Типы и характеристики сварочного производства

Курс лекций «Проектирование цехов по сварке и пайке»

ЭЛЕМЕНТЫ ПРОИЗВОДСТВА

Каждое производственное подразделение (сборочно-сварочный цех, отделение, участок) организуют в составе завода для изго­товления определенной заданной продукции. В состав основных элементов производства, необходимых для обес­печения его рациональной организации и функционирования входят.

1. Материалы для изготовления заданной продукции — основ­ные и вспомогательные.

2. Оборудование производственное, подразделяемое в цехах сварочного производства на следующие группы: оборудование для обработки металла и изготовления из него деталей заданных изде­лий; механическое сварочное оборудование для сборки изготов­ляемых деталей и последующей сварки их в сборочные единицы; механическое сборочно-сварочное оборудование, посредством ко­торого выполняют сборку и сварку сборочных единиц и в целом заданных изделий; сварочное оборудование, используемое непо­средственно для выполнения предусмотренных производственным процессом сварочных операций, включающее также источники питания соответствующим видом энергии; оборудование и аппа­ратура для контроля качества выполняемых производственных операций и изготовляемой продукции; подъемно-транспортное внутрицеховое оборудование для перемещений объектов произ­водственного процесса по изготовлению заданных изделий; необ­ходимые по каждой указанной группе оборудования инструменты, приспособления, специальные устройства и прочая оснастка. Каждая из перечисленных выше групп оборудования включает соответствующие различные конструктивные его типы, как пере­носные, так и стационарные, отличающиеся разной степенью про­изводительности, обеспечиваемой средствами их механизации и автоматизации. Кроме того, все рабочие места в цехах и отделе­ниях сварочного производства оборудуют необходимыми отопи­тельными устройствами, вентиляцией, электроосветительными установками и т. п., а также хозяйственным инвентарем (рабочие столы, сидения, инструментальные шкафчики и проч.) для обес­печения нормальных условий выполнения всех работ.

3. Энергия всех видов, подлежащая использованию в проек­тируемом производстве.

4. Состав работающих, включая производственных и вспомо­гательных рабочих, младший обслуживающий, счетно-контор­ский и административно-технический персонал.

К дополнительным элементам производства относятся сле­дующие. Техническая документация производственного процесса, определяющая последовательность и способы взаимодействия между всеми основными элементами производства при изготовле­нии заданной продукции и необходимая для обеспечения рацио­нальной организации данного производства на надлежащем тех­ническом уровне, обеспечивающем высокую производительность труда и требуемое качество продукции. Пространство для рацио­нального размещения основных элементов производства, включаю­щее площади (производственные и вспомогательные) при необ­ходимой и достаточной высоте всех помещений. Кроме того, при введении в эксплуатацию запроектированного и сооруженного цеха для него принимают схему рациональной организации и управления, соответствующую типу данного производства и уста­новленную ведомством, в подчинении которого будет этот цех. Из изложенного выше вытекают основные задачи проектиро­вания сварочного производства и сборочно-сварочных цехов.

1. Разработка технологического процесса производства, включающая выбор рациональных в технико-экономическом отношении способов изготовления, технического контроля и внутрицеховой транспортировки деталей, сборочных единиц и готовых конструкций заданной сварной продукции.

2. Определение требуемого качественного и количественного состава всех необходимых элементов производства для изготов­ления заданной продукции.

3. Разработка плана рационального размещения в проектируе­мом цехе всего количественного состава элементов производства и составление разрезов здания цеха с указанием необходимой высоты всех его помещений.

4. Определение необходимых капитальных затрат и эксплуатационных годовых расходов (оборотных средств) для осуществления проектируемого производства, а такжебудущей себестоимости заданной для него продукции и его технико-экономических
показателей.

В результате разработки проекта должна быть обеспечена возможность создания наиболее передового по техническому уровню и экономичного в эксплуатации сборочно-сварочного цеха для выпуска заданной продукции при ее себестоимости, обусловливающей рентабельность производства и приемлемые сроки окупаемости капитальных затрат, а также соблюдение дру­гих современных требований.

