Definice a význam manipulace s materiálem Manipulace s materiálem je soubor operací, zahrnující převážně přemísťování, ale i skladování, balení, vážení, měření, počítání, třídění hmotných částí jak ve výrobním procesu, tak i při oběhu. Význam manipulace s materiálem potvrdí následující fakta: - z celkové průběžné doby výroby připadá na manipulaci s materiálem 20 – 90 %, - na jednu technologickou operaci připadají 2 – 8 operací manipulačních, - na jednu kontrolní operaci připadá 2 – 6 operací manipulačních, - ve výrobních podnicích pracuje na úseku manipulace s materiálem 20 – 50 % dělníků, - z celkových zpracovatelských nákladů ve strojírenství připadá na manipulaci s materiálem 20 %, - manipulace s materiálem je stále fyzicky nejnamáhavější částí strojírenské výroby, - manipulace s materiálem je oblastí s největší úrazovostí a s největší ztrátou hodnot. Objekt manipulace s materiálem Manipulační operaci člením dále na manipulační úkony a ty na manipulační pohyby. Tak např. manipulační operace je: nakládka, souvisle prováděná přeprava, vážení, balení Spojením operací manipulace s materiálem vzniká dílčí manipulační proces, např. nakládka, překládka, vykládka. Postup projektování a racionalizace manipulace s materiálem Důležitým předpokladem sestavení dobrého návrhu manipulace je správný metodický postup. Příprava návrhu probíhá obvykle v následujících pracovních etapách: - diagnostikace (orientační průzkum k odhalení hlavních nedostatků a usměrnění další činnosti), - sběr informací (shromáždění potřebných informací a jejich zpracování k rozboru, informace z evidence a pozorování zkoumaného objektu), - rozbor situace (všestranné hodnocení současného stavu za účelem získání směrů řešení, rozbor toku materiálu, dopravních prostředků, časů, nákladů na manipulaci atd.) - návrh (tvůrčí řešení problému s využitím poznatků vědy a techniky), - realizace (vlastní výroba zařízení, stavba projektu a vyhodnocení skutečných výkonů). Sběr informací a rozbor vlastností manipulovaného materiálu Po sběru informací o manipulovaném materiálu provádíme pak všestranný rozbor přepravovaného sortimentu z hlediska množství, výkonu, paletizace, intenzity toku materiálu atd. Sběr informací a rozbor časové náročnosti manipulace s materiálem Pracnost manipulačních operací je důležitým podkladem pro určení počtu manipulačních dělníků i prostředků, je tedy základní informací pro projektování. Výsledkem rozboru má být zjištění rezerv hospodárnosti, kterou manipulace s materiálem ovlivňuje přímo i nepřímo. Určení rezerv je výsledkem srovnání optimální koncepce se současným stavem. Je nutno vytvořit takovou koncepci manipulace s materiálem, která bude pro navrhovaný výrobní pochod optimální jak z hlediska předpokládaného výrobních programu, tak z hlediska perspektivy kapacitního rozvoje výroby. Druhé hledisko je významné proto, aby se prostorové podmínky a technické prostředky manipulace nestaly v budoucnu brzdou růstu výrobní kapacity, která se stupňuje nepřetržitým rozvojem technologických metod. Dopravní vozíky Bezmotorové a) bez zdvihu dvoukolové (jednokolové): rudly, plošinové, s korbou, speciální - čtyřkolové (tříkolové): plošinové, vlečné plošinové, speciální b) se zdvihem bezmotorovým: nízkozdvižné, vysokozdvižné, jeřábové, speciální - motorovým: vysokozdvižné, motorové c) pojízdné plošiny Motorové a) bez zdvihu – tahače, plošinové b) se zdvihem – nízkozdvižné: vidlicové, plošinové, portálové, - vysokozdvižné: vidlicové, plošinové, portálové, jeřábové Vozíky se spalovacím motorem Ty to vozíky mají zážehové nebo vznětové motory. Hnací síla může být přímá(mechanicky) nebo nepřímá(pomocí generátorů).
Výhody: větší výkon než akumulátorové, větší rychlost, menší citlivost na terén, doba provozu není omezena baterií Nevýhody: splodiny - CO, vznětové mají menší obsah než zážehové Jeřáby-skupina zdvíhacích strojů(zařízení) Požadavky - velký dopravní výkon(při malé vlastní hmotnosti), bezpečný a spolehlivý provoz, jednoduchost, možnost automatizace, adaptabilita základní členění: 1)Lehký provoz(dílny,provozy)-montážní jeřáby,dílenské a manipulační 2)Střední provoz(sklady,stavby,loděnice)-dílenské,portálové,stavební 3)Těžký provoz(přístavy,skladiště)-přístavní,chapadlové,magnetové 4)Velmi těžký provoz-silně využité drapákové jeřáby Počet pracovních cyklů: Tr = n * t * τ * Tn (n…počet pracovních dnů/rok, t…celková pracovní doba [hodin/den], τ...časové využití jeřábu, Tn...počet pracovních cyklů/hodinu) Jeřáby- mostové, sloupové, konzolové, portálové Mostové jeřáby – jednonosníkové – nosnost 1-5 tun, max.počet cyklů Tr = 50 000 - dvounosníkové – nosnost 5-300 tun Portálové(kozové)-břemeno až 250 tun, vybavenost kočky –hák, -magnet, -drapák Stavební - wolfův jeřáb- jeřáb presto - nepojízdný otočný DERRICK stožárový (kotven lany) - třínožkový (2 příhradové nohy) - trubkový jeřáb (pojezd po kolejích) - stavební kozový jeřáb Kabelový jeřáb – přeprava břemen na velké vzdálenosti, rozpětí 80-800m, nosnost 125 tun Kladkostroje – s řetězem, - s ocelovým lanem Kladkostroje (kočky) – ruční, elektrické, pneumatické Křížová tabulka vztahů: Seznam všech činností a vztahů zanášíme do tabulky a porovnáváme vazby “každého s každým“. Před vyplněním tabulky musí být vyjasněny následující problémy: -které činnosti musí být nejblíže příslušnému technologickému místu -které činnosti by měli být blízko z důvodu manipulace a objemu-se kterými činnostmi je úzká spolupráce nebo využíváno stejných strojů a zařízení-seřazení podle stupně důležitosti-které vztahy nejsou rozhodující Křížovou tabulku vztahů můžeme též zpracovat podle postupnosti-sledu výrobních operací na daném pracovišti. Při jejím zpracování si čí selně označíme jednotlivé polotovary nebo dílce, které zanášíme do příslušných okének vztahu.
Blokové schéma-přehledné znázornění schematu výroby, řízení a organizačních vztahů. Z blokového schematu je patrná celková analýza výrobního postupu-od skladů, přes hlavní výrobu až po montážní pracoviště a expediční sklady. Velmi důležitý je takový rozbor u komplikovanějších systémů vyžadujících návaznosti z důvodu max. využití. Bloková schemata jsou nezbytným doplňkem části výrobního generelu a to zejména jeho organizačně-řídící části.
