Типы и характеристики сварочного производства

В разработке проектов сварочного производства боль­шое значение имеет определение наиболее целесообразных форм организации производственных процессов для выпуска заданной продукции.

В зависимости от числа различных заданных видов изделий и повторяемости их изготовления может быть установлена при­надлежность проектируемого цеха к определенному типу произ­водства (единичное, мелкосерийное, серийное, крупносерийное, массовое). Однако нередко в одном цехе предусматривают орга­низацию производств разных типов. Особенно часто в одном цехе совмещают единичное и мелкосерийное производство. Поэтому в практике проектирования принято рассматривать четыре типа производства: 1) единичное и мелкосерийное, 2) серийное, 3) круп­носерийное и 4) массовое.

Краткие организационно-технические характеристики перечисленных выше типов производства сводятся к следующему.

Единичное и мелкосерийное производство отличается большой и неустойчивой номенклатурой выпускаемых изделий. В произ­водственном процессе применяют универсальное оборудование и переналаживаемую оснастку упрощенной конструкции с руч­ной подачей исходного металла и штучных заготовок. Отсут­ствует закрепление заготовок и деталей за оборудованием. В ос­новном используют общецеховой транспорт.

В серийном производстве номенклатура выпускаемых изде­лий ограниченная и достаточно устойчивая. Изготовление изде­лий производят периодически повторяющимися сериями на спе­циализированных участках, на переменно-поточных линиях с пре­имущественным применением универсального оборудования. Характерно применение простой и комбинированной оснастки с ручной или механизированной подачей листов, прутков, полос или штучных заготовок. Используют общецеховой и напольный транспорт.

В крупносерийном производстве номенклатура выпускаемых изделий весьма ограниченная и устойчивая. Изделия производят периодически повторяющимися крупными сериями на специали­зированных участках, механизированных переменно-поточных линиях. Применяют специализированное оборудование, комплекс­но-механизированные поточные линии раскроя и специальное нестандартное оборудование. Характерно применение специаль­ных приспособлений с механизированной подачей листового, сортового и профильного проката. Широко используют подвесной и напольный транспорт.

Массовое производство отличается весьма устойчивой номен­клатурой выпуска продукции, включающей один тип (редко два или три типа) изделий в большом количестве. Изделия  произ­водят с постоянным ритмом потока на комплексно-механизиро­ванных и автоматических поточных линиях с применением спе­циализированного межоперационного транспорта.

Из указанных выше характеристик следует: чем ближе проек­тируемое производство к типу массового, тем быстрее происходит в нем продвижение изготовляемых изделий, тем больше и равно­мернее загрузка производственного оборудования, тем целесооб­разнее применение механизированных подъемно-транспортных устройств для передвижения сборочных единиц изготовляемых изделий и использование высокопроизводительных механизи­рованных и автоматизированных способов сборки и сварки про­дукции, требующих для своего осуществления сложного и доро­гого специализированного оборудования и приспособлений и  наконец, тем целесообразнее весьма подробная разработка тех­нологического процесса производства.

В зависимости от типа производства в нем преобладает либо технологический (единичное и мелкосерийное производство), либо предметный (массовое и крупносерийное производство) принцип формирования цехов. В первом случае в составе маши­ностроительного завода организуют самостоятельный сборочно-сварочный цех или отделение. Во втором случае для изготовле­ния заданных изделий на заводе организуют общий производ­ственный поток, представляющий собой последовательное выпол­нение операций различной технологической специализации. В со­ответствующих местах этого производственного потока по ходу процесса изготовления изделий включают сборочно-сварочные линии, участки или отдельные рабочие места. При этом все этапы производственного процесса изготовления изделий располагают в цехах, сформированных соответственно по предметному прин­ципу (например, в тележечном, рамном, кузовном, каркасном цехе и т. п.). В производствах серийного типа преобладание предметного принципа построения цехов возможно лишь при поточных методах изготовления изделий.

Дополнительной характеристикой цехов, изготовляющих свар­ные изделия, служит их состав по числу основных производствен­ных отделений. К таким отделениям цеха относят заготовительное и сборочно-сварочное. В заготовительном отделении выполняют обработку исходного металла и изготовление из него деталей заданных изделий. В сборочно-сварочном отделении производят сборку готовых деталей и сварку их с целью получения заданных изделий. В случаях производства достаточно сложных изделий сборочно-сварочное отделение подразделяют на два: отделение узловой сборки-сварки и отделение общей сборки-сварки. В пер­вом из них выполняют сборку готовых деталей и сварку их с целью получения отдельных частей (технологических сборочных единиц) заданных изделий, а во втором — общую сборку изготовленных сборочных единиц и сварку их для получения выпускаемых изде­лий в целом (в сборе).

