Изучение принципов компоновки производственных цехов

Компоновка производственных цехов – это определение размеров и формы производственного здания, выделение в нем самостоятельных отделений, размещение оборудования в цехах с целью обеспечения грузовых потоков и взаимосвязи между производственными цехами и другими объектами.

Компоновка производственных цехов является одним из наиболее ответственных этапов проектирования, от которого зависит экономичность решения проекта.

Компоновку производственных цехов и оборудования производят на основе принятой в проекте технологической схемы. При планировке помещений не следует чрезмерно дробить производственный корпус, так как большие цехи легче управляются, требуют меньшего числа рабочих вследствие возможности обслуживания одним человеком нескольких аппаратов. В отдельные помещения выделяют обычно процессы и аппараты, связанные с выделением пыли (мукомольные отделения на жиромучных заводах), больших количеств тепла (автоклавные, сушильные отделения), дыма (коптильные отделения), с переработкой вредных или пожаро- и взрывоопасных материалов (экстракционные отделения), отделения приготовления растворов щелочей, кислот. Выделяют также отделения для варки соусов, рассолов во избежание попадания в продукт посторонних предметов. При компоновке производственных помещений необходимо размещать рядом отделения, функционально связанные между собой, чтобы обеспечить кратчайший путь движения сырья и материалов.

Планировку помещений и размещение оборудования в них производят по принципу производственного потока, то есть кратчайшего и последовательного направления движения полуфабрикатов от сырья к готовой продукции.

Однако для обеспечения поточности не обязательна прямолинейная расстановка оборудования. Его можно расставлять и по ломаной линии, но при условии, что материал не будет возвращаться в обратном направлении. В зависимости от особенностей различных производств поток может быть горизонтальным, вертикальным и смешанным.

При планировке оборудования должны учитывать вопросы организации и учета труда. В зависимости от числа рабочих мест, их характера, организации и учета труда определяют и требуемую площадь. Кроме того, предусматривают свободную площадь для подачи к рабочему месту материалов и тары, а в случае отсутствия укладочного транспортера - подачу сырья.

Компоновку производственных цехов выполняют методом моделирования. Для этого обычно выбирают масштаб 1:100 или 1:50. В принятом масштабе изготавливают модели горизонтальных проекций всего оборудования.

Предварительные компоновки выполняют на миллиметровой бумаге, выбирая наиболее рациональное решение из нескольких вариантов, отвечающих требованиям производственного потока. Решая эту задачу, необходимо учитывать следующее:

- аппараты, выполняющие последовательные операции, должны располагаться возможно ближе друг к другу (рядом или один под другим) с целью сокращения длины связывающих их транспортеров;

- аппараты следует расположить так, чтобы связывающих их транспортных элементов было возможно меньше, для этого следует, где это возможно, использовать самотек;

- размещение аппаратов должно быть удобным и безопасным при их обслуживании;

- аппараты необходимо размещать так, чтобы их было удобно ремонтировать или частично разбирать;

- обеспечить необходимые разрывы между аппаратами;

- при нанесении на план транспортных устройств (шнеков, лент, элеваторов, течек) необходимо уточнить в каждой модели место входа и выхода сырья, полуфабриката, продукции и места подключения элеваторов;

- предусмотреть проходы (в зависимости от расположения дверей в помещении). Если в помещении необходимы площадки и лестницы, указать их габариты;

- учесть архитектурно-строительные нормы, по которым следует принимать размеры ширины и длины помещения.

При соблюдении указанных условий размещение аппаратов в цехе может быть различным, например в одну линию, что при небольшой ширине здания позволяет обслуживать аппараты с обеих сторон, а при наличии двухстороннего естественного света дает хорошую освещенность. При большом числе аппаратов размещение их в одну линию чрезмерно увеличивает длину здания. В этом случае следует расположить аппараты двумя параллельными линиями или вдоль противоположных стен, что позволяет обслуживать аппараты со стороны центрального прохода либо вдоль оси здания и обслуживать их со стороны проходов у стен. Возможно расположение аппаратов вдоль всех стен. При этом часть помещения остается свободной и используется для обслуживания аппаратов.

В ряде случаев отдельные производственные линии должны быть связаны между собой или, наоборот, одна линия разделяться на отдельные потоки (например, производство рыбных консервов в ассортименте).

Размещая оборудование в цехе, необходимо учитывать расположение ряда объектов генерального плана. Это касается в первую очередь главного и запасных входов и выходов, складов сырья, материалов и готовой продукции, а следовательно, и направления производственного потока.

При планировке оборудования решают вопросы организации и учета труда. Особенно это важно для массовых ручных операций (разделка рыбы, укладка, сортировка, обвязка), на которых занято много рабочих. При решении этих вопросов определяют положение рабочего места, занимаемую им площадь, потребность в инвентаре. Одновременно предусматривают технику подачи к рабочему месту сырья, материалов, тары, отвода обработанного продукта и отходов, а также методы учета труда. Все это позволяет правильно выбрать и рационально расставить столы, транспортеры, оборудование.

Расстояние между машинами (аппаратами), между осями параллельных линий, отступы от стен, проходы определяются их назначением. Расстояние между осями параллельно расположенных производственных линий принимают 3-4 м, чтобы проходы составляли 1,8 м, если не предусмотрен проезд грузовых тележек, и 2,5 м – при использовании тележек.

