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1、1 引言设施布置设计是物流系统分析的重要一环， 它受到生产物流系统及其他设计 环节的影响，也对生产物流系统及其他设计环节产生影响。一个设施是一个有机的整体， 由相互关联的子系统组成， 因此，必须以设施 系统自身的目标作为整个规划设计活动的中心。设施规划总的是使人力，财力，物力和人流，物流，信息流得到最合理、最 经济、最有效的配置和安排， 即要确保规划的企业能以最小投入得到最大的收益。无论新设施的规划还是旧设施的再规划，一致目标是： 1简化加工过程2有效地利用设备、空间、能源和人力资源 3最大限度地减少物料搬运4缩短生产周期5力求投资最低 6为职工提供方便、舒适、平安和符合职业卫生的条件 上诉目
2、标之间往往存在冲突。要用恰当的指标对每一个方案进行综合评价， 到达总体目标的最优化。 为到 达最优化方案由如下考虑：1减少或消除不必要的作业 2以流动的观点作为设施规划的出发点3运用系统的概念4重视人的因素5设施规划设计是从宏观到微观，又冲微观到宏观的反复迭代、并行设 计的过程1.1 原始给定条件 本文种原始给定条件主要有： 1工厂占地 5400平方米，南北 90 米，东西 60米。 2方案年产量为 10000 件。2 根本要素作业单位明细表工厂各个单位部门的占地面积大小与其建筑物外形尺寸对布置设计影响很 大。根据生产工艺流程、设备占地面积大小、物流模式及其通道、人员活动区域、 建筑结构等因素
3、加以确定具体布局。根据生产工艺过程需要，本厂由如下表 2.1所示的作业单位构成。表2.1 作业单位明细表工厂名 称发动机连杆活塞机构制造厂产品名 称连杆活塞机构方案产量10000序号零件名称自制外购材料单件重量(kg)生产量1活塞VZL4011.0002活塞环V合金铸铁0.0803活塞销V20Cr0.0804连杆401.500100005连杆螺栓VML40Cr0.0256连杆轴瓦含连 杆瓦、盖V铜铅合金、低碳合金钢3.000作业单元的划分根据连杆组的结构及其工艺特点，设立如表2.2所示的8个单位部门，分别 承当备料、锻压、特处理、加工、暂存、装配和储存成品等各项生产任务。作业单位建筑汇总表2.
4、2如下：表22 建筑单位汇总表序列作业单位 名称用途建筑面积平方米1原材料库储存钢材与铸锭等20x20=4002锻造车间锻造10x20=2003热处理车 间热处理调质10x20=2004加工车间车，铳，钻，滚齿10x20=2005精密车间镗削，磨削，剃齿10x20=2006标准件与 半成品库储存外购、标准件、半成品10x20=2007装配车间装配成型20x20=4008成品库储存成品10x20=200生产工艺过程活塞连杆组由活塞组和连杆组两局部构成。（一）活塞组由活塞、活塞环、活塞销、活塞销卡环等零件组成由顶部、头部和裙部3局部组成。活塞头部是活塞环槽以上的局部，共有三道环槽，上面两道用以安装
5、气环，下面一道用以安装油环。第一环槽镶奥氏体铸铁耐磨圈，油环槽内有4个4mm的油孔，对称分布在活塞销孔两侧。第一道环槽为梯形槽，第二道、第三道环槽为矩形糟。第一道环槽槽口宽 3. Omm,第二环槽宽，第三环槽（油环槽）宽4mm 活塞裙部为鼓形椭圆，椭圆长轴（与活塞销垂直方向）与短轴（与活塞销平行 方向）长度相差为，安装在缸体上的喷油嘴喷出的压力机油冷却活塞的裙部。活塞的材料为共晶硅铝合金或铝锌合金。有两道气环和一道油环。第一道活塞环截面为梯形桶面环，梯形角度为 15，采用球墨铸铁制造，圆周外表镀铬以提高耐磨性和抗拉缸能力。 第二道活塞环为锥面扭曲环，顶面有 内斜 45切口，外圆呈锥面，锥面角为
6、 90。第二环采用合金铸铁制造。第三道 环为胀圈式组合油环， 其内设衬环， 以提高油环的弹力， 油环本体采用合金铸铁 制造，螺旋衬环的材料为65Mn弹簧钢丝。采用低碳合金钢 (20Cr) ，内外圆外表渗透碳淬火活塞销的装配： 活塞销与活塞销座孔和连杆小头衬套的连接配合， 采用“全 浮式， 即在发动机运转过程中， 活塞销不仅可以在连杆小头衬套内， 还可以在 销座孔内缓慢地转动，以使活塞销各局部磨损均匀。考前须知： 当活塞销直径超出使用极限时，应更换新活塞销。 活塞销与活塞装配时，先将铝合金活塞在水或机油中加热至50C -70 C,保温一段时间，取出抹干净后，将涂抹有 15W/40润滑油的活塞销用
7、手掌心平稳 地推入活塞销座孔和连杆小头。 活塞销推入锥座孔后，其端面不得超过卡环槽。 活塞、活塞销、连杆装配成组合件后，连杆、活塞销能自由摆动，活塞销 与活塞销座孔之间，在工作状态下呈“浮式，活塞销可在销座孔内缓慢转动。(二)连杆组 连杆组主要由连杆、连杆轴瓦含连杆盖和连杆螺栓组成。 连杆组的功用是连接活塞和曲轴， 将活塞承受的力传给曲轴， 并将活塞的往 复直线运动转变为曲轴的旋转运动。(1) 工作条件及要求 工作时，连杆承受活塞销传来的气体作用力以及连杆本身摆动和活塞组往复运动时的惯性力， 这些力的大小和方向都是周期性变化的。 因此，连杆受到压缩、 拉伸和弯曲等交变载荷的作用， 这就要求连杆
