Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование кузнечно-штамповочных цехов и заводов. Учебное пособие
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Ю.А. Титов, В.Н. Кокорин, А.Ю. Титов, Н.В. Мишов
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
КУЗНЕЧНО-ШТАМПОВОЧНЫХ
ЦЕХОВ И ЗАВОДОВ
Учебное пособие
Ульяновск
УлГТУ
2024
УДК 621.073 (075.8)
Т 16
ББК 34.623я73
Т 16
Рецензенты:
Профессор кафедры «Инновационные технологии в машиностроении»,
доктор, техн., наук Унянин А.Н.
Профессор кафедры «Материаловедение и обработка металлов давлением»,
доктор, техн., наук Кокорин В.Н.
Титов, Юрий Алексеевич
Проектирование кузнечно-штамповочных цехов и заводов.
Учебное пособие / Ю.А. Титов, В.Н. Кокорин А.Ю. Титов,
Утверждено редакционно-издательским советом
университета в качестве учебного пособия
Н.В. Мишов. Ульяновск : УлГТУ, 2024. 164 с.
ISBN 978-5-9795-2366-8
Предназначено для студентов по направлению 15.03.01 «Машиностроение»
при выполнении дипломных проектов, а также для изучения курса
«Проектирование цехов горячей и холодной штамповки». Изложены вопросы
классификации и состава цехов, определения потребного числа оборудования,
рабочей силы и площадей производственных и вспомогательных цехов и
отделений. Приведена методика расчета расхода основных материалов и
энергоносителей, необходимых для работы проектируемых цехов.
Учебное пособие подготовлено в соответствии с ФГОС ВО на кафедре
«Материаловедение и обработка металлов давлением» УлГТУ.
УДК 621.73 (075.8)
ББК 34.623 я 73
© Ю. А. Титов, В.Н. Кокорин
ISBN 978-5-9795-2366-8 А.Ю. Титов, Н.В. Мишов, 2024
© Оформление. УлГТУ, 2024
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРЕДИСЛОВИЕ.................................................................................................. 6
ВВЕДЕНИЕ .......................................................................................................... 7
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ЗАВОДОВ ........................................................ 9
1.1. Основные цели и задачи проектирования. Стадии проектирования ... 9
1.2. Технико-экономическое обоснование проекта и задание
на проектирование .......................................................................................... 12
1.3. Технический проект и его содержание ................................................. 13
1.4. Рабочие чертежи ...................................................................................... 16
1.5. Техно-рабочий проект ............................................................................. 17
2. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ЗАВОДА ....... 18
2.1. Состав машиностроительного завода ................................................... 18
2.2. Выбор места постройки завода .............................................................. 18
2.3. Основные правила построения генерального плана ............................ 19
2.4. Схемы внутризаводских железнодорожных путей .............................. 20
2.5. Перемещение материалов на территории завода ................................. 21
2.6. Правила составления генплана .............................................................. 23
2.7. Зонирование заводской территории ...................................................... 24
2.8. Виды застроек. Озеленение .................................................................... 25
2.9. Инженерные сети завода ........................................................................ 26
2.10. Условия санитарные, противопожарные
и противовоздушной защиты ........................................................................ 26
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ КУЗНЕЧНЫХ ЦЕХОВ ........................................... 29
3.1. Классификация кузнечных цехов .......................................................... 29
3.2. Состав кузнечного цеха .......................................................................... 32
3.3. Методы проектирования цехов .............................................................. 34
3.4. Режим работы и фонды времени оборудования и рабочих ................ 35
3.5. Технологический процесс и расчет оборудования .............................. 38
3.6. Нагревательные устройства ................................................................... 43
3
3
3.7. Определение расхода энергоносителей ................................................ 48
3.8. Определение расхода основных материалов ........................................ 54
3.9. Механизация и автоматизация производства ....................................... 56
3.10. Выбор количества единиц оборудования для ремонтно-
инструментальных мастерских ..................................................................... 59
