2.2.3. Режим работы

Режим работы цеха и отделений выбирают в соответствии с нормами технологического проектирования. Принятый режим работы цеха является исходным материалом для расчета технологического оборудования, потоков сырья, производственных площадей и списочного состава работающих.

Режим работы предприятия определяется количеством рабочих дней в году, рабочих смен в сутки и часов работы в смену. Произведением этих трех показателей определяется номинальный годовой фонд времени работы предприятия или отдельных цехов.

На заводах сборного железобетона работа ведется по режиму прерывной недели с двумя выходными днями в неделю в две или три смены. Отделения тепловой обработки (пропарочные камеры, автоклавы) работают в три смены, а све остальные цехи – бетоносмесительные, формовочные, арматурные – в две или три смены. По нормам технологического проектирования рекомендуется две смены с использованием 3-ей смены для ремонта текущего оборудования.

Расчетный годовой фонд времени работы технологического оборудования, на основе которого подсчитывается производственная мощность предприятия, определяется по формуле:

В_р = В_н * К_н

где - В_р - расчетный годовой фонд времени работы основного технологического оборудования, сут.;

В_н – номинальное количество рабочих суток в году;

К_н – соответствующий принятому режиму работы среднегодовой коэффициент использования основного технологического оборудования.

По нормам технологического проектирования предприятий строительной индустрии при двухсменной работе и прерывной неделе с двумя выходными в неделю и с одним выходным днем в конце каждой восьмой недели номинальное количество рабочих суток в году принимается равным 262.

При двухсменном режиме работы и среднем годовом коэффициенте использования основного технологического оборудования К_и=0,943 расчетный годовой фонд работы оборудования составит:

262*0,943=247 сут. Или 247*16=3952 ч.

При трехсменной работе с двумя выходными днями в неделю номинальное количество рабочих часов в год составит: 253 рабочих дня (рабочая неделя 5 дней) по 3 смены с общим количеством часов в сутки – 23 (в утреннюю и вечернюю смены по 7,5 ч. с обеденным перерывом – 30 мин., в ночную смену – 7 часов без обеденного перерыва; 52 субботних дня с одной дневной сменой в 8 ч.

Номинальный годовой фонд - 253×23+52×8=6 235 ч.

Средний годовой коэффициент использования основного технологического оборудования при этом режиме работы принимается равным 0,876. Расчетный годовой фонд оборудования составит:

6 235×0,876=5 462 ч.

Годовой фонд работы тепловых агрегатов – пропарочных камер и сушилок – определяется в соответствии с принятым режимом их работы (в три смены с выходными днями).

Количество расчетных рабочих суток по выгрузке сырья и материалов с железнодорожного транспорта принимается равным 365.

В дипломном проекте при разработке конвейерной технологии следует принять режим работы бетоносмесительных и формовочных цехов, а также отделения тепловлажностной обработки – в три смены.

Вспомогательные цеха и отделения обычно работают в одну смену.

Режим работы основных цехов и годовой фонд работы технологического оборудования должен быть представлен в виде таблицы 2.2.

Таблица 2.2..

Режим работы.

2.2.4. Производственная программа.

Исходя из производительности и принятого режима работы цеха, дипломник рассчитывает производственную программу и ритм выпуска железобетонных изделий. Производственная программа составляется для каждого вида изделий. Соотношение между отдельными видами изделий и марками дается в заданиях или принимается на консультациях. Расчет программы ведется во всех единицах измерения, необходимых для проектирования производства ( м², м³ и др.) и должен быть представлен в виде табл. 2.3.

Таблица 2.3.

Производственная программа.

2.2.5. Сырье и полуфабрикаты.

Дипломник должен выполнить расчеты по выбору вида и количества сырья и полуфабрикатов с учетом номенклатуры изготовляемых железобетонных изделий, технических требований к ним, принятому способу производства и технологии изготовления изделий.

Дипломник должен выбирать такие материалы, которые обеспечивали получение сырьевых смесей и готовых изделий надлежащего качества при наименьших затратах труда и средств. При выборе материалов, в первую очередь, необходимо стремиться к использованию местных ресурсов, не требующих дальних перевозок, а также к использованию материалов, являющихся отходами промышленности.

