10.1. Tính toân diện tích phđn xưởng cơ khí
Như ta đê biết: phđn xưởng cơ khí thường có 4 bộ phận: bộ phận sản xuất, bộ phận phụ, bộ phận phục vụ vă bộ phận sinh hoạt. Mỗi bộ phận được xâc định theo những phương phâp khâc nhau.
Thông thường trong thiết kế phđn xưởng cơ khí, người ta chỉ tính toân diện tích của bộ
phận sản xuất vă bộ phận phụ - gọi lă diện tích chung, còn diện tích phục vụ vă bộphận sinh hoạt được xâc định theo tỷ lệ % của diện tích sản xuất hoặc tham khảo phần thiết kế công trình sinh hoạt của ngănh xđy dựng.
Tiếp theo chúng ta nghiín cứu hai phương phâp xâc định diện tích phđn xưởng thường được ứng dụng trong thực tế.
10.1.1 Xâc định chính xâc diện tích phđn xưởng cơ khí
Phương phâp năy dựa trín cơ sởđê bố trí mặt bằng phđn xưởng (tức lă đê sắp đặt vị trí của câc mây móc, thiết bị, chỗ lăm việc, đường đi của thiết bị vận chuyển...) để xâc định kích thước của phđn xưởng, từđó tính được diện tích của phđn xưởng. Như vậy việc xâc định diện tích của phđn xưởng phải đi từ xâc định kích thước vă diện tích của từng phần, từng khu vực nhỏ trong phđn xưởng.
10.1.2 Xâc định diện tích phđn xưởng theo diện tích đơn vị
Phương phâp năy được tiến hănh trín cơ sở đê biết số lượng mây đặt trong phđn xưởng vă diện tích đơn vị ta có thể tính toân được diện tích của phđn xưởng. Sau khi xâc định được diện tích phđn xưởng ta mới tiến hănh bố trí mặt bằng phđn xưởng.
Nếu ta gọi A lă diện tích phđn xưởng cần phải tính toân (m2) Cchọn lă số mây cần thiết cho phđn xưởng (chiếc) a lă diện tích đơn vị (m2/chiếc)
Ta có mối quan hệ sau :
A = Cchọn . a, [m2] (4.29) Trong công thức trín diện tích đơn vị a lă phần diện tích trung bình của phđn xưởng tính cho một mây đặt trong phđn xưởng. Diện tích đợn vị lă một chỉ tiíu kinh tế - kỹ thuật dùng để đânh giâ việc sử dụng diện tích của phđn xưởng. Giâ trị của diện tích đơn vị a được cho theo kinh nghiệm trong câc sổ tay thiết kế xưởng tuỳ theo cỡ mây hoặc ngănh sản xuất. Ta có thể tham khảo một số trích dẫn ở bảng 4.8 vă 4.9
Bảng 4.8 Diện tích sản xuất đơn vị cho theo cỡ mây. CỠ MÂY Kích thước (dăi x rộng) hoặc trọng lượng (Tấn) của
mây Diện tích sản xuất đơn vị (m2) Bĩ Trung bình Lớn Rất lớn Đến 1500mm x 700mm Từ 1500 x 700 đến 3500 x 2000 hoặc đến 5 tấn Từ3500 x 2000 đến 5000 x 3000 hoặc 5 - 15 tấn Từ 5000 x 3000 đến 10000 x 5000 hoặc 15 - 40 tấn 10 - 12 15 - 25 30 -45 50 -150
Bảng 4.9 Diện tích đơn vị cho theo ngành sản xuất Ngănh sản xuất Diện tích sản xuất đơn vị (m2) Diện tích chung đơn vị (m2) Chế tạo ô tô tải trọng 2,5- 4 tấn : Phđn xưởng động cơ Phđn xưởng khung Phđn xưởng hộp số Chế tạo mây tiện loại vừa Chế tạo mây phay lớn Chế tạo mây măi tròn Chế tạo ổ bi lăn 12 - 14 10 -12 10 -12 17 - 19 20 -22 16 - 20 13 - 15 20 - 21 19 - 20 16 24 - 28 30 - 35 25 - 30 20 - 24
Cần chú ý rằng: Nếu diện tích đơn vị lă diện tích sản xuất đơn vị thì diện tích tính được mới chỉ lă diện tích sản xuất của phđn xưởng. Nếu diện tích đơn vị lă diện tích đơn vị
chung thì diện tích tính được tính được lă diện tích chung (tức gồm diện tích sản xuất vă diện tích phụ)
10.2 Câc kích thước chủ yếu của phđn xưởng
Kích thước phđn xưởng thường được xâc định bằng bề rộng (L), bước cột (t) vă chiều cao (H) (xem hình 4.4).
