До настоящего времени топливная политика в теплоэнергетике строилась исходя из минимизации издержек при использовании топлива и повышении его качества и удобства использования. При дороговизне газа и мазута на рынке должно появиться топливо с высокими экологическими показателями, которое, с одной стороны, позволит уменьшить издержки при его приобретении, а с другой – при минимальных капитальных затратах у потребителя .

Как показывает опыт России и многих других стран мира, таким топливом может быть водонаполненное угольное топливо, в отечественной литературе чаще носящее название водоугольное топливо (ВУТ) или водоугольные суспензии (ВУС).

Водоугольная суспензия – это равномерная смесь мелких частиц угля с водой, обладающая свойством текучести, достаточным для распыливания её в форсунках для жидкого топлива при организации топочного процесса. В этом случае ВУС называют водоугольным топливом (ВУТ). Водоугольная суспензия никогда не окисляется, её топливная характеристика постоянная. Минимальная теплота сгорания ВУТ, при которой оно эффективно сгорает, составляет примерно 1500 ккал/кг. Многочисленные исследования показали, что при использовании ВУТ температура воспламенения капель слабо зависит от выхода летучих исходного угля и в зависимости от марки угя она колеблется в пределах 400 – 500 ˚С, вместо 550 – 1050 ˚С для сухого угля.

При традиционном сжигании рядового угля поверхность топливных частиц изолирована от кислорода подаваемого на сжигание воздуха слоем сорбированных продуктов реакции угля (углекислотой и др.), для десорбции которых и последующего воспламенения требуется высокий температурный уровень.

При сжигании капли водоугольной суспензии она не распадается, а сохраняет свою структуру до полного выгорания углеродистых соединений, при этом зона испарения воды с поверхности распространяется на внутренние слои, где образуется повышенное давление, что приводит к увеличению пористости углеродной матрицы. В результате чистая угольная поверхность после испарения влаги легко вступает в реакцию с кислородом воздуха при более низких значениях температур.

Первые достоверно известные технологические процессы были разработаны в древнем Шумере — на глиняной табличке клинописью был описан по операциям порядок приготовления пива. С тех пор способы описания технологий производства продуктов питания, инструментов, домашней утвари, оружия и украшений — всего, что изготавливало человечество, многократно усложнились и усовершенствовались. Современный технологический процесс может состоять из десятков, сотен и даже тысяч отдельных операций, он может быть многовариантным и ветвиться в зависимости от различных условий. Выбор той или иной технологии- это непросто выбор тех или иных станков, инструмента и оснастки. Нужно также обеспечить соответствие требованиям технических условий, плановых и финансовых показателей.

Определение и характеристика

ГОСТ дает научно строгое, но сформулированное слишком сухим и наукообразным языком определение технологического процесса. Если же говорить о понятии технологического процесса более понятным языком, то технологический процесс — это совокупность выстроенных в определенном порядке операций. Он направлен на превращение сырья и заготовок в конечные изделия. Для этого с ними совершают определенные действия, обычно выполняемые механизмами. Технологический процесс не существует сам по себе, а является важнейшей частью более общего , включающего в себя в общем случае также процессы контрактации, закупки и логистики, продажи, управления финансами, административного управления и контроля качества.

Технологи на предприятии занимают весьма важное положение. Они являются своего рода посредниками между конструкторами, создающими идею изделия и выпускающими его чертежи, и производством, которому предстоит воплощать эти идеи и чертежи в металл, дерево, пластмассу и другие материалы. При разработке техпроцесса технологи работают в тесном контакте не только с конструкторами и производством, но и с логистикой, закупками, финансами и службой контроля качества. Именно техпроцесс и является той точкой, в которой сходятся требования всех этих подразделений и находится баланс между ними.

Описание технологического процесса должно содержаться в таких документах, как:

• Маршрутная карта - описание высокого уровня, в нем перечислены маршруты перемещения детали или заготовки от одного рабочего места к другому или между цехами.
• Операционная карта – описание среднего уровня, более подробное, в нем перечислены все операционные переходы, операции установки-съемки, используемые инструменты.
• Технологическая карта — документ самого низкого уровня, содержит самое подробное описание процессов обработки материалов, заготовок, узлов и сборок, параметры этих процессов, рабочие чертежи и используемая оснастка.

Технологическая карта даже для простого на первый взгляд изделия может представлять собой довольно толстый том.