3.11. Состав работающих в цехе ................................................................... 59
4. КОМПОНОВКА ПЛОЩАДЕЙ КУЗНЕЧНЫХ ЦЕХОВ ........................... 63
4.1. Назначение площадей цеха .................................................................... 63
4.2. Расчет площадей цеха ............................................................................. 63
4.3. Вспомогательные службы кузнечных цехов ........................................ 63
4.4. Компоновка кузнечных цехов и расположение оборудования .......... 66
4.5. Расчет площадей вспомогательных отделений ................................... 71
5. ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ПРОЕКТА ........... 74
5.1. Расчет капитальных вложений ............................................................... 74
5.2. Расчет себестоимости изделия ............................................................... 75
5.3. Смета цеховых расходов ......................................................................... 77
5.4. Технико-экономические показатели ..................................................... 78
5.5. Оценка экономической эффективности предлагаемого проекта ....... 80
6. ЦЕХИ ЛИСТОВОЙ ШТАМПОВКИ ........................................................ 82
6.1. Классификация и состав цехов листовой штамповки ......................... 82
6.2. Производственная программа выпуска продукции ............................. 86
6.3. Режим работы и фонды времени ........................................................... 87
6.4. Исходные данные для проектирования ................................................. 90
6.5. Проектное задание и его состав ............................................................. 91
6.6. Производственная программа цеха ....................................................... 93
7. ВЫБОР ТЕХНОЛОГИИ, ОБОРУДОВАНИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕГО
КОЛИЧЕСТВА .................................................................................................. 94
7.1. Технологический процесс ...................................................................... 94
7.2. Определение трудоемкости изготовления деталей ............................. 98
7.3. Расчет технологического оборудования штамповочных отделений ...... 99
4
4
7.4. Оборудование других производственных отделений ....................... 103
7.5. Ремонтно-механические отделения цехов холодной штамповки .... 104
7.6. Отделение ремонта штампов................................................................ 105
8. СОСТАВ РАБОТАЮЩИХ В ЦЕХЕ ......................................................... 108
8.1. Расчет количества производственных рабочих.................................. 108
8.2. Расчет количества вспомогательных рабочих и служащих. ............. 111
9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСХОДА МАТЕРИАЛОВ. ........................................ 113
9.1. Определение расхода основных материалов. ..................................... 113
9.2. Определение расхода вспомогательных материалов. ....................... 114
9.3. Определение количества штампов. ..................................................... 116
9.4. Отходы при холодной штамповке и их переработка ......................... 120
10. ПЛОЩАДИ ЦЕХА ХОЛОДНОЙ ШТАМПОВКИ ................................ 124
10.1. Характеристика площадей цеха и их определение .......................... 124
10.2. План размещения площадей ............................................................... 131
10.3. Расстановка оборудования в цехе. ..................................................... 136
11. ЭНЕРГЕТИКА ЦEXA ............................................................................... 138
11.1. Энергетические потребности листоштамповочного цеха ............... 138
11.2. Подъемно-транспортные устройства цеха ........................................ 142
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ............................................................................................... 145
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ........................................................... 146
ПРИЛОЖЕНИЯ ............................................................................................... 147
5
5
ПРЕДИСЛОВИЕ
Курс «Проектирование кузнечно-штамповочных цехов и заводов»
является важным звеном в цепочке дисциплин, завершающих подготовку
по направлению 15.03.01 «Машиностроение».
Курс освещает общие организационные основы проектирования
кузнечно-штамповочных цехов и заводов: стадии проектирования, задание
на проектирование, технико-экономическое обоснование, выбор места и
площадки для строительства, общие вопросы содержания технической и
сметной документации, а также оформления, согласования и утверждения
проекта и т. д.
