ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ DIPLOMOVÁ PRÁCE

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ

DIPLOMOVÁ PRÁCE

Akademický rok 2012/2013

Stanislav KOROSTENSKÝ

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ Studijní program: Studijní zaměření:

N2301 Strojní inženýrství Strojírenská technologie - technologie obrábění

DIPLOMOVÁ PRÁCE Návrh nového konstrukčního a technologického řešení výroby vybraných dílů příhradových stožárů.

Autor:

Stanislav KOROSTENSKÝ

Vedoucí práce: Ing. Jiří VYŠATA Ph.D.

Akademický rok 2012/2013

Západoþeská univerzita v Plzni. Fakulta strojní. Katedra technologie obrábČní

Diplomová práce, akad. rok 2012/13 Bc. Stanislav Korostenský

PodČkování Na tomto místČ bych rád podČkoval vedoucímu práce panu Ing. JiĜímu Vyšatovi Ph.D. a konzultantovi paní Ing. VáclavČ Pokorné, za podnČtné rady a odborné vedení pĜi zpracování mé diplomové práce.

Prohlášení o autorství PĜedkládám tímto k posouzení a obhajobČ diplomovou práci, zpracovanou na závČr studia na FakultČ strojní Západoþeské univerzity v Plzni. Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatnČ, s použitím odborné literatury a pramenĤ, uvedených v seznamu, který je souþástí této diplomové práce.

V Plzni dne: …………………….

......................... Bc. Stanislav KOROSTENSKÝ

3



ANOTAýNÍ LIST DIPLOMOVÉ PRÁCE AUTOR

PĜíjmení

Jméno

Korostenský

Stanislav

„Strojírenská technologie – technologie obrábČní“

STUDIJNÍ OBOR VEDOUCÍ PRÁCE

PĜíjmení (vþetnČ titulĤ)

Jméno

Ing. Vyšata Ph.D.

JiĜí

ZýU - FST - KTO

PRACOVIŠTċ DRUH PRÁCE NÁZEV PRÁCE

FAKULTA

DIPLOMOVÁ

BAKALÁěSKÁ

Nehodící se škrtnČte

Návrh nového konstrukþního a technologického Ĝešení výroby vybraných dílĤ pĜíhradových stožárĤ.

Strojní

KATEDRA

KTO

ROK ODEVZD.

2013

POýET STRAN (A4 a ekvivalentĤ A4) CELKEM

124

TEXTOVÁ ýÁST

53

GRAFICKÁ ýÁST

71

Tématem diplomové práce je zhodnocení stávajícího konstrukþního Ĝešení technologie výroby svaĜovaných pĜíhradových stožárĤ s následnou racionalizací procesu výroby. KonkrétnČ se jedná zejména o ZAMċěENÍ, TÉMA, CÍL konstrukci pĜípravku, který proces svaĜování POZNATKY A PěÍNOSY zefektivní, pĜi dodržení rozmČrových a kvalitativních požadavkĤ na výrobek. Cílem diplomové práce je zlepšení technických, pĜípadnČ organizaþních podmínek, pĜi dosažení efektivnČjší výroby. KLÍýOVÁ SLOVA STRUýNÝ POPIS (MAX 10 ěÁDEK)

ZPRAVIDLA JEDNOSLOVNÉ POJMY, KTERÉ VYSTIHUJÍ PODSTATU PRÁCE

Racionalizace práce, svaĜování, technologie výroby

4



SUMMARY OF DIPLOMA SHEET AUTHOR FIELD OF STUDY

Surname

Name

Korostenský

Stanislav

“Manufacturing Processes – Technology of Metal Cutting“

SUPERVISOR

Surname (Inclusive of Degrees)

Name

Ing. Vyšata Ph.D.

JiĜí

ZýU - FST - KTO

INSTITUTION TYPE OF WORK

TITLE OF THE WORK

DIPLOMA

BACHELOR

Delete when not applicable

Proposal for a new design and technological solutions of selected parts of lattice towers.

FACULTY Mechanical Engineering

DEPARTMENT

Machining Technology

SUBMITTED IN

2013

NUMBER OF PAGES (A4 and eq. A4) TOTALLY

124

BRIEF DESCRIPTION TOPIC, GOAL, RESULTS AND CONTRIBUTIONS

KEY WORDS

TEXT PART

53

GRAPHICAL PART

71

The topic of this thesis is to evaluate the existing structural design technology of welded lattice towers with subsequent rationalization process of manufacturing. Relevant items are especially on the Construction of preparation which more efficient the process of welding, while complying with the dimensional and quality requirements of the product. The aim of this thesis is to improve technical or organizational measures for achieving more efficient production. Rationalization of work, welding, manufacturing technology

5



Obsah Obsah ...................................................................................................................................... 6 Seznam obrázkĤ ..................................................................................................................... 8 Seznam tabulek ...................................................................................................................... 8 Seznam grafĤ .......................................................................................................................... 8 Seznam použitých zkratek ...................................................................................................... 9 Seznam použitých jednotek .................................................................................................... 9 Odkazy na pĜílohy v textu (seznam pĜíloh) ............................................................................ 9 1 Úvod ............................................................................................................................. 10 1.1 PĜedstavení Ĝešeného problému ............................................................................ 10 1.2 PĜedstavení spoleþnosti a výrobního programu [5] .............................................. 10 1.2.1 PĜedstavení spoleþnosti EGE spol. s r.o. ...................................................... 10 1.2.2 PĜedstavení sekce Ocelové konstrukce: ....................................................... 11 1.2.3 PĜehled výrobního sortimentu sekce ocelové konstrukce: ........................... 11 1.2.4 Detailní popis výrobku pĜíhradového stožáru 22 kV [7].............................. 13 2 Úloha racionalizace práce ve strojírenském podniku ................................................... 16 2.1 Racionalizace procesu výroby svaĜovaného stožárového dílu ............................. 16 2.2 Cíle racionalizace [9] ........................................................................................... 16 2.3 Systémy a oblasti racionalizace [9] ...................................................................... 17 2.4 Základní nástroje racionalizace [9] ...................................................................... 18 2.4.1 Optimalizace provádČní pracovních operací ................................................ 18 2.4.2 Ergonomie pracovištČ [3] ............................................................................. 18 2.4.3 Technické úpravy pracovišĢ ......................................................................... 18 2.4.4 Technologiþnost konstrukce [11] ................................................................. 18 2.4.5 UspoĜádání pracovišĢ ................................................................................... 19 2.5 Jednotlivé stupnČ racionalizace [9] ...................................................................... 19 2.6 Metodický postup racionalizaþní studie [1] ......................................................... 20 3 Popis dosavadního postupu výroby vybraných dílĤ pĜíhradového stožáru. ................. 22 3.1 Popis výrobní haly sekce OKO [5] ...................................................................... 22 3.2 Popis pracovištČ svaĜovny .................................................................................... 24 3.3 Popis technologie svaĜování ................................................................................. 25 3.4 VýbČr dílĤ stožáru pro následnou racionalizaci ................................................... 27 3.4.1 VýbČr vhodného stožárového dílu................................................................ 27 3.4.2 Zhodnocení získaných informací ................................................................. 29 3.5 Postup procesu výroby pĜíhradového stožáru [6] ................................................. 31 3.5.1 Výrobní dokumentace .................................................................................. 31 3.5.2 PĜíprava ........................................................................................................ 32 3.5.3 Proces svaĜování ........................................................................................... 32 3.5.4 Povrchová úprava žárovým zinkování ......................................................... 37 4 Analýza problematických míst z pohledu þasové nároþnosti ....................................... 38 4.1 VýbČr vhodného úseku výroby z hlediska nasazení racionalizaþních opatĜení. .. 38 4.2 Použití zvolené metody þasové studie .................................................................. 39 4.3 Zhodnocení získaných informací ......................................................................... 41 4.3.1 SvaĜování ...................................................................................................... 41 4.3.2 PĜípravek ...................................................................................................... 41 4.3.3 Organizace práce .......................................................................................... 41 4.3.4 Kontrolní operace ......................................................................................... 42 4.3.5 Manipulace ................................................................................................... 42 5 Návrh inovaþního konstrukþního Ĝešení vþetnČ výrobního postupu ............................ 42

6



PĜestavitelný pĜípravek ......................................................................................... 42 5.1 5.1.1 Volba konstrukce pĜípravku ......................................................................... 42 5.1.2 Konstrukce pĜípravku ................................................................................... 43 5.1.3 Parametrizace pĜípravku ............................................................................... 45 5.2 Výrobní postup ..................................................................................................... 47 5.2.1 Stávající stav ................................................................................................ 47 5.2.2 Podrobný výrobní postup ............................................................................. 47 6 Hodnocením pĜínosĤ nápravných technických opatĜení a závČr .................................. 50 6.1 VytvoĜení organizaþních podmínek pro zefektivnČní lidské práce ...................... 50 6.2 Efekt úspory þasu, zrychlení pĜípravy .................................................................. 50 6.3 Ekonomické zhodnocení ...................................................................................... 51 6.3.1 Investiþní náklady na pĜípravek ................................................................... 51 6.3.2 Výpoþet zpracovacích nákladĤ pĜi staré a nové technologii. ....................... 51 6.3.3 Úspora ve zpracovacích nákladech .............................................................. 52 6.3.4 Výpoþet výrobního množství, pĜi kterém budou uhr. investiþní náklady .... 52 6.3.5 Výpoþet doby úhrady investiþních nákladĤ ................................................. 52 6.4 Ochrana zdraví pracovníkĤ a enviromentální efekt ............................................. 52 6.5 ZávČr..................................................................................................................... 52 7 Použitá literatura .......................................................................................................... 53 7.1 Knižní publikace .................................................................................................. 53 7.2 BakaláĜské práce .................................................................................................. 53 7.3 Interní firemní dokumenty ................................................................................... 53 7.4 Elektronické zdroje .............................................................................................. 53

7



Seznam obrázkĤ Obr. 1-1 PĜíhradové stožáry 22 kV....................................................................................... 11 Obr. 1-2 PĜíhradové stožáry 400 kV..................................................................................... 12 Obr. 1-3 Rozvodna a pĜíhradová trafostanice ....................................................................... 12 Obr. 1-4 Lanovkové stožáry ................................................................................................. 12 Obr. 1-5 Ocelová hala........................................................................................................... 13 Obr. 2-1 Cíl a princip racionalizace v podniku .................................................................... 16 Obr. 2-2 Systémy racionalizace v podniku........................................................................... 17 Obr. 3-1 SváĜecí pracovištČ ohraniþené mobilními plechovými zástČnami ......................... 24 Obr. 3-2 Detail uchycení stojanu .......................................................................................... 24 Obr. 3-3 Pracovní stoly......................................................................................................... 25 Obr. 3-4 Podavaþ svaĜovacího drátu Obr. 3-5 SvaĜovací hoĜák .......................................... 25 Obr. 3-6 SvaĜovací zdroj Obr. 3-7 Svazek oxidu uhliþitého ............................................ 26 Obr. 3-8 Schéma zapojení celého svaĜovacího systému [10] .............................................. 26 Obr. 3-9 Ustavení boþního dílu do pĜípravku a rozmístČní diagonál ................................... 33 Obr. 3-10 Místo pro vycentrování stožárového dílu s dorazem a bez dorazu .................... 33 Obr. 3-11 Pravá a levá stČna stožárového dílu a jejich manipulace.................................... 34 Obr. 3-12 Horní prvky svaĜovacího pĜípravku. .................................................................. 34 Obr. 3-13 Upínka a dorazový úelník. Obr. 3-14 PĜípavek s doraz. úhelníky ............... 36 Obr. 3-15 UmístČní rohových stojin do pĜípravku .............................................................. 36 Obr. 3-16 Prostor paletizace s finálními pozinkovanými výrobky ..................................... 37 Obr. 5-1 RozmČry „Dílu 2- 13,5/40N“, vþetnČ rozteþí otvorĤ pro konstr. pĜípravku .......... 42 Obr. 5-2 PĤdorysný pohled na pĜípravek ............................................................................. 43 Obr. 5-3 Izometrický pohled na pĜípravek s vloženým stožárovým dílem. ......................... 43 Obr. 5-4 PĜíþný profil se systémem zajištČní........................................................................ 44 Obr. 5-5 Detail napojení hlavního a pĜíþného profilu .......................................................... 44 Obr. 5-6 Uchycení, pohled zevnitĜ stožáru Obr. 5-7 Uchycení, pohled vnČ stožáru ........... 45 Obr. 5-8 Celková sestava uchycení stožárového dílu (centr. šroub, úhelník, upínka) ......... 45 Obr. 5-9 Parametrizace rozteþí otvorĤ pro pĜípravek ........................................................... 46 Obr. 5-10SvaĜení samostatné stČny upnuté v pĜípravku...................................................... 48

Seznam tabulek Tab. Tab. Tab. Tab. Tab. Tab. Tab. Tab.

3-1 3-2 4-1 4-2 4-3 5-1 6-1 6-2

Objem výroby pĜíhradových stožárĤ 22 kV za období 1.1.2012-25.2.2013 .......... 28 Tabulka hmotn. zastoupení jednotlivých dílĤ ve stožáru 22 kV 13,5/40N ............ 29 Zastoupení jednotlivých procesĤ pĜi výrobČ „Díl 2- 13,5/40N“ ............................ 38 Snímek prĤbČhu práce pĜestavení pĜípravku ve svaĜovnČ ..................................... 39 Snímek prĤbČhu práce ve svaĜovnČ „Díl 2- 13,5/40N“ ......................................... 40 Tabulka s parametry nastavení pĜípravku pro vybrané stožárové díly .................. 46 Simulace þasového snímku prĤbČhu práce pĜestavby pĜípravku ........................... 50 Náklady na poĜízení pĜípravku ............................................................................... 51

Seznam grafĤ Graf 1-1 Struktura holdingu ................................................................................................. 11 Graf 2-1 PĜíklady úrovní racionalizace práce [9] ................................................................. 20 Graf 2-2 Graf metodického postupu pĜi racionalizaci a organizaci práce [1] ...................... 21

8



Seznam použitých zkratek DP KTO spol. s r.o. OKO VN VVN cca tj. atp. napĜ. resp. CNC MAG DPH WPS WPQR ýSN EN ISO ks.

…………… …………… …………… …………… …………… …………… .…………… .…………… .…………… .…………… .…………… .…………… .…………… …………… …………… …………… …………… …………… …………… ……………

Diplomová práce Katedra technologie obrábČní Spoleþnost s ruþením omezeným Sekce „ocelové konstrukce“ Vysoké napČtí Velmi vysoké napČtí Cirka (zhruba nebo pĜibližnČ) To jest A tak podobnČ NapĜíklad Respektive Computed numerically controlled (poþítaþem Ĝízený stroj) Metal active gas (ochranný plyn aktivního charakteru) DaĖ z pĜidané hodnoty Specifikace postupu svaĜování Kvalifikace postupu svaĜování ChránČné oznaþení þeských technických norem Evropská norma Mezinárodní norma „Mezinárodní organizace pro normalizaci“ kusy, kusĤ

Seznam použitých jednotek mld. CZK kV kN m mm % MPa mm/m min.

