книги из ГПНТБ / Воскресенский Б.В. Производственная мощность машиностроительного завода

На многих машиностроительных заводах литейные цехи имеют серийный или крупносерийный характер производства. Они также отличаются большой производительностью и достаточно высокой степенью механизации. Такие цехи характерны для станкострои­ тельных, компрессоростроительных, дизелестроительных и дру­ гих предприятий.

Литейные цехи единичного и мелкосерийного производства создаются на заводах тяжелого машиностроения, тяжелого стан­ костроения и других подобных предприятиях.

В литейных цехах различают производственные, по которым выполняется расчет мощности, и вспомогательные отделения (участки).

К производственным отделениям относятся формовочно-сбо- рочно-заливочно-выбивные, стержневые, плавильные, смесеприготовительные с участком приготовления литейной краски, су­ шильные печи, обрубные (очистные) с участками удаления стерж­ ней, обрубки и очистки отливок, термической обработки, исправ­ ления брака и контроля отливок.

В литейных цехах, где применяются специальные способы литья: в оболочковые формы, по выплавляемым моделям, в кокили и др., к производственным относятся отделения изготовления выплавляемых моделей, нанесения огнеупорных покрытий, про­ калки форм, плавильные, щелочные ванны, термические, машин для литья под давлением, кокильных, центробежных и оболочко­ вых машин.

К вспомогательным отделениям (участкам) цеха относятся ремонтно-слесарные мастерские и мастерские ремонта моделей, ковшовое, участок подготовки свежих формовочных материалов и добавок, подготовки шихтовых материалов, экспресс-лабора­ тории, склады шихты, свежих формовочных материалов, опок, изложниц, готовых отливок и слитков, вспомогательных материа­ лов, приспособлений и инструмента, моделей, стержневых ящи­ ков, стержней и т. п.

Для расчета производственной мощности литейных цехов важ­ ным является правильное определение размера площадей произ­ водственных отделений (участков) и количество располагаемого на них технологического оборудования. Площади отделений опре­ деляются по осям колонн здания, при этом учитываются проходы как вокруг оборудования и рабочих мест, так и вдоль и поперек

шины (прессовые, встряхивающие и пескодувные), а также

70

камеры, стационарные шлифовально-обдирочные станки,' гидро­ камеры;

по плавильному отделению — плавильные печи (вагранки, пламенные печи, электропечи, мартеновские печи и т. п.);

по смесеприготовительному отделению — смешивающие бе­ гуны, шнековые и лопаточные смесители;

печи для отжига, сушильные печи и шкафы.

Оборудование группируется по моделям и типоразмерам раз­ дельно по конвейерам, пролетам, участкам.

Производственная мощность литейного цеха измеряется как тоннами годных отливок, так и количеством комплектов отливок для выпуска конкретных изделий. При расчете производственной мощности литейного цеха устанавливаются: во-первых, обеспе­ ченность отливками заданной заводу программы и принятой производственной мощности завода; во-вторых, соответствие между производственными мощностями отдельных участков внутри ли­

ния отливок и возможности поставки их по кооперации другим заводам; в-четвертых, узкие места, что позволяет наметить меро­ приятия для их устранения.

Метод определения производственной мощности литейных цехов зависит от характера производства (массовое, серийное или единичное) и применяемых при этом способов изготовления форм (на машинах, вручную, в скорлупчатые формы и т. д.) и их за­ ливки (на конвейерах и рольгангах или на плацу).

Расчет производственной мощности литейного цеха заклю­ чается прежде всего в определении расчетных показателей по данным действующего технологического процесса, прогрессивной трудоемкости изготовления отливок, производительности обору­ дования, съему продукции с производственных площадей и других показателей.

При определении мощности литейного цеха производится рас­ чет мощностей всех производственных участков (отделений) цеха. В некоторых случаях для небольших литейных цехов, в которых

мощности по укрупненному методу. Этот метод носит, как пра­ вило, ориентировочный характер и основывается на данных о про­ грессивном съеме отливок с 1 м2 площади формовочно-сборочно- заливочно-выбивного отделения или общей площади цеха.

характера технологических процессов и организации производ­ ства. При мелком и тонкостенном литье показатель съема ниже. Съем годных отливок в год с 1 м2 общей площади литейных цехов в среднем составляет: по чугунным отливкам — 2,6 т/год, по стальным фасонным отливкам— 1,5 т/год.

