Проектирование предприятий по производству косозубых шестерёнок

Оперативное время – Топер = Т0 + Твсп = 10+9 = 19 мин.Время обслуживания рабочего места – Тобсл = 0,15*Топер = 0,15*19 = 2,85 мин.Время на отдых и перерыв – Тотд = 0,06*Топер = 0,06*19 = 1,17 мин.Штучное время – Тшт = Топер+ Тобсл + Тотд = 10+9+2,85+1,17= 23 мин.Операция 035ТермическаяОсновное технологическое время – Т0 = 20,0 мин. Вспомогательное время – Твсп = 0,9*Т0 = 0,9*20 = 18 мин.Оперативное время – Топер = Т0 + Твсп = 20+18=38 мин.Время обслуживания рабочего места – Тобсл = 0,15*Топер = 0,15*38= 5,7 мин.Время на отдых и перерыв – Тотд = 0,06*Топер = 0,06*38 = 2,28 мин.Штучное время – Тшт = Топер+ Тобсл + Тотд = 38+5,7+2,28 = 46 мин.Операция 035 Внутри-шлифовальнаяОсновное технологическое время – Т0=10 мин. Вспомогательное время – Твсп = 9 мин.Оперативное время – Топер = Т0 + Твсп = 10+9=19 мин.Время обслуживания рабочего места – Тобсл = 0,15*Топер = 0,15*19= 2,85 мин.Время на отдых и перерыв – Тотд = 0,06*Топер = 0,06*19= 1,14 мин.Штучное время – Тшт = Топер+ Тобсл + Тотд = 19+2,85+1,14=23 мин.4. Проектирование механического цехаТаблица 4.1 –исходные данныеОперацияОборудованиеТоТвТштДлинаШиринаМасса005 сверлильнаяZ305088,820,33250010703500010 токарная GS 40006,510,5320,61   015 Протяжная7А53411620,57600020004100020 Зубофрезерная53А50151,820,302670181010000025 ЗубошевинговальнаяHartech HGS 4H-NC4/5271,834,44242322107000030 ВиброобработкаВУЛ 20010922,991150522370035 ТермическаяКамерная печь СНО36/12-ДВ201845,9814401775360040 Внутри-шлифовальнаяSpitzen SIG-150L CNC10922,99388026803800045 Технический контрольСтол ОТК     4.1 Определение фондов времениРежим работы участка:- продолжительность смены принимают в соответствии с трудовым законодательством – tсм = 8,0 ч (40-часовая рабочая неделя);- количество рабочих смен в сутки – m= 1;Количество рабочих дней в году определим по формулеnр = nк – (2*nвых + nпр) = 365 – (2*52 +14) = 247 днейгде nк = 365 дней – число календарных дней в 2021 году;nвых = 52 дня – количество выходных дней (суббота и воскресенье) в году;nпр = 14 дней – число праздничных дней в году.Календарный фонд времениФк = 24*nк = 24*365 = 8760 чгде nк = 365 дней – число календарных дней в 2021 году.Определим номинальный годовой фонд времени с учетом сокращения смены на один час в предпраздничные дниФН = nр*m*tсм – tпп*nпп = 247*1*8 – 1*4 = 1972 ч,где nпп = 4 – число предпраздничных дней в 2021 году;m – число смен.Действительный годовой фонд рабочего времени рассчитывается отдельно для технологического оборудования, для рабочего места, для производственного рабочего.Определим действительный годовой фонд рабочего времени технологического оборудованияФдТО = Фн1см*m*KиТО = 1972*1*0,85 = 1676 ч,где Фн1см = 1972 ч – номинальный годовой фонд рабочего времени при односменной работе; KиТО = 0,85 – коэффициент использования технологического оборудования по времени.Определим действительный годовой фонд рабочего времени рабочего места (позиции)ФдРМ = Фн1см*m*рРМ*КПРВ*КИВРМ = 1972*1*1*0,96*0,9 = 1704 ч.где рРМ = 1 – плотность работы рабочего места (число рабочих непрерывно занятых на одном рабочем месте);КПРВ = 0,96 – коэффициент, учитывающий потери рабочего времени по уважительным причинам;КИВРМ = 0,9 – коэффициент использования рабочего места по времени.Определим действительный годовой фонд рабочего времени одного производственного рабочего.ФДР = (ФН – nотп*tсм)*КПРВ = (1972 – 20*8)*(0,96…0,97) = 1740…1758 чгде nотп= 20 – число рабочих дней отпуска.Принимаем действительный годовой фонд рабочего времени одногорабочегоФДР = 1750 ч.4.2 Определение потребного количества технологического оборудованияРасчет технологического оборудования ведем по формуле:где Тшт – штучное время операции для изготовления одного изделия;ФдТО = 1676 ч. – действительный годовой фонд рабочего времени технологического оборудования при односменной работе;m = 1 – число смен работы оборудования в сутки.