球閥加工廠總平面布置設(shè)計(jì)

1、中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：0學(xué)院：機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院專業(yè)：工業(yè)工程題目：球閥加工廠總平面布置設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：侯世旺職稱 :講師職稱 :2011年 12 月 9日中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書20112012 學(xué)年第一 學(xué)期學(xué)院：機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院專業(yè)：工業(yè)工程學(xué)生姓名：李秋生學(xué)號(hào)：課程設(shè)計(jì)題目：球閥加工廠總平面布置設(shè)計(jì)起迄日期： 11月 27日12月9日課程設(shè)計(jì)地點(diǎn)：中北大學(xué)指導(dǎo)教師：侯世旺系主任：李瑞琴下達(dá)任務(wù)書日期: 2011年 11 月 27 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1. 設(shè)計(jì)目的：1）能正確運(yùn)用工業(yè)工程基本原理及有關(guān)專業(yè)知識(shí)，學(xué)會(huì)由產(chǎn)品入手對(duì)工廠生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)研及分析的方法2）通過對(duì) x

2、xx 廠布置設(shè)計(jì)的實(shí)際操作，熟悉系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法中各種圖例符號(hào)及表格，掌握系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法的規(guī)范設(shè)計(jì)程序3）通過課程設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)如何編寫有關(guān)技術(shù)文件4）初步樹立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)分析和解決實(shí)際技術(shù)問題的能力。2. 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)參數(shù)、條件、設(shè)計(jì)要求等）：1）產(chǎn)品分析，產(chǎn)品產(chǎn)量分析，確定生產(chǎn)類型；2）生產(chǎn)工藝過程分析，繪制工藝過程圖；3）進(jìn)行物流分析，得到物流相關(guān)表；4）進(jìn)行作業(yè)單位相互關(guān)系分析，得到作業(yè)單位相關(guān)關(guān)系表；5）將作業(yè)單位物流相關(guān)表與非物流相關(guān)表加權(quán)合并，求出作業(yè)單位綜合相互關(guān)系表； 6）繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖；7）繪制作業(yè)單位面積相關(guān)

3、圖；8）列出影響布置的修正因素與實(shí)際限制條件9）產(chǎn)生三套布置方案； 10）布置方案的自我評(píng)價(jià)，從物流效率、工藝流程要求及生產(chǎn)變化適應(yīng)性等方面對(duì)各方案進(jìn)行評(píng)價(jià)比較，得出最佳方案3. 設(shè)計(jì)工作任務(wù)及工作量的要求（包括課程設(shè)計(jì)計(jì)算說明書（論文）、圖紙、實(shí)物樣品等）：1）說明書應(yīng)包括必要的圖紙及文字說明，不少于3000 字2）工廠布置說明書應(yīng)包括各階段工作數(shù)據(jù)表格、各布置方案見圖集文字說明，工作量不少于12000 字3）繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖4）繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖5）布置方案4主要參考文獻(xiàn)：1伊俊敏 . 物流工程 . 北京：電子工業(yè)出版社，20052蔡臨寧 . 物流系統(tǒng)規(guī)劃 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社

4、，20033程國全 . 物流設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì) .北京：中國物資出版社，20034齊二石 .物流工程 . 北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，20015. 王家善 . 設(shè)施規(guī)劃與設(shè)計(jì) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 19955設(shè)計(jì)成果形式及要求：1繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖2繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖3. xxx 廠總平面布置圖三套4. 評(píng)價(jià)擇優(yōu)，得出最佳平面布置圖5. 編寫設(shè)計(jì)說明書，工作量不少于 12000 字6工作計(jì)劃及進(jìn)度：時(shí)間為兩周1.物流分析2天2.作業(yè)單位相互關(guān)系分析，物流關(guān)系與非物流相關(guān)系合并1天3.繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖1.5天4.繪制作業(yè)單位面積相關(guān)圖0.5天5.繪制布置方案圖1天6.編寫設(shè)計(jì)說明書

