ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СВАРОЧНЫХ ЦЕХОВ
РАСЧЕТЫ ПЛОЩАДЕЙ И ПЛАНИРОВКА ЗАГОТОВИТЕЛЬНЫХ ОТДЕЛЕНИЙ
Заготовительное отделение сборочно-сварочного цеха обычно располагают в продольных пролетах. Исключение составляют лишь отдельные станки для обработки металла, устанавливаемые нередко в поперечном пролете цехового склада металлов. При этом продольные пролеты заготовительного отделения либо служат продолжением продольных пролетов сборочно-сварочных отделений, либо располагаются параллельно этим пролетам. В соответствии с такими двумя вариантами планировки требуемое число и размеры пролетов проектируемого отделения устанавливают по описанным ниже двум различным (А и Б) вариантам.
Для варианта А (см. рис. 31—34), когда пролеты сборочносварочного и заготовительного отделений составляют продолжение один другого, ширину и высоту каждого пролета заготовительного отделения принимают равными значениям этих величин, принятым для соответствующих продольных пролетов сборочно-сварочного отделения. Длину пролетов заготовительного отделения определяют на основе рационального размещения в этих пролетах запроектированного оборудования и рабочих' мест с учетом предусмотренной специализации пролетов.
Специализация пролетов заготовительного отделения во всех случаях назначается по группам однородных типоразмеров подлежащих обработке сортаментов металла. Этим достигается наименьшее расчетное количество требуемого станочного оборудования при наибольшей возможной загрузке последнего.
Таким образом, заготовительное отделение для случая, когда пролеты сборочно-сварочного и заготовительного отделений составляют продолжение один другого, планируют в следующем порядке.
1. Из общего количества различных сортов металла, подлежащего обработке в заготовительном отделении, выделяют группы сходных сортаментов, поддающихся обработке на одинаковых (по типу и мощности) группах станков. Примером подобной разбивки металла на отдельные группы сортаментов может служить следующий перечень: тонкий листовой металл; толстый листовой, широкополосный и полосовой металл; мелкие сортаменты профильного металла; сортаменты профильного металла крупных сечений; трубы и т. д.
2. Общее количество станков различных типоразмеров, принятое на основе расчетов (см. п. 25) для обеспечения заданного выпуска продукции проектируемого цеха, подразделяют на количество групп, равное установленному выше количеству групп подлежащих обработке сортаментов металла. При этом каждая такая группа станков по своему качественному и количественному составу должна обеспечить возможность выполнения требуемой обработки соответствующей группы сортамента металла.
3. Количество групп пгр станочного оборудования, полученное на основе описанных выше данных, размещают в пролетах заготовительного отделения, число которых ппр равно установленному ранее числу пролетов сборочно-сварочного отделения. При этом, как и при планировке сборочно-сварочных отделений, число линий (рядов) оборудования в каждом пролете обычно принимают Л = 2.
В процессе размещения групп станочного оборудования в пролетах заготовительного отделения практически могут получиться различные соотношения между числовыми значениями пгр и я1ф. Наилучшее использование площади пролетов при соблюдении упомянутой выше их специализации достигается путем осуществления одного из следуюацьч трех вариантов размещения станочного оборудования:
а) в случаях, когда нгр < /гпр, большим по количественному составу группам станочного оборудования отводят соответственно но одному или более пролетов, а для каждой малочисленной группы станков предусматривают по одному пролету или даже по одной линии оборудования;
б) в случаях, когда пгр «пр и при одинаковом либо мало отличающемся количественном составе отдельных групп станочного оборудования, каждую группу оборудования размещают и соответствующем отдельном пролете заготовительного отделения;
в) в случае, когда /ггр > большим по количественному составу группам станочного оборудования отводят соответственно по одному пролету, а для каждой малочисленной группы станков предусматривают по одной линии оборудования либо даже располагают последовательно по две группы станков в одной линии.