Manipulace s materiálem do str. 30 Postup projektování a racionalizace manipulace s materiálem: předpoklad sestavení dobrého návrhu je správný metodický přístup. Příprava je práce cyklická a lze ji rozdělit do etap: a) diaknostikace orientační průzkum k odhalení hlavních nedostatků a usměrnění další činnosti, b) sběr informací shromáždění potřebných informací a jejich zpracování k rozboru, informace z evidence a pozorování zkoumaného objektu, c) rozbor situace všestranné hodnocení současného stavu za účelem získání směru řešení, rozbor toku materiálu, dopravních prostředků, časů, nákladů na manipulaci, d) návrh tvůrčí řešení problému a využití poznatku vědy a techniky, e) realizace vlastní výroba zařízení, stavba projektu a vyhodnocení skutečných výkonů . METODY SBĚRU INFORMACÍ A ROZBORU MANIPULACE S MATERIÁLEM Při volbě metody musíme mít na zřeteli návaznost etap tvorby nového návrhu, tzn. sbíráme informace pro rozbor a rozebíráme proto, abychom mohli složit nový,
optimální návrh. Při sběru informací získaných z pozorování se snažíme skutečnost zachytit graficky. SBĚR INFORMACÍ A ROZBOR VLASTNOSTÍ MANIPULOVANÉHO MATERIÁLU Údaje o každé manipulované položce si nejprve shromáždíme na samostatných listech. znázorňuje distribuční křivka intenzitu materiálového toku jednotlivých druhů mat. Zajímavé je, že malému procentu druhových položek odpovídá velké procento objemu mat.toku. Můžeme zde obvykle aplikovat metodu ABC - Obr., která nám říká: skupina A : (10 až 20% druhu mat.) činí 70 až 75% celkového objemu, skupina B: (30% druhu mat.) činí 20% celkového objemu, skupina C: (60 až70% druhu mat.) činí 5 až 10% celkového objemu. SBĚR INFORMACÍ A ROZBOR ČASOVÉ NÁROČNOSTI MANIPULACE S MAT. Pracnost manipulačních operaci je důležitým podkladem pro určení počtu manipulačních dělníků i prostředků, je tedy základní informací proprojektování. Ke sledování průměrné spotřeby pracovní doby, se používají metody: snímky operace (slouží ke zjištění doby trvání manipulační operace), snímky pracovního dne ( slouží k získání přehledu o celkové skladbě pracovní doby manipulačního dělníka nebo prostředku). POSTUPOVÉ GRAFY A ROZBOR VLASTNÍ MANIPULACE při grafickém záznamu pracovního děje používáme následující značky: kolečko- pracovní operace, půlkruh- čekání na provedení operace, čtvereckontrolní operace, trojúhelník- skladování, šipka- dopravní operace, trojúhelník s kruhem- příprava mat. přesné značky OBR. Další metoda sběru inf. o manipulační činnosti, využívá předtištěný formulář MATERIÁLOVÝ TOK V ZÁVODĚ Účelem rozboru je pomocí již uvedených podkladů a přímým měřením zjistit skutečný směr pohybu a roční váhový a objemový obrat mat.výrobními provozy a skladem hotových výrobků. Výsledné hodnoty se stanový do šachovnicové tabulky, z níž jsou zřejmé dopravní vztahy mezi všemi útvary a ty dvojice útvarů, mezi nimiž je největší materiálový obrat, jsou předmětem hlubšího zkoumání. Příklad použití šachovnicové tabulky . VNITROOBJEKTOVÁ MANIPULACE S MAT. představuje zpravidla největší podíl manipulece s mat a vyžaduje značný počet dělníků. Při rozboru postupujeme stejným způsobem u mat. toku v závodě, bilanci sestavíme pomocí šachovnicové tabulky dopravních vztahů jednak mezi pracovišti a mezi dílnami. Rozhodující hlediska při volbě manipulačních prostředků jsou: organizační typ výroby (kusová, sériová), stupeň rytmičnosti výroby, rychlost toku výroby, hmotnost výrobků a další. MEZIOPERAČNÍ (TECHNOLOGICKÁ) MANIPULACE S MATERIÁLEM tab. OBR podle stupně mechanizace nebo automatizace strojů jsou v mezioperační manipulaci při tváření, obrábění atd. větší nebo menší rezervy produktivity práce a hospodárnosti výroby. Tím je rozuměno nakládání obrobku na stroj, jeho vyjímání, přemisťování atd. to vše snižuje produktivitu práce. Je tedy nutné navrhnout potřebná opatření ke snížení nebo odstranění manipulace s materiálem např. podavačů mat., zásobníků,polohovacích palet atd. Efektivnost opatření se projeví: ve vyloučení jednicového dělníka, ve snížení fyzické únavy dělníka. SBĚR INFORMACÍ A ROZBOR NÁKLADŮ NA MANIPULACI S MAT. shromažďování informací je velmi obtížné, náklady na manipulaci se obvykle zahrnují do režijních nákladů a započítávají se spolu s ostatními nepřímými náklady (režijní přirážkou). Pro rozbor nákladů na manipulaci nejčastěji používáme druhové členění: materiálové náklady (náklady na energii a pohonné hmoty), mzdové náklady, odpisy, ostatní náklady (ztráty, pokuty, penále, úroky). Celkové náklady na manipulaci lze vypočíst Nc = Nn + nz · Q [Kč.rok-1], Nn – náklady nezávislé (režijního charakteru), nz – náklady závislé (např. energie, mzdy atd.), Q – roční objem manipulace s mat. Při rozboru pak můžeme srovnat výhodnost jednotlivých navrhovaných variant a to graficky i početně Tab OBR.
METODY SESTAVOVÁNÍ NÁVRHŮ DISPOZIČNÍHO ŘEŠENÍ TROJÚHELNÍKOVÁ METODA PROSTÁ – používá se tam, kde je jeden vztah rozhodující a ostatní vztahy jsou podřadné. Účelem je minimalizace vzdáleností mezi pracovišti. METODA TĚŽIŠTĚ:pracuje s jedním vztahem, který má největší vliv na uspořádání pracovišť.Údaje pro výpočet uspořádáme do tabulky: tabulky. Poč. sloupců se rovná počtu operací nejsložitější součástky (nebo max. počtu operací, který připadá v úvahu pro výr. program na pracovištích). Do políček zapisujeme počet normohodin/rok a hmotnost/rok jednotlivých součástí a součtové hodnoty parametrů součástí. Hodnoty hlavního vztahu považujeme za svisle orientované síly a sloupce za ramena těchto sil. Pro každé strojní zařízení vypočteme momenty ke každému obsazenému sloupci. Optimální je pak takové umístění, při němž jsou absolutní hodnoty momentů nejmenší (hodnotíme pro každé pracoviště zvlášť). Metoda je vhodná pro rozmisťování strojů více předmětných linek. METODA S.L.P. : systematické projektování –princip místa s největším vzájemným vztahem musí ležet co nejblíže. Druhy vyjádření vztahu : 1.Hodnotíme jediný, nejdůležitější vztah např.množství přepravovaného mat. 2.Více kritérií najednou – materiálový tok + příbuznost technol. procesů+manipulační vztahy+organizace. Postup zpracování S.L.P. metody : 1.Pracoviště vypíšeme do trojúhel.tabulky – jmenovitě nebo kódovaně. 2. Určíme značky, barvy a graf.spojení pro vyjádření velikosti vztahů. 3.Graficky sestavíme vzájemné umístění pracovišť.(viz také graf vazby – níže) METODA SOUŘADNIC : používá se k umístění nového objektu mezi stávající. Matematicko-grafické řešení – souřadnice centrálního objektu : =
∑ ∑
; =
∑ ∑
METODA NÁVAZNOSTI OPERACÍ :vychází ze skutečnosti, že součást postupuje podle sledu operací. Součet mezioperačních pohybů součástek je materiálový tok. Cílem je krátký nevratný tok bez křižování a hromadění výrobků. Zapisujeme do trojúheníkové tabulky. Metody navrhování manipulace s materiálem: -Systematické navrhování manipulace s materiálem (řešit v první fázi vnější dopravní připojení, pak plochy mezi budovami a následně detailní řešení a realizace). Prostorové uspořádá pracovišť je určujícím prvkem navrhování. Metoda vícepředmětového sledu činností -počet sledovaných materiálů je vetší než pět(8-10). Trojúhelníková metoda rozmístění odesílatelů a příjemců- nejintenzivnější přepravní místa leží nejblíže vedle sebe. Kruhová metoda rozmístění odesíl. a příjemců-přepravované objemy mater. a vzdálenosti jsou minimální. Početně-grafická metoda
∑ . =
Gi-váhový objem materiálu Li-dopravní vzdálenost. Na rozmístění míst odesílatelů a příjemců m může působit součastně mnoho vlivů. Musíme tedy využít organi. a systém postupu. Grafické znázornění: Šachovnicová tabulka. Vztah mezi přepravovaným materiálem a manipulačními pr ostředky:Je nutné rozdělit materiál podle:skupenství( tuhý, kapalný),přípravy k přepravě(kusy,volně ložený),fyzikálních znaků(rozměr hmotnost),další znaky a partery(množství, periodicita).Kusové materiály se klasifikují do skupin podle FEM(tvar ,poloha ,hmotnost,objem ,sypkost atd.).Přepravnímy prostředky jsou nejčastěji skříňové,sloupové),nástavby na palety,ukládací bedny(rovné,zkosené) přepravky (pro tekutiny v lahvích),kontejnery(plošinové,ohradové,skříňové). Paletizací nazýváme metodu manipulace s materiálem při níž předměty spočívají na podložce(paletě)-možnost ukládání palet na sebe. Hutní materiál převážíme a skladujeme v tzv. manipulač. Jednotkách-svazky,svitky,pakety,odlitek.Používá se k tomu manipulátorů,závěsů,permanentních magnetů(na plechy),mostových jeřábů,bočních vysokozdvižných vozíků,atd. KAPACITNÍ PROPOČET: je jedním z důležitých úkonů zpracovaných projektantem v rámci řešení tech. projektu výrobních nebo manipulačních systémů a při návrhu nových výrob, tj. hrubé nebo přesné stanovení průchodnosti a výrobních kapacit – především potřeby výrobních ploch dělníků a strojů . Základní podklady a vztahy pro zpracování všech druhů kapacitních propočtů slouží především ekonomické vztahy výpočtu efektivních časových fondů a směnnosti.