 

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СВАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВА

 

В проектной и производственной практике изделиями называют изготовляемую продукцию в том виде, в каком согласно заданию она должна быть выпущена данным производственным участком независимо от того, являются ли эти изделия вполне законченными и годными для непосредственной эксплуатации либо представляют собой лишь отдельные комплекты или техно­логические сборочные единицы более сложного изделия, выпускае­мого заводом. Так, например, если для вагоностроительного за­вода изделием служит вагон, то для тележечного цеха того же завода изделием считают тележку вагона; для рамного участка вагоносборочного цеха изделием является рама вагона, а для ра­бочего места сборки и сварки буферного бруса изделием служит буферный брус того же вагона.

Конструктивные отличия заданных для выпуска изделий и сте­пень их сложности, габаритные размеры, масса, уровень их ответ­ственности в зависимости от назначения и. условий эксплуата­ции и т. п. следующим образом обусловливают типичные особен­ности цеха, отделения и производственных участков, проектируе­мых для выпуска этих изделий.

Изготовление простых изделий, не подлежащих расчленению на сборочные единицы, организуют на поточных линиях рабочих мест, выполняющих сборку и последующую сварку изделий из составляющих их деталей. Необходимое число таких одинаковых поточных линий n_л устанавливают путем деления заданного коли­чественного годового выпуска изделий N_r на годовую пропускную способность п_г каждой поточной линии: п_л = N_r: п_г.

Для изготовления сложных изделий, расчленяемых на сбороч­ные единицы, в отделении узловой сборки и сварки проектируе­мого цеха предусматривают одновременное изготовление (сборку и сварку) на самостоятельных специализированных поточных линиях всех сборочных единиц изделий заданного типа. Готовые сборочные единицы передают в отделение общей сборки и сварки, где производят поточную сборку изделий из составляющих их сборочных единиц и последующую сварку собранных изделий.

При изготовлении малогабаритных сборочных единиц и изде­лий передачу их с одного рабочего места каждой поточной линии на следующее другое осуществляют поштучно (преимущественно тяжелые сборочные единицы и изделия) либо равными партиями (преимущественно легкие сборочные единицы и изделия).

При изготовлении крупногабаритных сборочных единиц и изделий передачу их с одного рабочего места каждой поточной линии на следующее другое осуществляют поштучно либо, в слу­чаях весьма громоздких и тяжелых изделий, организуют их ста­ционарную сборку и сварку.

При изготовлении легких изделий конвейеризация поточных линий осуществляется без затруднений, особенно в случаях малогабаритных изделий. При изготовлении тяжелых изделий конвейеризация поточных линий затруднена, особенно в слу­чаях крупногабаритных изделий.

При изготовлении малоответственных изделий, разрушение которых в эксплуатации не приводит к травматизму или гибели людей, либо не влечет за собой больших материальных потерь, контроль качества продукции имеет преимущественно выбороч­ный характер и ограничивается применением простых спо­собов (наружный осмотр готовых изделий).

При изготовлении весьма ответственных изделий, разрушение которых в эксплуатации угрожает жизни людей или их травми­рованием, либо влечет за собой большие материальные потери, преобладает применение сплошного контроля качества продук­ции, который охватывает все звенья процесса ее изготовления, с применением специальных проверочных приспособлений и ап­паратуры на особых рабочих местах, предназначенных для вы­полнения контрольных операций.

В дополнение к перечисленным выше характеристикам изде­лий следует обязательно учитывать главную характеристику всякого сварного изделия — его технологичность, которая ока­зывает значительное влияние на технико-экономическую эффек­тивность и рентабельность проектируемого производства. Понятие об этой характеристике заключается в следующем.

Технологичность всякого изделия (в том числе сварного) характеризует его соответствие требованиям прогрессивной эко­номичной технологии изготовления в условиях серийности заданной программы выпуска данного изделия при наименьших затратах материалов, труда, различных видов энергии и средств, с возможным обеспечением заданных его эксплуатационных свойств, высокого качества, практически удобного выполнения операций производственного цикла небольшой длительности, а также при соблюдении требований гигиены труда и техники безопасности. Технологичность обеспечивается в процессе рацио­нального проектирования конструкции с учетом возможного мак­симального использования в ней стандартизованных и нормали­зованных деталей и сборочных единиц. Относительный уровень технологичности может быть определен путем сравнения рас­четных технико-экономических показателей изготовления и экс­плуатации данной конструкции, выполненной по различным вариантам производственного процесса. Основными показателями для такого сравнения служат: материалоемкость, трудоемкость, энергоемкость, длительность производственного цикла и цеховая себестоимость изделия.

