Thiết kế dây chuyền sản xuất ths trần quốc việt, 109 trang

ÂẢI HC Â NÀƠNG TRỈÅÌNG ÂẢI HC BẠCH KHOA KHOA CÅ KHÊ TÁÛP BI GING MÄN HC THIÃÚT KÃÚ DÁY CHUƯN SN XÚT (Dnh cho SV ngnh Cå khê) Giạo viãn : Th s., GVC TRÁƯN QÚC VIÃÛT Â NÀƠNG 2007 Chương I: CƠ SỞ THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT Khái niệm công tác thiết kế sản xuất khí 1.1 Ý nghĩa, vị trí thiết kế nhà máy khí Trong sản xuất khí, để có sản phẩm sử dụng(một chi tiết máy, phận máy hoàn chỉnh) ta cần trải qua giai đoạn sau: < > Thiết kế sản phẩm: vào yêu cầu sử dụng thực tế, người thiết kế phải hình dung hình dáng, kích thước u cầu kỹ thuật sản phẩm, biểu diễn sản phẩm lên vẽ < > Thiết kế cơng nghệ: dựa vào vẽ thiết kế sản phẩm kết hợp với hiểu biết khả thực tế sản xuất sản phẩm (khả trang thiết bị, khả người) để định đường lối, biện pháp nhằm biến sản phẩm vẽ thành sản phẩm sử dụng Giai đoạn gọi giai đoạn thiết kế qui trình cơng nghệ < > Thiết kế trang bị công nghệ: vào qui trình cơng nghệ xác lập, ta phải thiết kế hệ thống trang thiết bị, máy móc phù hợp để sản xuất sản phẩm yêu cầu < > Tổ chức sản xuất: thiết kế hệ thống sử dụng trang bị công nghệ nhằm tạo sản phẩm cách hợp lý ( chất lượng tốt, suất cao giá thành hạ) < > THIếT kế nhà máy khí: để tiến hành chế tạo sản phẩm Năm giai đoạn q trình có mục tiêu thống tạo sản phẩm khí phù hợp với yêu cầu sử dụng thực tế Mức độ phù hợp thể phương diện: chất lượng, suất kinh tế Để hoàn thành q trình thống đó, giai đoạn có nhiệm vụ hoàn thành phần mục tiêu cần đạt, đồng thời tạo tiền đề để hoàn thành giai đoạn Do đặc điểm đó, nên kết mục tiêu cuối phản ảnh kết giai đoạn Trong giai đoạn “ thiết kế nhà máy khí” giai đoạn cuối Do tính xác đắn không yêu cầu thân giai đoạn này, mà cịn địi hỏi giai đoạn trước Hơn “ thiết kế nhà máy khí “ giai đoạn gắn chặt nghiên cứu thực tiễn, kỹ thuật kinh tế, mang tính tổng hợp cao 1.2 Phân loại thiết kế nhà máy khí Trong ngành khí, dựa vào nhiệm vụ sản xuất, dựa vào đầu tư xây dựng vào điều kiện thực tế khác,”thiết kế nhà máy khí” phân làm hai loại : Thiết kế nhà máy mới, hoàn chỉnh Thiết kế mở rộng phát triển nhà máy có chưa phù hợp với nhiệm vụ yêu cầu Theo kinh nghiệm dù thiết kế mới, hoàn chỉnh, hay thiết kế mở rộng phát triển nhà máy khí (hoặc phận cấu thành nhà máy khí) ngun tắc thiết kế, nội dung thiết kế trình tự thiết kế nói chung thống Sự khác chẳng qua mức độ, phương pháp thực cụ thể mà thơi Chính lý đó, tài liệu trọng nghiên cứu thiết kế nhà máy (bộ phận nhà máy) hoàn chỉnh Với hiểu biết ta nghiên cứu trường hợp thiết kế mở rộng 1.3 Tổ chức thiết kế nhà máy khí: Một tổ chức thiết kế nhà máy khí phải bảo đảm hồn thành nhiệm vụ sau: < > Qui định tiêu giai đoạn thiết kế ( đặc biệt ý đến tiêu chất lượng) < > Tổng hợp giai đoạn thiết kế < > Qui định kế hoạch, thời hạn thiết kế Muốn hoàn thành nhiệm vụ phức tạp đó, tổ chức thiết kế phải tập thể cán khoa học kỹ thuật hoạt động nhiều lĩnh vực khác nhau( khí, điện, xây dựng, địa chất, kinh tế ) Nhưng rõ ràng tính chấït chun mơn nhà máy thiết kế, nên người chủ trì tổ chức thiết kế phải cán hoạt động lĩnh vực khí 1.4 Một số khái niệm, định nghĩa dùng thiết kế nhà máy khí Để thống suốt q trình tính tốn, thiết kế, người ta đưa số khái niệm, định nghĩa sau: 1/ Cơng trình: đơn vị nhà máy mang tính độc lập kỹ thuật khơng gian Ví dụ tồ nhà, kho, trạm phát điện 2/ Cơ quan đầu tư: quan chịu trách nhiệm cung cấp vốn đầu tư xây dựng bản, mua sắm thiết bị 3/ Cơ quan thiết kế ( tổ chức thiết kế ) tổ chức chịu trách nhiệm thiết kế, cung cấp tài liệu, vẽ nhà máy theo dõi việc thực thiết kế 4/ Cơ quan xây lắp: tổ chức thực việc xây lắp nên nhà máy theo thiết kế (thi công) Cơ quan bắt đầìu nhiệm vụ từ nhận tài liệu từ tổ chức thiết tồn cơng trình bàn giao xong 5/ Tài liệu thiết kế: văn sử dụng trình thiết kế, thường đưa giám định trước sau thiết kế < > Tài liệu trước thiết kế: dùng làm sở để hồn thành cơng tác thiết kế, bao gồm: - Bản nhiệm vụ thiết kế - Các vẽ sản phẩm ( vẽ chế tạo, vẽ lắp ráp ) - Các tài liệu, vẽ có liên quan đến địa điểm xây dựng - Các văn ký kết hợp tác với quan, phận < > Tài liệu sau thiết kế: tài liệu, số liệu nhận giai đoạn thiết kế, kết q trình thiết kế, dùng để thi công đánh giá kết thiết kế Tài liệu sau thiết kế thường gồm có: - Tồn tính tốn, thuyết minh q trình thiết kê.ú - Các vẽ mặt nhà máy - Các vẽ kiến trúc nhà xưởng - Các vẽ thi công - Các số liệu kinh tế- kỹ thuật Những tài liệu ban đầu việc phân tích tài liệu 2.1 Các loại tài liệu ban đầu Để có sở tiến hành cơng tác thiết kế, tổ chức thiết kế cần cung cấp phải xác định cho tài liệu số liệu có liên quan đếïn nhà máy cần thiết kế Những tài liệu, số liệu làm sở ban đầu gỏi tài liệu ban đầu Thơng thường tài liệu ban đầu cần cho công tác thiết kế bao gồm: 1/ Bản nhiệm vụ thiết kế văn hợp pháp quan trọng quan cấp soạn thảo cung cấp cho tổ chức thiết kế 2/ Bản luận chứng kinh tế-kỹ thuật (cịn gọi giải trình) cơng trình thiết kế Do tổ chức thiết kế soạn thảo cấp có thẩm quyền thơng qua 3/ Các loại vẽ liên quan tới sản phẩm 4/ Các tài liệu, vẽ có quan hệ tới địa điểm xây dựng nhà máy thổ nhưỡng, địa chất cơng trình, đồ địa thế, tài liệu thiên nhiên, khí hậu độ ẩm, hướng gió 5/ Các văn ký kết với quan hữu quan, hợp đồng cung cấp nguyên vật liệu, hợp đồng hợp tác sản xuất, hợp đồng cung cấp bổ sung nhân lực, hợp đồng tiêu thụ sản phẩm Trong loại tài liệu ban đầu kể trên, tài liệu quan trọng số nhiệm vụ thiết kế Bản