變速箱廠總平面布置設計

1、、課程設計題目年產(chǎn)11.3萬套減速箱廠總平面布置設計二、原始給定條件公司有地16000m2,廠區(qū)南北為200m，東西寬80m,該廠預計需要工人 300人, 計劃建成年產(chǎn)100000套減速箱的生產(chǎn)廠。（一）減速箱的結構及有關參數(shù)變速箱由39個零件構成，裝配圖見圖2-1所示。每個零件、組件的名稱、 材料、單件重量及年需求量均列于表 2-1中。2157TI2衛(wèi)iT-ffittfly'網(wǎng)“詼訐諒氐仇軸斫那左社附 、遵益帕AT，f如和F.肌挾如說：J H禪醫(yī)瑩亦,科KU*誓“ ”珮U虻他*軻頭射片摘飾曲聃*rolrMu-fl lwn.*豊聲單翫d冃般豈引f昶片咋齟一 E-fi- :嚴護址瑋me耳

2、古訕護3幀那，譏鋼隹業(yè)弓睡甜別T：1菱迂it賓色前*I HIJU 樣5圖2-1減速箱裝配圖作業(yè)單位的劃分變速箱廠總平面布置設計 表2-1零件明細表產(chǎn)品名稱減速箱產(chǎn)品代號110計劃年產(chǎn)量113000第一頁號名稱零件 代號制外 購材料總計劃需求量零件圖號形狀單件重量/kg說明39墊圈V65Mn2260000.00438螺母VQ2352260000.01137螺栓VQ2353390000.03236銷V352260000.02235防松墊片VQ2151130000.01034軸端蓋圓VQ2351130000.05033螺栓VQ2352260000.02032通氣孔VQ2351130000.03031

3、視孔窗VQ2151130000.05030墊片V橡膠紙1130000.00429機蓋VHT2001130002.50028墊圈V65Mn6780000.00627螺母VQ2356780000.01626螺栓VQ2356780000.10325機座VHT2001130003.00024軸承V2260000.45023擋油圈VQ2152260000.00422氈圭寸油圈V羊毛氈1130000.00421鍵VQ2751130000.08020定距環(huán)VQ2351130000.09019密封蓋VQ2351130000.05018可穿透端蓋VHT1501130000.04017調(diào)整墊片V08F226000

4、0.00416螺塞VQ2351130000.03215墊片V橡膠紙1130000.00414游標尺V1130000.05013大齒輪V401130001.00012鍵VQ2751130000.08011軸Q2751130000.80010軸承V2260000.4509螺栓VQ23527120000.0258端蓋VHT2001130000.0507氈圭寸油圈V羊毛氈1130000.0046齒輪軸VQ2751130001.4005鍵VQ2751130000.0404螺栓VQ23513560000.0143密封圈VQ2351130000.0202可穿透端蓋VHT2001130000.0401調(diào)整墊片

5、V08F2260000.010根據(jù)減速箱的結構及工藝特點，設立如表2-2所示的11個單位，分別承擔原材料的存儲。備料、熱處理、加工與裝配、產(chǎn)品性能試驗、生產(chǎn)管理等各項生產(chǎn)任務。表2-2作業(yè)單位建筑匯總表序號作業(yè)單位名稱用途建筑面積備注1原材料庫儲存鋼材、鑄錠20 X 30露天2鑄造車間鑄造12X 243熱處理車間熱處理12X 124機加丄車間車、銑、鉆12X 365精密車間精鏜、磨削12X 366標準件、半成品庫儲存外購件、半成品12X 24組裝車間組裝減速器12X 368鍛造車間鍛造12X 249成品庫成品儲存12X 1210辦公、服務樓辦公室、食堂等80 X 6011設備維修車間機床維修1