KAPACITNÍ PROPOČET – VÝPOČTY: Roční využitelné časové fondy (efektivní časové fondy): Er (Efektivní časový fond ručního pracoviště [hod.rok-1] při jedné směně) Er = (365 – 52 - 52) . 2088 hod.rok-1 Es (Efektivní časový fond stroje [hod.rok-1] při jedné směně) Es = Er – (0,10 ÷ 0,12). Er = 2088 – 0,11.2088 = -1 1858,32 ≅ 1859 hod.rok Ed (Efektivní časový fond dělníka) Ed = Er - (20 + 14) = 247 - 34 = 213 dní/rok = 1704 hodin/rok-1 - Směnnost Ss (směnnost strojních pracovišť) = 2; Sr (směnnost ručních pracovišť) = 2 Koeficient překračování norem - Koeficient překračování norem strojní kpns = 1.2; Koeficient překračování norem ruční kpnr = 1.25 Hrubý kapacitní propočet : pomocí přímých ukazatelů – vybíráme podle nejbližších podobných výrobků Počet dělníků : =
(V = objem výroby, qd = ukazatel roční výroby jednoho
dělníka); Množství strojů : = strojní směnnost); Plochy : " =
.
( ! = ukazatel roční výroby jednoho stroje, Ss =
# .
Pomocí nepřímých ukazatelů ( v Kč): (materiál 65%, mzdy 9%, režie) – Podíl mezd $ : M = VN.0,09; Mzdy ručních a strojních dělníků : Mr,s = . %&, ! (Kr,s = podíl ručních, strojních mezd) $(, Ruční a strojní pracnost : Hr,s = (Hr,s = skutečné odpracované hodiny, mr,s = )(,
* ,(
(Es,r = efektivní prům.hod.mzda dělníka); Potřebný poč.pracovišť : Ps,r = + . kapacita strojního, ručního pracoviště)
Podrobný kapacitní propočet : Časový fond – roční fond ručního pracoviště v jedné směně : ,( = (365 − 52 − 522.
= ; strojní pracoviště : , = ,( − 0,06,(
Fond dělníka : = ,( − (15 + 152 . pracovišť: ( =
9: ×<
= × +B × B × ?@AB
Skupinové využití strojů: HI = C =
DBG
DB>:G
U V =
; Teoretický poč.strojů : 678 =
; Předpoklad využití stroje v operaci:
∑A GKL(JG ×D>:G 2 ∑A GKL D>:G
M%O;Využití celé linky: HP =
9:G ×<
; Teoretický počet ručních
>:G
Q∑GKS GKL JR@G .D>:G T
× 100M%O; Výr.dělníci stroj. prac. v 1 směně:
=×+> × > ×?@A>
9: ×<
=×+> × > ×?@A> D C = EFG × 100[%] D
; Výr. dělníci pro ruční pracoviště v 1 směně: U( V =
∑GKS GKL D>:G
9: ×<
M%O; Využití ručního pracoviště:
=×+B × B ×?@AB
; Počet pomocných dělníků: W =
0,35. U ; Pracovníci kontroly (5-7 %) z počtu strojních dělníků: Dk = 0,06Dvs ITA = 0.2 . (DeVC + DePOP) = administrativních pracovníků 30%, konstruktérů 20%, operativní řízení (mistři a technologové) 50% Plochy : Celk.plocha stroj.pracovišť: Fs = fs x Psk; ručních pracovišť : Fr = fr x Psk; Výr.plocha : Fv = Fs + Fr; Podlahová plocha: Fp = Fv.0,5; Plocha skladů: Fpskl = Fp.0,29; Provozní podlahová plocha: Fpr = Fp + FV [m2]; Správní plocha: Fspr =1,4 (T . 5 + A. 4,5 + K . 10) [m2]; Sociální plocha: FSOC = 1,4 . (Fšat + Fum + FWC); Celková plocha útvaru: Fútv = Fpr + Fspr + FSOC Výpočet el.energie: podle specifické spotřeby – z objemu roční výroby: Qe = V.e (Qe = roční spotřeba el.energie, V = roční objem výroby, e = spotřeba na jednotku výr.objemu kWh/Kč; kWh/t; kWh/ks). podle instal.příkonu – skut.objem el.energie: Psk = X . ! MYZO (Psk = skut.příkon, Pins = instalovaný příkon, X = Y[\] ^ \_\\&`\_ ^Yé á&[č[!_ − časové a výkonové využití strojů) Roční spotřeba el.energie: Qr = Psk . T (T = poč.hodin provozu za rok). =.+ . .J M / Kapacitní propočet linek : TAKT = základní parametr linky , čas pro vyrobení (obrobení) jednoho kusu : 7 = < Ye!O (Es = roční ef.fond stroj.pracoviště, Ss = směnnost hod/směnu, C = součinitel časového využití stroje, N = požadovaný počet součástí za rok), takt také vypočítáme z pož.výkonu směny: 7 = f gfh (Ts = čas směny, Tz = ztrátový čas, Ns = poč.součástí vyrobených ve směně) <
9?
9?.<
= ; Celkový čas pro výrobu součásti na lince: Tc = n.t M O (n = Teoretický poč.pracovišť pro jednu operaci: 9i = 9 f gfh poč.pracovišť). Dynamický kapacitní propočet : řeší problém teorie front. Zjišťuje okamžitou kapacitní potřebu strojů, zařízení, lidí a ploch v časovém úseku podle krátkodobého plánu. Můžeme ho provádět zároveň s plánováním výroby a využít optimalizační metody Class 20, Capos… Kapacitní propočet slévárny Propočet tavícího provozu pro technologický projekt slévárny ocelolitiny Zadání (tun odlitků.rok-1) - pro vlastní výrobu - pro náhradní díly - pro externí zákazníky Celkem (t.odlitků.rok1 ) Využití tekutého kovu (%) Počet pracovních dní v roce
4. 9000 1900 1100 12000
55
254
Výpočet pro zadání č.4: Výchozí hodnoty: Q = 12000 t.odlitků.rok-1 - pro vlastní výrobu - pro náhradní díly - pro externí zákazníky Celkem:
v členění
Členění odlitků dle hmotnosti: 0-10kg 10-30kg
9000 t.odlitků.rok-1 1900 t.odlitků.rok-1 1100 t.odlitků.rok-1 Q = 12000 t.odlitků.rok-
30-50kg 50-100kg 100-200kg 500-2500kg
1
Celkem:
2000 t.odlitků.rok-1 1000 t.odlitků.rok-1 5000 t.odlitků.rok-1 3000 t.odlitků.rok-1 1000 t.odlitků.rok-1 0 t.odlitků.rok-1 Q = 12000 t.odlitků.rok-
Uvedené členění slévárny ocelolitiny včetně množství Q = 12000 t.odlitků.rok-1 1 vede ke kombinaci obloukových pecí ( s delším pracovním cyklem) a vysokofrekvenčních pecí (s kratším pracovním cyklem – plynulý odběr kovu). S ohledem na produkci je skladba pecí navržena v kombinaci: • 2 ks elektrických obloukových pecí (EOP) 5 tun (prům.vsázka 7,3 tuny) • 2 ks elektrických indukčních vysokofrekvenčních (VFP) pecí 2 tuny (prům.vsázka 2,0 tuny) Průměrný počet Výpočet tavícího provozu: taveb u 1.Počet tun vsázky.rok-1 : jednotlivých pecí: a) Elektrická oblouková pec 5 tun: Průměrný počet 5 • 254x5=1270 taveb.rok-1 taveb u 5 t (prům.vsázka • 1270x7,3=9271 tun vsázky.rok-1 pece.den-1 7,3 t) • 2 EOP 2x9271=18542 tun vsázky.rok-1 8 Průměrný počet taveb u 2 t (prům.vsázka b) Elektrická vysokofrekvenční pec 2 tuny: 2,0 t) pece.den-1 • 254x8=2032 taveb.rok-1 Propal u 6% • 2x2032=4064 tun vsázky.rok-1 elektrických • 2 VFP 2x4064=8128 tun vsázky.rok-1 obloukových pecí 2.Tekutý kov v tunách.rok-1 Propal u 2% 2 EOP 2x9271=18542 tun vsázky.rok-1 Tekutý kov (na elektrických -6% propal žlábku) –použitelný vysokofrekvenčních 18542-1112,5=17429,5 t.rok-1( tekutý kov -1 v t.rok pecí EOP celkem) Tekutý kov z EOP 5 17429,5 VFP 2x4064=8128 tun vsázky.rok-1 Provozní ztráty 2 10% -1 (dodávka proudu, -2% t.pec.den propal Tekutý kov z VFP 2 7965,5 havárie) 8128-162,5=7965,5 t.rok-1 ( tekutý kov VFP -1 t.pec.den celkem) Využití tekutého 55% Tekutý kov celého 25395 3.Tekutý kov na žlábku – použitelný kovu tavícího procesu v tunách.rok-1 Počet pracovních 254 -10% provozních -2539,5 dní ztrát 4.Ověření kapacity výroby odlitků při Využití kovové 48-54% Tekutý kov (na 22855,5 55% využití tekutého kovu Celková vsázky žlábku) – použitelný kapacita výroby odlitků: Qc = -1 celkem 22855,5x0,55=12570,5 tun odlitků.rok S přihlédnutím k výchozímu požadavku 12000 t.odlitků.rok-1 můžeme potvrdit, že požadovaná kapacita výroby bude zajištěna. 5.Kontrola koeficientu využití kovové vsázky x}~|,~
j=
klmInoá Ipqpkr7p oýtnuv o 7.tnIwx Inonoá oyázIp klmIl{ o 7.tnIwx
. x|| = % Koeficient využití kovové vsázky je 1% pod zadanou hodnotu j = − ~%.
