Bài giảng Thiết kế nhà máy cơ khí - Nguyễn Hoàng Lĩnh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VẨN ĐỒNG
KHOA KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ
	•	 •
BÀI GIẢNG
THIẾT KÉ NHÀ MÁY Cơ KHÍ
DÀNH CHO BẬC ĐẠI HỌC
Biên soạn: ThS. Nguyễn Hoàng Lĩnh (CB)
ThS. Trần Thanh Tùng
Quảng Ngãi, 12- 2015
MỤC LỤC
Trang
Lời nói đầu
Chương 1. Cơ SỞ THIẾT KẾ DÂY CHUYÊN SẢN XUẤT
Tính toán nhân lực	70
Tính diện tích và bố trí mặt bằng	77
Thiết kế các bộ phận phụ	87
Thiết kế bộ phận phục vụ và sinh hoạt	92
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của phân xưởng	93
Chương 5.	THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG SỬA CHỮA
Nhiệm vụ của phân xưởng sửa chữa	96
Phân loại sửa chữa	96
Thành phần của phân xưởng	98
Chưong trình sửa chữa của phân xưởng	99
Tính toán thời gian sửa chữa	100
Tính toán thiết bị	102
Tính toán nhân lực	105
Tính diện tích và bố trí	mặt bằng	106
Các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của	phân xưởng	109
Chương 6.	THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LẮP RÁP
Vai trò của phân xưởng lắp ráp	111
Những tài liệu ban đầu	111
Các phưong pháp lập chưong trình sản xuất cho phân xưởng lắp ráp	111
Thành phần của phân xưởng lắp ráp	112
Các giai đoạn của quá trình lắp ráp	113
Những điểm cần chú ý khi lập QTCN	lắp ráp	113
Các dạng và các phưong pháp tổ chức	lắp ráp	114
Cách xác định thời gian để thiết kế phân xưởng lắp ráp	118
Tính toán số thiết bị	120
Tính toán số chỗ lắp	120
Tính số lượng công nhân	124
Tính diện tích và bố trí mặt bằng	125
6.13 Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật	129
Tài liệư tham khảo	131
LỜI NÓI ĐÀU
Thiết kế nhà máy cơ khí là môn học chuyên ngành thuộc chương trình đào tạo Công nghệ kỹ thuật cơ khí tại trường Đại học Phạm Văn Đồng và các trường đại học kỹ thuật khác. Môn học nhằm cung cấp cho người học những kiến thức tổng hợp không chỉ trên lĩnh vực kỹ thuật mà còn trên lĩnh vực kinh tế lẫn khoa học cơ bản, xã hội. Từ đó người học tiến hành thiết kế nhà máy cơ khí mới, hoàn chỉnh, cũng như thiết kế mở rộng phát triển nhà máy cơ khí hoặc phân xưởng cơ khí đã có.
Khi biên soạn bản thân đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến môn học và phù hợp với đối tượng sử dụng, cũng như sự gắn liền nội dung lý thuyết với những vấn đề thực tế trong sản xuất để bài giảng có tính thực tiễn hơn.
Nội dung môn học có dung lượng 30 tiết. Trong quá trình sử dụng, tuỳ theo yêu cầu cụ thể có thể điều chỉnh số tiết trong mỗi chương cho phù hợp.
Mặc dù đã hạn chế để tránh sai sót trong lúc biên soạn nhưng chắc không tránh khỏi những khiếm khuyết. Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của người sử dụng để lần sau được hoàn chỉnh hơn. Mọi phản hồi góp ý cho tác giả xin gửi về Bộ môn cơ khí, khoa Kỹ thuật Công nghệ, trường Đại học Phạm Văn Đồng.
Nhóm tác giả
Chương 1: Cơ SỞ THIẾT KÉ NHÀ MÁY Cơ KHÍ
Khái niệm ve công tác thiết ke trong sản xuất cơ khí:
Ý nghĩa, vị trí thiết kế nhà máy cơ khí:
Trong sản xuất cơ khí, để có được một sản phẩm sử dụng (một chi tiết máy, một bộ phận hoặc một máy hoàn chỉnh) ta cần trải qua 5 giai đoạn cơ bản sau:
Thiết kế sản phẩm: là căn cứ vào yêu cầu sử dụng thực tế, người thiết kế phải hình dung được hình dáng, kích thước và các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, biểu diễn sản phẩm đó lên bản vẽ.
Thiết kế công nghệ: là dựa vào bản vẽ thiết kế sản phẩm kết hợp với hiểu biết và khả năng thực tế sản xuất ra sản phẩm (khả năng về trang thiết bị, khả năng con người) để định ra đường lối, biện pháp nhằm biến sản phẩm trên bản vẽ thành sản phẩm sử dụng. Giai đoạn này còn gọi là giai đoạn thiết kế qui trình công nghệ.
Thiết kế trang bị công nghệ: là căn cứ vào qui trình công nghệ đã được xác lập, ta phải thiết kế được một hệ thống trang thiết bị, máy móc phù hợp để sản xuất ra sản phẩm yêu cầu.
Tổ chức sản xuất: là thiết kế ra một hệ thống sử dụng các trang bị công nghệ nhằm tạo ra sản phẩm một cách hợp lý nhất (chất lượng tốt, năng suất cao và giá thành hạ).
Thiết kế nhà máy cơ khí: để tiến hành chế tạo sản phẩm.