Для сравнения и измерения технологических процессов серийного производства применяются следующие характеристики:

Производственная программа предприятия складывается из производственных программ его цехов и участков. Она содержит:

• Перечень выпускаемых изделий с детализацией типов, размеров, количества.
• Календарные планы выпуска с привязкой к каждой контрольной дате определенного объема выпускаемых изделий.
• Количество запасных частей к каждой позиции в рамках процесса поддержки жизненного цикла изделий.
• Подробную конструкторско-технологическую документацию, трехмерные модели, чертежи, деталировки и спецификации.
• Техусловия на производство и методики управления качеством, включая программы и методики испытаний и измерений.

Производственная программа является разделом общего бизнес-плана предприятия на каждый период планирования.

Виды техпроцессов

Классификация техпроцессов проводится по нескольким параметрам.

По критерию частоты повторения при производстве изделий технологические процессы подразделяют на:

• единичный технологический процесс, создается для производства уникальной по конструктивным и технологическим параметрам детали или изделия;
• типовой техпроцесс, создается для некоторого количества однотипных изделий, схожих по своим конструктивным и технологическим характеристикам. Единичный техпроцесс, в свою очередь, может состоять из набора типовых техпроцессов. Чем больше типовых техпроцессов применяется на предприятии, тем меньше затраты на подготовку производства и тем выше экономическая эффективность предприятия;
• групповой техпроцесс подготавливается для деталей, различных конструктивно, но сходных технологически.

По критерию новизны и инновационности различают такие виды технологических процессов, как:

• Типичные. Основные технологические процессы используют традиционные, проверенные конструкции, технологии и операции обработки материалов, инструмента и оснастки.
• Перспективные. Такие процессы используют самые передовые технологии, материалы, инструменты, характерные для предприятий — лидеров отрасли.

По критерию степени детализации различают следующие виды технологических процессов:

• Маршрутный техпроцесс исполняется в виде маршрутной карты, содержащей информацию верхнего уровня: перечень операций, их последовательность, класс или группа используемого оборудования, технологическая оснастка и общая норма времени.
• Пооперационный техпроцесс содержит детализированную последовательность обработки вплоть до уровня переходов, режимов и их параметров. Исполняется в виде операционной карты.

Пооперационный техпроцесс был разработан во время Второй Мировой войны в США в условиях нехватки квалифицированной рабочей силы. Детальные и подробные описания каждой стадии технологического процесса позволили привлечь к работе людей, не имевших производственного опыта и в срок выполнить большие военные заказы. В условиях мирного времени и наличия, хорошо обученного и достаточно опытного производственного персонала использование такого вида технологического процесса ведет к непроизводительным расходам. Иногда возникает ситуация, в которой технологи старательно издают толстые тома операционных карт, служба технической документации тиражирует их в положенном числе экземпляров, а производство не открывает эти талмуды. В цеху рабочие и мастера за многие годы работы накопили достаточный опыт и приобрели достаточно высокую квалификацию для того, чтобы самостоятельно выполнить последовательность операций и выбрать режимы работы оборудования. Таким предприятиям имеет смысл подумать об отказе от операционных карт и замене их маршрутными.

Существуют и другие классификации видов технологических процессов.

Этапы ТП

В ходе конструкторско-технологической подготовки производства различают такие этапы написания технологического процесса, как:

• Сбор, обработка и изучение исходных данных.
• Определение основных технологических решений.
• Подготовка технико-экономического обоснования (или обоснования целесообразности).
• Документирование техпроцесса.

Трудно с первого раза найти технологические решения, обеспечивающие и плановые сроки, и необходимое качество, и плановую себестоимость изделия. Поэтому процесс разработки технологии – это процесс многовариантный и итеративный.

Если результаты экономических расчетов неудовлетворительны, то технологи повторяют основные этапы разработки технологического процесса до тех пор, пока не достигнут требуемых планом параметров.

Сущность технологического процесса

Процессом называют изменение состояния объекта под воздействием внутренних или внешних по отношению к объекту условий.

Внешними факторами будут механические, химические, температурные, радиационные воздействия, внутренними — способность материала, детали, изделия сопротивляться эти воздействиям и сохранять свою исходную форму и фазовое состояние.

В ходе разработки техпроцесса технолог подбирает те внешние факторы, под воздействием которых материал заготовки или сырья изменит свою форму, размеры или свойства таким образом, чтобы удовлетворять:

• техническим спецификациям на конечное изделие;
• плановым показателям по срокам и объемам выпуска изделий;

За долгое время были выработаны основные принципы построения технологических процессов.

Принцип укрупнения операций

В этом случае в рамках одной операции собирается большее число переходов. С практической точки зрения такой поход позволяет улучшить точность взаимного расположения осей и обрабатываемых поверхностей. Такой эффект достигается за счет выполнения всех объединяемых в операцию переходов за одну остановку на станок или многокоординатный обрабатывающий центр.

Подход также упрощает внутреннюю логистику и снижает внутрицеховые расходы за счет снижения числа установок и наладок режимов работы оборудования.

