Принципы расположения технологического оборудования и организации рабочего места. Установление годовой производственной мощности - один из важнейших вопросов оптимизации горных работ и проектирования рудника

Установление годовой производственной мощности - один из важнейших вопросов оптимизации горных работ и проектирования рудника. Главными факторами, определяющими производственную мощность отдельного рудника, являются: 1) величина запасов и условия их залегания (геологическое строение, мощности и углы падения залежей, крепость и устойчивость полезных ископаемых и вмещающих пород и др.); 2) категория разведанности запасов (степень достоверности геологоразведочных данных); 3) ценность и дефицитность полезных ископаемых; 4) наличие вблизи рудника незагруженных мощностей по переработке руд; 5) способ вскрытия и число стволов; 6) применяемые системы разработки; 7) комплексы горно-шахтного оборудования, применяемые на проходческих и очистных работах; 8) глубина разработки; 9) состояние окружающей среды в районе месторождения.

Для реконструируемого рудника, кроме этого, имеют значение следующие факторы: 1) наличие запасов основного и совместно с ним залегающих других полезных ископаемых; 2) величина вскрытых, подготовленных и готовых к выемке запасов основного полезного ископаемого.

Определенную роль в обоих случаях играют также величина имеющихся или выделенных для строительства горного предприятия капиталовложений и кредитов, а также, мощность строительных организаций.

 

Принципы расположения технологического оборудования и организации рабочего места

(теоретический материал)

 

В зависимости от номенклатуры и объема выпуска изделий, технологическое оборудование участков и линий механического цеха располагают либо по ходу технологического процесса (линейный и предметный принципы), либо по типам оборудования (групповой принцип).

− Линейный принцип применяется при поточном производстве и характеризуется определенной последовательностью выполнения операций технологического процесса в каждый момент времени. В этом случае оборудование располагается по ходу технологического процесса.

− Предметный принцип применяется при расширении номенклатуры изделий в условиях серийного производства и основан на применении однотипных технологических процессов. В этом случае группирование оборудования осуществляется по конструктивным особенностям деталей, например, участки обработки валов, зубчатых колес, корпусных деталей, в пределах которых оборудование располагается по ходу технологического процесса.

− Групповой принцип применяется при большой номенклатуре изделий в условиях единичного и мелкосерийного производства, а также для обработки отдельных деталей в серийном производстве. В этом случае создаются участки однородного оборудования (участок токарной, фрезерной, шлифовальной обработки), последовательность расположения которых на площади цеха определяется последовательностью обработки большинства типовых деталей. Например, для обработки шкивов, фланцев, дисков, зубчатых колес принято располагать станочные участки таким образом: токарный ® фрезерный ® строгальный ® сверлильный ® шлифовальный.

При размещении станков нужно стремиться к прямоточности производства: предусматривать кратчайшие пути движения каждой детали, не допускать обратных, кольцевых или петлеобразных движений, создающих встречные потоки или затрудняющих транспортирование. Для наилучшего использования подкрановых площадей все станки, в зависимости от веса обрабатываемых деталей, разбивают на группы и размещают их под мостовыми кранами соответствующей грузоподъемности.

Основные принципы размещения станков:

- Длина участка в машиностроении обычно составляет 40…80 м. Зоны хранения заготовок и готовых деталей включаются в длину участка.

- Технологические линии могут располагаться как вдоль пролетов, так и поперек.

- Станки вдоль участка могут располагаться в два, три и более рядов. При расположении станков в два ряда между ними должен быть предусмотрен проход (проезд) для транспорта. При трехрядном размещении станков возможны либо два (рисунок 3.1, а), либо один проход, который находится между одинарными и сдвоенными рядами станков (рисунок 3.1, б). Для подхода к станкам сдвоенного ряда (станки при этом расположены друг к другу тыльными сторонами), расположенным у колонн, между станками оставляют поперечные проходы. При четырехрядном расположении устраивают два прохода: у колонн станки располагают в один ряд, а сдвоенный ряд – посередине (рисунок 3.1, в).

 

Рисунок 3.1 − Расположение станков: а) трехрядное с двумя проходами; б) трехрядное с одним проходом; в) четырехрядное с двумя проходами.

 

- Станки по отношению к проезду могут располагаться вдоль, поперек (рисунок 3.2, а) и под углом (рисунки 3.2, б и 3.3, а). Наиболее удобно располагать станки вдоль проезда и при фронтальном обращении станков к проезду. При поперечном расположении станков затрудняется их обслуживание, поэтому нужно предусматривать поперечные проезды. Загрузочная сторона станков, использующих в качестве заготовки пруток, должна быть обращена к проезду; у остальных станков сторона с приводом обращена к стене или колоннам.

