工業(yè)工程課程設計減速器的裝配優(yōu)化分析

《根底工業(yè)工程》課程設計學院：機械工程學院專業(yè)：工業(yè)工程班級：113120301姓名：指導教師：提交時間：2023.12.28裝配線概況以減速器裝配過程為研究對象,運用工業(yè)工程理論與方法,對生產(chǎn)線進行平衡分析研究,并對瓶頸工位、關鍵工位進行了優(yōu)化改善。該減速器裝配結構圖如圖1所示，BOM表如表1所示。圖1減速器裝配結構圖表1減速器BOM表產(chǎn)品名稱蝸輪蝸桿減速器設計日期層次零件編號零件名稱數(shù)量000001蝸輪蝸桿減速器1100201機蓋1100202機盒1100203輸入軸1200301通氣器1200302封蓋螺釘4200303機座4200304輸出軸1200305悶蓋2200306油標1200307銘牌1200308油封2200309軸承1200310蝸桿2200311齒輪1200312端蓋1300401悶蓋螺釘6300402悶蓋墊片2300403端蓋螺釘3300404端蓋墊片1由調查知道，減速器的生產(chǎn)大多數(shù)都是由機器設定程序運行生產(chǎn)，所以對該減速器的生產(chǎn)優(yōu)化應著手于材料、搬運、組裝等方面，合理分配工作、人員，使效率和經(jīng)濟更合理。減速器是一種動力傳達機構，利用齒輪的速度轉換器，將電機的回轉數(shù)減速到所要的回轉數(shù)，并得到較大轉矩的機構。減速器根本結構主要由傳動零件蝸輪蝸桿、軸、軸承、箱體及其附件所構成?？煞譃橛腥蟾窘Y構部：箱體、蝸輪蝸桿、軸承與軸組合。箱體是減速器中所有配件的基座，是支承固定軸系部件、保證傳動配件正確相對位置并支撐作用在減速機上荷載的重要配件。蝸輪蝸桿主要作用傳遞兩交錯軸之間的運動和動力，軸承與軸主要作用是動力傳遞、運轉并提高效率。減速器的裝配主要包括前、后端蓋及墊片的安裝，前端蓋螺釘?shù)难b配，后端蓋螺釘?shù)难b配，輸入軸、悶蓋及墊片與機蓋的安裝，機蓋上端面螺釘?shù)难b配，減速器四端面螺釘?shù)难b配，減速器裝配機構的加緊，通氣器的裝配的8個工位。減速器的裝配流程如圖2：圖2減速器的裝配流程裝配線現(xiàn)狀及問題裝配的作業(yè)時間是核算生產(chǎn)線平衡率的根底數(shù)據(jù)，也是找出瓶頸工位的關鍵所在。因此我們通過對8個工位的作業(yè)時間分析、測定如圖3所示。圖3從以上數(shù)據(jù)可以得到：減速器裝配線花費時間較多的工位為2、3、4、7四個工位，而這幾個工位均涉及到螺釘?shù)难b配，可見螺釘?shù)难b配確是一件比擬費時的工序，而這費時的原因是端蓋上螺孔位置與箱體螺孔位置的對準耗時，以及螺釘?shù)臄Q緊和螺釘?shù)暮吐菘椎纳僭S不合而造成。如果能夠將螺孔的對準一步既成，以及快速的擰緊螺釘，那么將會節(jié)省許多的時間。裝配線平衡分析：裝配不平衡最大時間損失：裝配不平衡使用率=1-68.33%=31.67%由以上計算可知，在裝配過程中,有30.81%的時間由于裝配配置不平衡而損失了。裝配線裝配不平衡最大時間損失為34s，裝配不平衡最大時間損失比擬大。裝配不平衡時間大于平衡時間，是不正常的現(xiàn)象，所以該裝配方法存在了較大的改良空間。三、裝配線的第一次優(yōu)化分析1、作業(yè)的分解由數(shù)據(jù)可知該裝配線各工位花費的時間相差太大，比方：工位4消耗了45s，而工位8僅僅消耗9s。而在工廠的裝配線上，出現(xiàn)這樣的問題的情況，那么會導致工人的工作時間不一樣，使過多的勞動力浪費，所以我們需要對各工位進行分解與重排，如表2所示。表2各工位作業(yè)分解工位根本作業(yè)作業(yè)說明完成時間〔S〕1A安裝機盒前墊片與端蓋918B安裝機盒后端蓋與墊片92C擰緊前端面螺釘42423D擰緊后端面螺釘43434E安裝輸入軸945F裝上機蓋10G安裝輸入軸的前后墊片14H裝上端蓋125I擰緊機盒與機蓋之間連接的螺釘27276J減速器四端面螺釘?shù)陌惭b30307K對減速器的加緊32328L通氣器的裝配99合計246結合零件特征及各根本作業(yè)的實際裝配順序，作出工作網(wǎng)絡圖，如圖4所示。圖4工作網(wǎng)絡圖2、工位的分析通過對各工位的分解，和裝配作業(yè)流程的分析，可以得到：①工位4作業(yè)分析工位4是瓶頸工作，它由根本4個操作組成，E、安裝輸入軸，F(xiàn)、裝上機蓋，G、安裝輸入軸的前后墊片，H、裝上端蓋。這幾個操作之間存在前后順序關系，所以不能打亂它們的順序，只能通過提高熟練度來減少作業(yè)時間。②工位2、3的分析工位2與3都是對零件的緊固，存在螺孔的對準，并且這也直接影響螺釘裝配時間的消耗，所以只能在前面裝配零件的時候進行對準，從而減少時間的消耗，從而降低該工位工人的工作壓力。③工位8的分析工位8工作太過簡單，這樣的工作分配會使該工位的工人出現(xiàn)過多的等待時間，從而時間不能充分利用，而出現(xiàn)浪費，所以我們得對該工位的工作在進行分配。通過以上的工位分析，我們對工位進行重新排列分配得到如表3所示：表3改善后的作業(yè)分配工位根本操作作業(yè)說明完成時間〔s〕1A安裝機盒前墊片與端蓋944B擰緊機盒前端面螺釘352C安裝機盒后墊片與端蓋945D擰緊機盒后端面螺釘363E安裝輸入軸945F裝上機蓋10G安裝輸入軸的前后墊片14H裝上端蓋124I擰緊機盒與機蓋之間連接的螺釘2247J減速器四端面螺釘?shù)陌惭b255K對減速器的加緊2635L通氣器的裝配9合計2163、第一次優(yōu)化結果經(jīng)過第一次對工位的重新分配與組合，可讓每個工位的作業(yè)時間相近，而不會出現(xiàn)過多的等待時間，讓工人的作業(yè)時間得到更大的利用，并且工位的數(shù)量也減小了，方便管理，具體表達如下：①工位1與工位2墊片與端蓋與螺釘?shù)难b配均由本工位的人完成，不用再像以前一樣，需要去在裝配螺釘時，還有對準螺孔，現(xiàn)在有裝配墊片與端蓋的人完成，不會出現(xiàn)在搬運過程中出現(xiàn)對好的螺孔移位，從而減少了以前再對螺孔的時間。②將以前的8個工位重新組合為5個工位，方便了管理，并且各工位的作業(yè)時間相近，不會再像以前出現(xiàn)過多的等待時間，從而出現(xiàn)勞動力浪費的現(xiàn)象，并且這樣的作業(yè)分配更為合理。③時間研究方面改善后各工位的時間如圖5所示：工位12345完成時間44s45s45s47s35s由上圖我們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過改善后各工位操作時間漸趨平衡，大局部工位〔工位1、2、3、4〕操作時間相差不大。工位5的操作時間比其他4個作業(yè)時間小。④裝配線平衡方面生產(chǎn)不平衡最大時間損失:生產(chǎn)不平衡損失率=1-平衡率=1-91.91%=8.09%由以上計算可知，經(jīng)過第一次優(yōu)化，裝配線不平衡最大時間損失由36s降低到12s，裝配線平衡率由68.33%提高到91.91%。