Федеральне агентство з освіти
Державна освітня установа вищої професійної освіти
Північно-західний державний заочний технічний університет
Кафедра технології машинобудування
Контрольна робота
на уроках: Комплексна механізація
Розрахунок і проектування внутрішньоцехової транспортно-складської системи роботизованого технологічного комплексу
м. Тихвін, 2010 р.
Тема роботи - «Розрахунок і проектування внутрішньоцехової транспортно-складської системи роботизованого технологічного комплексу».
Транспортно-складська система призначена для організаційно-технічного забезпечення комплексного технологічного процесу. Принциповий склад найпростішого комплексного технологічного процесу укрупнено можна представити у вигляді операції з доставки вихідних матеріалів (вантажу) на підприємство і його ділянки (транспортні операції), виготовлення виробів (проізводственние0, зберігання і відправки готової продукції (складські). Таким чином, у комплексному технологічному циклі позначаються дві системи - виробнича транспортно-складська. Хоча кожна з цих систем має свої особливості, діють вони спільно для якісного випуску продукції з найменшими витратами. Транспортно-складська система виконує завдання не тільки транспортування і складування, а й розподілу всіх виробничих вантажів, регулювання та управління ходом виробництва.
Транспортно-складська система поділяється на міжзаводські і внутрішньозаводських. Внутрішньозаводське ТСС в свою чергу взаємодіє з цеховими ТСС, виконаними у вигляді ряду автономних ділянок, входи і виходи яких чітко визначені. Це дає можливість планувати, проектувати, розраховувати, виготовляти, монтувати, налагоджувати і запускати в експлуатацію кожну ділянку незалежно від інших. Крім того, це забезпечує більш доцільне формування єдиної структури управління транспортних зв'язків, складських операцій і запобігає неузгодженість транспортно-складської системи в разі появи несправностей.
Таблиця 1. - Вихідні дані для розрахунку:
ПАРАМЕТРИ | Варіант 5 серпня |
1. Відстань транспортування заготовок, деталей та комплектуючих виробів, в т.ч. і з суміжних виробництв (надходження на склад) | 350 м |
в тарі ящикової вантажопідйомністю | 0,5 т. |
на піддонах плоских вантажопідйомністю | - |
2. Річне надходження вантажів на ділянку приймання складу | 3,2 тис.т. |
з них - для зберігання в стелажах механізованих елеваторного типу | 2% |
3. Нормативний запас зберігання вантажів | 13 днів |
4. Коефіцієнт вантажоперевезення на складі | 3 |
5. Кількість технологічного обладнання на виробничій ділянці | 10 шт. |
6. Висота будівлі | 4. 8 м |
Примітка: Тип складу - внутрішньоцехової багатономенклатурним, призначений для зберігання заготовок, деталей та комплектуючих виробів, робота складу двозмінна.
Вибір типів і конструкцій внутрішньозаводської тари
Для міжцехових перевезень вибираємо ящикові тару (ГОСТ 14861-86); тип 1 металева з ніжками тара; габаритні розміри: L = 800 мм, B = 600 мм,
H = 750 мм; вантажопідйомність тари q т ном = 0,5 т.
На ділянці приймання складу проводиться перевантаження вступників вантажів у ящикової тарі вантажопідйомністю 0,5 т у внутрішньозаводських (внутрішньоцехових) вантажопідйомністю 0,05 т.
4062,5 шт .- необхідне число внутрішньоцехової тари.
Вибираємо внутрішньоцехових ящикові тару за ГОСТом 14861-86, тара ящечная дрібна з напіввідкритою торцевої стінкою.
Габаритні розміри тари: L = 300мм., В = 200мм., Н = 200мм.,
Вантажопідйомність тари q т ном = 0,05 т.
Визначення максимального запасу і потреби в тарі РТК
Визначення максимального запасу вантажів, т.,
Qmax = Q рік М / 256,
де Q рік - річне надходження (потреба) вантажів (матеріалів), т;
М-норма запасів вантажів (матеріалів) в днях;
256 - число робочих днів у році при 5 денний роботи.
