Выбор типа и расчет количества оборудования

Выбор типа и расчет числа единиц оборудования – достаточно сложный и многовариантный процесс. Поскольку производственная программа может быть выполнена при различных вариантах типов и численности оборудования, возможно несколько решений. Поиск оптимального варианта значительно увеличивает трудоемкость и длительность расчетов.

Типы (модели) оборудования выбирают из числа выпускаемых серийно или планируемых к выпуску машин по каталогам и рекламным проспектам машиностроительных предприятий и фирм и по другим источникам. Проектировщик может также предусмотреть применение оборудования, которое должно быть разработано по специальному техническому заданию, если по технико-экономическим показателям это предпочтительнее, чем применение существующей серийной модели.

Выбор типоразмеров и числа единиц технологического оборудования в общем случае должен базироваться на следующих положениях:

1) при больших объёмах производства, в особенности массового и крупносерийного, предпочтительнее предусматривать использование возможно более крупных и производительных машин, поскольку при прочих равных условиях они обеспечивают наилучшие экономические показатели – по занимаемой производственной площади, металлоёмкости, расходу энергии и заработной плате на единицу выпускаемой продукции;

2) из соображений уменьшения риска полной остановки цеха при выходе из строя некоторых видов основного технологического оборудования, а также из-за вероятности значительных потерь рабочего времени в связи с большой длительностью их планового ремонта, количество такого оборудования должно приниматься не менее двух единиц;

3) в цехах и на участках малой мощности ввиду низкой загрузки оборудования может предусматриваться его установка по одной единице;

4) для многономенклатурного производства, при котором используются различные технологические процессы и материалы, желателен выбор возможно меньшего числа типов оборудования, однако это должно согласовываться с необходимостью и требуемой частой переналадки;

5) в отдельных случаях выбор типоразмера и числа единиц оборудования может производиться, исходя из условия обеспечения заданных параметров технологических процессов и организации производства.

Число единиц оборудования, работающего в течение смены равномерно (непрерывного действия или с коротким технологическим циклом), определяют по формуле

,

(1.5)

где N _р – расчётное число единиц оборудования, штук; Q – объём (выпуск) продукции на годовую программу (в штуках, тоннах, кубических метрах) для рассчитываемого вида оборудования; q – часовая производительность оборудования (в соответствующих объему выпуска единицах); F _д – действительный фонд времени работы оборудования, в часах; k _н – коэффициент неравномерности работы оборудования.

Коэффициент неравномерности работы учитывает её неритмичность, вызванную зависимостью от работы оборудования смежных отделений, а также неравномерность потребления материала при смене номенклатуры.

По полученному расчетом значению (N _р) принимают большее целое значение (N _п). Далее находят коэффициент загрузки как частное от деления расчетного N _р количества единиц оборудования на количество принятых N _п:

.

(1.6)

Если по тем или иным соображениям (см. выше) числом единиц оборудования задаются заранее, формула (1.5) преобразуется так, что позволяет определить требуемую (расчетную) величину часовой производительности оборудования при заданном числе его единиц:

.

(1.7)

По полученному значению производительности выбирают модель оборудования и по справочнику находят его производительность q _п.

Коэффициент загрузки в этом случае определяется как

,

(1.8)

где q _р и q _п – расчетная и действительная (принятая) часовая производительность принятого оборудования.

Если величина k _з оказывается слишком малой или, напротив, выше верхнего рекомендуемого предела, выбирают, другой тип оборудования или перегруппировывают программу. Недостаточно загруженным оборудование получается при проектировании мелких цехов или опытных производств, когда производительность серийно выпускаемых машин намного превышает требуемую. В таких случаях либо идут на установку серийной модели, либо изготавливают нестандартное оборудование.

Для оборудования, работающего в периодическом режиме с длительным технологическим циклом (крупные плавильные печи, термические печи, очистные машины периодического действия и т. п.), а также при ступенчатом либо односменном графике работы цеха или его отделений расчетное число N _р единиц оборудования определяется формулой

,

(1.9)

где Q – выпуск продукции на годовую программу (в штуках, тоннах, кубических метрах) для рассчитываемого вида оборудования; q _ц – количество продукции, выпускаемое данным оборудованием (в соответствующих объему выпуска единицах) за один технологический цикл; n _ц – число полных технологических циклов, выполняемых данным оборудованием за сутки; D – действительное число суток работы данного оборудования за год.

На основании расчётов количества оборудования определяются необходимые для его размещения площади, и производится компоновка отделений в соответствии с общими проектными решениями.

Выбор параметров здания, разработка планировки