Операция 005:принимаем 2.Коэффициент загрузки технологического оборудования определяется по формулегде Ор – расчетное число единиц технологического оборудования;Оп – принятое число единиц технологического оборудования.Расчет количества подобранного технологического оборудования сводим в таблицу 4.1.Таблица 4.1 – Определение количества технологического оборудования ОборудованиеТштРасчетное число единиц техно-логического оборудования, Ор, шт.Принятое число единиц технологического оборудования, Оп, шт.Коэффициент загрузки, КзZ305020,331,5220,76GS 400020,611,5420,777А53420,571,5320,7753А5020,301,5120,76Hartech HGS 4H-NC4/534,442,5730,86ВУЛ 20022,991,7120,86Камерная печь СНО36/12-ДВ45,983,4340,86Spitzen SIG-150L CNC231,7120,86 15,53190,82Вспомогательное технологическое оборудование для обеспечения технологического процесса (таблица 4.2). Количество вспомогательного технологического оборудования определяется следующим образом. На каждую технологическую операцию устанавливается минимум по одному верстаку и стеллажу.Таблица 4.2 – Вспомогательное технологическое оборудованиеНаименование оборудованияКоличество оборудования, ед.Механический участокВерстак слесарный1Стол ОТК2Стеллаж для заготовок, деталей, инструмента19Тележка транспортная1Итого:23Термический участокВерстак слесарный1Стол ОТК1Стеллаж для заготовок, деталей, инструмента1Тележка транспортная1Итого:4Общее оборудованиеМостовой кран, грузоп. 1 т14.3 Определение численности рабочихЧисленность работников, участвующих в производственном процессе цеха машиностроительного предприятия определяется числом производственных рабочих, вспомогательных рабочих, обслуживающего персонала, служащих и инженерно-технических работников.К производственным рабочим относятся работники непосредственно выполняющие технологические операции, связанные с производством, а именно: станочники, сварщики, термисты, кузнецы, слесари, маляры и т.п.К вспомогательным рабочим относятся слесари по ремонту технологического оборудования, электромонтеры, смазчики, кладовщики, контроллеры, крановщики, стропальщики и т.п.В состав обслуживающего персоналавходят уборщики цеховых и бытовых помещений, курьеры, рабочие по утилизации отходов производства.Состав и численность служащих и ИТР определяется общим техническим уровнем производства.4.3.1 Определение численности работников механического участкаЧисло производственных рабочих:где Тшт – трудоемкость механических операций;ФдР– действительный годовой фонд рабочего времени производственного рабочего;Таким образом Операция 005:Для остальных операций данные сводим в таблицу 4.3.Таблица 4.3 – Расчет численности производственных рабочихОборудованиеТштКоэффициент загрузки, КзРасчетное число производственных рабочихПринятое число производственных рабочихZ305020,330,761,452GS 400020,610,771,4727А53420,570,771,47253А5020,300,761,452Hartech HGS 4H-NC4/534,440,862,463ВУЛ 20022,990,861,641Камерная печь СНО36/12-ДВ45,980,863,284Spitzen SIG-150L CNC22,990,861,642Число вспомогательных рабочих составляет 18-25% от числа производственных рабочих.РВР = 0,2*РПР = 0,18*19 = 3,4 = 4 чел.Число обслуживающего персонала составляет 2-3% от суммарной численности производственных рабочих и вспомогательных рабочих.РОП = 0,03*(РПР + РВР) = 0,03* (19+4) = 0,6= 1 челЧисло служащих составляет 4-6% от суммарной численности производственных рабочих и вспомогательных рабочих.РС = 0,06*(РПР + РВР) = 0,06* (19+4) = 1,3 = 2 челЧисло ИТР составляет 8-10% от суммарной численности производственных рабочих и вспомогательных рабочих.РИТР = 0,1*(РПР + РВР) = 0,1* (14+3) = 2,2 чел. = 3 челРасчеты количества работников механического участка сводим в таблицу 4.3.