5、3天7.準(zhǔn)備答辯1天系主任審查意見：簽字：年月日目錄一、 基本要素分析1、 球閥結(jié)構(gòu)及參數(shù)球閥是由旋塞演變而來的，它的啟閉件作為一個(gè)球體，利用球體繞閥桿的軸線旋轉(zhuǎn) 90o 實(shí)現(xiàn)開啟和關(guān)閉的目的。球閥在管道上主要用于切斷、分配和改變介質(zhì)流動(dòng)方向，設(shè)計(jì)成 V 形開口的球閥還具有良好的流量調(diào)節(jié)功能。 球閥不僅結(jié)構(gòu)簡單、密封性能好，而且在一定的公稱通經(jīng)范圍內(nèi)體積較小、重量輕、材料耗用少、安裝尺寸小，并且驅(qū)動(dòng)力矩小，操作簡便、易實(shí)現(xiàn)快速啟閉。球閥裝配圖如下圖所示：圖 1球閥裝配圖球閥零件明細(xì)表如下：表 1球閥零件明細(xì)表工廠名稱：球閥加工裝配廠產(chǎn)品名稱球閥 (qf100)序自外單位成品單件重量 (kg)零

6、件名稱材料備注號(hào)制購消耗量大型號(hào)中型號(hào)小型號(hào)1閥體ZG25153.522悶蓋ZG25121.51.13密封圈聚四氯乙烯20.020.010.0074閥芯40Cr10.80.50.35調(diào)整墊聚四氯乙烯10.010.0050.0026螺柱Q23540.090.040.027螺母Q23540.080.050.048填料墊40Cr10.450.20.159中填料聚四氯乙烯10.120.050.0310上填料聚四氯乙烯10.120.050.0311填料壓聚套3510.350.20.1512閥桿13扳手40CrZG2510.450.20.0910.550.30.162、 作業(yè)單位劃分情況表 2作業(yè)單位建筑

7、物匯總表作業(yè)單位建筑物匯總表序號(hào)作業(yè)單位名稱用途建筑面積結(jié)構(gòu)形式備注1原材料庫存放原材料72*108跨距 1277762外購件及標(biāo)準(zhǔn)件存放標(biāo)準(zhǔn)件及外購件60*72跨距 124320庫3機(jī)加工車間對(duì)零件進(jìn)行機(jī)加工72*180跨距 12129604化工車間對(duì)零件進(jìn)行化學(xué)加工60*72跨距 1243205熱處理車間鑄造零件，對(duì)零件進(jìn)行熱處72*180跨距 1212960理6油漆車間對(duì)零件油漆60*72跨距 1243207總裝車間裝配成品，并檢驗(yàn)成品120*360跨距 12432008成品庫存放成品72*108跨距 1277769辦公服務(wù)樓管理和服務(wù)活動(dòng)72*108跨距 12777610車庫停放車輛9

8、6*96跨距 1292163、 工藝過程分析球閥生產(chǎn)工藝流程：(1) 零、組件制作與外購（續(xù)表為自制件工藝過程卡）(2) 組裝 所有零、組件在總裝車間集中組裝為成品。(3) 上漆 組裝完成后，至油漆車間，每件成品需用油漆0.13kg(4) 產(chǎn)品儲(chǔ)存 所有上漆產(chǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)至成品庫待出廠。表 3閥體的工藝過程卡閥體產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單位重量 /kg年計(jì)劃產(chǎn)量總重量 /kg閥體qf101ZG252100000200000作業(yè)單位名序號(hào)工序內(nèi)容工序材料利用率 / 稱1原材料庫原材料出庫1002熱處理車間鑄造閥體毛坯903機(jī)加工車間粗銑、粗車804熱處理車間淬火1005機(jī)加工車間精銑、精車90表 4悶蓋的工藝

