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1.1工藝設(shè)計的主要原則
(1)遵循工藝規(guī)程原則。汽車工廠沖壓車間的布局設(shè)計必須按照工藝的要求進行合理配置,從而滿足汽車加工的需要。(2)最小距離移動原則。汽車工廠沖壓車間設(shè)計要充分考慮到成本與效率因素,搬運線上的各項操作程序之間要保證短距離,物流和人員的流動也要保持經(jīng)濟距離,從而可以大大節(jié)省物流時間和成本。在汽車零部件加工過程中,通過不斷優(yōu)化加工流程,保證整個加工過程合理有序,不會發(fā)生混亂。(3)直線前進原則。汽車工廠沖壓車間要求機器上安排操作的流程按照材料加工或裝配過程的順序進行,避免迂回和倒流,盡量按直線型流水布置。(4)充分利用空間和場地原則。沖壓車間內(nèi)場地有限,人員、設(shè)備和物料較多,在加工過程中要盡可能物盡其用、節(jié)約用地。(5)生產(chǎn)均衡原則。維持各種設(shè)備和工位生產(chǎn)的均勻進行,必要時設(shè)置緩沖區(qū)以協(xié)調(diào)各個工位。(6)盡量簡化搬運作業(yè),減少搬運環(huán)節(jié)原則。在汽車工廠沖壓車間內(nèi),汽車加工生產(chǎn)用的物料搬運要使用專門的設(shè)備和容器,按照科學的操作方法進行作業(yè),讓整個物料運輸過程盡量簡化和高效,提高系統(tǒng)的物流可靠性。
1.2主要生產(chǎn)設(shè)備的選型
在選擇車身沖壓車間設(shè)備時應(yīng)遵循以下原則:(1)在汽車工廠沖壓車間內(nèi)使用的設(shè)備要符合國家環(huán)保和節(jié)能要求,要有正規(guī)的進貨渠道。防止劣質(zhì)設(shè)備進入車間導致加工過程出現(xiàn)差錯。(2)所選用的設(shè)備應(yīng)結(jié)構(gòu)合理,操作起來也比較方便,技術(shù)工藝上比較成熟和合理,尤其是安全性能要達標,避免給汽車零部件或者操作人員帶來傷害。(3)在設(shè)備選型上要符合企業(yè)實際情況,并充分考慮企業(yè)的長遠發(fā)展狀況,不能過于超前選擇那些十分先進卻并不實用的設(shè)備,也不能選用那些目前可以滿足使用,但很快就會淘汰的設(shè)備,看似節(jié)省了成本,實則給企業(yè)帶來巨大經(jīng)濟負擔。目前,汽車工廠沖壓車間中主要的設(shè)備主要有:(1)開卷落料設(shè)備。開卷落料線是一種常用于汽車行業(yè)表面覆蓋件卷板的開卷、清洗涂油、校平、落料和碼垛的板材加工設(shè)備,其功能是向沖壓線提供料片,目前在發(fā)達國家的汽車制造廠中已普遍采用。(2)沖壓線設(shè)備。1)板料拆垛系統(tǒng)是完成板料自動上線中的重要部分,一套完整的沖壓自動化拆垛系統(tǒng)主要由兩個部分組成:一是垛料機,垛料機有兩臺,兩臺之間形成聯(lián)動設(shè)計,當其中一臺沒有料時,系統(tǒng)可以自動的切換到另一臺繼續(xù)工作,保證了工作效率。二是移載機。移載機的主要功能是物料的運輸,垛料機作業(yè)完畢后系統(tǒng)將物料送到輸送帶上,然后穿過清洗機、涂油機送到達對。2)清洗、涂油系統(tǒng),板料運輸至清洗機,要經(jīng)過多道清洗工序,將板料表面上的雜質(zhì)清除干凈。然后進行涂油處理,形成表面一層油膜,油膜對于防止板料被腐蝕具有重要作用,而且也可以大大延長材料的使用壽命。3)壓力機設(shè)備。壓力器是汽車工廠沖壓車間最關(guān)鍵的設(shè)備,在節(jié)能降耗的大環(huán)境下,汽車工廠沖壓車間大多使用機械壓力機。盡管與油壓機相比,機械壓力機的制造成本要高不少,但同時其生產(chǎn)節(jié)拍也是油壓機的兩倍左右。而且從長遠看,機械壓力機的生產(chǎn)能耗和后期的維修養(yǎng)護成本都比較低,因此是車身沖壓車間不錯的選擇。