 

ТИПЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

 

В разработке проектов сварочного производства боль­шое значение имеет определение наиболее целесообразных форм организации производственных процессов для выпуска заданной продукции.

В зависимости от числа различных заданных видов изделий и повторяемости их изготовления может быть установлена при­надлежность проектируемого цеха к определенному типу произ­водства (единичное, мелкосерийное, серийное, крупносерийное, массовое). Однако нередко в одном цехе предусматривают орга­низацию производств разных типов. Особенно часто в одном цехе совмещают единичное и мелкосерийное производство. Поэтому в практике проектирования принято рассматривать четыре типа производства: 1) единичное и мелкосерийное, 2) серийное, 3) круп­носерийное и 4) массовое.

Краткие организационно-технические характеристики перечисленных выше типов производства сводятся к следующему. Единичное и мелкосерийное производство отличается большой и неустойчивой номенклатурой выпускаемых изделий. В произ­водственном процессе применяют универсальное оборудование и переналаживаемую оснастку упрощенной конструкции с руч­ной подачей исходного металла и штучных заготовок. Отсут­ствует закрепление заготовок и деталей за оборудованием. В ос­новном используют общецеховой транспорт.

В серийном производстве номенклатура выпускаемых изде­лий ограниченная и достаточно устойчивая. Изготовление изде­лий производят периодически повторяющимися сериями на спе­циализированных участках, на переменно-поточных линиях с пре­имущественным применением универсального оборудования. Характерно применение простой и комбинированной оснастки с ручной или механизированной подачей листов, прутков, полос или штучных заготовок. Используют общецеховой и напольный транспорт.

В крупносерийном производстве номенклатура выпускаемых изделий весьма ограниченная и устойчивая. Изделия производят периодически повторяющимися крупными сериями на специали­зированных участках, механизированных переменно-поточных линиях. Применяют специализированное оборудование, комплекс­но-механизированные поточные линии раскроя и специальное нестандартное оборудование. Характерно применение специаль­ных приспособлений с механизированной подачей листового, сортового и профильного проката. Широко используют подвесной и напольный транспорт.

Массовое производство отличается весьма устойчивой номен­клатурой выпуска продукции, включающей один тип (редко два или три типа) изделий в большом количестве. Изделия' произ­водят с постоянным ритмом потока на комплексно-механизиро­ванных и автоматических поточных линиях с применением спе­циализированного межоперационного транспорта.

Из указанных выше характеристик следует: чем ближе проек­тируемое производство к типу массового, тем быстрее происходит в нем продвижение изготовляемых изделий, тем больше и равно­мернее загрузка производственного оборудования, тем целесооб­разнее применение механизированных подъемно-транспортных устройств для передвижения сборочных единиц изготовляемых изделий и использование высокопроизводительных механизи­рованных и автоматизированных способов сборки и сварки про­дукции, требующих для своего осуществления сложного и доро­гого специализированного оборудования и приспособлений, и, наконец, тем целесообразнее весьма подробная разработка тех­нологического процесса производства.

В зависимости от типа производства в нем преобладает либо технологический (единичное и мелкосерийное производство), либо предметный (массовое и крупносерийное производство) принцип формирования цехов. В первом случае в составе маши­ностроительного завода организуют самостоятельный сборочно-сварочный цех или отделение. Во втором случае для изготовле­ния заданных изделий на заводе организуют общий производ­ственный поток, представляющий собой последовательное выпол­нение операций различной технологической специализации. В со­ответствующих местах этого производственного потока по ходу процесса изготовления изделий включают сборочно-сварочные линии, участки или отдельные рабочие места. При этом все этапы производственного процесса изготовления изделий располагают в цехах, сформированных соответственно по предметному прин­ципу (например, в тележечном, рамном, кузовном, каркасном цехе и т. п.). В производствах серийного типа преобладание предметного принципа построения цехов возможно лишь при поточных методах изготовления изделий.