Đó lă khoảng câch giữa hai hăng cột để cầu trục. Nói một câch khâc: bề rộng gian lă khoảng câch giữa câc cột theo chiều ngang của gian nhă.
Bề rộng gian được xâc định trín cơ sở bố trí câc thiết bị, phụ thuộc văo: - Kích thước chi tiết cần gia công.
- Kích thước câc mây vă thiết bị vận chuyển trong phđn xưởng.
Thường bề rộng gian được lấy bằng bội số của 6 (12, 18, 24, 36m...) đối với phđn xưởng sản xuất sản phẩm nhỏ thì có thể lấy lă bội số của 3. Ví dụ: L = 12, 15, 18 ...
Bề rộng gian được qui chuẩn theo loại phđn xưởng : - Phđn xưởng sản xuất sản phẩm loại nhỏ : L = 12m - Phđn xưởng sản xuất sản phẩm loại vừa : L = 12, 15, 18. - Phđn xưởng sản xuất loại nặng : L = 18, 21, 27, 30
Hình 4.4 Kích thước phđn xưởng 10.2.2 Bước cột t
Bước cột t lă khoảng câch giữa câc cột theo chiều dọc gian nhă. LK h’5 h’4 h’3 h’2 h’1
Bước cột t phụ thuộc văo vật liệu xđy dựng, kết cấu của nhă, tải trọng của nhă vă của cầu trục mă xâc định giâ trị. Thông thường t = 6m. Với kết cấu thĩp hoặc trường hợp không có cấu trúc có thể t = 9m hoặc t = 12m. Ngoăi ra còn có thể lấy t = 3,9m. Khoảng câch giữa câc cột theo chiều ngang vă dọc tạo thănh mạng lưới cột. (L x t).
10.2.2 Chiều cao của phđn xưởng H
Chiều cao phđn xưởng lă khoảng câch từ nền nhă đến mĩp dưới thấp nhất của kết cấu chịu lực của nhă.
Chiều cao H phụ thuộc văo kích thước của sản phẩm, văo chiều cao thiết bị đặt trong xưởng, kết cấu của cầu trục vă câc điều kiện vệ sinh, kỹ thuật. Giâ trị chiều cao H qui định lă bội số của 200 mm.
Từ hình 4.4 ta có :
H = H1 + h1 + h2 (4.30) H1 lă chiều cao từ nền nhă đến mặt đường ray của cầu trục, phụ thuộc văo kích thước sản phẩm vă chiều cao của thiết bị, ta có thể tính H1 như sau:
H1 = h’1 + h’2 + h’3 + h’4 + h’5 (4.31) h’1 lă chiều cao mây, nếu mây quâ thấp thì lấy h’1 = 2 m (cao hơn người).
h’2 lă khoảng câch từ mĩp dưới của sản phẩm vă điểm cao nhất của mây (0,5 - 1m). h’3 lă chiều cao lớn nhất của sản phẩm cần vận chuyển.
h’4 lă chiều cao câp giữ chi tiết, phụ thuộc sản phẩm cần vận chuyển (thường >1m). h’5 lă khoảng câch từ tđm móc cđu (ở vị trí cao nhất) đến mặt đường ray, có giâ trị
từ 0,5 - 1,6 m tuỳ thuộc kết cấu của cầu trục.
h1 lă độ cao của cầu trục, phụ thuộc văo tải trọng của cầu trục. Ví dụ : Q = 5 tấn thì h1 =1650 mm
Q = 10 tấn thì h1 =1800 mm Q = 15 tấn thì h1 = 2300 mm
h2 lă khoảng câch từ mĩp trín cầu trục đến mĩp dưới thấp nhất của kết cấu chịu lực (dầm mâi), giâ trị của h2≥ 100 mm
Câc kích thước phđn xưởng nói chung phải đảm bảo sao cho 1 công nhđn lăm việc trong phđn xưởng tối thiểu có được 14m3 không gian hoặc 4÷5 m2 diện tích.
10.3. Câc phương phâp bố trí vị trí tương đối giữa phđn xưởng cơ khí vă lắp râp trong toă nhă. Mục đích việc bố trí vị trí tương đối giữa phđn xưởng cơ khí vă phđn xưởng lắp râp trong toă nhă nhằm :
- Tạo điều kiện thuận lợi cho quâ trình chế tạo vă lắp râp sản phẩm . - Rút ngắn được dđy chuyền sản xuất.