В расчетно-пояснительной записке на принятые материалы и полуфабрикаты следует привести необходимые технические характеристики, номера ГОСТов и других нормативных документов с требуемыми качественными показателями; при необходимости указать химический и минералогический или вещественный состав материалов. По каждому материалу следует дать наименование завода-изготовителя, для нерудных материалов – наименование карьера (место добычи), а для отходов промышленности – природу отходов и наименование предприятия, где эти отходы образуются. Для каждого принятого материала привести данные об его стоимости.

Расчетам сырья и полуфабрикатов должен предшествовать выбор расхода материала на 1 м³ бетонной смеси необходимо принимать по действующим «Нормам», а также с учетом данных, приведенных в учебной и технической литературе.

Расчет потребности в сырье и полуфабрикатах необходим для определения объемов переработки, грузопотока материалов на складе и в цехах, а также для составления материального баланса производства.

Расчет потребности в материалах с учетом потерь ведется на год, сутки, смену и час работы цехов исходя из установленной производственной программы в те же сроки ( см. табл. 2.3.)

Конечные результаты вычислительной потребности цеха в материалах и полуфабрикатах заносятся в табл. 2.4. , в которой материалы суммируются по видам, маркам и сортам.

Таблица 2.4.

Потребность в сырье и полуфабрикатах.

При расчете потребности сырья необходимо учитывать возможные производственные потери материалов при транспортировании, погрузке, разгрузке, хранении, а также потери технологической переработке.

Потери зависят от масштаба производства, уровня механизации и ее комплектности на складах и при внутризаводском транспортировании материалов.

В расчетах дипломного проектирования величины потерь ориентировочно можно принять следующими:

1. При хранении на складе и транспортировании со склада в бункер смесительного отделения: для цемента 0,3% при пневмотранспорте и 1-1,5% при механическом транспорте; для гравия 1%, щебня 1,5% и песка 2%;

2. При приготовлении бетонной или растворной смеси и транспортировании смесей к месту потребления 0,5-1%;

3. При доставке арматурных элементов и изготовлении арматурных каркасов арматурной стали 3-4%;

4. При формовании изделий, включая потери от брака из обычной бетонной смеси – 1,5%, из ячеистой бетонной смеси 2-2,5%, с учетом срезки горбушки.

На основе ранее вычисленного годового объема готовой продукции с учетом возможного брака подсчитывается объем бетона раствора или иного материала в изделиях, а затем с учетом приведенных выше ориентировочных потерь определяется расход составляющих материалов в год, сутки, смену и час заносится в табл. 2.4.

В данном разделе расчетно-пояснительной записки дипломник должен также привести краткую техническую характеристику топливной и энергетической базы проектируемого завода, данные о производственных связях с другими промышленными предприятиями по линии совместного пользования энергетическими ресурсами.

2.2.6. Производительность по технологическим переделам

Расчет требуемой производительности для каждого технологического передела рекомендуется вести в порядке, обратном технологическому потоку, приняв за исходную величину заданное количество готовой продукции, поступающей на склад предприятия.

Расчет ведется по формуле

П_р= _,

Где П_р – производительность рассчитываемого передела или участка;

П₀ – производительность передела, следующего (по технологической схеме) за расчетным;

Б – производственные расходы и потери от брака, %.

Таблица 2.5.

Расчет требуемой производительности технологических переделов

№ п/п	Наименование изделий и полуфабрикатов	Ед. изм.	Производительность передела
			год	сут.	смена	ч

Результаты расчетов записываются в табл. 2.5. в последовательности, соответствующей технологическому потоку.

2.2.7. Расчет и выбор основного технологического и транспортного оборудования.

Расчет и выбор потребного количества и видов оборудования ведется в соответствии с технологией производства изделий, производительностью по технологическим переделам, параметрам и режимам процессов.

Дипломник выбирает типоразмеры машин и оборудования с учетом следующих общих положений:

- Все машины и оборудование должны соответствовать характеру выполняемых операций с наиболее дешевой продукции с наименьшими трудовыми затратами;

- Выбранные машины и оборудование должны быть одинакового принципа действия – циклического или непрерывного;

- при выборе машины и оборудования наиболее полно должны быть использованы возможности автоматизации, комплексной механизации и поточной организации производства.