. x||% =
x}~|,~
x~}x}
. x|| =
}|
Kapacitní propočet kovárny pro zápustkové kování 1) Strojní park je dán velikostí, hmotností, složitostí výkovků. Výkovky roztřídíme do hmotnostních skupin, ke každé sk. přiřadíme stroj a z techn. pasportů určíme hodinové výkony bucharů v kg . 2) Stanovení počtu strojů
, G-hmotnost výkovků dané třídy (kg), V-hodinový výkon bucharu (kg), F - roční hodinový fond bucharu G = V ∙ F 3) Výpočet počtu a ložné plochy pecí
Určíme ložnou plochu = (m2) Z literatury vybereme typy pecí, aby odpovídaly stanovené ploše. 4) Orientační výpočet et ploch kovárny Q "= a∙ s Plochy rozdělíme – plocha výrobní 55%, plocha pomocná 35%, plocha vedlejší 10%. Dispozice kovárny : Budovy musí umožňovat umož přirozené větrání. Ohřívací pece umísťujeme ujeme tak, aby sálavé teplo neobtěžovalo neobt obsluhu. Umísťujeme ujeme je na druhou stranu než je ovládání stroje. Na stranu ovládání projektujeme ostřihovací lis. Takové obsazení pracoviště pracovišt nazýváme kovárenská buňka.
Kapacitní propočet et kovárny pro volné kování Velikost bucharů určíme íme dle hmotnosti a rozměrů výkovku. Volba Bucharu : 1) Dle kusové hmotnosti a rozměru rozm výkovku určíme hmotnost beranu a tím i velikost bucharu z tab.8. 2) Dle hmotnosti beranu (t)a stupně stupn složitosti (9 stupnů-IX IX je nejjednodušší)výkovku určíme ur hodinový výkon bucharu (kg) z tab.9. hodinový výkon bucharu (kg), F - roční hodinový 3) Určíme počet bucharů, G--hmotnost výkovků dané třídy (kg), V-hodinový fond bucharu G = V ∙ F initel využití bucharů k 4) Součinitel vypoč. hodnota počtu bucharů Y= ∙ 100% % zvolený počet bucharů
5) Stanovení počtu pecí – výkon pecí se pohybuje 200-250kg/m2/hod 200 Ložná plocha pece = plochy m2/hod.
(m2), Q ¤ - množství ohřátého materiálu v kg/hod, f-specifický fvýkon pece kg/ložné
Kapacitní propočet lisovny Uvažujeme zpravidla dvě varianty : a)Samostatné řešení nástřihové ihové linky a samostatné řešení lisovny (hrohadná výroba) b)Řešení lisovny včetněě nástř nástřihu jako předvýrobní operace Kapacitní propočet – pro hrubý propočet propo možno použít metody přímých a nepřímých ímých ukazatelů ukazatel Stanovení počtu tu operací a porovnání s výrobností lisu.Počet operací n¥¦ = f ∙ n¨ , nv – počet poč výlisků, f-vybavenost nářadím
Stanovení potřebného pot počtu lisů ©=
ª∙«
Q-počet výlisků za rok Q t t-pracnost na jeden kus
F F-roční fond lisu (hod)
Kapacitní propočet nástřihové ihové linky Pracovní cyklus včetně zavedení svitku tc = tm + tz , tz – čas zavedení svitku Teoretický počet po svitků za den ¬9 = ∙ ®¯, 9°
t ¤ – odpracované hodiny (2směny) (2sm Praktický počet svitků (poruchovost, výměny vým nástrojů…) …) volíme koeficient 0,7 , Sp= St . 0,7 Hmotnost svitků G=Sp . Gb , Gb – hmotnost 1 svitku Výrobnost linky V= počet čet dní za rok . počet po minut za den . počet zdvihů za minutu . %využití . počet po ztrát . počet nástřihů na 1 zdvih. Kapacitní propočet nástřihové ihové linky Dle průměru přístřihů přiředíme ř ředíme lisy
Tabulka pro jednotlivé průmě ůměry přístřihů s počtem tahů
Pomocí závislých a nezávislých nákladů náklad lze stanovit množství kusů kdy začne ne být lisování rentabilní.
Množství P kdy se vyplatí snížit Z a zvýšit N je dáno rovností obou variant
Dispozice lisovny Ukládání stohů plechů je řešeno ešeno tak, aby se vazač vaza dostal ze všech stran, stohy plechů dáváme jednou stranou k sobě, aby na druhé straně vznikl prostor pro manipulaci s vozíkem. Příprava materiálu : nástřihové ihové linky – velké série, tabulové nůžky – malé série
ZÁKLADY MAKROPROJEKTOVÁNÍ Situování: umisťování ování závodu do terénu s vědomím, že bude existovat stovky let. V úvahu bereme tyto hlediska : sociálněsociáln politické (zaměstnanost stnanost pro muže i ženy); ekonomické (místní suroviny,malé nároky na dopravu, energii a rozvody); územní plán (vztahy závod-město, závod závod-železnice železnice atd.); obrana státu (malá zranitelnost závodu, možnost válečné né výroby); výb výběr stanoviště (geologický průzkum). Generel závodu: základní plán závodu. Základem je výr.program závodu , technologie a efektivnost. V rámci vytvoření ení dobrých výrobních, pracovních, hygienických a bezpečnostních podmínek členíme v generelu plochu závodu na zóny: hlavní výroby – pomocných a obslužných výrob – správní – skladovací – sociální. Projekty výr.seskupení: technické zprávy… zprávy kapacitní propočety, to je hrubé nebo přesné řesné stanovení průchodnosti a výrobních kapacit - především potřeby eby výrobních ploch, dělníků d a strojů.
Úkolem kapacitního propočtu technologického generelu je provést takové rámcové propočty, aby mohly být v jednotlivých částech jeho řešení stanoveny pro jednotlivé objekty či soubory limity v počtech zaměstnanců, ve velikosti ploch, potřebách SaZ i investičních nákladech. Cílem je stanovení těchto parametrů: Počet pracovníků, Počet a duh strojů, Počtu a druhu technologických pracovních míst,Plochy, Energie, Suroviny, Materiál. Zdroje nebezpečí a zhoršení pracovního prostředí:
Detailní dispozice provozů – dílen: Přípravné období; Kapacitní propočet; Navrhování; Formalizace (zpracování) návrhu. Volba budovy: Šířka lodi – 12,18,24,30,36m. Podélná rozteč sloupů – 6,12,18m. Potřebná délka lodi : L = 2.(l1+l2+l3+l4)+l5 Výška lodi : V = s + m + b + k + v Osvětlení : Stroboskopický jev – soustruh nesmí být osvětlen zářivkou. Osvětlení : místní, celkové, kaskádové, lokální atd. Má přicházet zleva. Např. 80luxů – osvětlení rýsovacích desek, 70luxů Konstrukční kancelář, 50lx obrobna, 40lx montáž větších celků. (Svítivost – kandela, Intenzita osvětlení – lux). Nosnost podlah : 1000 – 1500kg/m3 pro středně těžkou výrobu. NORMÁLNÍ PRACOVIŠTĚ-SYSTÉMY, OBSLUHA, USPOŘÁDÁNÍ, LINKY: Pracoviště je místo, které pracovník potřebuje pro svoji práci.dělíme je na strojní a ruční. Strojní se dělí podle počtu dělníkůkteří na stroji pracují. Normální pracoviště, na kterém jeden stroj obsluhuje jeden dělník 1. Stroje lze uspořádat volně-náhodné uspořádaní 2. Technologické uspořádání-frézky na jednom místě soustruhy na druhém místě….atd 3. Předmětné uspořádání-stroje seřazeny podle operací, vzniká výrobní linka 4. Modulární uspořádání-seskupování stejných technologických bloků 5. Buňkové a hnízdové uspořádání-nap. kovací buňka, motážní hnízdo 6. Kombinované uspořádání-kombinace předešlých způsobů.