Создание современных промышленных предприятий,
обеспечивающих необходимые темпы роста производительности труда,
совершенствование организации производства и повышение квалификации
работников означает:
создание качественно новых орудий труда, технологий, материалов
на базе последних достижений науки и техники;
обновление и замена устаревшей техники;
повышение уровня механизации и автоматизации;
снижение сроков внедрения в производство достижений науки и
техники.
Поэтому в учебном пособии будут рассмотрены не только
особенности построения генерального плана и зонирования заводской
территории, состав предприятия и функциональные связи между его
подразделениями, но и будут приведены основные сведения о
современных требованиях, предъявляемых к проектированию
промышленных предприятий (отраслевые и ведомственные требования,
строительные нормы и правила – «СНиП», общие нормы технического
проектирования – ОНТП, технические правила – ТП, правила по ТБ,
санитарии и гигиене, постановления по охране природы, противопожарные
требования и мероприятия по гражданской обороне).
6
6
ВВЕДЕНИЕ
Развитие материально-технической базы любого общества
невозможно без создания современных промышленных предприятий,
основанных на прогрессивных принципах организации производства с
широким использованием комплексной механизации и автоматизации
технологических процессов, вспомогательных операций и других работ.
При проектировании промышленных предприятий необходимо
учитывать не только текущие нужды, но и перспективы их развития.
Начальной стадией создания промышленных объектов является
проектирование. Проектирование промышленных предприятий
осуществляется большим коллективом специалистов, объединенных в
проектных организациях. В этих организациях накоплен большой опыт,
значительный материал по проектированию, собраны материалы о работе
передовых отечественных и зарубежных предприятий, разработаны
типовые проекты, нормативы, укрупненные показатели, эталоны
проектной документации, различные справочные материалы и т. д.
При проектировании промышленных предприятий проектные
организации руководствуются нормативными актами по вопросам
проектирования и капитального строительства.
К обязательным документам, которые должны быть изучены и
использованы при проектировании промышленных объектов, относятся
также правила техники безопасности, санитарии и гигиены; постановления
об охране природы и предотвращении загрязнения окружающей среды,
противопожарные требования, мероприятия по гражданской обороне и т. д.
Основным фактором, определяющим проектное решение при
проектировании промышленного объекта, является технологический
процесс. Поэтому выбор оптимальных вариантов технологических
процессов – наиболее ответственная работа при выполнении проекта
(вопросами технологии и выбором оптимального варианта техпроцесса
занимаются технологи). Для каждого конкретного случая (массовое,
крупносерийное, серийное и др. производство) оптимальный
технологический вариант может быть выявлен только на основании
технико-экономических расчетов. В последнее время для этой цели
широко применяют ЭВМ.
При проектировании часто приходится заниматься вопросами
расширения действующего предприятия. Этот вопрос для
проектировщиков наиболее сложный. Почему? Потому что при этом
сталкиваются с такими проблемами, как стесненность территории, наличие
зданий старых типов, замена устаревшего оборудования и т. д. (пример:
УАЗ, ГАЗ и т. д.). Однако здесь имеется и ряд преимуществ: меньше
7
7
капитальных затрат, освоение новых моделей изделий в более короткие
сроки и т. д.
Наилучшим при данных конкретных условиях считается тот проект
нового или реконструируемого промышленного объекта, который при
наименьших капитальных затратах обеспечивает низкую себестоимость
выпускаемой продукции.
В последнее десятилетие учеными и специалистами разработаны ряд
методик по проектированию промышленных предприятий. Созданы
специализированные проектные институты, которые решали большие и
сложные задачи по проектированию машиностроительных предприятий
(ГИПРОАВТОПРОМ, ГИПРОСТАНОВ, ГИПРОЭНЕРГОРЕМОНТ и т. д.).
Разработанные ГИПРОАВТОПРОМом нормативы по проектированию
кузнечных и прессовых цехов и заводов являются основными.
