Технологические расчёты и их последовательность
.docxТехнологические расчёты. Последовательность выполнения технологических расчетов.
Широкое внедрение автоматических линий во все отрасли производства, постоянно растущие требования к их производительности, надежности в работе, мобильности, экономической эффективности делают важнейшей проблему автоматизации расчета и проектирования систем в целом с комплексной оптимизацией технологических, конструктивных и структурных параметров. Как правило, при создании линий имеется ограниченный круг исходных данных и требований по качеству и количеству выпускаемых изделий. Остальные параметры, выбираемые в процессе проектирования методы, маршрут и режимы обработки, количество последовательных рабочих позиций и параллельных потоков обработки, число участков-секций и емкость межоперационных накопителей, количество наладчиков при обслуживании линии и т.д., — как правило, варьируются в достаточно широких пределах. Поэтому требуемому качеству изделий и заданной производительности соответствуют многие варианты конкретных сочетаний указанных выше параметров, которые отличаются между собой экономическими показателями.
Важный этап — разработка технологических операций. Необходимо добиться их рациональности, выбрать правильную структуру, продумать последовательность переходов в операции, выбрать оборудование, обеспечивающее оптимальную производительность при заданном качестве, рассчитать его загрузку, выбрать конструкции оснастки из ее стандартных систем. Необходимо установить исходные данные для расчета оптимальных режимов обработки припусков на обработку, а так же норм времени и произвести расчет их. Расчет тепловой схемы ведется в определенной последовательности. Он начинается с выбора на основании технико-экономических расчетов и технологических соображений основных исходных данных производитель. Нормальная процедура проектирования системы КПТ предусматривает детальную проектно-конструкторскую проработку варианта системы, который выявлен как оптимальный в результате технико-экономического обоснования и утвержден к разработке соответствующим заданием. Основой технологического проектирования на этой стадии работ являются поверочные расчеты на ЭВМ с помощью изложенных в гл. 3 математических моделей, позволяющих выработать окончательные технологические решения, удовлетворяющие заданию. Использование поверочных математических моделей предполагает задание вполне определенных исходных величин (длины и профиля каждого расчетного перегона, типа и числа воздуходувных агрегатов на каждой станции и др.) некоторые из них неизвестны и их отыскание является конечной целью технологического проектирования. Таким образом, поиск приемлемого проектного решения для системы КПТ состоит в последовательных приближениях, при которых многократно используют поверочные математические модели с соответствующей коррекцией исходных данных, вводимых в модели на каждом последующем шаге. Расчет диаметральных промежуточных размеров дает необходимые для технологических расчетов и документов данные о размерах обрабатываемых шеек после выполнения каждого из переходов. Расчет ведется от исходного расчетного размера диаметра готовой шейки (наибольшего предельного размера) путем последовательного прибавления к нему промежуточных операционных припусков в порядке, обратном ходу технологического процесса. Размеры аппаратов непрерывного действия рассчитываются в следующей последовательности. На основе технологических расчетов или по исходным данным определяются время прохождения процесса Хр, скорость течения среды (газа, жидкости) — 17 , давление и температура в аппарате и др. Составление технологической и транспортной части проекта сборочно-сварочного цеха (отделения, участка) заключается в последовательных разработках полученных исходных данных. При этом в число основных разработок по проектному заданию (при двухстадийном проектировании) входят
1) уточнение заданной программы производства
2) подбор и уточнение (применительно к заданной продукции) технологических процессов существующего производства аналогичных либо подобных изделий и соответствующих технико-экономических показателей для подсчетов количественного состава элементов проектируемого производства
3) определение потребного состава производственного и подъемно-транспортного оборудования, рабочих мест и работающих
4) определение потребности в материалах (основных, присадочных и вспомогательных) и энергии
5) определение необходимых площадей для размещения всех элементов производства и составление чертежей (плава и разрезов) проектируемого цеха (отделения, участка)
6) определение необходимых капитальных затрат и эксплуатационных расходов
7) проверочные расчеты и дополнительные разработки
8) подсчеты технико-экономических показателей по проекту. К исходным данным для расчета режимов резания и времени обработки также относятся способ получения заготовки и механические свойства материала детали, а также последовательность и размеры обработки, предусмотренные технологическим процессом. На ЭВМ возлагаются не только геометрические расчеты, но и отдельные этапы технологического проектирования построение оптимальных траекторий движения инструментов определение последовательности операций выбор инструментов и т. д. В результате САП становится системой автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП). Как правило, каждая из современных САП предназначена для станков определенной группы (токарных, фрезерных, расточных, сверлильных). САП подразделяются на следующие группы
1) универсальные, позволяющие программировать обработку широкой номенклатуры деталей, контуры которых ограничены простыми, наиболее распространенными поверхностями (плоскость, цилиндр, конус, сфера и т. д.)
