3. Нормирование расхода вспомогательных материальных ресурсов

Материальные расходы, помимо ПМ, перерабатываемых в изделия, включают ряд вспомогательных материалов, необходимых для выполнения ТО. Номенклатура этих материалов весьма многообразна и зависит от вида ТО. Так, на подготовительном этапе выполнения ТП, предусматривающем аппретирование наполнителя, совмещение компонентов ПМ, рулонирование и хранение препрегов, подготовку или изготовление оправок, требуется большое количество растворителей, например, для поддержания концентрации аппретирующих и связующих составов на уровне, заданном соответствующими ТУ; большое количество прокладочных материалов, например, в виде пленок или бумаги, используемых в качестве антиадгезионных слоев при хранении препрегов армированных пластиков; определенное количество смазочных, лако-красочных и растворных материалов, используемых при подготовке оправок и другой технологической оснастки.

Примерами расходных вспомогательных материальных ресурсов на этапе основного производства могут служить:

• при литье под давлением – большое количество сжатого воздуха для очистки форм и воды для поддержания их температуры на заданном уровне;

• при прессовании – помимо сжатого воздуха и в некоторых случаях воды, смазочные антиадгезионные составы для подготовки пресс-форм к очередному циклу формования;

• при термокомпрессионном формовании – сменные эластичные формующие элементы, используемые ограниченное число раз, например, до 10;

• при автоклавном (или вакуумном) формовании – это эластичные (резино-тканые или пленочные) герметизирующие мешки, также подвергающиеся интенсивному термоокислительному старению и выдерживающие ограниченное число заформовок;

• при намотке, кроме вспомогательных материалов, используемых при подготовке оснастки, применяются тканые дренажные слои, липкие ленты для фиксации концов препрегов на оправке и др.;

• при выполнении сборочных операций также необходимы различные вспомогательные технологические материалы, например, при осуществлении сварки плавлением широко используются прокладочные термостойкие антиадгезионные пленки (из полиимида, фторопласта и др. ПМ), предотвращающие налипание расплавленных полимеров на сварочный инструмент (прижимные ролики, пластины, контакты и др.);

• при высокочастотном нагреве ПМ (предварительный нагрев, сварка, сушка) для предотвращения пробоев или интенсификации нагрева также могут применяться различные прокладочные термостойкие ПМ с заданной величиной диэлектрических потерь.

На заключительном этапе выполнения ТП применяются свои вспомогательные материалы, например, различные упаковочные материалы и одноразовая тара, этикетки, липкие ленты, шпагат и т.д.

Некоторые виды материальных ресурсов применяются не только на всех этапах ТП, но и в подготовительно-заключительные периоды, например, ветошь, протирочные и моющие составы.

Методика расчета норм расхода вспомогательных материальных ресурсов в большинстве случаев принципиально не отличается от расчета Нр основных ПМ, поскольку в основе лежит использование расчетной формулы аналогичного вида:

Нр = Q · Hуд , (кг, л или м²) (6.16)

где Q – масса или поверхность объекта производства в кг или м² соответственно;

Нуд – удельная норма расхода вспомогательного материала, например, в кг/кг или кг/м² соответственно.

Для определения Нуд при проектировании ТП обычно пользуются нормативами типовых ТП (ТТП), отраслевых РТМ, ТУ и регламентами на выполнение ТО, паспортами и справочниками на материалы и СТО. Для примера рассмотрим наиболее типичные случаи расчета норм расхода материальных ресурсов /50/.

Пример №1. Определение нормы расхода растворителей. Исходными документами при этом служат:

- чертежи изготавливаемых деталей или сборочных единиц, если растворитель необходим для подготовки (протирки) их каких-либо поверхностей, например, перед сваркой, склеиванием, нанесением лакокрасочных покрытий и в некоторых других случаях;

- регламент или ТУ на осуществление протирочных работ или на приготовление связующего, если растворитель необходим для выполнения данной ТО;

- описание выполнения проектируемой ТО (операционной карты) в составе ТТП;

- существующие нормативы расхода растворителя на единицу обрабатываемой поверхности или массы растворяемого полимерного связующего;

- возможные другие документы, например, график проведения профилактических работ или планово-предупредительных ремонтов.

Например, норматив удельного расхода (Нуд) этилового спирта на протирку поверхностей пластмассовых изделий равен 0,045 л / м² /50/. Тогда при размере обрабатываемой поверхности, например, Q = 0,01 м², искомая норма расхода при однократной обработке поверхности изделия данным растворителем составит Нр = 0,045 · 0,01 = 0,00045 л = 0,45 мл. Нр соответственно увеличится, если операционной картой на выполнение проектируемой ТО предусматривается повторная или многократная поверхностная обработка (протирка).

Пример № 2. Нормирование расхода текстильных вспомогательных материалов.

Конкретную норму Нр определяют в зависимости от назначения ткани, например, в качестве дренажного слоя, прокладки, обертки или ветоши для протирки или полировки каких-либо поверхностей изделий или СТО. Основными методами нормирования расхода тканей являются расчетно-аналитический и опытно-экспериментальный. При этом требуется учет уровня техники, технологии и организации производства.

Расчетное определение Нр осуществляют по формуле:

Нр = Нуд · S/j , м² (или кг) (6.17)

где Нуд – удельный расход ткани на единицу поверхности обрабатываемого объекта (изделия, оправки и др.), м² / м² или кг / м²; S – площадь поверхности объекта, м²; j – кратность использования ткани (устанавливается обычно экспериментальным путем).