nhiệm vụ thiết kế cần thể đầy đủ nội dung sau : < > Nêu rõ tên gọi, nhiệm vụ, mục đích nhà máy cần thiết kế < > Nêu rõ loại sản phẩm yêu cầu kỹ thuật sản phẩm < > Định rõ sản lượng hàng năm loại sản phẩm < > Chỉ nhiệm vụ khác (nếu có) nhà máy < > Đề yêu cầu mở rộng, phát triển tương lai < > Cho biết rõ vùng địa điểm xây dựng nhà máy < > Nêu số liệu, tiêu làm phương hướng thiết kế như: - Ước lượng tổng số vốn đầu tư xây dựng - Ước lượng tổng số thiết bị, cơng nhân, diện tích - Ước định giá thành sản phẩm < > Dự kiến chế độ làm việc nhà máy số ngày làm việc tháng, số ca làm việc ngày, số làm việc ca < > Định tiêu kinh tế - kỹ thuật sơ như: _ Năng suất tính cho thiết bị _ Năng suất tính cho cơng nhân _ Năng suất tính 1m2 diện tích nhà máy < 10 > Dự kiến thời gian đưa nhà máy vào sản xuất < 11 > Dự kiến thời gian hoàn vốn 2.2 Phân tích tài liệu ban đầu Trên sở tài liệu ban đầu, đặc biệt nhiệm vụ thiết kế, tổ chức thiết kế tiến hành nghiên cứu, phân tích yếu tố tài liệu để bắt tay vào công tác thiết kế Thường yếu tố là: sản phẩm, sản lượng, qui trình cơng nghệ, hoạt động phụ thời gian, thời hạn 2.2.1 Phân tích sản phẩm : Sản phẩm đối tượng, mục tiêu sản xuất nhà máy Vì vậy, nhà máy thiết kế trước hết phải phù hợp với đối tượng cho Muốn đạt phù hợp này, người thiết kế phải phân tích cách tỷ mỉ tồn diện sản phẩm chế tạo Trong việc phân tích sản phẩm cần đặc biệt coi trọng phân tích tính công nghệ sản phẩm Cụ thể cần sâu phân tích khía cạnh: < > Những yêu cầu kỹ thuật sản phẩm, chi tiết, phận cấu thành sản phẩm Từ cho phép ta lựa chọn phương pháp chế tạo hợp lý < > Các chuỗi kích thước tạo nên vị trí tương quan sản phẩm Sự hiểu biết sở xác định cách thức chế tạo, phương pháp lắp ráp kiểm tra sản phẩm < > Kết cấu sản phẩm hiểu biết tỷ mỉ giúp ta lựa chọn hợp lý trang bị cơng nghệ q trình thực sản xuất sản phẩm 2.2.2 Phân tích sản lượng : Như ta nghiên cứu “ công nghệ chế tạo máy “ “ tổ chức sản xuất công nghiệp “ 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 lớn (tức qui mô sản xuất lớn) cho phép ta sản xuất theo phương pháp tổ chức tiên tiến đạt hiệu cao, đồng thời cho phép lựa chọn trang bị công nghệ đại mang lại hiệu kinh tế lớn Thông thường sản lượng sản phẩm chế tạo hàng năm cho 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 qn hàng năm (đ/năm) phổ biến số lượng sản phẩm năm (chiếc/năm) Phân tích sản lượng tính cho sản lượng hàng năm mà nhà máy phải hoàn thành Trên sở sản lượng vài yếu tố khác xác định qui mô sản xuất (định dạng sản xuất) Đó sở quan trọng mang tính đạo trình thiết kế sau Sau giới thiệu cách tính số lượng sản phẩm chế tạo từ tài liệu ban đầu: Ta gọi : Si số lượng loại chi tiết thứ i có sản phẩm cần gia cơng Ni số lượng sản phẩm có chi tiết thứ i mi số lượng chi tiết thứ i có sản phẩm ∝i số % dự trữ để bổ sung cho việc chờ đợi vấn đề kho tàng vận chuyển (tỷ lệ có qui định) βi số % trữ để bù vào lượng phế phẩm Nếu gọi Sik số lượng loại chi tiết thứ i có sản phẩm thứ k, ta có mối quan hệ sau : α  β   (1.1) S ik = N i × mi 1 + i 1 + i  [chiếc]  100  100  S i = ∑ S ik h Và : (1.2) k =1 Với h số loại sản phẩm có chi tiết thứ i Nếu ta gọi n số loại chi tiết có sản phẩm tổng số chi tiết tất sản phẩm : S täøng = ∑ S i n [chiếc] (1.3) i =1 2.2.3 Phân tích qui trình công nghệ: nghiên cứu tỷ mỉ để nắm vững biểu cụ thể sau : (1) Toàn trình sản xuất diễn đâu, nào, (2) Trình tự cơng đoạn, ngun cơng tạo thành sản phẩm (3) Q trình thay đổi trạng thái từ phơi liệu đến thành phẩm (4) Hình thức vận chuyển q trình sản xuất (dịng vật liệu) Qui trình cơng nghệ sở để tính tốn khối lượng lao động, lựa chọn trang bị cơng nghệ bố trí hợp lý mặt nhà máy 2.2.4 Phân tích yếu tố thời gian Các yếu tố thời gian tài liệu ban đầu mốc thời gian - mang tính thời hạn Những yếu tố thời gian 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 nhà máy xuất thời gian thu hồi vốn đầu tư Những yếu tố thời gian kể phần sở để chọn phương pháp thiết kế, để định kế hoạch, tiến độ thiết kế, thi công cách phù hợp Những nội dung chủ yếu công tác thiết kế: Nhà máy phận kinh tế quốc dân chế độ xã hội định Vì nhiệm vụ, phương thức phát triển sản xuất phải tuân theo qui luật kinh tế chế độ xã hội Muốn thiết kế nhà máy phải đồng thời nghiên cứu giải vấn đề thuộc kinh tế, thuộc kỹ thuật thuộc tổ chức Người ta gọi nội dung phải giải thiết kế nhà máy, phân xưởng phận nhà máy Sau ta nghiên cứu cụ thể nội dung 3.1 Nội dung kinh tế công tác thiết kế Nội dung kinh tế thiết kế thể vấn đề sau: 1/ Từ nhiệm vụ thiết kế phải xác định chương trình sản xuất nhà máy, phân xưởng 2/ Phải dự trù nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, lượng để nhà máy hoạt động lâu dài 3/ Phối hợp với quan có thẩm quyền để xác định tốt địa điểm xây dựng nhà máy 4/ Xác định qui mô, cấu tạo nhà máy 5/ Lập dự kiến khả mở rộng phát triển nhà máy tương lai 6/ Lập phương án hợp tác sản xuất 7/ Giải tốt vấn đề đầu tư xây dựng, đầy tư thiết bị 8/ Nghiên cứu giải vấn đề đời sống, phúc lợi, sinh hoạt văn hóa nhà máy 3.2 Nội dung kỹ thuật công tác thiết kế Nội dung kỹ thuật thiết kế bao hàm vấn đề cần giải sau: 1/ Thiết kế qui trình cơng nghệ chế tạo sản phẩm Đây nội dung kỹ thuật quan trọng nhất, đồng thời khó khăn tốn nhiều cơng sức Nó có tính định đối bước thiết theo 2/ Xác định khối lượng lao động cần thiết cho việc sản xuất sản phẩm Khối lượng lao động biểu thị quỹ thời gian (như nhà máy, phân xưởng khí, phân xưởng lắp