Всестороннее изучение основных вопросов проектирования и
создания машиностроительных предприятий является весьма сложной
задачей. Больший объем вопросов, составляющих сущность проекта
завода, требует применения комплекса знаний из различных областей
науки и техники. На основе этих знаний и должны быть найдены
рациональные методы решения указанных вопросов, пригодные для
практических целей проектирования.
8
8
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ЗАВОДОВ
1.1. Основные цели и задачи проектирования.
Стадии проектирования
Основой проекта цеха и завода в целом является технологическая
часть. Решение остальных вопросов: строительный, энергетический,
транспортный, санитарно-технический и т. д. осуществляется на основе
данных и требований технологического процесса.
Вышесказанное позволяет сделать вывод о том, что задачи
проектирования заводов весьма обширны, сложны, многообразны:
сложность и автоматизация технологических процессов и
технологического оборудования; требования, предъявляемые к
выпускаемым изделиям с точки зрения качества, точности, долговечности,
экономичности.
Современный машиностроительный завод является сложным
механизмом, состоящим из большого количества разнообразных по своей
деятельности частей.
Нормальная работа предприятия как в экономическом, так и в
техническом отношении возможна лишь в том случае, когда отдельные
части завода, органически связанные друг с другом, работают четко и
бесперебойно. Такие условия работы могут быть только тогда, когда
предприятие построено по заранее разработанному проекту.
Следовательно, цель проектирования – создание такого комплексного
проекта завода, в котором были бы соответствующим образом поставлены
и решены все задачи, связанные с его будущей деятельностью.
К основным задачам проектирования относятся:
1. Экономические задачи:
установление производственной программы завода;
выбор места постройки завода с учетом наиболее благоприятных
условий снабжения его сырьем, материалами, полуфабрикатом, водой,
энергией, рабочей силой и т. д.;
решение вопросов кооперирования производства;
определение основных и оборотных средств завода, себестоимости
и эффективности затрат и т. д.
2. Технические задачи:
разработка технологических процессов получения заготовок, их
механической обработки и сборки с установлением типоразмеров, и
количества основного и вспомогательного оборудования, необходимого
рабочего времени и потребляемой рабочей силы;
9
9
определение необходимых площадей цехов и размещение в них
оборудования (планировка);
определение энергетических потребностей завода (топливо, пар,
сжатый воздух, вода, электроэнергия);
определение потребности завода в сырье, материалах и
полуфабрикатах;
разработка транспорта, освещения, отопления, вентиляции,
водоснабжения и канализации;
разработка генерального плана завода;
разработка строительных проектов зданий и сооружений;
разработка мероприятий по технике безопасности и охране труда,
ПВО и пожарной безопасности, охрана окружающей среды и др.
3. Организационные задачи:
разработка структуры управления заводом, его отделами и цехами;
распределение функций и установление взаимной связи между
отделами и отдельными должностными лицами административнотехнического персонала;
управление административной, технической и финансово-
хозяйственной частью;
разработка вопросов по организации труда и рациональной
организации рабочих мест;
установление порядка прохождения заказа, документации, форм
отчетности контроля по цехам и всему заводу;
мероприятия по подготовке кадров, обслуживанию рабочих и
созданию благоприятных условий для работы.
При проектировании машиностроительных заводов следует иметь в
виду, что в развитии машиностроения огромное значение имеет
специализация производства и широкая кооперация предприятий.
Проектирование при создании нового, а также реконструкции
действующего предприятия может быть проведено в одну или две стадии.
При одностадийном проектировании разрабатывается техно-рабочий
проект, т. е. технический проект, совмещенный с рабочими чертежами и
сводным сметным расчетом стоимости. Его используют при создании
простых проектов мелких предприятий по типовой документации.
При двухстадийном проектировании отдельно разрабатывают
технический проект со сводным сметным расчетом стоимости и после его
утверждения – рабочие чертежи, которые без утверждения передают
заказчику. Двухстадийное проектирование используют при разработке
сложных и крупных промышленных комплексов; в случае использования
новой, неосвоенной технологии; в случае использования сложных
10
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]