Окончательную корректировку размещения оборудования в пролетах заготовительного отделения и установление длины последних осуществляют при планировке всех габаритов оборудования, техника которой изложена выше (п. 32). При этом также окончательно уточняют принятое количество отдельных типоразмеров оборудования в соответствии с установленным для каждого отдельного случая числом поточных линий в заготовительном отделении.
Следует особо отметить, что в некоторых случаях планировки заготовительного отделения первоначально принятые размеры (ширина и высота) какого-либо пролета могут оказаться недостаточными для размещения в нем предусмотренного к установке весьма крупного оборудования. В подобных случаях недостаточные размеры увеличивают до необходимых значений по всей длине пролета как в части, занятой заготовительным, так и в части, занятой сборочно-сварочным отделениями проектируемого цеха.
Если при описанной выше планировке заготовительного отделения требуемое число пролетов последнего получается меньше установленного количества пролетов для сборочно-сварочного отделения, площадь, остающаяся свободной в пролетах, не занятых заготовительным отделением, используют для размещения различных вспомогательных производств и помещений (мастерских — инструментальной, ремонтно-механической, электро - ремонтной и т. п.).
Для варианта Б (см. рис. 35 и 36), когда пролеты заготовительного отделения располагаются параллельно пролетам сборочносварочного отделения, все параметры плана определяют в иной последовательности по сравнению с описанным выше. Прежде всего длину пролетов заготовительного отделения принимают равной установленной ранее длине пролетов сборочно-сварочного отделения. Затем, применяя описанную выше методику, устанавливают требуемое число пролетов проектируемого заготовительного отделения, исходя из предусматриваемой их специализации по обработке заданного количества групп сортаментов металла.
Окончательная корректировка числа пролетов на плане цеха достигается посредством размещения в них всего запроектированного к установке оборудования (габаритов). Одновременно с размещением оборудования уточняют (по способу, описанному для сборочно-сварочных отделений) предварительно принятую для компоновочной схемы ширину каждого пролета. Затем, пользуясь изложенной ранее методикой (см. рис. 42), определяют расчетные значения высоты каждого пролета. Окончательные значения высоты пролетов и взаимное расположение последних устанавливают после сравнительного сопоставления между собой расчетных значений высоты всех пролетов заготовительного и сборочносварочного отделений проектируемого цеха. При этом руководствуются указанными ранее условиями архитектурно-строительного характера в части обязательного взаимного размещения продольных пролетов: более высокие — в средней части здания, а более низкие — у наружных стен здания цеха.
В дополнение к описанным выше методике и последовательности планировки следует учитывать особенности технологической связи между отдельными пролетами заготовительного отделения при обоих указанных вариантах расположения его пролетов относительно пролетов сборочно-сварочного отделения. Эта технологическая связь выражается в некоторых случаях необходимостью осуществления поперечных перемещений обрабатываемых материалов из одного пролета в другой, расположенный рядом. В практике проектирования широко применяют следующие два способа осуществления подобной технологической связи между пролетами заготовительного отделения.
А. Передача через станок выполняется путем установки обрабатывающего станка таким образом, что одна половина (включающая в себя фронт станка) располагается в одном пролете, а другая половина (содержащая тыльную часть станка) выходит в расположение соседнего пролета. В таком случае весь обрабатываемый материал, проходя через станок, в процессе своей обработки перемещается из одного пролета в другой. Подобным образом могут быть установлены, например, следующие станки: листоиравильные вальцы, углоправильные станки, ножницы для правленого металла, штамповочные прессы и т. д.
Описанный способ перемещения обрабатываемых материалов из одного пролета в другой нередко оказывается особенно рациональным при размещении упомянутых выше станков в местах сопряжения поперечных пролетов цеха с продольными, например в случаях установки правильных вальцов на границе склада металлов (поперечный пролет) и заготовительного отделения (продольный пролет).