- Tiết kiệm diện tích mặt bằng.
Sau đđy ta nghiín cứu một số phương phâp bố trí cụ thể 10.3.1 Phương phâp bố trí song song (hình 4.5)
10.3.1.1 Đặc điểm phương phâp bố trí song song
- Hướng đi văo của phôi liệu vă hướng ra của sản phẩm trùng nhau. Do đó khả năng lưu thông kĩm (thường lă chung một cổng), phôi liệu vă sản phẩm thường bị ùn lại.
- Câc chi tiết từ phđn xưởng cơ khí qua phđn xưởng lắp râp phải vận chuyển bằng tay, hoặc bằng xe mă không dùng được cầu trục
Kho phôi liệu
Phđn xưởng Cơ khí Kho trung gian Đường văo của phôi liệu
Phđn xưởng lắp râp Kho phôi liệu
Phđn xưởng Cơ khí
Kho trung gian Phđn xưởng lắp râp Đường văo của phôi liệu
Cầu trục
10.3.1.2 Phạm vi sử dụng : phương phâp bố trí song song được sử dụng khi lượng sản phẩm sản xuất ít vă trọng lượng của câc chi tiết, sản phẩm nhỏ.
10.3.2 Phương phâp bố trínối tiếp (hình 4.6)
10.3.2.1 Đặc điểm của phương phâp năy :
- Câc chi tiết vận chuyển từ phđn xưởng cơ khí sang lắp râp có thể được tiến hănh bằng cầu trục. Nhưng vận chuyển sản phẩm dọc theo phđn xưởng lắp râp thì lại không sử dụng được cầu trục.
- Đường vận chuyển tương đối ngắn.
- Do cấu trúc nhă cửa giống nhau, bố trí nối tiếp nhau nín dễ mở rộng.
10.3.2.2 Phạm vi sử dụng
Phương phâp năy được ứng dụng khi trọng lượng của sản phẩm không lớn, qui mô
phđn xưởng nhỏ, trung bình. Đặc biệt khi chương trình sản xuất chưa ổn định còn phải mở
rộng thím phđn xưởng.
10.3.3 Phương phâp bố trí vuông góc nhau (hình 4.7)
10.3.3.1 Đặc điểm phương phâp bố trí vuông góc
- Câc chi tiết được chuyển từ cơ khí sang lắp râp bằng những cầu trục quay hoặc nhờ
cầu trục của phđn xưởng cơ khí chạy sang phđn xưởng lắp râp. Bản thđn phđn xưởng lắp râp có cầu trục riíng để vận chuyển dọc theo phđn xưởng .
- Cả 2 phđn xưởng đều dùng cầu trục vận chuyển nín đê tận lượng vận chuyển trín không, tiết kiệm diện tích mặt bằng xưởng để sản xuất.
- Nhă cửa 2 phđn xưởng bố trí vuông góc với nhau, có kết cấu vă kích thước khâc nhau. Do đó cấu trúc nhă cửa phức tạp, khó mở rộng.
10.3.3.2 Phạm vi ứng dụng của phương phâp :
Vì về mặt dđy chuyền sản xuất lă tốt nhất, nhưng chi phí về xđy dựng tốn hơn hai phương phâp trín, do đó thường được sử dụng cho những phđn xưởng có qui mô lớn vă trung bình, chương trình sản xuất ổn định, trọng lượng sản phẩm lớn.
Hình 4.7 Phđn xưởng cơ khí vă lắp râp bố trí vuông góc 10.4 Bố trí mặt bằng phđn xưởng cơ khí
10.4.1 Phđn chia phđn xưởng cơ khí
Tuỳ thuộc văo đặc tính sản phẩm, qui trình công nghệ, dạng sản xuất vă phương phâp tổ chức sản xuất phđn xưởng cơ khí được chia thănh từng gian, bộ phận hoặc đường dđy. Thông thường có 2 trường hợp sau :
- Trong dạng sản xuất hăng khối thường chia phđn xưởng cơ khí ra từng gian để gia công từng bộ phận. Mỗi gian lại chia ra câc đường dđyđể gia công câc chi tiết khâc nhau của bộ phận. Ví dụ phđn xưởng động cơ ô tô có gian blốc - xilanh, gian trục khủy - trục cam. Trong gian trục khuỷ - trục cam có đường dđy gia công trục khuỷ, đường dđy gia công trục cam...