.…………… .…………… .…………… .…………… ……………. ……………. ……………. ……………. …………….

Miliard korun þeských Kilovolt Kilonewton Metr Milimetr Procenta Megapascal MilimetrĤ na metr Minuta

Odkazy na pĜílohy v textu (seznam pĜíloh) PĜíloha 1: Výkres stožáru 22 kV s popisem jednotlivých prvkĤ_A0. ............................ 15 PĜíloha 2: Schéma výrobní haly IV_A0............................................................................ 23 PĜíloha 3: Výkres 3D modelu „Díl 2- 13,5/40N“_A2. ...................................................... 30 PĜíloha 4: Výrobní výkres „Díl 2- 13,5/40N“_A2. ........................................................... 31 PĜíloha 5: DP-S-001_SESTAVA_A0 ................................................................................ 46 PĜíloha 6: DP-S-001-3_RÁM_A3 ...................................................................................... 46 PĜíloha 7: DP-S-001-5_UPEVĕOVACÍ ÚHELNÍK_A3 ................................................ 46 PĜíloha 8: DP-S-001-9_CENTROVACÍ ŠROUB_A4 ..................................................... 46 PĜíloha 9: DP-S-001-3-1_PěÍýNÍK_A2 ........................................................................... 46 PĜíloha 10: DP-S-001-3-2_PěÍýNÍK HLAVNÍ_A2 ...................................................... 46 PĜíloha 11: DP-S-001-3-3_HLAVNÍ NOSNÝ PROFIL_A3 ......................................... 46

9



1 Úvod 1.1 PĜedstavení Ĝešeného problému Tématem diplomové práce je zhodnocení stávajícího konstrukþního Ĝešení technologie výroby svaĜovaných pĜíhradových stožárĤ s následnou racionalizací procesu výroby. Cílem diplomové práce je zlepšení technických, pĜípadnČ organizaþních podmínek pĜi kompletaci svaĜovaného pĜíhradového stožáru, pĜi dosažení efektivnČjší výroby. Zejména se jedná o konstrukci pĜípravku, který proces svaĜování zefektivní, pĜi dodržení rozmČrových a kvalitativních požadavkĤ na výrobek. Pro dobré porozumČní Ĝešení pĜedstaveného problému je vhodné pĜedestĜít situaci v podniku vyrábČjícím svaĜované pĜíhradové stožáry a pĜedstavit ostatní skladbu vyrábČného sortimentu. Zejména proto, aby bylo zĜejmé, že pĜípadný pĜípravek specializovaný na výrobu pĜíhradových stožárĤ bude mít podstatný ekonomický pĜínos.

1.2 PĜedstavení spoleþnosti a výrobního programu [5] 1.2.1

PĜedstavení spoleþnosti EGE spol. s r.o.

EGE spolu se svými dceĜinými spoleþnostmi tvoĜí holding, jehož aktivity jsou zamČĜeny pĜedevším na dodávky speciálních zaĜízení pro potĜebu elektroenergetiky doma i v zahraniþí. Holding disponuje výhradnČ þeským kapitálem, vlastním know-how, vlastní výrobní základnou a pĜi obratu více než 1,5 mld. CZK zamČstnává cca 600 zamČstnancĤ, vþetnČ odborných projektantských týmĤ a zkušených montážních þet. Historie firmy se datuje od roku 1948. Z pĤvodní výrobní dílny pro potĜebu Jihoþeských elektráren vznikl samostatný podnik Energetické strojírny, který byl roku 1962 podĜízen jako výrobní závod podniku Energovod Praha. V roce 1990 se tento závod v rámci restrukturalizací opČt osamostatnil a vznikl státní podnik Energetik s tradiþní strojírenskou výrobou pro energetiku, avšak s novým vedením a novou podnikatelskou strategií. V roce 1992 vedení spoleþnosti podnik pod názvem EGE v rámci procesu privatizace od státu odkoupilo. V souþasné dobČ spoleþnost EGE pokraþuje v tradici a výrobním sortimentu urþeném pĜedevším pro potĜebu energetiky, avšak v úplnČ nové kvalitativní a obchodní dimenzi. DĤležitým momentem v dalším vývoji bylo rozhodnutí nezĤstat pouze v pozici výrobní firmy. Spoleþnost rozšíĜila svĤj výrobní program o projekþní a montážní þinnosti, rozšíĜila své obchodní aktivity prostĜednictvím dceĜiných spoleþností a pro podporu svých aktivit v zahraniþí zĜídila nČkolik obchodních zastoupení. RozšíĜením nabízených služeb firma výraznČ posílila své postavení mezi dodavateli energetického prĤmyslu. Dnes EGE obchoduje prakticky po celém svČtČ a svým zákazníkĤm mĤže nabídnout Ĝadu ucelených produktĤ a souvisejících služeb. EGE, spol. s r.o. vyrábí pĜedevším zhášecí tlumivky pro kompenzaci kapacitních proudĤ v sítích VN a VVN, zaĜízení pro automatizaci provozu zhášecích tlumivek, uzlové odporníky pro uzemnČní uzlĤ transformátorĤ v sítích VN, zapouzdĜené vodiþe - generátorové vývody elektráren, stožárové konstrukce všech napČĢových hladin od 22 kV do 400 kV, ocelové konstrukce rozvoden, ocelové konstrukce lanovek a prĤmyslových hal. EGE se dále zabývá projektováním a výstavbou solárních fotovoltaických elektráren dle pĜání zákazníka a poskytuje specializované služby zamČĜené na analýzu distribuþních sítí. Ke všem svým výrobkĤm zajišĢuje vlastní vývoj, návrh, projektovou þinnost, montáž a servis. [8]

10



MateĜská spoleþnost EGE spol. s r.o.

ObchodnČ-výrobní sekce

ZapouzdĜené vodiþe (ALU)

Elektrotechnika (ELA)

DceĜiné spoleþnosti

Ocelové konstrukce (OKO)

EGE Trading, s.r.o.

EGE Deutschland GmbH

Organizaþní složka BardČjov, Slovensko

Graf 1-1

Struktura holdingu

1.2.2 PĜedstavení sekce Ocelové konstrukce: Sekce Ocelové konstrukce se zabývá zejména dodávkami ocelových konstrukcí pro energetiku, jako jsou pĜíhradové stožáry pro nadzemní vedení VN a VVN, pomocné a hlavní konstrukce rozvoden a pĜíhradové trafostanice do 35 kV. Tyto dodávky je sekce schopna zabezpeþit od projektu pĜes výrobu až po stavební realizaci. MČsíþní objem výroby þiní cca. 660 tun ocelových konstrukcí (tj. cca. 8000 tun/rok). Sortiment pĜíhradových stožárĤ pokrývá cca 75% výrobní kapacity. Jedná se stožáry jak svaĜované konstrukce, tak pĜíhradové stožáry šroubované. Dalším sortimentem, pokrývajícím zbývajících cca 25% výrobní kapacity, jsou anténní pĜíhradové stožáry, lanovkové stožáry, ocelové montážní plošiny, pĜíhradové konstrukce pro dopravníky, ocelové konstrukce hal a speciální konstrukce dle potĜeb našich klientĤ. Všichni subdodavatelé sekce Ocelové konstrukce jsou držiteli certifikátu ISO 9001. Sekce odebírá materiál zejména od dodavatelĤ z Evropské unie. Konstrukce jsou žárovČ zinkovány dle EN 1461 výhradnČ v þeských nebo západoevropských zinkovnách. [8] 1.2.3

PĜehled výrobního sortimentu sekce ocelové konstrukce:

1.2.3.1 PĜíhradové stožáry 22 kV PĜíhradová svaĜovaná konstrukce z válcovaných rovnoramenných úhelníkĤ. Povrchová ochrana konstrukce je provádČna žárovým zinkováním nebo nátČrem. Typová Ĝada je v rozsahu podle vrcholového tahu od 12 kN do 80 kN a podle výšky stožáru od 12 do 24 m. Vybavení konzolami podle potĜeby investora. Obr. 1-1

11

PĜíhradové stožáry 22 kV



1.2.3.2 PĜíhradové stožáry 220 kV, 1x400 kV, 2x400 kV a 3x400 kV PĜíhradová ocelová konstrukce z válcovaných rovnoramenných úhelníkĤ v provedení šroubovaném s možností alternativního Ĝešení svaĜovaných dílĤ. Povrchová ochrana konstrukce je provádČna žárovým pozinkováním nebo nátČrem. Typová Ĝada je dČlena na stožáry nosné, rohové, výztužné, odboþné nebo portály. Obr. 1-2

PĜíhradové stožáry 400 kV

1.2.3.3 Ocelové konstrukce rozvoden 110kV a 400kV a pĜíhradové trafostanice Ocelová konstrukce z válcovaných profilĤ, svaĜovaná nebo šroubovaná, koncepþnČ individuelnČ projektovaná pro každý stavební zámČr. Povrchová ochrana konstrukce je provádČna žárovým zinkováním dle ýSN EN ISO 1461 nebo nátČrem þi kombinací obou možností. Obr. 1-3

Rozvodna a pĜíhradová trafostanice

1.2.3.4 Lanovkové stožáry PĜíhradové ocelové konstrukce z dutých profilĤ v kombinaci s U-profily, nebo úhelníkĤ v provedení celošroubovaném þi spolu se svaĜovanými díly. Povrchová ochrana konstrukce žárovým pozinkováním. Návrh a výroba lanovkových stožárĤ vyžaduje nejnároþnČjší požadavky na kvalitu. Sekce Ocelové konstrukce má ve zpracování tohoto sortimentu letité zkušenosti.

Obr. 1-4

12

Lanovkové stožáry



1.2.3.5 Ocelové konstrukce hal a jiné speciální konstrukce Sekce OKO je výrobcem a dodavatelem ocelových konstrukcí prĤmyslových a jiných speciálních konstrukcí. OKO je schopna zajistit vše od projekce, zpracování výkresové dokumentace vþetnČ statických výpoþtĤ, pĜes výrobu, dodávku až po koneþnou montáž hal vþetnČ opláštČní, klempíĜských prací, oken, dveĜí, vrat a svČtlíkĤ. Obr. 1-5 1.2.4

Ocelová hala

Detailní popis výrobku pĜíhradového stožáru 22 kV [7]

Podrobnou pĜedstavu o vzhledu a provedení stožáru získáme z následujícího slovního popisu a zejména z výkresu sestavy stožáru, kde jsou jednotlivé díly i s detaily jejich spojení vyobrazeny. Výkres stožáru 22 kV, s popisem jednotlivých prvkĤ je souþástí pĜíloh DP. 1.2.4.1 Druh konstrukce: Ocelové konstrukce stožárĤ jsou navrženy jako jednodĜíkové prostorové mĜížové konstrukce, vyrobené z normalizovaných ocelových válcovaných profilĤ, které jsou tvoĜeny pĜíhradou z rovnoramenných úhelníkĤ tvaru L. Jednotlivé prvky v dílech konstrukce jsou vzájemnČ svaĜeny a díly dĜíku jsou navzájem propojeny stykovými plechy a spojovacím materiálem. Konzoly jsou navrženy z profilĤ tvaru U a pĜípadnČ vyztuženy rovnoramennými úhelníky tvaru L. Prvky v konzolách jsou navzájem svaĜeny a k dĜíku je konzola pĜipojena pomocí spojovacího materiálu. 1.2.4.2 Hutní materiál: Základním materiálem pro výrobu stožárĤ je konstrukþní nelegovaná ocel S355JR+AR s minimální mezí kluzu 355 MPa. 1.2.4.3 Spojovací materiál: Šrouby jsou v konstrukci použity pouze pro spojení dílĤ stykovými plechy a pro uchycení konzol. Jako spojovací materiál je použito konstrukþních šroubĤ podle DIN 7990 o pevnosti 8.8 v kombinaci s hrubou maticí dle ýSN EN ISO 4032 a konstrukþní podložkou dle DIN 7989. Ke svaĜování je používán svaĜovací drát dle ISO 14 341-A (EN 440) G3Si1. 1.2.4.4 Povrchová ochrana: Povrchová ochrana se Ĝídí požadavkem zákazníka. StandardnČ je požadováno žárové zinkování dle EN ISO 1461- Žárové povlaky zinku nanášené ponorem na železných a ocelových výrobcích. Jednotlivé díly a prvky stožáru musí být navrženy a konstrukþnČ pĜipraveny pro žárové zinkování v souladu se smČrnicí DASt 022. Spojovací materiál je dodáván rovnČž žárovČ pozinkován. 1.2.4.5 Tvar konstrukce: Konstrukce se skládá z jednotlivých dílĤ dĜíku a urþené konfigurace konzol. Tvar konstrukce urþuje výhradnČ projektant vedení 22 kV.

13



1.2.4.6 DĜík: První díl dĜíku stožáru (hlava stožáru) je v dĤsledku unifikace poþtu konzol ve své horní þásti vyrábČn bez pĜírĤstku šíĜky (bezúbČhový). Hlava stožáru má šíĜku prizmatické þásti 700x700mm v délce 5,55 m. Pro uchycení konzol v þelních stČnách dĜíku jsou v místech daných specifikaþním listem zhotoveny otvory o prĤmČru 17,5 mm. U celé stožárové Ĝady je pro spodní þást stožáru použit jednotný pĜírĤstek šíĜky stožáru 50 mm/m. Všechny dĜíky jsou þtvercového pĤdorysu. VýškovČ jsou nabízeny stožáry od 12m do 24m. Všechny diagonály a pĜíþky dĜíku jsou vaĜeny pĜírubou dovnitĜ stožáru. Konstrukce patky byla z dĤvodu úspory hmotnosti navržena bez nepotĜebných diagonál a pĜíþek. I pĜes jejich absenci zajišĢuje toto konstrukþní Ĝešení dostateþnou tuhost patky pĜi jejím osazení do základové jámy a po zabetonování zajišĢuje dostateþnou únosnost pro pĜenesení vnitĜních sil. Konstrukce patky také plnČ brání možnému vytržení patky z tČlesa základu. 1.2.4.7 Provedení stykĤ: Styky jsou navrženy jako šroubované a jednostĜižné. PĜi konstrukþním zpracování byl z hlediska bezproblémové montáže stykový plech u hĜbetu stojiny zúžen o 5 mm. Vlastní otvory styku jsou oproti prĤmČru použitého šroubu standardnČ zvČtšeny o 1,5mm. Vzájemná vzdálenost jednotlivých šroubĤ a jejich umístČní od okrajĤ pĜipojovaných dílĤ a stykové pĜíložky jsou uvedeny ve výkresové dokumentaci. 1.2.4.8 Konzoly: Dle potĜeby je v projektech možné použít rĤzné velikosti a typy konzol. Jedná se o oboustranné konzoly nebo jednostranné konzoly v standardních velikostech 1000, 1500 a 2000 mm. Uchycení na dĜík stožáru je realizováno pomocí šroubĤ M16. Na vrcholu dĜíku stožáru je zavČtrovací pĜíþka (rámeþek) vyvaĜena. V pĜípadČ umístČní konzoly do jakéhokoliv jiného místa hlavy stožáru musí být do tohoto místa dĜíku doplnČn i odpovídající zavČtrovací rámeþek.

