齿轮油泵厂总平面布置设计(关系表法)

课 程 设 计题 目： 齿轮油泵厂总平面布置设计 学院： 机械工程学院 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导老师： 刘明伟 谢富春 完成日期： 2013-12-17 目录一 课程设计的目的11.1 课程设计的目的 1二 课程设计题目及要求22.1 课程设计题目 22.2 原始给定条件 22.3 课程设计要求 7三 课程设计内容 93.1 产品产量分析 93.2 物流分析 93.3 绘制作业单位物流相关图143.4 作业单位相互关系分析143.5 绘制作业单位物流相关图153.6 作业单位间物流与非物流相互关系合并163.7 作业单位位置相关图203.8 作业单位面积相关图213.9 作业单位面积相关图的调整223.10 工厂总平面布置可行方案图 223.11 方案的评价与选择 23四 课程设计总结及心得 25参考文献 26一 课程设计的目的1.1课程设计的目的l 能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产系统进行调研分析的方法。l 通过对某工厂布置设计的实际操作，熟悉SLP方法中的各种图例符号和表格，掌握SLP方法的规范设计程序。l 通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件。l 通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解实际技术问题的能力。二 课程设计题目及要求2.1课程设计题目课程设计题目：齿轮油泵厂总平面布置设计2.2原始给定条件现有一齿轮油泵厂，占地面积为25000m2。厂区南北长为250m，东西宽为100m，所处地理位置如图所示。该厂职工人数300人，计划改建成年产10000件齿轮油泵的生产厂，需要完成工厂总平面布置设计。1齿轮油泵结构及有关参数齿轮油泵的基本结构如图2-2所示，由17个零、组件构成，每个零件、组件的名称、材料、单件重量及年需求量均列在表2-1中。2作业单位划分图2-1 齿轮油泵厂厂区图根据齿轮油泵结构及工艺特点，齿轮油泵厂设立如表2-2所示14个作业单位，分别承担原材料存储、备料、热处理、加工与装配、产品性能测试、生产管理与服务等各项生产任务。3齿轮油泵生产工艺过程由于齿轮油泵结构比较简单，因此其生产工艺过程也很简单，总的工艺过程可分为零、组件制作与外购，半成品暂存，组装，性能试验，调试与返修，成品存储等阶段。（1）零、组件制作与外购 齿轮油泵上的标准件、异形件如垫圈、键等都是采用外购、外协的方法获得，入厂后由半成品库保存。其它零件由本厂自制，其工艺过程分别见表2-3至表2-10。表中各工序加工前工件重量为：该工序加工后工件重量/该工序材料利用率（2）标准件、外购件与半成品暂存 生产出的零、组件经车间内检验合格后，送入半成品库暂存。定期订购的标准件和外协件均放在半成品库。（3）组装 所有零、组件在组装车间集中组装成齿轮油泵成品。（4）性能试验 所有组装出的齿轮油泵均需进行性能试验，试验合格的成品送入成品库，试验不合格的返回组装车间进行修复。一次组装合格率估计值为95%，二次组装合格率为100%。（5）成品存储 所有合格齿轮油泵存放在成品库待出厂。图2-2 齿轮油泵装配图表 2-1 零件明细表工厂名称：齿轮油泵厂共1页产品名称齿轮油泵产品代号2B计划年产量10000件第1页序号零件名称零件代号自制外购材 料总计划需求量零件图号形状尺寸单件重量(kg)说 明1左端盖HT200100001.62齿轮轴45100000.73传动齿轮轴45100000.64销 A51845400000.0055垫片纸200000.00056泵体HT2001000017右端盖HT200100000.98密封圈橡胶100000.0059轴套ZCuSn5PbZn5100000.110压紧螺母35100000.00611传动齿轮45100000.712垫圈1265Mn100000.00513螺母M121.535100000.00814键 51045100000.00515螺钉M616350.0516螺栓M630Q235200000.0517螺母M6Q235200000.06编制（日期）审核（日期）表 2-2 作业单位建筑物汇总表序号作业单位名称用 途建筑面积(m2)结构形式备 注1原材料库储存钢材、铸锭304012002铸造车间铸造12253003锻造车间锻造12253004热处理车间热处理15203005金加工车间1车、铣、钻、滚齿、油压20367206金加工车间2镗削、磨削、剃齿20367207标准件、半成品库储存外购件、半成品12253008装配车间装齿轮泵15406009压力测试室泄漏测试122024010性能测试室测压力、功率、流量等122024011成品库成品储存202040012办公室、服务楼办公室、食堂等 