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1、1引言设施布置设设计是物物流系统统分析的的重要一一环，它它受到生生产物流流系统及及其他设设计环节节的影响响，也对对生产物物流系统统及其他他设计环环节产生生影响。一个设施是是一个有有机的整整体，由由相互关关联的子子系统组组成，因因此，必必须以设设施系统统自身的的目标作作为整个个规划设设计活动动的中心心。设施规划总总的是使使人力，财财力，物物力和人人流，物物流，信信息流得得到最合合理、最最经济、最最有效的的配置和和安排，即即要确保保规划的的企业能能以最小小投入得得到最大大的收益益。无论新设施施的规划划还是旧旧设施的的再规划划，一致致目标是是：（1）简化化加工过过程（2）有效效地利用用设备、空空间、
2、能能源和人人力资源源（3）最大大限度地地减少物物料搬运运（4）缩短短生产周周期（5）力求求投资最最低（6）为职职工提供供方便、舒舒适、安安全和符符合职业业卫生的的条件上诉目标之之间往往往存在冲冲突。要用恰当的的指标对对每一个个方案进进行综合合评价，达达到总体体目标的的最优化化。为达达到最优优化方案案由如下下考虑：（1）减少少或消除除不必要要的作业业（2）以流流动的观观点作为为设施规规划的出出发点（3）运用用系统的的概念（4）重视视人的因因素（5）设施施规划设设计是从从宏观到到微观，又又冲微观观到宏观观的反复复迭代、并并行设计计的过程程1.1 原始给给定条件件本文种原始始给定条条件主要要有：（1
3、）工厂厂占地554000平方米米，南北北90米米，东西西60米米。（2）计划划年产量量为1000000件。2基本要素素2.1作业业单位明明细表工厂各个单单位部门门的占地地面积大大小与其其建筑物物外形尺尺寸对布布置设计计影响很很大。根据生产工工艺流程程、设备备占地面面积大小小、物流流模式及及其通道道、人员员活动区区域、建建筑结构构等因素素加以确确定具体体布局。根据生产工工艺过程程需要，本本厂由如如下表2.1所所示的作作业单位位构成。表2.1 作业业单位明明细表工厂名称发动机连杆杆活塞机机构制造造厂产品名称连杆活塞机机构计划产量100000序号零件名称自制外购材料单件重量(kg)生产量1活塞ZL4
4、0111.0000 2活塞环合金铸铁0.0800 3活塞销20Cr0.0800 4连杆401.5000 1000005连杆螺栓ML40CCr0.0255 6连杆轴瓦（含含连杆瓦瓦、盖）铜铅合金、低低碳合金金钢3.0000 2.2作业业单元的的划分根据连杆组组的结构构及其工工艺特点点，设立立如表22.2所所示的88个单位位部门，分分别承担担备料、锻锻压、特特处理、加加工、暂暂存、装装配和储储存成品品等各项项生产任任务。作业单位建建筑汇总总表2.2如下下：表2.2 建筑筑单位汇汇总表序列作业单位名名称用途建筑面积（平平方米）1原材料库储存钢材与与铸锭等等20x200=40002锻造车间锻造10x2
5、00=20003热处理车间间热处理（调调质）10x200=20004加工车间车，铣，钻钻，滚齿齿10x200=20005精密车间镗削，磨削削，剃齿齿10x200=20006标准件与半半成品库库储存外购、标标准件、半半成品10x200=20007装配车间装配成型20x200=40008成品库储存成品10x200=20002.3生产产工艺过过程活塞连杆组组由活塞塞组和连连杆组两两部分构构成。(一)活塞塞组由活塞、活活塞环、活活塞销、活活塞销卡卡环等零零件组成成。1.活塞由顶部、头头部和裙裙部3部部分组成成。活塞头部是是活塞环环槽以上上的部分分，共有有三道环环槽，上上面两道道用以安安装气环环，下面面