В этом случае для передачи обработанного материала из поперечного пролета в продольный отпадает необходимость пользования средствами внутрицехового транспорта и исключаются затраты времени на погрузку и разгрузку.
|
Рис. 62. Схема расположения листоправильных многоьалковых машин: а — расположение вдоль стены здания цеха; б — размещение привода машины между колоннами на границе смежных пролетов: 1 — машина для правки листов толщиной 16 мм при длине валков 2,2 м; 2 — стол; 3 — рольганг; 4 — складочное место для правленых заготовок; 5 — кран-балка; 6 — смежное оборудование |
|
1 г-ГТТ |
|
|
——Е |
1 1 Эн |
Б. Передача при помощи рольганга осуществляется путем установки местных рольгангов таким же образом, как и станков в описанном выше случае. Этот способ передачи обрабатываемых материалов и деталей из одного пролета в другой применяется значительно чаще, чем способ передачи через станок. Последнее объясняется более широкими возможностями размещения рольгангов в любом положении относительно колонн цеха и остального производственного оборудования по сравнению с размещением тяжелых металлообрабатывающих станков. Расположение станков должно быть согласовано как с главным направлением производственного потока, так и с общими требованиями строительного характера в отношении допускаемых интервалов между фундаментами колонн и устанавливаемого оборудования.
Кроме описанных выше способов передачи материалов из пролета в пролет используют поперечные пожарные проезды, а в местах, удаленных от них, — консольные краны с поворотной стрелой.
В пролетах заготовительного отделения элементы производства размещают описанными ранее техническими приемами планировки оборудования, рабочих и складочных мест в пролётах сборочносварочных отделений. Примеры рациональной планировки рабочих
Вариант I ^ мест и оборудования заготови
|
д-5м |
|
;Т |
|
Вариант и J ■
Рис. 63. Схемы размещении рабочих мест для наметки и разметки листового и широкополосного металла: 1 — разметочная плита; 2 — шкаф с инструментом; 3 — складочное место неразмеченных заготовок; 4 — складочное место размеченных заготовок; 5 — монорельс электротали; в — консольный кран |
тельных отделений сборочно - сварочных цехов, соответствующей рекомендациям норм технологического проектирования, приведены ниже.
Листоправильные многовалковые машины обычно располагают в пролете либо вдоль потока металла у стены цеха (рис. 62, а), либо вдоль ряда колонн также по потоку металла (рис. 62, б). В последнем случае, в целях лучшего использования площади пролета привод машины размещают между колоннами на границе с соседним пролетом. При установке машин для правки толстых листов (32 мм) длиной 2,5 м минимальное расстояние между складочным местом и оборудованием следует принимать равным 1,6 м вместо указанного на рис. 62 расстояния 1,4 м.
Обычная планировка рабочих мест для ручной и механизированной наметки и разметки металла показана на рис. 63. Эти рабочие места исключаются из состава заготовительного отделения цеха в случаях применения машинной кислородной резки с использованием копирных щитов с металлическими шаблонами для вырезки деталей по копиру (рис. 64). Планировка рабочих мест для кислородной резки стали на машинах современных типов представлена на рис. 65.
Типовые планировки оборудования для механической резки металла представлены следующими схемами.
На рис. 66 показано размещение в пролете гильотинных ножниц для резки металла толщиной 6,3—16 мм. В зависимости от длины разрезаемых заготовок и соответствующей длины обслуживающие станок рольганга и стола для правления заготовок применяют различную планировку этого оборудования: фронтом к проезду (при коротких заготовках) либо боковой стороной к проезду (при длинных заготовках). Для случаев резки тонкого металла (до 2,5 мм) на ножницах с ножами длиной 2,5 м следует принимать допускаемое минимальное расстояние между смежным оборудованием 1,4 м вместо указанного на рис. 66 расстояния 1,6 м, а при резке толстого металла (20 мм) на ножницах с ножами длиной 3,2 м необходимо принимать расстояние между боковой стороной станка и складочным местом 1,2 м вместо указанного 1 м.