Таблица 4.3 – Численность работников механического участкаКатегория работниковРасчетное число работников, чел.Принятое число работников, чел.Число производственных рабочих 19Число вспомогательных рабочих 3,423Число обслуживающего персонала 0,662Число служащих 1,322Число ИТР 2,23  294.3.2Определение численности работников термического участкаЧисло производственных рабочих определим по формуле [12, 14]Число вспомогательных рабочих составляет 18-25% от числа производственных рабочих.РВР = 0,2*РПР = 0,2*4 = 0,8 = 1 чел.Число обслуживающего персонала:РОП = 0,03*(РПР + РВР) = 0,03* (4+1) = 0,15 чел. = 1 чел.Число служащих:РС = 0,06*(РПР + РВР) = 0,06* (4+1) = 0,3 чел. = 1 чел.Число ИТР составляет 8-10% от суммарной численности производственных рабочих и вспомогательных рабочих.РИТР = 0,1*(РПР + РВР) = 0,1* (4 + 1) = 0,5 чел. = 1 чел.Расчеты количества работников термического участка сводим в таблицу 4.4.Таблица 4.4 – Численность работников термического участкаКатегория работниковРасчетное число работников, чел.Принятое число работников, чел.Число производственных рабочих 3,284Число вспомогательных рабочих 0,81Число обслуживающего персонала 0,151Число служащих 0,31Число ИТР 0,51  84.4 Определение производственной площади механического и термического участковПроизводственная площадь участка – площадь занятая рабочими местами, станками верстаками, проходами и проездами между технологическим оборудованием, транспортным оборудованием, местами складирования заготовок и деталей и т.п.Производственную площадь механического участка:SП = so*ОП + sв*В = 25*19 + 6*23 = 613 м2где ОП = 11 – принятое число единиц технологического оборудования на механическом участке;В = 25 – число единиц вспомогательного оборудования (верстаки, стол ОТК, стеллажи) на механическом участке;so = 25 м2 – удельная площадь, приходящаяся на единицу основного технологического оборудования;sв = 6 м2 – удельная площадь, приходящаяся на единицу вспомогательного технологического оборудованияПроизводственная площадь термического участкаSП = so*ОП + sв*В = 25*4+ 6*4 = 124 м2.4.5 Определение энергопотребности механического и термического участковМеханический участокТаблица 4.5 – расчет мощности оборудованияОперацияОборудованиеТштПринятое число единиц технологического оборудования, Оп, шт.Потребляемая мощность, кВтСуммарная мощность, кВт005 сверлильнаяZ305020,33214,128,2010 токарная GS 400020,61265130015 Протяжная7А53420,5723774020 Зубофрезерная53А5020,30217,8535,7025 ЗубошевинговальнаяHartech HGS 4H-NC4/534,4431339030 ВиброобработкаВУЛ 20022,9921,53035 ТермическаяКамерная печь СНО36/12-ДВ45,9841040040 Внутри-шлифовальнаяSpitzen SIG-150L CNC22,992510   359,9Годовой расход электроэнергии на питание технологического оборудованиямеханического участка определим по формуле:где ОП – принятое количество единиц технологического оборудования;ФдТО = 1676 ч – годовой действительный фонд рабочего времени u-ой единицы технологического оборудования;wТОu– установленная мощность u-ой единицы технологического оборудования;Кз = 0,79 – средний коэффициент загрузки технологического оборудования механического участка;КСП = 0,3 – средний коэффициент спроса.WТО = 319,9*1676 *0,82*0,3=131 456 кВт*чГодовой расход электроэнергии на освещение механического участка:Wосв = Sосв*wудоосв*Фосв*Киосвгде Sосв – освещаемая площадь механического участка;wудоосв= 15 Вт – удельный расход электроэнергии на освещение одного квадратного метра производственной площади;Фосв= 2000 ч – годовой действительный фонд времени осветительного оборудования;Киосв = 0,75 – коэффициент использования осветительной нагрузки.Wосв = 613*15*2000*0,75*10-3 = 13 793 кВт*чОбщий годовой расход электроэнергии механического участка:Wуч = (WТО+Wосв)*Кзмгде Кзм = 1,1…1.2 – коэффициент запаса потребляемой мощностиWуч = (131 456 +13 793)*1,1 = 159 773 кВт*чТермический участокГодовой расход электроэнергии на питание технологического оборудованиятермического участка:WТО = (10*4) *1682 *1*0,3 =20 184 кВт*ч.