鋁合金板材生產設備負荷計算和車間平面布置分析案例1生產工藝流程定額卡與金屬平衡1.1生產工藝流程定額卡的編制1.1.1生產工藝流程定額卡定義生產工藝定額卡(processcard)的主要內容是和生產工藝有關的，計算消費定額。在本設計中，我們要步驟簡潔、設備安全，科學技術和熟練的操作經驗來支撐我們本次工藝的完成，高產量和低成本。這就要求設計師深入現(xiàn)實，進行調查研究，獲得足夠的實際數(shù)據和信息，進行科學的分析和合理的設計。1.1.2損失廢料(1)燃燒損失:氧化燃燒損失為1~5%。(2)溶解損失:酸、堿或化學處理時的損失。0.1~1.0%(3)幾何損耗:切割頭、尾、切邊(車、鋸、鏟)1~10%(4)過程損失:指各工序中因為設備、工具、技術操作、表面介質等問題導致的質量不合格、技術損失的產品等。如欺詐、漏電、滾壓、卡紙、卡鋼、過差、波形、滾壓失真、腰細、耳細、性能不達標等。由于產量直接影響生產成本，在實際生產中應采取措施提高產量，主要從工藝、設備、原材料和管理(操作)四個方面。在編制工藝流程定額卡時，我們要特別注意一下幾何損耗的浪費和工藝損耗的浪費(技術浪費)。幾何廢料是加工過程中不可避免的由形狀或邊緣與產品前后關系造成的廢料；但如果工藝安排合理，工藝就會減少損失。工藝浪費主要是由于操作、設備和工具或周圍條件的不足造成的，我們應當盡量避免。無論出現(xiàn)什么樣的浪費，都會出現(xiàn)產量產量變少，工藝的不完美。因此，在生產中，我們要謹慎，從而避免這是浪費的發(fā)生。工藝流程配額卡詳見附表1.2編制金屬平衡表金屬資產負債表是生產工廠在一定時期(通常是一年)的收入和支出，即投入和產出。金屬平衡表的目的是確定滿足年度計劃生產所需的材料數(shù)量。主要工作是計算產成品率，然后準備金屬資產負債表。產量是成品重量與進料量的百分比。即每噸原料可用于生產合格產品的重量百分比。其計算公式是：(5-1)(4)式中：——成品率，%；——投料量（原料重量），t；——金屬的重量，t；成品率也是一項工藝流程重要指標。成品率反映了生產組織管理和生產技術的水平。成品率應要依照以往車間工藝的成品率來確定，并結合自己的車間車間工藝具體條件來確定。2設備負荷計算2.1工作制度和年工作臺時確定2.1.1工作制度車間的工作制度主要是看車間主要的設備的工作效率來確定的。通常有兩種形式:連續(xù)工作制——雙休日不停工。3.1.2設備工作臺的確定(1)設備年工作時間設備年工作時間=年工作日×班次×每班工作時間。(2)設備小時系數(shù)考慮到大修(通常每2至4年)和中修(通常每1至2年)損失的時間，生產的有效時間因素稱為設備時間因素(3)設備運行系數(shù)生產的有效時間因素稱為設備運行因素，它考慮了換班、換刀、品種變化、設備調整、材料等待和工人生理需求的時間損失(注:部分設備采用機器時間系數(shù))。(4)設備利用率設備利用系數(shù)是設備時間系數(shù)和設備運行系數(shù)的乘積。設備年實際工作時數(shù)=設備年基數(shù)×設備利用率系數(shù)熔鑄設備年實際工時=343×24×設備利用率系數(shù)壓力加工車間設備實際工作時數(shù)年=246×24×設備利用率系數(shù)加工設備每年實際工作小時數(shù)=246×24×設備利用率。