Выбор оборудования необходимо начинать с ведущей машины или группы машин, участвующих в основном технологическом процессе. Например для бетонных заводов это будут бетоносмесители и т.п.

Типы и марки машин и оборудования подбираются на основе существующих каталогов, справочников и прейскурантов.

Учитывая возможные простои оборудования, связанные с их ремонтом и переналадкой, необходимо предусматривать резервные, которые в случае необходимости могли бы заменить друг друга.

Выбор подъемно-транспортного и вспомогательного оборудования производится согласно технологической схеме с учетом типоразмеров и производительности ведущих машин и часовой потребности в сырье. Например, типоразмеры дозаторов для бетонного завода подбираются комплектно по каталогам к определенным типоразмерам выбранных бетоносмесителей; типоразмеры ленточного конвейера , подающего со склада в дозаторное отделение заполнители, выбираются с учетом часовой потребности в песке и щебне, определяемой в свою очередь, в зависимости от часовой производительности принятых бетоносмесителей.

Окончательный выбор оборудования осуществляется на основании сопоставления соответствующих технико-экономических показателей их работы и используется наиболее прогрессивное высокопроизводительное оборудование. Основное внимание уделяется расчету и выбору формующего оборудования. Остальные посты должны обеспечивать ритмичность и бесперебойную его работу.

Производительность циклически действующего оборудования определяется по формуле:

где П_п - производительность циклически действующего оборудования

V – объем и количество одновременно формуемых изделий, м^s или шт

К – коэффициент использования оборудования

Т_ц – продолжительность одного цикла.

Производительность оборудования непрерывного действия рассчитывается по специальным формулам, а также по паспортной производительности с поправочными коэффициентами.

Количество единиц такого оборудования М определяется по формуле:

где П_ч – требуемая сменная или часовая производительность выбранного механизма.

При М‹1,1 принимается одна машина, при М›1,1 – две. Производительность питающего оборудования должна на 15-20% превышать производительность обслуживаемого им оборудования.

При размещении основного технологического оборудования, постов, промежуточных складов и др. должна соблюдаться поточность производства в пределах расчетного ритма выпуска продукции.

Характеристики выбранного оборудования заносятся в таблицу 2.6.

Таблица 2.6.

Ведомость оборудования

2.2.8.Расчет производительной мощности технологических линий

В дипломном проекте студент должен с особой тщательностью выполнить расчет производственной мощности запроектированной технологической линии.

Мощность технологической линии с циклическим производственным процессом определяется количеством циклов, выполняемых на линии в единицу времени, и производительностью линии (ее основных агрегатов).

Расчет количества циклов и понятие цикла несколько видоизменяется в зависимости от способа организации производственного процесса. Так, для линии с агрегатно-поточной схемой производства, за расчетный цикл принимается рассмотренная выше длительность элементного цикла; для стендовых линий, линий вертикальных кассетных установок - за расчетный цикл принимается длительность всего технологического цикла не стенде или полный оборот стенда, кассет. Для конвейерных линий импульсного действия за расчетный цикл принимается ритм конвейера. Мощность конвейерных технологических линий с непрерывным производственным процессом определяется длиной пути, пройденного конвейером в единицу времени (скоростью конвейера) и объемом продукции, выдаваемой с единицы пройденного пути.

Ниже приводятся особенности расчета и расчетных формул в зависимости от принятого способа организации технологического процесса на линии.

Для изделий, изготовляемых методом формования, в качестве ведущего элементного цикла, по которому определяется производительность линии, принимают длительность цикла формования. Длительность этого цикла является основным расчетным параметром агрегатно-поточных циклов.

Разовая производительность поста формования зависит от количества одновременно формуемых изделий в обычных или специальных кассетных формах.

Для агрегатно-поточных линий годовая (суточная) производительность линии или формующего агрегата (в случае установки одного формующего агрегата на линии) может быть определена по формуле

или

где П_с П_г – годовая и суточная производительность линии (агрегатов), м³, шт.;

; - расчетное количество циклов формования, год, сут.;

В_р – расчетный фонд времени работы оборудования, сут.;

h – количество рабочих часов в сутки.