14


PĜíloha 1:


Výkres stožáru 22 kV s popisem jednotlivých prvkĤ_A0.

15



2 Úloha racionalizace práce ve strojírenském podniku 2.1 Racionalizace procesu výroby svaĜovaného stožárového dílu Racionalizace práce je nástroj, díky kterému mĤžeme dosáhnout zefektivnČní výrobního procesu. Pomocí racionalizace práce jsme schopni pochopit a podrobnČ poznat proces výroby svaĜovaného pĜíhradového stožáru a tím nalézt nedostatky pĜi jeho výrobČ. Získané informace jsou podkladem pro následnou analýzu. ZjištČné nedostatky jsme poté schopni minimalizovat, pĜípadnČ úplnČ odstranit. Z tohoto dĤvodu je žádoucí pĜedstavit proces racionalizace a jednotlivé její pĜístupy.

2.2

Cíle racionalizace [9]

Podstatou racionalizace práce ve strojírenském podniku je trvalé zdokonalování výrobního systému. Hlavním pĜedpokladem je, aby se výrobní proces zdokonaloval pĜi využití stále vyšší úrovnČ techniky, technologie, organizace práce, výroby i Ĝízení. Jejím základem je odstranČní ztrát a nalezení existujících rezerv. Racionalizace zároveĖ vyžaduje zavádČní nových technických a organizaþních opatĜení. V oblasti práce jako takové vede racionalizace též k vytvoĜení podmínek, pĜi nichž se pracovníci mohou na své úkoly plnČ soustĜedit, pracovat ve vysokém výkonu s úsporou pracovní síly. Racionalizace se vždy zaštiĢuje ekonomickou kalkulací, protože smČĜuje k vyšší rentabilitČ a hospodárnosti procesĤ. Hlavním požadavkem racionalizace je její praktické zamČĜení, kde je využita k ovČĜení a aplikaci praktických zmČn a nástrojem dalšího rozvoje poznávání.

Obr. 2-1

Cíl a princip racionalizace v podniku

16



2.3 Systémy a oblasti racionalizace [9] Námi sledovaným oborem je zejména racionalizace práce. Ta je pro nás cílem hlavního racionalizaþního úsilí v oblasti Ĝešení technologie, organizace, fyziologie a psychologie práce. Další oblastí racionalizace je produktivní fungování základních výrobních fondĤ. ěeší se v ní zejména pĜíprava práce, pĜísun a odsun zaĜízení, obsluha, udržování a opravy strojĤ, budov a staveb. Jiným cílem racionalizace je materiálové hospodaĜení a pohyb materiálu. Jeho pohyb a manipulace s ním, pĜedstavuje znaþný díl práce i nákladĤ ve firmČ. Úkolem racionalizace dopravy je vyluþování zbyteþné pĜepravy materiálu, kdy se volí nejkratší cesta pro jeho pĜepravu a zároveĖ se zvyšuje i její plynulost. Snižujeme materiálové reprodukþní náklady a zlevĖujeme manipulaci. Velkou oblastí s možností racionalizace je oblast administrativní a oblast Ĝízení. I v tČchto þinnostech se dají nalézt znaþné rezervy a možnosti zefektivnČní jednotlivých procesĤ. Jednotlivé systémy racionalizace jsou pĜehlednČ uvedeny na následujícím obrázku.

Obr. 2-2

Systémy racionalizace v podniku

17



2.4 Základní nástroje racionalizace [9] Jako základní nástroje racionalizace jmenujme: 1. Optimalizaci provádČní pracovních operací 2. Ergonomii pracovištČ 3. Technické úpravy pracovišĢ 4. Technologiþnost konstrukce 5. UspoĜádání pracovišĢ Bližší pĜedstavení jednotlivých nástrojĤ racionalizace: 2.4.1 Optimalizace provádČní pracovních operací Jako optimální, je voleno vždy jen jedno, ideální Ĝešení. To jsme zvolili na základČ dosažení hodnotících kritérií, které jsme si pĜedem stanovili. Proto je dĤležité pĜedem dĤkladnČ zvážit druh a zejména dĤležitost všech vybraných kritérií. V našem pĜípadČ výroby svaĜovaného pĜíhradového stožáru jmenujme napĜ. þasovou nároþnost jednotlivých operací, náklady na strojní vybavení, nebo minimalizace manipulaþních þasĤ. 2.4.2 Ergonomie pracovištČ [3] Ergonomie je vČdní obor, který se v systémovém pojetí zabývá zejména vazbami mezi þlovČkem, technikou a prostĜedím. Zejména fyziologické limity þlovČka a jejich znalost, pomáhají sladit tento systém ve snaze o zvýšení výkonu pĜi souþasném snížení pracovní zátČže. Nás z hlediska kompletace dílu svaĜovaného stožáru nás zajímá zejména pohodlná výška pracovní roviny, rizika vyplývající s manipulace s dílcem a proces svaĜování. PodrobnČ jsou všechny aspekty vČnující se ergonomii svaĜovacího pracovištČ ve spoleþnosti EGE, zpracované v mé bakaláĜské práci [5]. S ergonomií úzce souvisí i pojem technika prostĜedí, uspoĜádání pracovištČ a jeho vybavení. To vše mĤže do znaþné míry ovlivnit výkon þlovČka a snížit jeho pracovní zátČž. Základními oblastmi ergonomie jsou fyziologie, sociologie a psychologie práce jako takové. Velmi úzce souvisí ergonomie pracovištČ s jeho uspoĜádáním, které je popsáno v následujících odstavcích. 2.4.3 Technické úpravy pracovišĢ Do této kategorie patĜí zejména pĜípravky, držáky, mechanismy a jiné pomĤcky, které jsou schopné práci usnadnit a do znaþné míry ji zjednodušit. V našem pĜípadČ se jedná zejména o již zmínČný pĜestavitelný pĜípravek, díky kterému jsme schopni proces výroby urychlit. Jeho nasazení musí být adekvátní množství výrobkĤ, které budeme jeho pomocí vyrábČt, aby byla zaruþena návratnost vstupní investice. To je potĜeba zvážit a podložit technicko-ekonomickým zhodnocením, které je souþástí DP. 2.4.4 Technologiþnost konstrukce [11] Je to pojem, který v sobČ obsahuje Ĝadu konstrukþních, technologických i ekonomických faktorĤ. ZjednodušenČ ho lze charakterizovat jako vhodnost konstrukce z hlediska výroby. Je závislý na technologických a výrobních možnostech závodu, velikosti výrobní dávky, stupni automatizace a dalších. Vedle samotné racionalizace v sobČ zahrnuje další pojmy, jako jsou simplifikace, standardizace, normalizace, typizace, unifikace, dČdiþnost a klasifikace. Jedná se o proces, který se uplatĖuje zejména v návrhu a konstrukci svaĜovaného stožárového dílu, ménČ již v procesu výroby jako takové. Vhledem k typizaþní smČrnici [7] a v ní formulovaných požadavkĤm zákazníka nejsme schopni jako výrobci

18



zásadnČ ovlivnit konstrukci a provedení stožárĤ. UrþitČ by ale bylo vhodné a žádoucí, spolupracovat s projektanty pĜi dalším vývoji stožárĤ a uplatnit zkušenosti s jejich stávající výrobou. Doporuþit Ĝešení, která by proces výroby zjednodušila, zkrátila výrobní þasy a tím celý výrobek zlevnila. Zejména bych jmenoval systém napojení bezúbČhové hlavy stožáru na díl s pĜírĤstkem. Ta je v souþasné dobČ realizovaná pomocí ohybu rohových úhelníkĤ, ale výrobnČ jednodušším Ĝešením by bylo docílit zmČny pĜírĤstku pomocí ohýbaných plechĤ, jak tomu je v souþasné dobČ u stožárĤ, dodávaných pro distribuþní síĢ na Slovensku. 2.4.5 UspoĜádání pracovišĢ Jak už bylo popsáno, je uspoĜádání pracovištČ blízké organizaci práce a ergonomii. Efektivní rozmístČní strojĤ, minimalizace manipulace s výrobky a blízká dostupnost skladových ploch zásadnČ ovlivĖují nejen výrobní þasy, ale zejména pomáhají snížit náklady díky menší þasové nároþnosti. DĤležitá je zejména intenzita materiálových tokĤ, které musí být pĜizpĤsobeno rozmístČní pracovišĢ od navážení materiálu až po expedici hotových výrobkĤ. Pro samotnou výrobní þinnost musí být dodrženy vhodné zorné podmínky, pracovní poloha, podmínky pro ekonomické vykonávání pracovních pohybĤ a biomechanické podmínky.

2.5 Jednotlivé stupnČ racionalizace [9] Racionalizaci z hlediska poslání dČlíme na dvČ základní skupiny. Jedná se o oblast racionalizace preventivní a racionalizaci korektivní. Preventivní racionalizace v sobČ zahrnuje posouzení dokumentace, její komplexnost, zda obsahuje projekt technického a organizaþního uspoĜádání pracovního procesu. Posuzujeme zejména množství pracovních míst, rozmístČní pracovišĢ, optimalizaci pracovních postupĤ, podmínky práce, a zda je pracovní síla v procesu vynakládána hospodárnČ. Korektivní racionalizace analyzuje výrobní proces a navrhuje zmČny zejména v organizaþním uspoĜádání pracovního procesu pomocí aplikace menších technických zmČn, které se následnČ pĜíznivČ projevují v normách spotĜeby práce. PĜedmČtem korektivní racionalizace je zejména racionalizace poþtu pracovníkĤ, pracovišĢ, racionalizace materiálových tokĤ a pracovních postupĤ a již zmínČná racionalizace norem spotĜeby práce. Jak už bylo popsáno, racionalizace procesu výroby obsahuje velké množství technickotechnologických, organizaþních, ekonomických a hledisek. Komplexním pĜístupem pĜi hledání optimálního uspoĜádání všech tČchto kritérií dosáhneme maximálního využití rezerv v souþasném stavu tzv. korektivní racionalizace. Pokud pomocí dalších investic dosáhneme inovace výrobního procesu, hovoĜíme pĜi tom o tzv. komplexní racionalizaci. Jednotlivé stupnČ komplexní racionalizace jsou patrné z následujícího grafu.

19


Graf 2-1


PĜíklady úrovní racionalizace práce [9]

Z pohledu námi Ĝešeného problému výroby stožárového dílu je snaha o dosažení maximální úrovnČ racionalizace s minimem investiþních nákladĤ. Díky pĜípravku na svaĜování a podrobnému výrobnímu postupu dosáhneme druhého až tĜetího stupnČ racionalizace prezentovaného v pĜedchozím grafu.

2.6 Metodický postup racionalizaþní studie [1] Základem metodického postupu pro racionalizaci práce je analýza, na základČ které hledáme cesty ke zdokonalení systému a realizujeme potĜebná opatĜení. Postup je tvoĜen na sebe navazujícími dílþími kroky, díky kterým je nám umožnČno správnČ posoudit výchozí stav, hledat varianty Ĝešení a realizovat, z hlediska námi zvolených kritérií, optimální Ĝešení a ovČĜit jeho správnost. Jedná se o aplikaci tzv. procesního pĜístupu k Ĝešení problému organizace práce. Struþný popis jednotlivých krokĤ je znázornČn v postupovém grafu. Ten je obecným návodem, který je tĜeba pĜizpĤsobit konkrétním podmínkám, možnostem a stanoveným cílĤm.

20


Graf 2-2


Graf metodického postupu pĜi racionalizaci a organizaci práce [1] 21



Jednotlivé fáze metodického postupu racionalizace práce tedy jsou: 1. Identifikace problému a cíle Ĝešení. 2. Rozbor stávajícího stavu. 3. Návrh (projekt) Ĝešení. 4. Realizace zvolených Ĝešení. 5. Kontrola a vyhodnocení výsledkĤ. V diplomové práci postupujeme podle výše uvedeného metodického postupu racionalizace práce. Od identifikace problému, pĜes rozbor stávajícího stavu a návrhu Ĝešení. V pĜípadČ realizace a vyhodnocení výsledkĤ bude zhodnocení pĜínosĤ probíhat v teoretické rovinČ, pomocí þasové simulace. Pro objektivitu bude þasový pĜínos spíše podhodnocen, aby bylo dosaženo nižší míry rizika, pro výpoþet doby a množství nutných pro uhrazení investiþních nákladĤ. StejnČ tak tomu bude i pĜi odhadu mČsíþního odvodu regálových dílĤ na sklad.

3 Popis dosavadního postupu výroby vybraných dílĤ pĜíhradového stožáru. V této kapitole se budeme zabývat popisem výrobní haly, pracovištČm, technologií a samotnou výrobou stožárĤ 22 kV, tak zejména zamČĜením a rozsahem možných racionalizaþních opatĜení, které z hlediska zvolených kritérií nejlépe optimalizují proces výroby. V návaznosti na pĜedešlý graf se jedná o krok þ. 2., rozbor souþasného stavu s nalezením úzkých míst pĜi použití stávajícího zpĤsobu výroby. Pro dobrou orientaci v problematice je rovnČž žádoucí, dobĜe porozumČt technologii výroby a uspoĜádání jednotlivých pracovišĢ, tj. poznat prvky výrobního systému z hlediska jejich funkce a vzájemných vazeb. ZároveĖ je dĤležitá i volba a zdĤvodnČní výbČru konkrétních stožárových dílĤ, na nichž budeme racionalizaþní opatĜení aplikovat, abychom díky nasazení racionalizaþních opatĜení dosáhli co nejvČtšího efektu.