Trong 5 giai đoạn thì “thiết kế nhà máy cơ khí” là giai đoạn cuối cùng. Do vậy tính chính xác của nó không chỉ là yêu cầu của bản thân giai đoạn này, mà nó còn là đòi hỏi của 4 giai đoạn trước đó. Hơn nữa “thiết kế nhà máy cơ khí” là giai đoạn gắn chặt giữa nghiên cứu và thực tiễn, giữa kỹ thuật và kinh tế, vì vậy nó mang tính tổng hợp rất cao.
Phân loại thiết kế nhà máy cơ khí:
Trong ngành	cơ	khí, dựa vào nhiệm	vụ	sản xuất,	dựa	vào đầu tư	xây	dựng	và
căn cứ vào những điều kiện thực tế khác, “thiết kế nhà máy cơ khí” được phân làm hai loại:
Thiết kế nhà máy mới, hoàn chỉnh.
Thiết kế mở rộng phát triển nhà máy đã có nhưng chưa phù hợp với nhiệm vụ yêu cầu.
Theo kinh nghiệm dù là thiết kế mới, hoàn chỉnh, hay thiết kế mở rộng phát triển nhà máy cơ khí (hoặc một bộ phận cấu thành của nhà máy cơ khí) thì về nguyên tắc thiết kế, nội dung thiết kế và trình tự thiết kế nói chung là thống nhất. Sự khác nhau ở đây chẳng qua là mức độ, phương pháp thực hiện cụ thể mà thôi.
Tổ chức thiết kế nhà máy cơ khí:
Một tổ chức thiết kế nhà máy cơ khí phải bảo đảm hoàn thành 3 nhiệm vụ cơ bản sau:
Qui định được các chỉ tiêu của từng giai đoạn thiết kế (trong đó đặc biệt chú ý đến các chỉ tiêu chất lượng).
Tổng hợp được các giai đoạn thiết kế.
Qui định được kế hoạch, thời hạn thiết kế.
Muốn hoàn thành 3 nhiệm vụ phức tạp đó, tổ chức thiết kế phải là một tập thể cán bộ khoa học kỹ thuật hoạt động trên nhiều lĩnh vực khác nhau (như cơ khí, điện, xây dựng, địa chất, kinh tế...). Nhưng rõ ràng do tính chất chuyên môn của nhà máy thiết kế, nên người chủ trì tổ chức thiết kế phải là một cán bộ hoạt động trên lĩnh vực cơ khí.
Một số khái niệm, định nghĩa dùng trong thiết kế nhà máy cơ khí:
Để thống nhất trong suốt quá trình tính toán, thiết kế, người ta đưa ra một số khái niệm, định nghĩa sau:
Công trình: là một đơn vị của nhà máy mang tính độc lập về kỹ thuật và không gian. Ví dụ một toà nhà, một kho, một trạm phát điện...
Cơ quan đầu tư: là cơ quan chịu trách nhiệm cung cấp vốn đầu tư xây dựng cơ bản, mua sắm thiết bị . . .
Cơ quan thiết kế: (tổ chức thiết kế) là tổ chức chịu trách nhiệm thiết kế, cung cấp tài liệu, bản vẽ về nhà máy và theo dõi việc thực hiện thiết kế.
Cơ quan xây lắp: là tổ chức thực hiện việc xây lắp nên nhà máy theo thiết kế (thi công). Cơ quan này bắt đầu nhiệm vụ từ khi nhận tài liệu từ tổ chức thiết kế đến khi toàn bộ công trình được bàn giao xong.
Tài liệu thiết kế: là những văn bản được sử dụng trong quá trình thiết kế, trong đó thường đưa ra giám định trước và sau thiết kế.
Tài liệu trước thiết kế: dùng làm cơ sở để hoàn thành công tác thiết kế, bao Thiết kế nhà máy cơ khí	-2-
gồm:
Bản nhiệm vụ thiết kế.
Các bản vẽ về sản phẩm (bản vẽ chế tạo, bản vẽ lắp ráp. . .)
Các tài liệu, bản vẽ có liên quan đến địa điểm xây dựng.
Các văn bản ký kết hợp tác với các cơ quan, bộ phận.
Tài liệu sau thiết kế: là những tài liệu, số liệu nhận được của các giai đoạn thiết kế, là kết quả của quá trình thiết kế, dùng nó để thi công và đánh giá kết quả thiết kế. Thường gồm có:
Toàn bộ tính toán, thuyết minh trong quá trình thiết kế.
Các bản vẽ mặt bằng nhà máy.
Các bản vẽ kiến trúc nhà xưởng.
Các bản vẽ thi công.
Các số liệu về kinh tế- kỹ thuật.
Những tài liệu ban đầu và việc phân tích các tài liệu này:
Các loại tài liệu ban đầu:
Để có cơ sở tiến hành công tác thiết kế, tổ chức thiết kế cần được cung cấp hoặc phải xác định cho được những tài liệu và số liệu có liên quan đến nhà máy cần thiết kế. Những tài liệu, số liệu cơ bản làm cơ sở ban đầu đó gọi là tài liệu ban đầu.
Thông thường những tài liệu ban đầu cần cho công tác thiết kế bao gồm:
Bản nhiệm vụ thiết kế là văn bản hợp pháp quan trọng nhất do cơ quan cấp trên soạn thảo và cung cấp cho tổ chức thiết kế.