Особенно важно это для крупногабаритных и сложных деталей, установка которых отнимает много времени.

Принцип применяется при работе на револьверных и многорезцовых токарных станках, многокоординатных обрабатывающих центрах.

Принцип расчленения операций

Операция разбивается на ряд простейших переходов, наладка режимов работы обрабатывающего оборудования выполняется единожды, для первой детали серии, далее оставшиеся детали проходят обработку на тех же режимах.

Такой подход эффективен при больших размерах серий и относительно несложной пространственной конфигурации изделий.

Принцип дает существенный эффект снижения относительной трудоемкости за счет улучшенной организации рабочих мест, совершенствования у рабочих навыка однообразных движений по постановке-снятию заготовок, манипуляций с инструментом и оборудованием.

Абсолютное число установок при этом растет, но сокращается время на настройку режимов оборудования, за счет чего и достигается положительный результат.

Чтобы получить этот положительный эффект, технологу придется позаботиться о применении специализированной оснастки и приспособлений, позволяющих быстро и, главное, точно устанавливать и снимать заготовку. Размер серии также должен быть значительным.

Обработка дерева и металла

На практике одну и ту же деталь, одного и того же размера и веса, из одного и того же материала можно изготовить разными, иногда сильно отличающимися друг от друга методами.

На этапе конструкторско-технологической подготовки производства конструкторы и технологи совместно прорабатывают несколько вариантов описания технологического процесса, изготовления и последовательности обработки изделия. Эти варианты сравниваются по ключевым показателям, насколько полно они удовлетворяют:

• техническим условиям на конечный продукт;
• требованиям производственного плана, срокам и объемам отгрузки;
• финансово-экономическим показателям, заложенным в бизнес-план предприятия.

На следующем этапе проводится сравнение этих вариантов, из них выбирается оптимальный. Большое влияние на выбор варианта оказывает тип производства.

В случае единичного, или дискретного производства вероятность повторения выпуска одной и той же детали невелика. В этом случае выбирается вариант с минимальными издержками на разработку и создание специальной оснастки, инструмента и приспособлений, с максимальным задействованием универсальных станков и настраиваемой оснастки. Однако исключительные требования к точности соблюдения размеров или к условиям эксплуатации, таким, как радиация ил высоко агрессивные среды, могут вынудить применять и специально изготовленную оснастку, и уникальные инструменты.

При серийном же выпуске процесс производства разбивается на выпуск повторяющихся партий изделий. Технологический процесс оптимизируют с учетом существующего на предприятии оборудования, станком и обрабатывающих центров. Оборудование при этом снабжают специально разработанной оснасткой и приспособлениями, позволяющими сократить непроизводительные потери времени хотя бы на несколько секунд. В масштабе всей партии эти секунды сложатся вместе и дадут достаточный экономический эффект. Станки и обрабатывающие центры подвергают специализации, за станком закрепляют определенные группы операций.

При массовом производстве размеры серий весьма высоки, а выпускаемые детали достаточно долгий срок не подвергаются конструктивным изменениям. Специализация оборудования заходит еще дальше. В этом случае технологически и экономически оправдано закрепление за каждым станком одной и той же операции на все время выпуска серии, а также изготовление спецоснастки и применение отдельного режущего инструмента и средств измерений и контроля.

Оборудование в этом случае физически перемещают в цеху, располагая его в порядке следования операций в технологическом процессе

Средства выполнения технологических процессов

Технологический процесс существует сначала в головах технологов, далее он фиксируется на бумаге, а на современных предприятиях — в базе данных программ, обеспечивающих процесс управления жизненным циклом изделия (PLM). Переход на автоматизированные средства хранения, написания, тиражирования и проверки актуальности технологических процессов- это не вопрос времени, в вопрос выживания предприятия в конкурентной борьбе. При этом предприятиям приходится преодолевать сильное сопротивление высококвалифицированных технологов строй школы, привыкших за долгие годы писать техпроцессы от руки, а потом отдавать их на перепечатку.

Современные программные средства позволяют автоматически проверять упомянутые в техпроцессе инструмент, материалы и оснастку на применимость и актуальность, повторно использовать ранее написанные техпроцессы целиком или частично. Они повышают производительность труда технолога и существенно снижают риск человеческой ошибки при написании техпроцесса.

Для того чтобы из идей и расчетов технологический процесс превратился в реальность, необходимы физические средства его выполнения.

Технологическое оборудование предназначено для установки, закрепления, ориентации в пространстве и подачи в зону обработки сырья, заготовок, деталей, узлов и сборок.

