Проектирование цеха по изготовлению жалюзи аппаратов воздушного охлаждения с применением линии профилирования

Предметная область данной выпускной квалификационной работы является весьма сложной, поскольку находится на пересечении различных научно- практических дисциплин и включает в себя как вопросы организации производства в целом и технологии металлообработки в частности, так и современные технические, технологические и конструкторские решения, призванные обеспечить конкурентоспособность продукции современного отечественного промышленного предприятия в сложных рыночных реалиях.
Тематика исследования предполагает использование комплексного подхода и последовательного решения ряда частных задач. На первом этапе требуется выполнить изучение существующих производственных технологий, требований действующих стандартов, а также мировой производственной практики по изготовлению рассматриваемых изделий – жалюзийных устройств для аппаратов воздушного охлаждения, находящих широкое применение в различных областях промышленности.
На втором этапе выполняется анализ конструкторской документации и существующего технологического процесса производства изделий на предмет возможности поиска мер по оптимизации и автоматизации производства или применения новых технологических и производственных решений.
Далее необходимо произвести подбор современного оборудования и проработку нового технологического процесса производства рассматриваемых изделий. Необходимо обеспечить повышение производительности цеха, качества изделий, а также снижение производственных затрат.
На этапе конструкторской проработки проекта необходимо выполнить работы по планировке производственных помещений и компоновке производственного, технологического и вспомогательного оборудования. Также необходимо проработать вопросы планировки прилегающей территории, внутрицеховой логистики и разработать технические условия для разработки нового проекта электроснабжения цеха с учетом изменившейся расстановки оборудования и сетей объего/местного освещения.
В рамках раздела, посвященного обеспечению безопасности жизнедеятельности предполагается подробно рассмотреть основные вопросы производственной санитарии, пожарной безопасности, обеспечения комфортных условий труба и безопасности персонала при наступлении чрезвычайных ситуаций.
Целью выполнения экономического раздела является выполнение технико- экономического обоснования принятых проектных решений, а также выполнение расчетов, связанных с оптимизацией экономических параметров производственного процесса.
В качестве предполагаемого результата положена гипотеза о том, что применение современного автоматизированного оборудования, несмотря на его высокую стоимость, позволяет достичь значительного экономического эффекта за счет повышения производительности предприятия и снижения производственных расходов, что является результатом оптимизации технологического процесса производства.

Введение 3
Глава 1. Литературный обзор 5
1.1. Обзор требований стандартов для производства жалюзийных устройств 5
1.2. Анализ вариантов организации технологического процесса производства жалюзи АВО 11
1.3. Обзор современного оборудования для производства металлоизделий 14
1.4. Выводы по главе 1 18
Глава 2. Технологический раздел 20
2.1. Разработка структуры технологического процесса 20
2.2. Подбор оборудования 22
2.3. Расчет параметров производственной линии 29
2.5. Выводы по главе 2 31
Глава 3. Конструкторский раздел 33
3.1. Расчет производственных площадей 33
3.2. Компоновка оборудования 37
3.3. Расчет мощностей и коммуникаций 38
3.4. Расчет складских и подсобных помещений 41
3.5. Планировка территории 43
3.6. Выводы по главе 3 44
Глава 4. Охрана труда 46
4.1. Расчет освещения производственных и подсобных помещений и территории 46
4.2. Расчет вентиляции цеха 49
4.3. Пожарная безопасность 53
4.4. БЖД в чрезвычайных ситуациях 57
4.5. Выводы по главе 4 61
Глава 5. Экономический раздел 62
5.1. Расчет капитальных затрат 62
5.2. Расчет фонда заработной платы 64
5.3. Расчет себестоимости и отпускной цены изделий 70
5.4. Оценка инвестиционных рисков и расчет окупаемости 71
5.5. Выводы по главе 5 73
Заключение 74
Список литературы 79
Приложения 80