Годовой расход электроэнергии на освещение термического участка:Wосв = 124*15*2000*0,75*10-3 = 2790 кВт*ч,Общий годовой расход электроэнергии термического участка:Wуч = (20184+2790)*1,1 = 25 271 кВт*ч.4.6 Стоимость технологического оборудованияСтоимость технологического оборудования указана в таблице 4.5.Таблица 4.5 – Стоимость технологического оборудованияОборудованиеКол-во, ед.СтоимостьОбщая стоимость, руб.z305021 800 000 ₽3 600 000 ₽GS 400026 500 000 ₽13 000 000 ₽7А53423 500 000 ₽7 000 000 ₽53А5025 600 000 ₽11 200 000 ₽ВУЛ 2002200 000 ₽400 000 ₽Hartech HGS 4H-NC4/538 075 000 ₽24 225 000 ₽Spitzen SIG-150L CNC14 000 000 ₽4 000 000 ₽Стол ОТК250 000 ₽100 000 ₽Стеллаж1950 000 ₽950 000 ₽Тележка транспортная180 000 ₽80 000 ₽Камерная печь СНО36/12-ДВ41 400 000 ₽5 600 000 ₽Верстак слесарный1150 000 ₽150 000 ₽Стол ОТК150 000 ₽50 000 ₽Стеллаж150 000 ₽50 000 ₽Тележка транспортная180 000 ₽80 000 ₽Итого:  70 485 000 ₽5 Проектирование приспособленияВ качестве приспособления доя рассматриваемой операции предполагается использовать оправку с разрезной втулкой (рисунок 5.1).Рисунок 5.1 – оправкаПринцип работы следующий, на оправку 2 установлена разрезная втулка 6, на которую устанавливают заготовку 3. Конической частью 1 оправку 2 вставляют в конус шпинделя станка. Зажим и разжим детали на оправке производится механизированным приводом. При подаче сжатого воздуха в правую полость пневмоцилиндра поршень, шток и тяга 7 двигаются влево и головка 5 тяги с шайбой 4 перемещает разрезную втулку 6 по конусу оправки, пока она не зажмет заготовку на оправке. При подаче воздуха в левую полость пневмоцилиндра поршень, шток и тяга перемещаются в право, головка 5 с шайбой 4 отходят от втулки 6и деталь разжимается.5.1 Расчет требуемой силы зажимаКрутящий момент от вертикальной силы резания Pz должен быть меньше момента сил трения на цилиндрической поверхности разрезной втулки 6 оправки. Осевая сила на штоке [стр. 170]:где - половина угла конуса оправки; - угол трения на поверхности контактной оправки с разрезной втулкой; – коэффициент трения;K=2 коэффициент запаса.Наиболее нагруженный переход 4.5.2 Расчет на прочностьТак как выбранный винт является слабым звеном в выбранном зажиме ее необходимо проверить по условию прочности на растяжение:из данного выражения определим минимальный диаметр стержня:Допускаемые напряжения на растяжения:где Sт запас прочности, для диаметра резьбы м6 рекомендуемое значение 3…4, принимаем большее значение. придел текучести, для класса прочности 88 =640 МПаОпределим диаметр стержня:Принимаем диаметр резьбы М8Список литературы1. Справочник технолога-машиностроителя. Том 2/ Дальский А.М. Косилова А.Г. и др. -5-е изд., исправл.-М.;Машиностроение-1, 2003 г. 944 с., ил.2. Режимы резания металлов./ Барановский Ю.В. -3-е изд., перераб. и дополн.-М.;Машиностроение, 1972 г. 407 с.3. Резание труднообрабатываемых материалов./Подураев В.Н.- уч.пособие для ВУЗов – М.; Высшая школа, 1974 г. 587 с, ил.4. ЕСТД. ГОСТ 3.1404-86. Формы и правила оформления документов на технологические процессы и операции обработки резанием./Изд.офиц. – М., Издательство стандартов, 2003 г. 58 с.5. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 1. ЦБПНТ при НИИ Труда. 2-е издание; М.: Машиностроение, 1974.6. Общемашиностроительные нормативы режимов резания для технического нормирования работ на металлорежущих станках. Часть 2. ЦБПНТ при НИИ Труда. 2-е издание; М.: Машиностроение, 1974.7. Общемашиностроительные нормы времени вспомогательного, на обслуживание рабочего места и подготовительного для технического нормирования станочных работ. ЦБПНТ при НИИ труда. М.: Машиностроение. 1974.8. Справочник «Режимы резания металлов» под редакциейЮ.В. Барановского.