3.1 Popis výrobní haly sekce OKO [5] Hlavní výrobní hala je þtyĜlodní s pĜíþnou komunikaþní uliþkou. Celá hala je kompletnČ osazena portálovými jeĜáby s nosností 5 tun. Ty zajišĢují vykládání materiálĤ k zpracování, nebo transportují již hotové výrobky na ruþnČ vedené vozíky, které je po kolejích odváží do paletizace. Nosnými prvky výroby jsou dČrovací lisy na úhelníky, kterých je ve výrobČ nejvíce (na pĜíhradové stožáry VVN). Z jedné strany jsou strojem vtaženy úhelníky, které stroj nadČruje a zakrátí. Hotové úhelníky jsou potom transportovány do paletizace a dále do zinkovny na finální povrchovou úpravu. UspoĜádání a funkce strojĤ nevyžaduje a ani neumožĖuje úpravy, které by zvýšili efektivnost pracovní þinnosti. PodobnČ jsou na tom i jiná pracovištČ strojĤ. JmenovitČ lisy, vrtaþky, CNC vrtací centrum, CNC pálicí stroj na plechy, tryskaþ, tabulové nĤžky a pila. Dalším pracovištČm ve výrobní hale jsou sváĜecí pracovištČ (svaĜovny). Zde zhotovují dČlníci svaĜence. SváĜecí pracovištČ a komletace pĜíhradového stožáru je hlavním pĜedmČtem zkoumání v této DP. RozmístČní jednotlivých pracovišĢ a strojĤ je patrný z pĜiložené dispozice.

22


PĜíloha 2:

Schéma výrobní haly IV_A0. 23




3.2 Popis pracovištČ svaĜovny PracovištČ je oddČleno od zbytku haly mobilními plechovými zástČnami. ZástČny plní ochranou funkci, kdy eliminují škodlivý vliv záĜení, vzniklém pĜi obloukovém svaĜování. Jejich kovový povrch umožĖuje magnetické pĜichycení výkresové dokumentace potĜebné ke kompletaci svaĜencĤ. ZástČny jsou opatĜeny závČsným okem, díky kterému je umožnČna snadnČjší manipulace pomocí jeĜábu. Jednotlivé moduly zástČn jsou 2 m široké a 1,85 m vysoké. Mezi jednotlivými bloky zástČn jsou i moduly s dveĜmi, kterými je umožnČn prĤchod z jednoho sváĜecího pracovištČ do druhého.

Obr. 3-1

SváĜecí pracovištČ ohraniþené mobilními plechovými zástČnami

Samotné pracovištČ se skládá z kovových stojanĤ, na kterých sváĜeþ zhotovuje jednotlivé svaĜence. Stojany jsou fixovány ke dvČma zabetonovaným profilĤm pomocí nastehování. Jednotlivé stojany jsou kvĤli obloukovému svaĜování pĜipojeny ke sváĜecímu zdroji pomocí svorek. Výška stojanĤ je 0,75 m a jsou tvoĜeny rovnoramenným L profilem 180/18 (200/20) mm o délce 2,5 m. Rozteþ jednotlivých stojanĤ je 1,2 až 2 m. Jejich rozmístČní je v pevném rastu a neumožĖuje rychlé pĜestavení rozteþe. Výrobky na sváĜecím pracovišti jsou velmi rĤznorodé a jedná se ve vČtšinČ pĜípadĤ o kusovou výrobu. Na standardní výrobky, které jsou vyrábČny ve vČtších sériích, jsou vyrobeny pĜípravky s dorazy, které sváĜeþi pomáhají dodržet potĜebné rozmČrové tolerance. Ve vČtšinČ pĜípadĤ se svaĜence vyhotovují pouze na kovových stojanech, kde jsou upevnČny pomocí svČrek, nebo jsou ke stojanu pĜibodovány.

Obr. 3-2

Detail uchycení stojanu 24



Dalším dĤležitým prvkem sváĜecího pracovištČ jsou pracovní stoly. Ty jsou umístČny u každého pracovištČ. Slouží dČlníkĤm k pĜípravČ dílĤ použitých následnČ na svaĜencích. V zásuvkách stolu má sváĜeþ k dispozici vhodné nástroje. StĤl je rovnČž vybaven svČrákem na rĤzné zámeþnické práce. Pro lepší zrakovou pohodu je prostor stolu dodateþnČ osvČtlen záĜivkovými tČlesy. Výška pracovního stolu je 0,85 m, což odpovídá standardní velikosti.

Obr. 3-3

Pracovní stoly

3.3 Popis technologie svaĜování Samotné svaĜování probíhá elektrickým obloukem, metodou MAG pĜi použití ochranné atmosféry z CO2 s pĜímČsí argonu. MAG – Metal Active Gas - tedy ochranný plyn aktivní, který chemicky reaguje s roztavenou lázní. Zásobování ochranným plynem je uskuteþnČno pomocí centrálního rozvodu, který je zásobován plynem ze svazkĤ. Argon je do centrálního rozvodu dodáván z venkovního zásobníku. PĜi svaĜování MAG je svaĜovací drát posunován pomocí externího podavaþe pĜes hoĜák do hoĜícího elektrického oblouku, kde je roztaven a pĜenesen do svarové láznČ. Energie potĜebná pro hoĜení oblouku je dodávána ze svaĜovacího zdroje. Elektrický oblouk a svarová lázeĖ jsou chránČny ochranným plynem aktivního charakteru (smČs oxidu uhliþitého s argonem), který je pĜivádČn dýzou hoĜáku.

Obr. 3-4

Podavaþ svaĜovacího drátu

Obr. 3-5 25

SvaĜovací hoĜák


Obr. 3-6

Obr. 3-8

SvaĜovací zdroj


Obr. 3-7

Svazek oxidu uhliþitého

Schéma zapojení celého svaĜovacího systému [10]

26



3.4 VýbČr dílĤ stožáru pro následnou racionalizaci 3.4.1 VýbČr vhodného stožárového dílu Jak už bylo popsáno v kapitole 1.2.4, stožár 22 kV se skládá ze základového dílu, dĜíku a konzol v rĤzných modifikacích, dle konkrétního požadavku projektanta stavby. Ten specifikuje jednotlivé konfigurace stožárĤ v objednávce. Z hlediska racionalizace bude nejvýhodnČjší vybrat stožárové díly, které jsou nejþastČji požadovány a tvoĜí tak nejvČtší objem výroby. Pro tyto úþely byla analyzována data expedovaných stožárĤ za první dva mČsíce roku 2013 a celý rok 2012, aby byl vybrán typ stožáru, který byl zákazníky požadován nejvíce. Data byla získána ze seznamu zakázek vedeným oddČlením technické pĜípravy. Obchodní oddČlení eviduje pouze celkové hmotnosti objednaných stožárĤ, ale nevede si statistiky o použití konkrétních stožárových typĤ. Kontingenþní tabulky s jednotlivými stožárovými typy a jejich þetností jsou uvedeny níže.

27


Tab. 3-1


Objem výroby pĜíhradových stožárĤ 22 kV za období 1.1.2012-25.2.2013 28



3.4.2 Zhodnocení získaných informací Z tabulky je patrný razantní nárĤst objemu výroby pĜíhradových stožárĤ v roce 2013. Ten je dán potĜebou zákazníka a ukazuje na to, že plánovaná racionalizace výroby mĤže pĜinést znaþné finanþní úspory. Realizovaný objem v roce 2013 je již v druhém mČsíci roku o 27% vyšší, než celkový objem výroby za uplynulý rok. To je obrovský nárĤst, který mČlo obchodní oddČlení pĜedpokládat, ale jak se ukazuje, nikdo na nastálou situaci nebyl v dlouhodobém horizontu pĜipraven. Pokud nebudeme znát dlouhodobou potĜebu zákazníka, budeme muset poþítat s velkou mírou nejistoty pĜi jakémkoliv plánování investic. ZároveĖ je ale nyní tĜeba se vypoĜádat v krátkém þase, s pĤvodnČ neplánovaným objemem stožárĤ, které výroba není schopna vzhledem ke své kapacitČ uspokojit. Tento problém je Ĝešen zajištČním kooperaþních firem, ve kterých jsou schopni daný výrobek svaĜit a dodat ho se všemi požadovanými kvalitativními i funkþními požadavky. To ale klade veliký dĤraz na kontrolu kvality, aĢ už samotných vyrobených dílĤ, tak zároveĖ na vstupní materiál. Protože jsou stožáry zejména dodávávány jako celek, je z hlediska objemu vždy zastoupený shodný prizmatický, bezúbČhový díl stožáru (hlava). Následuje úbČhový dĜík stožáru s rĤznou šíĜkou, dle dané výšky stožáru. PĜi výšce stožáru nad 21 m jsou modulovČ skládány dva úbČhové díly nad sebou. Patka stožáru spolu s konzolami jsou z hlediska objemu nejménČ zastoupené. Z prezentované tabulky vyrobených stožárĤ vyplývá, že nejþastČji dodáváným stožárem byl stožár 22 kV 13,5/40N. Z pĜehledu je tedy patrné, že nejþastČji jsou dodávány úbČhové stožárové díly (základový díl a nadzákladové díly), které zároveĖ tvoĜí nejvČtší podíl celkového objemu. Jako pĜedstavitele výrobku pro aplikovanou racionalizaci zvolíme tedy „Díl 2- 13,5/40N“. Ten se vyskytuje na všech nejvíce dodávaných stožárech a zároveĖ je ho ve spojení se základovým dílem nevČtší hmotnostní podíl. Jednotlivé hmotnostní zastoupení úbČhových dílĤ v celkové hmotnosti daného stožáru je zĜejmé z následující tabulky.

Stožár 22 kV 13,5/40N

Procentuální zastoupení dílĤ v hmotnosti stožáru

Díl 3 úbČhový základový Díl 2 úbČhový ÚbČhové díly celkem Díl 1 prizmatický Konzoly Stykové plechy Spojovací materiál

Tab. 3-2

18% 30% 48% 32% 16% 3% 1%

Tabulka hmotn. zastoupení jednotlivých dílĤ ve stožáru 22 kV 13,5/40N

Pro potĜeby DP byl vytvoĜen 3D model úbČhového dílu stožáru v programu Autodesk Inventor, aby bylo možné racionalizaþní opatĜení výrobního procesu objektivnČ zhodnotit a zkontrolovat tak ve virtuálním prostĜedí správnost jejich nasazení. Výkres 3D modelu dílu stožáru je souþástí pĜíloh k DP.

29


PĜíloha 3:

Výkres 3D modelu „Díl 2- 13,5/40N“_A2. 30




3.5 Postup procesu výroby pĜíhradového stožáru [6] 3.5.1 Výrobní dokumentace Samotná výroba pĜíhradového stožáru probíhá podle výrobní dokumentace vytvoĜené v programu Auto CAD. Na výkresu je zobrazena jedna strana stožárového dílu a pĤdorys s prostorovou pĜíþkou. PĜedpokládá se, že pohled na všechny stČny pĜíhradového stožáru je shodný. Jednotlivé pĜíþky stožáru mají své pozice. Na výkresu jsou okótovány všechny potĜebné rozmČry vþetnČ velikosti svarových spojĤ, vþetnČ detailĤ založení jednotlivých pĜíþek. Výkres obsahuje i potĜebné údaje o maximálních možných výrobních tolerancích. PĜíklad výkresové dokumentace úbČhového dílu stožáru je uveden v pĜíloze DP.

PĜíloha 4:

Výrobní výkres „Díl 2- 13,5/40N“_A2.

31



3.5.2 PĜíprava Výroba probíhá vždy dle výrobní výkresové dokumentace jednotlivých dílĤ. Princip výroby je shodný pro jakýkoliv díl kteréhokoliv typu stožáru. Díly stožárĤ 22kV jsou tvoĜeny celosvaĜovanou pĜíhradovou konstrukcí. Používaný profil je za tepla válcovaný úhelník z materiálu S355J2 dle EN 10025-2. Výroba probíhá v zastĜešené temperované hale. Úhelníky jsou nadČlené na odpovídající délky dle výkresové dokumentace a jsou do nich vyraženy nebo vyvrtány požadované otvory. Tato þinnost je automatizovaná a probíhá na CNC Ĝízených strojích. PĜed svaĜováním dílĤ jsou jednotlivé úhelníky otryskány pro odstranČní rzi a okují tak, aby byly pĜipraveny pro svaĜovací proces. 3.5.3

Proces svaĜování

3.5.3.1 SvaĜovací proces obecnČ SvaĜování je dnes považováno za zvláštní technologický proces. Proto se požaduje prĤbČžná kontrola a sledování dokumentovaných postupĤ, aby byly splnČny stanovené požadavky. ZároveĖ je nutno vyžadovat odbornČ zpĤsobilé a pĜíslušné kvalifikované pracovníky v profesích sváĜeþ, kontrola, sváĜeþský dozor, atd. SvaĜování probíhá v souladu s požadavky norem ýSN EN 1090-2, ýSN EN ISO 38342, pĜípadnČ s doplĖujícími požadavky zákazníka. Tyto požadavky norem jsou zapracovány v interních pĜedpisech EGE spol. s r.o. PĜi vlastním procesu svaĜování jsou dodržovány požadavky tČchto norem • • • • • • • • • • •

Metoda svaĜování: ýSN EN ISO 4063: 135 Kvalifikace sváĜeþĤ: ýSN EN 287-1 135 P FW 1.2 S t10 PF ml Specifikace postupu svaĜování: ýSN EN ISO 15619-1: WPS 02/2011 Fe, WPS 2/99 Fe, WPS 02/2006 Fe Protokolu o schválení postupu svaĜování: ýSN EN ISO 15614-1: WPQR 29/2011, WPQR 15/2008,WPQR 14/2008 SvaĜovací dozor: ýSN EN ISO 14731: IWT PĜídavný svaĜovací materiál: ýSN EN ISO 14341: G3Si1 Ochranný svaĜovací plyn: ýSN EN ISO 14175: Z - ArC - + NO 18/0,03 PĜíprava svarových ploch: ýSN EN ISO 9692-1 Vizuální kontrola svarĤ: ýSN EN ISO 5817: D Kvalifikace NDT pracovníkĤ: ýSN EN 473: II Tolerance svaĜovaných konstrukcí: ýSN EN 1090-2: 2

3.5.3.2 Postup svaĜování jednotlivých dílĤ Jednotlivý díl stožáru se skládá se 4 jednotlivých identických samostatných dílĤ a to pravý a levý boþní díl, horní a dolní díl. Samotná výroba stožárového dílu nemá jednotný postup sestavení. Ten je rozdílný, dle konkrétního sváĜeþe. To se týká i sestavení samotného pĜípravku. Po popis postupu výroby bylo vybráno pracovištČ se zkušeným pracovníkem, který je v dlouhodobém horizontu schopen plnit normohodiny stanovené na výrobek. SvaĜování na tomto pracovišti probíhá podle následujícího postupu.