8060480013设备维修车间机床维修122530014调试返修车间调试及返修1010100表 2-3 齿轮油泵零件加工工艺过程表产品名称件 号材 料单件重量(kg)计划年产量(件)年产总量(kg)左端盖1HT2001.610000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铸造车间压铸、成型703热处理车间回火4金加工车间1铣、粗镗855压力测试室泄漏测试6金加工车间2精镗、精铣907半成品库暂存表 2-4 齿轮油泵零件加工工艺过程表产品名称件 号材 料单件重量(kg)计划年产量(件)年产总量(kg)齿轮轴2450.710000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铸造车间锻压703金加工车间1车、磨804金加工车间2精车、磨905热处理调质6半成品库暂存表 2-5 齿轮油泵零件加工工艺过程表产品名称件 号材 料单件重量(kg)计划年产量(件)年产总量(kg)传动齿轮轴3450.610000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锻压车间压铸、成型653热处理车间回火4金加工车间1车、滚齿、粗磨805金加工车间2剃齿、精磨906热处理调质7半成品库暂存表 2-6 齿轮油泵零件加工工艺过程表产品名称件 号材 料单件重量(kg)计划年产量(件)年产总量(kg)垫 片5纸板0.000520000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金加工车间1配作803半成品库暂存表 2-7 齿轮油泵零件加工工艺过程表产品名称件 号材 料单件重量(kg)计划年产量(件)年产总量(kg)泵 体6HT200110000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铸造车间压铸、成型703热处理车间回火4金加工车间1粗铣、粗镗805金加工车间2精镗、精铣906半成品库暂存表 2-8 齿轮油泵零件加工工艺过程表产品名称件 号材 料单件重量(kg)计划年产量(件)年产总量(kg)右端盖7HT2000.910000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铸造车间压铸、成型703热处理车间回火4金加工车间1铣、钻、粗镗805金加工车间2铣、精镗956半成品库暂存表 2-9 齿轮油泵零件加工工艺过程表产品名称件 号材 料单件重量(kg)计划年产量(件)年产总量(kg)传动齿轮11450.710000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锻压车间成型803热处理车间回火4金加工车间1车、钻、镗、滚805金加工车间2剃齿956热处理淬火7半成品库暂存表 2-10 齿轮油泵零件加工工艺过程表产品名称件 号材 料单件重量(kg)计划年产量(件)年产总量(kg)轴 套9ZCuSn5PbZn50.120000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金加工车间1车、镗803金加工车间2精车、精镗954半成品库暂存2.3课程设计要求1 齿轮油泵厂物流分析。2 齿轮油泵厂作业单位相互关系分析。3 作业单位位置相关图，相当于A1图样的坐标纸一张。4 作业单位面积相关图，相当于A1图样的坐标纸一张。5 齿轮油泵厂总平面图三套，A1图样三张。6 评价择优，选出最佳总平面布置图。7.编写设计说明书，工作量不少于12000字。三 课程设计内容3.1产品产量分析产品产量分析：生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低，决定了工厂的生产类型，进而影响着工厂设备的布置形式。根据原始条件可知，齿轮油泵厂的产品品种单一，产量较大，年产量为10000件，属于大批大量生产，适合于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。3.2物流分析 3.2.1零件的工艺过程图 根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3-1至图3-8所示。图中序号分别是：1原材料库，2铸造车间，3锻造车间，4热处理车间，5金加工车间1，6金加工车间2，7标准件、半成品库，9压力测试室。3 图3-1左端盖物流量图 图3-2齿轮轴物流量 图3-3传动齿轮轴物流量 图3-4垫片物流量 图3-5泵体物流量 图3-6右端盖物流量 图3-7传动齿轮物流量 图3-8 轴套物流量 3.2.2绘制产品总工艺过程艺图将齿轮轴泵所有工艺过程汇总在一张图中，得到齿轮轴泵总工艺过程如图3-9所示。