9、過程卡悶蓋產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單位重量 / kg年計(jì)劃產(chǎn)量總重量 / kg悶蓋qf102ZG251.1100000110000序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率 /1原材料庫原材料出庫1002熱處理車間鑄造悶蓋毛坯903機(jī)加工車間粗銑、粗車804熱處理車間淬火1005機(jī)加工車間精銑、精車90表 5密封圈的工藝過程卡密封圈產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單位重量 /kg年計(jì)劃產(chǎn)量總重量 /kg密封圈qf103聚四氯乙烯0.007100000700序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率 / 1原材料庫原材料出庫1002化工車間熱擠壓成型98表 6閥芯的工藝過程卡閥芯產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單位重量 /kg年計(jì)劃產(chǎn)量總重量

10、 /kg閥芯qf10440Cr0.310000030000序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率 / 1原材料庫原材料出庫1002機(jī)加工車間銑槽、粗車753熱處理車間淬火1004機(jī)加工車間精車85表 7調(diào)整墊的工藝過程卡調(diào)整墊產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單位重量 / kg年計(jì)劃產(chǎn)量總重量 / kg調(diào)整墊qf105聚四氯乙烯0.002100000200序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率 /1原材料庫原材料出庫1002化工車間熱擠壓成型98表 8填料墊的工藝過程卡填料墊產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單位重量 / kg年計(jì)劃產(chǎn)量總重量 / kg填料墊qf10840Cr0.1510000015000序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容

11、工序材料利用率 / 1原材料庫原材料出庫1002機(jī)加工車間粗車753熱處理車間淬火1004機(jī)加工車間精車85表 9中填料工藝過程卡中填料產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單位重量 / kg年計(jì)劃產(chǎn)量總重量 / kg中填料qf109聚四氯乙烯0.031000003000序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率1原材料庫原材料出庫1002化工車間熱擠壓成型98表 10上填料工藝過程卡上填料年計(jì)劃產(chǎn)產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單位重量 / kg總重量 / kg量上填料qf110聚四氯乙烯0.031000003000作業(yè)單位名序號(hào)工序內(nèi)容工序材料利用率稱1原材料庫原材料出庫1002化工車間熱擠壓成型98表 11填料壓聚套工藝過程卡填

12、料壓聚套產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單位重量 / kg年計(jì)劃產(chǎn)量總重量 / kg填料壓聚套qf111350.1510000015000序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率1原材料庫原材料出庫1002機(jī)加工車間粗車753熱處理車間淬火1004機(jī)加工車間精車85表 12閥桿工藝過程卡閥桿產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單位重量 / kg年計(jì)劃產(chǎn)量總重量 / kg閥桿qf11240Cr0.091000009000工序材料利用序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容率1原材料庫原材料出庫1002熱處理車間鑄造閥桿毛坯953機(jī)加工車間粗銑、粗車704熱處理車間淬火1005機(jī)加工車間精銑、精車80表 13扳手工藝過程卡扳手產(chǎn)品名稱件號(hào)材料單位重量

13、 / kg年計(jì)劃產(chǎn)量總重量 / kg扳手qf113ZG250.1610000016000序號(hào)作業(yè)單位名稱工序內(nèi)容工序材料利用率1原材料庫原材料出庫1002熱處理車間鑄造扳手毛坯953機(jī)加工車間粗銑、鉆孔754熱處理車間淬火100精銑、擴(kuò)孔、絞5機(jī)加工車間孔80二、 物流分析物流相關(guān)分析是機(jī)械制造廠平面布置的基礎(chǔ)，主要從以下步驟來進(jìn)行分析：1、 產(chǎn)品工藝過程分析1.1 分析給定的工藝過程表由于各個(gè)部件的年需求量是固定的，也就是說球閥的生產(chǎn)呈理想狀態(tài)（零庫存存），所以全年的物流量就沒有必要給出。工藝過程表計(jì)算出各個(gè)工序加工前后單件重量及廢料重量如下表14 所示：表 14各個(gè)零件原料重量與成品重量對(duì)

14、比產(chǎn)品名稱件號(hào)材料原始重量材料利用率成品重量廢料（ kg）閥體悶蓋密封圈123（ kg）（ %）（ kg）ZG253.086464.821.0864ZG251.697564.81.10.5975聚四氯乙烯0.0071980.0070.0001閥芯調(diào)整墊填料墊中填料上填料填料壓聚套閥桿扳手45891011121340Cr聚四氯乙烯40Cr聚四氯乙烯聚四氯乙烯3540CrZG250.470663.750.30.17060.00204980.0020.000040.235363.750.150.08530.0306980.030.00060.0306980.030.00060.235363.750.