1
2
3
4
5
PROJEKTOVÁNÍ MECHANICKO-MONTÁŽNÍCH PROVOZŮ A DÍLEN Dělírna materiálu : v malých závodech jsou dělírny materiálu situovány přímo ve skladech hutního materiálu, nebo v úvodní části obrobny. Hlavní stroje a zařízení dělírny : rámové a kotoučové pily; tabulové nůžky a zařízení pro rovnání plechů; nůžky na tyčový materiál a profily a zařízení na rovnání; stroje na pálení plechů; pískovací a omílací zařízení; žíhací pece; navrtávačky; regály a palety na tyče a plechy; manipulační zařízení (jeřáby, vozíky, dopravníky); zařízení na odjehlování. Přípravné a pomocné technologie : stroje a zařízení pro : odjehlování tyčí a trubek; navrtávání tyčí pro soustružnické operace; odmašťování před i po dělení; žíhání výpalků; ruční i strojní rovnání plechů, tyčí a výpalků, čištění materiálu obrušováním, pískováním, omíláním. Zvýšenou pozornost věnujeme : manipulaci s materiálem, hlučnosti, prašnosti, odsávání. Hrubé kapacitní propočty podle hrubých ukazatelů např.v prospektových materiálech dělícího stroje. Ozubárna : spec.dílna – složitá technologie a drahé strojní zařízení, proto volíme ekonomicky výhodnější varianty s přihlédnutím k přesnosti a vyráběnému množství. Čelní ozubení vyrábíme : frézováním kotoučovou, stopk. frézou a odvalováním, obrážením odvalovacím a dělícím způsobem, obrážením hřebenovým a kotoučovým nožem. Kuželové ozubení vyrábíme : hoblováním, odvalováním,frézováním. Při kusové výrobě vyrábíme ozubení dělícím způsobem – malá přesnost, nízká produktivita práce ale levnější stroje. Při výrobě odvalovacím způsobem je operační čas dlouhý – proto stroje ustavujeme pro
vícestrojovou obsluhu. Na konco ozubárny zřizujrmr odmašťovací pracoviště. Zvýš.pozornost věnujeme třískovému hospodářství, seřizování a údržbě strojů a broušení nástrojů. Brusírna : Speciální nároky na projektování, drahé strojní zařízení. Brusky jsou přesné stroje vyžadující zvláštní klimatické podmínky a prostředí bez otřesů. Pravidla pro brusírny : brusírnu neumisťovat do blízkosti provozů způsobujících otřesy půdy (kovárna, lisovna); brusky umísťovat ve větší vzdálenosti od strojů s přerušovaným řezem a v lodích bez mostových jeřábů; zvýšená pozornost stavbě základů (pružné podložky). Při situování brusek nesmí kotouč směřovat na pracovníka sousedního pracoviště. Umístění brusek : podélné, kolmé, šikmé. Brusky jsou vybaveny odsávacím zařízením. Brusírna je dílna se značnou spotřebou chladící kapaliny – projekt musí počítat s jejím čištěním a vyprazdňováním. Zápustková kovárna: Kapacitním propočtem potřebu strojů a zařízení, výr. ploch a obsazení směn pracovníky. Nutné podklady: roční výrobní plán, údaje o způsobu práce (volné nebo částečně zápustkové kování a event. členění výkovků do kategorií), údaje o počtu hodin využitelných u strojů a zaměstnanců, údaje o druzích paliva pro sebe, údaje o zdrojích pohonné energie pro stroje. Výr. program je nutno přesně specifikovat na roční výrobu volně kovaných hmotnostních tříd. Obsahuje-li výr.program i výkon zápustkové kování, je nutno postupovat podle přesného výrobního programu těchto výkovků. Svařovna :Výpočet provádíme metodou volby představitelů výrobkových skupin za předpokladu, že si jsou výrobky přibližně konstrukčně, materiálově i technologicky podobné. Nejmenší výrobek ve skupině nesmí být více jak o polovinu lehčí než představitel a největší výrobek skupiny zase o polovinu těžší jak představitel. Nutná rozsáhlá údržba svářecích aparátů. Dělení svařoven: -podle svařovaného výrobku-podle použité metody svařování-podle sériovosti-podle úrovně mechanizace. Cílem je stanovení těchto parametrů: -výběr reprezentanta -označení jednotlivých výrobků výběru-přepočet hmotnosti všech kusů na představitele-z materiálové normy reprezentanta opíšeme jeho materiálovou spotřebu -přepočtem zjistíme materiálovou spotřebu celé skupiny-u celé skupiny vypočteme pracnost-provedeme rozvahu časových fondů stroje, svářeče a pomocníka-stanovíme potřebný počet dělníků, strojů a pracovišť Slévárna : Technologický projekt slévárny musí mít všechny náležitosti technologického objektu strojírenského závodu a to technickou zprávu a výkresovou část. - v technické zprávě bude především - technicko-ekonomické údaje, - rozpočtové údaje včetně kapacitního propočtu - ve výkresové dokumentaci – půdorys, rozmístění strojů a zařízení, technologický řez , výšku slévárny, výrobní schéma Projekt musí obsahovat výkresy začlenění objektu slévárny do komplexního generelu závodu. Rozdělení a druhy sléváren z projekčního hlediska: 1)podle množství odlitků za rok: a) slévárny pro hromadnou výrobu b)slévárny pro seriovou výrobu c)slévárny zakázkové 2)podle druhu odlitků: a)slévárny šedé litiny – nejrozšířenější, ohřev v kuplovnách-pomocí koksu, využíváme odpad a třísky (objem 5-6 tun) b)slévárny ocelolitiny - elektrické obloukové pece (1-10 tun) - elektrické vysokofrekvenční pece (1-2 tuny) - martínské pece (20-100 tun) - konvertory (5-25 tun) Volba pecních jednotek se provádí podle největšího odlitku (počet tun tekutého kovu) a podle tekutého kovu v tunách za rok. c)slévárny speciální – kokilové- skořepinové lití - přesné lití d)slévárny barevných kovů Kapacitní propočet: vycházíme z procesu - postupný slévárenský proces- plynulý slévárenský proces Hlavní zásady: 1)Nejkratší cesty a správný tok materiálu-sklady v blízkosti spotřeby-licí pole v blízkosti tavících jednotek-formovny v blízkosti licího pole 2)Optimální použití mechanizačních prostředků – jeřáby, dopravníky… 3)Dostatečné dimenzování haly slévárny – výška dostatečná pro umístění vysokých zařízení(kuplovna), vrchní dopravy(jeřáby) a umístění vzduchotechniky(ventilace) 4)Umístit potřebná zařízení podle technologického postupu, umístění pecí trvalé. 5)Technologické časy mají podstatný vliv na potřebné plochy. 6)Hygienické požadavky se vztahují zvláště na čistotu ovzduší. 7)Prostory sléváren řešíme dostatečným přírodním osvětlením. Při řešení slévárny je nutné provést propočet energetických bilancí – jedná se o závod s velkou energetickou náročností. Také musíme zohlednit vysoké požadavky na přepravu materiálu – železnice a zavlečkování areálu. Kovárna : Hlavní částí projektu je technická zpráva obsahující vstupní údaje, charakteristiku a základní údaje současného a navrhovaného stavu a technologie, způsoby zajištění cílových ukazatelů včetně kapacitních propočtů. Rozdělení kováren: 1a)Projekční hledisko- kovárny výkovků široké spotřeby- kovárny předhotovující výroby- kovárny pomocné 1b)Technologie výroby odlitků- Kovárny pro volné kování – Kovárny pro malosériovou výrobu těžkých výkovků z ingotů hydraulickými lisy. - Kovárny pro kování z válcovaného materiálu buchary - Kovárny pro zápustkové kování – podmínkou je vysoká sériovost, většina tech. postupů obsahuje předkování, kování, ostřižení výronku což probíhá na více strojích.