Bản luận chứng kinh tế-kỹ thuật (còn gọi là bản giải trình) về công trình thiết kế. Do tổ chức thiết kế soạn thảo được cấp trên có thẩm quyền thông qua.
Các loại bản vẽ liên quan tới sản phẩm.
Các tài liệu, bản vẽ có quan hệ tới địa điểm xây dựng nhà máy như thổ nhưỡng, địa chất công trình, bản đồ địa thế, tài liệu về thiên nhiên, khí hậu độ ẩm, hướng gió ...
Các văn bản ký kết với các cơ quan hữu quan, như hợp đồng cung cấp nguyên vật liệu, hợp đồng hợp tác sản xuất, hợp đồng cung cấp và bổ sung nhân lực, hợp đồng tiêu thụ sản phẩm ...
Trong những loại tài liệu ban đầu kể trên, thì tài liệu quan trọng số một là bản Thiết kế nhà máy cơ khí	-3-
nhiệm vụ thiết kế. Bản nhiệm vụ thiết kế cần thể hiện đầy đủ những nội dung sau :
Nêu rõ tên gọi, nhiệm vụ, mục đích của nhà máy cần thiết kế.
Nêu rõ loại sản phẩm và các yêu cầu kỹ thuật ở sản phẩm.
Định rõ sản luợng hàng năm của từng loại sản phẩm.
Chỉ ra các nhiệm vụ khác (nếu có) của nhà máy.
Đề ra các yêu cầu mở rộng, phát triển trong tuơng lai.
Cho biết rõ vùng và địa điểm xây dựng của nhà máy.
Nêu đuợc các số liệu, chỉ tiêu làm phuơng huớng thiết kế nhu:
ước luợng tổng số vốn đầu tu xây dựng.
ước luợng tổng số thiết bị, công nhân, diện tích.
ước định giá thành sản phẩm.
Dự kiến chế độ làm việc của nhà máy nhu số ngày làm việc trong tháng, số ca làm việc trong ngày, số giờ làm việc trong ca . .
Định ra các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật sơ bộ nhu:
Năng suất tính cho một thiết bị.
Năng suất tính cho một công nhân.
Năng suất tính trên 1m2 diện tích của nhà máy.
Dự kiến thời gian đua nhà máy vào sản xuất.
Dự kiến thời gian hoàn vốn . . .
Phân tích các tài liệu ban đầu:
Trên cơ sở các tài liệu ban đầu, đặc biệt là bản nhiệm vụ thiết kế, tổ chức thiết kế tiến hành nghiên cứu, phân tích các yếu tố cơ bản của tài liệu để bắt tay vào công tác thiết kế. Thuờng những yếu tố cơ bản đó là: sản phẩm, sản luợng, qui trình công nghệ, các hoạt động phụ và thời gian, thời hạn.
ì.2.2.1. Phân tích sản phẩm:
Sản phẩm là đối tuợng, là mục tiêu sản xuất của nhà máy.
Trong việc phân tích sản phẩm cần đặc biệt coi trọng phân tích tính công nghệ trong sản phẩm. Cụ thể cần đi sâu phân tích 3 khía cạnh:
Những yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, của các chi tiết, bộ phận cấu thành sản phẩm. Từ đó cho phép ta lựa chọn đuợc phuơng pháp chế tạo hợp lý.
Các chuỗi kích thuớc tạo nên các vị trí tuơng quan của sản phẩm. Sự hiểu biết
này là cơ sở xác định cách thức chế tạo, phương pháp lắp ráp và kiểm tra sản phẩm.
Kết cấu của sản phẩm được hiểu biết tỷ mỷ sẽ giúp ta lựa chọn hợp lý các trang bị công nghệ trong quá trình thực hiện sản xuất ra sản phẩm.
Phân tích sản lượng:
Thông thường sản lượng sản phẩm chế tạo hàng năm được cho trong các dạng
sau:
Trọng lượng sản phẩm cần chế tạo hàng năm (T/năm)
Số lượng sản phẩm cần sản xuất hàng năm (chiếc/năm)
Giá trị tổng sản lượng bình quân hàng năm (đ/năm)
Trong đó phổ biến hơn cả là số lượng sản phẩm năm (chiếc/năm).
Phân tích sản lượng là tính cho được sản lượng hàng năm mà nhà máy phải hoàn thành. Trên cơ sở sản lượng và một vài yếu tố khác xác định được qui mô sản xuất (định dạng sản xuất). Đó là cơ sở hết sức quan trọng mang tính chỉ đạo trong quá trình thiết kế sau này.
Sau đây giới thiệu một cách tính số lượng sản phẩm chế tạo từ các tài liệu ban đầu.
Ta gọi: Si: là số lượng loại chi tiết thứ i có trong các sản phẩm cần gia công.
Ni: là số lượng của sản phẩm có chi tiết thứ i.
mi: là số lượng chi tiết thứ i có trong mỗi sản phẩm.
oc i: là số % dự trữ để bổ sung cho việc chờ đợi vì vấn đề kho tàng và vận chuyển (tỷ lệ này có qui định).
pi: là số % dự trữ để bù vào lượng phế phẩm.