71

Расчет производственной мощности смешанных литейных це­ хов, выпускающих отливки из различных металлов и сплавов (чугуно-сталелитейных, чугуно-цветнолитейных и т. п.), сле­ дует вести раздельно по площадям и оборудованию, на которых производится изготовление каждого вида отливок. Если в цехе отсутствует закрепление отдельных видов отливок, за определен­ ными площадями и оборудованием, то расчет производится сум­ марно по всем видам отливок с последующим делением величины производственной мощности пропорционально удельному весу разных видов отливок в общем объеме выпуска.

Расчет производственной мощности литейных цехов произ­ водится на основании следующих исходных данных: номенкла­ туры изделий и их количественного соотношения в программе выпуска, заданной на расчетный период, размеров производствен­ ных площадей и количества оборудования, фонда времени исполь­ зования производственных площадей и работы оборудования, тех­ нологического процесса изготовления деталей, норм трудоемкости и производительности оборудования.

Расчет производственной мощности литейного цеха ведется применительно к номенклатуре и количеству изделий, для которых отливки изготбвляются в данном цехе. При незначительной но­ менклатуре выпускаемых цехом изделий (например, не превы­ шающей 8—10 наименований) расчет мощности выполняется по полной номенклатуре.

В условиях многономенклатурного производства (т. е. при изготовлении большого количества наименований изделий) расчет ведется по укрупненной расчетной программе, пример которой по литейному цеху приведен в табл. 21.

Специфичной особенностью литейных цехов, существенно влия­ ющей на методы расчета производственной мощности, является наличие двух основных режимов их работы: параллельного и ступенчатого.

Работа на параллельном режиме заключается в том, что все операции технологического процесса изготовления отливок (при­ готовление смеси, формовка, заливка форм металлом, охлаждение, выбивка и очистка отливок) выполняются одновременно (парал­ лельно) и непрерывно на разных участках, причем предметы труда (материалы, литейные формы, отливки) по мере выполнения раз­ ных операций перемещаются с одного участка на другой, т. е. выдерживается поточный принцип специализации рабочих мест и движения изделий по операциям от одного рабочего места к дру­ гому. Основные технологические операции изготовления самой отливки выполняются, как правило, на формовочно-заливочных конвейерах (формовка, изготовление стержней, сборка форм, выбивка форм, обрубка и очистка и др.). Такой принцип органи­ зации работ характерен для литейных цехов массового и крупно­ серийного производства.

72

Т а б л и ц а 21

Расчетная программа литейного цеха

отливок

73

Т а б л и ц а 22

Технико-экономические показатели работы литейного цеха

74

Цехи с мелкосерийным и единичным характером производства, как правило, работают на ступенчатом режиме, при котором от­ дельные операции производственного процесса (формовка, за­ ливка, выбивка) разделены во времени и выполняются последо­ вательно на одной и той же площади — формовочно-сборочно-за- ливочно-выбивном плацу. На этот плац подают модельно-опоч- ный инвентарь, стержни и смесь, необходимые для изготовления песчаной формы; на нем производят заливку формы; здесь же отливка остывает, ее выбивают и она окончательно охлаждается.

Отдельные стадии процесса (формовка, заливка, выбивка) обычно организуют в разные смены. Например, в первую смену изготовляют литейные формы, во вторую — производят заливку форм металлом, а в третью — выбивку отливок. Необходимость такой организации работ вытекает из того, что при ступенчатом режиме все основные стадии процесса — формовка, заливка и выбивка — производятся на одном и том же месте — на формо­ вочном плацу, а так как заливка и выбивка сопровождаются, как правило, насыщением помещения газами и пылью, прихо­ дится формовку, заливку и выбивку разделить во времени, хотя такая схема организации процесса обладает большим недостатком: один цикл за сутки дает малую производительность.

Для анализа работы литейного цеха и для правильной оценки его производственных возможностей должны быть тщательно изучены отчетные данные за год и за лучший квартал предшеству­ ющего года." Эти данные обычно сводятся в таблицу, пример заполнения которой приведен в табл. 22.

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ МОЩНОСТЬ ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ ЦЕХА

В литейных цехах наиболее распространенным является способ изготовления отливок литьем в разовые песчаные формы, при помощи которого в настоящее время осуществляется выпуск 71% всех отливок, производимых из серого и ковкого чугуна, стали и цветных сплавов. Остальные отливки изготовляются литьем в формы на быстротвердеющих смесях, в оболочковые (скорлуп­ чатые) формы, в формы, спрессованные под большим давлением, по выплавляемым моделям (прецизионные), в металлические формы (кокили), центробежным способом, на машинах под дав­ лением.

