液压转向器厂总平面布置设计

1、设计题目： 液压转向器厂总平面布置设计 学 校： 重庆大学 学 院： 机械工程学院 专业班级： 学 生： 学 号： 指导老师： 时 间： 2013.1.82013.1.18 目 录课程设计任务书-3一、绪论-4二、输入基本要素分析-52.1设计基本资料汇总-52.1.1液压转向器的结构以及有关参数-52.1.2作业单位划分-62.1.3液压转向器生产工艺过程-7三、产品产量分析-11四、产品工艺过程分析-114.1计算物流量-114.2绘制各零件的工艺过程图-124.3绘制产品总工艺过程图-164.4绘制产品初始工艺过程表-174.5绘制产品较佳工艺过程表-17五、物流分析-185.1绘制从至

2、表-185.2绘制物流强度汇总表-195.3划分物流强度等级-195.4绘制作业单位作业相关图-20六、作业单位非物流相关分析-21七、作业单位综合相互关系分析-22八、工厂总平面布置-268.1综合接近程度-268.2作业单位位置相关图-278.3作业单位面积相关图-288.4作业单位面积相关布局图-28九、方案的评价与选择-31课程设计任务书1 课程设计题目液压转向器厂总平面布置设计2课程设计目的设施规划与物流分析是工业工程专业的主干专业课程，是工业工程学科的重要研究领域和分支之一。设施规划与设计着重研究设施总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，目标是通过对设施的各组成部分的相互关系分析，

3、合理布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。设施规划与物流分析课程设计是本课程的重要时间教学环节，要求学生综合运用所学专业知识，完成规定的工业实施布置设计的一次基本训练。其目的是：1、能正确运用工业工程基本原理及有关知识，学会对工业设施进行系统分析；2、通过对工程设施布置的实际设计，掌握系统布置设计方法的规范程序；3、通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件；4、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决实际问题的能力。3 课程设计内容与要求液压转向器厂总平面布置设计内容与要求如下：1、液压转向器厂物流分析；2、液压转向器厂作业单位相互关

4、系分析；3、液压转向器零件图，A2图样1张；3、作业单位位置相关图，A4图样的坐标纸1张；4、作业单位面积相关图，A3图样的坐标纸1张；5、至少想出两套液压转向器厂总平面布置方案。6、评价择优，选出最佳总平面布置图，最佳总平面布局图A2图样1张。7、编写设计说明书，工作量不少于10000字。4 原始给定条件公司有地16000m2，厂区南北长为200m，东西宽为80m，该厂预计需要工人300人，计划改建成年产量45000套液压转向器的生产厂，需要完成工厂总平面布置设计。液压转向器厂总平面布置设计【摘要】：设施规划与物流分析是工业工程专业易门重要课程，设施规划特别是其中的工厂设计着重研究工厂总平面

5、布置、车间布置及物料搬运等内容，其目标是通过对工厂个组成部分相互关系的分析，进行合理布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。本文利用设施规划与物流分析的相关知识对液压转向器厂总平面进行布置设计，系统布置设计（SLP）方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法。采用一套表达力强的图例符号和简明表格，通过一套条理清晰的设计程序对工厂物流、工厂作业单位相互关系分析，绘制作业单位位置相关图、作业单位面积相关图、工厂总平面布置图，并对设计方案进行评价择优。【关键词】：设施规划 物流 系统布置设计（SLP）一、绪论对设施规划与物流分析进行了为期一个学期的学习

6、，对其基本知识和运用方法有了一定的了解和认识，现将所学到的知识和方法就液压转向器厂总平面布置设计。工厂布置设计是一项多因素、多目标的系统优化设计课题。系统布置设计（SLP）方法提供了一种以作业单位物流与非物流的相互关系分析为主线的规划设计方法，采用一套表达力强的图例符号和简明表格，通过一套条理清晰的设计程序进行工厂布置设计。它不是一种严密的设计理论，而是一套实践性非常强的设计模式和规范的设计程序，效果良好。分为确定位置、总体区划、详细布置及实施4个阶段。由于影响设施布置的因素错综复杂，并且因素之间存在着相互影响、相互制约，大多数因素具有不确定性，因此，在设施布置设计中常把物流分析作为其主要内容

7、，采用定量分析和定性分析相结合的方法分析布置方案，并将定性分析转化为定量分析。系统布置设计（SLP）编制模式如下：原始资料：P、Q、R、S、T 1物流2作业单位相互关系3相互关系图解5可用面积4所需面积6面积相互关系图解8实际制约7修正因素9几种布置方案10方案评价二、输入基本要素分析2.1设计基本资料汇总 工厂布局设计需要的主要原始资料是产品及其生产纲领和生产工艺过程，次要资料有两种，即支持生产的辅助服务部门和时间的安排。课程设计任务书给定的原始条件中，已经给出了液压转向器厂的产品、产量、工艺过程、作业单位划分情况及时间安排等基本要素。产品和产量。 液压转向器由22个零、组件构成，其基本结构