Qmax = 3200 · 13 / 256 = 162,5 т
Загальна потреба в тарі N т на підприємстві визначається за формулою:
N т = N т.хр + N УРАХУВАННЯМ + N т.об + N т.п + N т.пр,
де N т.хр - складська тара;
N т.р. - що знаходиться в ремонті;
N т.об - затримана споживачем (в обороті);
N т.п - що знаходиться в дорозі;
N т.пр - що знаходиться на виробництві за належністю до відповідних цехах (виробнича).
Орієнтовне значення фактичної вантажомісткості тари можна отримати за допомогою коефіцієнта Кгр використання тари за вантажопідйомністю:
q ф т = q т ном К гр,
де q т ном - Вантажопідйомність (Номінальна) тари даного типорозміру по стандартах.
Для пластмасових і інших електротехнічних матеріалів або вузлів К гр доцільно приймати рівним 0,6, для заготовок і кріпильних деталей К гр приймається в межах 0,8 ... 0,9.
q ф т = 0,05 · 0,8 = 0,04 т
Кількість тари на складі визначається виходячи з величини максимального запасу Qmax 162,5
N т.хр = --- = --- = 4060 шт.
q ф т 0,04
4060
N т = ----- = 4274 шт.
0,95
N т.хр · 2% = 4060 · 2: 100 = 82 шт. - Кількість тари для зберігання в стелажах хутро. елеваторного типу
4060 - 82 = 3978 шт.
Вибираємо елеваторний стелаж за кількістю тари і висоти будівлі:
Методичка с. 51 табл. 16
Вибираємо стелаж СМЕ-3600
Вантажопідйомність - 3,6 т
Кількість полиць - 12 шт.
Вантажопідйомність полиці - 0,3 т.
Крок полиць - 0,508 м.
Довжина полиць - 1,648 м.
Ширина полиць - 0,38 м.
Висота полиць - 0,3 м.
Швидкість руху вантажу - 12 м / хв.
Встановлена потужність - 3,0 кВт
Висота стелажа - 4,06 м.
Довжина стелажа - 2,655 м.
Ширина стелажа - 2,082 м.
Маса стелажа (без вантажу) - 2,55 т.
82: 12 = 7
Довжина полиці 1,648 м., достатньо одного елеватора.
Визначення потреби машин підлогового транспорту по доставці вантажу на РТК
Визначення потреби машин підлогового транспорту проводиться за формулою
N NT = Q гп / Tc Пе (1),
де Q гп - середньодобовий вантажопотік, т / добу;
Тс = 16 годин (2-х змінний) - час роботи машин на добу, год;
Пе - продуктивність, т / ч.
Продуктивність визначається за формулою
Пе = 60 · q м ном · Кгр · Кв / τ ц (2),
де q м ном = 1,0 т. - Вантажопідйомність машини, т; (електронавантажувач ЕП-103, вибраний з табл.12, стор.43)
Кгр = 0,5 (тара 0,5 т., а вантажопідйо = 0,1,0) - коефіцієнт використання машини за вантажопідйомністю;
Кв - коефіцієнт використання машини за часом (Кв = 0,75 для навантажувачів з кранової або безблочной стрілою;
Кв = 0,85 для навантажувачів з вилами або зі зіштовхувачем);
τ ц - середня тривалість циклу роботи машини, хв.
Середня тривалість циклу роботи авто-та електронавантажувачів визначається за формулою
τ ц = 2,1 · Н / v n + 2 · Ln / v тр + 4 t 1 + t про (3),
де Н = 4,8 / 2 = 2,4 - середня висота підйому, м;
Ln = 350м. - Довжина шляху в циклі, м (Н і Lmp слід брати з вихідних даних на проектування);
v n = 0,19 км / год = 11,4 м/мін- швидкість підйому (табл.12 стор.43)
v тр = 9км/час = 150 м / хв - Відповідно і швидкість пересування (транспортування);
t 1 - час нахилу рами в транспортне, завантажувальний або розвантажувальне положення, хв; t 1 = 0,25 хв;
t о - сумарний час, що витрачається на захоплення вантажу, звільнення від захоплення, уточнення установки, хв (t = 0,8 хв про для навантажувача з вилами або зі зіштовхувачем; t о = від 0,8 до 1,0 хв для навантажувачів з кранової або безблочной стрілою).