В зависимости от отрасли производства сюда входят станки, обрабатывающие центры, реакторы, плавильные печи, кузнечные прессы, установки и целые комплексы.

Оборудование обладает длительным сроком использования и может изменять свои функции в зависимости от использования той или иной технологической оснастки.

Технологическая оснастка включает в себя инструмент, литейные формы, штампы, приспособления для установки и снятия детали, для облегчения доступа рабочих к зоне выполнения операций. Оснастка дополняет основное оборудование, расширяя его функциональность. Она имеет более короткий срок использования и иногда специально изготавливается для конкретной партии изделий или даже для одного уникального изделия. При разработке технологии следует шире применять универсальную оснастку, применимую для нескольких типоразмеров изделия. Особенно это важно на дискретных производствах, где стоимость оснастки не распределяется на всю серию, а целиком ложится на себестоимость одного изделия.

Инструмент предназначен для оказания непосредственного физического воздействия на материал заготовки с целью доведения ее формы размеров, физических, химических и других параметров до заданных в технических условиях.

Технолог при выборе инструмента должен принимать во внимание не только цену его покупки, но и ресурс и универсальность. Часто бывает, что более дорогой инструмент позволяет без его замены выпустить в несколько раз больше продукции, чем дешевый аналог. Кроме того, современный универсальный и высокоскоростной инструмент позволит также сократить время машинной обработки, что также прямо ведет к снижению себестоимости. С каждым годом технологи приобретают все больше экономических знаний и навыков, и написание техпроцесса из дела чисто технологического превращается в серьезный инструмент повышения конкурентоспособности предприятия.

Возможность применения того или иного материала для производства различных изделий определяется целым перечнем качеств и свойств. Основную роль при выборе способа обработки играют технологические свойства металлов и сплавов, именно они определяют возможность их применения для изготовления той или иной продукции.

Основные свойства металлов

Все основные качества металлов и их сплавов можно классифицировать по целому ряду показателей, каждый из которых оказывает существенное влияние на определение сферы применения материала.

• К физическим свойствам металлов относят их вес, теплоемкость, способность проводить электрический ток и другие подобные показатели. Всем понятно, что применение, например, чугуна невозможно в авиастроении, а любой металл, отлично проводящий электричество не применим в производстве изоляторов.
• Механические свойства определяются способностью противостоять различным нагрузкам, к ним относятся твердость, пластичность, упругость и многие другие качества.
• Эксплуатационные качества характеризуют возможность применения металла для эксплуатации в различных условиях — стойкость к истиранию, воздействию высоких и низких температур, и так далее.
• Химические свойства металлов и сплавов определены способностью элементов, входящих в их состав, вступать в реакции с другими веществами. Так, например, всем известно, что золото не поддается воздействия кислот, чего не скажешь о других видах металла.
• Технологические свойства материала определяют перечень производственных процессов, которые применимы к металлу в последующей обработке.

Металлы — технологические свойства

К основным технологическим свойствам стоит отнести следующие характеристики:

• Жидкотекучесть (литейность) — способность материала в расплавленном состоянии заполнять литейную форму, без оставления пустот.
• Свариваемость — способность выполнять неразъемные соединения деталей под действием различных видов сварки (газовая, электрическая, давлением).
• Ковкость (деформируемость) — возможность менять форму изделия в горячем состоянии или при нормальной температуре под воздействием давления.
• Прокаливаемость — способность улучшения различных свойств металла путем закалки на различную глубину.
• Возможность выполнения обработки металла при помощи режущего оборудования показывает возможность выполнения токарных и фрезерных операций.

Все эти технологические свойства металлов и сплавов в комплексе и определяют дальнейшую сферу применения.

Технологические свойства стали

Сталь считается одним из самых распространенных металлов, ее технологические свойства зависят от химического состава, различные примеси, входящие в нее, могут улучшить или ухудшить данные характеристики.

К негативным примесям, существенно влияющим на технологические характеристики, можно отнести серу и фосфор. Излишек данных веществ может привести к красноломкости и хладноломкости соответственно. То есть сталь с избытком серы становится хрупкой при нагреве, а если в ней присутствует большое количество фосфора, то она будет ломаться при отрицательных температурах. Именно поэтому при выплавке стали многие усилия направлены на снижение данных примесей в металле, но, к сожалению, избавиться от них полностью не выходит.

Как видите, химические составляющие стали оказывают огромное значение на ее технологические свойства, поэтому при выборе метода обработки должен выполняться тщательный анализ состава сплава, в противном случае могут возникнуть проблемы, как в производстве, так и при эксплуатации изделия.

ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ МАШИН

Технологические возможности перегрузочных машин определяются типом, назначением, конструктивными особенностями, размерными и скоростными параметрами, способом перемещения груза, способностью использовать разные грузозахватные приспособления и выполнять те или иные технологические операции. Основным перегрузочным оборудованием портов в настоящее время являются разного типа краны (портальные, козловые, мостовые, гусеничные, автомобильные, мобильные на пневмоходу, плавучие). Все краны при соответствующем исполнении механизма подъема могут перегружать генеральные, навалочные, насыпные и особые грузы.

Портальные краны - это универсальные перегрузочные машины, которые можно использовать для производства работ на причалах, складах, автомобильных и железнодорожных грузовых фронтах. Основная характеристика кранов - грузоподъемность. Размерные параметры портальных кранов: колея портала, габарит портала вдоль рельсов, максимальный вылет стрелы, высота подъема груза над головкой рельса и опускания ниже ее. Скоростные параметры - скорости движений. Все движения портальных кранов, кроме передвижения портала, являются рабочими, т. е. могут выполняться в течение каждого цикла перемещения груза. Передвижение портала является установочным движением и должно осуществляться только при переходе с одного места работы на другое. Важной характеристикой портальных кранов является способность механизма подъема работать в грейферном режиме двумя канатами либо двумя парами канатов. Она определяет возможность использования крана для перегрузки навалочных и насыпных грузов грейфером, а также применения различных управляемых захватных устройств для генеральных и особых грузов, привод которых осуществляется при работе механизма подъема в грейферном режиме.

Достоинствами портальных кранов являются: их универсальность по грузу и месту работы, значительная гибкость во взаимодействии между собой и с другими машинами на складской площадке, представляющей совместную зону обслуживания. Последнее качество позволяет успешно подменять портальные краны в период ремонта без образования «мертвых зон», а также дает возможность передавать груз непосредственно от одного крана другому в различных комбинациях и концентрировать, при необходимости, на небольшом участке работ сразу несколько кранов.

Недостатки портальных кранов: большая высота подвеса груза, отсутствие (как правило) пространственной запасовки канатов и: ложность стабилизации положения груза при повороте крана, что в комплексе затрудняет автоматизацию управления краном, вызывает значительное раскачивание и вращение груза вокруг вертикальной оси подвеса, весьма усложняет применение автоматических и управляемых захватов для генеральных грузов. Кроме того, портальные краны по сравнению с козловыми и мостовыми более сложны по конструкции, имеют большую массу, энергоемкость и стоимость в постройке и обслуживании.

Козловые и мостовые краны в морских портах обычно обслуживают склады, железнодорожные и автомобильные грузовые фронты. На причалах их используют реже. Основная характеристика - грузоподъемность. Размерные параметры - колея (пролет моста), вылет консолей, габаритный размер вдоль рельсов, высота подъема груза. Скоростные параметры - скорости движений. Все движения являются рабочими.

Козловые и мостовые краны по сравнению с портальными имеют меньшую высоту подвеса груза, отсутствует движение поворота крана, для них легче решать вопросы пространственной запасовки канатов. Вследствие этого значительно меньше раскачивание груза, лучше стабилизация его положения, проще автоматизация управления и использование автоматических и управляемых захватов. Эти краны более просты, чем портальные, по конструкции, имеют меньшую массу, энергоемкость и стоимость в постройке и эксплуатации. Основной недостаток козловых кранов - меньшая гибкость по сравнению с портальными во взаимодействии между собой и с другими машинами на складских и оперативных площадках. Именно по этой причине на причалах козловые краны используют редко, в основном для перегрузки однородных навалочных и лесных грузов. Мостовые краны предназначены для обслуживания крытых помещений.

Гусеничные, пневмоколесные и автомобильные краны в портах целесообразно использовать для обслуживания тыловых складов и грузовых фронтов, расположенных вне зоны действия рельсовых кранов и не требующих высокой интенсивности производства работ. При этом гусеничные краны более приспособлены для работы на площадках с грунтовым покрытием. Основная характеристика - грузоподъемность. Размерные параметры - вылет стрелы, габаритные размеры в плане и наименьший радиус поворота ходовой части. Если краны имеют выносные опоры (аутригеры), то отдельно учитывают размеры с аутригерами в рабочем положении. Скоростные параметры - скорости движений. Все движения крана можно использовать как рабочие, кроме изменения вылета стрелы, которое некоторые краны не могут производить с поднятым грузом. Если масса поднимаемого груза приближается к номинальной грузоподъемности крана и требуется использование аутригеров, передвижение крана нельзя использовать как рабочее движение.

По сравнению с рельсовыми гусеничные, автомобильные и пневмоколесные краны имеют, как правило, значительно меньшую производительность, для них необходимы широкие, густо расположенные проезды на обслуживаемой территории, что существенно ухудшает полезное использование площади складов и грузовых фронтов.