1.3土建設(shè)計
汽車沖壓車間荷載較大,因此對土建的設(shè)計要求比較高。(1)車間規(guī)模設(shè)計。汽車沖壓車間的規(guī)模根據(jù)壓機的形式來具體設(shè)計,一般而言,沖壓車間壓機有三種三模形式,分別是左右、前面以及側(cè)面上模,這三種形式比較起來,前面上模對車間面積要求最小,一些跨度在15m或以上的廠房都滿足生產(chǎn)要求。側(cè)上模比前面上模所需要的車間面積稍大,一般21m或以上的廠房也都滿足要求。左右上模所需要車間面積最大,而且這種壓機形式也是目前汽車沖壓車間最常見的形式,一般要求車間跨度在24m以上,不然鏟車運輸起來就不方便。車間的長度也是根據(jù)壓機形式進行設(shè)計,一般全自動沖壓生產(chǎn)區(qū)域所需長度為60m。車間的高度設(shè)計中,除了考慮壓機的形式外,還要充分考慮行車高度。(2)壓機基礎(chǔ)。沖壓車間內(nèi)自動化壓機線的基礎(chǔ)是一項非常重要的土建內(nèi)容,其形式有獨立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)、地下室基礎(chǔ)三種形式。獨立基礎(chǔ)為壓機線上的每臺壓機均獨立設(shè)基礎(chǔ),壓機之間不連通,因此每臺壓機的廢料都是獨自運輸處理,盡管這種形式成本較低,但對物流帶來不利的影響,最終也會增加成本支出,因此逐漸被淘汰掉;條形基礎(chǔ)是將每臺壓機基礎(chǔ)貫通布置,并在基礎(chǔ)內(nèi)設(shè)廢料輸送和收集廢料,由于這一形式使廢料物流與生產(chǎn)物流完全分開,故目前較常用;地下室基礎(chǔ)使壓機基礎(chǔ)成為一個大空間,除布置壓機設(shè)備、廢料輸送線外還可布置公配設(shè)施及部分維修區(qū)域,使車間使用面積大大增加,但由于造價過高,目前使用也不多。
2結(jié)語
第1至第6步,屬于設(shè)計院或工程公司的內(nèi)部流程,其過程相對容易控制,視項目的規(guī)模和難度需要1-2個月的時間。第7步,業(yè)主方審批確認初設(shè),是設(shè)計工作程序中的重點和難點。一方面因國外業(yè)主或其聘請的咨詢公司要求高,一方面因不同的語言和設(shè)計理念等因素導致對技術(shù)方案的理解差異,初步設(shè)計遲遲無法確定。初步設(shè)計反復多變勢必給后續(xù)的工作帶來重要影響,影響項目的總體計劃,因為初步設(shè)計不僅是施工圖設(shè)計的依據(jù),也是主機設(shè)備訂貨的基礎(chǔ)。第8至11步,初設(shè)確認之后進入施工圖設(shè)計階段。施設(shè)階段是各專業(yè)反復論證和優(yōu)化的過程,同時需要外部設(shè)備供貨商的大力配合,包括提交準確的設(shè)備基礎(chǔ)圖和布置總圖等,滿足各專業(yè)定最終方案的要求。相比初步設(shè)計,整個施工圖設(shè)計的難度和復雜程度要大很多,視項目的規(guī)模和難度需要4-5個月甚至更長時間。此環(huán)節(jié)要求各專業(yè)設(shè)計人員和三審(校對、審核、審定)人員要反復細心檢查設(shè)計方案以防出現(xiàn)重大紕漏。水泥工程實施中因各種設(shè)計問題造成施工返工的情況屢屢發(fā)生,為工程和企業(yè)帶來負面影響。第12步,設(shè)計轉(zhuǎn)化工作。這是國外水泥工程設(shè)計管理的特有環(huán)節(jié),見下段論述。
2國外水泥工程設(shè)計轉(zhuǎn)化工作的內(nèi)涵