该图清楚地表示出齿轮轴泵生产的全过程以及各工序和各作业单位之间的物流情况，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础。图3-9 齿轮轴泵总工艺过程图3.2.3物流从至表根据齿轮轴泵工艺过图及零件装配图，绘制出齿轮轴泵工艺过程物流从至表。如表3-2所示。表 3-1 各零件物流量计算产品名称毛重/kg年产总质量/kg左端盖1.6/0.9/0.85/0.7=2.987529875齿轮轴0.7/0.9/0.8/0.7=1.388913889传动齿轮轴0.6/0.9/0.8/0.65=1.282112821垫片0.0005/0.8=0.000612泵体1/0.9/0.8/0.7=1.984119841右端盖0.9/0.95/0.8/0.7=1.691716917传动齿轮0.7/0.95/0.8/0.8=1.151311513轴套0.1/0.95/0.8=1.131611316表 3-2 齿轮轴泵加工工艺从至表3.2.4物流强度分析表将各作业单位对的物流强度按大小排序，自大到小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承担的物流量比例来去确定。针对产品的工艺过程图，利用齿轮轴泵加工工艺从至表，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表，如图3-3所示。表 3-3 物流强度分析表3.3绘制作业单位物流相关图 根据之间的分析，绘制出作业单位物流相关图，如图3-10所示。图3-10 单位物流相关图3.4作业单位相互关系分析针对产品的生产特点，制定各作业单位间相互关系密切程度理由如表3-4所示。根据表3-5制定齿轮轴泵“基准相互关系”，在此基础上建立非物流作业单位相互关系图。表 3-4 作业单位关系密切程度理由编号理由1工作流程的连续性2生产服务3物料搬运4管理方便5安全与污染6振动、噪音、烟尘7人员联系8共用设备设施表 3-5作业单位基准相互关系等级表符号意义量化值线条比例（%）A绝对重要44条25E特别重要33条310I重要22条515O一般重要11条1025U不重要0无4580X不要靠近-11条虚线酌情而定3.5绘制作业单位非物流相关图 根据之间的分析，绘制出作业单位非物流相关图，如图3-11所示。图3-11 作业单位非物流相关图3.6作业单位间物流与非物流相互关系合并从图3-10和图3-11可知，齿轮油泵厂作业单位物流相关与非物流相互关系不一致。为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，需要将两表合并后再进行分析判断。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，对于振动器来说，物流因素（m）影响并不明显大于其他非物流因素(n)的影响，因此，取加权值m:n=3:1。（2）综合相互关系的计算。对该厂各作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化，并进行加权求和，根据表3-6求出综合相互关系，如表3-7所示。作业单位数为14个,总作业单位对数为91对。表3-6符号关系等级分值A绝对重要1416E特别重要813I重要27O一般密切程度1U不重要0X负的密切程度-1表 3-7作业单位之间综合相互关系计算表作业单位对关系等级综合关系物流关系 加权值：3非物流关系 加权值：1分数等级分数等级分数等级1-24A4A16A1-32I0U6I1-40U0U0U1-51O2I5I1-60U2I2I1-70U1 O1O1-80U1O1O1-90U0U0U1-100U0U0U1-110U0U0U1-120U0U0U1-130U0U0U1-140U0U0U2-30U4A4I2-43E0U9E2-51O1O4I2-60U0U0U2-70U0U0U2-80U1O1O2-90U0U0U2-100U2I2I2-110U2I2I2-120U0U0U2-130U0U0U2-140U1O1O3-41O0U3I3-50U0U0U3-60U0U0U3-70U0U0U3-80U1O1O3-90U0U0U3-100U0U0U3-110U0U0U3-120U-1X-1X3-130U0U0U3-140U0U0U4-53E2I11E4-62I2I8E4-72I2I8E4-80U0U0U4-90U0U0U4-100U1O1O4-110U0U0U4-120U0U0U4-130U0U0U4-140U0U0U5-63E1O10E5-71O3E6I5-80U3E3I5-91O1O4I5-100U0U0U5-110U0U0U5-120U-1X-1X5-130U0U0U5-140U1O1O6-73E3E12E6-80U3E3I6-92I1O7I6-100U0U0U6-110U0U0U6-120U-1X-1X6-130U0U0U6-140U1O1O7-80U0U0U7-90U0U0U7-100U0U0U7-110U4A4I7-120U0U0U7-130U0U0U7-140U0U 