Nếu gọi Sịk là số lượng loại chi tiết thứ i có trong sản phẩm thứ k, ta sẽ có mối quan hệ sau: Sk = N X m I 1 +ELỴ1 + JHii	[chiếc]	(1-1)
‘	‘	1 V 100 Ã	100 j
Và:	Si = £ SỈ	[chiếc]	(1-2)
k =1
Với h là số loại sản phẩm có chi tiết thứ i. Nếu ta gọi ni là số loại chi tiết có trong các sản phẩm thì tổng số chi tiết trong tất cả các sản phẩm là:
n
Stông = E Si	[chiếc]	(1-3)
i=1
Ví dụ 1.1: Tính sản lượng cho sản phẩm của một dây chuyền sản xuất theo các
Sản phẩm
Chi tiết
Tên
Số lượng
Tên
Số lượng
ai (%)
Pi (%)
A
150.000
1
2
3
1,5
2
2
2
3
1
1
số liệu sau:
Ta tiến hành giải bài toán trên như sau:
Áp dụng công thức (1-1) và (1-2):
Theo đề bài cho thì: 5 = 5 k (*)
i i
* Đối với chi tiết 1:
Có Ni = 150.000; mi = 2; ai =3 ; pi = 1.5
Ta có: 5i(1)
(	3 3 _ ( 1.5 3
= 150000x2 1+ __ 1x1 1 + _
k 100 ) l 100)
= 313635 (chiếc)
* Đối với chi tiết 2:
Có Ni = 150.000; mi = 2; ai =3 ; Pi = 2
Ta có:
5 = 150000x2(1 + 3 V1	2
' a'	(	100 ) (	100 )
= 315180 (chiếc)
* Đối với chi tiết 3:
Có Ni = 150.000; mi = 1; ai =3 ; pi = 1
Ta có: 5
i
(	3 3 , (	1
= 150000x1 1 + 3 1I 1 + 1
(3)	1 1
y 100 ) < 100
= 156045 (chiếc)
n
Áp dụng công thức: Stổng =	5i
i=1
Stồng = Si (1) + Si(2) + Si(3)
(chiếc)
= 313635 + 315180 + 156045 = 784860
Vậy tổng sản lượng của sản phẩm A là 784860 (chiếc)
Phân tích qui trình công nghệ: là nghiên cứu tỷ mỷ để nắm vững các biểu hiện cụ thể sau:
Toàn bộ quá trình sản xuất diễn ra ở đâu, như thế nào, bằng gì.
Trình tự các công đoạn, nguyên công tạo thành sản phẩm.
Quá trình thay đổi trạng thái từ phôi liệu đến thành phẩm.
Hình thức vận chuyển trong quá trình sản xuất (dòng vật liệu)
Qui trình công nghệ là cơ sở để tính toán khối lượng lao động, lựa chọn trang bị công nghệ và bố trí hợp lý mặt bằng nhà máy.
Phân tích các yếu tố thời gian:
Các yếu tố thời gian trong những tài liệu ban đầu là các mốc thời gian - mang tính thời hạn. Những yếu tố thời gian này bao gồm: thời gian cho phép thiết kế, thời gian bắt đầu thi công, thời gian bắt đầu sản xuất, thời gian bắt đầu sử dụng sản phẩm do nhà máy xuất ra và thời gian thu hồi vốn đầu tư.
Những yếu tố thời gian kể trên là một phần cơ sở để chọn phương pháp thiết kế, để định ra kế hoạch, tiến độ thiết kế, thi công một cách phù hợp.
Nội dung chủ yếu của công tác thiết ke:
Nhà máy là một bộ phận của nền kinh tế quốc dân trong một chế độ xã hội nhất định.
Gồm 3 nội dung cơ bản phải giải quyết khi thiết kế nhà máy, phân xưởng hoặc một bộ phận của nhà máy.
Nội dung kinh tế của công tác thiết kế:
Nội dung kinh tế của thiết kế thể hiện ở các vấn đề sau:
Từ bản nhiệm vụ thiết kế phải xác định được chương trình sản xuất của nhà máy, phân xưởng.
Phải dự trù được nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, năng lượng để nhà máy hoạt động lâu dài.
Phối hợp với các cơ quan có thẩm quyền để xác định tốt địa điểm xây dựng nhà máy.
Xác định qui mô, cấu tạo của nhà máy.
Lập dự kiến khả năng mở rộng phát triển nhà máy trong tương lai.
Lập phương án hợp tác sản xuất.
Giải quyết tốt vấn đề đầu tư xây dựng, đầu tư thiết bị.
Nghiên cứu giải quyết những vấn đề về đời sống, phúc lợi, sinh hoạt văn hóa của nhà máy.
Nội dung kỹ thuật của công tác thiết kế:
Nội dung kỹ thuật của thiết kế bao hàm 10 vấn đề cần giải quyết sau:
Thiết kế qui trình công nghệ chế tạo sản phẩm.
Đây là nội dung kỹ thuật quan trọng nhất, đồng thời cũng khó khăn và tốn nhiều công sức nhất. Nó có tính quyết định đối các bước thiết kế tiếp theo.
Xác định khối lượng lao động cần thiết cho việc sản xuất ra sản phẩm.
Khối lượng lao động có thể biểu thị bằng quỹ thời gian (như đối với nhà máy, phân xưởng cơ khí, phân xưởng lắp ráp, phân xưởng dụng cụ, phân xưởng sữa chữa...), cũng có thể biểu thị bằng trọng lượng sản phẩm cần sản xuất hàng năm (trong thiết kế phân xưởng đúc và phân xưởng rèn dập).
Xác định chủng loại và số lượng các máy móc, thiết bị.