Підставимо значення у ф-лу 3 та отримуємо.
τ ц = 2,1 * 2,4 / 11,4 +2 * 350/150 +4 * 0,25 +0,8 = 0,44 +4,67 +1 +0,8 = 6,91 хв.
Продуктивність (Пе за ф-ле (2)) дорівнює
Пе = 60 * 1,0 * 0,5 * 0,85 / 6,91 = 3,7 м / год
Знаходимо среднеп. вантажопотік Q гп
Q гп = Q год/256 * Кн, (4) де:
Q рік = 3200 т.-річне надходження вантажів
256-кількість робочих днів у році
Кн = 1,1-коефіцієнт
Q гп = 3200/256 * 1,1 = 3200/281, 6 = 11,36 т.
Визначаємо кількість наземного транспорту ф-ла (1)
N NT = 11,36 / 16 * 3,7 = 1,36 / 59,2 = 0,19 = 1 машина.
Приклад електронавантажувач ЕП-103 вантажопідйомність 1т., Найбільша висота підйому вантажу 4,5 м., база 1,35 м., максимальна маса 2,4 т.
Визначення основних параметрів стелажів для зберігання вантажу в тарі
Обладнання складської підсистеми складається, як правило, із стелажів різних конструкцій і штабелювальні машин.
Точні результати розрахунку осередків при стелажному зберіганні вантажу можуть бути отримані після розрахунку необхідної кількості тари, так як кількість стелажних осередків повинна відповідати кількості тари, необхідної для переробки заданого вантажопотоку.
Висота вантажної осередку клітинного одномісного стелажа перевищує висоту тари в середньому на 0,1 - 0,2 м. Цей зазор необхідний для мікропод'ема захватних пристроїв (вил або майданчика) каретки з вантажем для їх вилучення з осередку стелажа або при введенні на них вантажу в стелажах . Зазор між вертикальними стійками стелажу і стінками (відбортовки) тари для автоматизованих штабелювальні машин повинен бути не менше 20 - 30 мм. Глибина розміщення тари у клітинці стелажа вибирається конструктивно в залежності від ходу вантажозахоплювальних пристроїв каретки.
Висота комірки Няч = 0,2 +0,1 = 0,3 м.
Довжина осередки L яч = Вт +2 · 0,03 +2 · 0,1 = 0,2 +0,06 +0,2 = 0,46 м.
При визначенні корисної висоти стелажів клітинного типу слід виключати з розрахунку не обслуговуються штабелювальні машиною зони. До зон відносяться висота від рівня підлоги до першого ярусу дорівнює 0,66 м. і висота від завантаженого останнього ярусу до перекриття дорівнює 0,33 м.
Висота стелажа дорівнює: Нст. = Нзданія-0 ,23-0, 66 = 4,8-0,23-0,66 = 3,91 м.
3,91 / 0,3 = 13-кількість ярусів вантажних осередків
3978/13 = 313-кількість рядів
Додаємо кількість резервних. Кількість резервних осередків може становити до 5-10% від їх загального числа з урахуванням зростання виробництва або його особливостей.
3978 · 5 / 100 = 199 клітинок
3978 + 199 = 4177 осередків
Виходить всього 4177 осередків, два ряди штабелів, де поспіль = 161, КЯР = 13 ярусів, число комірок 4177 / 2 = 2089
Знаходимо довжину стелажа L ст = підряд · L яч = 161 · 0,34 = 54,8 м
Разом отримуємо дві секції стелажів, де в кожній:
L ст = 54,8 м, Підряд = 161, КЯР = 13, 2089 осередків
Визначення необхідної кількості складських роботів
Обладнання складської підсистеми складається з штабелювальні машин і стелажного обладнання.