Дополнительной характеристикой цехов, изготовляющих свар­ные изделия, служит их состав по числу основных производствен­ных отделений. К таким отделениям цеха относят заготовительное и сборочно-сварочное. В заготовительном отделении выполняют обработку исходного металла и изготовление из него деталей заданных изделий. В сборочно-сварочном отделении производят сборку готовых деталей и сварку их с целью получения заданных изделий. В случаях производства достаточно сложных изделий сборочно-сварочное отделение подразделяют на два: отделение узловой сборки-сварки и отделение общей сборки-сварки. В пер­вом из них выполняют сборку готовых деталей и сварку их с целью получения отдельных частей (технологических сборочных единиц) заданных изделий, а во втором — общую сборку изготовленных сборочных единиц и сварку их для получения выпускаемых изде­лий в целом (в сборе).

При достаточно большом количестве работ в заготовительном отделении, изготовляющем детали для различных цехов завода, такое отделение выделяется в самостоятельный заготовительный цех. Тогда проектируемый цех имеет в своем составе только сбо­рочно-сварочные отделения либо участки, линии и отдельные рабочие места в различных (предметных) отделениях цеха. Обо­собление заготовительных работ от сборочно-сварочных преду­сматривают также при проектировании специализированных по технологическим признакам производств типа «центрорез» и «центросвар».

 

СОСТАВ, СОДЕРЖАНИЕ И СТАДИИ РАЗРАБОТКИ ПРОЕКТА

 

Каждое задание на проектирование предприятий (цехов, зда­ний) составляется заказчиком проекта в соответствии с утвержденными решениями, и технико-экономи­ческими показателями, принятыми в ТЭО. При этом участие проектных организаций в составлении заданий на проектирование входит в комплекс работ по разработке проекта. После утвержде­ния в установленном порядке такое задание передается в соот­ветствующий проектный институт, специализированный по дан­ной отрасли промышленности.

Задание на проектирование должно включать следующие основные сведения и материалы: наименование предприятия и вид его строительства (новое, расширение или реконструкция) с ука­занием места его расположения, номенклатуры изделий годового выпуска с подразделением по основным видам продукции (в нату­ральном или ценностном выражении); режим работы предприятия; сведения о будущем производственном и хозяйственном коо-: перировании и об источниках снабжения сырьем, топливом и энергией, а также указания о числе стадий проектирования, требуемых сроках строительства и очередности ввода мощностей предприятия в эксплуатацию; требования по защите окружающей среды и утилизации отходов производства; необходимость разработки автоматизированных систем управления технологи­ческими процессами и предприятием; необходимые для проекти­рования материалы — чертежи, спецификации деталей и техни­ческие характеристики подлежащей выпуску продукции пред­приятия, а также технические условия на ее изготовление, испы­тание и приемку.

При разработке проекта сборочно-сварочного цеха, как и вся­кого другого, приходится предварительно и достаточно точно решать различные по специализации технические и экономические вопросы. Поэтому проект цеха подразделяют на следующие спе­циальные части, разрабатываемые соответствующими группами проектировщиков:

а) технологическая и транспортная — эта ос­новная часть проекта содержит определение и расчет всех эле­ментов производства для организации технологического процесса и внутрицехового потока, включая технико-экономический ана­лиз различных вариантов проекта и обоснования выбора наиболее целесообразного из них;

б) строительная — строительное и ар­хитектурное оформление здания цеха;

в) санитарно-техническая — отопление, вентиляция, водопровод и канализация в здании цеха;

г) энергетическая — снабжение цеха электроэнергией, па­ром для производственных нужд, сжатым воздухом, кислородом, горючими, защитными и инертными газами, а также устройство телефонной связи и внутрицеховой сигнализации;

д) сводные дан­ные и технико-экономические показатели — конспективная сводка результативных данных по всем частям проекта. Кроме того, для составления общей пояснительной записки и экономической части по проекту завода в целом на основе соответствующих рас­четов по каждому цеху завода определяют необходимые капиталь­ные затраты, годовые эксплуатационные расходы и проектную себестоимость продукции.

Каждая часть проекта состоит из следующих материалов:

1) пояснительной записки, содержащей сжатое описание всех элементов производства, примененной методики их технико-эко­номического выбора и определения качественного и количествен­ного состава с приведением всех обоснований и сводных резуль­татов производственных расчетов;

2) приложения к пояснитель­ной записке, включающего все необходимые расчеты, таблицы и ведомости, а также технические характеристики, спецификации и сметы по всем элементам производства;

3) чертежей и макетов, а также схем, поясняющих конструктивное и техническое оформ­ление запроектированных элементов производства и их совмест­ную компоновку либо детальное расположение в цехе.