8、的质量尽可能小并具有足够的刚度 和强度。如强度缺乏，会发生连杆螺栓、大头盖及杆身断裂，造成严重事故。如 刚度缺乏， 会使连杆大头变形失圆， 导致连杆大头轴瓦因油膜破坏而烧损； 还会 使连杆杆身弯曲，造成活塞与气缸偏磨，活塞环漏气和窜油等。连杆采用合金钢模锻而成，断面是工字形。(2) 结构连杆由连杆小头、杆身，、连杆大头三局部组成 连杆小头与活塞销相连，连杆通过小头，用活塞销与活塞连接，柴油机工 作时，连杆与活塞销可以相对自由转动， 连杆小头上压入铜铅双金属衬套，以提 高耐磨性。连杆小头的顶上有一个集油孔，曲轴旋转激溅起来的机油、甩到活塞 内腔的顶部，冷却活塞后，落下时，一局部机油通过集油孔流入
9、连杆小头内孔润 滑活塞销。此外，活塞冷却喷嘴喷出的机油冷却活塞后， 其中一局部机油也通过 集油孔流入连杆小头内孔润滑活塞销。 连杆杆身采用工字形断面，这样可以使之在最小重量下具有最大的强度和 刚度。 连杆大头连杆通过连杆大头与连杆轴颈相连，连杆大头为斜切口（68 ）分开式，被分开的局部称为连杆盖。采用铜铅合金薄壁轴瓦，内外表镀铅锡合金，以提高其耐磨性，外外表镀锡 以防锈。连杆螺栓是承受交变拉伸载荷的重要零件。连杆螺栓采用ML40Cr材料制造。自制零件制造工艺过程连杆生产过程表连杆生产过程工序内容机床设备作业单位名称序号模锻2调质3粗、精铳两平面P 立式双头回转铳床4粗、精铳结合面立式双头回转铳
10、床磨两平面立轴圆台平面磨床5磨结合面立轴矩台平面磨床钻、扩、铰小头孔、孔口倒角立式五工位机床连杆体两件粗镗大头孔，倒角卧式三工位机床钻、攻螺纹孔，钻、铰定位孔卧式五工位机床4精镗定位孔5连杆制造设备过程以及作业单位如表连杆制造过程如下表。表2.4 连杆加工工艺过程表零件名称零件序号材料单件质量(kg)年总产量件连杆4451.50010000步骤对应单位序列 及其作业单位工序大致内容工序材料利用率%11原材料库备料22锻造车间模锻8033热处理车间调质44加工车间粗、精铳；攻螺纹、 铰9055精密车间磨、钻孔、倒角；精 镗9566标准件与半成 品库暂存产品一一产量分析生产的产品品种的多少以及每种
11、产品产量的上下，决定了工厂的生产类型， 进而影响着工厂设备的布置形式。 根据以上条件可知，待布置设计的工厂产品品 种单一，产量较大，年产量为10000台，属于大批量生产，适合按产品的原那么 布置，宜采用流水线的组织形式。2.6产品工艺过程分析通过对产品的加工、组装等阶段以及各工艺过程路线的分析，计算每个工 艺过程加工前工件的单位质量以及产生的废料重量。表2.5全年生产量计算全年废料物流量零件名 称毛重 kg废料(kg锻造废 料机加工废料精加工 废料总废料全年连杆6930根据零件加工工艺与物流量，绘制工艺过程如图2.1所示图2.1 连杆物流量3物流分析3.1 绘制从至表当物料移动式工艺过程的主要
12、局部时，物流分析就是工厂布局设计的核心工 作，也是物料搬运分析的开始。零部件物流是该部件在工厂内移动时所走过的路 线，物流分析不仅腰考虑每个零部件在工厂内的路线，还要遵循两个最小和两个防止的原那么：两个最小原那么，即经过距离最小和物流本钱最小。 两个防止原 那么，即防止迂回和防止十字交叉。从至表是以一定顺序按行排列物料移动的起 始作业工序，以相同顺序按列排列物料移动的终止工序， 行列相交的方格中记录从起始作业单位到终止作业单位的各种物料搬运量的总和表3.1物流强度从至表至12345678从原材料 库锻造车 间热处理 车间加工车 间精密车 间半成品 库装配车 间成品库合计1原材料 库219302
13、19302锻造车 间17450174503热处理 车间17450174504加工车 间15780157805精密车 间15000150006半成品 库56850568507装配车 间56850568508成品库0合计02193017450174501578015000568505685020131物流强度等级划分表3.2物流强度等级划分表物流等级强 度符号含义物流比例%承当物流量 比例%超咼物流量A绝对重要1040特咼物流量E特别重要2030较大物流量I重要3020一般物流量O一般密切程 度4010可忽略物流量U不重要-物流相关图依照从至表构造一种表示所有作业单位相关系的关系表，在行与列相交方 格中填入单位间物流强度等级。4非物流分析作业单位非物流相关影响因素表4.1作业单位相关理由表序列理由1工作流程连续性2生产效劳3物料搬运4管理方便5平安与污染6公共设备设施7振动8人员联系#作业单位间相互关系等级对应符号含义比例%A绝