2) специальные — для программирования обработки сложных поверхностей определенного типа. В общем случае структура современной САП (рис. 17.17) и процесс переработки исходных данных в УП выглядят следующим образом. Подготовка исходных данных состоит в том, что технолог-программист с помощью специального технологического языка записывает основную информацию для программирования геометрические характеристики деталей с чертежа название станка, на котором будет обрабатываться заготовка марку материала детали общие технологические указания. С целью упрощения расчетов и исключения возможных ошибок при ведении профилирования необходимо пользоваться расчетными таблицами. Данные таблицы имеют графы по вертикали, соответствующие последовательным действиям при ведении расчетов по формулам профилирования. Исходные линейные величины следует принимать с точностью 0,001 мм. Расчеты рекомендуется выполнять с пятью знаками. Полученные- размеры профиля резца округляются обычно до 0,01 мм в соответствии с технологическими возможностями изготовления. Рассчитав последовательно все величины, составляющие правую часть уравнения, определяют объем воздуха, теоретически необходимый для создания эффекта аспирации — невыбивания вредных выделений из отверстий местного отсоса, эффекта локализации этих выделений, санитарно-гигиенического эффекта аспирации (местной вытяжной вентиляции) как метода промышленной вентиляции. При расчете величин, входящих в правую часть уравнения, для получения постоянного санитарно-гигиенического эффекта аспирации следует использовать исходные данные и технологические параметры для наихудших производственных условий работы местного отсоса, т.е. для расчетных случаев наибольшего образования вредных выделений. При ориентации в период проектирования на получение от аспирации требуемого нормативными документами санитарно-гигиенического эффекта полный расчет аспирационного воздухообмена предпочтительнее неполного. Согласно принятой последовательности технологических операций вначале рассчитывается сорбция хозяйственнобытовых сточных вод на сорбенте в однородной форме, единственно достоверной до начала расчета. Эта стадия подробно описана. Выходная кривая первой сорбции была приведен. Распределение поглощенных компонентов по слою сорбента в момент проскока дано и является исходной информацией для расчета двухстадийной регенерации. Параллельно, экспериментальным путем, определяются показатели процесса в целях сопоставления их сходимости с расчетными данными.
Расчет промежуточных номинальных размеров с допусками и классами чистоты необходим для исполнителей каждого из переходов — токарей и шлифовщиков. Расчет этот ведется от исходного расчетного размера шейки — наибольшего предельного размера готовой шейки детали, путем последовательного прибавления к исходному расчетному размеру диаметра номинальных припусков в порядке, обратном ходу технологического процесса. Округление промежуточных размеров производится в сторону увеличения припусков до того же знака десятичной дроби, с каким дан допуск промежуточного размера. Следующий этап работы подсистемы — по исходным данным V вызов из памяти машины типового маршрута обработки инстру-мента. Кодировочный бланк маршрута технологического процесса изготовления инструмента служит управляющим алгоритмом формирования операционного технологического процесса изготов-ления инструмента. Автоматизированное проектирование опера-ционных технологических процессов инструментов осуществляется по этапам. После того как определена типовая последователь-ность технологических операций, выполняется следующая процедура расчет припусков режимов резания и норм времени для всех операций этой последовательности с последующим определением экономических показателей этапа обработки инструмента. После проведения счетно-логических действий с помощью алфавитно-цифрового печатного устройства (АЦПУ) выдается выходная информация в виде маршрутных и операционных карт, а для станков с ЧПУ — запись на программоносителе станка.
Для своевременного получения количественных характеристик проектируемого объекта технологические расчеты необходимо выполнять в определенной последовательности:
• разрабатывают производственную программу предприятия;
• определяют потребкое количество сырья и п/ф;
• рассчитывают:
а) помещения для приема и хранения продуктов (неохлаждаемые кладовые и охлаждаемые камеры);
б) заготовочные цехи (для заготовочных предприятий и предприятий с полным производственным циклом) либо цехи доготовки п/ф (для предприятий, работающих на п/ф);
в) горячий и холодный цехи;
г) кондитерский цех;
д) кулинарный цех;
е) моечные кухонной и столовой посуды, полуфабрикатной тары и пр.;
ж) помещения для потребителей.