Рис.7. Причальный контейнерный перегружатель

Рис. 8. Портальный погрузчик для крупнотоннажных контейнеров

Плавучие краны в портах предназначены для производства работ на судах и прикордонной территории причалов. К их характеристике относят грузоподъемность, вылет стрелы за борт понтона, высоту подъема груза над уровнем воды и опускания ниже этого уровня, размеры понтона в плане, осадку с грузом, удельную нагрузку на палубу понтона, наличие либо отсутствие движения поворота стрелы, способность изменять вылет стрелы с поднятым грузом, количество подъемных крюков и возможность их параллельного использования, наличие либо отсутствие специальных механизмов для разворота груза вокруг вертикальной оси. К скоростным параметрам (кроме скорости подъема груза, изменения вылета стрелы, поворота стрелы) относят еще скорость хода (если кран самоходный).

Крановые перегружатели используют в портах в достаточно большом количестве. Они представляют собой специальные подъемно-транспортные машины для перегрузки определенных грузов на специальных технологических комплексах. Применяют их обычно на причалах. Основные характеристики, кроме типа и назначения, - грузоподъемность, размерные параметры и скорости рабочих и установочных движений. У таких машин движение поворота вообще отсутствует, либо оно является установочным движением. В отличие от портальных, гусеничных, пневмоколесных, автомобильных и плавучих кранов перегружатели имеют значительно большую производительность и относительно легко поддаются автоматизации управления. Перегружатели предназначены для работы автоматическими и управляемыми из кабины грузозахватными механизмами.

Автопогрузчики (фронтальные, боковые, фронтально-боковые, портальные и специальные) широко используют в портах на судовых, складских, вагонных, автотранспортных и внутриконтейнерных операциях с генеральными, лесными и особыми грузами. К их характеристике относят: тип, род привода (от двигателя внутреннего сгорания или электропривод с питанием от аккумуляторной батареи), тип колес (грузошины либо пневмошины), грузоподъемность, максимальная высота подъема груза, строительная высота и габаритные размеры машины в плане, высота подъема без увеличения строительной высоты машины (величина свободного подъема), расстояние от передней спинки вил до центра тяжести груза при номинальной грузоподъемности и расстояние от оси передних колес до передней спинки вил (либо максимальный грузовой момент), минимальный радиус поворота, масса машины порожнем и с грузом, максимальная нагрузка на оси, скорости всех движений, давление в гидравлической системе, количество секций в распределителе для подключения грузозахватных органов, конструкция мест крепления захватных органов, наличие нейтрализатора либо дожигателя выхлопных газов (для машин с приводом от двигателя внутреннего сгорания) и продолжительность работы погрузчика без смены либо перезарядки батареи (для машин с электроприводом). Наиболее распространены фронтальные погрузчики. При грузоподъемности до 2 т их в основном используют в вагонах, автомашинах, контейнерах, на ролл-трейлерах, а также в твиндеках судов. Эти же погрузчики, но с большей высотой подъема (как правило, с двойной телескопией в грузоподъемнике) могут успешно работать в трюмах судов и на складах. Автопогрузчики грузоподъемностью от 2 до 10 т предназначены для работы в трюмах судов и на складах. Машины большей грузоподъемности применяют на складских работах. Боковые, фронтально-боковые и портальные погрузчики (рис. 8) предназначены для перегрузки некоторых грузов (контейнеров, леса и стального проката) на складах, их используют чаще всего на специальных комплексах.

Погрузчики с приводом от двигателя внутреннего сгорания из-за большей динамичности и скорости рабочих движений, неограниченной продолжительности непрерывной работы в течение всей смены и даже суток имеют при прочих равных условиях в 2-4 раза большую производительность, чем электропогрузчики. Поэтому их чаще, чем электропогрузчики, применяют на портовых перегрузочных работах, характеризующихся высокой интенсивностью, несмотря на сложность защиты окружающей среды от выхлопных газов. При грузоподъемности более 1,5 т, как правило, применяют погрузчики с пневмошинами.

На внутренних транспортных операциях, а также на судовых операциях при обработке ролкеров используют различные универсальные и специальные автотранспортные средства: автомашины бортовые с двухосными и одноосными прицепами и полуприцепами, автотягачи с трейлерами, специальные портовые тягачи с контейнерными тележками и полуприцепами, колесные тракторы с двухосными прицепами и трейлерами. К технологической характеристике этих машин относят тяговое усилие, габаритные размеры, массу и нагрузку на оси, минимальный радиус поворота, размеры грузовой платформы и оснащенность ее средствами крепления груза, тип сцепного устройства, способность машины двигаться на рабочих скоростях передним и задним ходом, скорость передвижения и других рабочих движений.