所謂設(shè)計轉(zhuǎn)化,筆者的理解是將以我國的設(shè)計規(guī)范體系為基礎(chǔ)做的工程設(shè)計按工程所在國要求的設(shè)計規(guī)范進行復核的一個過程。設(shè)計轉(zhuǎn)化的范圍一般是針對結(jié)構(gòu)設(shè)計。大多國外水泥工程項目需要進行設(shè)計轉(zhuǎn)化工作,滿足設(shè)計標準符合當?shù)鼗蚱渌麣W美標準的強制要求。以筆者參與管理的阿塞拜疆某水泥廠為例,本項目要求結(jié)構(gòu)設(shè)計需符合美國規(guī)范,要采用美國規(guī)范對我方的結(jié)構(gòu)設(shè)計進行強度和合規(guī)性復核,然后經(jīng)當?shù)卣畬徟蠓娇墒┕ぁ1卷椖康脑O(shè)計轉(zhuǎn)化工作是一個繁雜往復的過程,尤其因為土建施工單位為國外公司。
一方面結(jié)構(gòu)設(shè)計圖紙需要按美國規(guī)范進行轉(zhuǎn)化滿足當?shù)卣畬徟囊?另一方面圖紙需轉(zhuǎn)化成國外施工工人易于理解的形式,滿足工程藍圖可施工性的要求。我國設(shè)計院所做的工程施工圖設(shè)計準確地來說應(yīng)稱為”詳細設(shè)計”,深度與國外施工圖有一定差異。相比我國,國外常用的施工圖是在“詳細設(shè)計”的基礎(chǔ)上增加和施工有關(guān)的信息,包括施工材料的可用性和施工措施等。僅舉兩例以便讀者理解,比如我司水泥廠構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計配筋圖中的配筋表示方法不反映實際材料如何下料和其搭接方法,這需要在轉(zhuǎn)化圖中補充;比如我司設(shè)計圖紙中不反映諸如施工措施用“馬凳”鋼筋(用于支撐結(jié)構(gòu)配筋以便澆筑混凝土的輔助措施)等材料,這也需要在轉(zhuǎn)化圖中補充。
可以看出,國外工程設(shè)計轉(zhuǎn)化工作對設(shè)計管理者和專業(yè)工程師提出了更高更新的要求。一方面要求我們技術(shù)過硬,與國外規(guī)范對標的同時要有說服對方的能力。另一方面要求我們能嚴格控制轉(zhuǎn)化后的工程量。客觀上因兩國對圖紙的表示方法和讀圖習慣的不同,主觀上因各主體對各自利益的追逐,會造成轉(zhuǎn)化后圖紙在工程量上有較大增加。因此,如何在保證合規(guī)、安全、可靠的基礎(chǔ)上減少工程量增加對整個工程的費用控制意義重大。
3結(jié)語
1車間任務(wù)和生產(chǎn)綱領(lǐng)
煤礦機修廠主要是以液壓支架、支柱、采煤機、掘進機等綜采設(shè)備、礦山機電設(shè)備修理為主開展生產(chǎn)活動的,主要對其進行大修和一般檢修。修理量:服務(wù)礦區(qū)規(guī)模10.0Mt/a,機械總修理量:1.8萬噸/a。其中液壓支架年修理量600架/a,單體支柱年修理量1000根/a,礦山機械年修理量6000t/a,礦山電氣年修理量66MW。
2生產(chǎn)性質(zhì)
根據(jù)煤礦機修廠生產(chǎn)任務(wù)的特點,液壓支架、支柱和各類電器開關(guān)為成批修理,采煤機和掘進機等為成套修理,其余設(shè)備均為單件小批量修理。
3工藝流程
進入廠內(nèi)修理的綜采綜掘、三機兩站等機電設(shè)備,先運入液壓支架修理車間的沖洗間,對設(shè)備表面進行沖洗清理,然后送往各修理車間進行修理。液壓支架、支柱沖洗清理后,用蓄電池電動平板車直接運入車間拆解組裝區(qū)進行修理。修復好的綜采綜掘、礦山機電設(shè)備,經(jīng)機電設(shè)備租賃站或相關(guān)部門試驗、驗收后,用膠輪平板車、叉車直接送至成品庫存放或用汽車直接運往各礦井使用。
4主要生產(chǎn)工藝
4.1液壓支架修理工段