6、2X 24（三）減速箱生產(chǎn)工藝過程減速箱的零件較多，但是大多數(shù)零件為標準件。假定標準件采用外購，總的 工藝過程可分為制作與外購、半成品暫存、組裝、性能測試、產(chǎn)品存儲等階段。1、零件的制作與外購制作的零件如表2-3表2-8，表中的利用率為加工后產(chǎn)品與加工前的比率表2-3減速箱零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量機蓋29HT2002.500113000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利丿用率（%1原材料庫備料2鑄造車間鑄造803機加工車間粗銑、鏜、鉆804精密車間精銑、鏜985半成品車間暫存表2-4減速箱零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)

7、總質(zhì)量機座25HT2003.000113000序號作業(yè)單位名稱r工序內(nèi)容工序材料利用率（%1原材料庫備料2鑄造車間鑄造853機加工車間;粗銑、鏜、鉆804精密車間精銑、鏜985半成品庫暫存表2-5減速箱零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量大齒輪25401.000113000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%1原材料庫備料2鍛造車間鍛造803機加工車間粗銃、插齒、鉆824熱處理車間滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存表2-6減速箱零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量軸11Q2750.800113000序號作業(yè)單位名稱工序

8、內(nèi)容工序材料利用率（%1原材料庫備料2機加工車間粗車、磨、銑:853精密車間精車954熱處理車間滲碳淬火變速箱廠總平面布置設計5機加工車間磨986半成品庫存表2-7減速箱零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量齒輪軸6Q2751.400113000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%r原材料庫備料2機加工車間粗車、磨、銃803精密車間精車954熱處理車間滲碳淬火5機加工車間磨986半成品庫暫存表2-8減速箱零件加工工藝過程表產(chǎn)品名稱件號材料單件質(zhì)量/kg計劃年產(chǎn)量年產(chǎn)總質(zhì)量端蓋8HT2000.050113000序號作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率（%1原材料

9、庫備料2鑄造車間鑄造653機加工車間精車802、標準件、外購件與半成品暫存生產(chǎn)出的零件加工完經(jīng)過車間檢驗合格后，送入半成品庫暫存。外購件與標 準件均放在半成品庫。3、組裝所有零件在組裝車間集中組裝成減速箱成品。4、性能測試所有成品都在組裝車間進行性能測試，不合格的就在組裝車間進行修復，合 格后送入成品庫，即不考慮成品組裝不了的情況。5、成品存儲所有合格減速箱均存放在成品庫等待出廠。三、產(chǎn)品一一產(chǎn)量分析生產(chǎn)的產(chǎn)品品種的多少及每種產(chǎn)品產(chǎn)量的高低，決定了工廠的生產(chǎn)類型，進而影響著工廠設備的布置形式。根據(jù)以上已知條件可知，待布置設計的變速箱廠的 產(chǎn)品品種單一，產(chǎn)量較大，其年產(chǎn)量為113000臺，屬于大

10、批量生產(chǎn)，適合按產(chǎn)品 的原則布置，宜采用流水線的組織形式。四、產(chǎn)品工藝過程分析（一）計算物流量通過對產(chǎn)品的加工、組裝、檢驗等各種加工階段以及各工藝過程路線的分析， 計算每個工藝過程各工序加工前工件單位質(zhì)量及產(chǎn)生的廢料重量，并根據(jù)全年生 產(chǎn)量計算全年物流量。具體計算過程如表 4-1所示（二）繪制各零件的工藝過程圖根據(jù)各零件的加工工藝過程與物流量，繪制各零件的工藝過程如圖4-1 圖4-6所示。圖中序號分別為：1 原材料庫，2 鑄造車間，3 熱處理車間, 4機加工車間，5 精密車間，6 半成品庫，8 鍛造車間。表4-1全年生產(chǎn)量計算全年物流量產(chǎn)品 名稱毛重/kg廢料/kg鑄造廢料鍛造廢料機加工廢料精

11、加工廢料全年總質(zhì)量機蓋2.500/(0.8*0.8*0.93.9860*0.2=3.9860*0.8*0.2=03.9860*0.8*0.8*0.02=0.1.486*113000.7972.637805100=1679188)=3.9860機座3.000/(0.8*0.85*0.4.502*0.154.502*0.85*0.24.502*0.85*0.8*0.02=0.1.501*1130098)=4.5018=0.6753=0.76506120=169613大齒1.556*0.P 1.5944*0.8*0.18+1.000/(0.8*0.82*0.21.5944*0.8*0.82*0.55