ráp, phân xưởng dụng cụ, phân xưởng sữa chữa ), biểu thị trọng lượng sản phẩm cần sản xuất hàng năm (trong thiết kế phân xưởng đúc phân xưởng rèn dập) 3/ Xác định chủng loại số lượng máy móc, thiết bị 4/ Xác định loại, số lượng, trình độ cơng nhân, cán kỹ thuật nhân viên phục vụ nhà máy 5/ Xác định nhu cầu nguyên liệu, lượng, vận chuyển 6/ Nghiên cứu giải vấn đề vận chuyển 7/ Giải tốt vấn đề vệ sinh cơng nghiệp 8/ Tính tốn nhu cầu diện tích bố trí mặt nhà máy, phân xưởng 9/ Giải vấn đề kiến trúc nhà xưởng 10/ Nghiên cứu giải vấn đề khoa học lao động, cải tiến điều kiện làm việc cho cán bộ, công nhân nhà máy 3.3 Nội dung tổ chức công tác thiết kế Về phương diện tổ chức, thiết kế cần nghiên cứu giải tốt vấn đề có liên quan sau : 1/ Xác định hệ thống lãnh đạo, quản lý nhà máy Qui định quan hệ công tác cấu tổ chức 2/ Tổ chức hệ thống quản lý kỹ thuật, quản lý sản xuất 3/ Nghiên cứu giải vấn đề quản lý lao động, bồi dưỡng trình độ cho công nhân cán 4/ Tổ chức tốt hệ thống bảo vệ nhà máy 5/ Giải tốt vấn đề sinh hoạt văn hố, trị, xã hội Các phương pháp thiết kế: Tuỳ thuộc vào qui mơ sản xuất, tính xác đầy đủ tài liệu ban đầu, nội dung luận chứng kinh tế - kỹ thuật 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 phương pháp lập chương trình sản xuất): - Phương pháp thiết kế xác - Phương pháp thiết kế gần (còn gọi thiết kế ước định) sau ta nghiên cứu đặc trưng có tính chất hai phương pháp thiết kế 4.1 Phương pháp thiết kế xác Khi tài liệu ban đầu đầy đủ, xác; thời gian để tiến hành thiết kế đủ, đặc biệt thiết kế nhà máy có qui mơ sản xuất lớn, có tầm quan trọng đặc biệt kinh tế quốc dân quốc phòng cơng việc thiết kế tiến hành phương pháp xác Phương pháp thiết kế xác dựa phương pháp lập chương trình sản xuất xác Cốt lõi phương pháp tiến hành lập qui trình cơng nghệ tỷ mỉ cho tất chi tiết loại sản phẩm mà nhà máy sản xuất, có kèm theo phiếu cơng nghệ đầy đủ tỷ mỉ Từ ta xác định cách xác khối lượng lao động phân xưởng, phận toàn nhà máy Rõ ràng việc lập qui trình cơng nghệ tỷ mỉ cho tất chi tiết sản phẩm khối lượng công việc lớn Nó thích ứng với việc thiết kế nhà máy có qui mơ lớn, số loại sản phẩm sản xuất không nhiều, chủng loại chi tiết sản phẩm không nhiều, số lượng lớn tất nhiên thời gian thiết kế cho phép rộng Nói chung phương pháp thiết kế ứng dụng thực tế, nước ta, đặc biệt nhà máy khí địa phương 4.2 Phương pháp thiết kế gần (ước định) 4.2.1 Các cách tiến hành Khi điều kiện khơng thoả mãn ta chọn phương pháp thiết kế gần Phương pháp thiết kế gần tiến hành theo cách sau : 1/ Dựa vào sản phẩm chi tiết điển hình 2/ Dựa vào thiết kế mẫu tiêu kinh tế - kỹ thuật đúc kết theo kinh nghiệm Trong cách trên, cách thứ ứng dụng rộng rãi bước thiết kế Do ta tập trung nghiên cứu phương pháp Riêng cách thứ hai, việc thực dơn giản, cho độ xác thấp, giới thiệu thêm phần thiết kế cụ thể 4.2.2 Phương pháp thiết kế gần dựa sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình : Phương pháp tiến hành theo bước sau : 1/ Dựa vào kết cấu, trọng lượng, công nghệ, vật liệu ta phân loại ghép nhóm sản phẩm (hoặc chi tiết) Cụ thể : a/ Nếu nhà máy sản xuất nhiều loại sản phẩm, số lượng loại không nhiều ta tiến hành phân loại ghép nhóm sản phẩm b/ Nếu nhà máy sản xuất nhiều loại sản phẩm, số lượng loại không nhiều, số lượng chi tiết loại lớn, ta tiến hành phân loại, ghép nhóm chi tiết khơng kể sản phẩm 2/ Lựa chọn sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình nhóm Cụ thể : a/ Nếu phân loại sản phẩm chọn nhóm sản phẩm điển hình Nếu thì tiếp tục ghép nhóm chọn điển hình tiếp b/ Nếu phân loại chi tiết chọn nhóm 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 nhóm số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình Tính toán số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) nhóm nhóm qui điển hình Cơng thức qui đổi tổng quát : Nqđx = Nx.Kx (1.4) Trong đó: Nqđx số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) X qui đổi sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình Nx số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) X trước qui đổi Kx hệ số ước định, độ lớn đặc trưng cho mức độ khác trọng lượng, độ phức tạp sản lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) xét (X) so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình nhóm Như : (1.5) Kx = Kx1.Kx2.Kx3 Kx1 hệ số ước định kể đến sai khác trọng lượng (hoặc diện tích bề mặt gia công) sản phẩm (hoặc chi tiết) xét (X) so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình nhóm Giá trị Kx1 xác định theo công thức sau : K x1 Q =  x  Qâh 3 F  ≈ x Fâh  (1.6) Trong Qx Fx trọng lượng, diện tích bề mặt gia cơng sản phẩm (hoặc chi tiết) xét Qđh Fđh trọng lượng diện tích bề mặt gia cơng sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình nhóm Kx2 hệ số ước định kể đến sai khác độ phức tạp sản phẩm (hoặc chi tiết) xét so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình nhóm Giá trị Kx2 cho theo kinh nghiệm người thiết kế, thường cố gắng phân nhóm cho Kx2 ≈ Kx3 hệ số ước định kể đến sai khác sản lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) xét so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình nhóm Giá trị Kx3 tham khảo chọn bảng 1-1 Sau qui đổi toàn sản phẩm (hoặc chi tiết) nhóm sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình, ta tính sản lượng u cầu sản xuất theo phương pháp ước định theo công thức : N = ∑∑ N qâx + ∑∑ N âhi a b i =1 x =1 a ′′ b′ i =1 x =1 (1.7) a a’ số nhóm (a = a’) sản phẩm (hoặc chi tiết) b b’ số sản phẩm (hoặc chi tiết) không điển hình chọn làm điển hình nhóm Nđh/Nx Kx3 Nđh/Nx Kx3 Bảng 1-1 0,5 0,75 1,0 1,1 0,97 0,99 1,0 1,01 3,5 4,0 4,5 5,0 1,2 1,22 1,23 1,25 Hệ số ước định Kx3 (N sản lượng) 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,8 2,0 1,03 1,05 1,06 1,07 1,08 1,1 1,12 5,5 6,0 6,5 7,0 7,5 8,0 8,5 1,27 1,28 1,3 1,31 1,32 1,33 1,34 2,2 1,13 9,0 1,35 2,5 1,15 9,5 1,36 3,0 1,17 10 1,37 4/ Tiến hành lập qui trình cơng nghệ đầy đủ, tỷ mỉ 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 phân xưởng, phận toàn nhà máy Trên sở qui trình cơng nghệ xác lập khối lượng lao động tính tốn, hồn thành bước tính tốn thiết theo Các giai đoạn thiết kế 5.1 Khái niệm trình thiết kế nhà máy khí Thiết kế nhà máy khí q trình thu thập, nghiên cứu phân tích, tổng hợp đề xuất phương án lựa chọn phương pháp tối ưu Để hoàn thành khối lượng công việc cụ thể tạo sở cho việc thực bước tiếp theo, người ta phân trình thiết kế làm giai đoạn : - Thiết kế sơ - Thiết kế kỹ thuật - Thiết kế thi công 5.2 Giai đoạn thiết kế sơ : Thiết kế sơ giai đoạn thiết kế đầu tiên, có nhiệm vụ giải vấn đề sau : 1/ Nêu rõ khả kỹ thuật tính hợp lý kinh tế địa điểm xây dựng nhà máy 2/ Định qui trình công nghệ sản xuất, vận hành, khai thác sản xuất 3/ Xác định nguồn cung cấp vật tư, nguyên liệu, lượng, lao động, vận chuyển cho nhà máy 4/ Định rõ kết cấu kiến trúc, hạng mục công trình 5/ Tính khối lượng xây lắp, vốn đầu tư chia cho phần : xây lắp, thiết bị, kiến thiết bản, xây dựng chính, phụ 6/ Xác định khả năng, điều kiện thời gian thi công đưa nhà máy vào hoạt động 7/ Nêu tiêu kinh tế kỹ thuật Bước thiết kế sơ sau hồn thành phải cấp có thẩm quyền thông qua (duyệt y) chuyển sang giai đoạn thiết kế kỹ thuật 5.3 Giai đoạn thiết kế kỹ thuật Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật cần sâu nghiên cứu qui trình cơng nghệ ; vấn đề vận chuyển, kho tàng ; vấn đề vệ sinh cơng nghiệp, an tồn lao động ; vấn đề tổ chức hoạt động kinh tế để hoàn thành tính tốn xác nội dung nêu thiết kế sơ Cụ thể : 1/ Thiết kế qui trình cơng nghệ sản xuất sản phẩm phù hợp với qui mơ sản xuất Từ tính tốn khối lượng lao động phân xưởng, phận tồn nhà máy 2/ Tính tốn xác nhu cầu máy móc thiết bị, nhân lực diện tích phân xưởng, phận tồn nhà máy 3/ Tính tốn nhu cầu lương, vận chuyển 4/ Tính tốn hệ thống kho tàng, cơng trình phụ phục vụ 10 5/ Xác định biện pháp an tồn lao động, vệ sinh cơng nghiệp 6/ Xác lập hệ thống tổ chức lãnh đạo, quản lý nhà máy 7/ Tính tốn kinh tế 8/ Xác định xác tiêu kinh tế - kỹ thuật 5.4 Giai đoạn thiết kế thi công Sau giai đoạn thiết kế kỹ thuật quan cấp có thẩm quyền duyệt y, cho phép tiếp tục tiến hành ta chuyển sang giai đoạn thiết kế thi công Đây giai đoạn thiết kế cuối cùng, nhằm cung cấp tài liệu, vẽ cho tổ chức xây lắp hồn thành cơng việc xây dựng nhà máy Trong giai đoạn thiết kế thi công chủ yếu hoàn thành loại vẽ phục vụ cho cơng việc thi cơng Do số tài liêu gọi giai đoạn lập vẽ thi cơng Các vẽ thi cơng cần hồn thành giai đoạn : 1/ Các vẽ mặt nhà máy (có định rõ độ cao, kích thước giới hạn, cọc mốc cho cơng trình kiến trúc, mạng lưới đường sá, kênh mương, sân bãi, điện, nước ) 2/ Bản vẽ mặt cắt ngang, cắt dọc hạng mục cơng trình Ở giai đoạn thiết kế ta nêu nội dung cần ý nghiên cứu giải Vì để giải triệt để tồn diện, người thiết kế cần nghiên cứu kỹ nội dung kinh tế, kỹ thuật tổ chức đẫ nêu phần trước để tránh khiếm khuyết thiết kế Trong thực tế nước ta phạm vi giới, có nhiều nhà máy giống nhiệm vụ sản xuất, qui mô nhiều yếu tố khác Để giảm bớt sức lao động thời gian thiết kế, trình thiết kế, ta sử dụng tính tốn thiết kế “mẫu” Tất nhiên sử dụng số liệu tính tốn thiết kế mẫu ta cần nhân thêm với hệ số điều chỉnh kể đến phát triển khoa học kỹ thuật Trong trường hợp vậy, công việc thiết kế giai đoạn thiết kế sơ thiết kế kỹ thuật nhập lại làm Như cơng việc thiết kế tiến hành giai đoạn : - Thiết kế sơ mở rộng - Thiết kế thi cơng 5.5 Mơ hình tổng qt q trình thiết kế nhà máy khí Để dễ dàng việc theo dõi, thực kiểm tra trình thiết kế, ta đưa sơ đồ tổng quát trình thiết kế nhà máy khí hình 1.1 Trong mơ hình 1.1 có: Phân tích nhiệm vụ thiết kế Lập chương trình sản xuất Phân loại- ghép nhóm- chọn điển hình Thiết kế qui trình cơng nghệ - Tính khối lượng lao động Xây dựng tiêu sử dụng vật liệu Tính tốn nhu cầu vật liệu - so sánh với tiêu Tính tốn nhu cầu thiết bị - so sánh với tiêu Tính tốn nhu cầu nhân lực Xác định hệ thống cung cấp 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 cấu phận phụ 14 Xác định bậc thợ - chi phí tiền lương 15 Tính diện tích phân xưởng phận 11 tn : nhịp sản xuất sản phẩm chung theo chương trình sản xuất (nhịp sản xuất phân xưởng lắp ráp), tính theo (6.10) Nếu lắp ráp dây chuyền sản phẩm dịch chuyển theo liên tục : tP = ttcmax • Nếu dây chuyền sản phẩm dịch chuyển theo chu kỳ : tP = ttcmax + td ttcmax : thời gian lắp ráp nguyên công dài dây chuyền td thời gian dịch chuyển sản phẩm từ chỗ làm việc đến chỗ làm việc Trên sở đó, số chỗ lắp ráp song song chỗ lắp ráp cho ngun cơng có thời gian lắp ráp lâu nhịp sản xuất dây chuyền tP xác định sau : • E ss = t chiãúc tP (6.14) tchiếc : thời gian lắp ráp nguyên công lâu nhịp sản xuất dây chuyền Chú ý tổ chức dây chuyền lắp ráp, giá trị tP cơng thức (6.14) tn Đến đây, số chỗ lắp ráp toàn dây chuyền (có thể có nhiều dây chuyền lắp ráp song song) xác định cơng thức : E∑ = 