8、图和每个零、组件的名称、材料、单件重量见课程设计任务书。工艺过程：每个零、组件的生产工艺过程也见课程设计任务书。辅助服务部门：该设计的辅助服务部门是设备维修车间，对整个工厂机器设备、工具等进行维修。时间安排：是指产品的生产周期、投产的批量和批次、各种定额时间标准等。2.1.1液压转向器的结构以及有关参数具体资料如表1所示：表1： 零件明细表工厂名称：液压转向器厂共一页产品名称液压转向器产品代号110计划年产量45000套第一页序号零件名称零件代号自制外购材料总需求量零件图号形状尺号单件重量（kg）说明1连接块组件20450000.292前盖HT250450000.953X型密封圈橡胶46500

9、0.044挡环20450000.25划环20450000.56弹簧片65Mn3150000.077拔销65Mn465000.18联动轴45450000.279阀体HT250450007.0010阀芯45450000.811阀套20450000.5612隔盘204500000.3213限位柱454500000.0114定子40Cr4500001.2015转子45450000.816后盖20450001.517螺栓452700000.0218O型密封圈橡胶1575000.0119限位螺栓45450000.120油堵塑料2100000.0121标牌铝450000.0122护盖塑料495000.012

10、.1.2作业单位划分根据液压转向器的结构及工艺特点，设立如表2所示的11个作业单位，分别承担原材料存储、备料、热处理、加工与装配、产品性能试验、生产管理与服务等各项生产任务。表2：液压转向器厂作业单位建筑物汇总表序作业单位名称用途建筑面积(平方米)结构型式备注1原材料库储存钢材、铸锭3030露天2铸造车间铸造2530室内3热处理车间热处理2020室内4机加工车间车、铣、钻削3030室内5精车车间精镗、磨削3535室内6标准件、关成品库储存外购件半成品2525室内7组装车间组装转向器2030室内8性能实验室转向器性能检验1520室内9成品库成品库存1212室内10办公、服务楼办公室、食堂8060

11、室内11设备维修车间机床维修2030室内2.1.3液压转向器生产工艺过程 液压转向器结构比较简单，生产工艺过程也不复杂，总的工艺过程可分为零、组件制作与外购，半成品暂存、组装，性能试验与成品存储等阶段。1 零、组件制作与外购转向器上的标准件、异形件如塑料护盖、铝制标牌等都采用外购、外协方法获得，入厂后由半成晶库保存。其他零件由本厂自制，工艺过程分别见表3至表l5。表中各工序加工前工件重量=该工序加工后工件的重量/该工序材料利用率。 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存放在半成品库。3. 组装所有零、组件在组装车间集中组

12、装成液压转向器成品。4.性能测试所有组装出的液压转向器均需要进行性能试验，试验合格的产品送入成品库，试验不合格的返回组装车例进行修复。一次组装合格率估计值为80%，二次组装合格率为100%。5.产品存储所有合格的液压转向器存放在成品库待出厂。表3:连接块组件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）连接块组件1200.294500013050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机加工车间车，镗，压装553半成品库暂存表4: 前盖加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）前盖2HT2500.95450004275

13、0序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库准备铸锭2铸造车间铸造603机加工车间粗铣，镗，钻804精密车间精镗955半成品库暂存表5: 挡环加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）挡环4200.2450009000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机加工车间车削403半成品库暂存表6: 滑环加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）滑环5200.54500022500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机加工车间车削403半成品库暂存表7: 联动器加工工艺过程表产品名称

14、件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）联动轴8450.274500012150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机加工车间车，铣403精密车间精磨994半成品库暂存表8: 阀体加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）阀体9HT2507.0045000315000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库准备铸锭2铸造车间铸造603机加工车间粗铣，镗，704精密车间精镗905半成品库暂存表9:阀芯加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）阀芯1045 0.84500036000序号作业

15、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，钻，铣703热处理车间热处理4精密车间精磨995半成品库暂存表10: 阀套加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）阀套11200.564500025200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机加工车间车削803半成品库暂存表11 隔:盘加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）隔盘12200.324500014400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机加工车间铣，钻803半成品库暂存表12: 限位柱加工工艺过程表产品

