình và được chọn làm điển hình trong từng nhóm. 10 Bảng 1-1 Hệ số ước định Kx 3 (N là sản lượng) N đh /N x 0,5 0,75 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,5 3,0 Kx 3 0,97 0,99 1,0 1,01 1,03 1,05 1,06 1,07 1,08 1,1 1,12 1,13 1,15 1,17 N đh /N x 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 9,0 9,5 10 K x3 1,2 1,22 1,23 1,25 1,27 1,28 1,3 1,31 1,32 1,33 1,34 1,35 1,36 1,37 4/ Tiến hành lập qui trình công nghệ đầy đủ, tỷ mỉ đối với các sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình phù hợp với dạng sản xuất theo sản lượng qui đổi - có kèm theo phiếu công nghệ tỷ mỷ. 5/ Xác định khối lượng lao động của phân xưởng, bộ phận hoặc toàn nhà máy. Trên cơ sở qui trình công nghệ đã xác lập và khối lượng lao động đã tính toán, hoàn thành các bước tính toán thiết kế tiếp theo. 5. Các giai đoạn thiết kế 5.1 Khái niệm về quá trình thiết kế nhà máy cơ khí . Thiết kế nhà máy cơ khí là một quá trình thu thập, nghiên cứu phân tích, tổng hợp đề xuất phương án và lựa chọn phương pháp tối ưu. Để hoàn thành từng khối lượng công việc cụ thể và tạo cơ sở cho việc thực hiện các bước tiếp theo, người ta phân quá trình thiết kế ra làm 3 giai đoạn : - Thiết kế sơ bộ. - Thiết kế kỹ thuật. - Thiết kế thi công. 5.2 Giai đoạn thiết kế sơ bộ : Thiết kế sơ bộ là giai đoạn thiết kế đầu tiên, có nhiệm vụ giải quyết các vấn đề sau : 1/ Nêu rõ khả năng kỹ thuật và tính hợp lý kinh tế của địa điểm xây dựng nhà máy. 2/ Định ra qui trình công nghệ sản xuất, vận hành, khai thác sản xuất. 3/ Xác định nguồn cung cấp vật tư, nguyên liệu, năng lượng, lao động, vận chuyển cho nhà máy. 4/ Định rõ kết cấu kiến trúc, hạng mục các công trình. 5/ Tính khối lượng xây lắp, vốn đầu tư chia cho các phần : xây lắp, thiết bị, kiến thiết cơ bản, xây dựng chính, phụ. 6/ Xác định khả năng, điều kiện thời gian thi công và đưa nhà máy vào hoạt động. 7/ Nêu các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Bước thiết kế sơ bộ sau khi đã hoàn thành phải được cấp trên có thẩm quyền thông qua (duyệt y) mới được chuyển sang giai đoạn thiết kế kỹ thuật. 5.3 Giai đoạn thiết kế kỹ thuật. Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật cần đi sâu nghiên cứu qui trình công nghệ ; vấn đề vận chuyển, kho tàng ; vấn đề vệ sinh công nghiệp, an toàn lao động ; vấn đề tổ chức hoạt động kinh tế để hoàn thành những tính toán chính xác các nội dung đã nêu ở thiết kế sơ bộ. Cụ thể là : 1/ Thiết kế qui trình công nghệ sản xuất sản phẩm phù hợp với qui mô sản xuất. Từ đó tính toán được khối lượng lao động của phân xưởng, bộ phận và toàn nhà máy. 2/ Tính toán chính xác các nhu cầu về máy móc thiết bị, về nhân lực và diện tích các phân xưởng, bộ phận và toàn nhà máy. 3/ Tính toán nhu cầu về năng lương, vận chuyển. 4/ Tính toán hệ thống kho tàng, các công trình phụ và phục vụ. 11 5/ Xác định các biện pháp an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp. 6/ Xác lập hệ thống tổ chức lãnh đạo, quản lý nhà máy. 7/ Tính toán kinh tế. 8/ Xác định chính xác các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật. 5.4 Giai đoạn thiết kế thi công Sau khi giai đoạn thiết kế kỹ thuật đã được cơ quan cấp trên có thẩm quyền duyệt y, cho phép tiếp tục tiến hành thì ta chuyển sang giai đoạn thiết kế thi công. Đây là giai đoạn thiết kế cuối cùng, nhằm cung cấp tài liệu, bản vẽ cho tổ chức xây lắp hoàn thành công việc xây dựng nhà máy. Trong giai đoạn thiết kế thi công chủ yếu là hoàn thành các loại bản vẽ phục vụ cho công việc thi công. Do đó trong một số tài liêu còn gọi là giai đoạn lập các bản vẽ thi công. Các bản vẽ thi công cần hoàn thành trong giai đoạn này là : 1/ Các bản vẽ về mặt bằng nhà máy (có định rõ độ cao, kích thước giới hạn, cọc mốc cho các công trình kiến trúc, mạng lưới đường