0U8-90U2I2I8-100U2I2I8-110U3E3I8-120U0U0U8-130U3E3I8-140U3E3I9-100U1O1O9-110U0U0U9-120U0U0U9-130U1O1O9-140U2I2I10-110U0U0U10-120U0U0U10-130U1O1O10-140U2I2I11-120U0U0U11-130U0U0U11-140U2I2I12-130U0U0U12-140U0U0U13-140U1O1O表 3-8 综合相互关系等级划分比例符号关系等级作业单位对比例（%）A绝对重要13E特别重要48I重要1525O一般密切程度1015U不重要2070X负的密切程度表 3-9 基准相互关系字母一对作业单位密切程度的理由A材库和剪切区最后检查和包装清理和油漆钢类似搬运问题，如搬运物料的数量等。损坏没有包装的物品，或包装完毕以前检查但不明确使用相同人员、公用设施、管理方式、和形式相同的建筑物E接待和参观者停车处金属精加工和焊接维修和部件装配方便、安全搬运物料的数量和形状服务的频繁和紧急程度I剪切机和冲压机部件装配和总装配搬运物料的数量搬运物料的体积，共用相同的人员O维修和接收废品回收和工具室产品的运送共用相同的设备U维修和自助食堂焊接和外购件仓库技术部门和发运接触不多不常联系X焊接和油漆铸造车间和主要办公室冲压车间和工具车间灰尘、火灾烟尘外观、振动应该注意，综合相互关系密级应该是合理的；应该是作业单位之间物流的相互关系与非物流的相互关系的综合体现。将综合相互关系总分转化为关系密切等级，如表3-10所示。表 3-10 综合相互等级划分总分关系等级作业单位对数比例（%）1416A11.099813E66.59327I2123.0771O1314.2860U4751.648-1X33.297（3）建立作业单位综合相互关系表。将综合相互关系总分转化为关系密切等级后，绘制成作业单位综合相互关系表，如下：图3-12 作业单位综合相互关系表3.7作业单位位置相关图 经过之前的分析，绘制出作业单位位置相关图，如图3-13所示。关系工作表 3-13位位置相关图3.8作业单位面积相关图 经过之前的分析，绘制出作业单位面积相关图，如图3-14所示。 以5x5=25m2为单元格有1000个单元格序号作业单位名称单元格数1原材料库482铸造车间123锻造车间124热处理车间125金加工车间1286金加工车间2287标准件、半成品库128装配车间249压力测试室910性能测试室911成品库1612办公室、服务楼19213设备维修车间1214调试返修车间4图3-14 作业单位面积相关图3.9作业单位面积相关图的调整作业单位面积相关图是直接从位置相关图转化而来的只能代 一个理论的、理想的布置方案，必须通过调整修正才能得到可行的布置方案。在这里我们必须从工厂平面布置设计原则出发，考虑除产品P、产量Q、工艺过程R、作业单位S和时间T等五个基本要素以外的其他因素对布置方案的影响。通过以下几个方面进行调整修正：a.物料搬运方法b.建筑特征c.道路d.公用管线布置e.厂区绿化布置f.场地条件与环境前述修正因素是布置设计中应考虑的事项。此外还存在一些对布置设计方案有约束作用的其他因素，包括给定厂区的面积、建设成本费用。厂区内现有条件的利、政策法规等方面的限制因素，这些因素统称为实际条件限制因素。确定布置设计方案时，同样需要考虑这些因素的影响。根据这些限制因素，进一步调整方案。3.10工厂总平面布置可行方案图通过考虑多种方面因素的影响与限制，形成了众多的布置方案，抛弃所有不切实际的想法后，保留25个可行布置方案供选择。采用规范的图例符号，将布置方案绘制成工厂总平面布置图。图3-15 最终方案一 比例1:1000图3-16 最终方案二 比例1:1000图3-17 最终方案三 比例1；10003.11方案的评价与选择通过对作业单位面积相关图的调整，已经取得了数个可行方案，应该对每个方案进行评价，选择出最佳方案，作为最终的工厂总平面布置方案。根据表3-12评分规则，并运用加权因素评价法对振动器厂进行评价，其评价过程和评价结果如表3-13所示。表3-12等级分值A4E3I2O1U0表 3-13方案评价因素最终解决方案1最终解决方案2最终解决方案3相对重要性等级得分等级得分等级得分物流效率与方便性I2I2E310空间利用率E3E3E38辅助服务部门的综合效率I2I2I26工作环境安全与舒适性E3E3I28管理的方便性I2E3I28布置方案的可扩展性I2I2O18产品质量E3E3E37外观E3E3I25环境保护O1I2E36其他相关因素E3E3E34综合得分166180167综合排序312由综合排序可选出最终解决方案2为最佳，因此最终解决方案2为齿轮油泵厂的总体布置方案。四 课程设计总结及心得本次设计在谢富春老师和刘明伟老师的指导下，我顺利完成物流工程的课程设计。课程设计是培养