60.Ttênh t n Rtb (6.15) EΣ : số chỗ lắp ráp toàn dây chuyền Rtb: số lượng cơng nhân trung bình chỗ làm việc, cịn gọi mật độ cơng nhân trung bình chỗ làm việc Thường Rtb =1-1,8 10.2.2 Lắp ráp dây chuyền sản phẩm cố định Như ta biết : lắp dây chuyền sản phẩm cố định sản phẩm lắp đặt thành hàng dài tạo thành đường chuyền cố định Tại chỗ, sau hồn thành q trình lắp ta nhận sản phẩm hồn chỉnh, : - Số sản phẩm đồng thời lắp lúc số chỗ lắp - Số chỗ lắp số nguyên công - Số sản phẩm lắp ráp chỗ làm việc năm xác định theo công thức sau : F m N1 = d (6.16) Ttênh - Số đường dây chuyền làm việc song song để lắp ráp hết toàn sản phẩm theo chương trình sản xuất cho : N N E1 P : số đường dây làm việc song song N : số lượng sản phẩm cần lắp năm N1: số lượng sản phẩm lắp ráp chỗ làm việc năm P= (6.17) 96 E1 : số chỗ lắp ráp đường dây 11 Tính số lượng cơng nhân phân xưởng lắp ráp Công nhân, cán phân xưởng lắp ráp gồm có : - Cơng nhân sản xuất gồm công nhân nguội, công nhân lắp phận công nhân lắp chung - Công nhân phụ : công nhân lái cầu trục, công nhân giữ kho, công nhân vận chuyển - Kỹ sư, cán kỹ thuật nhân viên hành 11.1 Tính cơng nhân sản xuất 11.1.1 Số công nhân nguội xác định theo công thức sau : ∑T m Rng = m Rng ng Ttinh (1) Di Fc : : : : : ng tênh(1) Di i =1 (6.18) 60.Fc số loại chi tiết cần g/c nguội cơng nhân nguội nói chung thời gian cần thiết để gia công nguội chi tiết (phút) số lượng chi tiết phải gia công nguội năm loại i thời gian làm việc thực tế công nhân năm (giờ) Fc= (365 - 104 - n - f) Kc n f Kc (6.19) : số ngày nghỉ lễ, nghỉ tết năm : số ngày nghỉ phép năm : hệ số kể đến thời gian nghỉ việc công nhân nguyên nhân bất thường Thường lấy Kc = 0,91 11.1.2 Tính số cơng nhân lắp ráp Cơng thức tổng qt để tính cơng nhân lắp ráp (cả lắp phận lắp chung) : ∑T q Rl = l tênh(1) i =1 60.Fc N i (6.20) Rl : số công nhân lắp ráp (bộ phận chung) Tltính (1) : thời gian cần thiết để lắp phận (hoặc lắp chung sản phẩm) (giờ) Ni : số lượng phận (hoặc sản phẩm) loại phận (hoặc sản phẩm) thứ i cần lắp q : số loại phận (hoặc sản phẩm) cần lắp Riêng với dạng lắp theo dây chuyền cơng nhân lắp ráp sản xuất dây chuyền tính cho chỗ làm việc để hoàn thành nguyên công riêng biệt phụ thuộc vào thời gian thực nguyên công nhịp công việc Số công nhân lắp ráp tính tốn theo cơng thức sau : 97 R1ld = t chiãúc (6.21) tP R1ld : số cơng nhân lắp ráp tính cho chỗ làm việc dạng lắp theo dây chuyền tchiếc : thời gian thực ngun cơng lắp chỗ làm việc : nhịp công việc dây chuyền Số công nhân lắp tính từ cơng thức (6.18) (6.20); (6.21) số lẻ cần qui trịn thành số nguyên gọi số công nhân chọn dùng Trong trường hợp số công nhân chọn dùng Rchọn ≥ có cách giải : 1) Bố trí cho tất cơng nhân vào chỗ làm việc điều kiện công nghệ ngun cơng cho phép 2) Khi cách khơng giải cần bố trí thêm chỗ làm việc song song phân số cơng nhân chỗ song song 11.1.3 Tính bậc thợ bình qn phân xưởng lắp ráp Tương tự tính tốn phân xưởng khí 11.2 Tính cơng nhân phụ, nhân viên cán phân xưởng lắp ráp Thường loại tính theo tỷ lệ % số công nhân sản xuất : 11.2.1 Công nhân phụ : Tuỳ theo dạng sản xuất ta lấy tỷ lệ sau : - Sản xuất đơn chiếc, hàng loạt lấy 20-25 % công nhân sản xuất - Sản xuất hàng khối lấy 15-20 % công nhân sản xuất 11.2.2 Nhân viên phục vụ : Chiếm khoảng 2-3 % công nhân nói chung (cơng nhân sản xuất cơng nhân phụ) 11.2.3 Kỹ sư , cán kỹ thuật : Chiếm 8-10 % cơng nhân nói chung 11.2.4 Nhân viên, hành văn phịng : Chiếm 4-5 % cơng nhân nói chung 12 Tính diện tích bố trí mặt phân xưởng lắp ráp 12.1 Tính diện tích phân xưởng lắp ráp Tương tự phân xưởng khí, diện tích phân xưởng lắp ráp xác định phương pháp : - Tính xác dựa vào bố trí thiết bị, chỗ làm việc, đường - Xác định diện tích theo diện tích đơn vị - Xác định theo tỷ lệ % diện tích phân xưởng khí Riêng phương pháp thứ việc tính tốn phân xưởng khí 12.1.1 Tính diện tích phân xưởng lắp ráp theo diện tích đơn vị Diện tích phân xưởng lắp ráp diện tích đơn vị nhân với số người làm việc đơng ca có phân xưởng SLR = s.Rmax (6.22) 98 SLR : diện tích phân xưởng lắp ráp s : diện tích đơn vị tính cho công nhân Rmax : số người làm việc đông ca có phân xưởng Diện tích đơn vị phân xưởng lắp ráp phần diện tích tính cho công nhân ca làm việc đông phân xưởng s tiêu kinh tế - kỹ thuật đánh giá việc sử dụng diện tích phân xưởng Tuỳ thuộc đặc tính sản phẩm, phương pháp tổ chức lắp ráp mà diện tích đơn vị có khác (cho sổ tay thiết kế xưởng) Ví dụ : - Trong sản xuất hàng loạt, sản phẩm có kích thước trung bình (máy cắt kim loại, động cơ, bơm, máy dệt ) s = 18 - 25 m2/ cơng nhân - Diện tích đơn vị công việc nguội lấy s = - m2/ cơng nhân nguội 12.1.2 Tính diện tích phân xưởng lắp ráp theo diện tích phân xưởng khí Gọi SLR diện tích phân xưởng lắp ráp SCK diện tích phân xưởng khí, : - Dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ SLR = (50 - 60 %) SCK - Sản xuất loạt vừa, loạt lớn SLR = (30 - 40 %) SCK - Sản xuất hàng khối SLR = (20 - 30 %) SCK - Sản xuất dây chuyền SLR = (15 - 20 %) SCK 12.2 Bố trí mặt phân xưởng lắp ráp Bố trí mặt phân xưởng lắp ráp phải đảm bảo trình lắp chi tiết phận di chuyển theo đường hợp lý nhất, ngắn nhất, không cắt không ngược chiều Muốn vậy, trước tiên phải dựa vào giai đoạn q trình lắp để bố trí phận phân xưởng theo thứ tự tổng quát sau : chỗ gia công nguội → chỗ lắp ráp phận → chỗ lắp chung → chỗ để thử sản phẩm → chỗ để sơn 12.2.1 Chỗ để gia công nguội Để gia công nguội, chủ yếu