12、5*11300輪98)=1.5556=0.3110=627150.02=0.245軸0.800/(0.85*0.95*01.011*0.15+1.0111.011*0.85*0.211*11300.98) =1.0109*0.85*0.95*0.02=0.1630.05=0.04300=23843齒輪 軸1.400/(0.8*0.95*0.98)1.880*0.2+1.880*0.8*0.95*0.02=0.1.880*0.8*00.480*11300.05=0.07520=54240=1.87970286端蓋0.050/(0.65*0.8)0.096*0.35=0.0960.046*1130

13、0=0.09620.0337*0.65*0.2=0.01250=5198290.79720.63780.0510原材料23.826544.50183.06153.0000.6753原材料1.555681.2445431.02054廢料廢料0.31110.2240.0204廢料0.765廢料圖4-2機座物流量原材料0.0612一 0.1516*i0.0430豐1.000廢料0.800廢料0.0163圖4-3大齒輪物流量圖4-4軸物流量原材料原材料0.37590.07520.0286圖4-5齒輪軸物流量0.09620.0625廢料廢料“3370.0125圖4-6端蓋物流量（三）繪制產(chǎn)品總工藝過程圖

14、變速箱總的生產(chǎn)過程可分為零件的加工階段一一總裝階段一一性能實驗階 段，所有零件，組件在組裝車間集中組裝。將變速箱所有工藝過程匯總在一張圖 上，得到變速箱總工藝過程如圖 4-7所示。該圖清楚的表示出變速器生產(chǎn)的全過 程以及各工序單位之間的物流情況，為進一步進行深入的物流分析奠定了基礎。外購件外購件外購件原材料原材料外購件原材料外購件原材料外購件原材料V原材料11121068806720438460|287670495220210560217116020680035079028061014368042097074250廢料84150廢料701803368205 廢料5 廢料561067106870

15、廢料1320廢料廢料275000廢料3300001424055008'34210136950494490-A 167204廢料- -r P 246401123109200017606110000廢料389760 TZ1654404.41360廢料4730廢料廢料880005 廢料.82503 廢料157190107536010753603190廢料154000圖2-8變速箱總工藝過程圖（單位：kg）注：裝配順序為：齒輪軸一外購件一軸一端蓋一外購件一箱體一外購件機座一機蓋外購件一外購件一外購件（四）繪制產(chǎn)品的工藝過程表。初始工藝過程表作業(yè)單位機座機蓋大齒輪齒輪軸端蓋序號名稱流程D流程D流

16、程D流程D流程Djkjk原材鑄造鍛造機加精密熱處-1ij14>|-2-2半成品n-1刀 DjkWjkk=124150502063930555060691680257950334906017160作業(yè)單位機座序號名稱流程原材料鑄造較佳工藝過程表機蓋大齒輪齒輪軸端蓋D jk流程D jk流程D jk流程D jk流程D jk流程D jkC1熱處理機加工精密半成品鍛造n-1刀 DjkWjkk=1-1（3-1274505023389502-211957063169303)-2-269168038819033490五、物流分析（一）繪制從至表根據(jù)變速箱較佳工藝過程表5-1 ,繪制出變速箱工藝過程 物流

17、從至表。如表5-1所示表5-1變速箱加工工藝從至表（單位：t）從123456789合計原材 料庫鑄造 車間熱處 理車 間機加工 車間精密 車間半成 品庫組裝車 間鍛造 車間成品庫1原材料庫944.2318171.21433.42鑄造車間729.1729.13熱處理車間X359.7246.95606.654機加工車間112.31645.8357.5136.951252.565精密車間246.95、605851.956半成品庫X1429.121429.127組裝車間1429.121429.128鍛造車間136.95136.959成品庫合計944.2359.261543.75892.75962.51