 

Рисунок 3.2 − Расположение станков по отношению к проезду:

а) вдоль и поперек; б) под углом.

 

- Для лучшего использования площади револьверные станки, прутковые автоматы, протяжные, расточные, продольно-фрезерные и продольно-шлифовальные станки располагают под углом или в шахматном порядке (рисунок 3.3, б).

 

 

Рисунок 3.3 − Расположение станков по отношению к проезду:

а) под углом; б) в шахматном порядке.

 

- Крупные станки не следует размещать у окон, чтобы избежать затемнения цеха;

- Станки по отношению друг к другу могут располагаться фронтально, «в затылок» или тыльными сторонами (рисунок 3.4).

 

 

Рисунок 3.4 − Расположение станков с учетом нормированных расстояний

 

- Станки в поточных линиях с применением рольгангов или других конвейеров могут устанавливаться относительно них параллельно (рисунок 3.5, а), перпендикулярно (рисунок 3.5, б), либо могут быть встроены в линию рольганга или конвейера (рисунок 3.5, в).

 

Рисунок 3.5 − Расположение станков в конвейерных поточных линиях

 

Расстояние между станками, а также между станками и элементами зданий для различных вариантов расположения оборудования, а также ширина проездов в зависимости от различных видов транспорта регламентирована нормами технологического проектирования (таблицы 3.3, 3.4).

 

Таблица 3.3 − Нормы расстояний между станками и от станков до стен и колонн зданий (со ссылкой на рисунок 3.4)

Расстояния	Габариты станков, мм
до 1800´ 800	до 4000´ 2000	до 8000´ 4000	до 16000´ 6000
Между станками по фронту «а»
Между тыльными сторонами станков «б»
Между станками при попе­реч­ном располо­жении к проезду	При расположении станков «в затылок» «в»				–
При расположении станков фронтом друг к другу и обслужива­нии одним рабочим	одного станка «г»				–
двух станков «д»			–	–
От стен или колонн здания до	тыльной или боковой стороны станка «е»
фронта станка «ж»				–

 

При определении расстояний между станками, от станков до стен и колонн задания нужно учитывать следующее:

− расстояния берутся от наружных габаритных размеров станков, включающих крайние положения движущихся частей, открывающихся дверок и постоянных ограждений станков;

− для тяжелых и уникальных станков необходимые расстояния устанавливаются применительно к каждому конкретному случаю;

− при установке станков на индивидуальные фундаменты расстояние станков от колонн, стен и между станками принимаются с учетом конфигурации и глубины фундаментов станков, колонн и стен;

− при разных размерах двух рядом стоящих станков расстояние между ними принимается по наибольшему из этих станков;

− при монтаже станки устанавливают в линию по выступающим деталям, что облегчает уборку помещения и доступ к станкам для обслуживания, а также вывоз любого станка с участка.

 

Таблица 3.4 −Нормы ширины магистральных проездов в механических и сборочных цехах

Схема	Вид транспорта	Грузоподъем­ность, т	Расстояние
А, мм	Б, мм
	Электрокары	до 1 до 3 до 5
Электропогрузчики с подъемными вилами	до 0,5 до 1 до 3
Грузовые автомашины	до 1 до 5

 

Практический блок. Планировка участка (цеха)

 

В Приложении В представлены варианты технологических процессов разных изделий. Определив технологический процесс, соответствующий вашему варианту, необходимо на листе миллиметровой бумаги вычертить упрощенный план участка (цеха) в масштабе 1:50 (1:100; 1:200).

Из плотной бумаги или картона вырезаются габаритные контуры в плане при масштабе 1:50 (1:100; 1:200) – тримплеты, на все оборудование (основное и вспомогательное), подлежащее размещению в цехе.

За габарит станка принимают его контур по краям выступающих частей, причем в габарит входят крайние положения движущихся частей. Форму габарита иногда упрощают, приближая к прямоугольнику. Габариты оборудования представлены в задании.

Размещая на плане цеха карточки станков (тримплеты) в различных вариантах, находят лучший вариант, который фиксируют, прикрепляя карточки булавками, кнопками, приклеивая клеем и т. п.

При создании производственных участков возможны два варианта размещения технологического оборудования: линейный и круговой (см. Рис. 2.1).

