Лекция 29. Для выполнения термической обработки на заводах организу­ют специальные подразделения в виде термических цехов или тер­мических отделений и участков в других

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКИХ ЦЕХОВ

Для выполнения термической обработки на заводах организу­ют специальные подразделения в виде термических цехов или тер­мических отделений и участков в других цехах.

Каждое термическое подразделение характеризуется совокуп­ностью производственных факторов, которые определяются на предпроектной стадии и являются основой для подготовки технического задания на проектирование. Рассмотрим эти фак­торы подробно.

Изделие. Под этим термином понимают объект производства, подвергаемый термической обработке. Изделием может быть само­стоятельный вид продукции — инструменты, метизы, прокат в виде рельсов, труб и др., а также составляющие элементы продукта — детали машины, сборочные единицы.

Изделия обычно изготовляют из металлов — стали, чугуна, цветных металлов, металлических порошков. Они могут быть тя­желыми (до сотен тонн) и легкими (менее 1 г), простой и слож­ной формы.

Изделия разделяют на стандартные, типовые и уникальные (оригинальные). Стандартные изделия имеют заранее регламен­тированные характеристики и термически обрабатываются по стан­дартной технологии. Типовые обладают определенным комплексом сходных свойств и обрабатываются по типовым процессам. Уни­кальные изделия не имеют каких-либо сопоставимых характери­стик с другими изделиями и обрабатываются по индивидуальной технологии.

По удобству обработки изделия бывают технологичными и не­технологичными.

Технические условия (ТУ). Они определяют требования к окон­чательным свойствам изделий, к их промежуточным (в процессе обработки) или предварительным свойствам. ТУ на окончательные свойства показывают характеристики готовых изделий, необходи­мые для их эксплуатации в машинах, аппаратах и механизмах; ТУ на промежуточные и предварительные свойства обеспечивают вы­сокий уровень технологичности металла заготовок с целью более эффективного изготовления из них деталей резанием, холодной де­формацией и др., а также для лучшего осуществления окончатель­ной термообработки. Обычно в ТУ перечисляются те требования к изделию (детали), которые не обозначены на чертеже этого из­делия.

Производственная программа. Этот фактор показывает объем и срок обработки изделий по каждому наименованию в планируе­мый период (год, месяц, декаду). Вместе с другими исходными сведениями программа определяет тип про­изводства, мощность и производительность средств технологиче­ского оснащения, методы и приемы работы, схему компоновки тер­мических участков, систему обслуживания рабочих мест. Без дан­ных о производственной программе нельзя намечать технологиче­ские варианты обработки, разрабатывать проекты строительства новых или реконструкции действующих термических подразде­лений.

Местные условия. Здесь имеются в виду факторы, которые не зависят от самих обрабатываемых изделий, но которые, однако, могут существенно повлиять на технологию термообработки и на характер решения других производственных задач. Сюда относят природные факторы, организационную структуру данного термиче­ского подразделения, его техническое оснащение и т.п. Местные условия следует учитывать при проектировании технологии не только в действующих, но и во вновь создаваемых подразделениях. Например, при проектировании новых термических подразде­лений появляются более широкие возможности для внедрения принципиально новых технологических процессов. Однако и в этом случае оборудование выбирают с учетом имеющихся энергетиче­ских ресурсов. При реконструкции же термических подразделений, а также при решении задач технологии термообработки на действующем предприятии в еще большей степени приходится при­спосабливаться к имеющимся местным условиям, в частности к по­мещению, техническому оснащению, системе механизации и т. п.

Технологический процесс. Это главный фактор любого терми­ческого подразделения. Он определяет основные характеристики подразделения как в общезаводском цикле, так и в рамках его самого. Технология влияет на состав термических операций, сред­ства технологического оснащения, степень централизации и т. п.

Основные производственные фонды. К ним относят орудия тру­да, которые многократно используются в производстве, сохраняя при этом натуральную форму, и переносят свою стоимость на об­рабатываемую продукцию по частям. Основные фонды состоят из зданий и сооружений, оборудования, ин­женерных коммуникаций, хозяйственного инвентаря.