В соответствии с изложенным выше ведущее место в общем составе проекта цеха принадлежит технологической и транспорт­ной части, которой соподчиняются остальные части проекта

Проектирование цеха ведут путем концентрических разрабо­ток всех вопросов, связанных с будущим строительством и осу­ществлением намеченного производства. Эти концентрические разработки называют стадиями проектирования.

В современной практике проектирования предприятий, в том числе сборочно-сварочных цехов машиностроительных заводов, различают одностадийное проектирование, включающее разра­ботку техно-рабочего проекта (ТРП) и двухстадийное проекти­рование, включающее разработку стадии «технический проект» (ТП), а затем стадии «рабочие чертежи» (РЧ).

Для строительства предприятий следует разрабатывать, как правило, техно-рабочие проекты; при этом для объектов, строи­тельство которых предполагается осуществлять по типовым про­ектам и повторно применяемым экономичным индивидуальным проектам, а также для технически несложных объектов, должны разрабатываться только техно-рабочие проекты.

Проектирование в две стадии — технический проект и рабочие чертежи — допускается для крупных и сложных промышленных комплексов, а также в случаях применения новой неосвоенной технологии производства головных образцов сложного тех­нологического оборудования, сложных архитектурно-строи­тельных решений и при особо сложных условиях строи­тельства.

Во всех случаях проектирование должно выполняться на ос­нове максимального учета новейших достижений науки и техники с тем, чтобы строящиеся и реконструируемые предприятия ко времени их ввода в действие были технически передовыми и имели высокие показатели по производительности труда, себестоимости и качеству продукции, а по условиям труда отвечали современ­ным требованиям.

Технический проект цеха выполняют с целью детальной раз­работки технологических процессов производства еще не освоен­ных видов изделий, предусматриваемых к изготовлению с при­менением новой технологии и комплексной механизации и авто­матизации их производства.

Технологическая и транспортная часть технического проекта сборочно-сварочного цеха должна содержать следующие сведе­ния: программу производства и режим работы каждого отделе­ния цеха; определение требуемого качественного и количествен­ного состава всех основных элементов производства; нормирован­ные технологические процессы производства; планы и разрезы цеха с расположением оборудования, рабочих мест и транспорт­ных устройств. Для новых, оригинальных и сложных установок и устройств дают технические описания, схемы и эскизы, сопро­вождаемые необходимыми расчетами производительности, про­пускной способности, прочности, устойчивости и т. д. Кроме того, в этой части технического проекта должны быть помещены сведения о годовой потребности будущего цеха в основных и вспомогательных материалах и в энергии, данные о производ­ственной связи (грузообороте) с другими цехами и со складами завода; сводная смета капитальных затрат (включающая полную стоимость оборудования с монтажом и другие затраты), сводная смета годовых эксплуатационных расходов, технико-экономи­ческие показатели данного цеха и сравнение их с показателями аналогичных, экономично запроектированных или построенных цехов. В основу технических расчетов принимают утвержденные нормативы и нормы образцовых действующих предприятий либо проверенные данные ранее утвержденных экономических проек­тов. Стоимость сооружения цеха и годовые эксплуатационные расходы определяют на основании смет по отдельным видам работ и затрат.

Технический проект сопровождают необходимой документа­цией с приложением схем, чертежей или фотокопий макетов либо заполненных наборных досок, расчетов, спецификаций, ведомо­стей и сводных смет капитальных затрат и эксплуатационных расходов. Состав и объем этой документации определяют.по эта­лонному проекту, содержащему образцы принятых форм проект­ной документации.

Рабочие чертежи представляют собой уточнение и доработку предшествующей стадии проекта. По рабочим чертежам осуще­ствляют строительные и монтажные работы, включая установку оборудования и устройство коммуникаций. При разработке ра­бочих чертежей производят уточнение планировки всего обору­дования и рабочих мест на планах и разрезах цеха с привязкой их расположения к конструктивным элементам здания цеха, рас­чет и разработку конструкций фундаментов оборудования, всех оригинальных приспособлений, стендов, подъемно-транспортных устройств и т. п. По всем указанным работам составляют подроб­ные спецификации на требуемое оборудование, оснастку и мате­риалы. Рабочие чертежи выполняют комплектно — по видам работ и по очередям строительства.

1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: