§ 89. Планировка цеха

Принципы планировки цехов листовой штамповки зависят от ряда технических и экономических соображений, возникающих при проектировании процесса изготовления штампованных деталей. Одним из общих принципов является принцип поточного движения заготовки и полуфабриката в процессе обработки, так как отключение от потока обычно осложняет, организацию производства и внедрение средств 'механизации и автоматизации в технологические процессы. Работа потоком целесообразна не только в условиях массового и крупносерийного производств, но и в условиях работы мелкими сериями, если созданы возможности поточного прохождения деталей по прессам.

В условиях цехов листовой штамповки работа потоком дает ряд особо ощутимых производственных преимуществ Нужно учитывать, что высокая производительность процессов при отсутствии потока приводит к быстрому скоплению большого количества межоперационного полуфабриката, так как независимо от объема производства детали обычно запускаются в работу крупными партиями в целях лучшего использования рабочей силы и оборудования и сокращения простоев при переналадках прессов. Это в свою очередь вызывает необходимость хранения значительных количеств деталей в виде межоперационных заделов, что требует больших резервов производственной площади и промежуточных складов.

Поточная работа в штамповочном производстве может осуществляться -индивидуальной или групповой передачей обрабатываемых деталей с одной операции на другую. Индивидуальная передача деталей применяется главным образом для крупногабаритных деталей, которые из-за громоздкости не могут иметь промежуточного складирования на рабочих местах.

Планировка цеха должна обеспечить наиболее удобные условия для работы и экономного использования площади. Недопустимы как излишества, так и ничем неоправданные заниженные размеры площади. Многолетняя практика работы листоштамповочных цехов показала, что принятые прежде нормы и площади на один пресс были занижены. В цехах создавались теснота и скученность, невозможно было обеспечить правильную, научно обоснованную организацию труда, поточность производства. Не хватало места для металла, -заготовок, полуфабрикатов, готовых деталей. Негде было разместить штампы. В результате, вместо экономии получалось удорожание продукции и снижение ее качества. Это особенно необходимо иметь в виду теперь в связи с автоматизацией и механизацией производства.

При автоматизации и механизации производственных процессов и правильной организации труда значительно увеличивается съем продукции с единицы оборудования, а это требует большей площади на единицу оборудования, так как увеличивается количество перерабатываемого металла и, следовательно, необходимы большие площади для металла, заготовок, полуфабрикатов и готовых деталей. Увеличивается количество используемого инструмента (штампов), для хранения которых необходима в цехе площадь. Сами средства автоматизации и механизации также занимают место в цехе. Прессы, оснащенные средствами автоматизации и механизации и выдвижными столами или плитами, требуют гораздо больше места, чем не оснащенные прессы.

При планировке цеха массового и крупносерийного производств должны быть также обеспечены условия для возможности быстрого перехода к выпуску новой или модифицированной модели изделия без остановки существующего производства, так как продукция, на которую проектируется цех, не останется длительное время без изменений. В ряде случаев для этого могут потребоваться дополнительные площади и оборудование.

Из изложенного ясно, что при проектировании цеха нельзя заранее во всех случаях задаваться твердо установленными нормами площади на единицу' производственного оборудования. Размеры площади должны не заранее задаваться, а получаться в результате тщательно продуманной планировки цеха, сопоставления нескольких вариантов и технико-экономических расчетов. Только технико-экономический расчет может дать оптимальное решение. Нормы же площади следует рассматривать как ориентировочные для предварительных расчетов.

Новым методом планировки цехов листовой штамповки является метод микропланировок, предложенный Г. Н. Ровинским. Этот метод позволяет ускорить проектирование цехов за счет применения типовых планировок участков цеха, оснащенных прессами различных типоразмеров и с различной степенью автоматизации и механизации технологических процессов [40].

Расположение прессов зависит от ряда факторов: объема и типа производства, номенклатуры и габаритов деталей, принятой поточности технологического процесса, степени автоматизации и механизации, характера используемого материала (прерывный, непрерывный, штучные заготовки) и т. д. Прессы в цехе могут быть размещены последовательно (рис. IX.36, с, IX.37,'a, IX.38, а), фронтально (рис. IX.36, б, IX.37, б), а мелкие прессы, кроме того, диагонально (рис. IX.38, б) и в шахматном (рис. IX.38, б) порядке. Средние открытые прессы (усилием до 2500 кН) иногда также размещают диагонально. Диагональное размещение прессов оказывается особенно удобным при полной их автоматизации, когда для штамповки используют ленту. Вопрос о выборе фронтального или последовательного размещения прессов рассмотрен в § 81.

При планировке цеха следует учитывать различие в технологических, процессах (особенно при массовом и крупносерийном производствах) между цехами крупной и средней штамповки и цехами мелкой штамповки, если в качестве исходного материала используется непрерывный материал. В цехах крупной и средней штампбвки отрезка от рулона или вырубка из него заготовок осуществляется на специальных автоматических установках, размещаемых обычно в заготовительном отделении, и на линии прессов поступают уложенные в пачки штучные заготовки. На штамповочные же участки мелких цехов лента в виде рулонов, если ее ширина соответствует размерам заготовки под деталь, поступает непосредственно со склада металла, минуя заготовительное отделение, и штампуется на прессах этих участков, снабженных автоматическими подачами. И только лента, ширина которой больше, чем это нужно для отдельных деталей, распускается (разрезается) в заготовительном отделении на многодисковых (роликовых) ножницах на узкие ленты требуемой ширины. Но существуют также установки, состоящие из разматывающего устройства и автоматизированного пресса, на котором можно штамповать среднегабаритные детали (по две — четыре детали одновременно) непосредственно из широкорулонного материала. Такие установки фирмы «Инноченти» (Италия) имеются, например, в прессовом производстве ВАЗа. Эти установки размещают не в заготовительном отделении, а в штамповочных пролетах цеха. Раскрой листового металла во всех случаях производится в заготовительном отделении.

Рекомендуемые расстояния между прессами при различном их расположении и между элементами здания приведены в табл. IX.45. В зависимости от конкретных условий они могут быть и другими. Необходимо, однако, устанавливать прессы на таком расстоянии от элементов зданий, чтобы они могли обслуживаться мостовыми кранами, учитывая наличие у последних мертвых зон (см. гл. VII), а также чтобы оставалось достаточное место для выдвижных столов или плит (см. табл. IX.23), если прессы ими снабжены, для чего также должны быть обеспечены требуемые расстояния между самими прессами.

В настоящее время наблюдается тенденция к увеличению ширины пролетов цехов особо крупной, крупной и средней штамповки до 30 м, ибо при ширине 24 м трудно обеспечить достаточно удобные проезды между прессами с выдвижными столами при двухрядном расположении крупных прессов в пролете. Такие же трудности возникают и при проектировании штамповочных отделений, в которых предусматривается централизованная система автоматизированной смены штампов. В прессовом производстве ВАЗа, размещенном в здании с шириной пролетов 24 м, автоматизированная смена штампов по этой причине организована только у одного ряда прессов в каждом пролете (см. рис. IX.28), причем, как указывалось, концы столов с рольгангами, по которым перемещаются штампы, поворотные. Это позволило при двухрядном расположении прессов обеспечить достаточную ширину проездов между ними. Прессы в этих пролетах расположены последовательно (см. рис. IX.18, г). Смена штампов осуществляется через боковые проемы в станинах (см. рис. IX.29).

Листоштамповочные цехи автомобильных заводов, построенные сравнительно недавно за рубежом, имеют ширину пролетов 30 м. Ширина пролетов 30 м, например, у прессовых цехов фирмы «Рено» в Гавре

Таблица IX.45

Расстояние между прессами, прессами и элементами здания и проездами для пролетов шириной 24м (по Гипроавтопрому)

(Франция), фирмы «Ситроен» в Манне (Франция), фирмы «Фольксваген» в Вольфсбурге (ФРГ), фирмы «Форд» в Кельне (ФРГ).

Применение пролетов шириной 30м, для листоштамповочных цехов целесообразно при двухрядном последовательном расположении прессов (см. рис. IX. 18, г) в следующих случаях: а) при длине столов прессов у обеих параллельных линий слева направо 2,5...2,8 м, если у прессов обеих линий столы выдвигаются в обе стороны через боковые проемы в станинах этих прессов; б) при длине столов прессов у обеих параллельных линий слева направо 3,5 м, если при этом у прессов обеих линий столы выдвигаются через боковые проемы в их станинах только в одну сторону (в сторону проезда или в сторону колонн пролета); в) если у одной из двух параллельно расположенных линий прессов длина столов слева направо 2,5...2,8 м, а у другой линии прессов 3,5м, причем через боковые проемы станин прессов у первой линии столы выдвигаются в обе стороны, а у второй линии только в одну сторону; г) при длине столов прессов слева направо 4,5 м у обеих параллельных линий прессов при условии, что столы у всех прессов выдвигаются в направлении фронта или тыла прессов.