16、名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）限位柱13450.0145000450序号7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热处理车间退火2机加工车间车，钻，插，铣703热处理车间调质4精密车间研磨995半成品库暂存表13:定子加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）定子1440Gr1.24500054000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，钻，铣503热处理车间热处理4精密车间精磨995半成品库暂存表14:转子加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）转子15

17、450.84500036000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热处理车间正火2机加工车间车，铣，钻703热处理车间淬火4精密车间研磨995半成品库暂存表15:后盖加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）后盖16200.804500036000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机加工车间车，钻803半成品库暂存三、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。根据以上已知条件可知，待布置设计的液压轴转向器厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为45000

18、台，属于大批量生产，适合于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。四、产品工艺过程分析4.1计算物流量通过对产品加工、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加工前工件单件重量及产生的废料重量，并根据全年生产量计算全年物流量。具体计算过程如表16所示。表16: 各物件物流量计算各零件物流量计算产品名称毛重/kg废料/kg铸造废料机加工废料精加工废料全年总质量连接块组件0.29/0.55=0.5270.527*0.45=0.2370.237*45000=10665前盖0.95/（0.95*0.80*0.60）=2.0832.083*0.4=0.8332.083*0

19、.6*0.2=0.2502.083*0.6*0.8*0.05=0.0501.133*45000=50985挡环0.2/0.4=0.50.5*0.6=0.30.3*45000=13500滑环0.5/0.4=1.2501.250*0.6=0.7500.750*45000=33750联动器0.27/（0.4*0.99）=0.6820.682*0.6=0.4090.682*0.4*0.01=0.0030.412*45000=18540阀体7.00/（0.6*0.7*0.9）=18.51918.519*0.4=7.40818.519*0.6*0.3=3.33318.519*0.6*0.7*0.1=0.7

20、7811.519*45000=518355阀芯0.8/（0.7*0.99）=1.1541.154*0.3=0.3461.154*0.7*0.01=0.0080.354*45000=15930阀套0.56/0.8=0.70.7*0.2=0.140.14*45000=63000隔盘0.32/0.8=0.40.4*0.2=0.080.08*45000=36000限位柱0.01/（0.7*0.99）=0.01440.0144*0.3=0.00430.0144*0.7*0.01=0.00010.0044*45000=198定子1.2/（0.5*0.99）=2.4242.424*0.5=1.2122.42

21、4*0.5*0.01=0.0121.224*45000=55080转子0.8/（0.7*0.99）=1.1541.154*0.3=0.3461.154*0.7*0.01=0.0080.354*45000=15930后盖1.50/0.8=1.8751.875*0.2=0.3750.375*45000=168754.2绘制各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41413所示。图中序号分别是：1原材料库，2铸造车间，3热处理车间，4机加工车间，5精密车间，6半成品车间。 图41连接块组件物流量 图42前盖物流量 图43挡环物流量 图44滑环物流量 图45联动器物

22、流量 图46阀体物流量 图47阀芯物流量 图48阀套物流量 图49隔盘物流量 图410限位柱物流量 图411定子物流量 图412转子物流量图413后盖物流量4.3绘制产品总工艺过程图在大批量生产中，产品品种很少，用标准符号绘制的工艺过程图直观的反映出工厂生产的详细情况。此时，进行物流分析只需在工艺过程图上注明个道工序的物流量，就可以清楚的表现出工厂生产过程中的物料搬运情况。另外，对于某些规模较小的工厂，不论产量如何，只要产品比较单一，都可以用工艺过程图进行物流分析。液压转向器总的生产过程可分为零件加工阶段 总装阶段 性能实验阶段，所有零件、组件在组装车间集中组装。将液压转向器所有工艺过程汇总在

23、一张图中，得到液压转向器总工艺过程图如图414所示。该图清楚地表示出液压转向器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414产品总工艺过程图注：装配顺序为：阀体阀套阀芯联动器（拨销）O形密封圈限位柱转子定子O形密封圈后盖（标牌）外购件（限位螺栓、螺栓、弹簧片）前盖（O形密封圈、X形密封圈、挡环、滑环、O形密封圈）连接块组件外购件（护盖、油堵）4.4绘制产品初始工艺过程表为了研究各零件、组件生产过程之间的相互关系，将总工艺过程图中的产品按照物流强度大小顺序，由左到右排列与产品工艺过程表中，这样得到液压转向器初始工艺过程表如表16所示。表16 初

