Выбор и расчеты оборудования и материального баланса

Цель и задачи занятия

Цель занятия — освоить методики расчетов материального баланса и выбранного оборудования Задачи занятия

1. Расчет материального баланса

2.Выбор и расчеты оборудования

3.Внесение уточнений в технологическую схему производства

Введение

Выбор оборудования осуществляют одновременно с разработкой тех­нологических процессов (операций) и определением их последовательности. При выборе оборудования необходимо учитывать вопросы возможности и целесообразности модернизации существующих аппаратов и установок, ос­нащения их специальным инструментом, приспособлениями и т.д.

Выбор оборудования включает:

1.Решение вопроса о совершенствовании имеющегося оборудования и выбора современных аппаратов и установок;

2.Правильное определение количественных соотношений между про­изводственными мощностями отдельных участков и рабочих мест и обеспе­чение равномерной бесперебойной работы участка, цеха, предприятия в це­лом;

3.Организацию целесообразной расстановки оборудования с целью эффективного использования производственных площадей и подготовки ус­ловий для внедрения поточных методов работы;

4.Определение рациональных режимов работы оборудования;

5. Экономичное использование финансовых средств на приобретение и модернизацию существующего оборудования.

Выбор оборудования производят в два этапа. В начале разработки тех­процесса, когда намечается перечень операций, определяют тип оборудова­ния.

После установления плана операций производят окончательный выбор типа оборудования для выполнения каждой операции или комплекса опера­ций.

Для каждого выбранного аппарата должны быть приведены: наимено­вание, тип, марка, завод-изготовитель, производительность, потребляемая мощность, основные размеры и др. характеристики.

Как правило, при выборе оборудования придерживаются следующих принципов:

1.Соответствие основных размеров аппарата габаритам обрабатывае­мого изделия.

2.Соответствие производительности аппарата количеству выпускае­мой в единицу времени продукции.

3.Высокая надежность и экономичность выполнения операции.

4.Невысокая материалоемкость и меньшая стоимость оборудования.

5.Возможность использования прежде всего стандартного оборудования.

6.Удобства и простота в обслуживании.

7.Высокая степень механизации и автоматизации, возможность ис­пользования стандартных контрольно-измерительных приборов (КИП).

8.Возможность применения систем АСУ и АСР (автоматических сис­тем управления и регулирования).

9.Обеспечение получения продукции высокого качества.

10.Необходимость применения или модификации имеющихся аппара­тов.

11.При приобретении нестандартного оборудования — оно должно отвечать требованиям высокой экономичности и эффективности.

12. Обеспечение безопасных условий работы на оборудовании.
Решение указанных задач в соответствии с технологической схемой позволит выбрать оборудование, отвечающее требованиям по номенклатуре, производительности и качеству выпускаемых изделий.

Материальный баланс

Материальный баланс — это совокупность последовательных поопе­рационных расчетов, определяющих потребное количество исходных сырья и материалов для изготовления единицы (1000 шт.) продукции.

Материальный баланс составляют на основании:

1. Принятой схемы технологического процесса с учетом планируемого процента технологических потерь на каждой операции.

2. Описания изделия (комплекта чертежей на изделие и его комплек­тующих), из которого определяют количество необходимых ингредиентов, затраченных (израсходованных) на получение единицы готовой продукции (изделия).

Материальный баланс представляют в виде схемы движения сырья, материалов по операциям в технологическом процессе. На схеме указывают операции техпроцесса, где возможны потери ингредиентов КМ, собственно КМ в виде отходов, отбора проб на контроль, испытания и т.д. Технологиче­ские потери указывают в процентах по отношению к общему количеству ве­щества (или продукции), проходящего через данную операцию. Операции на схеме материального баланса изображают в виде геометрических фигур — кругов, квадратов, прямоугольников. Внутри геометрической фигуры указы­вают наименование операции, количество перерабатываемого сырья, мате­риалов и процент технологических потерь.

— количество вещества (ингредиента), перерабатываемого на операции «п»;

— количество вещества, передаваемого на операцию «п+1»

В и С — процент технологического отсева на операции «п» (потери или отбор проб на испытания).

Следует учесть, что потери бывают безвозвратные и возвратные.

Решив уравнение относительно А_n получим выражение для определе­ния количества, перерабатываемого на данной операции:

Разность дает количество вещества, составляющего техно­логический отсев на операции «п».