Расчет помещений для приема и хранения продуктов включает: определение количества продуктов, подлежащих хранению в каждой кладовой , подбор складского оборудования, определение полезной и общей площади каждого помещения в отдельности.
При проектировании производственных помещений разрабатывают производственную программу, т.е. план выпуска продукции каждым цехом (на основании производственной программы предприятия в расчетный день); графики отпуска п/ф (для заготовочных цехов) или готовой продукции (для горячего, холодного и кулинарного цехов); устанавливают режим работы; определяют потребность в механическом оборудовании (с учетом выхода п/ф и отходов при обработке сырья, выхода теста, отделочных п/ф и т.д.), тепловом (для горячего, кулинарного и кондитерского цехов), холодильном, вспомогательном оборудовании; рассчитывают полезную и ориентировочную общую площадь . цехов, численность производственно-технического персонала с составлением графика их работы. Параллельно, с учетом требований охраны труда и противопожарной безопасности, санитарии и гигиены, решают организацию рабочих мест.
Технологический расчет моечных посуды включает подбор моечных машин и вспомогательного оборудования, расчет численности операторов, а также определение полезной и общей площади помещений. При проектировании залов с помощью расчетов подбирают наиболее соответствующий типу и вместимости предприятия тип раздачи, численность обслуживающего персонала и общую площадь зала.
Расчет вестибюля, служебных и бытовых помещений сводится к определению их площади.
Расчёт численности производственных работников.
Численность бригады поваров (кондитера) определяют на основании производственной программы цеха на расчетный день (смену) и действующих норм выработки (или норм времени):
N1=A1/Tλ или N1 = A2/Tλ 3600
Где Т - продолжительность рабочего дня повара кондитера
λ- коэффициент, учитывающий рост производительности труда (принимается λ=1 ,14);
А 1 и А2 — количество соответственно человеко-часов и человеко-секунд, требуемое для выполнения производственной программы цеха: А1 =Σn/Н,
А2 =Σnt,
n — количество продукции определенного вида, кг (шт., порций и пр.);
t — норма времени на изготовление единицы продукции этого вида, с;
Н — часовая норма выработки на одного работника, кг (шт., порций и пр.).
Расчет и подбор механического оборудования. Количество продукта, перерабатываемое на каждой стадии технологического процесса, определяют с учетом действующих норм потерь и отходов при холодной и тепловой обработке.
Время работы машины рассчитывают по формуле
t=Q/G,
где t - время работы машины (для универсальных приводов определяется как. сумма времени работы отдельных сменных механизмов), ч;
Q - количество перерабатываемого за смену продукта, кг;
G - производительность машины, кг/ч.
О рациональности использования подобранного оборудования по времени позволяет судить коэффициент использования, который определяется из выражения ŋ= t/T
где Т - продолжительность работы цеха, ч. Практика показывает, что значение фактического коэффициента использования не должно превышать 0,5.
При более высоких т предусматривают две машины или машину большей производительности.
Тестомесильную и взбивальную машины подбирают по выходу теста и отделочных п/ф, а также по расчетной производительности.
Часовую производительность машины определяют отдельно дп каждого вида теста (отделочного п/ф)
по формуле G= Vд Ƴ60/τ
где Vд - рабочая емкость дежи, дм3;
Ƴ -- плотность теста (отделочного п/ф), кг/дмз
τ-- продолжительность одного замеса (взбивания), мин.
Продолжительность замеса для дрожжевого безопарного теста составляет 20 мин, дрожжевого опарного - 30-40.
Продолжительность взбивания сливочно-масляного крема - 20, творожного фарша - 5мин.
Время работы машины t, необходимое для изготовлении каждого вида теста (отделочного полуфабриката), рассчитывают по формуле t = Q / G.
Общее время работы машины за день (смену) t0 =t1 +t2+... +tn = Σ Q/G
Расчет и подбор теплового оборудования.
Плиты подбирают по расчетной жарочной поверхности, определяемой на 1 ч максимальной загрузки.
Величина расчетной жарочной поверхности плиты зависит от типа и вместимости (мощности) проектируемого предприятия, графика реализации (отпуска) готовой продукции и степени оснащенности горячего (кулинарного) цеха другими видами теплового оборудования.
Её определяют по формуле F = Рfτ / 60,
где F - расчетная жарочная поверхность плиты для приготовления блюд определенного вида, м2; Р - количество посуды, необходимое для приготовления этих блюд на расчетный период;
f - площадь, занимаемая единицей посуды на жарочной поверхности плиты, м2;
τ-- продолжительность тепловой обработки продукта (принимается в зависимости от вида продукта и технологии приготовления, с учетом времени на разогрев посуды и содержимого), мин.
