3531

О.Н. Кириллов В.А. Сай Е.В. Смоленцев

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ

ПРОИЗВОДСТВ

Учебное пособие

Воронеж 2014

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

О.Н. Кириллов В.А. Сай Е.В. Смоленцев

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2014

УДК 621.757.006.3.001.66(075.8)

Проектирование машиностроительных производств: Кириллов О.Н. учеб. пособие [Электронный ресурс]. - электрон. Текстовые, граф. данные (7,9 Мб) / О.Н. Кириллов, В.А Сай, Е.В. Смоленцев.- Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2014. – 1 электрон. опт. диск (СD-ROM). – Систем. требования: ПК 500 и выше; 256 Мб ОЗУ; Windows XP; MS Word 2007 или более поздняя версия; 1024х768; CD-ROM; мышь.- Загл. с экрана.-Диск и сопровод. материал помещены в контейнер 12х14см.

В учебном пособии приведены сведения и представлены основные понятия по проектированию промышленных предприятий, промышленных зданий и элементов промышленного строительства, а также изложены теоретические основы проектирования цехов машиностроительных заводов.

Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки магистров 151900 «Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств» (магистерская программа «Высокоэффективные технологии производства современных изделий»), дисциплине «Проектирование машиностроительных производств».

Табл. 29. Ил. 48. Библиогр.: 8 назв. Рецензенты: кафедра управления качеством

и машиностроительных технологий Воронежского государственного университета инженерных технологий

(зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. Г.В. Попов);

д-р техн. наук, проф. А.В. Кузовкин

© Кириллов О.Н., Сай В.А., Смоленцев Е.В., 2014

© Оформление. ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный

технический университет», 2014

ВВЕДЕНИЕ

Современный этап развития машиностроения характеризуется частой сменой объекта производства, усложнением конструктивных решений, повышением требований к качеству, долговечности изделий, снижению их себестоимости. В гибкоструктурных быстропереналаживаемых технологиях большое место занимают обработка лезвийным инструментом на станках с ЧПУ, гибких производственных системах (ГПС), электрические методы обработки. Все это вызывает необходимость совершенствования методики проектирования и создания на ее основе новых высокоэффективных предприятий. При этом особое значение придается реконструкции действующих производств с использованием современного оборудования и средств управления всеми этапами производственного процесса. Основой проекта участка, цеха в целом является детально разработанная технологическая часть, что определяет главную роль инженера-технолога в процессе проектирования механических и механосборочных производств. Решение вопросов всех остальных частей проекта (строительной, энергетической, санитарно-технической и др.) подчинено требованиям технологического процесса, который и определяет содержание задания для разработки этих частей проекта.

Основная цель данной дисциплины состоит в подготовке специалистов к реализации разработанных производственных процессов при внедрении нового оборудования, техническом перевооружении, реконструкции производства и создании новых цехов.

Задачи, стоящие перед проектировщиком, не ограничиваются только умением проектировать технологические процессы; он должен решать весь комплекс вопросов, связанных с построением производственного процесса: хорошо разбираться в экономике, организации и управлении производством, в

3

вопросах технического, материального, инструментального и ремонтного обслуживания и др. Необходимость разрешения таких вопросов возникает как на заводе, так и в проектных организациях.

Задачи проектирования участков и цехов весьма обширны, сложны и многообразны, особенно если учесть сложность современного производства, высочайший уровень используемой техники. Это требует от проектировщика широкого кругозора и глубоких знаний различных дисциплин.

Для этого необходимо знать современные методы проектирования механосборочного производства, основанные на последних научных и технических данных, а также принципы построения автоматизированных производственных процессов, обеспечивающих высокую производительность и техникоэкономическую эффективность. При проектировании производственного процесса, протекающего в механических, механосборочных, сборочных цехах, цехах электрохимической обработки и др., особое внимание следует уделять взаимосвязи этапов, в результате которых получается готовое изделие, количественным и качественным изменениям объекта производства, а также основным и вспомогательным производственным системам и совокупности интеграций при проектировании.

