Учебное пособие 1270

относительно просто автоматизировать. Поэтому одним из

При выборе технологического процесса немаловажное значение имеют безопасность работы обслуживающего персонала и комфортабельность рабочих мест.

Для обеспечения рационального взаимодействия всех элементов производственного процесса и упорядочения выполняемых работ во времени и в пространстве необходимо формирование производственного цикла изделия.

Производственным циклом является комплекс определенным образом организованных во времени основных, вспомогательных и обслуживающих процессов, необходимых для изготовления определенного вида продукции. Важнейшей характеристикой производственного цикла является его длительность.

Длительность производственного цикла представляет собой календарный период времени, в течение которого материал, заготовка или другой обрабатываемый предмет проходит все операции производственного процесса или определенной его части и превращается в готовую продукцию. Длительность цикла выражается в календарных днях или часах.

Структура производственного цикла включает время рабочего периода и время перерывов. В течение рабочего периода выполняются собственно технологические операции

иработы подготовительно-заключительного характера. К рабочему периоду относятся также длительность контрольных

итранспортных операций и время естественных процессов. Время перерывов обусловлено режимом труда, межоперационным пролеживанием деталей и недостатками в организации труда и производства.

Время межоперационного пролеживания определяется перерывами партионности, ожидания и комплектования. Перерывы партионности возникают при изготовлении изделий партиями и обусловлены тем, что обработанные

11

изделия пролеживают, пока вся партия не пройдет через данную операцию. При этом следует исходить из того, что производственной партией называется группа изделий одного и того же наименования и типоразмера, запускаемых в производство в течение определенного интервала времени при одном и том же подготовительно-заключительном времени. Перерывы ожидания вызываются несогласованной длительностью двух смежных операций технологического процесса, а перерывы комплектования - необходимостью ожидания того времени, когда будут изготовлены все заготовки, детали или сборочные единицы, входящие в один комплект изделий. Перерывы комплектования возникают при переходе от одной стадии производственного процесса к другой.

В наиболее общем виде длительность производственного цикла равняется: время технологических операций + время работ подготовительно-заключительного характера + время естественных процессов + время контрольных операций + время транспортирования предметов труда + время межоперационного пролеживания (внутрисменные перерывы) + время перерывов, обусловленных режимом труда. Длительность технологических операций и подготовительнозаключительных работ в совокупности образует операционный цикл. Операционный цикл определяет продолжительность законченной части технологического процесса, выполняемой на одном рабочем месте. Необходимо различать производственный цикл отдельных деталей и цикл изготовления сборочной единицы или изделия в целом. Производственный цикл детали обычно называют простым, а изделия или сборочной единицы - сложным. Цикл может быть однооперационным и многооперационным. Длительность цикла многооперационного процесса зависит от способа передачи деталей с операции на операцию. Существуют три вида движения предметов труда в процессе их изготовления: последовательный, параллельный и параллельно-

12

последовательный. При последовательном виде движения вся партия деталей передается на последующую операцию после окончания обработки всех деталей на предыдущей операции.

Достоинством этого метода является отсутствие перерывов в работе оборудования и рабочего на каждой операции, возможность их высокой загрузки в течение смены. Но производственный цикл при такой организации работ является наибольшим, что отрицательно сказывается на технико-экономических показателях деятельности цеха,

предприятия. При параллельном виде движения детали передаются на следующую операцию транспортной партией сразу после окончания ее обработки на предыдущей операции. В этом случае обеспечивается наиболее короткий цикл.

Но возможности применения параллельного вида движения ограничены, так как обязательным условием его реализации является равенство или кратность продолжительности выполнения операций. В противном случае неизбежны перерывы в работе оборудования и рабочих. При параллельно-последовательном виде движения

деталей с операции на операцию они передаются транспортными партиями или поштучно. При этом происходит частичное совмещение времени выполнения смежных операций, а вся партия обрабатывается на каждой операции без перерывов. Рабочие и оборудование работают без перерывов. Производственный цикл больше по сравнению с параллельным, но меньше, чем при последовательном движении предметов труда.

Производственный процесс в литейных цехах характеризуют следующие особенности.

1. Разнообразие и взаимосвязь стадий (частичных процессов), показанных на схеме рис. 2.

Некоторые из этих стадий могут выполняться только последовательно, другие же – параллельно (одновременно). Стадии по изготовлению форм и стержней, например, могут осуществляться параллельно. Параллельно этим стадиям и

13

стадии сборки форм могут выполняться стадии подготовки шихты и плавки металла. Некоторые из указанных на схеме стадий могут отсутствовать (в зависимости от вида форм и отливок). Для отливок, изготовляемых в металлических формах (кокильное и центробежное литьё, литьё под давлением), будут отсутствовать стадии, связанные с изготовлением форм и стержней, и сборка форм.