 

Рисунок 2.1 – Типовые схемы установки оборудования

 

При этом линейный вариант размещения оборудования может быть реализован при расположении оборудования вдоль, поперек трассы межоперационного транспорта и под углом к ней. Типовые схемы при линейном расположении технологического оборудования (ТО) приведены на рисунке 2.2. (см. Рис. 2.2).

Рисунок 2.2 – Варианты размещения станков

При размещении технологического оборудования должны быть соблюдены нормы, регламентирующие расстояние между станками. В таблице 2.2 приведены основные нормативные параметры, показанные на рисунке 2.2, а в таблице 2.3. - нормативные расстояния.

 

Таблица 2.2 – Нормативные параметры

 

Обозначение	Параметр
а	между проездом и станками, расположенными фронтально
б	между проездом и тыльной стороной станка
в	между проездом и боковой стороной станка
г	между станками, установленными в «затылок»
д	между станками, установленными тыльными сторонами
е	между станками, установленными боковыми сторонами
ж	между станками, установленными фронтально, при обслуживании одним оператором одного станка
з	между станками, установленными фронтально, при обслуживании одним оператором двух станков
и, к	между станками при П-образном расположении трех станков, обслуживаемых одним оператором

 

 

Таблица 2.3 – Нормативные расстояния по рисунку

 

Рассто-яния	Наибольший из габаритных размеров станка в плане, м
до 1,8	от 1,8 до 4,0	от 4,0 до 8,0	св. 8,0
а	1,6	1,6	2,0	2,0
б	0,5	0,5	0,5	0,5
в	0,5	0,5	0,7	1,0
г	1,7	1,7	2,6	2,6
д	0,7	0,8	1,0	1,3
е	0,9	0,9	1,3	1,8
ж	2,1	2,5	2,6	2,6
з	1,7	1,7	1,7	1,7
и	2,5	2,5	—	—
к	0,7	0,7	—	—

Преимущества линейного способа размещения оборудования следующие: наличие свободных зон для обслуживания оборудования; рациональное размещение оборудования с учетом прямоугольной сетки колонн.

Наиболее удобное и распространенное расположение технологического оборудования - вдоль транспортной трассы.

Поперечное расположение применяют в случае, когда достигается лучшее использование площади или когда при продольном расположении получаются слишком длинные линии.

Под углом к транспортной трассе технологическое оборудование располагают в случае, когда длина оборудования значительно превышает его ширину. Такое расположение оборудования обеспечивает лучшее использование площадей.

Кольцевое расположение технологического оборудования целесообразно для многостаночного обслуживания с помощью промышленных роботов, работающих в цилиндрической системе координат, но создает трудности для использования межоперационного транспорта и инженерных коммуникаций, а также требует больших площадей.

Оптимальное значение мощности грузопотока достигается при двустороннем расположении оборудования вдоль транспортной трассы.

Ширина цеховых проходов и проездов в механических цехах устанавливается в зависимости от применяемых видов транспорта, а также от месторасположения проезда или прохода.

При определении расстояний между станками, от станков до стен и колонн задания нужно учитывать следующее:

− расстояния берутся от наружных габаритных размеров станков, включающих крайние положения движущихся частей, открывающихся дверок и постоянных ограждений станков;

− для тяжелых и уникальных станков необходимые расстояния устанавливаются применительно к каждому конкретному случаю;

− при установке станков на индивидуальные фундаменты расстояние станков от колонн, стен и между станками принимаются с учетом конфигурации и глубины фундаментов станков, колонн и стен;

− при разных размерах двух рядом стоящих станков расстояние между ними принимается по наибольшему из этих станков;

− при монтаже станки устанавливают в линию по выступающим деталям, что облегчает уборку помещения и доступ к станкам для обслуживания, а также вывоз любого станка с участка.

 

Таблица 2.4 − Нормы ширины магистральных проездов в механических и сборочных цехах

Схема	Вид транспорта	Грузоподъем­ность, т	Расстояние
А, мм	Б, мм
	Электрокары	до 1 до 3 до 5
Электропо-грузчики с подъемными вилами	до 0,5 до 1 до 3
Грузовые автомашины	до 1 до 5

 

Длина участка обычно составляет 40…80 м. Зоны хранения заготовок и готовых деталей включаются в длину участка.

Для практического задания - размеры помещения составляют 40х30 (длинна - ширина), группа работающая над практическим заданием должна составлять не более 3х человек.

 

 

Приложение В