2.2設備負荷能力的計算2.2.1設備小時生產定額以表示：(6-1)2.2.2設備完成年計劃產量所需臺時設備完成年度計劃產量所需單位時間的計算公式如下u：(6-2)式中：——年計劃產量，t；——設備小時生產定額，t/h；——設備利用系數(shù)；2.2.3設備完成年計劃產量臺數(shù)計算：：(6-3)(7)式中：——設備年實際工作臺時總數(shù)；——同前。在實踐中，使用的設備數(shù)量應該是一個整數(shù)。2.2.4車間設備負荷率的確定如果設備負荷大于0.9甚至到了1.0，這顯示負荷太重。這樣的話，我們就應該考慮增加設備的數(shù)量一般來說，設備的負載率應該在0.7到0.85之間。本設計設備負荷計算表見附表。本設計設備清單詳見附表。3車間平面布置3.1車間布置應遵循的原則車間布局主要是指根據選定按照的生產工藝確定的設備設施布局。布局的合理，對設備的性能、工人的操作安全、生產周期的長短和生產率等都有很大的影響。所以要從實際出發(fā)，將功能發(fā)揮到最大。車間布置原則:(1)滿足生產工藝要求，使生產合理。(2)它不僅有利于生產，所需空間小，運輸方便，簡短工藝時間，提高效率(3)操作方便，安全生產。(4)人行道和金屬線平行，避免了金屬流線的交叉和金屬廢料等材料的運輸。(5)考慮未來的發(fā)展，為其預留空間。3.2金屬流程線的確定金屬流線是指各種產品從原材料到成品的流水線。所選設備設施應布置在相應工藝的工藝線上，同時考慮中間堆場和運輸。常見的金屬流線如下:(1)直線:在生產和運輸持續(xù)方面相對來說是很科學的，這對于連軋機來說。但由于廠房長度的限制，經濟上不科學，成本大。(2)直線走線式:適用于管道車間，自由流動。(3)鋸齒型:適用于多跨車間，節(jié)省車間。(4)徑向式:用一臺設備加工后，用后再用兩臺設備加工。(5)融合型:由兩個以上相同設備加工后，再由一個設備進行再加工。(6)超量型:精加工段。(7)分支類型:設備數(shù)量少，使用時間長的品種。本設計采用曲線型。等等。3.3設備布置在設計車間布局時，應首先準備好包括生產區(qū)、輔助區(qū)、包裝、操作間、電力系統(tǒng)操作室、客廳和辦公室在內的布局。我們也要對方案進行對比，最后選擇一個最佳方案。在圖中，依照技術要求來操作設備。主要從以下幾個方面:（1）設備之間的距離可以憑經驗確定。(2)軋機應布置在前軋跨距內，電機要單獨的放在主電氣室里面，高壓泵站也要單獨一室，但不要離軋機太遠。①軋鋼車間的成排軋機、連軋機機架、加熱爐和軋機之間的距離、軋機前后輥道的長度,軋機和剪切設備之間的距離,和設備之間的距離應該決定根據軋件長度在每一個階段,同時適應軋件的數(shù)量和一些特殊的技術要求。連軋機機架之間的距離主要取決于設備是否安裝、是否換輥、是否大修等特殊工藝來要求的。②管材車間還根據產量、長度以及技術要求，確定擠出機、拉絲機、冷軋機和輔助設備的對應位置。③布置設備時，不要放置在起重機夠不到的地方，但必須要和車間腳注邊緣維持一定距離。④為確保人身安全，方便安裝和維護，請離開操作區(qū)域。3.4確定倉庫面積的原則(1)要確保生產工藝正常進行，不要因為一臺設備短時間停機而停止其他設備。要規(guī)定不同用途的車庫所儲存的時間。(2)各種修理、檢驗、標記和包裝所需的面積，起重機不同起吊方式所需的面積，建筑結構限制所需的面積，應在毛坯之間預留，一般按系數(shù)考慮。(3)坯料或半成品的堆放高度不得超過地板所能承受的最大重量。(4)其他特殊要求和經濟核算等。3.5其他設施的布置(1)控制臺位置的布局控制臺是部分設備的控制中心。