В учебном пособии представлены сведения и основные понятия по дисциплине «Проектирование машиностроительных производств» в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки магистров 151900 "Конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств" (магистерская программа «Высокоэффективные технологии производства современных изделий»), вариативная часть, дисциплины по выбору (М2.В.ДВ.1).

4

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

1.1. Организация капитального строительства

Капитальное строительство - отрасль материального производства, включающая в себя проектные и научноисследовательские организации; заводы, производящие строительные конструкции и механизмы; строительные и монтажные организации, занимающиеся строительством и вводом в действие новых или реконструируемых заводов промышленности.

Строительство промышленного предприятия ведется отдельными этапами. Первоначально проводятся изыскательные, геологоразведочные и научно-исследовательские работы, на основе которых разрабатывается проектно-сметная документация. Затем осуществляется строительство предприятия, включающее в себя прокладку автомобильных и железных дорог, возведение объектов и дополнительных строительных баз. Заканчивается строительство вводом в эксплуатацию нового предприятия.

В нашей стране существуют два способа ведения строительства хозяйственный и подрядный. При хозяйственном способе строительство ведется силами самих заводов, а при подрядном – силами специальных строительно-монтажных организаций.

Хозяйственным способом строительство ведется, как правило, при относительно небольшой реконструкции завода или строительстве новых цехов. Подрядный способ обладает большими возможностями, так как специализированные строительные организации располагают более квалифицированными кадрами, разнообразной строительной техникой и имеют значительный опыт строительства.

Ведение строительства возможно лишь при наличии технического проекта (ТП), определяющего объем строительства и его стоимость. Разработка ТП на строительство новых и реконструкцию действующих предприятий осуществляется от-

5

раслевыми государственными проектными и научноисследовательскими институтами с учетом технико - экономических обоснований (ТЭО).

Решения о проектировании и строительстве предприятий и сооружений принимаются исходя из схем развития и размещения соответствующих отраслей народного хозяйства и промышленности, схем развития и размещения производительных сил по экономическим районам, а также на основе ТЭО, подтверждающих экономическую целесообразность и хозяйственную необходимость проектирования и строительства предприятий.

На проектные организации возлагается ответственность за обеспечение высокого технического уровня и экономической эффективности предприятий.

1.2. Выбор места для строительства завода

Выбор места (площадки) для строительства завода осуществляется на основе документа «Положения о порядке выбора района и пункта строительства новых промышленных предприятий и об основных показателях техникоэкономического обоснования размещения предприятий» в соответствии со схемами развития народного хозяйства, в частности авиационной техники.

Для выбора площадки создается комиссия, состоящая из представителей всех заинтересованных учреждений и ведомств. Прежде чем выбрать площадку, комиссия знакомится с предварительными данными о проектируемом предприятии, а именно: с предполагаемой стоимостью и масштабом строительства, с расчетным количеством будущего завода, с потребностями в сырье, энергии и транспорте, с параметрами жилого массива и т.п. Ознакомившись с материалами, комиссия намечает несколько возможных площадок для строительства предприятия.

Проектируемые предприятия следует размещать в промышленном узле (желательно в группе предприятий) с органи-

6

зацией для них общих объектов вспомогательных производств и хозяйств, инженерных сооружений и коммуникаций. Расположение площадки, а следовательно, и будущего предприятия, должно предусматривать возможность расселения рабочих и служащих в городе или поселке. При этом время, затрачиваемое на дорогу от места жительства до работы, не должно превышать 45 минут.

Особое внимание должно быть уделено вопросам охраны окружающей среды. При выборе площадки для нового завода составляют специальный план местности, выполняемый на топографической основе. На план наносят варианты площадок с привязкой их к географическим координатам, транспортные пути, акватории и пристани, линии электропередач, теплотрассы, населенные пункты, реки, озера и др.