При отливке в земляные формы не всегда требуется сушка форм, изготовление или сушка стержней. Разнообразие и взаимосвязь стадий литейного процесса требуют чёткой увязки производственного процесса во времени, т.е. чёткого оперативного планирования производства в литейных цехах.

2.Неизменность числа и последовательности выполнения стадий для всех отливок (при одной и той же технологии изготовления) независимо от их форм и веса. Эта особенность упрощает организацию и планирование в литейных цехах, создаёт предпосылки для широкой механизации и автоматизации всех процессов и внедрения поточных форм организации производства.

3.Определяющее влияние стадии изготовления форм (при изготовлении отливок в земляных формах) на организацию и планирование всего производства в литейных цехах, так как эта стадия наиболее трудоёмкая из всех и оказывает наибольшее влияние на качество изготовления отливок.

4.Разнообразие и большое количество потребляемых и перерабатываемых материалов, а также большой их грузооборот.

14

Заливка форм

Выбивка форм

Обрубка и очистка отливок

Рис. 2. Схема производственного процесса изготовления отливок

15

Организация производственного процесса во времени будет зависеть от принятого режима работы литейного цеха. Под режимом работы литейного цеха понимается порядок чередования стадий процесса изготовления отливок во времени и в пространстве. В литейных цехах применяются последовательные и параллельные режимы работы.

При последовательных режимах некоторые стадии процесса (формовка, заливка и выбивка) по санитарногигиеническим соображениям отделены одна от другой во времени, т. е. выполняются разновременно (последовательно) в разные смены суток, но на одной и той же площади. При параллельных режимах эти стадии выполняются одновременно (параллельно), но разделены в пространстве, т. е. выполняются на разных площадках.

Последовательные режимы работы могут быть с одним циклом работ в течение суток: двухсменные, трёхсменные, трёхсменные с изготовлением и сборкой форм в две смены, либо с двумя циклами работ в течение суток. На графиках показана последовательность выполнения лишь остальных стадий процесса, тесно связанных между собой, – формовки и сборки, заливки и выбивки.

Двухсменный режим применяется преимущественно для изготовления средних по размерам и весу отливок, требующих небольшого времени на заливку, остывание и выбивку при малой или средней механизации литейных цехов с небольшой формовочной площадью.

Трёхсменный режим наиболее распространён в крупных литейных цехах с малой механизацией при изготовлении крупных отливок в единичном или мелкосерийном производствах.

Трёхсменный режим с изготовлением и сборкой форм в две смены применяется главным образом в литейных цехах, имеющих большую формовочно-заливочную площадь при изготовлении сравнительно небольших отливок лёгкого и среднего развеса.

16

При режиме с двумя циклами работы в сутки более продуктивно используются формовочно-заливочные площади и сокращается потребное количество оборудования.

Однако при таком режиме рабочие на заливке и выбивке заняты в течение полусмены, остальное время они должны быть использованы на других работах, что не всегда возможно. Поэтому целесообразно применять данный режим при недостатке формовочно-заливочных площадей и для изготовления отливок, требующих небольшого времени на заливку и остывание.

Параллельные режимы работы могут быть односменными, двухсменными и трёхсменными.

При любом из этих режимов каждая отливка проходит стадии изготовления, сборки, заливки и выбивки форм непрерывно, и в каждую рабочую смену одновременно выполняются все стадии по изготовлению отливок.

Обычно параллельные режимы применяются в полностью механизированных литейных цехах, (преимущественно в крупносерийном и массовом производстве), с использованием конвейеров, а также при изготовлении отливок в металлические формы, при литье под давлением и центробежном литье.

Выбор числа смен работ при параллельных режимах зависит от размеров и количества изготовляемых отливок: с увеличением их увеличивается и сменность. По сравнению с последовательными параллельные режимы позволяют значительно сократить длительность производственного цикла изготовления отливок, увеличить выпуск литья, приходящегося на единицу площади, а также благодаря автоматизации и механизации процессов повысить производительность труда рабочих и снизить себестоимость отливок.

Технико-экономические показатели

Важнейшими технико-экономическими показателями

17

литейных цехов являются их мощность, производительность труда, себестоимость отливок и съем отливок с 1 м2 площади. Действующие литейные цехи характеризуются следующими показателями.