Оборотные средства. Этот фактор представляет собой исход­ные предметы и материалы, которые целиком потребляются в ходе технологического процесса, изменяют при этом свою натуральную форму и полностью переносят свою стоимость на обрабатывае­мую продукцию. К оборотным средствам относят незавершенное производство (заготовки, детали), полуфабрикаты, энергоносители, вспомогательные материалы (масло для закалки, карбюризаторы для цементации и т. п.).

Рабочая документация. Она имеет юридическую силу и может быть конструкторской (чертежи, монтажные схемы, специфика­ции); технологической (операционные карты, инструкции, плани­ровки оборудования); планово-экономической (наряды, расценки, суточные задания на обработку).

Органы управления. В это понятие включаются службы, зани­мающиеся технологической подготовкой производства, оператив­ным планированием, вопросами транспорта, ремонта, обеспечени­ем энергией.

Состав работающих. Здесь имеется в виду штат работающих - основных рабочих - термистов, вспомогательных рабочих, специалистов и т.д.

1. Основные этапы проектирования термических подразделений

Проектирование термических подразделений осуществляется или для вновь строящихся объектов промышленного производства, или для действующих предприятий в рамках их развития или реконструкции.

Основной задачей при проектировании является размещение общезаводско­го термического производства по цехам завода, определение соста­ва термических подразделений, степени их централизации. На осно­ве расцеховки, данных о трудоемкости термообработки и связи ее со смежными производствами определяют число термических под­разделений и место расположения каждого на заводе, устанавли­вают его организационную структуру.

Проектиро­вание подразделений начинается с получения и анализа исходной (входной) информации, после чего следует поиск и проработка справочной и нормативной информации. Далее намечаются про­ектные варианты, выполняются расчеты, по результатам которых выбирают оптимальный вариант, составляют итоговую (выходную) информацию, которую оформляют в виде проектной, технологиче­ской и нормативной документации.

Наиболее ответственным на этом этапе является выбор опти­мального технологического варианта обработки каждой типовой группы изделий в соответствии с ее назначением и спецификой данного термического подразделения. Здесь учитываются все про­изводственные факторы и технологические параметры каждой тер­мической операции. Выбранный вариант определяет содержание и объем всех остальных работ. Разработку процессов термообработ­ки ведут параллельно с отработкой деталей на технологичность.

На всех этапах следует ориентироваться на внедрение типовых и стандартных процессов. Важным моментом при этом является выбор комплекса прогрессивных организационных форм выполне­ния операций.

На основе принятого технологического варианта обработки со­ставляют технологическую и другую документацию, решают про­чие организационные и технические задачи, в том числе разраба­тывают схему управления подразделением, систему обслуживания, снабжения, контроля, производят планировку участков, определя­ют штаты работников, выявляют потребное количество энергии и вспомогательных материалов, устанавливают нормы производи­тельности и расценки работ, выявляют размеры капитальных вло­жений на строительство или реконструкцию подразделений, опре­деляют себестоимость термообработки, составляют бизнес-план проекта. На этом же этапе разрабатывают и выдают задания на спецпроектирование, в том числе на разработку конст­рукций нестандартного термического оборудования и оснастки, на разработку строительных и монтажных чертежей и схем по сан­технике, транспорту и др.

Состав проекта. Каждый проект состоит из комплекта доку­ментов в виде чертежей, расчетов, схем, ведомостей, карт, таб­лиц, пояснительных записок и других материалов, необходимых для строительства или реконструкции. Эти материалы содержат технологический, организационный социальный, экологический и экономический разделы.

Технологический раздел — основной в проекте. С этого раз­дела начинают проектирование. Он определяет характер техноло­гических процессов, средства оснащения, компоновочные и пла­нировочные решения, схемы механизации и автоматизации про­цессов, виды транспортного, энергетического и других хозяйств. В этом разделе определяют грузопотоки изделий, способы выпол­нения операций, производственные мощности термических участ­ков, энергетические и материальные ресурсы, состав работающих.

В разделе организации производства рассматриваются струк­тура подразделения, вопросы организации труда, организационные формы выполнения термических операций, схема организации управления, обслуживания, ремонта, снабжения и контроля.