В рамках первой главы был выполнен литературный поиск и анализ конструкторской и производственной практики по жалюзийным устройствам аппаратов воздушного охлаждения. В рамках литературного поиска был найден государственный стандарт – ГОСТ Р 51364-99 «Аппараты воздушного охлаждения. Общие технические условия», в котором закрепляются основные требования к конструктивным решениям и производственной практике для аппаратов воздушного охлаждения в целом и жалюзийных устройств в частности.
Анализ положений данного стандарта выявил ряд обязательных требований к конструкции, климатическому исполнению, комплектации жалюзийных устройств, а также к используемым материалам и защитно- декоративным покрытиям. В соответствии с требованиям данного стандарта, были в первом приближении рассмотрены основные варианты организации технологического процесса для рассматриваемых изделий.
Было определено, что выбор тех или иных видов технологических процессов и их этапов осуществляется в зависимости от конструкции жалюзийных изделий и применяемых материалов. Так, ключевым вопросом в выборе основного технологического процесса является тип используемых лопаток, поскольку от него зависит наиболее сложный производственный этап и наиболее дорогостоящие единицы производственного оборудования. Например, при использовании алюминиевых лопаток применяется метод экструзии, при этом по критериям производительности и экономической эффективности данному методу нет альтернатив. При использовании стальных лопаток могут применяться несколько вариантов организации производственного процесса, при этом выбор тех или иных технологических решений определяется, в первую очередь, конструкцией лопаток.
Проведенный в последнем параграфе обзор современного оборудования для металлообработки, потенциально пригодного для использования в разрабатываемом технологическом процессе, показал, что за последние годы на рынке появилось частично и полностью автоматизированное оборудование, позволяющее реализовать организацию эффективного производственного процесса в контексте настоящего исследования.
В рамках работы над второй главой был проведен глубокий анализ технологий металлообрабатывающих производств, опыт проектирования технологических линий по производству сложных металлических изделий, а также обобщены основные подходы, применяющиеся при модернизации производственных линий.
По результатам анализа рынка металлообрабатывающего оборудования были определены наиболее эффективные и современные модели станков, комплектов оборудования и производственных линий, пригодных для использования в рамках разрабатываемого технологического процесса.
Также был выполнен выбор основного оборудования, позволяющего в значительной степени упростить, автоматизировать и унифицировать производственный процесс. При выборе оборудования были обоснованы основные причины заострения внимания на тех или иных конкретных единицах оборудования и пояснены критерии произведенного выбора.
Следует отметить, что новое оснащение производственной линии является не только более гибким и универсальным, но и требует значительно меньшего количества обслуживающего персонала. Высокая степень автоматизации производственных процессов позволит минимизировать влияние человеческого фактора на качество конечной продукции и появление производственного брака.
Также использование нового оборудования с повышенной производительностью требует, в свою очередь, повышения производительности труба на сопряженных участках. К сожалению, в рамках рассматриваемого производства признано нецелесообразным использование автоматизированного сборочного и сварочного оборудования, а также автоматизации технологических процессов нанесения защитных и декоративных покрытий, ввиду чего возникают дополнительные требования к повышению производительности труда на соответствующих участках.
Производительность труда на неавтоматизированных участках на данный момент ограничена отсутствием дополнительных свободных производственных площадей, однако появляется возможность высвобождения дополнительных производственных площадей за счет замены оборудования, что будет проверено в следующей главе.
В рамках проведенной работы над третьей главой был решен ряд конструкторских и организационных вопросов.
В первую очередь, был проведен расчет основных и вспомогательных площадей для размещения новой производственной линии. В рассматриваемом случае речь шла о модернизации существующего производства, в котором весь технологический процесс сконцентрирован в существующем цехе. Размеры цеха составляют 25 х 60 метров, и до модернизации линии не требовалось реализации дополнительных мероприятий по компоновке и высвобождению пространства.
В результате модернизации производственной линии часть используемого оборудования будет упразднена за счет использования более универсальных производственных единиц, в результате чего появляется возможность высвобождения дополнительных площадей для наиболее длительных технологических операций производственного процесса, что позволит повысить производительность цеха посредством ввода в эксплуатацию дополнительных участков.
Таким образом, за счет более эффективного использования производственных площадей появляется возможность удвоить производительность работы на наиболее сложных участках – сборки деталей, изделий и сварки.
Компоновка оборудования выполняется с учетом принятой последовательности выполнения технологических операций производственного процесса, а также с учетом обеспечения минимальных перемещении материалов и обрабатываемых изделий между участками, перемещений сырья и выгрузки готовой продукции.
Учитывая принятые конструктивные и организационные решения, автором проекта было принято оборудование цеха тремя кран- балками для обеспечения перемещения материалов с заготовительного участка, между участками сборки изделий и окрасочной камерой, а также для выгрузки готовой продукции.
Далее в рамках третьей главы были рассмотрены вопросы, связанные с определением потребности цеха в складских и подсобных помещениях. Потребность в складских помещениях определяется количеством необходимого сырья, вспомогательных материалов, расходных материалов и готовой продукции.
На завершающем этапе работы над главой 3 была выполнена перепланировка территории. В первую очередь, такая планировка предусматривает увеличение производительности цеха, что, в свою очередь, влечет за собой увеличение грузооборота по сырью и готовой продукции.
Также были предусмотрены меры по энергосбережению – замена используемых светильников с лампами ДРЛ на светодиодные прожекторы.
В рамках раздела, посвященного вопросам безопасности жизнедеятельности, были подробно рассмотрены основные нюансы, связанные с обеспечением комфортных и безопасных условий труда на предприятии.
Был проведен расчет искусственного освещения, требуемой площади остекления для обеспечения естественной инсоляции. Также были рассмотрены мероприятия по минимизации воздействия на работников одного из наиболее опасных и вредных производственных факторов – газов от сварочных работ. Был произведен расчет воздухообмена и подбор соответствующего оборудования.
Далее были рассмотрены вопросы пожарной безопасности и обеспечению безопасности персонала в случаях возникновения чрезвычайных ситуаций.

