变速箱厂总平面布置设计.docx

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1、变速箱厂总平面布置设计课 程 设 计课程名称设备规划与物流分析 题目名称 变速箱厂总平面布置设计学生学院机电工程学院专业班级工业 07-2学号学生姓名指导教师黄剑锋 2023 年 12 月 24 日广东石油化工学院课程设计任务书题目名称学生学院专业班级姓 名学 号变速箱厂总平面布置设计机电工程学院工业 07-2责任分工负责人1-45-78-9名目一、设计产品名称4二、原始给定条件4三、产品产量分析12四、产品工艺过程分析12五、物流分析16六、作业单位非物流相互关系分析19七、作业单位综合相互关系分析20八、工厂总平面布置23九、方案的评价与选择29十、参考文献29变速箱厂总平面布置设计一、设

2、计产品名称某变速箱厂总平面设施布置设计二、原始给定条件公司占地 30000m2 ，厂区成等边L 形，尺寸见以下图，年产 80000 套变速箱。一 变速箱的构造及有关参数变速箱由 39 个零件构成，装配图见图 2-1，2-2，2-3所示。每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列于表 2-1 中。5图 2-1 减速器装配图1图 2-2 减速器装配图2图 2-3 减速器装配图3表 2-1 变速箱零件明细表工厂名称：变速箱厂产品名称变速箱产品编号110打算年产量80000序号零件名称零 自外购材料总 计 划零 件 外形单件重说明件 制需求量图号量/kg代号39垫圈65Mn1600000.00

3、438螺母Q2351600000.01137螺栓Q2352400000.03236销351600000.02235防松垫片Q215800000.01034轴端盖圆Q235800000.05033螺栓Q2351600000.02032通气器Q235800000.03031视孔盖Q215800000.05030垫片橡胶纸800000.00429机盖HT200800002.50028垫圈65Mn4800000.00627螺母Q2354800000.01626螺栓Q2354800000.10325机座HT200800003.00024轴承1600000.45023挡油圈Q2151600000.0042

4、2毡封油圈羊毛毡800000.00421键Q275800000.08020定距环Q235800000.09019密封盖Q235800000.05018可穿透端盖HT150800000.04017调整垫片08F1600000.00416螺塞Q235800000.03215垫片橡胶纸800000.00414游标尺800000.05013大齿轮40800001.00012键Q275800000.08011轴Q275800000.80010轴承1600000.4509螺栓Q23519202300.0258端盖HT200800000.0507毡封油圈羊毛毡800000.0046齿轮轴Q275800001

5、.4005键Q275800000.0404螺栓Q2359600000.0143密封盖Q235800000.0202可穿透端盖HT200800000.0401调整垫片08F1600000.010二 作业单位的划分依据变速箱的构造及工艺特点，设立如表 2-2 所示的 11 个单位，分别担当原料储存、备料、热处理、加工与装配、产品性能试验、生产治理等各项生产任 务。序号作业单位名称用途建筑面积备注6标准件、半成品储存外购件、半12 x 24表 2-2 作业单位建筑汇总表/m x m1原材料库储存钢材，铸锭20 x 30露天2铸造车间铸造12 x 243热处理车间热处理12 x 124机加工车间车、铣

6、、钻12 x 365周密车间精镗、磨销12 x 36库成品7组装车间组装变速箱12 x 368锻造车间铸造12 x 249成品库成品储存12 x 1210办公、效劳楼办公楼、食堂等80 x 6011设备修理车间机床修理12 x 24三 变速箱生产工艺过程变速箱构造比较简洁，因此，生产工艺过程也比较简洁，总的工艺过程可分 为：零、组件的制作与外购；半成品暂存、组装；性能试验与成品存储等阶段。1. 零件的制作与外购序号作业单位名称工序内容工序材料利用率%变速箱上的标准件、异型件如塑料护盖、铝制标牌等都是承受外购、外协的 方法获得，入厂后由半成品库保存，其他零件由本厂自制，其工艺过程分别见表 2-3