6、一道用用以安装装油环。第第一环槽槽镶奥氏氏体铸铁铁耐磨圈圈，油环环槽内有有4个4mmm的油孔孔，对称称分布在在活塞销销孔两侧侧。第一一道环槽槽为梯形形槽，第第二道、第第三道环环槽为矩矩形糟。第第一道环环槽槽口口宽3. 0mmm，第第二环槽槽宽2.3855mm，第第三环槽槽(油环环槽)宽宽4mmm。活塞裙部为为鼓形椭椭圆，椭椭圆长轴轴(与活活塞销垂垂直方向向)与短短轴(与与活塞销销平行方方向)长长度相差差为0.35mmm，安安装在缸缸体上的的喷油嘴嘴喷出的的压力机机油冷却却活塞的的裙部。活塞的材料料为共晶晶硅铝合合金或铝铝锌合金金。2.活塞环环有两道气环环和一道道油环。第一道活塞塞环截面面为梯形
7、形桶面环环，梯形形角度为为15，采用用球墨铸铸铁制造造，圆周周表面镀镀铬以提提高耐磨磨性和抗抗拉缸能能力。第第二道活活塞环为为锥面扭扭曲环，顶顶面有内内斜455切口，外外圆呈锥锥面，锥锥面角为为90。第第二环采采用合金金铸铁制制造。第第三道环环为胀圈圈式组合合油环，其其内设衬衬环，以以提高油油环的弹弹力，油油环本体体采用合合金铸铁铁制造，螺螺旋衬环环的材料料为655Mn弹弹簧钢丝丝。3.活塞销销采用低碳合合金钢(20CCr)，内内外圆表表面渗透透碳淬火火活塞销的装装配：活活塞销与与活塞销销座孔和和连杆小小头衬套套的连接接配合，采采用“全浮式式”，即在在发动机机运转过过程中，活活塞销不不仅可以以
8、在连杆杆小头衬衬套内，还还可以在在销座孔孔内缓慢慢地转动动，以使使活塞销销各部分分磨损均均匀。注注意事项项：当活塞销销直径超超出使用用极限时时，应更更换新活活塞销。活塞销与与活塞装装配时，先先将铝合合金活塞塞在水或或机油中中加热至至50-700，保温温一段时时间，取取出抹干干净后，将将涂抹有有15WW/400润滑油油的活塞塞销用手手掌心平平稳地推推入活塞塞销座孔孔和连杆杆小头。活塞销推推入锥座座孔后，其其端面不不得超过过卡环槽槽。活塞、活活塞销、连连杆装配配成组合合件后，连连杆、活活塞销能能自由摆摆动，活活塞销与与活塞销销座孔之之间，在在工作状状态下呈呈“浮式”，活塞塞销可在在销座孔孔内缓慢慢
9、转动。(二)连杆杆组连杆组主要要由连杆杆、连杆杆轴瓦（含含连杆盖盖）和连连杆螺栓栓组成。连杆组的功功用是连连接活塞塞和曲轴轴，将活活塞承受受的力传传给曲轴轴，并将将活塞的的往复直直线运动动转变为为曲轴的的旋转运运动。1.连杆(1)工作作条件及及要求工作时，连连杆承受受活塞销销传来的的气体作作用力以以及连杆杆本身摆摆动和活活塞组往往复运动动时的惯惯性力，这这些力的的大小和和方向都都是周期期性变化化的。因因此，连连杆受到到压缩、拉拉伸和弯弯曲等交交变载荷荷的作用用，这就就要求连连杆的质质量尽可可能小并并具有足足够的刚刚度和强强度。如如强度不不足，会会发生连连杆螺栓栓、大头头盖及杆杆身断裂裂，造成成
10、严重事事故。如如刚度不不足，会会使连杆杆大头变变形失圆圆，导致致连杆大大头轴瓦瓦因油膜膜破坏而而烧损；还会使使连杆杆杆身弯曲曲，造成成活塞与与气缸偏偏磨，活活塞环漏漏气和窜窜油等。连杆采用合合金钢模模锻而成成，断面面是工字字形。(2)结构构连杆由连杆杆小头、杆杆身，、连连杆大头头三部分分组成连杆小头头与活塞塞销相连连，连杆杆通过小小头，用用活塞销销与活塞塞连接，柴柴油机工工作时，连连杆与活活塞销可可以相对对自由转转动，连连杆小头头上压入入铜铅双双金属衬衬套，以以提高耐耐磨性。连连杆小头头的顶上上有一个个集油孔孔，曲轴轴旋转激激溅起来来的机油油、甩到到活塞内内腔的顶顶部，冷冷却活塞塞后，落落下时