Xác định loại, số lượng, trình độ công nhân ... 6)
F- 1,1
Etính là số chỗ để lắp sản phẩm (hoặc bộ phận) theo tính toán
N là số sản phẩm (hoặc bộ phận) cần lắp hàng năm
Ttính là thời gian cần thiết để lắp 1 sản phẩm (hoặc 1 bộ phận) theo tính toán
F’ 11	là thời	gian làm việc của	1	chỗ lắp trong 1	năm	với chế	độ làm	việc	1 kíp
F'11 = (365 - 104 - n).8.K	(6.7)
n là số ngày nghỉ lễ, tết trong 1 năm
K là hệ số kể đến thời gian nghỉ việc để sửa chữa chỗ lắp
+ Chỗ làm việc là nền nhà, không có thiết bị: K = 1
+ Chỗ làm việc có thiết bị: K = 0,98 (làm 1 kíp); K = 0,97 (làm 2 - 3 kíp)
m là số kíp làm việc trong 1 ngày đêm. Thường lấy m=2.
Chú ý: 1. Công thức (6.6) ứng dụng khi làm ở 1 chỗ lắp, chỉ đặt được 1 bộ phận hoặc 1 sản phẩm mà thôi.
2. Nếu gọi M là số sản phẩm (hoặc bộ phận) có thể lắp tại một chỗ làm F' .m
việc trong 1 năm thì:	M _ LỊ 	(6.8)
Ttinh
N
Thay vào công thức (6.6) ta có: Etinh =-	(6.9)
M
Như vậy rõ ràng số chỗ lắp bằng số bộ phận (hoặc sản phẩm) cần lắp trong một năm chia cho số bộ phận (hoặc sản phẩm) lắp được tại chỗ đó trong một năm.
Đối với dạng lắp ráp theo dây chuyền:
Lắp ráp dây chuyền khi sản phẩm di động:
Muốn tính toán được chỗ lắp khi lắp theo dây chuyền, điều đầu tiên là phải tính nhịp sản xuất của dây chuyền.
Nhịp sản xuất sản phẩm của dây chuyền lắp ráp là thời gian mà cứ sau khoảng thời gian đó sản phẩm lắp xong được đi ra khỏi dây chuyền lắp ráp.
Nhịp sản xuất được xác định xuất phát từ yêu cầu số lượng sản phẩm cần lắp hàng năm và được tính theo công thức sau:
t = 60. Fd ,m	[ph]	(6.10)
n , N
tn là nhịp sản xuất sản phẩm của dây chuyền
Fd là thời gian làm việc thực tế để lắp dây chuyền trong 1 năm với chế độ làm việc 1 kíp, tính bằng giờ
Fd = (365 - 104 - n).8.K’1.K’2	(6.11)
K' 1 là hệ số kể đến thời gian nghỉ việc của băng chuyền để sửa chữa
+ Làm việc 1 kíp K'1= 0,98
+ Làm việc 2 kíp K'1= 0,97
K'2 là hệ số kể đến thời gian nghỉ việc của băng chuyền để phục vụ chỗ làm việc và những yêu cầu tự nhiên của công nhân .
+ Nếu có công nhân phụ phục vụ cho công nhân trong dây chuyền, có người thay thế khi công nhân trong dây chuyền nghỉ do những yêu cầu tự nhiên (uống nước, đi vệ sinh...) thì lấy K'2 = 1
+ Nếu 2 điều kiện trên không đảm bảo thì lấy K'2= 0,95 - 0,97
Công thức (6.10) có thể viết: t = 60 Fd -m = 60 = 60 [ph]	(6.12)
n N	-1- Ng
Fd .m
Ng là số sản phẩm lắp được trong 1 giờ.
Từ công thức (6.12), ta có nhận xét: nếu N càng lớn thì tn càng nhỏ có nghĩa là nếu số lượng sản phẩm phải lắp hàng năm lớn thì nhịp sản xuất phải nhỏ, nhưng mặt khác thời gian thực hiện nguyên công ở từng chỗ làm việc trong dây chuyền không thể giảm tuỳ ý mà phải có giới hạn tuỳ thuộc vào đặc tính và độ phức tạp của từng nguyên công.
Trong trường hợp này muốn đảm bảo chương trình sản xuất, lắp ráp được toàn bộ sản phẩm ta cần tiến hành tổ chức những dây chuyền lắp ráp song song, mỗi dây chuyền sẽ lắp ráp 1 số lượng sản phẩm nhất định.
Số lượng đường dây lắp ráp song song P được xác định theo công thức:
tP
P = —	(6.13)
tn
tP là nhịp công việc của mỗi đường dây chuyền - là thời gian thực hiện nguyên công tại một chỗ làm việc (nhịp sản xuất của dây chuyền).
tn là nhịp sản xuất sản phẩm chung theo chương trình sản xuất (nhịp sản xuất củaphân xưởng lắp ráp), tính theo (6.10)
Nếu lắp ráp dây chuyền sản phẩm dịch chuyển theo liên tục thì:
tP = ttcmax
Nếu dây chuyền sản phẩm dịch chuyển theo chu kỳ thì:
tP = ttcmax + td
ttcmax là thời gian lắp ráp của nguyên công dài nhất trong dây chuyền
td	là	thời gian	dịch chuyển	sản	phẩm từ chỗ	làm việc	này đến	chỗ	làm việc	tiếp
theo
Trên cơ sở đó, số chỗ lắp ráp song song tại một chỗ lắp ráp cho những nguyên công có thời gian lắp ráp lâu hơn nhịp sản xuất của dây chuyền tp được xác định như sau:
Ess =	(6.14)
tp
tchiếc : là thời gian lắp ráp của nguyên công lâu hơn nhịp sản xuất của dây chuyền.