|
Рис. 64. Планировка рабочего места для машинной кислородной вырезки деталей из листовой стали: і — тележка продольного хода машины; 2 — шланги для подачи газов; 3 — хобот; 4 — копирный механизм; .5 — щитовой групповой копир; 6 — сборные копирные планки; 7 — рельсы для тележки; 8 — место для маркировки щитового копира; 9 — суппорт с резаком; 10 стальной лист, подвергаемый резке; 11 — стеллаж для резки; 12 — станина газорезательной машины; 13 — складочное место для вырезанных деталей; 14 — рабочий газорезчик. (Рабочее место обслуживается консольным позоротным краном, который на плане не показан) |
Двухдисковые ножницы для круговой и продольной резки листового проката размещают в пролете по схемам, показанным на рис. 67. На этих схемах размеры (в метрах) указаны для случаев вырезки заготовок толщиной 3,2 мм, диаметром до 2,1 м (при круговой резке) и неограниченной длины (при продольной резке). В случаях круговой вырезки заготовок толщиной 10 мм и диаметром 2,5 м и продольной резки металла такой же толщины следует принимать для ножниц круговой резки минимальное расстояние до смежного оборудования 1,6 м вместо 1,4 м, а для ножниц продольной резки — 1,4 м вместо 1,2 м, указанных на рис. 67.
Схемы планировок высечных ножниц и зиг-машины представлены на рис. 68. На рис. 68, а указаны размеры для случаев вырезки заготовок толщиной 2,5 мм и диаметром 1 м. В случаях вырезки заготовок толщиной 6,3 мм при диаметре 3 м минимальный размер ширины проходов между станком и столом для заготовок, а также между последним и смежным оборудованием следует принимать 1,2 м вместо 1 м.
Типовые планировки различных листогибочных машин представлены на следующих схемах.
На рис. 69 показано размещение машин для гибки толстого металла: трехвалковых для гибки металла толщиной 20 мм при
|
Рис. 65. Схемы расположения машин для кислородной резки стали: 1 — машина шарнирная для резки стали 6 = 5-НІ00 мм; 2 — машина прямоугольно-координатного типа для резки стали 6 = 5-^300 мм; 3 — машина горизонтальная портальная либо дистанцонно-масштабная для резки стали б = = 5-f-200 мм; 4 — складочное место; 5 — место зачистки переносными обдирочношлифовальными станками; 6 — смежное оборудование |
|
Рис. 66. Схемы расположения кривошипных листовых ножниц с наклонными ножами (гильотинных): 1 — гильотинные ножницы для резки заготовок толщиной 6,3—16 мм при длине ножей 2,5—3,2 м; 2 — рольганг; 3 — стол для правленых заготовок; 4 — кран - балка; 5 — тележка; 6 — рельсовый пуль; 7 — складочное место; 8 — смежное оборудование |
|
Рис. 67. Схемы расположения двухдисковых одностоечных ножниц с наклонными ножами для круговой (а) и продольной (б) резки листового проката: / — двухдисковые ножницы для круговой резки; 2 — двухдисковые ножницы для продольной резки; 3 — центрирующее устройство для вырезки дисков и колец; 4 — рольганг; 5 — складочное место для листов; 6 — складочное место для вырезанных заготовок; 7 — смежное оборудование |
длине валков 3 м либо четырехвалковых — для гибки металла толщиной 40 мм при длине валков 3,5 м. На рис. 69, а представлена схема расположения машины вдоль стены здания цеха. Более экономичен в отношении использования площади пролета вариант планировки машины, показанной на рис. 69, б. В этом случае привод машины размещен между колоннами на границе смежных пролетов.