Расстояние между производственной линией и стеной должно быть 1,4 м. При необходимости разрыва между машинами в линии оставляется проход 0,8-1,0 м. При размещении оборудования у стен его располагают на расстоянии 0,4-0,5 м, если оно не обслуживается со стороны стены, и не менее 0,7 м – при необходимости обслуживания.

Вспомогательное оборудование на площадках или консолях можно устанавливать вплотную к стенам, если это не мешает его обслуживанию. Траншеи располагают таким образом, чтобы кромка их находилась от стены не менее чем на 0,5 м.

Галереи и эстакады, служащие для прокладки транспортных устройств или трубопроводов, должны иметь проход шириной не менее 0,7 м. Ширина пешеходных галерей, если в одной смене до 400 чел., должна быть не менее 1,5 м, а до 600 чел. – 2,0 м. Высота галерей и эстакад принимается не менее 1,9 м при временном проходе и 2,0 м, если проход регулярный. На такой же высоте должны быть устроены площадки для оборудования и проходы под оборудованием. Для поперечных проходов в цехе можно использовать в линиях элеваторы «гусиная шея». Благодаря их форме под ними остается свободный проход.

В некоторых случаях, если оборудование заграждает путь в цехе, устраивают переходные мостики с перилами (например, через транспортеры). Однако их можно применять лишь тогда, когда нет необходимости в регулярном проходе. Над открыто движущимся полуфабрикатом ставить перекидные мостики нельзя, так как это может привести к его загрязнению. Оборудование, установленное ниже уровня земли, во избежание несчастных случаев должно выступать над полом не менее чем на 0,8 м или должно быть ограждено.

При обслуживании аппаратов периодического действия электрическими талями при их размещении необходимо учитывать радиус закругления монорельса (2 м и более) и возможность перемещения груза только под монорельсом. Монорельс устанавливается над полом на высоте не менее 4 м и крепится непосредственно к потолку или балкам, закрепленным на стенах, либо к внутренним опорам. Иногда монорельс закрепляют на консолях.

Большая часть оборудования устанавливается на фундаментах. Формы и размеры фундамента в плане определяются формой и размерами оборудования, для которого он предназначен, и обычно разрабатываются заводом, поставляющим машины. Глубина заложения фундамента зависит от веса машины, характера ее работы, степени вибрации машин и прочности грунта. При проектировании чертежи фундаментов под оборудование увязываются с чертежами здания с соблюдением следующих условий:

- машины и здания не должны покоиться на общих фундаментах, чтобы вибрация не передавалась на здания;

- подошва фундамента машины может быть на уровне подошвы близлежащего фундамента здания или ниже его, но не выше;

- между фундаментами машины и здания должен оставаться зазор не менее 10 см (его можно засыпать песком);

- пол производственного помещения следует отделять от фундаментов машин зазорами.

Высота выступающей над полом части фундамента выбирается в зависимости от назначения:

- для предохранения оборудования от влаги 200-300 мм;

- для прочности крепления 400 мм;

- для обеспечения самотека (в зависимости

от расположения смежного оборудования), не менее 500 мм.

Для обеспечения самотека и удобства обслуживания часть оборудования устанавливается на площадках, подвешивается к стенам или потолку. При этом надо учесть следующие требования:

- не размещать оборудование у окон, чтобы не затемнять производственных помещений;

- при обслуживании аппаратов с площадки расстояние от нее до выступающих частей потолка или перекрытия должно быть не менее 1,9 м;

- площадки оборудуются лестницами для подъема рабочих и ограждениями, высота которых должна быть не менее 0,9 м. На площадках предусматриваются места для обслуживания, частичной разборки и мойки оборудования.

При подвеске оборудования на стенах используют простенки между окнами или глухие стены (оборудование при этом устанавливается на консолях, вделанных в стену).

Оборудование должно быть размещено компактно. Резервные площадки могут быть предусмотрены только в случае, если в дальнейшем предполагается расширить производство. При использовании оборудования, имеющего значительную высоту (вакуум-аппараты, экстракторы), устраивают местное возвышение, не увеличивая высоты всего здания. При расстановке оборудования должны быть выполнены все требования техники безопасности.

Закончив планировку моделей в одном помещении с учетом указанных выше условий, переходят к следующему, учитывая последовательность операций по технологической схеме и функциональных связей отдельных помещений.

Когда закончена планировка помещений для всего технологического процесса, необходимо еще раз проверить размещение дверей, направление людского потока, расположение строительных конструкций и наличие свободных площадей. При обнаружении того или иного упущения прибегают к исправлению дефектов и частичной или общей перепланировке всего производственного здания или части его.

Строительная часть любого проекта промышленного предприятия предполагает два вида решений (разработок):

- инженерно-технологические

- инженерно-строительные.

Здесь разрабатываются только инженерно-технологические решения, конечной целью которых является разработка объемно-планировочного и конструктивного решения здания цеха.

Объемно-планировочные и конструктивные решения зданий цехов при курсовом проектировании предполагает решение следующих вопросов:

- выбор типа здания (типовой проект или индивидуальный);

- расчет габаритов здания (h, d, l);

- определение формы здания – компоновка помещений;

- расчет количества этажей здания;

- определение шага колонн и числа пролетов;

- расчет и размещение световых проемов, дверей, ворот, лестничных клеток.

Для достижения поставленной цели в строительной части курсового проекта необходимо решить следующие производственные задачи:

- расчет производственных помещений;

- компоновка технологического оборудования;

- расчет санитарно-бытовых помещений;

- объемно-планировочные и конструктивные решения здания цеха (и помещений).