đặt bàn nguội có ê tơ bàn nguội khơng có ê tơ Trên bàn nguội có ngăn kéo để bảo quản dụng cụ Bàn phải chắn, cứng vững 1250-1500 1000 Bàn nguội 800 Tường Đường Khoảng cách ê tô; ê tô với đường đi, với tường phải đảm bảo khoảng cách an toàn tiết kiệm (có thể tham khảo hình 6.1) Hình 6.1 Vị trí ê tơ 99 Ngồi bàn nguội cịn để chỗ trống nhà để đặt thân máy tiến hành cạo sửa có thêm vài máy khoan bàn, khoan cần, máy cắt ren, máy mài phẳng 12.2.2 Chỗ để lắp phận máy Ở chỗ lắp phận đặt số bàn nguội thơng thường khơng có có vài ê tơ, chủ yếu đặt băng lăn, băng truyền Ngoài phận tuỳ theo mức độ cần thiết có vài máy khoan, máy ép (để lắp chặt), máy rửa chi tiết Ở phân xưởng lắp phận cần lưu ý bố trí theo thứ tự lắp sản phẩm đưa đến nơi lắp chung ngắn nhất, kịp thời 12.2.3 Chỗ để lắp chung toàn sản phẩm 12.2.3.1 Lắp cố định Ở dạng lắp cố định cần bố trí bàn lắp, bãi trống nhà để đặt sản phẩm Trong gian đặt máy lắp ráp để gá đặt sản phẩm lên mà tiến hành ngun cơng lắp 12.2.3.2 Lắp di động Dạng lắp di động phải bố trí cấu vận chuyển để di chuyển sản phẩm q trình lắp Các cấu vận chuyển : - Dây chuyền xe đẩy mặt đất khép kín - Dây chuyền băng, đai - Dây chuyền chạy ray treo - Các đường lăn, đường trượt - Các toa xe nối - Các bàn quay 12.2.4 Chỗ để thử sản phẩm Để đánh giá chất lượng sản phẩm, sau lắp xong đưa chỗ thử Chỗ thử sản phẩm gồm có thử khơng tải thử có tải 1/ Thử khơng tải : để kiểm tra vị trí tương quan phận sản phẩm 2/ Thử có tải : để kiểm tra cơng suất, độ xác, độ cứng vững sản phẩm Thử khơng tải có tải thường tiến hành vị trí khác nhau, tiến hành chung chỗ Số lượng bệ thử tính theo cơng thức : C= N N1 T T1 F1,1 N T + N T1 F1,1 m (6.23) : số lượng sản phẩm cần thử hàng năm : số lượng sản phẩm cần thử lại hàng năm (thử sau điều chỉnh) : thời gian cần thiết để thử sản phẩm (giờ) : thời gian cần thiết để thử lại sản phẩm (giờ) : thời gian làm việc thực tế bệ thử năm với chế độ làm việc kíp F1,1.= (365 - 104 - n).8.K (6.24) 100 K : hệ số kể đến thời gian nghỉ để sửa bệ thử 12.2.5 Chỗ để sơn khơ sơn Mục đích sơn bảo vệ bề mặt bên sản phẩm, đồng thời trang trí mặt hàng Tuỳ thuộc qui mơ phân xưởng loại sản phẩm tiến hành sơn phương pháp khác : sơn sản phẩm dịch chuyển, sơn chỗ cố định Sản phẩm sau sơn phải sấy khô cách để khô tự nhiên, sấy nhân tạo 12.2.6 Tính tốn bố trí phận phụ, sinh hoạt phân xưởng lắp ráp Phần tương tự phân xưởng khí 13 Các tiêu kinh tế - kỹ thuật phân xưởng lắp ráp 13.1 Các tiêu tuyệt đối - Sản lượng sản phẩm cần lắp hàng năm (chiếc, tấn, tiền) - Tổng số thiết bị sản xuất - Tổng số công nhân sản xuất công nhân, cán nhân viên khác - Chế độ làm việc phân xưởng - Quĩ tiền lương hàng năm phân xưởng - Tổng công suất điện (KW) 13.2 Các tiêu tương đối - Sản lượng sản phẩm lắp hàng năm tính cho cơng nhân sản xuất; 1m2 diện tích - Sản lượng sản phẩm lắp hàng năm tính cho đơn vị giá tiền trang thiết bị cho đơn vị tiền lương - Diện tích đơn vị cho công nhân sản xuất ca đông - Diện tích phân xưởng lắp ráp theo % diện tích phân xưởng khí - Khối lượng lao động cần thiết để lắp phận sản phẩm - Tỷ lệ % thời gian lắp sản phẩm so với gia công - Giá thành phân xưởng cho sản phẩm sản phẩm - Tỷ lệ % kinh phí phân xưởng so với lương công nhân sản xuất 101 Chương VII THIẾT KẾ HỆ THỐNG CUNG CẤP NĂNG LƯỢNG VÀ HỆ THỐNG VẬN CHUYỂN Đại cương Năng lượng yếu tố quan trọng để nhà máy hoạt động Việc thiết kế hệ thống lượng nhà máy khí chủ yếu nhóm cán kỹ thuật chuyên môn lượng đảm nhận Nhu cầu vận chuyển (vật liệu, sản phẩm, nhiên liệu ) yếu tố không quan trọng nhằm đảm bảo cho q trình sản xuất nhà máy khí liên tục Số nhân lực phục vụ cho khâu vận chuyển nhà máy khí chiếm tỷ lệ 10 –18% số cơng nhân sản xuất Vì thiết kế hệ thống vận chuyển hợp lý nhiệm vụ cần thiết trình thiết kế nhà máy khí để đảm bảo hiệu kinh tế Thiết kế hệ thống cung cấp lượng Trong phần đề cập đến việc xác định nhu cầu lượng thiết kế hệ thống cung cấp lượng 2.1 Khái niệm Trong nhà máy khí, dạng lượng thường sử dụng nhiệt, lực, ánh sáng v.v Những dạng lượng sản từ nguồn sau: - Nhiên liệu rắn (than đá, than cốc v.v ), Dịng điện, Khí đốt (nhiên liệu thể khí), - Dầu đốt (nhiên liệu thể lỏng), - Hơi nước nóng, - Khí nén, - Cột nước bị nén 2.2 Tính tốn hệ thống cung cấp điện 2.2.1 Đại cương Năng lượng dòng điện sinh quan trọng việc sản xuất nhà máy khí Điện dùng để chạy máy thiết bị sản xuất, để tạo nhiệt ánh sáng phục vụ sản xuất Khi thiết kế xưởng phải dự tính nhu cầu điện nhà máy Cơng việc tính tốn chun viên ngành điện tổ chức thiết kế đảm nhiệm 2.2.2 Xác định nhu cầu cần thiết điện Có hai cách tính: • Cách tính xác: Dựa sở tổng cơng suất thiết kế tồn thiết bị dùng điện nhà máy Đầu tiên phải thống kê số lượng loại thiết bị dùng điện năng, phân theo hai loại: loại điện phát động (dùng điện để làm hoạt động máy móc thiết bị) loại điện thắp 102 sáng Sau tổng hợp công suất thiết kế loại thiết bị theo phân xưởng phận, ý phải xác định riêng nhu cầu loại điện xoay chiều chiều Tổng nhu cầu điện loại thiết bị phân xưởng, phận xác định theo công suất thiết kế Ne thời gian tiêu thụ điện loại hàng năm T: ∑∑ m Wk = n N e ij T i j η z i j g j j = i =1 đó: [Kw.h/năm] (7.1) i - thiết bị thứ i, j - loại (nhóm) thiết bị thứ j, k - phân xưởng, phận thứ k, m - số loại (nhóm) thiết bị dùng điện, n - số lượng thiết bị dùng điện thuộc nhóm j, gj - hệ số nhu cầu loại thiết bị thuộc nhóm j (hệ số kể đến tiêu thụ điện không đồng thời làm việc non tải,gj