Як штабелювальні машин переважно використовують кранові конструкції: мостові та стелажні крани - штабелери. Кран - штабелер являє собою складську підйомно-транспортну машину циклічної дії, що пересувається по рейкових шляхах і обладнану вертикальної колоною, по якій переміщується зворотно-поступально вантажна каретка (кабіна) з вантажним пристроєм.
Розрахунок робочого циклу складського робота, хв., Визначається за формулою.
Розрахунок робочого циклу складського робота, хв, визначається за формулою:
τ ц = 2 (L с / v р + Нс · Ксов / v к + l / v 3) + Δ t + t дод,
де L с - середній шлях пересування складського робота вздовж проходу між стелажами з виходом в зону навантаження і розвантаження, м;
v р - Швидкість пересування складського робота, м / хв;
Н - середня висота підйому вантажний каретки, м;
v до - Швидкість підйому вантажний каретки, м / хв;
Ксов ≈ 0,3 - коефіцієнт суміщення операції (пересування складського робота спільно з підйомом вантажний каретки в стелажах, м;
l -Довжина комірки висунення телескопічного захоплення вантажний каретки в стелажах, м;
v 3 - швидкість висування телескопічного захоплення, м / хв;
Δ t ≈ 0,1 хв - час на захоплення і установку вантажу;
t доп ≈ 1 хв - час на виконання додаткових функцій оператором складу (перевірка вантажу, пошук і набір адреси і т.д.).
У разі використання складського робота в автоматичній транспортно-складської системі РТК (управління від ЕОМ) час на виконання додаткових функцій оператором складу виключається з розрахунку циклу.
L з = 54,8 / 2 + 1,4 = 27,4 м
v р = 1,9 м / с = 114 м / хв
v к = 0,2 м / с = 12 м / хв
Нс = 3,91 / 2 = 1,96 м
l = 0,4 м
v 3 = 0,13 м / с = 7,8 м / хв
τ ц = 2 (27,4 / 114 +1,96 · 0,3 / 12 +0,4 / 7,8) +0,1 +1 = 2 (0,24 +0,049 +0,051) +1,1 = 1,78 хв
Експлуатаційна продуктивність складських роботів, т / рік, визначається з виразу
Пе = 60 · q р ном · Кгр · Кв · F р / τ ц,
де q р ном - номінальна вантажопідйомність складського робота по паспорту, т;
Кгр - коефіцієнт використання складського робота по вантажопідйомності, цей коефіцієнт необхідно погоджувати з Кгр використання тари за вантажопідйомності; Кв - коефіцієнт використання складського робота за часом, Кв = 0,8-0,9; F р - дійсний річний фонд часу роботи складського робота за одно-, двозмінній роботі (відповідно 2030 і 4015 год).
q р ном = 0,25 т за паспортом
Пе = 60 · 0,25 · 0,8 · 0,85 · 4015 / 1,78 = 230079 т / рік
Розраховуємо потрібну кількість складських роботів за формулою
Np = Q рік · Кн · Кпер / Пе,
де Q рік - річне надходження вантажів на ділянку приймання складу, т; Кн - коефіцієнт нерівномірності надходження вантажів, Кн = 1,1 ... 1,2; Кпер - коефіцієнт вантажопереробки на складі (наведено в завданні).
Np = 3200 · 1,1 · 3 / 23007 = 0,459 ≈ 1
Приймаються один кран-штабелер СКШК-0, 16
вантажопідйомністю 0,16 т,
довжина вантажу - 0,4 ... 0,6 м,
ширина вантажу - 0,6 ... 0,8,
висота підйому вантажу 6,66 м,
висота складу 8,4 м,
мінімальна відстань від грузозахвата в нижньому положенні до підлоги - 0,5 м,
ширина проходу - 0,95 м,
довжина штабелера - 2,36 м,
швидкість пересування - 1,33 м / с,
швидкість підйому - 0,2 м / с,
швидкість висунення захоплення - 0,13 м / с.