В случае если на формовочном посту в течении года формуются изделия разного размера (объема) и в разном количестве одновременно, общая годовая производительность линии определится как сумма количества формований каждого виды изделий и объема одновременно формуемых изделий в каждом случае:

П_г=Ф₁*А₁+Ф₂*А_2……+Ф_н*А_н

Где Ф₁Ф_2…..Ф_н – количество циклов формования по каждому виду изделий в год;

А₁А_2……А_н – разовая производительность цикла формования по каждому виду изделий.

В связи с тем, что длительность элементных циклов на различных постах агрегатно-почтовых линий весьма различна, необходимо для сохранения равномерного потока выпуска продукции на линии обеспечить одинаковую пропускную способность всех постов линии, равную таковой на ведущем формовочном посту, принимая для этого различное количество параллельно работающих агрегатов соответственно разной длительности циклов.

Расчет количества параллельно работающих агрегатов Nai на различных постах линии производится по формуле

Nai= ,

Где Т_ц.i. – длительность элементного цикла на i – том посту линии;

Т_ц.ф. – принятая длительность цикла на посту формования;

Q_ф – количество одновременно формуемых изделий;

Q_i - количество одновременно обрабатываемых изделий.

Так, для нахождения параллельно работающих агрегатов на других постах линии, например постах армирования, тепловой обработки, отделки и др., необходимо рассчитать соответственно длительность элементных циклов на этих постах и определить количество одновременно обрабатываемых изделий на одном агрегате.

В связи с тем, что вычисленное по формуле количество параллельно работающих агрегатов округляться до ближайшего целого числа, возникает некоторая фактическая недогрузка агрегатов по сравнению с расчетной, для учета этой недогрузки определяется коэффициент их использования, который должен быть по возможности ближе к единице.

Для длинных и коротких стендовых линий, а также вертикальных кассетных форм (установок), где, как правило, операции совершаются последовательно, а не параллельно, основным расчетным параметром служит длительность всего технологического цикла изготовления изделий на стенде, или в кассетной установке, т.е. длительность одного оборота стенда. В качестве второго расчетного параметра вместо разовой производительности формующего агрегата в данном случае принимается общее количество одновременно формуемых изделий на стенде; для кассеты – это общее количество изделий во всех отсеках кассетной формы.

Необходимо запроектировать предварительно рациональную раскладку изделий на длинном стенде или в кассете, для того, чтобы получить наиболее высокую разовую производительность установки.

В общем виде расчетная формула для определения производственной мощности длинных и коротких стендов, производительности кассетных установок и термопакетов аналогична формуле для агрегатнопоточных линий. Но вместо общего количества циклов формования в формулах для стендов и кассет приводится либо длительность одного оборота, либо количество оборотов кассетных установок, термопакетов в сутки.

Так, годовая производительность длинного и короткого стенда может быть определена по формуле:

где В_р*h – годовой фонд времени работы оборудования, ч;

Т_ст – длительность одного оборота стенда, ч;

n – число изделий, одновременно формуемых на стенде;

V – объем каждого изделия, м³.

Годовая производительность кассетной установки определяется по формуле

где - расчетный годовой фонд времени работы оборудования, сут.,

- количество оборотов кассетной установки в сутки;

- количество отсеков кассетной установке и термоформ в пакете;

- объем изделий одновременно формуемых в отсеке кассетной формы, м³

- коэффициент заполнения рабочих отсеков кассеты.

Для стендовых и кассетных установок, когда длительность каждого оборота определяется несколькими часами и, когда параллельно работают несколько установок со сдвинутым по времени графиком, наиболее удобно определять количество циклов формования путем построения соответствующих недельно-суточных графиков циклограмм работы.

Расчеты производства на конвейерных линиях импульсного типа с одинаковым по длительности выполнением операции на всех его постах мало чем отличаются от рассмотренных ранее расчетов. Принятая длительность выполнения операций на каждом посту со временем, необходимым для перемещения объекта производства на расстояние между двумя смежными постами, определяет ритм конвейера, с которым выпускаются готовые изделия.

Поскольку на одном и том же конвейере могут в течении года готовиться изделия разных типов, размеров и конфигураций, ритм выпуска каждого из таких изделий можетбыть различным, поэтому для расчетов годовой производительности оперирует средним ритмом конвейера, который может быть определен как средневзвешенный годовому выпуску каждого из видов изделий.

