工業(yè)工程課程設(shè)計(jì)減速器的裝配優(yōu)化分析

《根底工業(yè)工程》課程設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)：工業(yè)工程班級(jí)：113120301姓名：指導(dǎo)教師：提交時(shí)間：2023.12.28裝配線概況以減速器裝配過程為研究對(duì)象,運(yùn)用工業(yè)工程理論與方法,對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行平衡分析研究,并對(duì)瓶頸工位、關(guān)鍵工位進(jìn)行了優(yōu)化改善。該減速器裝配結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，BOM表如表1所示。圖1減速器裝配結(jié)構(gòu)圖表1減速器BOM表產(chǎn)品名稱蝸輪蝸桿減速器設(shè)計(jì)日期層次零件編號(hào)零件名稱數(shù)量000001蝸輪蝸桿減速器1100201機(jī)蓋1100202機(jī)盒1100203輸入軸1200301通氣器1200302封蓋螺釘4200303機(jī)座4200304輸出軸1200305悶蓋2200306油標(biāo)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(diào)查知道，減速器的生產(chǎn)大多數(shù)都是由機(jī)器設(shè)定程序運(yùn)行生產(chǎn)，所以對(duì)該減速器的生產(chǎn)優(yōu)化應(yīng)著手于材料、搬運(yùn)、組裝等方面，合理分配工作、人員，使效率和經(jīng)濟(jì)更合理。減速器是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。減速器根本結(jié)構(gòu)主要由傳動(dòng)零件蝸輪蝸桿、軸、軸承、箱體及其附件所構(gòu)成?？煞譃橛腥蟾窘Y(jié)構(gòu)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(dòng)配件正確相對(duì)位置并支撐作用在減速機(jī)上荷載的重要配件。蝸輪蝸桿主要作用傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，軸承與軸主要作用是動(dòng)力傳遞、運(yùn)轉(zhuǎn)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(jī)蓋的安裝，機(jī)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(jī)構(gòu)的加緊，通氣器的裝配的8個(gè)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(shí)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(guān)鍵所在。因此我們通過對(duì)8個(gè)工位的作業(yè)時(shí)間分析、測(cè)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(fèi)時(shí)間較多的工位為2、3、4、7四個(gè)工位，而這幾個(gè)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(fèi)時(shí)的工序，而這費(fèi)時(shí)的原因是端蓋上螺孔位置與箱體螺孔位置的對(duì)準(zhǔn)耗時(shí)，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?qū)⒙菘椎膶?duì)準(zhǔn)一步既成，以及快速的擰緊螺釘，那么將會(huì)節(jié)省許多的時(shí)間。裝配線平衡分析：裝配不平衡最大時(shí)間損失：裝配不平衡使用率=1-68.33%=31.67%由以上計(jì)算可知，在裝配過程中,有30.81%的時(shí)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(shí)間損失為34s，裝配不平衡最大時(shí)間損失比擬大。裝配不平衡時(shí)間大于平衡時(shí)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(fèi)的時(shí)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(huì)導(dǎo)致工人的工作時(shí)間不一樣，使過多的勞動(dòng)力浪費(fèi)，所以我們需要對(duì)各工位進(jìn)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(shí)間〔S〕1A安裝機(jī)盒前墊片與端蓋918B安裝機(jī)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(jī)蓋10G安裝輸入軸的前后墊片14H裝上端蓋125I擰緊機(jī)盒與機(jī)蓋之間連接的螺釘27276J減速器四端面螺釘?shù)陌惭b30307K對(duì)減速器的加緊32328L通氣器的裝配99合計(jì)246結(jié)合零件特征及各根本作業(yè)的實(shí)際裝配順序，作出工作網(wǎng)絡(luò)圖，如圖4所示。圖4工作網(wǎng)絡(luò)圖2、工位的分析通過對(duì)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(gè)操作組成，E、安裝輸入軸，F(xiàn)、裝上機(jī)蓋，G、安裝輸入軸的前后墊片，H、裝上端蓋。這幾個(gè)操作之間存在前后順序關(guān)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(shí)間。②工位2、3的分析工位2與3都是對(duì)零件的緊固，存在螺孔的對(duì)準(zhǔn)，并且這也直接影響螺釘裝配時(shí)間的消耗，所以只能在前面裝配零件的時(shí)候進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，從而減少時(shí)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(huì)使該工位的工人出現(xiàn)過多的等待時(shí)間，從而時(shí)間不能充分利用，而出現(xiàn)浪費(fèi)，所以我們得對(duì)該工位的工作在進(jìn)行分配。