Необходимо также учитывать климатические и топографические условия, инженерно-геологическую характеристику территории, возможность очистки сточных вод, наличие источников водоснабжения и сетей энергоснабжения, обеспечение железнодорожным, автомобильным, водным и даже авиационным транспортом.

Климатические условия местности характеризуются максимальными, минимальными и средними температурами каждого месяца года, а также направлением, повторяемостью и скоростью ветра в разные периоды года, т.е. так называемой «розой ветров» ( рис. 1.1).

Рис. 1.1. «Роза ветров»: а) – зимой; б) – летом.

7

Знание климатических условий необходимо для расчета отопления и вентиляции новых зданий. В целях обеспечения проветривания внутризаводских проездов предприятия целесообразно располагать продольной осью параллельно направлению господствующих в зимний период ветров или под углом к ним не более 20 - 45°. Наиболее предпочтительная форма площадки - прямоугольник с соотношением сторон 1:2 или 2:3.

Рельеф и инженерно-геологическая характеристика местности должны отвечать следующим требованиям:

1)максимальный уклон территории - 5%; минимальный - 0.3% (для обеспечения стока атмосферных вод);

2)максимальный уклон территории в направлении, параллельном направлению железнодорожных путей - 0, 5% (при большем уклоне резко возрастает объем земляных работ и усложняется организация межцехового транспорта);

3)грунты на территории выбранной площадки должны

быть (во всяком случае, предпочтительно) однородного геологического строения с нормативным давлением не менее 15 Н/см2;

4)среднее превышение поверхности площадки над отметкой наивысшего уровня грунтовых вод должно быть не менее 7 м (для устранения возможности затопления подземных сооружений предприятия);

5)промышленные площадки необходимо располагать выше расчетного горизонта паводковых вод не менее чем на 0, 5 м (за расчетный горизонт принимают наивысший уровень воды с вероятностью повторения один раз в 100 лет).

Особое внимание при выборе площадки под строительство уделяется транспорту. Различают внешний и внутризаводской транспорт. Внешний транспорт обеспечивает связь предприятия с местами получения сырья и деталей, отправку готовой продукции и удаление отходов производства. Внутризаводской транспорт выбирают из расчета мощности грузооборота и характера перемещаемого груза.

При выборе площадки учитывают внешний транспорт и условия примыкания подъездных путей к железнодорожным путям и автомобильным дорогам общего пользования. Кроме

8

того, тщательно изучают энергетическую базу района строительства. В результате всестороннего рассмотрения всех вариантов площадок под строительство предприятия останавливается на одном - оптимальном.

1.3. Генеральный план завода и грузопотоки

Генеральный план завода представляет собой чертеж, выполненный в масштабе 1:2000 или 1:1000. На чертеже должно быть изображено расположение всех зданий и сооружений завода, рельсовых и безрельсовых дорог, подземных и наземных инженерных сетей, увязанных с рельефом и благоустройством территории предприятия и ситуационным планом района строительства. Генеральный план завода является основным документом, в соответствии с которым в процессе строительства осуществляется размещение всех производственных и вспомогательных зданий и сооружений. Генеральные планы заводов разрабатываются на основе инструкции СНиП II-89-2010. В генеральном плане должно найти отражение рациональное решение горизонтального и вертикального расположения зданий и сооружений.

Для правильной разработки генерального плана завода необходимо знать функциональную связь между всеми его подразделениями. С этой целью составляют технологическую схему производства, которая позволяет определить последовательность производственного процесса и установить рациональное расположение сооружений и направление грузовых потоков. Технологическая схема генерального плана должна учитывать перспективу развития технологического процесса, организации производства и транспорта, а также возможность дальнейшей реконструкции завода в целях поддержания его производства на высоком техническом уровне.

В зависимости от технологического процесса, вида продукции и выбранной площадки застройки применяют продольную, поперечную и комбинированную схемы грузопотоков.

9