Vhodné je použít svislé klikové lisy Nutno řešit rychlou manipulaci žhavého materiálu k lisu většinou pomocí válečkových, drátěných dopravníků nebo gravitačních skluzů. Pece jsou inukční, plynové nebo naftové. Pro kapacitní propočet jsou nutné tyto podklady: roční výrobní plán, údaje o způsobu práce (volné nebo zápustkové kování), počet využitelných hodin u strojů a zaměstnanců, druh paliva pece, zdroje pohonu strojů. PROJEKTOVÁNÍ LINEK Problém při navrhování předmětné linky je stanovení počtu strojů a zařízení, aby bylo jejich využití vysoké. Provádíme zásahy v technologickém postupu a úpravy času tak, aby trvání operací bylo násobkem taktu. Tato synchronizace je prováděna i na vytížení pracovníků. Čas je závislý na pracovních podmínkách musíme provést technicko-organizační opatření : Slučováním a rozdělováním operací a úkonů, také použitím nových Řezných nástrojů umožňujících zvýšení řezné rychlosti. VÝROBNÍ CENTRA jsou nazývána IVÚ (integrovaný výr.úsek) = sdružení NC technologie . Technologická paleta : 0, x, y, z – zařízení, kde upnu polotovar do SS. Linky prosté Vykládání a vkládání materiálu do stroje je ruční. Doprava mezi stroji je řešena dopravníkem. Linky poloautomatické Vykládání a vkládání materiálu do stroje je řešeno podavači. Doprava mezi stroji je řešena dopravníkem. Linky automatické s pružným spojením Manipulace pomocí různých automatických dopravníků. Zastavení jednoho stroje neohrozí fungování celé linky. Linky automatické s tuhým spojením Manipulace pomocí různých automatických dopravníků. Ale zastavení jednoho stroje přeruší chod celé linky. VZDÁLENOSTI STROJŮ:
SKLADY – ROZDĚLENÍ , VZORCE Sklady se dělí na zásobovací a odbytové. Zásobovací: základní mat.:hutní mat., polotovary, subdodávky, hořlaviny, jedy a kyseliny, technické plyny. Režijní mat.: řezivo, dřevo, modely, nářadí, staveb. mat. Odbytové: hotové výrobky, náhradní díly, doplňkové díly, kooperace, odpadový mat. Volné skládky, uzavřené sklady, sklady speciální. Skladový program: výrobní program-roční spotřeba jednotlivých druhů materiálu. ± Skladový normativ: N=( + D + _h 2. ¬³ [Kč]: e-dodávková lhůta[den], PP-pojistná zásoba[den],tz-technologická ² zásoba[den],Sj-jednodenní spotřeba[Kč/den]. Skladové normativy počítáme pro každý materiál, ± Velikost skladu: dimenzujeme na okamžitou zásobu: z = ε. ( + D + _h 2. ¬³ [Kč]: ε-koeficient závislý na druhu materiálu a h
²
hustotě dodávek. Zásoba materiálu: Q = [tuny],z-okamžitá zásoba[Kč],K-cena materiálu[Kč/tuna]. 9
´
Pohotovostní výrobní dávka: Qp = [tuny]:Qp-skladové množství, T-doba výr. taktu, t-požadovaná doba skladování. Počet f skladovacích jednotek:plyne z výr. programu pro manipulaci=počtem manipulačních jednotek. µ Počet manipulačních jednotek: ηMJ= [ks]: Q-hmotnost sklad. materiálu[t], ρ-objemová hmotnost[t.m-3], VM-ložný ¶.· .?L
objem manipulační jednotky[m3], k1-součinitel využití ložného objemu. Skladovací normativ 1: je stejný jako skladový normativ akorát je tam N1. Počet přepravních prostředků: np=nMJ.(1+Kp), nMJ-počet manipulačních jednotek[ks], Kp-součinitel doby oběhu(0,2-0,5). Základní zařízení skladů: Dopravníky-podlahové, závěsné. Zásobníky-otevřené, uzavřené. Regály-stolové, otočné, skříňové, opěrné, hřebenové, stromečkové, konzolové, příhradové. Přenosné prostředky-palety, bedny, kontejnery. KRITÉRIA EFEKTIVNOSTI VÝR. SYSTÉMŮ: Výr. systémy zvyšují produktivitu práce, snižují lidskou práci, vedli k vývoji automatických výrobních technol. zařízení. Aby se dosáhlo efektivnosti (vysoká pořiz. cena) sdružily se do vícepředmětných linek na nejméně dvousměnný provoz. Vyrábí proměnný sortiment v malých opakovaných dávkách. příprava stroje probíhá předem mimo dílnu. Je zde omezena činnost člověka jen na přísun a odsun obrobků, dozor odstranění poruch atd. Skožení: technologické pracovičtě-číslicově řízené, vnitřní dopravní systém-řízení PC,přísun a odsun materiálu.Řídící systémumožňuje řízení systému je buď CNC počítač, nebo DNC centrální PC. OBNOVA VYSTÁRLÉHO MATERIÁLU-RENOVACE - (překročíme hodnoty meze kluzu) , POKLES TAŽNOSTI (stárnutí, vyčerpání plasticity, zpevnění) Stárnutí oceli rozumíme proces, který má za následek růst pevnosti, meze kluzu, tvrdosti, klesá tažnost, vrubová houževnatost. Nepříznivé důsledky jsou výrazné u nízkouhlíkových (do 0,2%C) ocelí.stárnutí tedy mění mechanické vlastnosti. Čím vyšší teplota tím rychleji mat. stárne. Stárnutí vede ke křehnutí oceli. Postup pro svitky : materiál se poláme a zpět narovná – je renovovaný. Postup pro tabule : vyžíhat. Zjišťování tažnosti : Erichsen, A80. KONOX 11 304 neuklidněná, hlubokotažná – materiál vystárne. KOHAL 11 305 uklidněná – očkovaná hliníkem. Diagramy P-Q: P-product, Q-quantity
Slouží k zaznamenávání sériovosti výroby jednotlivých skupin výrobků nebo typů součástí. Uvedené P-Q diagramy lze s úspěchem použít i při zpracování tzv. oborové struktury podniku nebo při zpracování výhledových koncepcí. Šachovnicová tabulka: Znázorňuje přehled materiálové přepravy, přehledné materiálové a výrobkové přesuny uskutečněné za určité časové období mezi jednotlivými vnitrozávodními pracovišti, nebo závodem a okolím. Vazby a jejich pevnosti: Vyznačují vzájemné vztahy mezi jednotlivými dílčími úseky závodu nebo samostatných pracovišť. Je také důležité zaznamenat sílu vazby daných pracovišť a předpokladu že mezi nimi nějaká vazba je. Sankeyův diagram: Intenzita toku materiálu po různých drahách nebo cestách je základním měřítkem relativní důležitosti každé dráhy a je proto rovněž důležitou informací při řešení dispozice uspořádání celého výrobního procesu. Materiálový tok je třeba kvantifikovat. Tloušťka čáry vyjadřuje objem manipulovaného materiálu za určitou časovou jednotku , délka čáry znázorňuje vzdálenost přepravy a šipka směr materiálového toku.