32



1) Sestavení pravého boþního dílu: samostatný díl • Sestavení rohových úhelníkĤ v požadované vzdálenosti od sebe podle výkresové dokumentace pomocí sestavovacího pĜípravku. Ten se skládá z úhelníkĤ, nabodovaných v požadovaných vzdálenostech na stojanech. K tČmto úhelníkĤm jsou pomocí upínek pĜichyceny rohové úhelníky. Na zaþátku jsou rohové úhelníky vycentrovány pomocí trnu s otvorem na pĜípravku a upínkami k nČmu dotaženy.

•

• •

Obr. 3-9

Ustavení boþního dílu do pĜípravku a rozmístČní diagonál

Obr. 3-10

Místo pro vycentrování stožárového dílu s dorazem a bez dorazu

Následuje sestavení diagonál, pĜíþek a plechu v požadované vzdálenosti od sebe podle výkresové dokumentace pomocí sestavovacího pĜípravku a následné nastehování stehovým svarem a následným zavaĜením v poloze svaĜování PB: vodorovné shora. Ostatní svary z druhé strany stČny se vyhotovují až v další fázi, aby bylo zamezeno zbyteþné manipulaci s dílem. PĜíþky se mezi rohové úhelníky vkládají se shodným založením z obou stran. Jejich umístČní není z hlediska funkþnosti dílu tak dĤležité, jako umístČní a rozteþe dČr v rohových úhelnících. OþištČní okolí svarĤ pomocí úhlové brusky. Po svaĜení a oþištČní se hotová stČna stožáru uvolní z pĜípravku a pomocí jeĜábu transportuje mimo pĜípravek, který je tímto pĜipravený pro sestavení další stČny.

33



2) Sestavení levého boþního dílu: samostatný díl • Sestavení rohových úhelníkĤ v požadované vzdálenosti od sebe podle výkresové dokumentace pomocí sestavovacího pĜípravku. • Následuje upnutí do pĜípravku. • Postup sestavení, svaĜování i þištČní je vzhledem k soumČrnosti stožáru a stejnému úbČhu v obou stČnách shodný pro všechny þtyĜi stČny stožáru. • Postup je tedy identický jako u pĜedchozího dílu.

Obr. 3-11

Pravá a levá stČna stožárového dílu a jejich manipulace.

3) Sestavení spodní stČny: spojení pravého a levého boþního dílu • Uchycení obou dílĤ do pĜípravku pomocí upínek. • Následuje nasazení dvou horních þástí pĜípravku. Ty jsou dĤležité vhledem k deformacím vzniklým pĜi svaĜování. Pokud by se spodní stČna s úhelníky svaĜila bez pĜípravku, došlo by k rozevĜení a deformacím stožárového dílu, které je nežádoucí a muselo by být odstranČno pĜi následném svaĜení horní stČny.

Obr. 3-12

Horní prvky svaĜovacího pĜípravku.

34


•

• • •


Sestavení diagonál a pĜíþek v požadované vzdálenosti od sebe podle výkresové dokumentace pomocí sestavovacího pĜípravku a následné nastehování stehovým svarem a zavaĜení v poloze svaĜování PB: vodorovné shora Následuje zavaĜení horních svarĤ na obou boþních dílech v poloze svaĜování PB: vodorovné shora podle WPS 02/99 Fe, WPS 02/2006 Fe v poloze svaĜování PA OþištČní okolí svarĤ pomocí úhlové brusky jak na svarech spodní stČny, tak na nových vnČjších svarech boþních dílĤ. Stožárový díl se uvolní z pĜípravku a otoþí o 180°

4) Sestavení horní stČny: dopojení stožárového dílu o poslední stČnu • •

• •

Uchycení stožárového dílu upínkami v pĜípravku Sestavení diagonál a pĜíþek v požadované vzdálenosti od sebe podle výkresové dokumentace pomocí sestavovacího pĜípravku a následné nastehování stehovým svarem podle WPS 02/2011 Fe v poloze svaĜování PB: vodorovné shora Následuje zavaĜení horních svarĤ na obou boþních dílech v poloze svaĜování PB: vodorovné shora podle WPS 02/99 Fe, WPS 02/2006 Fe v poloze svaĜování PA OþištČní okolí svarĤ pomocí úhlové brusky.

5) DovaĜení prostorových diagonál v rámeþku stožáru • •

Zkontroluje se pravoúhlost svaĜovaného dílu pomocí zmČĜení úhlopĜíþek horních a spodních rohĤ úhelníkĤ. Nastehuje se a následnČ zavaĜí prostorová pĜíþka v horní þásti rámeþku stožárového dílu.

6) DovaĜení „vnČjších“ svarĤ na horní a spodní stČnČ • Stožárový díl se uvolní z pĜípravku a pomocí jeĜábu otoþí o 90° • Následuje zavaĜení vnČjších svarĤ na horní a spodní stČnČ v poloze svaĜování PB: vodorovné shora podle WPS 02/99 Fe, WPS 02/2006 Fe v poloze svaĜování PA a oþištČní okolí svarĤ. • Stožárový díl se opČt otoþí pomocí jeĜábu o 180°. Následuje zavaĜení vnČjších svarĤ na horní a spodní stČnČ v poloze svaĜování PB: vodorovné shora podle WPS 02/99 Fe, WPS 02/2006 Fe v poloze svaĜování PA a oþištČní okolí svarĤ.

3.5.3.3 Popis stávajícího svaĜovacího pĜípravku V souþasné dobČ nejsou využívány univerzální šablony pro sestavení dílĤ. Pro výrobu v sérii se pro každý díl stožáru provede doþasný sestavovací pĜípravek. Ten se skládá z dorazĤ pĜivaĜených na svaĜovacích stolech. Tento pĜípravek se po použití odstraní. Úhelníky, ke kterým jsou jednotlivé rohové stojiny pĜichyceny, se musí pomocí úhlové brusky odbrousit, 35



pĜípadnČ doraz odstranit ranou zámeþnickým kladivem. Samotné pĜestavování probíhá pomocí pĜivaĜení úhelníkĤ nastehováním v požadované poloze.

Obr. 3-13 Upínka a dorazový úelník.

Obr. 3-15

Obr. 3-14 PĜípavek s doraz. úhelníky

UmístČní rohových stojin do pĜípravku

BČhem svaĜování jsou dodržovány výše uvedené normy a pĜedpisy. Po svaĜení jednotlivých dílĤ se provede vizuální kontrola svarĤ ve stupni D dle ýSN EN ISO 5817.

36


3.5.4


Povrchová úprava žárovým zinkování

Finální povrchová úprava je tvoĜena zinkovým povlakem. Ten je na dílec nanášen tzv. žárovým zinkováním ponorem, které se oproti jiným protikorozním systémĤm vyznaþuje specifickými nároky na konstrukþní Ĝešení souþástí urþených k pokovení. Zinkovaná souþást je pĜi této technologii ponoĜována do zinkové láznČ o teplotČ cca 450°C a pĜi tom je vystavena nerovnomČrnému pĤsobení zvýšené teploty, kdy þást pod hladinou se rychle prohĜívá, zatímco þást nad hladinou má teplotu prostĜedí. Proto na ni v prĤbČhu ponoĜování do zinkové láznČ pĤsobí významné vnitĜní promČnné pnutí vyvolané tepelnou roztažností materiálu. Žárové zinkování pĜíhradové konstrukce probíhá v souladu s normou ýSN EN 1461 a požadavky dle smČrnice DASt 022 se zamČĜením na pĜípravu ocelové konstrukce pĜed žárovým zinkováním, na zinkovou lázeĖ, rychlost ponoru a kontrolu po pozinkování. Díky tomu je zajištČna opakovatelnost a odpovídající kvalita. U vstupního materiálu je vhledem k povrchové úpravČ potĜeba hlídat nejen pevnostní, ale i jeho chemické charakteristiky, aby bylo dosaženo správného pozinkování. Zejména se jedná o obsah kĜemíku, který se musí pohybovat mezi 0,15 a 0,22 %, aby bylo dosaženo optimální tloušĢky pozinkového povrchu. Tato skuteþnost je zejména dĤležitá pĜi zajištČní výroby pomocí kooperace, kdy by kromČ pevnostní charakteristiky vstupního materiálu mČl být pĜedán i požadavek na obsah kĜemíku. Pozinkování se rovnČž provádí v kooperaci a firma nedisponuje vlastní technologií pro žárové zinkování ponorem. Jedná se tedy o þinnost, kterou nejsme schopni ovlivnit, ale z hlediska zabezpeþení jakosti je celý proces nazinkování dílĤ kontrolován a je vystaven protokol dokladující správnost zinkování dle ýSN EN 1461, který je dodán zákazníkovi spolu s dodávkou zboží.

Obr. 3-16

Prostor paletizace s finálními pozinkovanými výrobky

37



4 Analýza problematických míst z pohledu þasové nároþnosti 4.1 VýbČr vhodného úseku výroby z hlediska nasazení racionalizaþních opatĜení. Jako nevhodnČjší výrobek pro nasazení racionalizaþních opatĜení byl v kapitole 3.4 zvolen „Díl 2- 13,5/40N“. Nyní je potĜeba analyzovat, v jakém kroku samotné výroby stožárového dílu je vhodné aplikovat racionalizaþní opatĜení, které by odstranilo nejvČtší ztráty z hlediska þasu. Pro tento úþel nejlépe poslouží výrobní postup daného dílu s normohodinami, které slouží k plánování výrobních kapacit a jako podklad pro výrobu samotnou. Je patrné, že nejvČtší podíl práce pĜi výrobČ stožárového dílu je vykonáván na pracovišti svaĜovny. KonkrétnČ se jedná o 80% z celkového þasu potĜebného k výrobČ stožárového dílu. Tabulka s výrobním postupem obsahuje i názvy jednotlivých pracovišĢ a popis operací.

Tab. 4-1

Zastoupení jednotlivých procesĤ pĜi výrobČ „Díl 2- 13,5/40N“

Racionalizaþní opatĜení bude tedy vhodné aplikovat na proces samotného sestavování dílu stožáru ve svaĜovnČ. Proces pĜípravy jednotlivých prvkĤ na dČrovacích lisech, þi stĜíhání plechĤ zaujímají v celkovém objemu minoritní podíl 20%. V další þásti DP se tedy budeme soustĜedit pouze na procesy, které jsou vykonávány ve svaĜovnČ.

38


4.2


Použití zvolené metody þasové studie

Pro analýzu problematických míst z pohledu þasové nároþnosti je použita zjednodušená metoda snímku prĤbČhu práce výroby pĜíhradového stožáru. Snímek prĤbČhu práce je zaznamenán v pĜehledné tabulce, ve které je zaznamenáván pouze þas práce, bez podmíneþnČ þi obecnČ nutných pĜestávek. Ty jsou z hlediska vykonávání práce nutné i pĜi pĜípadné zmČnČ výroby þi pĜístupu ke kompletaci stožárového dílu. ZároveĖ není zohlednČna vizuální kontrola svarĤ a rozmČrĤ, pracovníka technické kontroly, jehož práce by byla rovnČž nutná i pĜi zmČnČ výrobního postupu, pĜípadnČ nasazení nového pĜípravku. Cílem þasové analýzy je vybrat výrobní operace, které je možné z hlediska ztrát racionalizovat. AĢ už z pohledu samotného þasu výroby, nebo z hlediska ztrátových þasĤ pĜi vykonávání nadbyteþných pohybĤ. ZároveĖ jsou jednotlivé þinnosti rozdČleny na pĜípad, kdy pĜestavujeme pĜípravek a na samotné sestavování stožárového dílu. První tabulka je snímkem prĤbČhu práce pĜi pĜestavení stávajícího pĜípravku na nový stožárový typ a druhá tabulka je samotným snímkem prĤbČhu práce pĜi výrobČ stožárového dílu. V Následujících tabulkách jsou zaznamenány jednotlivé výrobní operace a potĜebný þas na jejich vykonání. Ta byla vytvoĜena na základČ pozorování zkušeného pracovníka, který má se svaĜováním pĜíhradových stožárĤ dlouholeté zkušenosti. Ê1D
Tab. 4-2