Исходным пунктом расчета материального баланса является конечная продукция (изделие). Расчет производят с конца технологического процесса и последовательно доводят до начала технологической схемы.

Расчет материального баланса проводят на 10, 100 или 1000 шт. (кг) изделий (в зависимости от габаритно-массовых характеристик).

По окончании расчета материального баланса по операциям результа­ты оформляют в виде таблиц 1и 2.

Таблица 1

Материальный баланс изготовления из КМ

 

Наименование операции	Наименование компонента КМ	' Потери, кг
		на одно изделие	на 10 (100; 1000) изделий

 

Таблица 2

 

Приход	Расход
Наименование операции	Наименование компонента	Коли­чество	Готовое изделие	Различные виды испытаний	Потери	Итог
					В виде компо­зиции	В виде компо­нента

Материальный баланс является основой всех расчетов (оборудования, экономических). Расчеты проводят по каждому ингредиенту, входящему в состав изделия из композиционного материала, и по каждому комплектую­щему, входящему в состав изделия.

Практическая часть

Технико-технологические расчеты включают в себя технологиче­ские, тепловые и механические расчеты и в конечном итоге они сводятся к определению типа, размеров, количества аппаратов и количество рабочих мест для обеспечения заданной производительности. На основании анализа задания выбирают наиболее рациональный режим работы по цеху (участку) и по всем его производственным и вспомогательным фазам (операциям) по отдельности и устанавливают эффективные фонды времени работы оборудо­вания. Затем определяют суточную, сменную и часовую производительность производства, необходимых для расчета оборудования. Темп выполнения работ по отдельным операциям должен быть соиз­мерим и соответствовать определенному периоду времени, соизмеримым с временим выпуска единицы продукции в единицу времени согласно зада­нию.

Выбор оптимального режима работы участка, цеха, предприятия зави­сит от масштабов производства.

Затем устанавливают фонды работы оборудования и рабочих. Разли­чают календарный, режимный и эффективный фонды времени. Годовой ка­лендарный фонд времени, или полное годовое время, в течение которого предприятие должно работать без каких-либо потерь, определяется режимом работы производства:

где Т_к — календарный фонд времени, 365 дней;

Т_пр — число праздничных дней в году;

Dp_H — продолжительность рабочей недели в часах;

С — число смен работы производства в сутки.

Эффективный фонд времени — это годовое время, в течение которо­го фактически работают рабочие и производится работа на оборудование при установленном в цехе режиме работ:

Т эф=Т реж -Трем -Ттех –Тост,

где Т_рем — продолжительность простоя ведущего (или групп) оборудо­вания во всех видах планово-предупредительного ремонта (ППР), проводи­мого в рабочее время в часах за год. Простои оборудования в ремонтах, про­водимых в перерыве между сменами и в выходные дни, в Т_рем не учитывает­ся;

Т_тех — время остановок ведущего оборудования для переключения с производства одного продукта на другой, чистки и т.д. в часах за год.

Т_ост — время остановки цеха в часах для ремонта межцеховых комму­никаций (электроэнергия, пар, вода, канализация и т.д.).

Расчет потребного количества оборудования производят в соответ­ствии с заданной производственной программой. В случае использования стандартного оборудования, успешно зарекомендовавшего себя и имеющего хорошие показатели работы, число аппаратов, необходимых для выполнения годовой производственной программы, определяют делением заданной ча­совой производительности на средне часовую производительность одного аппарата.

где n — количество аппаратов

П_час — заданная часовая производительность на операции (часовое за­дание);

Папп — среднечасовая производительность аппарата

Если п получается дробным, то выбирают ближайшее большое число.

Заданную часовую производительность аппарата получают делением годовой производительности на конкретной операции (из расчета мат. ба­ланса) на эффективный фонд времени работы единицы оборудования за год Тэф.

где К — коэффициент использования оборудования

Среднечасовую производительность аппарата определяют из соотношения

 

t_K — штучно-калькуляционное время, мин. Время ^определяют из соотношения:

где K₁ — норматив на техническое обслуживание рабочего места (сме­на инструментов, подналадка, уборка);

К₂ — норматив на личные надобности и отдых рабочего;

t_0CH — основное время, затрачиваемое на изменение предмета труда;

t_всп — вспомогательное время, затрачиваемое на создание условий для выполнения основной работы;

Тсм — продолжительность рабочей смены;;

Т_пз — подготовительно-заключительное время (начало и окончание рабочей смены).