Ekonomika, manipulace a skladování Důležité je stanovení technicko-ekonomických efektů – porovnání provozních nákladů nového a starého systému manipulace. Porovnáváme obvykle tyto položky: odpisy základních prostředků – ZP; odpisy předmětů postupné spotřeby – PPS; náklady na opravu a údržbu; mzdy pracovníků. Tyto hodnoty vypočítáváme pro průměrnou zásobu materiálu, roční obrat, hmotnost atd. Z vypočtených provozních nákladů jsou tyto ukazatele : provozní náklady na jednu tunu, mzdové náklady na jednu tunu, energetické náklady na jednu tunu. Pro srovnání různých systémů se musíme dívat na: velikost manipulační jednotky, výši pořizovacích nákladů, úsporu plochy, námahu a bezpečnost práce, stupeň organizace Některé z těchto hodnot jsou obtížně srovnatelné, proto si pomáháme různými bodovacími metodami. Meziobjektová (objektová) manipulace Přepravní výkony jsou charakterizovány objemem přepravovaného materiálu v tunách za směnu. Dopravní proces se skládá z nakládky přepravy a vykládky. Pro zjednodušení návrhu manipulace slouží ukazatel vyhledávacího normogramu. Mezioperační (operační) manipulace Hlavní faktory ovlivňující mezioperační a operační manipulaci : materiál polotovaru (hmotnost, rozměry, množství, balení); pracovní síla a prostředí (kvalifikace, počet, využití, namáhání), stavba (rozpětí sloupů, výška haly); výrobek (rozměry, hmotnost, tvar) ; manipulační prostředky (technické parametry, nároky na obsluhu), výrobní zařízení, organizace výroby Už při navrhování nového výrobku rozhodující konstruktér a technolog o složitosti manipulace s materiálem: volbou polotovaru, počet operací, rozmístění strojů,... Manipulace s mat. v zámečnických dílnách a svařovnách Pro přepravu menších dílců se používá paletový vozík nebo vysokozdvižný vozík. Pro přepravu rozměrnějších kusů se používají většinou mostové jeřáby. K otáčení a polohování mat. do vhodné pracovní polohy slouží různé ruční, mechanické a hydraulické polohovadla. Manipulace s mat. v dělírnách a lisovnách Plechy dodávané v tabulích se přepravují jeřáby v paletách nebo pomocí závěsných zařízení. Plech se pokládají na zdvižné plošiny, které umožňují odebírat plechy z roviny shodné s pracovní rovinou nůžek nebo lisů. Válený tyčový materiál se obvykle přepravuje jeřáby a válečkovými dopravníky nebo vysokozdvižnými vozíky. Pro spojení lisů, které na sebe operačně navazují se používá pásových a vibračních dopravníků, kladičkových a válečkových drah a skluzů. Použitím manipulátorů, podavačů a vyhazovačů se zvýšil výkon lisu a tím i produktivita práce až o 400 % oproti minulosti. Manipulace s mat. v kovárnách a lisovnách za tepla Teplota mat. klade zvýšené požadavky na manipulační zařízení, na její odolnost, bezporuchovost a bezpečnost práce. Požadavek, aby ohřátý materiál byl co nejrychleji dodán z pece do kovacího zařízení vyžaduje rychlou manipulaci. (skluz, pásový dopravník, článkový dopravník, válečková trať). Vzdálenost mezi pecí a kovacím zařízení musí být co nejmenší. V těžkých kovárnách se používá k manipulaci mostový kovací jeřáb nebo manipulátor. Manipulace s odpadem Moderní manipulace s třískovým odpadem počítá se soustavou dopravníků a speciálních kontejnerů. Třísky jsou od strojů dopravovány vynášecími dopravníky buď do kontejnerů umístěných u strojů nebo přes soustavu
sběrných dopravníků až do větších kontejnerů ven z objektu. Přeprava odpadu Způsob dopravy závisí na počtu druhů, množství, tvaru odpadu a vzdálenosti. Máme 3 způsoby: mechanický, hydraulický, pneumatický Mechanická doprava je u nás nejpoužívanější. (plošinové vozíky, nákladní auta, přívěsy, železniční vozíky, jeřáby a různé druhy dopravníků).
DOPRAVNÍKY PRO SYPKÉ MATERIÁLY VD=Vibrační dopravníky –třasadla : k přemisťování materiálu využívají setrvačnou sílu. Základní části – žlab ( má obdélníkový nebo půlkruhový průřez, je uložen pružně na základu dopravníku) a pohon (udílí kmitavý pohyb).Materiál se neoddělí od žlabu – klouže, nebo se oddělí od žlabu – nadskočí. VD dělíme podle délky žlabu, nebo podle délky posuvu částice ve žlabu na: impulzorní a s mikrovrhem.Dopravní výkon: ¸U = 3600. ¬. ¹, ¹ = !) . ] (¸U = dopravované množství Mº /ℎO, ¬ = plocha průřezu materiálu M² O, v = střední rychlost materiálu M/!O, sm = dráha materiálu při jednom dvojzdvihu žlabu MO ).Střední dopravní rychlosti VD s mikrovrhem: s klikovým mechanismem (0,2 ÷ 0,8 /!2, s mechanickým budičem (0,03 ÷ 0,5 /!2, s el.-magnetickým budičem (0,01 ÷ 0,3 /!2. SD=Šnekové dopravníky : materiál přemisťován pomocí šroubu. Zákl.části – žlab (tvar U, tl.2 – 8mm, vůle mezi šroubem 510mm, délky jako šneky) , šnek (skládá se z hřídele a šroubovice – plná nebo lopatková přivařená na hřídeli, bývají provedení jedno nebo dvoušnekové, pravo nebo levotočivé), pohon (el.motor na konzole spojené s čelem žlabu, pružná spojka). Zemská tíže a tření materiálu o žlab brání společnému otáčení materiálu se šnekem. SD mají jednoduchou konstrukci, mohou se začlenit do aut. výr.linek. Použití – vodorovná, šikmá, vyjímečně svislá doprava. Objem přepravovaného Materiálu 1 – 300m3/h. Max.délka 60m. Otáčky 0,2 ÷ 4 [_/!. Max.dopravní rychlost 0,5 m/s. Šneky s obvodovou šnekovnicí jsou urč.pro přepravu tuhých, hustě tekoucích materiálů např.asfalt. K nakypření nebo zhutnění materiálu jsou šneky s proměnlivým stoupáním nebo s kuželovou šnekovnicí. Šneky jsou v délce 2600mm a koncové vyrovnávací dílce 1000, 1300 nebo 1950mm. Dopravní výkon: ¸U = 3600.
¾¿À
. !. Á . . Â* ( D = průměr šnekovnice, s = stoupání, Ä9
volíme v rozmezí 0,8 ÷ , Á = součinitel plnění – pro cement a písek Á 30%, otáčky 1 ÷ 2 Ã Å, pro kusový materiál Á Ä9
= 15%, otáčky 0,2 − 1 à Å, n = otáčky šneku à Å, Â* = součinitel sklonu dopravníku – pro 10° je Â* = 0,8, pro 15°je Â* = 0,71, pro 25°je Â* = 0,5 ). Použití SD : prašný, zrnitý a drobně kusový materiál do velikosti kusů 60mm. Zároveň plní technologickou fci : míchání, mytí, hnětení, ohřívání, chlazení. Použití převážně ve slévárnách pro dopravu formovacího materiálu, dále pro dopravu uhlí, koksu, dělených třísek, také mytí a odmašťování součástí. KE=Korečkové elevátory : dopravíky s velkým sklonem. Základní jednotka je koreček, pevně spojený s tažným elementem (pásem, řetězem, lanem). Obsah korečku až 150 litrů, šířka 80 – 100mm. Rychlost 0,3 – 1,6 m/s vyjímečně do U 3,5 m/s. Dopravní výška až 90m, max.výkony 150m3. Dopravní výkon: ¸U = 3600 . ¯ . ¹ . ^ Mº /ℎO (v0 = geometrický obsah 9:
korečku, tk = rozteč korečků, Á = součinitel plnění). Použití podobné j. upředchozích. Konveyory jsou korečkové dopravniíky s výkyvnými korečky. Pomocné prostředky pro manipulaci se sypkými materiály : Zásobníky (zažízení pro uložení materiálu, který se pohybuje účinkem vlastní tíhy). Podavače ( slouží k rovnoměrnému odebírání materiálu ze zásobníku – druhy – talířové, bubnové, roštové). Nakladače (pro přemístění materiálu z místa uložení na dopravní prostředek – talířové, korečkové, šnekové, klepetové). Samohybné zařízení s lopatou je cyklicky pracující nakladač. Výpočet naloženého množství materiálu : ¸U = ¹ . Ç (v0 = obsah lopaty, j = poč.prac.cyklů za hod.). Vykladače (mechanické vykládací zařízení – šnekové, korečkové, lopatkové).Výklopníky (mechanické, rotační až 100t/hod.). Vyklápěcí můstky (vyklápění aut a přívěsů boční nebo zadní stěnou). Manipulační prostředky pro sypký i kusový materiál S=Skluzy: nejjednodušší, nejlevnější, bezporuchové – využívají vlastní tíhu přepravovaných předmětů. Jsou rovné, zakřivené, spirálové, vyrobeny z kovu, plastu, dřeva. Slouží také ke krátkodobému skladování materiálu. Sklon S musí být takový aby se materiál pohyboval přiměřenou rychlostí. Použití S : slévárny, kovárny, lisovny, dělírny, obrobny, sklady. Výpočet sklonu a rychlosti vychází ze zákona o zach.energie. Výstupní rychlost materiálu : ¹² = ȹ² + 2` . (ℎ − É . Ê . cos Ë2 (v1 = vstupní rych., g = tíhové zrych., h = dopr.výška, l = délka skluzu, Ë = úhel sklonu, É = souč.tření → plechovka 0,35-0,52, lepenk. krabice s ocel.páskou 0,55-0,61, překližková bedna 0,54-0,62). Ì Ì Ì Materiál se pohybuje konst.rychlostí je-li 1 − L = 0 pak v2 = v1, je-li 1 − L > 0 rychlost se zvětšuje, je-li 1 − L < 0 ÍÎ Ï ÍÎ Ï ÍÎ Ï rychlost se zmenšuje. ZD=Žlabové dopravníky: žlab (ocelový tl. 5-7mm), pohon (hydraulický nebo elektromotor), unášeč vlečený řetězem nebo tyčí (zdvih 1,5m, rychl.vpřed 0,16 m/s, rychl.zpět 0,1 m/s). Rozdělení ZD podle pohybu : trkací - unašeče nebo hřebly konají vratný přímočarý pohyb. Trojúhelníkový tvar unašečů a žeber ve žlabu umožňuje zpětný pohyb bez strhávání materiálu.Trkací přepraví 10t mat./hod, délku mají 200m. ZD s obíhajícími unášeči – dlouhé 100m, dopraví až 300t mat/hod. Prac.rychlost 1-1,3m/s. Vhodné pro šikmou dopravu vzhůru +35° až +45°. Nevýhoda vys.spotř.energie, drcení materiálu, vys.pořizovací a provozní náklady. Dopravované množství : ¸U = 3600. ¬Ä . Á. ¹Mº /ℎO (So = průřez žlabu, Á = součinitel plnění). Použití trkacích dopravníků ve stroj.podniku – doprava třísek a šrotu. Dopravníky s obíhajícími hřebly mají podobné použití jako redlery. PD=Pásové dopravníky : nosný orgán je nekonečný pás napínaný válečky.Pohon asynchronní el.motor s kroužkovou kotvou, nebo kotvou nakrátko přes poháněcí buben.Čelisťová brzda brání zpětnému chodu.Konstrukce PD je ocelová. Kapacita PD až 10000m3/h. Délka až 5000m. Rychlost pásu 0,3-10m/s. Šířky pásu 400-2000mm. Provedení – stabilní, pojízdné a přenosné. Materiál pásů : pryž (vyztužená tex,synt a ocelovými vložkami), PVC, ocel.plech, pletivo.
Spojení pásu : lepením, vulkanizací, svěrkami. Pás je podepřen válečky ve válečkové stolici – na 1km délky dopravníku až 4000válečků. Vzdálenost stolic 750-1800mm, na nezatížené větvi až 3m. Shrnovací pluh – umožňuje shrnout materiál z pásu v kterémkoliv místě. Sklon PD 18-20°, pro větší sklony spec.pásy s žebry. Silové poměry PD : přenos sil – Ò $ Eulerův vztah pro vláknové tření : L = \ ÌÓ ; " − "² = " = (F1 = tah v nabíhající větvi pásu MÔO, ÒÀ
¿/²
F2 = tah ve sbíhající větvi pásu MÔO, F0 = obvodová síla na hnacím bubnu MÔO, M = hnací moment MÔO, É = souč.tření mezi pásem a bubnem, Õ = úhel opásání, e = 2,718 – základ přirozených logaritmů). PD pro zvláštní účely : S krycím přítlačným pásem – pro sklon až 90°. S pletivovými pásy – pro materiály s teplotou až 1200°a chem. agresivní látky. Zdrhadlové dopravníky – po stranách lišty s ozubením umožňují uzavření materiálu dovnitř pásu. Vrhací dopravníky – pás se pohybuje vysokou rychlostí a vrhá materiál. Magnetické dopravníky – vynášení drobných kovových součástí. Výpočet pryžových PD : Dopravované množství : ¸U = 3600. !. ¹Mº /ℎO. Použití PD: slévárny, kovárny, lisovny, dělírny, kalící pece, mořírny, montáže, expedice. CD=Článkové dopravníky : nosný prvek – oběžné řetězy s články – jejich tvar závisí na druhu dopravovaného materiálu. Vhodné pro přepravu velkých, těžkých, ostrohranných, horkých a agresivních předmětů. Sklon do 20ti° a teploty 200°C.(žebrované až do 70ti°) Výkon do 1000t/h, max.rychlost 1,3m/s, max délka 1000m, obvykle 100m, šířky článků 200-2000mm. Provedení pásů – kluzné, s pojízdnými a pevnými kladkami. Pohon – řetězové kolo na přepadacím konci a mezipohon mech.unašeče nebo magnetické, kde je vlečný řetěz osazen permanentními magnety. Dopravní ) výkon : ¸U = 3600. !. ¹Mº /ℎO. – při kusové výrobě : ¸) = 3600 . . ¹ MY`/ℎO (tk= rozteč jednotl.kusů, 9:
m = hmotnost jednoho kusu, v = rychlost). Hlavní využití CD : těžké teplé provozy – slévárny, lisovny, kovárny. Speciální úpravou vznikají např. nakladače sudů. LD=Lanové dráhy : hlavní tažný a nosný element je lano. Lanovky pozemní (břemeno uloženo ve vozíku který se pohybuje po zemi) a visuté (zavěšeno na napnutém laně). Podle počtu lan : jednolanové a dvoulanové (tažné a nosné lano). Systém dopravy – kyvadlový nebo oběžný. Výhoda visuté lanovky je nezávislost na terénu. Závěs s břemenem se pohybuje po nosném laně pomocí kladek (do 1000kg). Závěsy jsou spojeny tažným lanem trvale nebo dočasně pomocí samosvorného zařízení. Nosné lano – uzavřená konstrukce z tvarových drátů. Největší tah v laně : Fmax = FN + FW + FS MÔO (FW = složka tahu pohybových odporů, FS = složka tahu setrvačnosti při rozběhu a zastavení) FN = nejmenší napínací tah = (600 + 1000) . q1t . g (q1t = hmotnost 1m tažného lana). Pohon LD : asynchronní el.motor – přes pružnou spojku a převodovku spojen s lanovým kotoučem. Rychlosti vozíků : 0,5; 1,25; 1,6; 1,8; 2,0; 2,5; 2,8; 3,15; 3,4; 4m/s DOPRAVNÍKY PRO KUSOVÝ MATERIÁL VT=Válečkové a kladičkové tratě : kontinuálně pracující zařízení – typickým znakem je řada otočně uložených válečků nebo kladiček v rámech. Předměty se pohybují vlivem : gravitační síly, síly působící na předmět, rotace poháněných válečků. V sériové a hromadné výrobě jsou VT sestaveny z výhybek, zvedacích stolů apod. Rozdělení : Podle účelu (sběrné, výrobní, montážní), Podle konstrukce (lehlé, střední a těžké tratě – 1kN, 2kN a 5kN na metr tratě). Rozteč mezi válečky se volí podle délky dopravovaného dílce (aby ležel jenméně na dvou až třech válečcích). Přímá trať je složena z úseků dlouhých 1,5 – 3m. Rychlost přepravy – 20m/min. Kladičkové dopravníky jsou dvou a víceřadé, sklon 2-6°. Pro posun materiálu u strojů se používají stoly s kuličkami. Použití VT : mezi pracovišti – kovárny, válcovny, slévárny, lisovny, dělírny a expedice. ZD=Závěsové dporavníky : materiál je pomocí závesu připevněn k jezdci a tažen řetězem nebo lanem po kolejnici. Provedení jednodrahové a dvouhradové ZD (jedna dráha k vedení a nesení řetězu, druhá k vedení závěsných vozíků). To umožňuje odpojit vozík od tažného elementu a odstavit jej na vedl.kolej. Sklon : 15-30°. Délka 500-800m, nosnost až 2500kg na jednom závěsu. Kolejnice profilu I je zavěšena ke stropu nebo na stěny a sloupy. Do této skupiny dopravníků patří i podlahový řetězový dopravník – táhne plošinový vozík, který lze v libovolném místě odpojit nebo zapojit. Použití ZD : meziobjektová a dílenská přeprava – technologická, mezioperační, montážní a skladová, dále provozy povrchové úpravy – stříkací, mořící, galvanizační procesy.