Социальный раздел отражает бытовые условия работающих, организацию общественного питания, безопасность труда, меди­цинское обслуживание, мероприятия по гражданской обороне.

В экономическом разделе разрабатываются структура капи­тальных вложений, смета строительства или реконструкции, стои­мость основных фондов, затраты на энергию и материалы, сред­ства на оплату труда, себестоимость обработки, технико-эконо­мические показатели.

Важнейшее значение придается разработке экологической части проекта. Без положительного заключения природоохранных организаций, санэпиднадзора проект не может быть принят к производству.

К разрабатываемым проектам в настоящее время предъяв­ляют следующие требования: 1) обеспечить в новых или реконст­руируемых термических подразделениях высокое качество проектных решений, гарантирующих заданный объем выпуска продукции на единицу капитальных вложений; 2) сократить сро­ки разработки самих проектов и резко повысить производитель­ность труда проектантов. Качество каждого проекта оценивается комплексными показателями: уровнем прогрессивности техноло­гических процессов, повышением производительности труда, удельными расходами энергии и материалов, размерами капита­ловложений, рентабельностью производства.

Основные принципы проектирования. Процесс проектирования состоит из постановки задачи, сбора необходимой информации, принятия решения, его оценки. На всех этапах руководствуются следующими принципами проектирования: принципом прогрес­сивности и экономичности внедряемых процессов и средств осна­щения (чтобы после завершения строительства термическое под­разделение было технически передовым); принципом нахождения оптимальных проектных решений; принципом рационального со­четания широкой производственной маневренности рабочих мест с технологической устойчивостью выполняемых процессов, дру­гими словами, обеспечения производственной гибкости и стабиль­ности.

Стратегия проектирования. При четком определении всех ста­дий проектирования (в условиях надежного прогнозирования), а также при наличии всей исходной информации придерживаются линейной стратегии. При проработке параллельных и альтер­нативных решений руководствуются разветвленной страте­гией, применяемой обычно при проектировании несложных терми­ческих подразделений. Если при проектировании приходится возвращаться к предыдущему, уже рассмотренному этапу (си­стема с обратной связью), то руководствуются интерационной стратегией (постепенного приближения к оптимальному ре­шению), которая широко применяется при проектировании слож­ных термических цехов или комплексных производств, когдаприрешении технологических и организационных задач прихо­дится анализировать и решать их на этапах конструкторской и технологической подготовки.

При использовании метода итерации на начальной стадии на­мечают в общем виде принципиальный способ решения задачи, затем по мере выполнения расчетов, анализа результатов, сопо­ставления их с аналогами корректируют первоначальный вариант и принимают окончательное решение. Иногда возврат к первона­чальному варианту и его переработка могут произойти в резуль­тате проведения проб (эксперимента).

Примером применения метода итерации являются процесс отработки деталей на технологичность, разработка сложных тех­нологических процессов термической обработки, определение ме­ста термообработки в общезаводском цикле изготовления и т. д. Этот метод позволяет находить наилучшие решения, однако он затрудняет планирование работ и удлиняет время проектиро­вания.

Руководящая документация. Содержание, состав и способ разработки проекта, методика согласования и утверждения проек­тов и смет на строительство и реконструкцию предприятий и вхо­дящих в их состав термических подразделений регламентируются. К обязательным нормативным документам относятся правила техники безопасности, са­нитарии и гигиены, положения, касающиеся охраны окружающей среды, гражданской обороны.

Стадии проектирования. В России проектирование промышлен­ных предприятий, в том числе входящих в них термических под­разделений, выполняют в одну или две стадии. При односта­дийном проектировании разработку технического проекта со­вмещают с выполнением рабочих чертежей. Так осуществляют работу при широком использовании типовых проектных материа­лов, а также повторно применяемых проектов по несложным объектам производства. В этих условиях проектирование бу­дет сводиться к выбору из числа готовых типовых проектов нужного варианта и к разработке по нему рабочих чертежей.

При двухстадийном проектировании вначале разраба­тывают технический проект, затем после утверждения техниче­ского проекта выполняют рабочие чертежи. Проектирование в две стадии допустимо лишь при внедрении принципиально новой технологии и сложного оригинального оборудования при особо сложных условиях строительства или реконструкции.