Расчетную площадь жарочной поверхности плиты принимают на 30% большей, что позволяет учесть неплотность прилегания посуды и мелкие, не принимаемые в расчет, операции:
Fp = 1,3Fo
В зависимости от полученной площади жарочной поверхности подбирают соответствующую плиту.
Пекарные и жарочные шкафы подбирают в соответствии с количеством изделий, выпускаемых за смену, и часовой производительностью шкафа, определяемой по формуле
г где G - производительность шкафа для выпечки данного вида изделий, кг/ч;
q - выход одного изделия (без учета отделочных полуфабрикатов, используемых для оформления изделий после выпечки), кг;
a - количество изделий определенного вида, помещаемых ка один лист, шт.;
р - количество листов, помещаемых одновременно в шкаф, шт. (для двухкамерных шкафов р = 4шт., для трехкамерных - б шт.); для конвекционных - 26;
τ -- время подооборота, состоящее из времени посадки, выпечки и выгрузки изделий, мин.
Расчет и подбор холодильного оборуцоиания.
Холодильное оборудование (холодильные шкафы, столы с охлаждением и пр.) подбирают в соответствии с потребной вместимостью, которую рассчитывают по массе или объёму продукции, подлежащей одновременному хранению в шкафу в расчетный период.
Чаще всего расчет ведут по массе продуктов. В этом случае вместимость шкафа должна соответствовать количеству продукции е учетом массы посуды, в которой ока хранится:
E=Q/φ
Е - расчетная вместимость шкафа, кг;
Q - количество продукции, подлежащей хранению в шкафу расчетный период, кг; (р -- коэффициент, учитывающий массу посуды,
φ = 0,7...0,8.
В холодильном шкафу холодного цеха одновременно мо храниться сырые продукты и п/ф в количестве, не превышающем потребного для работы в течение 0,5 смены, и готовая продукция, т.е
Q= Qc + Qпф + Qтп
Здесь
Qc и Qпф- норма соответственно скоропортящегося сырья и п/ определенного вида на одно блюдо, кг;
q - выход одного блюда, кг;
ŋ и ŋ1 - количество блюд этого вида, реализуемое соответственно за день и за расчетный период (ŋ ч определяют по графику реализации блюд). Отсюда расчетная вместимость шкафа
Расчет количества дежей. Количество дежей для замеса и брожения теста определяют в зависимости от продолжительности приготовления теста, количества замесов и времени работы кондитерского цеха (мучного цеха):
р = аτ / Т-З,
где р - количество дежей, шт.;
τ-- продолжительность приготовления теста, ч;
Т - продолжительность работы цеха,ч;
3 - средняя продолжительность разделки и выпечки теста (последнего в смене замеса),ч;
а - количество замеса теста определенного вида;
а = Q/ сƳ
где Q - количество теста этого вида, кг;
с - рабочая ёмкость дежи, кг/дмз;
Ƴ-- плотность теста данного вида, кг/дмд.
Продолжительность приготовления теста составляет, мин:
дрожжевого опарного - 360 (загрузка - 5, замес опары - 20, брожение опары - 150, замес теста - 20, брожение теста - 150, разгрузка и мойка дежи - 15);
дрожжевого безопарного - 190 (загрузка - 5, замес - 20, брожение теста - 150, разгрузка и мойка дежи - 15); слоеного - 50 (загрузка - 5, замес - 30, разгрузка и мойка дежи - 15).
Можно составить как четко определенную, не подлежащую последующим изменениям смету, так и приблизительную, которую можно изменить в случае необходимости. Если смета изменяется в сторону значительного увеличения, заказчик вправе отказаться от договора, возместив исполнителю понесенные расходы. Смета является неотъемлемой частью договора подряда на выполнение работ по реконструкции и оборудованию помещения • (здания).
Результатом исполнения всех вышеперечисленных документов должны явиться строительные работы, по окончании которых составляется акт приемки завершенного строительства. Комиссия по приемке завершенного строительством объекта: 1. Муниципальные органы. 2. СЭС. 3. Комитет по архитектуре. 4. Горводоканал. 5. Горэнерго.
После подписания акта приемки можно осуществлять покупку и установку оборудования и мебели.
Необходимые требования к мебели изложены в ГОСТ Р 50762-95 и зависят в основном от типа и класса предприятия. Оборудование приобретается в соответствии с результатами технологического проектирования.