Визначення загальної площі роботизированного складського комплексу
Розрахунки складської площі здійснюється за формулою
S заг = S осн + S сл + S конструк,
де S осн - основна площа складу;
S сл - службова площа (конструктора, побутові приміщення);
S конструк - конструктивна площа (сходові клітини, ліфти, внутрішні стіни і т.п.);
S осн = S хр + S техн + S доп + S рез + S пр + S отп,
де S хр - площа ділянки зберігання вантажу (матеріалів);
S техн - площа технологічних ділянок;
S доп - допоміжна площа, зайнята проходами і проїздами; S різ - резервна площа;
S пр - площа для приймання і сортування вантажу перед укладанням їх на місці зберігання;
S отп - площа для підготовки до відправки та тимчасового зберігання надійшли вантажів.
Площа ділянки зберігання вантажу S хр визначається за технічної плануванні при відомих габаритних розмірах стелажів (штабелів) та їх кількості.
Так, наприклад, площа ділянки зберігання матеріалів (виробів) визначається як сума площ, зайнятих роботизованим складським комплексом і механізованими стелажами елеваторного типу.
S хр =
Площа технологічних ділянок S техн (при їх наявності в складі) визначають виходячи з обсягу робіт за нормами технологічного проектування. До них відносяться звичайно ділянки заготівельного виробництва.
S техн =
Допоміжна площа S доп визначається по плануванню з розрахунку одностороннього руху транспортних і штабелювальні машин з урахуванням їх технічних характеристик. При цьому відстань від краю транспортних засобів до місць зберігання (стелажів, штабелів) не повинно бути менше 0,15 м.
S доп =
Резервна площа S рез приймається орієнтовно в розмірі до 10% площі зберігання з наступним уточненням при плануванні складу.
S рез = 10 · / 100 =
Площа для приймання і сортування вантажу S пр (площа експедиції прийому) визначається за середньодобовим надходженню вантажів Q рік / Тпр, коефіцієнту нерівномірності надходження вантажів КНП = 1,2 ... 1,5, кількості днів перебування вантажу на майданчику ТХР (не більше 2 днів) , навантаження на 1 м 2 приймальної майданчики q пр, яка визначається виходячи з об'ємної маси вантажу, що знаходиться в штабелях або на піддонах, приготованих до подальшої перевантаженні або комплектації.
S пр =
Таким чином,
S отп = Q рік · Кн.отп / Тотп,
де Кн.отп - коефіцієнт нерівномірності відправлення вантажів. Кн.отп = 1,1 ... 1,2;
Тотп - число днів відпустки вантажів на рік.
S отп =
Службова площа S сл, призначена для розміщення контори та побутових приміщень складу, визначається з розрахунку 5 м ² на кожного службовця при їх чисельності до 3 осіб, 4 м ² - при чисельності службовців 3 ... 5 осіб і 3,25 м ² - при чисельності понад 5 осіб, а площа побутових приміщень, де зайнято більше 15 чоловік в зміну - з розрахунку 3 ... 4 м ² на одного працюючого.
S сл =
Кількість основних виробничих робітників Рскл (вантажників, комплектувальників, механізаторів) визначається за середньодобовим обсягом робіт Q рік / траба (т / добу) і нормі виробітку Нвир (т / зміну) з урахуванням коефіцієнта невиходу на роботу Кнев з хвороб, відпусток і ін ( Кнев = 1,12 ... 1,14):
Рскл = Q рік · Кнев / Тнераб.
Рскл = 3200 · 1,12 /
Кількість інженерно-технічних працівників і службовців, а також МОП визначається у відсотках від основних виробничих робітників відповідно 20 ... 25% і 1 ... 2%.
Конструктивна площа S конструк визначається за загальнопромисловим нормам проектування.
S конструк =