24、始产品工艺过程表4.5绘制产品较佳工艺过程表由初始产品工艺过程表16可知，按照现行的工艺顺序，存在物流倒流的情况，为了使物流顺流强度W达到最大，可对某些作业单位的顺序进行交换。经计算发现交换作业单位5与6，可是顺流强度达到最大。通过交换调整，得到调整后的较佳产品工艺过程表如表17所示。表 17 较佳产品工艺过程表五、物流分析物流分析是机械制造厂平面布置的基础，只有进行准确的物流分析后，才有可能得到合乎需要的布置方案。5.1绘制从至表根据液压轴转向器较佳产品工艺过程表17，绘制出液压轴转向器工艺过程物流从至表，如表18所示。表 18 液压轴转向器加工工艺从至表 至123456789从原材料库铸造

25、车间热处理车间机加工车间精密车间半成品车间组装车间性能实验室成品库合计1原材料库927.09161.01280.2331368.3332铸造车间566.245566.2453热处理车间161.01127.715288.7254机加工车间127.306407.295120.15654.7515精密车间496.35496.356半成品车间759.145759.1457组装车间910.974910.9748性能实验室151.829759.145910.9749成品库合计927.09288.3161007.488535.01616.5910.974910.974759.1455955.4975.2绘制

26、物流强度汇总表根据产品工艺过程和物流从至表，统计各单位之间的物流强度，并将物流强度按照从大到小的顺序汇总到物流强度汇总表19中。表 19 ： 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/t11-2927.0974-5407.29521-3161.0184-6120.1531-4280.23395-6496.3542-4566.245106-7759.14553-4288.316117-81062.80363-5127.715128-9759.1455.3划分物流强度等级SLP中将物流强度分成五个等级，分别用符号A、E、I、O、U来表示，其物流强度逐渐减小，对

27、应着超高物流强度、特稿物流强度、较大物流强度、一般物流强度和可忽略搬运五种物流强度。表 20 ： 物流强度等级划分表物流强度等级符号物流路线比例（%）承担的物流比例超高物流强度A1040特高物流强度E2030较大物流强度I3020一般物流强度O4010可忽略搬运U针对液压轴转向器的工艺过程图，利用表19 物流强度汇总表和表20 物流强度等级划分表，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表21。表21中未出现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。表21： 物流强度分析表5.4绘制作业单位作业相关图为了能清楚的表明各作业单位之间的物流关系，将物流强度用图51所示的物流相互关系图表示，

28、此图中不区分物料移动的起始与终止作业单位，在行与列的相交方格中填入行作业单位与列作业单位的物流强度等级。由表19，表20，表21可以得到液压转向器物流相互关系图，如图51。 图51 作业单位物流相关图六、作业单位非物流相关分析根据液压转向器结构及工艺特点，液压转向器厂的作业单位的划分有原材料库、铸造车间、热处理车间、机加工车间、精密车间、标准件半成品库、组装车间、性能试验室、成品库、办公服务楼和设备维修车间。从物流，工作流程，作业性质相似，使用相同设备，使用同一场地等一系列因素整理出影响作业单位相互关系的主要因素，并给出理由编码，如表22所示：表22 ：液压转换器厂作业单位相互关系密切程度理由

29、编号理由编号理由1工作流程的连续性5安全及污染2生产服务6振动、噪声、烟尘3物料搬运7人员联系4管理方便8信息传递根据表22制定液压轴转向器“基准相互关系”（见表23），在此基础上建立非物流作业单位相互关系图，如图61所示。表22：基准相互关系字母 一对作业单位 密切程度的理由 A原材料库与铸造车间，机加工车间组装与性能实验室搬运物料的数量，次数以及类似的搬运问题 E铸造车间与机加工车间性能实验室与成品库维修和精密车间，组装及性能试验搬运物料的数量和形式不可损坏没有包装的物品服务的频繁和紧急程度 I标准件，半成品库和组装机加工和热处理，精密车间设备维修与其他金属加工车间之间办公楼宇成品库，半成

30、品库，原材料搬运物料的数量和频数以及类似的搬运问题服务的频繁程度报表运送方便，管理方便 O办公楼与设备维修车间办公楼与其他加工车间联系频繁程度管理方便 U设备维修与原材料库，半成品，成品库原材料库与半成品，成品库及组装性能实验技术部门与成品库接触不多，不常联系联系密切程度不大不常联系 X办公楼，服务楼与铸造车间，热处理车间精密车间，性能实验室灰尘，噪声，振动，异味，烟尘，图61作业单位非物流相互关系图七、作业单位综合相互关系分析各作业单位之间既有物流联系也有非物流联系，两作业单位之间的相互关系应包括物流关系也包括非物流关系，因此在SLP中将作业单位间的物流相互关系与非物流关系进行合并，求出合成的相互关系综合相互关系，然后由各作业单位间综合相互关系出发