Chú ý: là nếu chỉ tổ chức một dây chuyền lắp ráp, thì giá trị tP trong công thức (6.14) sẽ là tn
Đến đây, số chỗ lắp ráp của toàn bộ dây chuyền (có thể có một hoặc nhiều dây chuyền lắp ráp song song) có thể xác định bằng công thức:
Es =	(6.15)
tn -Rtb
Ee là số chỗ lắp ráp trên toàn bộ dây chuyền
Rjb là số lượng công nhân trung bình ở một chỗ làm việc, còn gọi là mật độ công nhân trung bình ở một chỗ làm việc. Thường Rtb =1-1,8
Lắp ráp dây chuyền khi sản phẩm cố định:
Lắp dây chuyền khi sản phẩm cố định thì các sản phẩm lắp được đặt thành hàng dài tạo thành một đường chuyền cố định. Tại mỗi chỗ, sau khi hoàn thành quá trình lắp ta nhận được một sản phẩm hoàn chỉnh, vì thế:
Số sản phẩm đồng thời được lắp một lúc bằng số chỗ lắp.
Số chỗ lắp bằng số nguyên công.
Số sản phẩm lắp ráp được tại một chỗ làm việc trong 1 năm được xác định theo công thức sau:
Ttinh
(6.16)
Số đường dây chuyền cùng làm việc song song để lắp ráp hết toàn bộ sản phẩm theo chương trình sản xuất đã cho là :
P N	(6.17)
N,.E,
P là số đường dây cùng làm việc song song
N là số lượng sản phẩm cần lắp trong cả năm
N1 là số lượng sản phẩm lắp ráp được tại 1 chỗ làm việc trong năm
E1 là số chỗ lắp ráp trên 1 đường dây
Tính số lượng công nhân:
Công nhân, cán bộ của phân xưởng lắp ráp gồm có:
Công nhân sản xuất gồm công nhân nguội, công nhân lắp bộ phận và công nhân lắp chung.
Công nhân phụ: công nhân lái cầu trục, công nhân giữ kho, công nhân vận chuyển
- Kỹ sư, cán bộ kỹ thuật và nhân viên hành chính.
Tính công nhân sản xuất:
Số công nhân nguội: được xác định theo công thức sau:
ỵ,	tinh (1) i
(6.18)
(6.19)
R = £1	
ng	60.Fc
m là số loại chi tiết cần g/c nguội
Rng là công nhân nguội nói chung
Ttinh(1) là thời gian cần thiết để gia công nguội 1 chi tiết (phút)
Di là số lượng chi tiết phải gia công nguội trong 1 năm của loại i Fc là thời gian làm việc thực tế của 1 công nhân trong 1 năm (giờ)
Fc= (365 - 104 - n - f) .9. Kc
n là số ngày nghỉ lễ, nghỉ tết trong 1 f là số ngày nghỉ phép trong năm
Kc là hệ số kể đến thời gian nghỉ việc của công nhân do những nguyên nhân bất thường. Thường lấy Kc = 0,91.
Tính số công nhân lắp ráp:
Công thức tổng quát để tính công nhân lắp ráp (cả lắp bộ phận và lắp chung) là:
T1
tinh (1) i
.N
R1
i_1	
60.Fc
(6.20)
Rl là số công nhân lắp ráp (bộ phận hoặc chung).
TU (1) là thời gian cần thiết để lắp một bộ phận (hoặc lắp chung 1 sản phẩm) (giờ).
Ni là số lượng bộ phận (hoặc sản phẩm) của loại bộ phận (hoặc sản phẩm) thứ i cần lắp.
q là số loại bộ phận (hoặc sản phẩm) cần lắp.
Riêng với dạng lắp theo dây chuyền thì công nhân lắp ráp trong sản xuất dây chuyền được tính cho từng chỗ làm việc để hoàn thành những nguyên công riêng biệt phụ thuộc vào thời gian thực hiện nguyên công và nhịp công việc. Số công nhân lắp ráp này được tính toán theo công thức sau:
Rld _ Chien	(6.21)
tp
Rjd là số công nhân lắp ráp tính cho một chỗ làm việc trong dạng lắp theo dây chuyền.
tchiếc: thời gian thực hiện nguyên công lắp tại chỗ làm việc đó.
tp: nhịp công việc của dây chuyền.
Số công nhân lắp được tính từ các công thức (6.18) (6.20); (6.21) nếu là số lẻ thì cần qui tròn thành số nguyên và gọi là số công nhân chọn dùng.
Trong trường hợp số công nhân chọn dùng Rchọn > 2 thì có 2 cách giải quyết:
Bố trí cho tất cả các công nhân vào cùng một chỗ làm việc nếu như điều kiện công nghệ của nguyên công đó cho phép.
Khi cách 1 không giải quyết được thì cần bố trí thêm chỗ làm việc song song và phân số công nhân đó ra các chỗ song song.
Tính bậc thợ bình quân của phân xưởng lắp ráp:
Tương tự như tính toán trong phân xưởng cơ khí.
Tính công nhân phụ, nhân viên và cán bộ của phân xưởng lắp ráp:
Thường loại này được tính theo tỷ lệ % số công nhân sản xuất:
Công nhân phụ: Tuỳ theo dạng sản xuất ta lấy các tỷ lệ sau:
Sản xuất đơn chiếc, hàng loạt lấy 20-25 % công nhân sản xuất.