- Trong câc dạng sản xuất hăng loạt, phđn xưởng cơ khí có thểđược chia ra từng gian hoặc từng bộ phận để gia công câc kiểu chi tiết khâc nhau hoặc những loại chi tiết có kích thước khâc nhau. Ví dụ trong phđn xưởng cơ khí sản xuất mây tiện có câc gian gia công trục, gian gia công bạc, gian gia công hộp ... hoặc có bộ phận gia công chi tiết lớn, bộ phận gia công chi tiết nhỏ ...
10.4.2 Câc phương phâp bố trí mâytrong phđn xưởng cơ khí
Có hai phương phâp bố trí mây trong phđn xưởng :
10.4.2.1 Bố trí theo loại mây
Trong phương phâp năy, mây được đặt theo từng loại có cùng tính chất gia công. Có nơi còn gọi phương phâp năy năy lă đặt theo nhóm mây. Khi bố trí theo nhóm mây cần chú ý câc điểm sau :
- Câc nhóm mây cần sắp đặt theo trình tự tổng quât để gia công đa số câc chi tiết điển hình. Ví dụ : chi tiết điển hình có dạng tấm thì mây nín đặt theo thứ tự : băn lấy dấu, mây phay giường, mây băo giường, mây khoan, mây măi phẳng...
- Mỗi nhóm mây nín chia thănh những nhóm nhỏ có tính năng gần nhau vă đặt thănh
cụm.
- Đặt mây sao cho tận lượng sử dụng hết khả năng của cầu trục. Câc mây lớn vă câc mây gia công câc chi tiết lớn nín đặt dưới tầm hoạt động của cầu trục.
Kho phôi liệu Phđn xưởng Cơ khí
Kho trung gian
10.4.2.2 Bố trí mây theo thứ tự câc nguyín công
Dựa văo qui trình công nghệ, đặt mây để gia công liín tục câc chi tiết theo một đường đi suốt.
Phương phâp năy ứng dụng trong sản xuất hăng khối vă hăng loạt lớn, trong tổ chức sản xuất theo dđy chuyền.
10.4.3 Những điểm cần chú ý khi đặt mây văo mặt bằng phđn xưởng trong bản thiết kế
+ Câc mây được ký hiệu bằng những hình hình học theo tỉ lệ nhất định, thường lấy tỉ lệ 1:100, 1:200. Những hình hình học năy có chú ý đến kích thước lớn nhất của mây, giới hạn chuyển động xa nhất của mây, phần nhô ra xa nhất của phôi. Câc ký hiệu có thể tham khảo trong sổ tay thiết kế xưởng.
+ Vị trí đứng lăm việc của công nhđn được biểu diễn bằng 1 vòng tròn ¯ 500 mm vẽ theo tỷ lệ, phần để trống biểu thị mặt, phần gạch biểu thị lưng của người công nhđn (xem hình 4.8)
Hình 4.8 Biểu diễn vị trí đứng lăm việc của công nhđn
+ Phải đảm bảo những khoảng câch cần thiết để công nhđn lăm việc, thao tâc thuận lợi, an toăn, có đủ chỗđưa chi tiết văo vă lấy chi tiết ra.
+ Không nín bố trí công nhđn đứng lăm việc nhìn ra đường câi, vườn hoa nơi đông người đi lại.
+ Câc mây chính xâc cần bố trí xa chỗ có va đập, rung động, bụi bặm. Nín bố trí thănh khu vực hoặc phòng riíng.
10.4.4 Những kích thước cụ thể khi bố trí mây
∗ Tuỳ thuộc văo cỡ mây mă khoảng câch giữa câc mây, giữa mây với tường, giữa mây với cột có khâc nhau. Có thể tham khảo câc trường hợp hình 4.9 vă bảng 4.10
Đường đi 80 0 50 0 T620
Hình 4.9 Kích thước bố trí mây
Bảng 4.10 Khoảng câch giữa câc mây, giữa mây vă tường, giữa mây vă cĩt
Giâ trị khoảng câch theo cỡ mây (mm) Khoảng câch Đ ế n 1 8 0 0 x 8 0 0 Đ ế n 4 0 0 0 x 2 0 0 0 Đ ế n 8 0 0 0 x 4 0 0 0 Đ ế n 1 6 0 0 0 x 6 0 0 0
Kích thước giữa câc mây khi bố trí đối diện nhau : a (theo chiều ngang)
700 900 1500 2000 Kích thước giữa câc mây khi bố trí đối diện nhau : b