18、429.1308.151429.127868.83編制（日期）審核（日期）（二）繪制物流強度匯總表根據(jù)產(chǎn)品的工藝過程和物流從至表，統(tǒng)計各單位之間的物流強度，并將物流 強度匯總到物流強度匯總表5-2之中。表5-2物流強度匯總表序號作業(yè)單位對（路線）物流強度/t序號作業(yè)單位對（路線）物流強度/t11 2944.2745645.821 4318846357.531 8171.2948136.95424729.11056605534359.711671429.12635246.9512791429.12（三）劃分物流強度等級將各作業(yè)單位對的物流強度按大小排序，自從達填入物流強度分析表中，根 據(jù)物流強度

19、分別劃分物流強度等級。作業(yè)單位對或稱為物流路線的物流強度等級，應按物流路線比例或承擔的物流量比例來去確定。針對變速箱的工藝過程圖，利用表5-2中統(tǒng)計的物流量，按由小到大的順序繪制物流強度分析表 5-3，表5-2中未出現(xiàn)的作業(yè)單位之間不存 在固定的物流，因此，物流強度等級為 U級。表5-3物流強度分析表序號作業(yè)單位對（路 線）10012501物流強度（單位：t）40055070085011111000111501 1物流強 度等級167A279A31 2E424E545E656I734I846I91 4O1035O111 8O1248O（四）繪制作業(yè)單位物流相關圖根據(jù)以上分析，繪制作業(yè)單位物流相

20、關表，如圖5-1所示作業(yè)單位名稱原材料庫鑄造車間熱處理車間機加工車間精密車間半成品庫組裝車間鍛造車間成品庫辦公、服務樓設備維修車間EUOUEUIUUOUUEUUOIUUUIOUUUUOUUAUUUUUUOUUUUUAUUUUUUUUUU»U圖5-1作業(yè)單位物流相關圖六、作業(yè)單位非物流相互關系分析針對變速箱生產(chǎn)特點，制定各作業(yè)單位間相互關系密切程度理由如表 6-1所示。 根據(jù)表6-2制定變速箱“基準相互關系”（見表6-2），在此基礎上建立非物流作 業(yè)單位相互關系圖，如圖6-1所示。表6-1變速箱各作業(yè)單位關系密切程度理由編號理由編號理由1工作流程的連續(xù) 性5安全及污染2生產(chǎn)服務6振動，

21、噪聲，煙塵3物料搬運7人員聯(lián)系4管理方便8信息傳遞表6-2作業(yè)單位基準相互關系等級表符號含義說明比例A絕對重要2 5E特別重要310I重要515O一般密切程度10 25U不重要45 80X負的密切程度不希望接近表218 基準相互關系字母一對作業(yè)單位密切程度的理由A原材料庫與鑄造車間，鍛造車間、機加工車間組裝搬運物料的數(shù)量、次數(shù) 類似的搬運問題E鑄造車間與機加工車間 鍛造車間和成品庫維修和精密車間、組裝搬運物料的數(shù)量、次數(shù)和形式 方便、安全服務的頻繁和緊急程度I標準件、半成品和組裝 機加工和熱處理、精密車間 設備維修與其他金屬加工車間之間 辦公樓與成品庫、半成品庫、原材料搬運物料的數(shù)量、體積及共

22、用相同的人員 服務的頻繁程度報表運送安全方便O辦公樓與設備維修車間 辦公樓與其他加工車間聯(lián)系頻繁程度 管理方便U設備維修與原材料庫、半成品、成品庫 原材料庫與半成品、成品庫 技術部門與成品庫X鑄造車間、熱處理車間、精密車間、鍛造車間 服務樓和主要辦公室灰塵、火災 煙塵、臭味 外觀、振動圖6-1作業(yè)單位非物流相關圖作業(yè)單位名稱原材料庫鑄造車間熱處理車間機加工車間精密車間半成品庫組裝車間性能實驗室成品庫辦公、服務樓設備維修車間A/31/3U/1E/3U/6E/1U/41/1U/6U/6U/3U/5U/6E/1U/6I/3U/E/5U/2U3I/'I/3U/5U/3I/3U/7U/4U/5X