Например, требуется рассчитать норму расхода хлопчатобумажной ткани, дважды используемой для протирки деталей при сборке изделия. Пусть экспериментально установленный норматив расхода такой ткани на единицу поверхности детали Нуд = 0,02 м² / м², а обрабатываемая площадь детали (по чертежу и согласно операционной карте) S = 5 м². Тогда Нр = 0,02 · 5 / 2 = 0,05 м².

Примечание. В некоторых случаях нормирования расхода листовых и пленочных материалов методика предусматривает допустимые отходы и потери, образующиеся, например, в результате обрывов, обрезки и т.п. и устанавливаемые экспериментально в условиях конкретного производства. В расчетной формуле это находит свое отражение. Так, норму расхода листовой бумаги на цели упаковки готовой продукции предлагается рассчитывать по формуле:

Нр = Sn · 0.001 ρ · 100 / (100 – Σ n) , кг (6.18)

где Sn – общая полезная площадь бумажной упаковки, м²; ρ – плотность бумаги, г / м² (для перевода в кг / м² умножается на 0,001); Σn = n1 + n2 + n3 - сумма нормативных потерь (в %) из-за срыва, резки и остатков бумаги соответственно.

Пример № 3. Нормирование расхода водных ресурсов.

Норма водопотребления – это максимально допустимое количество воды требуемой чистоты, необходимое для производства единицы продукции установленного качества в определенных организационно-технических условиях производства.

Вопросы рационального использования водных ресурсов регламентируются «Правилами охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» /32/. В машиностроении, где расходуется около 10% общего промышленного водопотребления, нормированию подлежат 3 составляющих – это потребление воды непосредственно для производства продукции, для хозяйственно-питьевых нужд работников производства и сточных вод с учетом их загрязненности и очистки.

Первая составляющая является основной и наиболее емкой. В производстве изделий из ПМ она учитывает расход воды на охлаждение оборудования, оснастки и непосредственно изделий, например, при литье под давлением, экструзии, формовании раздувом в форме и в ряде других случаев. К этой составляющей относится расход воды на промывку оправок, знаков, некоторых изделий перед нанесением покрытий и т.д., а также на приготовление специальных полимерных растворов и эмульсий. Сюда же относятся затраты воды на производство пара, тепла, сжатого воздуха, необходимых для выполнения некоторых ТО.

Вторая составляющая – это расход воды на душевые, поддержание чистоты помещений (причем не только рабочих мест, но и других территорий), резерв для пожаротушения, а также на приготовление пищи в столовой и питье участников производственного процесса (автоматы, фонтанчики и т.п.).

Третья составляющая лимитируется 2-мя граничными условиями – это загрязнение, требующее эффективной очистки воды и и делающее целесообразным создание замкнутого (оборотного) цикла водопотребления, и это использование чистой проточной воды без опасности промышленного загрязнения. При этом основными параметрами, характеризующими загрязнение воды отходами производства являются ПДК – предельно допустимые концентрации вредных веществ, то есть показатели максимальной концентрации, ежедневное действие которых на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений или заболеваний. Наряду с этим Правилами охраны запрещается сброс сточных вод, содержащих ценные отходы, которые могут быть утилизированы, а также тех, которые могут быть использованы в оборотной системе водоснабжения.

Методику определения нормы водопотребления рассмотрим на примере наиболее затратной прямоточной системы водоснабжения производства, когда весь объем воды, потребляемой по трем составляющим потребления, обеспечивается свежей водой. В этом случае расчет индивидуальной нормы водопотребления для S-той продукции осуществляется по формуле:

Нs = Hтех s + Hвs + Hxs , (л/шт, л/кг и т.д.) (6.19)

где Нтех s – индивидуальная технологическая норма основного производства для S-той продукции; Нвs – индивидуальная норма для вспомогательного и подсобного производства (компрессорная, котельная, очистительная станция и т.п.); Нхs – индивидуальная норма хозяйственно-питьевых нужд.

Таким образом задача проектанта ТП состоит в том, чтобы эти нормы определить для выпуска единицы своей продукции.

Нтех s определяют на основе нормативов на технологические нужды с учетом безвозвратного потребления и производственных потерь воды:

ns

Нтех s = Σ Hтех si · Qsi / Ps , (6.20)

i=1

где ns – число технологических операций (ТО), требующих потребления воды; Нтех si – технологический норматив водопотребления i-той ТО (растворение, протирка, охлаждение и т.д.); Qsi – объем выполнения работы в i-той ТО; Рs – объем производства S-той продукции (изделий) в штучном или стоимостном выражении.

Нвs определяют в расчете на единицу услуги вспомогательного и подсобного производств, например, на производство 1т пара, 1 Дж теплоты, 1 кВт·ч электроэнергии, 1000 м³ сжатого воздуха и т.д.: ms

Нвs = Σ Hв sj · Qsj / ps , (6.21)

J=1

где ms – общее число услуг для производства S-той продукции; Нвsj – норматив расхода воды на единицу j-той услуги; Qsj – объем j-той услуги (количество пара, тепла и т.д.).

Нхs учитывает норму водопотребления в санитарных, бытовых и хозяйственных целях. Основой для расчета являются Санитарные нормы и правила (СНИП):

K Qт

Нхs = Σ Hxk · Rxk + Σ Hxq · Tsq / Ps , (6.22)

k=1 q=1

где К – число расходов на хозяйственно-питьевые нужды в расчете на 1-ого работающего;

Нхк – норма на k-тый вид хозяйственно-питьевых нужд (см. СНИП); Rxk – число работающих, использующих k- тый вид расхода воды; Qт – число расходов воды на хозяйственно-питьевые нужды в расчете на единицу занимаемой производственной площади; Нхq – норма расхода воды на q-тый вид хозяйственно-питьевых нужд на единицу территориальной площади; Тsq – общая площадь q-того потребления в производстве S-той продукции.