7、 至表 2-8 所示。表中各工艺加工前工件重量=该工序加工后工件的重量/该工序材料利用率。表 2-3 机盖加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg打算年产量年产总质量机盖29HT2002.500800002023001原材料库备料2铸造车间铸造803机加工车间粗铣、镗、钻804周密车间精铣、镗985半成品库暂存表 2-4 机座加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg打算年产量年产总质量机座25HT2003.00080000240000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率%1原材料库备料2铸造车间铸造803机加工车间粗铣、镗、钻804周密车间精铣、镗985半成品库暂存表 2-5 大齿轮

8、加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg打算年产量年产总质量大齿轮13401.0008000080000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率%1原材料库备料2铸造车间锻造803机加工车间粗铣、插齿、钻804热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存表 2-6 轴加工工艺过程表产品名称件号材料轴Q275单件质量/kg0.800打算年产量 年产总质量118000064000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率%1原材料库备料2机加工车间粗车、磨、铣803周密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存7表 2-7 齿轮轴加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/k

9、g打算年产量年产总质量齿轮轴6Q2751.40080000112023序号作业单位名称工序内容工序材料利用率%1原材料库备料2机加工车间粗车、磨、铣803周密车间精车954热处理车间渗碳淬火5机加工车间磨986半成品库暂存7表 2-8 端盖加工工艺过程表产品名称件号材料单件质量/kg打算年产量/kg年产总质量端盖8HT2000.050800004000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率%1原材料库备料2铸造车间铸造603机加工车间精车802. 标准件、外购件与半成品暂存生产出的零、组件经检验合格后，送入半成品库暂存。定期订购的标准件和外协 件均存放在半成品库。3. 组装全部零件、组件在组装

10、车间集中组装成变速箱成品。4. 性能测试全部组装出的变速箱均需进展性能试验，不合格的就在组装车间进展修复，合格 后送入成品库，即不考虑成品组装不了的状况。5. 产品存储全部合格变速箱存放在成品库等待出厂。三、产品产量分析生产的产品品种的多少及每种产品产量的凹凸，打算了工厂的生产类型，进而影响着工厂设备的布置形式。依据以上条件可知，待布置设计的变速箱厂 的产品品种单一，产量较大，其年产量为 80000 台，属于大批量生产，适合按产品的原则布置，宜承受流水线的组织形式。四、产品工艺过程分析(一) 计算物流量通过对产品的加工、组装、检验等各种加工阶段以及各工艺过程路线的分析， 计算每个工艺过程各工序

11、加工前工件单位质量及产生的废料重量，并依据全年生产量计算全年物流量。具体计算过程如表 4-1 所示(二) 绘制各零件的工艺过程图依据各零件的加工工艺过程与物流量，绘制各零件的工艺过程如图 4-1 图 4-6 所示。图中序号分别为： 1原材料库， 2铸造车间， 3热处理车间, 4机加工车间， 5周密车间， 6半成品库， 8锻造车间。产品毛重/kg 名称 0.3.98608*0.3.98603.9860*0*0.8*08*0.*0.2=0.8*0.2=0.8*0.098 =3.9860.7972.63782=0.05103.000/(0.4.78324.7832*04.7832*0.8*08*0.

12、8*0.9*0.2=0.8*0.2.8*0.08)=4.7832.9566=0.76532=0.06132.500/机盖废料/kg铸造废 锻造 机加工废 精加工 全年总料废料料废料质量1.486*80000=118881.664机座1.59大1.000/(0.44*0齿8*0.8*0.9.2轮8)=1.5944=0.31.5944*01.783*80000=142657.79240.800/(0.1.074*0.1.074*0.274*8*0.95*0.2+1.074*0.8*0.80000=98)0.8*0.9505=0.021945.=1.0741*0.02=0.430984189.8*0