Далее изложены порядок и метод определения производствен­ ной мощности подразделений литейных цехов, изготовляющих отливки литьем в разовые песчаные формы.

Формовочное отделение. Развитие литейного производства, особенно крупносерийного и массового, достигло высокого тех­ нического уровня и обеспечивает переход на механизированный, а в некоторых случаях автоматизированный способ изготовления отливок. Однако механизированный способ производства — ма­ шинная формовка при современном уровне ее развития, не всегда

75

может быть применена, так как она еще не позволяет изготовлять формы, имеющие сложную конфигурацию и большие размеры, и применяется в основном для производства повторяемых отливок.

Вот почему в единичном и мелкосерийном производстве еще применяют пескометный и ручной виды формовки, производимые с использованием пневмотрамбовок, хотя это малопроизводитель­ ные способы изготовления форм, требующие по сравнению с ма­ шинной формовкой большей производственной площади на вы­ пуск 1 т годных отливок.

Производственная мощность формовочного отделения зависит от степени механизации. Если в цехе имеется несколько участков

Рис. 4. Зависимость уровня механизации формовки от объема производства:

1 — м а ш и н н а я ф о р м о в к а ; 2 — з а л и т о на к о н в е й е р е

с различной степенью механизации формовочных работ, то при

стержней. В общей структуре парка оборудования литейных це­ хов доля формовочных машин составляет лишь 24%, а стержне­ вых — 4 %.

Уровень механизации литейных цехов определяется по меха­ низации процесса формовки. Считают, что литейный цех механи­ зирован, если механизировано его формовочное отделение, так как оно определяет в основном производительность цеха. Уровень-

по мере увеличения объема производства (рис. 4). Отсюда следует, что концентрация литейного производства относится к числу

76

наиболее неотложных, хотя и сложных вопросов, решение которых определяет дальнейшее наращивание производственных мощ­ ностей.

Следует также учитывать, что при машинном изготовлении форм важное значение имеет такой фактор, как способ их уста­ новки. При установке форм на конвейер можно получить в 3—5 раз больше форм, чем при установке их на плацу цеха. Это объясняется главным образом различной затратой времени на установку форм под заливку, а также сокращением затрат времени на транспорти­ ровку форм от формовочных машин к месту их заливки и выбивки.

Расчет производственной мощности формовочного отделения ведется по каждому конвейеру и участку, в зависимости от раз­ веса отливок (крупные, средние, мелкие), методов формовки (посухому, по-сырому, в почве, в опоках, в кессонах и т. д.), способов изготовления форм (машинная, пескометная, ручная формовка) и Других признаков, характеризующих выпускаемые цехом от­ ливки.

Производственная мощность формовочных отделений рассчи­ тывается отдельно для механизированных отделений с заливкой форм на конвейерах и рольгангах и для немеханизированных — с заливкой форм на плацу и в кессонах, при машинной или ручной формовке или при различных сочетаниях этих способов изготов­ ления форм. При наличии в формовочном отделении участков

сразными производственными характеристиками (например,

участка конвейерного литья и литья с формовкой на плацу) расчет пропускной способности каждого участка производится

р о л ь г а н г а х . В этих отделениях изготовление форм и стерж­ ней выполняется на поточных линиях, оснащенных соответству­ ющим оборудованием. Собранные формы выставляют на конвейер (рольганг), к которому транспортируется и заливается в формы расплавленный металл. Залитые формы поступают в охлаждающую зону конвейера или рольганга, где они частично остывают. Пройдя эту зону, формы попадают на выбивную механизированную ре­ шетку. После выбивки раскаленные отливки на подвесном или другого рода конвейере направляются в охладительные камеры, которые в зависимости от веса отливки могут быть вертикальными или горизонтальными. Затем отливки попадают на очистку, которую выполняют также на поточных линиях. Завершающими операциями являются мойка деталей и их окраска.