Некоторые колесные тракторы с ковшами и отвалами различного типа успешно используют на судовых работах с навалочными и насыпными грузами (для подачи груза в подпалубное пространство или обратно). Их характеристику составляет тип, назначение, масса машины и нагрузка на оси, габаритные размеры, минимальный радиус поворота, скорости движений, вместимость и тип ковша.

Гусеничные тракторы, как правило, применяют с прямым или обратным отвалом в качестве бульдозеров на складских и судовых работах с навалочными и некоторыми насыпными грузами. Их технологическая характеристика: тяговое усилие, габаритные размеры и масса.

В составе специальных портовых перегрузочных комплексов для навалочных и насыпных грузов используют различные специальные подъемно-транспортные машины: причальные погрузочные и разгрузочные машины, конвейеры, штабелеобразователи, штабелеразборщики, элеваторы, вагоноопрокидыватели и др. Их технологические возможности характеризуются типом, назначением, производительностью, расстоянием транспортирования, размерами зоны обслуживания, технологическими особенностями работы и габаритными размерами. Эти машины имеют весьма высокую производительность, в несколько раз или даже в несколько десятков раз превышающую производительность портальных кранов.

На судовых и вагонных операциях с навалочными и насыпными грузами применяют целый ряд специальных машин: МВС используют для выгрузки из крытых вагонов хлористого калия и других химических грузов насыпью, ПТС - для подачи навалочных грузов в подпалубное пространство универсальных сухогрузных судов, ПСГ - для обратной операции при выгрузке насыпных и навалочных грузов из подпалубного пространства на просвет люка и др. Эти машины характеризуются типом, назначением, производительностью, массой и габаритными размерами, расстоянием перемещения груза и некоторыми специфическими параметрами.

Широко распространен в портах пневмотранспорт. Его применяют для перегрузки насыпных грузов, в первую очередь зерновых. Машины пневматического транспорта подразделены на береговые стационарные и передвижные, плавучие и мобильные. Береговые имеют, как правило, электропривод от сети, плавучие - электропривод от дизель-генераторов, мобильные снабжены дизельным приводом либо электроприводом от сети. Береговые машины предназначены для работы в составе специальных перегрузочных комплексов, мобильные - для производства работ на универсальных комплексах, как правило, по прямому варианту из судов в вагоны или из судов в суда. Основным назначением плавучих пневмоперегружателей является перемещение груза из крупнотоннажных морских судов в лихтеры, баржи и другие речные суда малого тоннажа. Технологическую характеристику этих машин составляют, кроме типа, назначения и рода привода, еще производительность, расстояние перемещения груза, габаритные размеры, масса (для мобильных машин), степень автоматизации и продолжительность операций по сборке, настройке и демонтажу трасс трубопроводов. Береговые и плавучие машины имеют обычно в своем составе от двух до четырех технологических линий, высокую технологическую производительность каждой линии (100 т/ч и более) и высокую степень механизации и автоматизации основных технологических и подготовительно-заключительных операций. Мобильные машины при достаточно большой технической производительности (60-80 т/ч) имеют весьма низкую технологическую производительность (от 10 до 25 т/ч), являющуюся следствием наличия большого числа весьма трудоемких и длительных ручных операций по сборке, налаживанию и демонтажу трасс трубопроводов, при которых весьма сложно или вообще невозможно на практике выдержать требования к качеству трассы, выполнение которых необходимо для эффективной работы машины

22. Основные технологические характеристики зданий

Для организации мсп рекомендуется применять одноэтажные здания, т.к. в этом случае облегчается установка технологического оборудования, упрощаются транспортные связи м-у цехами. Многоэтажное здание проектируют при мелком оборудовании. При выборе здания определяют след. хар-ки – высота пролета, длина пролета, сетка колонн, которая характеризуется шириной пролета и шагом колонн. Обычно здание имеет 1 или несколько пролетов. Пролет – часть здания, ограниченная в продольном направлении двумя рядами колонн. Ширина пролета – расстояние м-у осями колонн в продольном направлении. Высота пролета – расстояние от уровня пола до нижней части несущих конструкций покрытия здания.

Ширину пролета здания выбирают такой, чтобы можно было рационально разместить четное число рядов станков в зависимости от габаритных размеров и варианта размещения. Шаг колонн для большинства схем зданий принимают 12 м для внутренних рядов колонн и 6 м для колонн периметра здания. Сетка колонн для одноэтажных бескрановых зданий 12х6, 18х6, 18х12, 24х6, 24х12.

Для одноэтажных зданий, оборудованных мостовыми кранами до 50 т 18х6, 18х12, 24х6, 24х12, 30х12.