23、/5U/2U/8A/3X/6U/6U/20/6X/3U/30/2U/1X/50/7A/10/20/2E/4E/20/20/2U/10/4E/1 .°X/5U/30/3 '、七、作業(yè)單位綜合相互關系分析從表5-1和表6-1可知，變速箱廠作業(yè)單位物流相互關系關與非物流相互關 系不一致。為了確定各作業(yè)單位之間綜合相互關系密切程度，需要將兩表合作后 再進行分析判斷。其合并過程如下：1. 選取加權值加權值的大小反映工廠布置時考慮因素的側(cè)重點，對于變速箱廠來說，物流因素（m影響并不明顯大于其它非物流因素（n）的影響，因此，取加權值m:n=1:12. 綜合相互關系的計算根據(jù)該廠各作業(yè)單位對

24、之間物流與非物流關系等級的高低進行量化，并加權 求和，求出綜合相互關系如表 7-1所示。當作業(yè)單位數(shù)目為11時，總作業(yè)單位對數(shù)為：N=11*（ 11-1）/2=55,式中，N 為作業(yè)單位對數(shù)。因此，表7-1中將有55各作業(yè)單位對，即將有55個相互關系。表7-1作業(yè)單位之間綜合相互關系計算表作業(yè)單位 對關系密切綜合關系物流關系加權值：1非物流關系加權值：1分數(shù)等級分數(shù)等級分數(shù)等級1 23E4A7E1 30U2I201 4103E4I1 50U0U0U1 6P 0:U0U0 U1 70U0U0U1 81O2I3O1 90U0U0U1100U2I2O1110U0U0U2 30U0U0U2 43E3E

25、6E2 50U0U0U2 60U0U0U2 70U0U0U2 80U0U0U2 90U0U0U210P 0P U-1X-1 nX2110U1O1O3 42I2I4I3 5r 1r o0U1 1U3 60U0U0U3 70U0U0U3 8:0U0U0 1U3 90U0U0U3100U-1X-1X311:0U1O1U4 53E3E6E4 62I3E5I4 70U0U0U4 81O0U1U4 90U0U0U4100U-1X-1X4110P U1O1 nU5 62I2I4I5 70U0U0U5 8P 0r u0U0 nU5 90U0U0U5100U-1X-1X5110U1O1U6 74A4A8A6 8

26、0U0U0U6 9:0U0U0U6100U1O1U6110U1O1U7 80U0U0U7 94A4A8A7100U3E3O7110U1O1U8 9P 0:U0U0 U8100U-1X-1X8110U1O1U910:0U1O1 U9110U0U0U10110U1O1U3.劃分關系密級在表7-1中，綜合關系分數(shù)取值范圍為-1 8,按分數(shù)排列得出各分數(shù)段所 占比例如表7-2所示，在此基礎上與表7-3中推薦的綜合相互關系密級程度劃分 比例進行對比，若各等級相差太大，則需要對表 7-1中作業(yè)單位對之間的關系密 切程度作適當?shù)恼{(diào)整，使各等級比例與表 7-3中推薦的比例盡量接近。表7-2綜合相互關系密級等級

27、劃分總分關系等級作業(yè)單位對數(shù)百分比（%）8A23.56 7E35.54 5I47.52 3O590 1U3665-1X59.5表7-3綜合相互關系密級與劃分比例關系等級符號作業(yè)單位對數(shù)比例（%）絕對必要靠近A1 3特別重要靠近E25重要I38一般O515不重要U20 85不希望靠近X0104.建立作業(yè)單位綜合相互關系表將圖7-1中的綜合相互關系總分轉(zhuǎn)化為關系密級等級，繪制成作業(yè)單位綜合 相互關系圖，如圖7-1所示。作業(yè)單位名稱原材料庫E><UXu -><UUxUxUXu><、ud-U'亠><VU><UHU><I U