13、.2+10.595*.5944*0.80000=8*0.8*0.4760002=0.020轴1.400/(0.0163表 4-1 全年生产量计算全年物流量1.8797*0 1.8797齿 8*0.95*0. 轮98)0.050/(0.0.10420.02860.10424*6*0.8)4*0.4=0.6*0.2=0.10420.04170.0125轴=1.8797端盖.2+1.8797*0.8*0.95*0.02=*0.8*0.05=0.07520.480*80000=384000.0542*80000=4334.4原材料13.986023.188842.5510562.5000.7972废料

14、0.6378废料0.0510废料图 4-1 机盖物流量原材料14.783223.82660.95663.06134 废料0.76535 废料0.06136废料3.000图 4-2 机座物流量原材料11.594481.27550.31894 废料0.255131.0204461.000废料0.0204废料图 4-3 大齿轮物流量原材料11.074140.85930.21485 废料0.043030.8163460.800废料0.0163废料图 4-4 轴物流量原材料11.879741.50380.3759原材料5 废料0.07520.041731.4286461.400废料0.0286废料图 4

15、-5 齿轮轴物流量图 4-6 端盖物流量10.104220.06254废料0.0506废料0.0125(三) 绘制产品总工艺过程图变速箱总的生产过程可分为零件的加工阶段总装阶段性能试验阶段，全部零件，组件在组装车间集中组装。将变速箱全部工艺过程汇总在一张图 上，得到变速箱总工艺过程如图 4-7 所示。该图清楚的表示出变速器生产的全过程以及各工序单位之间的物流状况，为进一步进展深入的物流分析奠定了根底。变速箱厂总平面布置设计注：装配挨次：机座轴-四绘制产品的工艺过程表。经计算和调整，较佳的顺流程度大的产品工艺过程表如下：*变速箱总工艺过程图5变速箱厂总平面布置设计产品工艺过程表作 业 机座 机盖

16、 齿 轮 大 齿 轴端盖单位轴轮序号 流 Dj流 Dj流Dj 流Dj流D 流Dj 程 k程 k程k程k程jk程k1原 2 2 1 1 1 2材2料22 2库 153 22 2 1 2 15铸22 1 1造6车 11 间4机 7加工精-2-2-2-2加工半成品库热处理锻造Djk WjkW398800019200160003360-8001920202300000000000五、物流分析一绘制从至表根 据 变 速 箱 较 佳 工 艺 过 程 表 5-1 ， 绘 制 出 变 速 箱 工 艺 过 程物流从至表。如表 5-1 所示库编制日期审核日期表 5-1 变速箱加工工艺从至表( 单位： t )至12

17、3456789从原材料库铸造车间热处理车机加工车周密车间半成品库组装车间锻造车间成品合计间间1原材料库709.8236.3127.61073.72铸造车间566.2566.23热处理车间261.3179.6440.94机加工车间81.6638.0256.0102.11077.75周密车间179.6440.0619.66半成品库1039.41039.47组装车间1039.41039.48锻造车间102.1102.19成品库合计709.8261.21165.9817.6696.01039.4229.71039.45959.0二绘制物流强度汇总表依据产品的工艺过程和物流从至表，统计各单位之间的物流强

18、度，并将物流 强度汇总到物流强度汇总表 5-2 之中。表 5-2 物流强度汇总表序号作业单位对路线物流强度/t序号作业单位对路线物流强度/t112709.8745638.0214236.3846256.0318127.6948102.1424566.21056440.0534261.311671039.4635179.612791039.4三划分物流强度等级将各作业单位对的物流强度按大小排序，自从达填入物流强度分析表中，根 据物流强度分别划分物流强度等级。作业单位对或称为物流路线的物流强度等级，应按物流路线比例或担当的物流量比例来去确定。针对变速箱的工艺过程图，利用表 5-2 中统计的物流量，