Технический проект. В нем разрабатывают и экономически обосновывают технологические варианты обработки; намечают виды технологического оборудования и выявляют потребное его количество; определяют средства механизации и автоматизации; уточняют размеры производственных площадей; составляют схемы грузопотоков и планировку производственных участков; устанавливают формы управления и обслуживания; определяют штаты работников; составляют калькуляцию обработки; выво­дят технико-экономические показатели работы; разрабатывают и выдают задания на специальные проекты и т.д.

Технологическую и другую документацию в техническом проекте прорабатывают с такой степенью, которая необходима для последующего выполнения рабочих чертежей.

Рабочая документация. Выполнение рабочих чертежей произ­водят на основе утвержденного технического проекта. Входя­щие в состав технического проекта чертежи уточняют до такой степени детализации, которая требуется для изготовления, установки и монтажа объектов термического подразделения.

В состав рабочей документации входят также маршрутные, операционные, контрольные карты и ведомости на термообработ­ку; списки оборудования; чертежи нестандартного оборудования и оснастки (печей, индукторов, приспособлений); чертежи пла нов и разрезов термических участков с нанесением на них под­земных и надземных коммуникаций; схемы компоновки поточных линий; строительные чертежи фундаментов, каналов, огражде­ний и др.; монтажные схемы промышленных коммуникаций — водо- и паропроводов, канализации; ведомости расчетов; пояс­нительные записки.

Исходные сведения для проектирования. Для разработки проекта необходимо знать следующее.

Характер проектируемого объекта, его назначение, вид об­рабатываемой продукции, перспективы развития.

Типоразмеры обрабатываемых изделий (с приложением их рабочих и технологических чертежей); производственную про­грамму; источники снабжения энергией, материалами, водой; сменность работы участка или цеха; возможности кооперирова­ния; виды межцехового транспорта; требования по защите ок­ружающей среды и утилизации отходов; сроки выполнения проекта и очередности ввода в действие объектов.

Сведения, выявленные на предыдущих этапах подготовки производства, в том числе ведомость-расцеховку, место выполне­ния термической обработки в общезаводском цикле, виды пред­варительных термических операций и места их выполнения; ме­ста расположения термических подразделений на генеральном плане завода и др.

При разработке проекта на реконструкцию прилагаются также материалы предварительного обследования данного под­разделения. В этих материалах отражаются структура цеха; характер технологических процессов; данные об имеющемся технологическом, энергетическом, подъемно-транспортном и дру­гом оборудовании с указанием его физического и морального износа; границы производственных площадей, отводимых для реконструируемого цеха; сведения об энергетических и матери­альных ресурсах и т. п.

Руководящей и справочной информацией при проектировании являются: стандарты ЕСТПП, ЕСТД, ЕСКД, другие государст­венные и отраслевые стандарты; описания типовых технологи­ческих процессов; каталоги СТО; классификаторы изделий и операций; нормативы расхода энергии и материалов; проекты цехов-аналогов; цены на оборудование и материалы; информация о разработках в области термической обработки передовых специализированных фирм и др. Перечень основных руководящих материалов и ГОСТов, которыми необходимо руководствоваться при проектировании термических подразделений приведен в приложениях к данному пособию.

Задание на разработку термического цеха выдается главным инженером проекта или предприятия. Если проектируемый объект не является самостоятельной производственной едини­цей, то задание на разработку выдается руководителем проекта цеха, в состав которого это подразделение входит.

Производственная программа на обработку может выдавать­ся в явном или неявном виде, в виде приведенной или условной программы. Программа, выданная в явном виде, содержит подробную номенклатуру изделий с указанием объема выпуска и сроков выполнения по каждому наименованию. В противном случае обычно указывают общее число изготовляемых объек­тов, машин, аппаратов или узлов, детали которых подвергают термообработке.

При приведенной программе всю номенклатуру изделия сводят к нескольким изделиям-представителям, обладающим типовыми характеристиками. В условной программе указы­вают лишь приближенные характеристики изделий и их коли­чество, например, общую массу обрабатываемых изделий.

Дата добавления: 2014-01-04