通過以上的工位分析，我們對(duì)工位進(jìn)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(shí)間〔s〕1A安裝機(jī)盒前墊片與端蓋944B擰緊機(jī)盒前端面螺釘352C安裝機(jī)盒后墊片與端蓋945D擰緊機(jī)盒后端面螺釘363E安裝輸入軸945F裝上機(jī)蓋10G安裝輸入軸的前后墊片14H裝上端蓋124I擰緊機(jī)盒與機(jī)蓋之間連接的螺釘2247J減速器四端面螺釘?shù)陌惭b255K對(duì)減速器的加緊2635L通氣器的裝配9合計(jì)2163、第一次優(yōu)化結(jié)果經(jīng)過第一次對(duì)工位的重新分配與組合，可讓每個(gè)工位的作業(yè)時(shí)間相近，而不會(huì)出現(xiàn)過多的等待時(shí)間，讓工人的作業(yè)時(shí)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(dá)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(shí)，還有對(duì)準(zhǔn)螺孔，現(xiàn)在有裝配墊片與端蓋的人完成，不會(huì)出現(xiàn)在搬運(yùn)過程中出現(xiàn)對(duì)好的螺孔移位，從而減少了以前再對(duì)螺孔的時(shí)間。②將以前的8個(gè)工位重新組合為5個(gè)工位，方便了管理，并且各工位的作業(yè)時(shí)間相近，不會(huì)再像以前出現(xiàn)過多的等待時(shí)間，從而出現(xiàn)勞動(dòng)力浪費(fèi)的現(xiàn)象，并且這樣的作業(yè)分配更為合理。③時(shí)間研究方面改善后各工位的時(shí)間如圖5所示：工位12345完成時(shí)間44s45s45s47s35s由上圖我們發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過改善后各工位操作時(shí)間漸趨平衡，大局部工位〔工位1、2、3、4〕操作時(shí)間相差不大。工位5的操作時(shí)間比其他4個(gè)作業(yè)時(shí)間小。④裝配線平衡方面生產(chǎn)不平衡最大時(shí)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(jì)算可知，經(jīng)過第一次優(yōu)化，裝配線不平衡最大時(shí)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(shí)候，難免會(huì)有不利于操作的的動(dòng)作，所以應(yīng)對(duì)作業(yè)的動(dòng)作再進(jìn)行優(yōu)化、標(biāo)準(zhǔn)。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(gè)工位使用的時(shí)間還是可以進(jìn)行優(yōu)化縮減，我們需要對(duì)作業(yè)時(shí)的動(dòng)作進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)，以到達(dá)更好。操作分析我們對(duì)作業(yè)時(shí)的錄像分析可以得到，我們?cè)诤芏嗟墓の蛔鳂I(yè)時(shí)動(dòng)作都不是很標(biāo)準(zhǔn)，有時(shí)候并不利于我們的裝配，會(huì)讓我們動(dòng)作非常不便，而且會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間，就像這其中的一到工序，沒有調(diào)整好好的方位來進(jìn)行擰緊螺釘，同時(shí)也不滿足雙手動(dòng)作原那么，并且還沒有好的效果。一個(gè)好的作業(yè)動(dòng)作可以到達(dá)事半功倍的效果，我們?yōu)槭裁床粯?biāo)準(zhǔn)一個(gè)好的作業(yè)動(dòng)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(duì)減速器的動(dòng)作優(yōu)化也將采用這種方法。在作業(yè)時(shí)，通過錄像發(fā)現(xiàn)很多動(dòng)作都會(huì)浪費(fèi)很多時(shí)間，并對(duì)每個(gè)工位的操作進(jìn)行分析，得到了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)作用動(dòng)作如表4：表4減速器裝配雙手作業(yè)動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)表作業(yè)內(nèi)容：裝配減速器工作地布置圖工位序號(hào)：定員：1操M(fèi)OD數(shù)：時(shí)間：日期：左手動(dòng)作右手動(dòng)作動(dòng)作表達(dá)分析式次數(shù)次數(shù)分析式動(dòng)作表達(dá)伸手取墊片M3G111M3G0伸向機(jī)盒拿到機(jī)盒前端面M3P011M2P0握穩(wěn)機(jī)盒裝配墊片M2P211H握穩(wěn)機(jī)盒伸手取端蓋M3G111H持住拿到機(jī)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(jī)盒端蓋處，對(duì)準(zhǔn)塞入M3P531H持住擰緊螺釘，旋轉(zhuǎn)7次〔M2G0M2P0〕*731H持住握緊機(jī)盒M2P011M3G3伸手取墊圈持住H11M3P0移近機(jī)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(jī)盒后端面，對(duì)準(zhǔn)安上持住H13M3G3伸手取螺釘持住H13M3P5移近機(jī)盒后端面，裝上安上持住H13〔M2G0M2P0〕*7擰緊螺釘，旋轉(zhuǎn)7次持住H11M3G3伸手拿輸入軸持住H11M3P5移近機(jī)盒，并安上伸手取機(jī)蓋M3G311M3P0移開移近機(jī)盒上方，并安上M3P511M3P5安裝機(jī)蓋伸手取墊片M3G311M3G3伸手取墊片移近左手方的端面，并對(duì)準(zhǔn)安上M3P511M3P5移近右手方的端面，并對(duì)準(zhǔn)安上伸手取端蓋M3G311M3G3伸手取端蓋移近左手方的端面，并對(duì)準(zhǔn)安上M3P511M3P5移近右手方的端面，并對(duì)準(zhǔn)安上伸手取螺釘M3G333M3G3伸手取螺釘移近左手方的端面，并對(duì)準(zhǔn)安上M3P533M3P5移近右手方的端面，并對(duì)準(zhǔn)安上擰緊螺釘，旋轉(zhuǎn)7次〔M2G0M2P0〕*733〔M2G0M2P0〕*7擰緊螺釘，旋轉(zhuǎn)7次伸手取螺釘M3G322M3G3伸手取螺釘移近左手靠近端面，并對(duì)準(zhǔn)安上M3P522M3P5移近右手靠近端面，并對(duì)準(zhǔn)安上擰緊螺釘，旋轉(zhuǎn)7次〔M2G0M2P0〕*722〔M2G0M2P0〕*7擰緊螺釘，旋轉(zhuǎn)7次伸手取螺釘M3G331M2P0握緊機(jī)身移近未裝配的螺孔，并對(duì)準(zhǔn)安上M3P531H持住握緊機(jī)身M2P013〔M2G0M2P0〕*7移近為擰緊的螺釘并擰緊螺釘，旋轉(zhuǎn)7次持住H11M3G3伸手取通氣器持住H11M3P5移近機(jī)蓋上方，并對(duì)準(zhǔn)安上表4既為裝配減速器各個(gè)工位裝