Sản xuất hàng khối lấy 15-20 % công nhân sản xuất.
Nhân viên phục vụ: Chiếm khoảng 2-3 % công nhân nói chung (công nhân sản xuất và công nhân phụ).
Kỹ sư , cán bộ kỹ thuật: Chiếm 8-10 % công nhân nói chung.
Nhân viên, hành chính văn phòng: Chiếm 4-5 % công nhân nói chung.
Tính diện tích và bố trí mặt bằng:
Tính diện tích phân xưởng lắp ráp:
Tương tự như ở phân xưởng cơ khí, diện tích phân xưởng lắp ráp có thể được xác định bằng 3 phương pháp:
Tính chính xác dựa vào bố trí thiết bị, chỗ làm việc, đường đi...
Xác định diện tích theo diện tích đơn vị.
Xác định theo tỷ lệ % của diện tích phân xưởng cơ khí.
Riêng phương pháp thứ nhất việc tính toán như ở phân xưởng cơ khí.
Tính diện tích phân xưởng lắp ráp theo diện tích đơn vị:
Diện tích phân xưởng lắp ráp bằng diện tích đơn vị nhân với số người làm việc đông nhất của ca có trong phân xưởng.
SLR = s-Rmax	(6.22)
SLR là diện tích phân xưởng lắp ráp.
s là diện tích đơn vị tính cho một công nhân.
Rmax là số người làm việc đông nhất của ca có trong phân xưởng.
Diện tích đơn vị của phân xưởng lắp ráp là phần diện tích tính cho một công nhân trong ca làm việc đông nhất của phân xưởng.
s là một chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật đánh giá việc sử dụng diện tích của phân xưởng.
Tuỳ thuộc đặc tính sản phẩm, phương pháp tổ chức lắp ráp mà diện tích đơn vị có khác nhau (cho trong các sổ tay thiết kế xưởng).
Ví dụ 6.2:
Trong sản xuất hàng loạt, sản phẩm có kích thước trung bình (máy cắt kim
2
loại, động cơ, bơm, máy dệt...) thì s = 18 - 25 m / công nhân.
2
Diện tích đơn vị của công việc nguội lấy s = 5 - 6 m / công nhân nguội.
Tính diện tích phân xưởng lắp ráp theo diện tích phân xưởng cơ khí:
Gọi: SLR là diện tích phân xưởng lắp ráp
SCK là diện tích phân xưởng cơ khí, thì:
- Dạng sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ
SLR = (50 - 60 %) SCK
- Sản xuất loạt vừa, loạt lớn
SLR = (30 - 40 %) SCK
Sản xuất hàng khối
Sản xuất dây chuyền
Slr = (20 - 30 %) Sck
Slr = (15 - 20 %) Sck
Bố trí mặt bằng phân xưởng lắp ráp:
Bố trí mặt bằng phân xưởng lắp ráp phải đảm bảo trong quá trình lắp các chi tiết và các bộ phận di chuyển theo một đường hợp lý nhất, ngắn nhất, không cắt nhau và không đi ngược chiều nhau.
Muốn vậy, trước tiên phải dựa vào các giai đoạn của quá trình lắp để bố trí các bộ phận của phân xưởng theo thứ tự tổng quát sau: 1-chỗ gia công nguội; 2-chỗ lắp ráp bộ phận; 3-chỗ lắp chung; 4-chỗ để thử sản phẩm; 5-chỗ để sơn...
12.2.1 Chỗ để gia công nguội:
Để gia công nguội, chủ yếu ở đây là đặt các bàn nguội có ê tô và một ít bàn nguội không có ê tô. Trên các bàn nguội có các ngăn kéo để bảo quản dụng cụ. Bàn phải chắc chắn, cứng vững.
Khoảng cách giữa các ê tô; giữa ê tô với đường đi, với tường phải đảm bảo khoảng cách an toàn và tiết kiệm (có thể tham khảo hình 6.1)
Ngoài những bàn nguội còn để các chỗ trống trên nền nhà để đặt các thân máy tiến hành cạo sửa và có thêm một vài máy khoan bàn, khoan cần, máy cắt ren, máy mài phẳng...
Hình 6.1 Vị trí của ê tô
Chỗ để lắp bộ phận máy:
Ở chỗ lắp bộ phận cũng đặt một số bàn nguội thông thường không có hoặc chỉ có vài êtô, chủ yếu đặt các băng lăn, băng truyền.
Ngoài ra trong bộ phận này tuỳ theo mức độ cần thiết có thể có vài	máy khoan,
máy ép (để lắp chặt), máy rửa chi tiết.
Ở phân xưởng lắp bộ phận cần lưu ý bố trí theo thứ tự lắp và sản phẩm đưa đến nơi lắp chung ngắn nhất, kịp thời nhất.
Chỗ để lắp chung toàn sản phẩm:
Lắp cố định:
Ở dạng lắp cố định cần bố trí các bàn lắp, những bãi trống trên nền nhà để đặt sản phẩm. Trong gian đặt các máy lắp ráp để gá đặt các sản phẩm lên đó mà tiến hành các nguyên công lắp.
Lắp di động:
Dạng lắp di động phải bố trí các cơ cấu vận chuyển để di chuyển sản phẩm trong quá trình lắp. Các cơ cấu vận chuyển có thể ă là:
Dây chuyền xe đẩy trên mặt đất khép kín.