Машины с длиной валков 1,8—2 м для гибки листового металла средней (12 мм) и малой (—2,5 мм) толщины размещают в пролете по схемам, показанным на рис. 70. При обработке листа толщиной 6 мм минимальное расстояние до смежного оборудования следует принимать равным 1,4 м вместо 1,2 м, указанного для случая обработки листа толщиной 2,5 мм.
Планировка прессового оборудования усилием до 1 МН для гибки листового металла показана на рис. 71. При размещении пресса усилием 1,6 МН минимальные расстояния до смежного оборудования следует принимать равным 1,4 м вместо указанных
Рис. 68. Схемы расположения ножниц высечных (а) и зиг-машины (б):
1 — высечные ножницы; 2 — зиг-машина для обработки металла толщиной до 2 мм; 3 — складочное место для листов (до резки) и заготовок (до обработки);
4 — складочное место для вырезанных заготовок и обработанных деталей;
5 — смежное оборудование
|
Рис. 69. Схемы расположения листогибочных машин для металла большой толщины (трехвалковых и четырехвалковых с откидным верхним валком): 1 — листогибочная машина; 2 — рольганг; 3 — складочное место для заготовок перед гибкой; 4 — место для съема заготовок; 5 -— складочное место для гнутых заготовок; 6 — поддерживающее устройство; 7 — смежное оборудование |
|
а) б) |
Размещение в пролете цеха различных одностоечных правильных процессов схематически представлено на рис. 72. Размеры (в метрах) указаны для случаев планировки гидравлических прессов усилием 0,4—1,0 МН и кривошипных прессов усилием 1 —
2 МН. При размещении гидравлических прессов усилием 1,60—- 3,15 МН и кривошипных прессов усилием 4 МН минимальное расстояние между колонной и прессом следует принимать соответственно 2,2 м вместо 1,6 м и 2,4 м вместо 1,7 м, указанных на плане.
|
Рис. 70. Схемы расположения листогибочных машин для металла средней и малой толщины: |
1 — листогибочная трехвалковая машина для листов толщиной 6 = 12 мм при длине валков 1,8 м; 2 — листогибочная машина с поворотной гибочной балкой для листов б == 2,5^ 6 мм при длине валков 2 м; 5 — рольганг; 4 — место для' съема обечаек; 5 ■— складочное место (или стол) для заготовок; 6 — складочное место для обечаек; 7 — смежное оборудование
|
Рис. 71. Схемы расположения кривошипных листогибочных (кромкогибочных) прессов: |
/ — листогибочный пресс усилием 0,63 либо 1 МН; 2 — стол для заготовок; 3 — складочное место для заготовок; 4 — смежное оборудование
Сортоправйльные многороликовые машины располагают на плане либо вдоль стены цеха (рис. 73, а), либо между колоннами (рис. 73, б). В последнем случае обеспечивается возможность работы машины на два смежных пролета либо с выдачей правленого металла в соседний пролет. При размещении машин для правки металла более тяжелого профиля (уголков 150 X 150 мм, швеллеров № 18 и двутавров № 18) следует принимать расстояние до смежного оборудования 1,6 м вместо указанного 1,4 м.
На рис. 74 показаны два варианта размещения у стены цеха кривошипного горизонтального пресса усилием 1 МН для гибочно-штамповочных работ. Вариант а занимает площадь, большую по ширине пролета в сравнении с вариантом б. При размещении пресса усилием 2 МН следует минимальные расстояния до смежного оборудования принимать равными 1,6 м вместо указанных 1,2 м.