Приведенные в табл. IX.45 расстояния между прессами и прессами и элементами здания в поперечном направлении пролета относятся только к пролетам шириной 24 м. Для пролетов шириной 30 м они должны быть увеличены. При двухрядном последовательном расположении прессов с длиной столов слева направо 2,8...4,5, м для 30-метровых пролетов они могут быть приняты (см. рис. 36, а).

А = 6... 8 м, А₁= 14... 18 м,

а при трехрядном расположении прессов (см. рис. 37, а) с длиной столов у прессов 1,5...2,5м.

А =4,5...5м, А₁= 10 ...10,5 м.

Фронтальное расположение крупных и средних прессов в пролетах шириной 30 м нецелесообразно. При фронтальном расположении таких прессов наиболее приемлемы пролеты шириной 24 м.

Чтобы обеспечить одинаковую ширину всех пролетов одного направления в здании прессового корпуса (цеха), в котором она принята для пролетов с крупными прессами равной 30 м, такая ширина должна быть также принята и для всех остальных пролетов этого направления, в которых размещаются цехи (отделения) средней и мелкой штамповки и вспомогательные подразделения.

Установки для автоматической подачи ленты к мелким и особо мел-кдм прессам часто снабжаются правильной машиной (рис. IX.39), для которой требуется дополнительная площадь. В этом случае для прессов с автоматической подачей ленты нужны большие расстояния, чем указано в табл. IX.45. Соответствующие расстояния приведены в табл. IX.46.

Таблица IХ.46

Размеры между центрами ползуна пресса, рулонодержателями и правильной машиной

Усилие прессов, кН, не более	Размеры, мм, по рис. IX.39
	а	б	в
160 400 1000 2000	1400 1400 1700 2000	1200 1600 2000 2400	1000 1400 1700 2000

Крупные и средние прессы часто устанавливают на этажные фундаменты" (подвал или наземный первый этаж, рис. IX.40). Рекомендуемые длины этажных фундаментов и длины пролетов, в которых размещаются линии прессов, установленные на такие фундаменты, приведены в табл. IX.47. Длины фундаментов в этой таблице определены исходя из возможности установки на фундаменте наибольшего количества прессов при крупносерийном или массовом производствах в зависимости от количества закрепленных за линией деталей [7].

При планировке цеха должны быть предусмотрены проезды и проходы, обеспечивающие беспрепятственное перемещение грузов и безо-

Таблица IX.47

Длина подвальных фундаментов и пролетов

Количество деталей, закрепленных за одной линией прессов		Размеры, м, по рис. IX.40
Крупные прессы	Средние прессы	Длина фундамента lФ	Длина пролета lП
4... 10 >10	6... 15 >15	54...60 54...60	96...108 108...120

Примечания:1. Длины фундаментов и пролетов-ориентировочные При большом количестве закрепленных деталей может потребоваться увеличение этих длин. 2. При размещении склада штампов.средств, механизации и другой оснастки в других пролетах длина пролетов 1П может быть принята равной 72 и 84 м.

пасное движение людей. Соответствующие нормы приведены в табл. IX.48 (рис. IX.41).

Таблица IX.48

Ширина цеховых проездов и проходов и их расстояние от элементов здания и оборудования (по Гипроавтопрому)

Наименование	Обозначение на рис. IX.41	Размер, м
Главные (магистральные) цеховые проезды ……………….. Проезды между линиями: крупных прессов……………………………………………….. средних прессов……………………………………………. мелких прессов ……………. Проезды между отделениями и участками ………………… Переход в цехе для людей………………………….…………. Расстояние от границы проезда до элементов здания…… Расстояние от границы проезда до оборудования…………..	v v1 v2 v3 d r	6 4...5 3...3.5 2,5...3 4 2 0,2...0,3 0,4...0,5

Расположение оборудования в заготовительном отделении. Заготовительные отделения листоштамповочных цехов почти всегда размещаются в поперечном пролете здания, если цех занимает отдельное здание. В этом же пролете устраивают склад металла и предусматривают железнодорожный ввод. Ширина поперечного пролета в зависимости от объема производства 24, 30 или 36 м (см. табл. IX.42). При очень крупных масштабах производства, например, на ряде современных автомобильных заводов заготовительное отделение листоштамповочного цеха вместе со складом металла может занимать два поперечных пролета шириной по 24 м каждый. На рис. IX.42 показаны, а в табл. IX.49 приведены размеры (ширина) заготовительного отделения, складов металла и заготовок, проездов и железнодорожного пути с разгрузочной площадкой при размещении в одном (а) и двух (б) поперечных пролетах [7].