cho biết tỷ lệ điện tiêu thụ thực tế đồng thời loại thiết bị cụ thể so với công suất thiết kế Giá trị gj xem bảng 7.1) Như vậy, nhu cầu điện toàn nhà máy là: ∑ h W = W k [Kw.h/năm] (7.2) k=1 Loại điện Bảng 7.1 Hệ số nhu cầu loại thiết bị Thiết bị nơi dùng điện Động điện máy cắt vạn Động điện máy cắt tự động, máy phay Động điện cầu trục Điện phát động Động điện máy búa, máy ép, máy nghiền 0,20 0,25 0,15 0,45 Lò điện, lò sấy 0,60 Máy hàn hồ quang 0,35 Các thiết bị cao tần 0,30 Máy bơm, băng tải, máy nén 0,75 Quạt gió 0,70 Gian sản xuất lớn 0,70 ÷0,80 Gian sản xuất vừa 0,80 ÷0,90 Văn phịng phân xưởng 0,70 ÷0,90 Kho chứa, hầm chứa 0,50 ÷0,60 Điện thắp sáng • Hệ số nhu cầu gj Cách tính gần đúng: 103 Cách dùng để xác định sơ nhu cầu điện nhà máy thiết kế Ta dựa vào tiêu kinh nghiệm cụ thể nhu cầu điện tính theo đơn vị sản phẩm (Kwh/chiếc, Kwh/đồng, Kwh/tấn) ( ví dụ bảng 7.2), theo đơn vị diện tích sản xuất (Kwk/m2) (xem bảng 7.3) theo đơn vị thiết bị sản xuất (Kwh/thiết bị) Bảng 7.2 Nhu cầu điện theo đơn vị sản phẩm Sản phẩm Nhu cầu điện để chế tạo sản phẩm (Kwh/chiếc) 5000 ÷ 8000 Ơ tơ Vật đúc 300 Sản phẩm nhiệt luyện Nhu cầu điện tính cho sản phẩm (Kwh/tấn) Nung 200 ÷ 280 Thường hóa 160 ÷ 250 Tơi 100 ÷ 250 Ủ 130 ÷ 140 Thấm than 510 ÷ 600 Bảng 7.3 Nhu cầu điện theo đơn vị diện tích sản xuất m2 Loại hàng sản xuất Chế tạo máy nặng Nhu cầu điện (Kwh/m2) Loại hàng sản xuất Nhu cầu điện (Kwh/m2) Chế tạo động diesel 395 Chế tạo máy công cụ 143 163 Sản xuất thép 152 Chế tạo máy bơm, máy nén 163 Chế tạo ô tô 282 Chế tạo đồ dùng kim loại Chế tạo máy điện 201 197 Nhu cầu điện toàn nhà máy xác định theo tổng số thiết bị dùng điện mức tiêu thụ điện thực tế thiết bị Cụ thể ta xác định nhu cầu điện theo dạng: điện phát động điện thắp sáng - Điện phát động: đó: W ∑ = N e tb C ∑ g tb T tbη z tb (Kwh/năm) (7.3) Netb – công suất qui định trung bình cho thiết bị sản xuất (Kw), ví dụ bảng 7.4 CΣ - tổng số thiết bị sản xuất dùng điện, gtb - hệ số nhu cầu trung bình (nhà máy thường: gtb = 0,25÷0,32, nhà máy có nhiều lị điện hồ quang: gtb = 0,40÷0,45) Ttb - thời gian tiêu thụ điện trung bình năm thiết bị sản xuất (giờ/năm) ηztb - hệ số tải trọng trung bình thiết bị sản xuất, lấy ηztb = 0,75 - Điện thắp sáng: 104 W ∑ = ∑ N Ak Ak Tk h k =1 đó: (Kwh/năm) (7.4) Ak - diện tích phân xưởng, phận cần thắp sáng (m2), NAk – công suất cần thiết để thắp sáng m2 diện tích (Kw/m2), xem bảng 7.5, Tk - tổng số cần thắp sáng hàng năm phân xưởng, phận k (giờ/năm) h - số phân xưởng, phận cần thắp sáng Bảng 7.4 Công suất quy định trung bình cho thiết bị sản xuất (Netb) thuộc phân xưởng Cơ khí chế tạo máy cắt kim loại Chi tiết sản xuất Chi tiết lớn Chi tiết vừa nhỏ Chi tiết tiêu chuẩn Netb (Kw) 15 ÷ 19 6÷8 4,5 ÷ 6,5 Bảng 7.5 Nhu cầu điện thắp sáng cho m2 diện tích (NA) Phân xưởng, phận NA (W/m2) Phân xưởng khí, lắp ráp,dụng cụ, rèn dập; phịng thí nghiệm, thiết kế 20 ÷ 22 Phân xưởng đúc, sửa chữa khí, mộc Kho chứa Phịng lãnh đạo 16 ÷ 18 ÷ 10 15 Phịng sinh hoạt 10 Bộ phận lượng 12 ÷ 15 2.3 Tính tốn hệ thống cung cấp khí nén 2.3.1 Đại cương Khí nén dùng phân xưởng sản xuất nhà máy khí để thực cơng việc cụ thể sau: - Vận hành thiết bị dụng cụ (ví dụ dụng cụ siết bu lơng), - Tạo lực kẹp chặt đồ gá, - Làm nguội, - Đẩy sản phẩm đến vị trí cần thiết, - Làm phoi, 2.3.2 Tính tốn nhu cầu khí nén Có hai cách tính: • Tính gần đúng: Dựa theo tiêu tính cho thiết bị sản phẩm Số lượng thiết bị dùng khí nén tính theo tỷ lệ phần trăm tổng số thiết bị có phân xưởng 105 phận, cụ thể khoảng ÷10 % Nhu cầu khí nén tồn thiết bị nhà máy tính sau: Q∑ = ∑ Q0 tbi Ci g i Ttb η ztb (m3/năm) n (7.5) i =1 đó: n - số loại trang thiết bị dùng khí nén, Q0tbi - lượng khí nén cần thiết trung bình cho loại trang thiết bị i, xem bảng 7.6, Ci - số trang thiết bị loại i dùng khí nén, gi - hệ số nhu cầu trang thiết bị loại i (hệ số kể đến tiêu thụ khí nén khơng đồng thời làm việc non tải), Ttb - thời gian tiêu thụ khí nén trung bình hàng năm thiết bị (giờ/năm), ηztb - hệ số tải trọng trung bình; thường ηztb = 0,75 Bảng 7.6 Lượng khí nén cần thiết trung bình Q0tb cho loại thiết bị Loại thiết bị Q0tb (m3/h) Áp suất (atm) Trang bị gá lắp, kẹp chặt máy cắt kim loại 0,1 6÷7 Dụng cụ khí nén (khoan, búa tán, máy cắt, máy mài bóng liên tục) 2,5 ÷ 4,5 5÷6 Thiết bị rửa 0,7÷ Thiết bị nâng hạ (tải trọng 0,17÷ 1,7 Tấn) 0,07 ÷ 0,4 - Vịi phun sơn xì sản phm 3ữ6 ã Tớnh chớnh xỏc: Da vo cụng suất thiết kế cho thiết bị dùng khí nén, ta xác định xác lượng khí nén cần thiết theo bước sau: - Tổng hợp thiết bị hệ thống cung cấp khí nén, phân chia nhóm theo áp suất yêu cầu chất lượng, - Xác định lượng khí nén cần thiết cho nhóm thiết bị dựa vào hệ số nhu cầu tổng thời gian làm việc thiết bị năm, - Xác định lượng khí nén mát đường ống vận chuyển bị hở, chênh lệch công suất thiết kế công suất hiệu dụng thiết bị dùng khí nén Lượng khí nén cần thiết cho nhóm thiết bị j là: ∑Q n Qj = đó: ij g j T ij η zij (m3/năm) (7.6) i =1 n - số lượng trang thiết bị dùng khí nén thuộc nhóm j, Q0ij - lượng khí nén cần thiết cho trang thiết bị i thuộc nhóm j, 106 gj - hệ số nhu cầu trang thiết bị thuộc nhóm j, Tij - thời gian tiêu thụ khí nén hàng năm thiết bị i thuộc nhóm j (giờ/năm), ηzij - hệ số tải trọng thiết bị i thuộc nhóm j Lượng khí nén tổng cọng cho tất nhóm thiết bị phân xưởng, phận là: Q k = K ∑ ∑ Q ij g j Tij η zij (m3/năm) m n (7.7) j =1 i =1 với: K - hệ số kể đến hao hụt khí nén đường ống