19、按由小到大的挨次绘制物流强度分析表 5-3，表 5-2 中未消灭的作业单位之间不存在固定的物流，因此，物流强度等级为 U 级。物流强度单位：t10025040055070085010001150序号作业单位对路线物流强度等级A表 5-3 物流强度分析表167279A312E445E524E656I734I846I914O1035O1118O1248O四绘制作业单位物流相关图依据以上分析，绘制作业单位物流相关表，如图 5-1 所示。作业单位名称原材料库E铸造车间UUO热处理车间EIUU机加工车间OUEUUUU周密车间IIUO半成品库UOUUOUUUAUUUUOU组装车间UUUUUUUUO锻造车间

20、AUUUUU成品库UUUU办公、效劳楼UU设备修理车间图 5-1 作业单位物流相关图六、作业单位非物流相互关系分析针对变速箱生产特点，制定各作业单位间相互关系亲热程度理由如表 6-1 所示。依据表 6-2 制定变速箱“基准相互关系”见表 6-2，在此根底上建立非物流作业单位相互关系图，如图 6-1 所示。表 6-1 变速箱各作业单位关系亲热程度理由编号理由编号理由12工作流程的连续性生产效劳56安全及污染 振动，噪声，烟尘3物料搬运7人员联系4治理便利8信息传递表 6-2 作业单位基准相互关系等级表符号含义说明比例A确定重要25E特别重要310I重要515O一般亲热程度U不重要X负的亲热程度不

21、期望接近10254580作业单位名称原材料库铸造车间热处理车间机加工车间周密车间A/3 U/1 I/1 E/1I/3I/3E/1 U/6E/5E/3 U/4U/6U/5U/6U/3 U/2U/6U/6 U/7U/5U/5 I/3U3U/3半成品库组装车间性能试验室成品库办公、效劳楼设备修理车间A/3 U/1E/1 O/2O/4U/7 U/6 A/1X/5 U/1U/2 U/3E/4 O/2U/4 U/2 O/7 E/2U/8X/5 O/2U/5X/3 O/2X/6 O/2X/5 O/6I/3O/3U/3图 6-1 作业单位非物流相关图七、作业单位综合相互关系分析从表 5-4 和表 6-3 可知

22、，变速箱厂作业单位物流相互关系关与非物流相互关系不全都。为了确定各作业单位之间综合相互关系亲热程度，需要将两表合作后 再进展分析推断。其合并过程如下：1. 选取加权值加权值的大小反映工厂布置时考虑因素的侧重点，对于变速箱厂来说，物流因 素m影响并不明显大于其它非物流因素n的影响，因此，取加权值 m:n=1:12. 综合相互关系的计算依据该厂各作业单位对之间物流与非物流关系等级的凹凸进展量化，并加权 求和，求出综合相互关系如表 7-1 所示。当作业单位数目为 11 时，总作业单位对数为：N=11*11-1/2=55,式中，N为作业单位对数。因此，表 7-1 中将有 55 各作业单位对，马上有 5

23、5 个相互关系。分数等级分数等级分数等级123E4A7E130U2I2O141O3E4I150U0U0U160U0U0U170U0U0U181O2I3O190U0U0U1100U2I2O1110U0U0U230U0U0U243E3E6E250U0U0U260U0U0U270U0U0U280U0U0U290U0U0U2100U-1X-1X2110U1O1O342I2I4I351O0U1U360U0U0U370U0U0U380U0U0U作业单位对表 7-1 作业单位之间综合相互关系计算表关系亲热物流关系加权值：1非物流关系 加权值：1综合关系390U0U0U3100U-1X-1X3110U1O1U

24、453E3E6E462I3E5I470U0U0U481O0U1U490U0U0U4100U-1X-1X4110U1O1U562I2I4I570U0U0U580U0U0U590U0U0U5100U-1X-1X5110U1O1U674A4A8A680U0U0U690U0U0U6100U1O1U6110U1O1U780U0U0U794A4A8A7100U3E3O7110U1O1U890U0U0U8100U-1X-1X8110U1O1U9100U1O1U9110U0U0U10110U1O1U3. 划分关系密级在表 7-1 中，综合关系分数取值范围为 -18，按分数排列得出各分数段所占比例如表 7-2