它的面積和位置主要根據操作人員的工作條件和設備的機械化、自動化程度來確定。在確定它的位置時，我們應該參照以下技術要求:操作臺應放置在被控設備的中心，就是功率負荷集中的地方，這樣會大大縮短導線的長度，利于操作者看到被控設備和加工過的材料。一般操作人員所在位置距觀測地點不應超過15米。①當一個普通控制臺由許多設備組成時，它的位置應在這些設備的適當位置或靠近主要設備。②控制臺應該盡量不占用車間的有效區(qū)域。如果沒有強制規(guī)定，控制臺需要放置在立柱之間。軋機車間的主軋機有時使用支座，它的位置應盡可能在軋機旁邊。操作人員可以容易看到軋件的入口，軋件的一端或兩端應設有起重機運行的運輸通道。(2)主電室布置主電氣室布局主要有兩種類型:一種是與主跨分開的獨立主電氣室，是一個獨立的系統(tǒng)，室內的面積很大，通風好。電機和控制系統(tǒng)有很好的運行條件，但是需要單獨的起重機，這需要很大的投資。另一種是主電氣室放在主跨內，不需要設置吊車和廠房，節(jié)省投資，但是里面的工作環(huán)境較差。從實際生產來看，大部分軋鋼車間都是單跨主電氣室。(3)工具場板帶材車間和管棒成型線車間均應預留堆垛工具堆放區(qū)域。軋輥堆垛是板帶車間的主要問題，其面積主要取決于軋制棒材的儲存量和軋輥堆垛方式，車間所需的軋輥儲存能力與生產規(guī)模、軋輥品種、軋輥材料有關。在實際生產中，每個產品需要三組輥(一組在用，一組待機，一組加工)，所以實際需求應是計算量的三倍。(4)乳化液和潤滑油站大中型軋制車間里面設有潤滑站和乳化站，作用是給機械設備和生產工藝提供潤滑油和乳化液。稀油用于潤滑設備的軸承和傳動部件。它是由小濃度礦物油制成，由油泵供給，它們形成一個循環(huán)系統(tǒng)。干油用于潤滑軸承，可自動或手動提供。工業(yè)潤滑油和乳化液在油站集中供應，乳化液和工業(yè)潤滑油站的位置在軋機附近的地下室。(5)車間機修室和磨輥間車間修理室的面積主要看機床的類型和數(shù)量，同時也要參照加工輔助設備占用的面積。磨輥腔的面積取決于加工設備和數(shù)量。加工設備的形式應根據軋輥的加工情況確定，數(shù)量一般可以計算。修理室應位于車間的盡頭，靠近磨機和其他主要設備。磨輥室應靠近軋機。(6)車間內部運輸設備的布置①橋式起重機應用廣泛，起重機的跨度取決于車間的跨度。②特殊工藝用起重機例如依照不同的工藝，選擇叉式起重機和電動葫蘆起重機要從加熱爐里面卸料。③電動軌道車車間內的軌道車根據不同情況選用，用于運送20~60t的軌道車過壓路機等重物。④輥道和傳送帶機械化和自動化程度高的大型車間、連續(xù)生產線、輥道、傳送帶和鏈式運輸設備。3.6車間工藝平面布置圖(1)車間面積大小①跨度:指車間里面兩個水平柱中心線之間的距離長度，實際為車間一個跨度的寬度。跨度也叫跨度。在工藝設計中，可以根據實際生產需要選擇跨度和跨度數(shù)。②柱距:兩相鄰立柱之間的中心距離的長度，通常為標準立柱距離。當設備不能再降低或遇到發(fā)生概率較小的情況時，也可以使用特殊的立柱間距。③長度:車間的長度決定了整個車間的總占地面積，并考慮了整個工廠的總體布局。車間長度的確定還應考慮工藝要求。（2）車間布置圖畫法比例、圖標和設備清單應按圖紙要求填寫。②車間列網絡表示a)車間的輪廓線用細實線和粗實線之間的線來表示。b)柱尺寸和十字代號的圓直徑為7mm，柱用實線“+”表示；c)從左到