На рис. IX.43 показано расположение оборудования для раскроя листового металла в заготовительном отделении в одном поперечном пролете. Поточные линии, на которых производится раскрой металла, расположены таким образом, что ножницы находятся в основных (продольных) пролетах цеха листовой штамповки в зоне, обслуживаемой мостовыми кранами этих пролетов, а устройства для приема пачек ли-

Таблица IX.49

Параметры заготовительного отделения и складов металла цеха листовой штамповки

Наименование	Обозначение (см. рис.IX.42)	Размеры, м
		при расположении в одном пролете шириной 36 м	при расположении в двух пролетах шириной по 24 м
Железнодорожный путь и разгрузочная площадка………………………………….. Склад металла…………………………….. Проезды…………………………………… Заготовительное отделение со складом заготовок…………………………………… Заготовительное отделение……………… Склад заготовок……………………………. Расстояние между штабелями металла при погрузке и транспортировании: мостовым краном погрузчиком	ω ω1 ω2 ω3 ω4 ω5 а b	8...10 12...14 4 10...12 — — 0,8...1 2,5...2,7	8...10 14...16 4 — 10...12 4...6 — —

стовой стали со склада металла находятся в поперечном пролете, обслуживаемом мостовыми, кранами поперечного пролета. Расстояния А; AI и Б принимаются такими, чтобы ножницы и тележки могли обслуживаться мостовыми кранами. Расстояние Г должно быть не меньше 2000 мм, чтобы обеспечить условия для безопасной работы обслуживающего персонала и возможность монтажа, демонтажа и ремонта оборудования.

Раскрой широкорулонного материала производится на автоматических линиях. Эти линии во многих случаях целесообразно располагать частично в поперечном пролете заготовительного отделения, а частично в продольных (штамповочных) пролетах цеха листовой штамповки (рис. IX.44). При этом пресс, на котором вырубают или нарезают заготовки, находится в основном пролете, а рулонодержатель с разматывающим устройством и правильной машиной — в поперечном пролете и обслуживаются мостовыми кранами соответствующих пролетов, что обеспечивается соответствующими расстояниями их от элементов здания: А =5^6000 мм, AI=F 1550...2000 мм. Механизмы и устройства линии, не требующие для своего монтажа и обслуживания грузоподъемных средств, находятся вне зон обслуживания мостовыми кранами.

В тех случаях, когда автоматическую линию для раскроя широкорулонного материала полностью размещают в поперечном пролете, ее следует располагать параллельно оси этого пролета, вблизи внутренних колонн, смежных с колоннами продольных пролетов, но вне мертвой зоны мостового крана. Транспортировка заготовок с этой линии и от другого раскройного оборудования в продольные пролеты в этих случаях производится авто- или электрокарами или на тележках, причем иногда по узкоколейным рельсовым путям.

Иногда автоматические линии для раскроя широкорулонного материала и все другое заготовительное оборудование полностью размещают в продольных пролетах, как это, например, предусмотрено в проекте прессового корпуса АЗЛК, разработанного Гипроавтопромом. Здание корпуса двухэтажное (рис. IX.45). Нижний (наземный) этаж служит фундаментом под прессы. В нем размещены транспортеры для удаления листовых отходов, вентиляционные камеры, трансформаторные подстанции, а также (по периметру) некоторые производственные участки (изготовление деталей из профилей, исправление дефектов и др.). На втором этаже в продольных пролетах (их двенадцать) шириной 30 м размещены штамповочные цехи и все заготовительное отделение. Поперечный пролет шириной 36 м с железнодорожным вводом предназначен для склада металла. Подача металла в продольные пролеты осуществляется мостовыми кранами поперечного пролета, для чего предусмотрена площадка IV, с которой металл напольным транспортом доставляется в продольные пролеты.