ĐĞůŬĞŵ

Snímek prĤbČhu práce pĜestavení pĜípravku ve svaĜovnČ

39

^ŽƵēĞƚ ϭϬ ϭϬ ϵ ϰ ϭϯ ϭϰ ϳ Ϯϯ ϳ ϴ ϱϵ ϴϮ

Západoþeská univerzita v Plzni. Fakulta strojní. Katedra technologie obrábČní Ê1DhϮͲϭϯ͕ϱͬϰϬE WŽƉŝƐƉƌĂĐŽǀŶşŽƉĞƌĂĐĞ WƌŽƐƚƵĚŽǀĄŶşǀǉŬƌĞƐŽǀĠĚŽŬƵŵĞŶƚĂĐĞ͕ƉƎşƉƌĂǀĂ WƎşƉƌĂǀĂ͕ƷŬŽƐǇƉůĞĐŚƽ͘ ϭ͘ƐƚĢŶĂƵƐƚĂǀĞŶşƷŚĞůŶşŬƽĚŽƉƎşƉƌĂǀŬƵ͘ EĂƐĂǌĞŶşĂĚŽƚĂǎĞŶşƵƉşŶĞŬ ZŽǌŵĢƎĞŶşĂƌŽǌŵşƐƚĢŶşĚŝĂŐŽŶĄů EĂďŽĚŽǀĄŶşĚŝĂŐŽŶĄůĂƉůĞĐŚƽ <ŽŵƉůĞƚŶşǌĂǀĂƎĞŶşĚŝĂŐŽŶĄů ŝƓƚĢŶşƐǀĂƌƽ hǀŽůŶĢŶşƐƚĢŶǇǌƉƎşƉƌĂǀŬƵĂƚƌĂŶƐƉŽƌƚ Ϯ͘ƐƚĢŶĂƵƐƚĂǀĞŶşƷŚĞůŶşŬƽĚŽƉƎşƉƌĂǀŬƵ͘ EĂƐĂǌĞŶşĂĚŽƚĂǎĞŶşƵƉşŶĞŬ ZŽǌŵĢƎĞŶşĂƌŽǌŵşƐƚĢŶşĚŝĂŐŽŶĄů EĂďŽĚŽǀĄŶşĚŝĂŐŽŶĄůĂƉůĞĐŚƽ <ŽŵƉůĞƚŶşǌĂǀĂƎĞŶşĚŝĂŐŽŶĄů ŝƓƚĢŶşƐǀĂƌƽ hǀŽůŶĢŶşƐƚĢŶǇǌƉƎşƉƌĂǀŬƵĂƚƌĂŶƐƉŽƌƚ ϯ͘ƐƚĢŶĂƵƐƚĂǀĞŶşƷŚĞůŶşŬƽĚŽƉƎşƉƌĂǀŬƵ͘ EĂƐĂǌĞŶşĂĚŽƚĂǎĞŶşƵƉşŶĞŬĂŚŽƌŶşŚŽƐƉŽũ͘şůƵ ZŽǌŵĢƎĞŶşĂƌŽǌŵşƐƚĢŶşĚŝĂŐŽŶĄů EĂďŽĚŽǀĄŶşĚŝĂŐŽŶĄůĂƉůĞĐŚƽ <ŽŵƉůĞƚŶşǌĂǀĂƎĞŶşĚŝĂŐŽŶĄů ^ǀĂƌǇǀŶĢũƓş͕ŶĂďŽēŶşĐŚƐƚĢŶĄĐŚƐƉŽĚŶş ŝƓƚĢŶşƐǀĂƌƽ hǀŽůŶĢŶşƐƚĢŶǇǌƉƎşƉƌĂǀŬƵĂŽƚŽēĞŶş ϰ͘ƐƚĢŶĂƵƐƚĂǀĞŶşƷŚĞůŶşŬƽĚŽƉƎşƉƌĂǀŬƵ͘ EĂƐĂǌĞŶşĂĚŽƚĂǎĞŶşƵƉşŶĞŬ ZŽǌŵĢƎĞŶşĂƌŽǌŵşƐƚĢŶşĚŝĂŐŽŶĄů EĂďŽĚŽǀĄŶşĚŝĂŐŽŶĄůĂƉůĞĐŚƽ <ŽŵƉůĞƚŶşǌĂǀĂƎĞŶşĚŝĂŐŽŶĄů ^ǀĂƌǇǀŶĢũƓş͕ŶĂďŽēŶşĐŚƐƚĢŶĄĐŚƐƉŽĚŶş ŽǀĂƎĞŶşƉƌŽƐƚŽƌŽǀĠƉƎşēŬǇ ŝƓƚĢŶşƐǀĂƌƽ hǀŽůŶĢŶşƐƚĢŶǇǌƉƎşƉƌĂǀŬƵĂŽƚŽēĞŶşŽϵϬΣ ^ǀĂƌǇǀŶĢũƓş͕ŶĂďŽēŶşĐŚƐƚĢŶĄĐŚƐƉŽĚŶş ŝƓƚĢŶşƐǀĂƌƽ dƌĂŶƐƉŽƌƚĂŽƚŽēĞŶşŽϭϴϬΣ ^ǀĂƌǇǀŶĢũƓş͕ŶĂďŽēŶşĐŚƐƚĢŶĄĐŚƐƉŽĚŶş ŝƓƚĢŶşƐǀĂƌƽ dƌĂŶƐƉŽƌƚŵŝŵŽƐǀĂƎŽǀŶƵ ĂƐǀǉƌŽďǇƐƚŽǎĄƌŽǀĠŚŽĚşůƵ

Tab. 4-3

Diplomová práce, akad. rok 2012/13 Bc. Stanislav Korostenský ĂƐǀŵŝŶ͘

ĐĞůŬĞŵ

Snímek prĤbČhu práce ve svaĜovnČ „Díl 2- 13,5/40N“ 40

^ŽƵēĞƚ ϭϬ ϭϬ ϳ ϳ ϰ ϱ ϵ ϭϮ Ϯϵ ϴ ϲ ϳϯ ϰ ϰ ϴ ϭϮ Ϯϳ ϴ ϳ ϳϬ ϱ ϲ ϴ ϭϯ Ϯϵ ϭϮ ϭϮ ϳ ϵϮ ϱ ϱ ϳ ϭϮ ϯϮ ϭϳ ϲ ϭϯ ϴ ϭϬϱ ϭϮ ϲ ϰ ϮϮ ϭϮ ϱ ϱ ϮϮ ϰϬϭ



4.3 Zhodnocení získaných informací 4.3.1 SvaĜování Z tabulky je patrné, že nejvČtší podíl práce zabírá samotný proces svaĜování. Ten byl podrobnČ popsán v kapitole 3.3 a vzhledem ke zvolené metodČ a þásteþné automatizaci procesu nelze už z hlediska þasové úspory pĜedpokládat zásadní zlepšení. Použití svarového drátu, jeho rychlost a nastavení parametrĤ svaĜovacího zaĜízení jsou doporuþeny oddČlením svaĜovacího dozoru pomocí tzv. specifikace postupu svaĜování (WPS). Specifikace postupu svaĜování je dokument, který definuje jednotlivé promČnné (napĜ. svaĜovací proud a napČtí, rychlost podávání drátu, prĤtok ochranného plynu, apod.) pro danou svaĜovací metodu, materiál, typ svaru a další tak, aby byla zajištČna opakovatelnost. WPS použité pĜi výrobČ by mČly být podloženy dokumentem kvalifikace postupu svaĜování (WPQR), který vydává certifikovaný orgán na základČ pWPS (tedy pĜedbČžné WPS) a na základČ výsledkĤ destruktivních zkoušek svarového spoje [12]. Z tohoto dĤvodu nelze pĜedpokládat zmČnu parametrĤ, které by vedly ke zrychlení daného procesu. Tento postup vyžaduje norma ýSN EN 1090-1 (732601), ProvádČní ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí, podle které je celý proces zhotovení od návrhu, samotnou výrobu, kontrolu a dodávku k zákazníkovi certifikován. 4.3.2 PĜípravek Proces, který vyžaduje naši pozornost, je výroba, pĜípadnČ úprava pĜípravku na svaĜování. Vzhledem k þasté zmČnČ požadavkĤ ze strany zákazníka je tento proces opakován a mnohdy znamená ztrátový þas. Vhledem k minimální znalosti budoucích požadavkĤ zákazníka se pravidelnČ stává, že stožárové díly, které se vyrábČjí v opakujících se intervalech, pĜi kterých ale již dojde ke zmČnČ pĜípravku na jiný typ stožárového dílu. Vzhledem k omezenému poþtu svaĜovacích pracovišĢ není možné pĜípravky nechat trvale pĜipravené, ale þasto dochází k jejich úpravČ. Pokud sváĜeþ vČnuje þas pĜesnému nastavení pĜípravku, který v zápČtí musí zmČnit na jiný druh a následnČ obdrží požadavek na výrobu pĤvodního typ stožárového dílu, je tato situace z jeho pohledu tČžko akceptovatelná. Ztráty jsou zde jasnČ patrné a pĜi stávajícím pĜístupu je nelze odstranit. Z hlediska pĜípravy a organizace výroby není možné pĜedpovídat požadavky ze strany zákazníka a proto by bylo vhodné zmČnit koncept stávajících doþasných pĜípravkĤ na pĜípravek, který by bylo možné v krátkém þase pĜestavČt na výrobu jiného stožárového dílu, bez nutnosti svaĜování þi broušení. Tento „univerzální“ pĜípravek by nejen ušetĜil þas pĜi pĜípravČ, ale zároveĖ by pomohl i ménČ zkušeným sváĜeþĤm. V souþasné dobČ je konstrukce pĜípravku plnČ na zodpovČdnosti konkrétního sváĜeþe a pĜístupĤ k jejich realizaci je víc. Pro výrobu je dĤležitý samotný výsledek konkrétního stožárového dílu a pĜípravek nechá v kompetenci výrobního dČlníka. 4.3.3 Organizace práce Dalším výrobním procesem, který je do znaþné míry závislý na konkrétním pracovníkovi, je pĜíprava pĜed samotným svaĜováním. Vhodným zpĤsobem pĜipravené diagonály stožáru, nebo položení upínek je zásadní k vykonávání minimálních pohybĤ. Vhodné umístČní konkrétních diagonál pod svaĜovací stojany pomáhá minimalizovat þas na jejich následné umístnČní. Samotné rozmístČní diagonál není z hlediska funkce stožáru zásadní a jejich délka a tzv. „založení“, což je vzdálenost pĜesahu na rohovém úhelníku, která do znaþné míry konkretizuje jejich umístČní bez nutnosti pĜesného rozmČĜování.

41



4.3.4 Kontrolní operace Z hlediska funkþnosti dílce jsou dĤležité zejména rozmČry mezi otvory ve stČnČ stožáru a rovnČž to, zda není stožárový díl skroucený. Tato vlastnost se na dílci kontroluje pomocí zmČĜení obou úhlopĜíþek mezi špiþkami rohových úhelníkĤ. PĜi vzájemné shodnosti obou úhlopĜíþek lze stožárový díl považovat za rovný. MČĜení rozteþí otvorĤ ve stČnČ stožárového dílu, mezi dvČma rohovými úhelníky, je pro výstupní kontrolu rovnČž nezbytná. Tato operace se provádí v obou základnách stožárového dílce. Kontrolní þinnost je dĤležitá zejména na zaþátku výroby, pĜi výrobČ první stČny a pĜípravČ svaĜovacího pĜípravku. Správnost ustavení dorazĤ a vymezovacích otvorĤ se plnČ projeví až pĜi dovaĜení poslední stČny a promČĜení výše zmínČných kontrolních rozmČrĤ. 4.3.5 Manipulace Další procesy jako je manipulace, pĜípadnČ broušení svarĤ jsou z hlediska použitého þasu minimální a nevyžadují úpravu stávajícího stavu. Prostoje z dĤvodu obsazenosti jeĜábu nelze vzhledem k jejich þastému využití na jednotlivých pracovištích nijak ovlivnit. Stejný stav by nastal i pĜi zmČnČ procesu výroby a jediným Ĝešením by bylo zvýšit poþet manipulaþních zaĜízení.

5 Návrh inovaþního konstrukþního Ĝešení vþetnČ výrobního postupu 5.1 PĜestavitelný pĜípravek 5.1.1 Volba konstrukce pĜípravku Ze získaných informací vyplývá nČkolik oblastí, ve kterých je možné díky zmČnČ pĜístupu zkrátit výrobní þasy, pĜípadnČ celý proces zefektivnit. Zásadní je zejména opČtovná tvorba pevného, nepĜestavitelného pĜípravku, který sice plní svou funkci, ale þas na jeho pĜípravu a použitá technologie pĜestavby nejsou optimální. Problém by vyĜešil pĜestavitelný pĜípravek, který by do znaþné míry ušetĜil þas a energii. PĜípravek by bylo možné využít na svaĜování úbČhových dílĤ všech nabízených typĤ stožárĤ 22 kV, s omezením velikosti šroubového spoje v rohovém úhelníku na M16, délky stožárového dílu 5 m a šíĜce max. 1,35m. Jedná se zejména o stožárové typy s max. vrcholovou silou 40 kN. Základní rozmČry stožárového „Dílu 2- 13,5/40N“, které využijeme pĜi konstrukci pĜípravku, jsou vyobrazeny na následujícím obrázku.

Obr. 5-1

RozmČry „Dílu 2- 13,5/40N“, vþetnČ rozteþí otvorĤ pro konstr. pĜípravku

42



Jedná se zejména o otvory v rohových úhelníkách, které slouží k sešroubování jednotlivých dílĤ. Ty budou vhodné pro pĜesné ustavení polohy rohových stojin. Pro pĜestavitelnost pĜípravku se nabízí možnost využití šroubového spoje, který by byl pro daný úþel vhodnČjší, než proces svaĜování a následného odbroušení. Oba tyto procesy vyžaduji po pracovníkovi nasazení osobních ochranných pomĤcek, jsou energeticky daleko více nároþné a zatČžují okolí nebezpeþnými emisemi. Jedná se zejména o ultrafialové záĜení od svaĜování a hluk, prach a vibrace vznikající pĜi broušení. DĤležitým aspektem hovoĜící pro šroubový spoj je rovnČž absence zbytkového tepla, které vzniká pĜi svaĜování. Proti šroubovému spoji hovoĜí jeho nižší tuhost, která je eliminována dvojím systémem uchycení. 5.1.2 Konstrukce pĜípravku PĜípravek bude tvoĜen jeklovými profily. Skládá se z hlavního nosného jeklového profilu 100x40x4, který je pĜivaĜen (nastehován) ke stojanĤm. V profilu jsou vyfrézovány podélné drážky, díky kterým je možno plynulé pĜestavení pĜíþných profilĤ. Hlavní krajní pĜíþný profil nemusí být pĜestavitelný, protože je brán jako základna pro všechny stožárové typy. Je ale rovnČž k hlavnímu profilu pĜišroubován, aby byla umožnČna jeho výmČna v pĜípadČ jiných rozteþí krajních otvorĤ v rohovém úhelníku.

Obr. 5-2

PĤdorysný pohled na pĜípravek

Obr. 5-3

Izometrický pohled na pĜípravek s vloženým stožárovým dílem. 43



PĜíþné profily jsou vyrobeny z jeklového profilu 80x40x4. Samotné spojení obou hlavních prvkĤ je umožnČno pomocí dvojice diagonálnČ umístČných šroubĤ, které se zašroubují do speciální matice. Ta je vložena v podélném hlavním profilu a je spoleþná pro oba šrouby. Dotažením šroubĤ dojde pĜitáhnutí matice k horní pĜírubČ podélného profilu a tím k aretaci celého spoje. Matice má na šíĜku rozmČr podélného profilu a spolu se zaoblením kopíruje jeho vnitĜní rádius. Tím dojde pĜi dotažení ke zpevnČní celé dosedací plochy. Aby nedocházelo k otČru šroubové hlavy o profil, je spoj doplnČný o podložky. PĜi povolení je umožnČn posuv pĜíþných profilĤ po profilu podélném. Aby zĤstal zachován pravý úhel, mezi podélným a pĜíþnými profily, je vždy na pĜíþném profilu navaĜeno vedení z rovnoramenných profilĤ L35x5, které vymezují jeho polohu. Všechny jeklové profily jsou opatĜeny plastovými krytkami.

Obr. 5-4

PĜíþný profil se systémem zajištČní

Obr. 5-5

Detail napojení hlavního a pĜíþného profilu

PĜíþný profil má vyfrézovány dvČ podélné drážky v horní i spodní stČnČ. Ty jsou vzájemnČ posunuty o 25, nebo 30 mm. Posunutí 25 mm je dáno pro spodní styk, se šroubovou osou od hĜbetu úhelníku 55 mm a posunutí 30 mm je pro horní styk, se šroubovou osou od hĜbetu úhelníku 45 mm. Drážky jsou primárnČ urþeny pro centrovací šrouby, na které je nasazen rohový profil stožárového dílu. Díky vystĜedČní krajních otvorĤ stožáru a tak dosaženému pĜesnému umístČní montážních otvorĤ zaruþujeme smontovatelnost styku. Tyto drážky slouží k uchycení úhelníku, ke kterému je pomocí upínky pĜichycena rohová stojina stožáru. Princip uchycení je založen na šroubovém spoji s vloženou maticí, podobnČ jako v pĜípadČ uchycení podélného a pĜíþného profilu. V jeklovém profilu je vložena matice, která kopíruje svým tvarem jeho vnitĜní rozmČr. Po dotažení šroubu dojde k jeho aretaci a k celkovému zpevnČní spodní stČny jeklového profilu. Závitová þást šroubu pĜesahuje pĜes

44



horní drážku a díky tomu je možné pomocí matice k nČmu uchytit rovnoramenný úhelník L80x8. Ten lze natoþit ve smČru úbČhu stožárové stČny a pomocí dotažení matice zafixovat. DĤležitá je pro celkovou tuhost pĜípravku právČ dvojice uchycení na horní i spodní stranČ jeklového profilu. Po dotažení šroubového spoje dojde ke zpevnČní obou stČn, které jsou jinak zeslabeny vyfrézovanou drážkou.