При достаточно большом количестве работ в заготовительном отделении, изготовляющем детали для различных цехов завода, такое отделение выделяется в самостоятельный заготовительный цех. Тогда проектируемый цех имеет в своем составе только сбо­рочно-сварочные отделения либо участки, линии и отдельные рабочие места в различных (предметных) отделениях цеха. Обо­собление заготовительных работ от сборочно-сварочных преду­сматривают также при проектировании специализированных по технологическим признакам производств типа «центрорез» и «центросвар».

4. Состав, содержание и стадии разработки проекта

 

Каждое задание на проектирование предприятий (цехов, зда­ний) составляется заказчиком проекта в соответствии с утвержденными решениями, и технико-экономи­ческими показателями, принятыми в ТЭО. При этом участие проектных организаций в составлении заданий на проектирование входит в комплекс работ по разработке проекта. После утвержде­ния в установленном порядке такое задание передается в соот­ветствующий проектный институт, специализированный по дан­ной отрасли промышленности.

Задание на проектирование должно включать следующие основные сведения и материалы: наименование предприятия и вид его строительства (новое, расширение или реконструкция) с ука­занием места его расположения, номенклатуры изделий годового выпуска с подразделением по основным видам продукции (в нату­ральном или ценностном выражении); режим работы предприятия; сведения о будущем производственном и хозяйственном кооперировании и об источниках снабжения сырьем, топливом и энергией, а также указания о числе стадий проектирования, требуемых сроках строительства и очередности ввода мощностей предприятия в эксплуатацию; требования по защите окружающей среды и утилизации отходов производства; необходимость разработки автоматизированных систем управления технологи­ческими процессами и предприятием; необходимые для проекти­рования материалы — чертежи, спецификации деталей и техни­ческие характеристики подлежащей выпуску продукции пред­приятия, а также технические условия на ее изготовление, испы­тание и приемку.

При разработке проекта сборочно-сварочного цеха, как и вся­кого другого, приходится предварительно и достаточно точно решать различные по специализации технические и экономические вопросы. Поэтому проект цеха подразделяют на следующие спе­циальные части, разрабатываемые соответствующими группами проектировщиков:

а) технологическая и транспортная — эта ос­новная часть проекта содержит определение и расчет всех эле­ментов производства для организации технологического процесса и внутрицехового потока, включая технико-экономический ана­лиз различных вариантов проекта и обоснования выбора наиболее целесообразного из них;

б) строительная — строительное и ар­хитектурное оформление здания цеха;

в) санитарно-техническая — отопление, вентиляция, водопровод и канализация в здании цеха;

г) энергетическая — снабжение цеха электроэнергией, па­ром для производственных нужд, сжатым воздухом, кислородом, горючими, защитными и инертными газами, а также устройство телефонной связи и внутрицеховой сигнализации;

д) сводные дан­ные и технико-экономические показатели — конспективная сводка результативных данных по всем частям проекта. Кроме того, для составления общей пояснительной записки и экономической части по проекту завода в целом на основе соответствующих рас­четов по каждому цеху завода определяют необходимые капиталь­ные затраты, годовые эксплуатационные расходы и проектную себестоимость продукции.

Каждая часть проекта состоит из следующих материалов:

1) пояснительной записки, содержащей сжатое описание всех элементов производства, примененной методики их технико-эко­номического выбора и определения качественного и количествен­ного состава с приведением всех обоснований и сводных резуль­татов производственных расчетов;

2) приложения к пояснитель­ной записке, включающего все необходимые расчеты, таблицы и ведомости, а также технические характеристики, спецификации и сметы по всем элементам производства;

3) чертежей и макетов, а также схем, поясняющих конструктивное и техническое оформ­ление запроектированных элементов производства и их совмест­ную компоновку либо детальное расположение в цехе.

В соответствии с изложенным выше ведущее место в общем составе проекта цеха принадлежит технологической и транспорт­ной части, которой соподчиняются остальные части проекта.