Конвейер играет большую роль в организации поточного ли­ тейного производства. Он обеспечивает непрерывность движения предметов труда и регулирует темп работы на разных участках производства, выравнивая его по единому, заранее заданному ритму, что имеет огромное дисциплинирующее значение и создает

77

условия для увеличения выпуска продукции. Кроме того, ритмич­ ная работа основных отделений цеха соадает условия для ритмич­ ной работы всего цеха, а это обеспечивает значительное повышение производительности труда, способствуя тем самым увеличению производственной мощности подразделений литейного цеха.

В литейном цехе, оснащенном конвейером, выработка на каж­ дого формовщика по сравнению с выработкой при заливке на плацу возрастает в несколько раз. Так, например, при заливке форм на плацу выработка равна 50—60 т годных отливок в год, а при конвейерной 160—240 т и более; соответственно возрастает и съем годных отливок в год с 1 м2 формовочной площади.

Роль конвейера в литейном цехе определяется тем, что всякая задержка на любом участке производства сказывается на всей цепи взаимосвязанных работ. Например, замедление формовки вызовет невозможность использования расплавленного металла, а задержка процесса плавки и выдачи жидкого металла вызовет переполнение конвейера и остановку формовки и т. д.

Расчет производственной мощности литейных цехов (отделе­ ний, участков) с машинной формовкой и заливкой форм на кон­ вейерах или рольгангах осуществляется раздельно по пропускной способности формовочных машин и конвейеров (рольгангов).

Производительность формовочных машин во многом зависит от организации обслуживания рабочего места. При установке форм на конвейер с одной пары машин для небольших опок полу­ чают 300—400 форм за смену и более, а для средних опок 180— 240 форм и более. При установке форм под заливку на плацу те же машины дают за смену 80—100 небольших и 30—50 средних форм. Положительной особенностью машинной формовки является воз­ можность одновременного выема из опоки всех моделей незави­ симо от их количества, тогда как при ручной формовке каждую модель приходится вынимать отдельно.

При машинной формовке затраты труда на изготовление полу­ форм становятся не зависящими от количества и конфигурации моделей на плите. Это дает возможность разработать единые нормы времени на изготовление различных форм, внося в них поправки лишь на высоту опок и количество стержней. Такие нормы вре­ мени особенно нужны при большой номенклатуре отливок, про­ изводимых цехом.

Неодинаковая фактическая производительность труда на раз­ личных заводах при работе на однотипных формовочных машинах определяется главным образом организацией работы, а не слож­ ностью отливок или типом выпускаемых изделий. Это обстоятель­ ство имеет большое значение для выявления резервов мощностей литейных цехов и повышения производительности труда.

Производственная мощность формовочных машин определяется исходя из прогрессивной трудоемкости формовки или их паспорт­ ной производительности и фонда времени работы машин. По этим данным определяется пропускная способность формовочных ма-

78

шин по отношению к заданной программе. Путем умножения сум­ марного веса отливок по всем изделиям программы на величину коэффициента, характеризующего отношение величины принятой производственной мощности к программе, определяется пропуск­ ная способность машин в тоннах отливок.

Для определения производственной мощности формовочных машин прежде всего устанавливаются исходные показатели, влияющие на величину производственной мощности. Эти показа­ тели определяются раздельно по всем формовочным машинам и по всей номенклатуре отливок (а при многономенклатурном производстве—по изделиям-представителям), подлежащих из­ готовлению на этих машинах. Если формовка и отделка произ­ водятся одной и той же бригадой, трудоемкость определяется суммарно по обеим операциям; если же они выполняются различ­ ными бригадами, то указывается только трудоемкость формовки.

Производственная мощность группы взаимозаменяемых фор­ мовочных машин (пары машин) определяется по формуле

где F — фонд времени работы формовочной машины в течение расчетного периода; N — количество формовочных машин; £ Д — общий вес отливок на программу в т; ^ — количество рабочих, одновременно участвующих в формовке; 2j Т — суммарная тру­ доемкость отливок на программу по действующим нормам.

Производственная мощность всего отделения (участка) опре­ деляется как сумма пропускной способности всех групп (или пар) имеющихся машин (табл. 23).

Производственная мощность конвейера (рольганга) опреде­

передвижения форм по рольгангу, обеспечивающая остывание форм, в м/ч (устанавливается по данным технологического про­

шенная металлоемкость формы, т. е. средневзвешенный вес отли­

Скорость движения конвейера или передвижения форм по рольгангу устанавливается в зависимости от числа форм, изго­ товленных формовочным отделением. Практика показывает, что, учитывая возможность увеличения производительности труда на

79