bị hở (K =1,02 ÷1,5) m - số nhóm thiết bị dùng khí nén Như vậy, nhu cầu khí nén tồn nhà máy là: Q∑ = ∑ Qk h k =1 (m3/năm) (7.8) h số phân xưởng, phận nhà máy Thiết kế hệ thống vận chuyển 3.1 Khái niệm Hoạt động vận chuyển vật liệu, sản phẩm, dụng cụ gá lắp, v v đóng vai trị quan trọng việc đảm bảo trình sản xuất nhà máy liên tục Số công nhân phục vụ khâu vận chuyển thường chiếm 10 ÷ 18 % số công nhân sản xuất Các dạng vận chuyển chủ yếu nhà máy khí thường là: - Vận chuyển nhà máy với bên - Vận chuyển nội nhà máy (giữa phận, phân xưởng) - Vận chuyển nội phân xưởng Thiết kế hệ thống vận chuyển nhà máy khí bao gồm: xác định quan hệ vận chuyển hợp lý phân xưởng, phận, chỗ làm việc; tính chọn số lượng thiết bị vận chuyển giải khâu xếp dỡ phù hợp với kích cỡ, trọng lượng tính chất đối tượng vận chuyển 3.2 Các loại thiết bị vận chuyển Thiết bị vận chuyển nhà máy phân loại theo phương thức hoạt động (bằng tay, khí, tự động), theo tính chất cơng việc (liên tục, gián đoạn), theo phương vận chuyển (đứng, ngang), v v Theo nhiệm vụ vận chuyển, ta phân loại sau: a/ Phương tiện vận chuyển nhà máy với bên ngồi: tơ, xe lửa, tàu thủy v v b/ Phương tiện vận chuyển phạm vi nhà máy: thường dùng phương tiện sau: - Phương tiện vận chuyển liên tục: chủ yếu băng tải đai cao su, băng tải xích có móc treo, băng tải xích có móc xe con, băng tải có lăn dịch chuyển lăn không dịch chuyển 107 - Phương tiện vận chuyển gián đoạn: máng trượt, thang máy, xe đẩy tay, xe chạy điện acqui (xe rùa), cần trục quay, cầu trục điện 3.3 Tính số lượng thiết bị vận chuyển Số lượng thiết bị phân xưởng để vận chuyển nguyên vật liệu, phôi liệu, chi tiết phận sản phẩm xác định sở số lượng hàng cần vận chuyển, số lần vận chuyển, thời gian vận chuyển, thời gian xếp dỡ hàng v v a/ Xác định số lượng xe vận chuyển (xe rùa, xe đẩy, ) • Với hệ thống vận chuyển chiều (đi, lại): Số lượng xe đẩy X1 tính sau: X1 = đó: Q.k1.Tc 2.q0 k Fx m.60 (7.9) Q - khối lượng vận chuyển hàng năm [tấn], k1 - hệ số xét đến hư hỏng bất thường (xe làm việc không liên tục), k2 - hệ số sử dụng xe vận chuyển (k2 = 0,8), q0 - trọng tải xe vận chuyển [tấn], Fx - số làm việc thực tế xe vận chuyển năm theo chế độ làm việc ca/ngày [giờ] (tính F1-1 chương thiết kế phân xưởng), m - số ca làm việc ngày đêm, Tc - thời gian vận chuyển [phút] Tc tính sau: Tc = Ttb + Tch + Td + Tn với: (7.10) Ttb - thời gian trung bình lần xe về, Tch - thời gian trung bình lần chất hàng, Td - thời gian trung bình lần dỡ hàng, Tn - thời gian nghỉ lý ngẫu nhiên (khoảng 10% Tc hành trình) • Với hệ thống vận chuyển chiều: Số lượng xe đẩy X2 tính sau: X = X = b/ Xác định số lượng cầu trục Q.k1.Tc q0 k Fx m.60 • Tính gần đúng: - Ở phân xưởng khí: cầu trục cho 40 ÷ 80 m chiều dài nhịp nhà, (7.11) Số lượng cầu trục xác định sơ theo cách gần sau: - Ở phân xưởng lắp ráp: cầu trục cho 30 ÷ 50 m chiều dài nhịp nhà 108 • Tính theo số lượng hàng cần vận chuyển: Số lượng cầu trục C tính: C = đó: n i.Tc n1 Fc (7.12) n - số lượng chi tiết cần vận chuyển ca, i - số lượng trung bình nguyên công cần vận chuyển chi tiết, n1 - số chi tiết lần vận chuyển, Fc - thời gian làm việc thực tế cầu trục ca sản xuất [phút] Fc = F.k (7.13) với: F - thời gian làm việc danh nghĩa cầu trục ca, F = 420 ÷ 480 phút, k - hệ số xét đến thời gian ngừng vận chuyển để sửa chữa (k = 0,90) Tc - thời gian vận chuyển [phút] Tc tính sau: Tc = Ttb + Tch + Td + Tn với: Ttb - thời gian lần vận chuyển, Ttb tính sau: T tb = với: (7.14) L tb [phút] v (7.15) Ltb – quãng đường vận chuyển trung bình, [m], v - vận tốc di chuyển trung bình cầu trục (30 ÷ 80 m/ph) Tch - thời gian chất, móc hàng vận chuyển, Td - thời gian dỡ, tháo hàng, Tn - thời gian nghỉ lý ngẫu nhiên (khoảng 10% Tc hành trình) Riêng số lượng cầu trục phân xưởng lắp ráp xác định sở tiến độ lắp ráp, thời gian làm việc cầu trục nguyên công lắp ráp, v v c/ Xác định số lượng băng tải Cơ sở để xác định tốc độ di chuyển suất băng tải Tốc độ băng tải tính công thức: hoặc: v= Q l 60.n v = l τ n [m/phút] (7.16) [m/phút] (7.17) 109 đó: Q – suất băng tải [chi tiết/giờ], l - bước treo tải hay bước có đặt hàng [m], n - số lượng chi tiết bước treo [chi tiết], τ - nhịp làm việc [phút] Tốc độ băng tải thường ÷ m/ph Với sản phẩm nặng 30 ÷ 50 kg, v = m/ph Trong cơng thức tính tốn người ta thường đưa thêm phần dự trữ băng tải qua hệ số tăng suất (lấy đến 5) Với băng tải phục vụ cho phận rửa sạch, sơn, sấy tốc độ băng tải lấy theo chiều dài đoạn làm việc buồng công tác L [m] (buồng rửa, buồng sơn buồng sấy) thời gian công nghệ T0 [phút] (phụ thuộc công việc): v = L T0 [m/phút] (7.18) Trong số trường hợp, việc tính tốn số lượng băng tải dựa vào suất chúng (Q), với tốc độ (v), bước treo tải (l) số chi tiết bước treo (n) chọn trước: Q= v.n.60 l (7.19) Nếu suất cần vận chuyển Qvc số lượng băng tải là: B= Q vc Q (7.20) 110 ... tiếp theo, người ta phân trình thiết kế làm giai đoạn : - Thiết kế sơ - Thiết kế kỹ thuật - Thiết kế thi công 5.2 Giai đoạn thiết kế sơ : Thiết kế sơ giai đoạn thiết kế đầu tiên, có nhiệm vụ giải... dạng sản xuất Theo dạng sản xuất, phân xưởng khí phân thành loại : - Phân xưởng khí sản xuất đơn - Phân xưởng khí sản xuất loạt nhỏ - Phân xưởng khí sản xuất loạt vừa - Phân xưởng khí sản xuất. .. tính kỹ thuật - Cân đối thiết bị dây chuyền sản xuất thiết bị dự trữ - Thiết bị có cơng sản xuất lớn kinh tế 9/ Khi thiết kế phân xưởng khí theo chương trình sản xuất xác thì: - Với chi tiết