28、 ”U><U><UXU 0><UX:UA><U>>O< UX宀UA"XUOU鑄造車間 .”巴熱處理車間.X機加工車間”精密車間丿性能實驗室"2成品庫 -U辦公、服務樓.U設備維修車間組裝車間a-u_半成品庫圖7-1作業(yè)單位綜合相關關系圖八、工廠總平面布置（一）綜合接近程度由于變速箱廠作業(yè)單位之間相互關系數(shù)目較多，為繪圖方便，先計算各作業(yè)單 位的綜合接近程度，如表8-1所示。綜合接近程度分數(shù)越高，說明該作業(yè)單位越 應該靠近布置圖的中心；分數(shù)越低，說明該作業(yè)單位應該遠離布置圖的中心， 最好 處于布置圖的邊緣。因此

29、，布置設計應該按綜合接近程度分數(shù)高低順序進行，即 按綜合接近程度分數(shù)高低順序來布置作業(yè)單位順序。表8-1綜合接近程度排序表'、至從1234567891011原材 料庫鑄造 車間熱處 理車 間機加工 車間精密 車間半成 品庫組裝 車間鍛造 車間成品 庫辦公 服務 樓設備 維修 車間1原材料庫E/30/11/2U/0U/0U/00/1U/00/1U/02鑄造車間E/3U/0E/3U/0U/0U/0U/0U/0X/-10/13熱處理車間0/1U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/0X/-1U/04機加工車間I/2E/3I/2E/3I/2U/0U/0U/0X/-1U/05精密車間U/0U/0

30、U/0E/3I/2U/0U/0U/0X/-1U/06半成品庫U/0U/0U/0I/2I/2、A/4U/0U/0U/0U/07組裝車間U/0U/0U/0U/0U/0A/4XU/0A/4O/1U/08鍛造車間O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0、U/0X/-1U/09成品庫U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0U/0U/010辦公服務樓O/1X/-1X/-1X/-1X/-1U/0O/1X/-1U/0XU/011設備維修車 間U/0O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0、綜合接近程度8621148904-31排序3581742106119根據(jù)表8-1綜合接近程度排序表

31、得各作業(yè)單位布置順序依次為：機加工車間；組裝車間；原材料；半成品庫；鑄造車間；成品庫；精密車間；熱處理車間；設 備維修車間；鍛造車間；辦公服務樓。（二）作業(yè)單位位置相互圖在繪制作業(yè)單位位置關系圖時，作業(yè)單位之間的相互關系用表8-2所示的連線類型來表示，用相應符號來表示作業(yè)單位，以便區(qū)分作業(yè)單位的性質(zhì)。變速箱作業(yè)單位位置相關關系如圖 8-2表示。表8-2關系密切表示法符號系數(shù)值線條數(shù)密切程度等級顏色規(guī)范A4/ / / /絕對必要紅E3/ / /特別重要桔黃1I2/ /重要綠O1/一般藍U0不重要不著色X-1不希望棕XX-2極不希望黑圖8-1變速箱廠作業(yè)單位位置相關圖（三）作業(yè)單位面積相關圖選取繪

32、圖比例1: 1000,繪制單位為mm變速箱作業(yè)單位面積相關圖，如圖8-2所示。I 11圖8-2變速箱廠作業(yè)單位面積相關圖（四）作業(yè)單位面積相關關系圖的調(diào)整根據(jù)變速箱的特點，考慮相關規(guī)定以及各方面的限制條件，得到變速箱廠平 面布置方案見下圖。最終方案一變速箱廠總平面布置設計31呂呂二霽g叵W塞In1ft >1 常 n翠一案方終最I錄附SE |丄rL趾語橇4曇§ .設備規(guī)劃與物流分析3382二案方終最U錄附蠱皿-聶；U皿 彈B IK悵（K40Hit霊匪二1-叢4P變速箱廠總平面布置設計九、方案的評價與選擇運用加權因素法對變速箱廠進行評價，其評價過程和評價結果如表9-1所示表9-1加權因素評價表方案 評價因