Литейные цехи легких отливок имеют, как правило,

крупносерийный и массовый характер производства. Приготовление земли механизировано, широко применяются формовочные и стержневые машины. Преобладающим технологическим процессом является машинная формовка в мелких опоках, а для цехов с большой мощностью – центробежное литье и литье в кокиль.

Широко применяются мостовые и поворотные краны, монорельсы, а также рольганги и литейные конвейеры, ленточные и пластинчатые транспортеры.

Производительность труда одного формовщика в цехах серийного производства составляет 60…80 т/г., крупносерийного – 80…100 т/г., массового 100…130 т/г., а производительность одного рабочего соответственно равна

20…25, 25…30 и 30…40 т/г.

Для литейных цехов средних отливок характерны такие типы производства, как серийное, крупносерийное и массовое (поточное). Наиболее распространены здесь поточные методы производства отливок. Преобладающими являются механизированные способы приготовления, раздачи и уборки земли.

Машинная формовка осуществляется в мелких и средних опоках; 80 % отливок производится в сырую форму. Транспортные средства, применяемые в этих цехах, аналогичны описанным выше.

Производительность труда одного формовщика в цехах серийного производства составляет 60…80 т/г., крупносерийного 90…100 т/г., массового – 100…140 т/г., а производительность одного рабочего соответственно равна

производства. Преобладающим технологическим процессом является ручная, пескометная и машинная формовка в опоках; до 50 % отливок производится всухую. В цехах мелкосерийного производства приготовление земли и заливка производится на плацу, а в цехах серийного и крупно серийного производства осуществляется механическое приготовление, уборка и раздача смеси. Заливка осуществляется в рольгангах. В этих цехах применяются мостовые краны грузоподъемностью до 20 т, консольные, передвижные и поворотные краны, а также рельсовые тележки, электрокары, рольганговые линии, конвейеры, ленточные транспортеры.

Производительность труда одного формовщика в цехах мелкосерийного производства составляет 70…90 т/г., серийного – 90…140 т/г., крупносерийного – 150…200 т/г., а производительность одного рабочего соответственно равна

25...30, 35…40 и 35…45 т/г.

Литейные цехи тяжелых отливок имеют единичный,

мелкосерийный и реже серийный характер производства. В цехах мелкосерийного и серийного производства распространены ручная, пескометная, частично машинная формовка. Приготовление, уборка и раздача земли механизированы, заливка производится на плацу и рольгангах, а в цехах единичного производства приготовление земли и заливка металла выполняются на плацу. В качестве основного технологического оборудования применяются пескометы, пневматические трамбовки и машины.

В качестве транспортных средств используются мостовые и консольные передвижные краны, рельсовые тележки, электрокары, а в цехах мелкосерийного и серийного производства – рольганги, ленточные транспортеры, элеваторы.

Производительность труда одного формовщика в цехах единичного производства составляет 70…90 т/г., мелкосерийного – 120…160 т/г., серийного – 190…220 т/г., а производительность одного рабочего соответственно равна

19

25…30, 30..40 и 35…50 т/г.).

В литейных цехах особо тяжелых отливок

преобладающими типами производства являются единичное и мелкосерийное. В этих цехах формовка лишь частично осуществляется на машинах, основная же масса работ – это ручная, пескометная, опочная и почвенная формовка в глину и по кирпичу. Заливка частично осуществляется на рольгангах, а основная масса работ по заливке – на плацу. В цехах с малым уровнем механизации приготовление земли и заливка выполняются на плацу, а в цехах со средним уровнем механизации имеет место механизированное приготовление, уборка и раздача земли. Транспортные средства, применяемые в этих цехах, аналогичны описанным выше.

Производительность труда одного формовщика колеблется в пределах 55…180 т/г., а одного рабочего – 18..60 т/г.

Расход материалов в литейных цехах необходимо определить до расчета потребного числа единиц оборудования и численности рабочих, так как число единиц некоторых видов оборудования и рабочей силы нельзя определить, если неизвестен расход материала.

К основным материалам в литейных цехах относятся шихтовые материалы (чугуны, лом, отходы собственного производства, ферросплавы, раскислители, руды и флюсы), а к вспомогательным – формовочные и стержневые (свежие пески, глины, связующие материалы и др.) и отделочные (песок, дробь, звездочки и др.) материалы. Расход вспомогательных материалов устанавливается, как правило, по нормам расхода на 1 т годного литья.

Расход шихтовых материалов определяется исходя из массы металлической шихты и удельного веса соответствующего вида шихтовых материалов в общей массе металлической шихты. Масса металлической шихты Gм определяется отдельно для каждого класса или номера шихты и равна массе годного литья, изготовляемого из шихты данного класса Gr, деленной на процент выхода годного литья

20