經(jīng)過第一次的優(yōu)化可以使工廠的生產(chǎn)效率得到提高，工人工作的效率也得到了很大的提高，但是在裝配的時候，難免會有不利于操作的的動作，所以應對作業(yè)的動作再進行優(yōu)化、標準。第二次優(yōu)化經(jīng)過第一次的優(yōu)化，裝配的效率得到顯著的提高，但是各個工位使用的時間還是可以進行優(yōu)化縮減，我們需要對作業(yè)時的動作進行標準，以到達更好。操作分析我們對作業(yè)時的錄像分析可以得到，我們在很多的工位作業(yè)時動作都不是很標準，有時候并不利于我們的裝配，會讓我們動作非常不便，而且會花費更多的時間，就像這其中的一到工序，沒有調整好好的方位來進行擰緊螺釘，同時也不滿足雙手動作原那么，并且還沒有好的效果。一個好的作業(yè)動作可以到達事半功倍的效果，我們?yōu)槭裁床粯藴室粋€好的作業(yè)動作呢？2、第二次優(yōu)化“5W1H〞的提問方法是解決工業(yè)工程問題常用的方法，我們對減速器的動作優(yōu)化也將采用這種方法。在作業(yè)時，通過錄像發(fā)現(xiàn)很多動作都會浪費很多時間，并對每個工位的操作進行分析，得到了相應的標準作用動作如表4：表4減速器裝配雙手作業(yè)動作標準表作業(yè)內(nèi)容：裝配減速器工作地布置圖工位序號：定員：1操MOD數(shù)：時間：日期：左手動作右手動作動作表達分析式次數(shù)次數(shù)分析式動作表達伸手取墊片M3G111M3G0伸向機盒拿到機盒前端面M3P011M2P0握穩(wěn)機盒裝配墊片M2P211H握穩(wěn)機盒伸手取端蓋M3G111H持住拿到機盒前端面M3P011H持住裝配端蓋M2P211H持住伸手取螺釘M3G331H持住拿到機盒端蓋處，對準塞入M3P531H持住擰緊螺釘，旋轉7次〔M2G0M2P0〕*731H持住握緊機盒M2P011M3G3伸手取墊圈持住H11M3P0移近機盒后端面持住H11M2P5安裝墊圈持住H11M3G3伸手取端蓋持住H11M3P5移近機盒后端面，對準安上持住H13M3G3伸手取螺釘持住H13M3P5移近機盒后端面，裝上安上持住H13〔M2G0M2P0〕*7擰緊螺釘，旋轉7次持住H11M3G3伸手拿輸入軸持住H11M3P5移近機盒，并安上伸手取機蓋M3G311M3P0移開移近機盒上方，并安上M3P511M3P5安裝機蓋伸手取墊片M3G311M3G3伸手取墊片移近左手方的端面，并對準安上M3P511M3P5移近右手方的端面，并對準安上伸手取端蓋M3G311M3G3伸手取端蓋移近左手方的端面，并對準安上M3P511M3P5移近右手方的端面，并對準安上伸手取螺釘M3G333M3G3伸手取螺釘移近左手方的端面，并對準安上M3P533M3P5移近右手方的端面，并對準安上擰緊螺釘，旋轉7次〔M2G0M2P0〕*733〔M2G0M2P0〕*7擰緊螺釘，旋轉7次伸手取螺釘M3G322M3G3伸手取螺釘移近左手靠近端面，并對準安上M3P522M3P5移近右手靠近端面，并對準安上擰緊螺釘，旋轉7次〔M2G0M2P0〕*722〔M2G0M2P0〕*7擰緊螺釘，旋轉7次伸手取螺釘M3G331M2P0握緊機身移近未裝配的螺孔，并對準安上M3P531H持住握緊機身M2P013〔M2G0M2P0〕*7移近為擰緊的螺釘并擰緊螺釘，旋轉7次持住H11M3G3伸手取通氣器持住H11M3P5移近機蓋上方，并對準安上表4既為裝配減速器各個工位裝