Obr. 5-6 Uchycení, pohled zevnitĜ stožáru

Obr. 5-7 Uchycení, pohled vnČ stožáru

Obr. 5-8 Celková sestava uchycení stožárového dílu (centr. šroub, úhelník, upínka) PĜípravek jako takový nebude opatĜen povrchovou ochranou. Vzhledem k technologii svaĜování uvedené v kapitole 3.3, je potĜeba zajistit vodivé spojení mezi jednotlivými prvky pĜípravku. Jen tak je možné zajistit vznik elektrického oblouku mezi výrobkem a svaĜovacím hoĜákem. 5.1.3 Parametrizace pĜípravku PĜestože byl uþinČn výbČr nejvhodnČjšího dílu pro racionalizaci, podporování konstrukcí pĜípravku je možné a vhodné konstruovat tak, aby vyhovČl pĜi výrobČ širšího sortimentu dílĤ. Pro tyto potĜeby je vhodné základní rozmČry pĜípravku parametrizovat a tím zjednodušit jeho pĜestavitelnost. Díky novému pĜípravku jsme schopni jednoduše upravovat pracovištČ pro potĜebu výroby rĤzných variant stožárových dílĤ. Rozteþe a sklon rohových úhelníkĤ je možné díky šroubovým spojĤm efektivnČ zmČnit. Parametrizované základní rozmČry jsou patrné na následujícím obrázku.

45


Obr. 5-9


Parametrizace rozteþí otvorĤ pro pĜípravek

Pod jednotlivé parametry (A, B, B1, B2, C, C1, C2) se zahrnou do pĜehledné tabulky všechny stožárové dílce se shodným pĜírĤstkem, vzdálenostmi šroubových os a prĤmČrem otvorĤ. RozmČr A reprezentuje osovou vzdálenost os obou pĜíþných profilĤ. RozmČry B a C jsou vzájemné posunutí drážek v pĜíþném profilu. Vzdálenosti B1-C2 udávají osové rozestupy centrovacích kolíkĤ, pro nasazení rohových úhelníkĤ. RozmČry K1 a K2 jsou kontrolní rozmČry vzdáleností špiþek obou rohových úhelníkĤ v horní i dolní þásti svaĜovaného dílu. Pro názornost je vytvoĜena tabulka se þtyĜmi vzorovými stožárovými díly a vyplnČnými parametry. Tabulka kromČ ustavovacích rozmČrĤ pĜípravku rovnČž obsahuje název dílu a þíslo výrobního výkresu pro snadnou orientaci. Z tabulky je patrné využití dvou základních rozmČrĤ pĜíþných lišt s posunutím drážek 25 nebo 30 mm (rozmČry B,C), pro rĤzné vzdálenosti vrtaných otvorĤ od hĜbetu rohového úhelníku (45,55 mm).

KEE1^dK͘1>h 1>ϮͲϭϯ͕ϱͬϰϬ 1>ϮͲϮϭͲϮϰͬϯϬE 1>ϯͲϮϰͬϯϬE 1>ϯͲϭϴͬϯϬE

Tab. 5-1

1^>K s|
ϰϰϵϵ͕ϱ ϱϳϴϬ ϱϳϭϳ ϯϬϯϲ

Ϯϱ Ϯϱ Ϯϱ Ϯϱ

ϭ ϰϭϵ͕ϱ ϰϱϱ͕ϱ ϲϬϯ ϱϯϭ

Ϯ ϰϭϴ͕ϱ ϰϱϱ ϲϬϮ͕ϱ ϱϯϬ͕ϱ

ϯϬ ϯϬ Ϯϱ Ϯϱ

ϭ ϯϭϳ ϯϭϳ ϰϲϬ ϰϱϱ

Ϯ ϯϭϲ ϯϭϲ ϰϱϵ͕ϱ ϰϱϰ͕ϱ

<ϭ <Ϯ ϳϭϳ͕ϱ ϵϱϬ ϳϭϳ͕ϱ ϭϬϭϮ͕ϱ ϭϬϭϮ͕ϱ ϭϯϬϳ͕ϱ ϭϬϭϮ͕ϱ ϭϭϳϯ͕ϱ

Tabulka s parametry nastavení pĜípravku pro vybrané stožárové díly

Jednotlivé výrobní výkresy všech prvkĤ pĜípravku jsou souþástí této DP a jsou k ní doloženy v pĜílohách. Pro úplnost je zde uveden jejich seznam. PĜíloha 5: PĜíloha 6: PĜíloha 7: PĜíloha 8: PĜíloha 9: PĜíloha 10: PĜíloha 11:

DP-S-001_SESTAVA_A0 DP-S-001-3_RÁM_A3 DP-S-001-5_UPEVĕOVACÍ ÚHELNÍK_A3 DP-S-001-9_CENTROVACÍ ŠROUB_A4 DP-S-001-3-1_PěÍýNÍK_A2 DP-S-001-3-2_PěÍýNÍK HLAVNÍ_A2 DP-S-001-3-3_HLAVNÍ NOSNÝ PROFIL_A3

46



5.2 Výrobní postup 5.2.1 Stávající stav V souþasné dobČ pro výrobu existuje pouze velmi zjednodušený výrobní postup, uvedený v Tab. 4-1. Ten pouze pracovníkovi ukládá díl svaĜit dle výkresové dokumentace a svary zaþistit. Na zkušenostech dČlníka je jak kompletní pĜíprava, vþetnČ sestavení šablony, tak samotný výrobní postup se všemi jednotlivými kroky. Zde se ukazuje, že zejména noví pracovníci, nejsou schopni plnit pĜedepsanou normu. Zbyteþné pohyby a manipulace s dílem neumožĖují efektivní využití pracovní doby a zpĤsobují ztrátové þasy. Nejsou vedeny podrobné statistiky v tomto smČru, ale díky systému odmČĖování pracovníkĤ, jsou k dispozici záznamy odhlášených hodin na výrobu konkrétních dílĤ, ze kterých lze zkonstatovat, že 30% pracovníkĤ stráví na výrobČ sledovaného svaĜence mezi 105-115% normovaného þasu. Zbývající sváĜeþi plní normohodiny v hodnotách pĜedepsaných oddČlením technologie. Jak bylo popsáno v kapitole 4.1, podrobný pracovní postup je potĜeba pouze pro pracovištČ svaĜovny, protože ostatní pracovištČ jsou z hlediska celkové spotĜeby þasu marginální a zrychlení výroby by pĜineslo minimální efekt. 5.2.2 Podrobný výrobní postup ěešením je tedy zavedení podrobnČjšího výrobního postupu, který by dČlníkovi naĜizoval dodržovat sled jednotlivých operací a pomohl mu minimalizovat zejména zbyteþnou manipulaci s dílcem. 1) PĜíprava pĜed svaĜováním. PĜed samotným sestavením pĜípravku je nutné navést pĜíslušný materiál do svaĜovny. PĜed zahájením práce si sváĜeþ pĜemČĜí délky diagonálních úhelníkĤ a pĜipraví si je do prostoru mezi svaĜovací stojany, pĜibližnČ pod jejich umístČní v tČlese stožárové stČny. Vždy podélnČ se stojanem, aby pĜípadnČ nevadily v pĜístupu sváĜeþe mezi stojany. Vždy se jedná o þtyĜi kusy dané délky pro konkrétní umístČní, pro každou stožárovou stČnu jeden kus. Rohové úhelníky si pĜipraví vždy dva na každou stranu svaĜovacích stojanĤ. Následuje pĜíprava úkosĤ pro V svar na plechách pro krajní diagonály. Ty si sváĜeþ rovnČž umístí na stojany, blízko místa jejich budoucího zavaĜení, zpravidla na zaþátek a konec stožárového dílu. Všechna tato opatĜení pomáhají minimalizovat následné manipulaþní þasy a odstraĖují þasy ztrátové. 2) Ustavení pĜípravku Pomocí tabulky s parametry (A, B, B1, B2, C, C1, C2) pĜestaví sváĜeþ centrovací šrouby. Nasadí rohové úhelníky a provede ustavení krajních L profilĤ, které v požadované poloze zafixuje šroubem a pomocí upínek ustaví rohový úhelník do pĜípravku. PĜed samotným upnutím rohových úhelníkĤ musí být provedena kontrola jejich rovnosti. Pokud je úhelník vyhnutý, musí se pĜednostnČ zaĜadit operace rovnání. Ta je provedena pomocí lisu. Rovnání se ale zpravidla provádí pĜed navezením L profilĤ do svaĜovny a je pĜípadnČ zaĜazeno po kontrolní operaci za dČrovacími lisy. Pokud nasadíme rovné rohové L profily do pĜípravku, rozmístíme pĜíþníky po cca. 1 m a dorazit L profily k rohovým úhelníkĤm a zajistit šroubem. Rohové profily se k nim pĜichytí pomocí upínek. Díky tČmto upnutím v celé délce profilu nedochází k jeho deformaci pĜi navaĜování diagonálních pĜíþek. ProvČĜí se kontrolní rozmČry (K1 a K2) a promČĜí délky úhlopĜíþek. Pokud jsou obČ míry shodné, je stožárový díl správnČ vyrovnaný a mĤžeme pĜistoupit ke kompletaci. Ustavení pĜípravku je nutné pouze pĜi sestavování první stČny. Pro zavaĜení ostatních 3 stČn je již šablona ustavena, a pokud nedojte k jejímu poškození, je schopna plnit svou funkci opakovanČ, bez nutnosti opČtovného

47



pĜemČĜování. Poškození šablony je možné zejména díky využívání jeĜábu k manipulaci s dílem. Ten má nosnost 5 tun, a pokud sváĜeþ neodstraní pĜed manipulací všechny upínky, existuje zde reálná možnost svaĜovací pĜípravek poškodit. 3) Sestavení pravého a levého samostatného boþního dílu Postup, který bude následovat, je shodný pro levou i pravou samostatnou stČnu stožárového dílu. Výkresová dokumentace je shodná pro všechny þtyĜi stČny stožárového dílu. Pokud jsme v pĜedchozí fázi ustavovali pĜípravek, máme již upnuté obČ rohové stojiny. Pokud se jedná o výrobu dalších dílĤ stejného stožárového typu, založíme rohové stojiny do pĜípravku a dotáhneme upínkami k úhelníkĤm. Následuje sestavení diagonál, pĜíþek a plechĤ. Ty jsou pĜipraveny mezi stojany. Díly vezmeme a ustavíme dle výkresové dokumentace a nastehujeme stehovým svarem podle WPS 02/2011 Fe, v poloze svaĜování PB: vodorovné shora. Dále se všechny diagonály a pĜíþky ovaĜí svarem v poloze svaĜování PB: vodorovné shora podle WPS 02/99 Fe a WPS 02/2006 Fe v poloze svaĜování PA. Diagonály a pĜíþky jsou na rohových úhelnících usazeny se shodným pĜesahem na obou stranách. Jejich délka urþuje polohu ve svaĜenci a pĜípadná nepĜesnost nemá zásadní vliv na funkci vyrobeného dílu. Z tohoto pohledu je daleko dĤležitČjší umístČní a vzdálenost funkþních otvorĤ v rohových úhelníkách. Po zavaĜení se díl oþistí úhlovou bruskou v okolí provedených svarĤ. Dále svaĜenec uvolníme, upínky se umístí vedle uchycovacích L profilĤ pro následné rychlé upnutí další stČny a jeĜábem se celý díl transportuje mimo svaĜovací stojany, do vymezeného prostoru co nejblíže pĤvodnímu místu, ale tak, aby nepĜekážel v pĜístupu k pracovišti. V pĜípadČ svaĜení druhé stČny stožárového dílu netransportujeme díl mimo stojany, ale pouze jej otoþíme o 90° a znovu upneme do pĜípravku.

Obr. 5-10

SvaĜení samostatné stČny upnuté v pĜípravku.

48



4) Sestavení spodní stČny pomocí spojení pravého a levého boþního dílu Do pĜípravku se upnou oba boþní díly a zafixují pomocí upínek. Následuje nasazení dvou horních þástí pĜípravku. Jedná se o spojovací kusy, které jsou dĤležité proto, aby zabránili deformacím vzniklým pĜi svaĜování. Pokud by se spodní stČna s úhelníky svaĜila bez pĜípravku, došlo by k rozevĜení a deformacím stožárového dílu, které je nežádoucí a muselo by být odstranČno pĜi následném svaĜení horní stČny. Stožárový díl by se do pĜípravku musel stahovat a upínal by se již deformovaný, s nežádoucím pnutím. Následuje sestavení diagonál a pĜíþek v požadované vzdálenosti od sebe podle výkresové dokumentace stehovým svarem podle WPS 02/2011 Fe, v poloze svaĜování PB: vodorovné shora. Dále se všechny diagonály a pĜíþky ovaĜí svarem v poloze svaĜování PB: vodorovné shora podle WPS 02/99 Fe a WPS 02/2006 Fe v poloze svaĜování PA. Následuje zavaĜení horních svarĤ na obou boþních dílech dle stejných WPS. Dalším krokem je þištČní okolí svarĤ pomocí úhlové brusky jak na svarech spodní stČny, tak na nových vnČjších spodních svarech boþních dílĤ. Poté se stožárový díl se uvolní z pĜípravku a otoþí o 180°. 5) Sestavení horní stČny spojením stožárového dílu o poslední stČnu a dovaĜení prostorových diagonál v rámeþku stožáru Stožárový díl se upne do pĜípravku. Následuje ustavení diagonál a pĜíþek v požadované vzdálenosti od sebe podle výkresové dokumentace, nastehování a svaĜení dle shodného postupu, jako v pĜedchozích pĜípadech. Zkontrolujeme pravoúhlost svaĜovaného dílu pomocí zmČĜení úhlopĜíþek horních a spodních rohĤ úhelníkĤ v obou þelech svaĜence. Nastehuje se a následnČ zavaĜí prostorová pĜíþka v horní þásti rámeþku stožárového dílu. Poté se zavaĜí horní svary na boþních stČnách. U všech novČ provedených svarĤ se oþistí okolí svarĤ úhlovou bruskou. Stožárový díl se uvolní z pĜípravku a pomocí jeĜáb otoþí o 90°. 6) DovaĜení „vnČjších“ svarĤ na horní a spodní stČnČ Následuje zavaĜení vnČjších horních svarĤ na spodní stČnČ dle shodného postupu WPS. Stožárový díl se opČt otoþí pomocí jeĜábu o 180°. Poté pokraþujeme zavaĜením vnČjších horních svarĤ na horní stČnČ. Finální operací je oþištČní okolí svarĤ pomocí úhlové brusky. 7) Kontrola a systém Ĝízení jakosti Z hlediska norem Ĝady ISO 9001 a zavedenému systému Ĝízení kvality je každý svaĜenec kontrolován nejprve samotným pracovníkem, následnČ pracovníkem oddČlení technické kontroly (OTK) a pĜedán kooperátorovi, který zajistí externí povrchovou úpravu žárovým zinkováním dle ýSN EN 1461. Poté ještČ dochází v paletizaci namátkové kontrole vybraných dílĤ pracovníkem nezávislého oddČlení Ĝízení jakosti (OěJ), který je zodpovČdný za kontrolu kvality pĜed finální dodávkou zákazníkovi. Toto oddČlení rovnČž pĜijímá vstupní materiál a zodpovídá za jeho jakost. ZároveĖ zajišĢuje kompletní dokumentaci Ĝízení kvality dodávanou spolu s výrobkem. Zejména se jedná o atesty na materiál, protokol o žárovém zinkování a oznaþení výrobku znaþkou CE dle ýSN EN 1090.