11、，一一部分机机油通过过集油孔孔流入连连杆小头头内孔润润滑活塞塞销。此此外，活活塞冷却却喷嘴喷喷出的机机油冷却却活塞后后，其中中一部分分机油也也通过集集油孔流流入连杆杆小头内内孔润滑滑活塞销销。连杆杆身身采用工工字形断断面，这这样可以以使之在在最小重重量下具具有最大大的强度度和刚度度。连杆大头头连杆通通过连杆杆大头与与连杆轴轴颈相连连，连杆杆大头为为斜切口口(688)分开开式，被被分开的的部分称称为连杆杆盖。2.连杆轴轴瓦采用铜铅合合金薄壁壁轴瓦，内内表面镀镀铅锡合合金，以以提高其其耐磨性性，外表表面镀锡锡以防锈锈。3.连杆螺螺栓连杆螺栓是是承受交交变拉伸伸载荷的的重要零零件。连连杆螺栓栓采用M
12、ML400Cr材材料制造造。2.4自制制零件制制造工艺艺过程表2.3连连杆生产产过程表表连杆生产过过程工序内容机床设备作业单位名名称序号号模锻 2调质3粗、精铣两两平面立式双头回回转铣床床4粗、精铣结结合面立式双头回回转铣床床磨两平面 立轴圆台平平面磨床床5磨结合面立轴矩台平平面磨床床钻、扩、铰铰小头孔孔、孔口口倒角 立式五工位位机床 连杆体两件件粗镗大大头孔，倒倒角 卧式三工位位机床 钻、攻螺纹纹孔，钻钻、铰定定位孔 卧式五工位位机床 4精镗定位孔孔 5连杆制造设设备过程程以及作作业单位位如表22.3。连杆制造过过程如下下表2.4。表2.4 连杆杆加工工工艺过程程表零件名称零件序号材料单件质
13、量(kg)年总产量（件件）连杆4451.5000 100000步骤对应单位序序列及其其作业单单位工序大致内内容工序材料利利用率（%）11原材料库库备料22锻造车间间模锻8033热处理车车间调质44加工车间间粗、精铣；攻螺纹纹、铰9055精密车间间磨、钻孔、倒倒角；精精镗9566标准件与与半成品品库暂存2.5产品品产量量分析生产的产品品品种的的多少以以及每种种产品产产量的高高低，决决定了工工厂的生生产类型型，进而而影响着着工厂设设备的布布置形式式。根据据以上已已知条件件可知，待待布置设设计的工工厂产品品品种单单一，产产量较大大，年产产量为1100000台，属属于大批批量生产产，适合合按产品品的原
14、则则布置，宜宜采用流流水线的的组织形形式。2.6 产产品工艺艺过程分分析通过对产品品的加工工、组装装等阶段段以及各各工艺过过程路线线的分析析，计算算每个工工艺过程程加工前前工件的的单位质质量以及及产生的的废料重重量。表2.5 全年年生产量量计算全全年废料料物流量量零件名称毛重（kgg）废料(kgg）锻造废料机加工废料料精加工废料料总废料全年连杆2.19330.43990.17660.07880.69336930根据零件加加工工艺艺与物流流量，绘绘制工艺艺过程如如图2.1所示示。图2.1 连杆杆物流量量3物流分析析3.1 绘制从从至表当物料移动动式工艺艺过程的的主要部部分时，物物流分析析就是工工厂布局局设计的的核心工工作，也也是物料料搬运分分析的开开始。零零部件物物流是该该部件在在工厂内内移动时时所走过过的路线线，物流流分析不不仅腰考考虑每个个零部件件在工厂厂内的路路线，还还要遵循循两个最最小和两两个避免免的原则则：两个个最小原原则，即即经过距距离最小小和物流流成本最最小。两两个避免免原则，即即避免迂迂回和避避免十字字交叉。从从至表是是以一定定顺序按按行排列列物料移移动的起起始作业业工序，以以相同顺顺序按列列排列