Проектирование цеха ведут путем концентрических разрабо­ток всех вопросов, связанных с будущим строительством и осу­ществлением намеченного производства. Эти концентрические разработки называют стадиями проектирования.

В современной практике проектирования предприятий, в том числе сборочно-сварочных цехов машиностроительных заводов, различают одностадийное проектирование, включающее разра­ботку техно-рабочего проекта (ТРП) и двухстадийное проекти­рование, включающее разработку стадии «технический проект» (ТП), а затем стадии «рабочие чертежи» (РЧ).

Для строительства предприятий следует разрабатывать, как правило, техно-рабочие проекты; при этом для объектов, строи­тельство которых предполагается осуществлять по типовым про­ектам и повторно применяемым экономичным индивидуальным проектам, а также для технически несложных объектов, должны разрабатываться только техно-рабочие проекты.

Проектирование в две стадии — технический проект и рабочие чертежи — допускается для крупных и сложных промышленных комплексов, а также в случаях применения новой неосвоенной технологии производства головных образцов сложного тех­нологического оборудования, сложных архитектурно-строи­тельных решений и при особо сложных условиях строи­тельства.

Во всех случаях проектирование должно выполняться на ос­нове максимального учета новейших достижений науки и техники с тем, чтобы строящиеся и реконструируемые предприятия ко времени их ввода в действие были технически передовыми и имели высокие показатели по производительности труда, себестоимости и качеству продукции, а по условиям труда отвечали современ­ным требованиям.

Технический проект цеха выполняют с целью детальной раз­работки технологических процессов производства еще не освоен­ных видов изделий, предусматриваемых к изготовлению с при­менением новой технологии и комплексной механизации и авто­матизации их производства.

Технологическая и транспортная часть технического проекта сборочно-сварочного цеха должна содержать следующие сведе­ния: программу производства и режим работы каждого отделе­ния цеха; определение требуемого качественного и количествен­ного состава всех основных элементов производства; нормирован­ные технологические процессы производства; планы и разрезы цеха с расположением оборудования, рабочих мест и транспорт­ных устройств. Для новых, оригинальных и сложных установок и устройств дают технические описания, схемы и эскизы, сопро­вождаемые необходимыми расчетами производительности, про­пускной способности, прочности, устойчивости и т. д. Кроме того, в этой части технического проекта должны быть помещены сведения о годовой потребности будущего цеха в основных и вспомогательных материалах и в энергии, данные о производ­ственной связи (грузообороте) с другими цехами и со складами завода; водная смета капитальных затрат (включающая полную стоимость оборудования с монтажом и другие затраты), сводная смета годовых эксплуатационных расходов, технико-экономи­ческие показатели данного цеха и сравнение их с показателями аналогичных, экономично запроектированных или построенных цехов. В основу технических расчетов принимают утвержденные нормативы и нормы образцовых действующих предприятий либо проверенные данные ранее утвержденных экономических проек­тов. Стоимость сооружения цеха и годовые эксплуатационные расходы определяют на основании смет по отдельным видам работ и затрат.

Технический проект сопровождают необходимой документа­цией с приложением схем, чертежей или фотокопий макетов либо заполненных наборных досок, расчетов, спецификаций, ведомо­стей и сводных смет капитальных затрат и эксплуатационных расходов. Состав и объем этой документации определяют по эта­лонному проекту, содержащему образцы принятых форм проект­ной документации.

Рабочие чертежи представляют собой уточнение и доработку предшествующей стадии проекта. По рабочим чертежам осуще­ствляют строительные и монтажные работы, включая установку оборудования и устройство коммуникаций. При разработке ра­бочих чертежей производят уточнение планировки всего обору­дования и рабочих мест на планах и разрезах цеха с привязкой их расположения к конструктивным элементам здания цеха, рас­чет и разработку конструкций фундаментов оборудования, всех оригинальных приспособлений, стендов, подъемно-транспортных устройств и т.п. По всем указанным работам составляют подроб­ные спецификации на требуемое оборудование, оснастку и мате­риалы. Рабочие чертежи выполняют комплектно — по видам работ и по очередям строительства.

Основным и главным исходным материалом для разра­ботки проекта цеха служит заданная программа производства, включенная в состав утвержденного задания на проектирование. Она представляет собой перечень подлежащих изготовлению изделий с подразделением на конструктивно-однородные группы и с указанием годового выпуска их в количественном выражении (в штуках и по массе).