15、150.08530.169253.20.090.07920.2807570.160.12071.2 各個(gè)自制零部件工藝過程圖圖 2自制零部件工藝過程圖1.3 產(chǎn)品總的工藝過程圖圖 3產(chǎn)品總的工藝過程圖2、 物流強(qiáng)度分析2.1 作業(yè)單位之間的物流強(qiáng)度根據(jù)表 15 即可得到表 16 最后一列表 15物流強(qiáng)度等級(jí)分劃表物流強(qiáng)度等級(jí)符號(hào)物流路線比例（ %）承擔(dān)的物流量比例 （%）超高物流強(qiáng)度A1040特高物流強(qiáng)度E2030較大物流強(qiáng)度I3020一般物流強(qiáng)度O4010可忽略搬運(yùn)U表 16作業(yè)單位之間的物流強(qiáng)度序號(hào)作業(yè)單物流量合計(jì)物流強(qiáng)度等位對(duì)數(shù)級(jí)11-30.4706+0.2353+0.23530.941

16、2O21-40.0071+0.0306+0.0306+0.002040.07034U31-53.0864+1.6975+0.1692+0.23075.1838I43-22+1.1+0.3+0.15+0.15+0.09+0.163.95I53-52.2222+1.2222+0.353+0.1765+0.1765+4.4629I0.1125+0.264-20.007+0.002+0.03+0.030.069U75-32.7778+1.5278+2.2222+1.2222+0.353+9.1959A0.1765+0.1765+0.1607+0.1125+0.2667+0.22.2 各單位之間物流強(qiáng)度

17、統(tǒng)計(jì)圖圖 42.3 作業(yè)單位物流相關(guān)原始分析由上面的原始物流作定量的分析后，得到原始物流相關(guān)表。表 17原始物流相關(guān)表由原始物流相關(guān)表（表17）可得作業(yè)單位物流相互關(guān)系圖（圖5）如下圖：圖 5作業(yè)單位物流相互關(guān)系圖三、 作業(yè)單位非物流相關(guān)分析根據(jù)球閥結(jié)構(gòu)及工藝特點(diǎn)，球閥廠的作業(yè)單位劃分有原材料庫、外購件及標(biāo)準(zhǔn)件庫、機(jī)加工車間、化工車間、熱處理車間、油漆車間、總裝車間、成品庫、辦公服務(wù)樓和車庫。1、 從物流、工作流程、作業(yè)性質(zhì)相似、使用相同設(shè)備、使用同一場(chǎng)地等一系類因素整理出作業(yè)單位相互關(guān)系的主要因素，并給出理由編碼如表18 所示：表 18球閥作業(yè)單位相互關(guān)系密度理由編碼理由1工作流程的連續(xù)性2

18、生產(chǎn)服務(wù)3物料搬運(yùn)4管理方便5安全及污染6功用設(shè)備及輔助7震動(dòng)8人員聯(lián)系2、 確定各作業(yè)單位對(duì)之間影響相互關(guān)系的因素，并初步確定相互關(guān)系等級(jí)如表 19 所示：表 19作業(yè)單位相互關(guān)系等級(jí)符號(hào)含義說明比例（ %）A絕對(duì)重要25E特別重要310I重要515O一般密切程度1025U不重要4580X負(fù)的密切程度不希望接近，酌情而定3、 調(diào)整相互關(guān)系等級(jí)比例，將最后的作業(yè)單位之間的相互關(guān)系等級(jí)填入作業(yè)相互關(guān)系表（圖6）：圖 6非物流作業(yè)單位相互關(guān)系圖四、 作業(yè)單位綜合相關(guān)分析1、 綜合物流相關(guān)等級(jí)表根據(jù)作業(yè)單位物流相互關(guān)系圖（圖5）和非物流作業(yè)單位相互關(guān)系圖(圖 6)可以得出綜合物流相關(guān)等級(jí)表(表 20