sá, kênh mương, sân bãi, điện, nước ) 2/ Bản vẽ mặt cắt ngang, cắt dọc của các hạng mục công trình. Ở mỗi giai đoạn thiết kế ta mới chỉ nêu những nội dung cơ bản cần được chú ý nghiên cứu giải quyết. Vì vậy để giải quyết triệt để và toàn diện, người thiết kế cần nghiên cứu kỹ những nội dung kinh tế, kỹ thuật và tổ chức đẫ nêu ở phần trước để tránh những khiếm khuyết trong bản thiết kế. Trong thực tế ở nước ta cũng như trên phạm vi thế giới, có nhiều nhà máy giống nhau về nhiệm vụ sản xuất, về qui mô và nhiều yếu tố khác. Để giảm bớt sức lao động và thời gian thiết kế, trong quá trình thiết kế, ta có thể sử dụng các tính toán của những bản thiết kế “mẫu” này. Tất nhiên khi sử dụng các số liệu tính toán của những thiết kế mẫu ta cần nhân thêm với hệ số điều chỉnh kể đến sự phát triển của khoa học kỹ thuật. Trong những trường hợp như vậy, công việc thiết kế của giai đoạn thiết kế sơ bộ và thiết kế kỹ thuật có thể nhập lại làm một. Như vậy công việc thiết kế được tiến hành bằng 2 giai đoạn : - Thiết kế sơ bộ mở rộng. - Thiết kế thi công. 5.5 Mô hình tổng quát về quá trình thiết kế nhà máy cơ khí Để dễ dàng trong việc theo dõi, thực hiện và kiểm tra quá trình thiết kế, ta có thể đưa ra sơ đồ tổng quát về quá trình thiết kế nhà máy cơ khí như hình 1.1. Trong mô hình 1.1 có: 1. Phân tích nhiệm vụ thiết kế 2. Lập chương trình sản xuất . 3. Phân loại- ghép nhóm- chọn điển hình. 4. Thiết kế qui trình công nghệ - Tính khối lượng lao động 5. Xây dựng các chỉ tiêu sử dụng vật liệu 6. Tính toán nhu cầu vật liệu - so sánh với chỉ tiêu 7. Tính toán nhu cầu thiết bị - so sánh với chỉ tiêu 8. Tính toán nhu cầu nhân lực 9. Xác định hệ thống cung cấp năng lượng 10. Xác định lượng dự trữ nguyên liệu, vật tư kỹ thuật 11. Lập sơ đồ công nghệ 12. Xác định nhu cầu vật liệu phụ 13. Xác định cơ cấu các bộ phận phụ 14. Xác định bậc thợ - chi phí tiền lương 15. Tính diện tích các phân xưởng bộ phận [...]... ánh giá c c b , phi n di n 2/ Phân tích kinh t khơng ư c tách r i v i phân tích k thu t Có như v y b n thi t k m i mang tính hồn ch nh ư c T nh ng phân tích trên, rõ ràng phân tích kinh t trong thi t k dây chuy n s n xu t nói chung và nhà máy cơ khí nói riêng, có 2 nhi m v cơ b n: (1) Kh ng nh phương án thi t k có ư c ch p nh n hay khơng (2) Kh ng nh ư c phương án thi t k nào là t i ưu trong nh ng phương... là : phương án B t t hơn phương án A th hi n ch : v i 1 ng v n u tư b thêm thì hàng năm ã thu l i ư c bao nhiêu ng nh h giá thành c a phương án có u tư l n hơn Ví d : Phương án B ư c trang b b ng các dây chuy n t ng v i v n u tư là 6000 tri u ng; phương án A ch ư c trang b các máy móc v n năng nên v n u tư cơ b n là 5000 tri u ng V i trình k thu t như v y thì giá thành s n ph m năm c a phương án A... tr m bi n th , máy n - Tr m khí nén, n i hơi, xăng d u - H th ng s n xu t, phân ph i i n, khí nén, c p thốt nư c 5.1.5 Các t ch c v n chuy n : như: - H th ng v n chuy n thi t b , v t li u ( ư ng sá, dây cáp, gara, b n bãi ) ra vào nhà máy - H th ng v n chuy n trong n i b nhà máy (xích, ư ng, xe ch y i n, c u tr c, xe y tay ) 5.1.6 Các t ch c v sinh k thu t - an tồn lao ng :như: - H th ng hút b i, . CƠ SỞ THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 1. Khái niệm về công tác thiết kế trong sản xuất cơ khí 1.1 Ý nghĩa, vị trí thiết kế nhà máy cơ khí Trong sản xuất cơ khí, để có được một sản phẩm. sau thiết kế: là những tài liệu, số liệu nhận được của các giai đoạn thiết kế, là kết quả của quá trình thiết kế, dùng nó để thi công và đánh giá kết quả thiết kế. Tài liệu sau thiết kế thường. thiết kế ra làm 3 giai đoạn : - Thiết kế sơ bộ. - Thiết kế kỹ thuật. - Thiết kế thi công. 5.2 Giai đoạn thiết kế sơ bộ : Thiết kế sơ bộ là giai đoạn thiết kế đầu tiên, có nhiệm vụ giải