Dây chuyền băng, đai.
Dây chuyền chạy trên ray treo.
Các đường lăn, đường trượt.
Các toa xe nối.
Các bàn quay ...
Chỗ để thử các sản phẩm:
Để đánh giá chất lượng sản phẩm, sau khi lắp xong đưa ra chỗ thử. Chỗ thử sản phẩm gồm có thử không tải và thử có tải.
Thử không tải: để kiểm tra vị trí tương quan giữa các bộ phận sản phẩm.
Thử có tải: để kiểm tra công suất, độ chính xác, độ cứng vững của sản phẩm.
Thử không tải và có tải thường tiến hành ở vị trí khác nhau, cũng có thể tiến hành chung 1 chỗ.
Số lượng bệ thử có thể tính theo công thức:
C = N.T + N1.T1	(6.23)
F1,1-m
N là số lượng sản phẩm cần thử hàng năm.
N1 là số lượng sản phẩm cần thử lại hàng năm (thử sau khi điều chỉnh).
T là thời gian cần thiết để thử 1 sản phẩm (giờ).
T1 là thời gian cần thiết để thử lại 1 sản phẩm (giờ).
F1 1 là thời gian làm việc thực tế của 1 bệ thử trong 1 năm với chế độ làm việc 1 kíp.
Fw= (365 - 104 - n).8.K	(6.24)
K là hệ số kể đến thời gian nghỉ để sửa bệ thử.
Chỗ để sơn và khô sơn:
Mục đích sơn là bảo vệ bề mặt bên ngoài của sản phẩm, đồng thời trang trí mặt hàng. Tuỳ thuộc qui mô của phân xưởng và loại sản phẩm có thể tiến hành sơn bằng những phương pháp khác nhau như: sơn khi sản phẩm dịch chuyển, sơn tại một chỗ cố định.
Sản phẩm sau khi sơn phải sấy khô bằng cách để khô tự nhiên, bằng sấy nhân tạo.
Các chỉ tiêu kinh te - kỹ thuật của phân xưởng lắp ráp:
Các chỉ tiêu tuyệt đối:
Sản lượng sản phẩm cần lắp hàng năm (chiếc, tấn).
Tổng số thiết bị sản xuất.
Tổng số công nhân sản xuất và công nhân, cán bộ nhân viên khác.
Chế độ làm việc của phân xưởng.
Quĩ tiền lương hàng năm của phân xưởng.
Tổng công suất điện (kW).
Các chỉ tiêu tương đối:
Sản lượng sản phẩm lắp hàng năm tính cho một công nhân sản xuất; 1m2 diện tích.
Sản lượng sản phẩm lắp hàng năm tính cho 1 đơn vị giá tiền trang thiết	bị
chính và cho một đơn vị tiền lương.
Diện tích đơn vị cho một công nhân sản xuất ca đông nhất.
Diện tích phân xưởng lắp ráp theo % diện tích phân xưởng cơ khí.
Khối lượng lao động cần thiết để lắp một bộ phận hoặc một tấn sản phẩm.
Tỷ lệ % thời gian lắp sản phẩm so với gia công cơ.
Giá thành phân xưởng cho một sản phẩm hoặc một tấn sản phẩm.
Tỷ lệ % giữa kinh phí phân xưởng so với lương công nhân sản xuất.
CÂU HỎI ÔN TẬP
Trình tự thiết kế phân xưởng lắp ráp?
Các hình thức tổ chức dây chuyền lắp ráp?
Nội dung các công việc lắp ráp? Trình bày cách xác định chính xác thời gian cần thiết để lắp ráp một sản phẩm?
Nội dung các công việc lắp ráp? Trình bày cách xác định tổng thời gian lắp ráp cần thiết?
Xác định số lượng các trạm lắp ráp theo hình thức tổ chức lắp ráp cố định?
Xác định số lượng các trạm lắp ráp theo hình thức tổ chức lắp ráp di động?
Các thành phần lao động của phân xưởng lắp ráp? Trình bày cách xác định số lượng thợ lắp ráp?
Các phương pháp xác định khối lượng lao động chế tạo dụng cụ?
BÀI TẬP
Trong thiết kế dây chuyền sản xuất sản phẩm di động liên tục. Các phân xưởng lắp ráp có số lượng sản phẩm hàng năm N=200.000 sp/năm, mỗi ngày làm việc 2 ca, giá trị dây chuyền có 10 nguyên công và thời gian lắp ráp từng nguyên công là bằng nhau và bằng 4,7 phút. Hãy:
Tính số dây chuyền cần có trong phân xưởng.
Tính số công nhân làm việc trên các dây chuyền trong các phân xưởng trên là 1 ca.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
.TS. Nguyễn Ngọc Kiên, Thiết kế nhà máy cơ khí, Trường ĐH Bách khoa Hà Nội, 2010.
. Phùng Rân - Nguyễn Thế Tranh, Cơ sở thiết kế nhà máy cơ khí, Tủ sách trường ĐH Bách khoa Đà Nằng, 1984.
. Đặng Quốc Việt, Bài giảng thiết kế dây chuyền sản xuất, Trường ĐH Bách khoa Đà Nằng, 2007.
2.	Công nhân phục vụ:
Rc _ (2 V 2 3) ( RL + R'c„„; )
pv 100 ( may nguoi