Список литературы

1. ГОСТ Р 51364-99 «Аппараты воздушного охлаждения. Общие технические условия». ИПК «Издательство стандартов», М., 2000

2. Основы материаловедения (металлобработка) : учебник:для использования в учебном процессе образовательных учреждений, реализующих программы начального профессионального образования /[В. Н. Заплатин, Ю. И. Сапожников, А. В. Дубов, Е. М. Духнеев]; под ред. В. Н. Заплатина. - 7-е изд., стер.. - Москва : Академия, 2015. - 270, [1] с

3. Изотермическое формоизменение анизотропных материалов жестким инструментом в режиме кратковременной ползучести /С.С. Яковлев, С.П. Яковлев, В.Н. Чудин [и др.]; под ред. д.т.н. С.С. Яковлева Рос. акад. ракет. и артиллер. наук, Тул. гос. ун-т. - Москва : Машиностроение, 2009. - 411

4. Белов В.В. Штампы для листовой штамповки. Расчёт и конструирование. М., Машиностроение, 1998

5. Амиров Ю.Д. и др. Технологичость конструкции изделия Справочник – 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990. - 768 с

6. Бабук В.В., Шкред В.А. и др. Проектирование технологических процессов механической обработки в машиностроении. Учебник. – Минск: Высшая школа, 1987. – 255

7. Баранчукова И.М., Гусев А.А., Крамаренко Ю.Б. и др. Проектирование технологии Учебник для машинострооительных специальностей вузов/Под общ. ред. Ю.М.Соломенцева. - М.: Машиностроение, 1990. - 416 с

8. Бахвалов В.А. Процессы обработки заготовок. Учебное пособие. - 2-е изд., испр. и доп. - Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2013. - 229

9. Белозеров Б.П., Логвинова Н.А. Основы создания машиностроительных изделий чебное пособие. - Томск, ЮТИ ТПУ, 2011. – 115 с.

10. Берлинер Ю.И., Балашов Ю.А. Технология химического и нефтяного аппаратостроения М.: Машиностроение, 1976. – 256 с

11. Богодухов С.И., Схиртладзе А.Г. и др. Технологические процессы в машиностроении С.И. Богодухов, Е.В. Бондаренко, А.Г. Схиртладзе, Р.М. Сулейманов, А.Д. Проскурин; под общ. ред. С.И. Богодухова. – М.: Машиностроение, 2009. – 640 с.

12. Богуслаев В.А., Цыпак В.И., Яценко В.К. Основы технологии машиностроения Учебное пособие для студентов ВУЗов. — Запорожье: Мотор Сич, 2003. — 336 с

13. Большаков И.С. Производственный и технологический процессы в машиностроении (основные понятия и определения) Ленинград: Изд-во Фабрики экранных учебно-наглядных пособий ВТПП ГК СМ СССР по профтехобразованию, 1975.

14. Бурцев В.М. и др. Разработка эскизов к операциям механической обработки Бурцев В.М., Деев О.М., Тавров В.И. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - 23 с.

15. Быков В.В., Быков В.П. Исследовательское проектирование в машиностроении М.: Машиностроение, 2011. - 256с.

16. Гусев А.А., Ковальчук Е.Р., Колесов И.М. и др. Технология машиностроения (специальная часть) М.: Машиностроение, 1986г. - 480с.

17. Клепиков В.В., Бодров А.Н. Технология машиностроения. Учебник. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Форум, 2008. - 864 с

18. Ковалевский С.В., Онищук С.Г., Борисенко Ю.Б. Теоретические основы технологии производства деталей и сборки машин Краматорск: ДГМА, 2009. – 68 с.

19. Колкер Я.Д. Математический анализ точности механической обработки деталей К.: Техніка, 1976. - 200 с.

20. Кудрин А.И. Основы проектирования и эксплуатации технологического оборудования Рабочая программа и методические указания. - Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 1999. − 17 с.