Отсюда при ранее запроектированном ритме конвейера может быть определена его годовая производительность по формуле

где Р_с – среднегодовой ритм конвейера, мин;

V – объем одного изделия, м³;

α- Коэффициент, учитывающий уменьшение расчетного времени на переналадку конвейера при переходе с одного вида изделия на другой.

Годовая производительность конвейера непрерывного действия:

α- Коэффициент, учитывающий уменьшение расчетного времени на переналадку конвейера при переходе от одного изделия к другому.

L+Δl – расстояние между осями двух смежных изделий, включая толщину разделительных перегородок между ними, м;

V – объем одного изделия, м³.

2.2.9. Расчет складов

Складское хозяйство завода по производству сборного железобетона обычно включает в себя склады цемента, заполнителей, арматуры, склад готовой продукции, а также центральный материальный склад, склад горюче-смозачных материалов и некоторые специальные склады.

Тип склада и вид применяемого погрузочно-разгрузочного и складского оборудования должны выбираться с учетом местных условий, характера складируемого материала и вида внешенго транспорта.

При определении экономической эффективности различных схем организации складского хозяйства дипломник должен учитывать, что сокращение потерь материалов в процессе их транспортирования, выгрузки и хранения дает значительный экономический эффект.

При расчете площади или емкости склада необходимо всемерно стремиться к их сокращению, что, в свою очередь, обусловлено оптимальным количеством материалов, хранящихся на складе.

Предусмотренные на складах запасы материалов должны полностью компенсировать неравномерность работы предприятия, транспортных средств и поставщиков.

В дипломном проекте завода железобетонных изделий рекомендуется привязывать типовой склад цемента, вместительность которого должна обеспечивать запас цемента на 7-10 расчетных рабочих суток при поступлении железнодорожным транспортом и 5-7 суток – автотранспортом; количество емкостей должно быть не менее 4.

Типовые склады заполнителей вместимостью от 3 до 9 тыс. м³, предназначенные для железобетонных изделий, , выбираются дипломником с учетом норм технологического проектирования.

Склады готовой продукции на заводах железобетонных изделий выполняются в виде крановых эстакад. Запас готовых изделий принимается на 10-14 расчетных рабочих суток.

При компоновке склада обычно принимают несколько пролетов по 18 или 24 м, примыкающих к торцу главного корпуса.

2.2.10. Расчет численности работающих.

При проектировании завода железобетонных изделий дипломник должен определить общую численность по категориям: производственные рабочие, вспомогательные рабочие, инженерно-технические работники, служащие, младший обслуживающий персонал и др.

Расчет состава производственных рабочих производится по каждому цеху (пределу) отдельно. Для определения количества рабочих последовательно рассматривают каждую технологическую операцию по технологической схеме и устанавливают потребное число рабочих, минимально необходимое для нормального обслуживания агрегата, станка, рабочего места. При определении потребности цеха в производственном персонале следует руководствоваться типовыми проектами данных производств, технологическими картами на выполнение отдельных операций, нормативами и тповыми нормами времени на производство данного вида изделия.

К цеховому персоналу относятся: начальник цеха, мастера, механики, лаборанты, кладовщики, уборщицы и др.; к производственным рабочим – мотористы, операторы, машинисты, бетонщики, арматурщики и др.; к вспомогательным рабочим – слесари, электрики, смазчики, транспортные рабочие и др. Численность цехового персонала составляет 8-15%, а вспомогательных рабочих – 40-50% от численности производственных рабочих.

Штатную ведомость цеха рекомендуется приводит в форме табл. 2.7.

Табл. 2.7.

Штатная ведомость цеха

2.2.11. Контроль производства

В этом разделе дипломник должен привести основные положения по организации контроля качества сырья, технологического процесса и качества готовой продукции.

Основные этапы производственного контроля:

- за качеством производственного сырья, полуфабрикатов, топлива, вспомогательных материалов при приемке, хранении и употреблении в производстве;

- контроль и обеспечение строгого выполнения технологических требований на каждой операции производственного процесса;

- контроль качества и комплектности выпускаемой предприятием продукции, соответствие ее чертежам, стандартам и ТУ.

Контроль производства записывается в таблицу 2.8. в порядке последовательности технологических процессов.

Таблица 2.8.

Технический контроль качества производственного сырья, технологического процесса и качества готовой продукции.