25、所示，在此根底上与表7-3 中推举的综合相互关系密级程度划分比例进展比照，假设各等级相差太大，则需要对表 7-1 中作业单位对之间的关系亲热程度作适当的调整，使各等级比例与表 7-3 中推举的比例尽量接近。表 7-2 综合相互关系密级等级划分总分关系等级作业单位对数百分比%8A23.667E35.445I47.423O59.101-1UX36565.49.1表 7-3 综合相互关系密级与划分比例关系等级符号作业单位对数比例%确定必要靠近A13特别重要靠近E25重要I38一般O515不重要U2085不期望靠近X0104. 建立作业单位综合相互关系表将图 7-1 中的综合相互关系总分转化为关系密级

26、等级，绘制成作业单位综合相互关系图，如图 7-1 所示。作业单位名称原材料库铸造车间EOUI热处理车间EUIUU机加工车间UUEUU周密车间UIUUI半成品库UUOUUUUUUXOAU组装车间UUXUXOUUUX性能试验室AUUUUOU成品库XUUU办公、效劳楼UU设备修理车间图 7-1 作业单位综合相关关系图八、工厂总平面布置(一) 综合接近程度由于变速箱厂作业单位之间相互关系数目较多，为绘图便利，先计算各作业单 位的综合接近程度，如表 8-1 所示。综合接近程度分数越高，说明该作业单位越应当靠近布置图的中心;分数越低，说明该作业单位应当远离布置图的中心，最好 处于布置图的边缘。因此，布置设

27、计应当按综合接近程度分数凹凸挨次进展，即 按综合接近程度分数凹凸挨次来布置作业单位挨次。至11设备修理车间U/0O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0表 8-1 综合接近程度排序表1234567891011从原材料库铸造车间热处理车机加工车间周密车间半成品库组装车间锻造车间成品库办公效劳设备修理间楼车间1原材料库E/3O/1I/2U/0U/0U/0O/1U/0O/1U/02铸造车间E/3U/0E/3U/0U/0U/0U/0U/0X/-1O/13热处理车间O/1U/0I/2U/0U/0U/0U/0U/0X/-1U/04机加工车间I/2E/3I/2E/3I/2U/0U/0U/0X/

28、-1U/05周密车间U/0U/0U/0E/3I/2U/0U/0U/0X/-1U/06半成品库U/0U/0U/0I/2I/2A/4U/0U/0U/0U/07组装车间U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0A/4O/1U/08锻造车间O/1U/0U/0U/0U/0U/0U/0U/0X/-1U/09成品库U/0U/0U/0U/0U/0U/0A/4U/0U/0U/010办公效劳楼O/1X/-1X/-1X/-1X/-1U/0O/1X/-1U/0U/0综合接近程度8621148904-31排序3581742106119依据表 8-1 综合接近程度排序表得各作业单位布置挨次依次为： 机加工车间； 组装车间

29、；原材料；半成品库；铸造车间；成品库；周密车间；热处理车间；设备修理车间；锻造车间；办公效劳楼。(二) 作业单位位置相互图在绘制作业单位位置关系图时，作业单位之间的相互关系用表 8-2 所示的连线类型来表示，用相应符号来表示作业单位，以便区分作业单位的性质。变速箱作业单位位置相关关系如图 8-2 表示。X-1_ _ _ _ _ _不期望棕XX-2_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _极不期望黑表 8-2 关系亲热表示法符号系数值线条数亲热程度等级颜色标准A4/ / / /确定必要红E3/ / /特别重要桔黄I2/ /重要绿O1/一般蓝U0不重要不着色图 8-1 变速箱厂作业单位位置相关图(三) 作业单位面积相关图选取绘图比例 1：1000，绘制单位为 mm，变速箱作业单位面积相关图，如图 8-2 所示。图 8-2 变速箱厂作业单位面积相关图五作业单位面积相关关系图的调整