19、):表 20綜合物流相關(guān)等級(jí)表相互關(guān)系程度作業(yè)單位對(duì)物流關(guān)系加權(quán)值 1等級(jí)分?jǐn)?shù)1-2U01-3O11-4U01-5I21-6U01-7U01-8U01-9U01-10U02-3I22-4U02-5U02-6U02-7U02-8U02-9U02-10U03-4U03-5A43-6U03-7U03-8U0綜合關(guān)系非物流關(guān)系加權(quán)值 1等級(jí)分?jǐn)?shù)分?jǐn)?shù)等級(jí)E33EI23EI22II24AU00UU00UU00UU00UI22IU02IU00UU00UU00UI22IU00UU00UI22IU00UA48AU00UI22IU00U3-9U0I22I3-10U0U00U4-5U0U00U4-6U0U00U4-

20、7U0I22I4-8U0U00U4-9U0U00U4-10U0U00U5-6U0U00U5-7U0U00U5-8U0U00U5-9U0X-1-1X5-10U0U00U6-7U0I22I6-8U0U00U6-9U0X-1-1X6-10U0U00U7-8U0U00U7-9U0E33E7-10U0I22I8-9U0O11O8-10U0E33E9-10U0I22I2、 作業(yè)單位綜合關(guān)系由作業(yè)單位綜合物流相關(guān)等級(jí)表(表 20)歸納總結(jié)得出作業(yè)單位綜合關(guān)系(圖7)如下 :圖 7作業(yè)單位綜合關(guān)系圖五、 作業(yè)單位相關(guān)分析1、 綜合接近程度排序由作業(yè)單位綜合關(guān)系圖（圖7）得到綜合接近程度排序表（表21）表 21

21、綜合接近程度排序表注 :表中 A=4,E=3,I=2,O=1,U=0,X=-1, 然后對(duì)表中的作業(yè)單位綜合接近程度進(jìn)行計(jì)算并排序。2. 繪制作業(yè)單位位置相關(guān)圖關(guān)系等級(jí)表示方式如下：表 22關(guān)系等級(jí)表示方式等級(jí)符號(hào)系數(shù)值線條數(shù)絕對(duì)重要A4/特別重要E3/重要I2/一般重要O1/不重要U0不希望X-1規(guī)定關(guān)系程度為 A 級(jí)的作業(yè)單位對(duì)之間距離為一個(gè)單位距離長度， E 級(jí)為兩個(gè)單位距離長度， I 級(jí)為三個(gè)單位距離長度， O 級(jí)為四個(gè)單位距離長度 ,U 級(jí)為五個(gè)單位距離長度 ,X 級(jí)為六個(gè)單位距離長度。（其中表示儲(chǔ)存區(qū) ,表示加工區(qū)）2.1 處理相關(guān)程度為A 記的作業(yè)單位對(duì)2.1.1 從作業(yè)單位綜合關(guān)系圖 （圖 7）中取出 A 級(jí)關(guān)系作業(yè)單位對(duì)，有 1-5,3-5共涉及 3 個(gè)作業(yè)單位，按綜合進(jìn)程度排序?yàn)椋?， 3，5。2.1.2 將綜合接近程度排序最高的作業(yè)單位1 布置在位置相關(guān)圖的中心位置。2.1.3 處理作業(yè)單位對(duì)1-5，將作業(yè)單位5 與作業(yè)單位 1 相距為單位距離長度（ 10cm）的位置上。2.2 依次處理 E