49



6 Hodnocením pĜínosĤ nápravných technických opatĜení a závČr 6.1 VytvoĜení organizaþních podmínek pro zefektivnČní lidské práce Díky zavedení výrobního postupu nedochází ke ztrátám zpĤsobených vykonáváním zbyteþných pohybĤ. Vhodným rozmístČním vstupního materiálu, vymezením prostoru pro odložení polotovaru a urþeným sledem jednotlivých operací docílíme optimálního výrobního postupu bez zbyteþné manipulace. Tím dosáhneme zvýšení produktivity práce respektive výkonnosti.

6.2 Efekt úspory þasu, zrychlení pĜípravy Vzhledem k variabilnosti pĜípravku dosáhneme rychlejších þasĤ pĜestavby pĜípravku pĜi zmČnČ vyrábČného dílu pĜíhradového stožáru. Vzhledem k tomu, že není v souþasné dobČ možnost pĜípravek vyrobit, musíme pro zhodnocení þasové úspory pĜistoupit k simulaci jednotlivých þinností pĜestavby pĜípravku. Vzhledem k možné odchylce od skuteþného stavu jsou jednotlivé þinnosti spíše þasovČ nadhodnoceny. Ê1DƉƌŽĨŝůƽ͕ ĚŽƚĂǎĞŶşƵƉĞǀŸŽǀĂĐşĐŚ>ƉƌŽĨŝůƽƓƌŽƵďǇŬƉƎşēŶşŬƽŵĂŬŽŶƚƌŽůĂƌŽǌŵĢƌƽ<ϭ͕<Ϯ͘ ϭϴ jƉƌĂǀĂŶŽǀǉĐŚŚŽƌŶşĐŚƐƉŽũŽǀĂĐşŚƉƌǀŬƽƉƎşƉƌĂǀŬƵ ϴ ϰϱ ŵĢŶĂƐƚĄǀĂũşĐşŚŽƉƎşƉƌĂǀŬƵŶĂŶŽǀǉƚǇƉƐƚŽǎĄƌŽǀĠŚŽĚşůƵ

Tab. 6-1

ĐĞůŬĞŵ

ϱϭ

Simulace þasového snímku prĤbČhu práce pĜestavby pĜípravku

Z tabulky vyplývá þasová úspora oproti pĤvodním þasĤm uvedeným v Tab. 4-2. Jedná se o úsporu ve výši cca. 38%, tedy zkrácení pĤvodního þasu o více jak o 1/3. ýasovČ se jedná o ušetĜení 31 minut. Dalšího zkrácení þasu dosáhneme striktním dodržováním výrobního postupu uvedeným v kapitole 5.2.2. Jak už bylo uvedeno v kapitole 5.2.1, þást pracovníkĤ není schopna plnit normohodiny urþené oddČlením technologie pro výrobu sledovaného dílu. Díky tomu mĤžeme pomoci 30% pracovníkĤ zkrátit výrobní þas zhruba o 5-15%. NapĜ. konkrétnČ u sledovaného dílu se jedná o úsporu 20-60 minut na výrobu jednoho kusu stožárového dílu.

50



6.3 Ekonomické zhodnocení 6.3.1 Investiþní náklady na pĜípravek Investiþní náklady na výrobu pĜípravku nejsou vzhledem k jeho výrobní a materiálové jednoduchosti a díky dostupnosti potĜebných technologií dramatické a lze ho vyrobit v rámci firmy. Náklady na materiál jsou vyþísleny na 3.405,- Kþ a na práci 12.750,- Kþ. Celková cena za poĜízení pĜípravku je tedy 16.155,- Kþ. Náklady na jednotlivé prvky pĜípravku jsou patrné z následující tabulky. ,>sE1EKÊ| hWsGKs1 WZK&/> j,>E1z ϰϲϱϬ<ē ϭϳϳ<ē ϴϮ<ē ϭϮϵϯ<ē z ϰϲϱϬ<ē ϮϭϮϰ<ē ϯϮϴ<ē ϵϬϱϮ<ē

Tab. 6-2

^hDE<>p

єϭϲϭϱϱ<ē

Náklady na poĜízení pĜípravku

Celkové náklady na výrobu pĜípravku byly stanoveny jak normovaþem z oddČlení technologie, který urþil výrobní nároþnost, tak aktuální cenou hutního a spojovacího materiálu, dodanou oddČlením materiálového zabezpeþení. Do ceny pĜípravku nejsou poþítány upínky, které se používají i pĜi stávajícím zpĤsobu výroby a proto není nutné je vyrábČt znovu. 6.3.2 Výpoþet zpracovacích nákladĤ pĜi staré a nové technologii. PĜedpokládejme 5% úsporu þasu díky striktnímu dodržování výrobního postupu a 31 minut uspoĜených novým systémem ustavení pĜípravku pĜi výrobČ sledovaného dílu 213,5/40N. Výchozí materiál zĤstává shodný pĜi obou zpĤsobech výroby. Doba na výrobu dílu pĜi stávající technologii: Doba na výrobu dílu pĜi použití nového pĜípravku: Náklady na poĜízení pĜípravku (FN2): Mzdový tarif: Výrobní režie: PĜedpokládaný mČsíþní odvod (Mo):

503 min 452 min 16.155,- Kþ 150 Kþ/hod 318% pĜímých mezd 20 kusĤ

PĤvodní postup: 150 60 = 0,119ks / hod jednicová mzda na jeden kus: = 1.260,50 Kþ / kus 503 0,119 Výrobní režie: 4.008,- kþ/kus , zpracovací náklady: ZN1 = 1.260,50 + 4.008 = 5.269,− Kþ / kus S novým pĜípravkem: 150 60 = 1.130,− Kþ / kus = 0,1327ks / hod jednicová mzda na jeden kus: 452 0,1327 Výrobní režie: 3.593,40 kþ/kus, zpracovací náklady: ZN 2 = 1.130 + 3.593 = 4.723,− Kþ / kus

51



6.3.3 Úspora ve zpracovacích nákladech Us = ZN1 − ZN 2 = 5.269 − 4.723 = 546 Kþ / kus = 11,56% 6.3.4

Výpoþet výrobního množství, pĜi kterém budou uhrazeny investiþní náklady FN 2 − FN1 FN 2 − FN1 16.155 − 0 qu = = = = 30kusĤ ZN1 − ZN 2 Us 546 6.3.5 Výpoþet doby úhrady investiþních nákladĤ q 30 = 1,5 mČsíce qu = u = Mo 20 Ekonomické efekty vyplývají ze zkrácení doby na vykonávání pracovní þinnosti pĜestavby, odstranČní neproduktivní práce a zefektivnČní výkonu. V pĜípadČ nasazení pĜípravku, lze jednoduchým výpoþtem odhadovat zaplacení úhrady investiþních nákladĤ pĜípravku, již po vyrobení 30 ks dílĤ stožárĤ, tj. po cca. 1,5 mČsíci, v pĜípadČ jeho pĜestavby pĜi výrobČ každého nového kusu stožárového dílu a pĜedpokládanému odvodu na sklad 20 ks stožárových dílĤ mČsíþnČ.

6.4 Ochrana zdraví pracovníkĤ a enviromentální efekt Hlavním pĜínosem v tomto smČru je zejména odstranČní rizikových procesĤ pĜi sestavování pĜípravku. Jedná se zejména o absenci UV-záĜení a splodiny ze svaĜování spolu se zbytkovým teplem. Dále odstraníme odbrušování navaĜených zarážek, které zatČžuje vibracemi horní konþetiny, uvolĖuje do prostoru prachové þásteþky a zároveĖ zvyšuje riziko úrazu. Všechny tyto procesy vyžadovaly použití ochranných pomĤcek a zatČžovaly životní prostĜedí, respektive negativnČ ovlivĖovali techniku prostĜedí jako takovou. PĜi novém zpĤsobu nastavení pĜípravku, si pracovník vystaþí s montážní ráþnou s utahovací hlavou 24 mm, pro šroub M16 DIN933. DČlník tudíž nepotĜebuje pĜi pĜípravČ šablony osobní ochranné pomĤcky, které byly potĜeba pĜi pĜestavení pĜípravku pomocí úhlové brusky a následném svaĜování. SamozĜejmČ tím ale neodstraĖujeme jejich potĜebu pĜi následné kompletaci samotného stožárového dílu.

6.5 ZávČr Výše uvedené výhody navrhovaného racionalizaþního opatĜení jsou zĜejmé. Využitím parametrizovaného pĜípravku jsme schopni zrealizovat jeho pomČrnČ rychlou a pĜesnou pĜestavbu pĜi þasté zmČnČ vyrábČného sortimentu. Stálo by ale za zvážení, investovat více úsilí do komunikace se zákazníkem, abychom byli schopni pĜedem pĜedvídat jeho požadavky a proces pĜestavby pĜípravku tak úplnČ minimalizovat. HlavnČ vzhledem k dodacím lhĤtám je to vČc komplikovaná, nikoliv ale neĜešitelná. Iniciativa vedená smČrem k uzavĜení rámcové smlouvy na odbČr konkrétních stožárových typĤ, ve stĜednČdobém horizontu, by mČla zásadnČ pozitivní vliv na celou organizaci výrobního procesu. SamozĜejmČ to s sebou nese negativum ve zvýšených nárocích na skladovací prostory, ale zákazník by jistČ ocenil skladovou dostupnost nČkterých þastČji využívaných stožárových typĤ. PrĤchodnost tohoto návrhu je ale na posouzení referentĤ z obchodního oddČlení.

52



I další pĜínos ve formČ podrobného výrobního postupu je neoddiskutovatelný. Stávající výrobní dČlníci, kteĜí si s sebou nesou Know-how, odcházejí a stále þastČji je nahrazují lidé s témČĜ nulovými zkušenostmi. Nedostatek kvalifikované pracovní síly a velká fluktuace trápí výrobu dlouhodobČ a právČ z tohoto dĤvodu je dĤležité, mít zpracovaný podrobný výrobní postup. Je tu ale potĜeba poukázat ještČ na jeden negativní aspekt. Souþasný systém odmČĖování pracovníkĤ, který je založen zejména na výkonu a plnČní norem na více než 100%, vnáší mezi výrobní dČlníky zbyteþnou rivalitu. Možná i to je dĤvodem k tomu, proþ si navzájem nepĜedávají cenné zkušenosti. Navíc není možné, aby byl nČkdo schopen dlouhodobČ plnit normy na 120%, jako je tomu doposud. Potom je tĜeba zkonstatovat, že je norma chybnČ pĜedepsaná a je potĜeba ji upravit. ZároveĖ je ale dĤležité se zamyslet, proþ i ostatní nejsou tohoto výkonu schopni. Do budoucna je tedy hlavnČ potĜeba hledat cesty ke zlepšení vztahĤ na pracovišti, vedoucí k vytvoĜení pracovní pohody u vČtšiny výrobních dČlníkĤ. OptimálnČ bez stresu, který má z dlouhodobého hlediska negativní vliv na výkonnost.

7 Použitá literatura 7.1 Knižní publikace [1] [2] [3] [4]

LHOTSKÝ OldĜich. Organizace a normování práce v podniku. Praha: ASPI, 2005. ISBN 80-7357-095-5. HÜTTLOVÁ Eva. Organizace práce v podniku. Praha: Vysoká škola ekonomická, 1999. ISBN 80-7079-778-9. KADLýÁKOVÁ Anna. Pracovní inženýrství. Praha: ýVUT, 1993. ISBN 80-01-00968-8 ZELENKA Antonín, PRECLÍK Vratislav. Racionalizace výroby. Praha: ýVUT, 2004. ISBN 80-01-02870-4

7.2 BakaláĜské práce [5]

KOROSTENSKÝ Stanislav, Ergonomická analýza pracovištČ pro výrobu ocelových konstrukcí. PlzeĖ: ZýU, 2011

7.3 Interní firemní dokumenty [6] [7]

RAUCH Luboš, Podmínky výroby stožáru 22 kV z hlediska smČrnice DASt 022, TP 1/2012. ýeské BudČjovice: EGE, spol. s r.o., 2012 FRONċK Pavel, Typizaþní smČrnice stožárĤ 22 kV E.ON ýR. ýeské BudČjovice: E.ON ýeská republika, s.r.o. Standardizace technologií, 2010

7.4 Elektronické zdroje [8] [9] [10] [11] [12]

http://www.ege.cz [cit. 17.10.2012] http://projekty.fs.vsb.cz/414/racionalizace-vyroby.pdf [cit. 17.10.2012], NOVÁK Josef, ŠLAMPOVÁ Pavlína. Racionalizace výroby, [online], VŠB, Ostrava, 2007 http://automig.cz/o-svarovani/metody/migmag-co2/ [cit. 14.12.2012] Portál ZýU > Courseware > Moje pĜedmČty > TK > PĜednášky [cit. 27.01.2013] http://cs.wikipedia.org/wiki/SvaĜování [cit. 24.03.2013]

53

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ DIPLOMOVÁ PRÁCE

Recommend Documents