Горизонтально-кривошипные прессы могут быть использованы также для правки и гибки длинных заготовок путем последовательной перестановки таких заготовок. Тогда схемы планировок этих прессов будут подобны показанным на рис. 72 и 73.
|
Рис. 72. Схемы расположения одностоечных правильных прессов: / — гидравлический пресс; 2 — однокривошинный пресс; 3 — рольганг; 4 — стол для заготовок; 5 — смежное оборудование: |
Рис. 73. Схемы расположения сортоправильных многороликовых машин:
1 — сортоправильная машина для правки уголка 75X75 мм и круглого металла диаметром 25—60 мм;
|
в) |
2 — стол для заготовок; 3 — рольганг; 4 — смежное оборудование
|
Рис. 74. Схемы расположения гибочно-штамповочных горизонтальных кривошипных прессов (бульдозеров): |
|
о) 6) |
/ — пресс усилием 1 МН; 2 — складочное место; 3 — смежное оборудование
|
Рис. 75. Схемы расположении комбинированных пресс-ножниц: а — вариант размещения станков вдоль пролета; б — вариант размещения станков под углом к оси пролета: I — комбинированные пресс-ножницы для резки круглого металла диаметром 40 мм, уголка 60X60X8 мм и швеллера № 12; 2 — рольганг; 3 — накопитель; 4 — складочное место для заготовок; 5 — смежное оборудование |
|
Jifrm !Х| |
|
а) |
|
Рис. 76. Схемы расположения сортовых ножниц: а — размещение станков вдоль пролета; б — размещение станков под углом к оси пролета: 1 — сортовые ножницы для резки круглого металла диаметром 15 мм (либо кривошипные закрытые для резки заготовок диаметром 100 мм); 2 — рольганг со столом; 3 — накопитель |
Рис. 77. Схема расположения роликовых сортогибочных вальцов:
1 — роликовые сортогибочные вальцы для гибки уголков 80X80X10 мм; 2 — подающий стол со стеллажом; 3 —поддерживающие стойки; 4—складочное место для заготовок; 5 — смежное оборудование
Размещение комбинированных пресс-ножниц, обслуживаемых сравнительно длинными рольгангами и складочными местами, рекомендуется по схемам, представленным на рис. 75. При этом вариант б размещения станков под углом к оси пролета позволяет значительно уменьшить требуемый размер площади по длине пролета. Этот вариант может быть весьма целесообразным в том случае, когда принятая ширина пролета достаточна для такого размещения станков. При размещении пресс-ножниц для резки более тяжелых профилей (круглого металла диаметром 65 мм, уголка 150x150x18 мм и швеллера № 30) для всех минимальных расстояний следует сохранить те же значения, какие указаны на рис. 75.
Типовые варианты схемы планировки в пролете сортовых ножниц (рис. 76) подобны помещенным выше схемам размещения комбинированных пресс-ножниц и имеют одинаковые с ними характеристики.
На рис. 77 показаны рекомендуемые схемы планировки роликовых вальцов для гибки уголков: а — у стены здания цеха; б — вдоль ряда колонн в пролете.
Типовые схемы размещения различных современных станков для обработки труб, включая планировки необходимой оснастки рабочих мест, представлены на рис. 78. На этих схемах показаны
Рис. 78. Схемы расположения на плане пролета станков для обработки труб:
1 — трубоправильный станок для труб диаметром 20—120 мм; 2 — трубоотрезной станок для резки труб диаметром 100—150 мм; 3 — фрезерно-отрезной автомат с программным управлением для резки труб диаметром 350 мм; 4 — станок для гибки труб диаметром 25—75 мм; 5 — рольганг; 6 — стол для заготовок; 7 — стеллаж, 8 — накопитель; 9 — рельсовая тележка; 10 — рельсовый путь, 11 — складочное место для заготовок; 12 — смежное оборудование
примеры рационального размещения оборудования и оснастки для выполнения всех основных операций; правки, резки, фрезерования, торцов и гибки труб наиболее употребительных типоразмеров.
Во всех случаях размещение нестаночного оборудования заготовительного отделения (посты газовой резки, правильные плиты, рольганги и т. д.), расстояния между их габаритами и осью продольного ряда колонн, а также размеры всех проходов вокруг них следует принимать такими же, какие указаны ранее для размещения сборочно-сварочных стендов и стеллажей в сборочно-сварочных отделениях цеха.