Длина пролета L = n*t, где n – число шагов, t – шаг колонн. Длина пролета определяется по длине технологической линии устанавливаемого оборудования. Длина поточных линий больше чем длина детально специализированного участка непоточного производства. Для механических цехов автомобилестроения длину поточной линии рекомендуется ограничивать до 50-60 м. При необходимости иметь большую длину поток обычно меняет свое направление.

23. Выбор оптимальной компоновочной схемы цеха поточного, крупносерийного и массового производства

В поточном и крупносерийном производстве предметно специализированные цеха имеют следующие компоновочные схемы. Мсц состоит из ряда параллельно расположенных участков механической обработки переменно или непрерывно поточных линий и линии или участка узловой сборки. Рабочее место узловой сборки размещают в конце линии механической обработки. При конвейерной общей сборке участки мехобработки и узловой сборки размещают в соответствии с последовательностью установки сб.ед. и деталей в изделии на главном конвейере, расположенном перпендикулярно линиям механической обработки после узловой сборки в конце корпуса (а) или в его середине (б). Этим обеспечивается принцип прямоточности производства. Вариант б используется при производстве изделий с большим числом коротких линий механической обработки и относительно небольшой трудоемкости общей сборки. При выборе схемы нового здания придерживаются следующих принципов:

1) промышленное здание следует проектировать с пролетами одного направления, одинаковой ширины и высоты;

2) промышленное здание должно быть прямоугольной формы.

24. Выбор оптимальной компоновочной схемы цеха поточного мелкосерийного и единичного производства

В серийном и единичном производстве применяют компоновочные схемы с размещением цеха общей сборки в отдельном пролете параллельно или перпендикулярно пролетам мех.обр. Используют непоточную стационарную сборку, поэтому взаимное размещение участков мех.обр. определяет в большей степени технологическая однородность обрабатываемых деталей и применяемых видов транспорта. Участок общей сборки необходимо оборудовать мостовым краном, чтобы обеспечить возможность выполнения сборки крупных тяжелых изделий. Кроме того один из пролетов мех.обр. в котором сосредоточено оборудование для изготовления тяжелых деталей д.б. оснащен мостовым краном. При параллельном расположении пролетов участок базовых деталей целесообразно располагать рядом с целью минимизации грузопотоков.

Нецелесообразно располагать рядом участки обработки деталей высокой и низкой точности ввиду неизбежного влияния вибраций неточного оборудования на точность изготовления ответственных деталей. Также недопустимо смежное размещение участков абразивной обработки и сборки (абразивная пыль оседает на деталях). Пожароопасные или вредные для здоровья участки должны быть изолированы от других производств перегородками и оборудованы системами очистки воздуха.

25. Предварительное определение площади цеха

При предварительной проработке компоновочной схемы общую площадь участка (цеха) Sо определяют по показателю удельной площади цеха, участка – площади, приходящейся на 1 станок или одно рабочее место. So = Sуд.о.*Сприн, где Сприн – принятое количество станков в цехе (число рабочих мест для сборки) Sуд.о. зависит от габаритных размеров применяемого оборудования и транспортных средств. Для средних станков 18…22 м^2 при наибольшем габарите 4 м, для мелких станков 14…18 м^2 1,8 м.

26. Выбор варианта расположения оборудования непрерывно-поточных и переменно-поточных линий

Последовательность размещения оборудования практически однозначно определяется последовательностью выполнения операций ТП. Задача размещения оборудования сводится к выбору варианта размещения станков относительно транспортного средства, определение числа рядов станков и общей конфигурации поточной линии.

Относительно транспортного средства:

1) продольное размещение. Планировка обеспечивает благоприятные условия для механизации и автоматизации межоперационного транспорта (конвейер), но при наличии оборудования разных габаритов планировка может получиться некомпактной

2) Поперечное расположение – обеспечивает большую компактность, но рабочее место удаляется от конвейера с деталями, сложно внедрить стружкоуборочный конвейер. Схема рациональна для использования роботов.

3) Угловое расположение используется для обеспечения большей компактности планировки.

4) Кольцевое расположение рационально для многостаночного обслуживания. Трудности по использованию межоперационного транспорта.

В зависимости от длины технологического потока и длины станочного участка применяют – однорядное или многорядное размещение станков. При этом для обеспечения прямоточности производственного процесса начало линии (зону заготовок) располагают со стороны одного проезда, а конец линии с противоположной стороны. Применяют следующие варианты размещения – однорядный, последовательное размещение, поточные линии с большим количеством станков размещают в несколько рядов, чтобы начало линии располагалось со стороны зоны заготовок, а конец с противоположной стороны, нечетное число линий.