Возможная и целесообразная степень детализации последую­щих расчетов и разработок проекта зависит от определенности и точности производственной программы, обусловленных обычно типом производства в проектируемом цехе. Кроме того, степень детализации разработок зависит также от полноты исход­ных материалов (чертежей, спецификаций и технических условий на производство заданных изделий). Поэтому в проектировании сборочно-сварочных цехов применяют следующие разновидности производственной программы, отличающиеся различной степенью точности и определенности.

Точную программу применяют при проектировании цехов (отде­лений, участков) массового и крупносерийного производства. Она отличается точно установленной и стабильной номенклатурой подлежащих изготовлению изделий, а также обеспеченностью по каждому изделию всеми необходимыми исходными данными для проектирования (чертежи, спецификации, технические усло­вия). Разработку проектов по точной программе выполняют до­статочно детально и обычно сопровождают полной докумен­тацией в приложениях к пояснительной записке и в чер­тежах.

Приведенную программу применяют при проектировании цехов (отделений, участков) серийного и реже, единичного производ­ства, когда номенклатура заданных изделий обширна, разнооб­разна по их типоразмерам и обычно не вполне установившаяся. В таких случаях с целью уменьшения трудоемкости и стоимости проектных работ и сокращения сроков проектирования условно сокращают номенклатуру заданных изделий. Это достигается приведением ее к номенклатуре «изделий — представителей про­граммы» следующим образом.

Заданные изделия подразделяют на конструктивно однород­ные группы. Затем в каждой такой группе выбирают изделие-представитель. При этом необходимо соблюдать следующие усло­вия, обеспечивающие достаточную точность результатов после­дующих расчетов и их соответствие заданной (неприведенной) программе производства:

изделие-представитель необходимо обеспечить полным комплек­том всех необходимых исходных материалов для проектирования (чертежами, спецификациями и техническими условиями);

изделие-представитель должно наиболее полно объединять в себе все характерные (конструктивные и технологические) осо­бенности представляемой им группы изделий;

изделие-представитель должно составлять наибольшую сум­марную массу в годовой программе по сравнению с другими изде­лиями данной группы;

изделие-представитель по своей единичной массе G₀ должно отличаться не более чем вдвое от массы G_t каждого из остальных изделий группы, т. е. удовлетворять условию

0,5 < G,/G₀ < 2. (1)

В тех случаях, когда выбранное изделие-представитель ка­кой-либо группы не удовлетворяет последнему условию, данную группу изделий необходимо подразделить на две (или более) подгруппы и выбрать представителя от каждой такой подгруппы, чтобы в ее пределах соблюдалось указанное соотношение между G₀ и Gi-

Условная программа может быть применена при проектирова­нии цехов (отделений, участков) единичного и, реже, мелкосерий­ного производства, когда точные характеристики подлежащих изготовлению изделий и исходные данные для них отсутствуют и номенклатура изделий названа условно. Типичным примером условной программы может служить задание на общий годовой выпуск строительных металлических конструкций, выраженный в некотором количестве Мг, без подразделения его на виды и ти­поразмеры этих конструкций. Такая программа приводит к необ­ходимости принятия условных количеств (в шт.) заданных кон­струкций, соответствующих наиболее употребительным их типо­размерам, на общую их суммарную массу (Мг), указанную в зада­нии. По этой причине разработка проектов по условной программе в значительной части имеет эскизный характер и сопровождается сокращенной документацией в приложениях к пояснительной записке и в чертежах.

На методику и результаты разработки проекта большое влия­ние оказывает степень точности производственной программы и полнота исходных данных. Чем более полно и точно представлены исходные данные для проектирования и чем более стабильна про­изводственная программа проектируемого производства, тем более глубоко и точно может и должна быть выполнена разработка проектных материалов и тем более полные и точные данные полу­чаются в результате проектирования.

С другой стороны, требуемая степень точности расчетов и глубина проработки проектных материалов находятся в прямой зависимости от типа проектируемого производства. Чем ближе проектируемое производство к типу массового производства, тем более высокие требования предъявляются к точности и глубине проработки проектных материалов. И наоборот, чем ближе проек­тируемое производство к типу производства единичного, тем мень­шая точность может быть допущена в расчетах при проектирова­нии, так как большая точность в проектировании подобных произ­водств нецелесообразна.