液壓支架修理工段主要服務(wù)礦井液壓支架大修和一般檢修,液壓支架年修理量600架/a,單體支柱年修理量1000根/a。液壓支架大修周期按其過煤量計算,國產(chǎn)支架達10.00Mt~12.00Mt時進行一次大修,一套液壓支架按150架計。液壓支架一般檢修(中修、項修)在一個大修周期內(nèi)須進行2次~3次檢修工作,一次一般檢修量約按大修量的30%~50%計。液壓支架在修理區(qū)內(nèi)的時間為30d~45d,單體液壓支柱修理在車間內(nèi)的修理時間不超過30d。液壓支架分批修理,首先對支架在露天作業(yè)場地進行清洗,去除表面浮煤雜質(zhì),在拆卸(裝配)臺位上分解成部件,運至各專業(yè)組進一步分解修理。完好的金屬結(jié)構(gòu)件運至露天或裝配去堆放。當?shù)诙⑷簤褐Ъ芊纸夂螅暨x完好或修復的金屬結(jié)構(gòu)件、立柱、千斤頂、閥組以及備品備件,在裝配臺位上進行第一批液壓支架總裝和空載試驗等作業(yè),以此類推。液壓支架總質(zhì)量大、運輸量大,采用固定臺位拆卸及裝配。零部件按立柱、千斤頂、閥、頂梁等分類,運至各專業(yè)修理組進行維修。單體液壓支柱采用流水作業(yè)法修理。型號規(guī)格相同的液壓支架和單體液壓支柱,采用零部件互換修理法。盡量利用已修復的零部件和備品備件。縮短設(shè)備在廠的停留時間,從而加快設(shè)備周轉(zhuǎn)量,減少礦區(qū)設(shè)備的備用量。
4.2礦山機械修理工段
礦山機械修理工段主要承擔礦井提升、排水、通風、壓風、運輸、采煤、掘進設(shè)備的大修和一般檢修,礦山機械年修理量6000t/a。采煤機、掘進機按其過煤量及設(shè)備使用狀況確定大修周期。一般情況下國產(chǎn)采煤機過煤量達1.00Mt~1.50Mt時進行一次大修,掘進機產(chǎn)量達0.20Mt~0.30Mt時進行一次大修。采煤機中修(一般檢修)周期通常是倒一次面,中修一次。采煤機在廠大修時間約為75d,中修約為40d。采煤機、掘進機、刮板輸送機、帶式輸送機、轉(zhuǎn)載機、乳化液泵站、噴霧泵站、小絞車、小型工礦電機車、水泵等設(shè)備,采用專業(yè)分工工作方式和零部件互換修理法,縮短設(shè)備進廠修理時間,提高生產(chǎn)效率,減少廠房面積,有利于提高工人的熟練程度,保證修理質(zhì)量。部分批量較大的零部件裝配,如減速箱、軸類部件裝配,采用流水線作業(yè),便于采用專用設(shè)備和工具,提高作業(yè)效率。本車間由廠內(nèi)修理和外修隊組成。礦井提升機、主通風機等大型固定設(shè)備是礦井關(guān)鍵設(shè)備,采用外修隊在設(shè)備安裝地點進行修理。由于設(shè)備專業(yè)化等協(xié)作能力的增強,設(shè)備生產(chǎn)制造商擴大了售后服務(wù)范圍,對設(shè)備的維修提供了保證,對修理難度大的大型礦山設(shè)備、專業(yè)設(shè)備根據(jù)修理實際情況由修理單位委托專業(yè)制造廠家承擔修理或與廠家配合外修隊共同完成修理,確保修理質(zhì)量。
4.3礦山電氣修理工段
礦山電氣修理工段承擔礦區(qū)礦井、選煤廠各類電動機、變壓器、移動變電站、饋電開關(guān)、磁力啟動器、綜合保護裝置、電氣控制、礦井安全監(jiān)控插件等電器設(shè)備大修量、部分設(shè)備一般檢修和電氣試驗,礦山電氣年修理量66MW。隨著煤礦開采技術(shù)的發(fā)展,單臺設(shè)備電力安裝容量增大、自動化程度增高,品種繁多。礦山電氣修理區(qū)僅服務(wù)于一般電氣設(shè)備,由于市場經(jīng)濟發(fā)展逐漸成熟,在保證煤礦安全生產(chǎn)的前提下,部分設(shè)備由專業(yè)機修廠修理。礦山電氣修理工段分電動機、變壓器和開關(guān)三個維修組。電氣設(shè)備采用水劑清洗,清洗方式為浸泡或加熱加壓沖洗。電動機大修后做絕緣電阻測定、繞組的整流電阻測量、工頻耐壓試驗、轉(zhuǎn)子開路電壓試驗、匝間耐壓試驗、空載試驗、電流、轉(zhuǎn)速、振動、噪聲測量,重要的做升溫試驗。變壓器大修后做絕緣電阻測量、電壓比測量、直流泄漏和交流耐壓試驗、空載試驗、全電壓合閘沖擊試驗。電氣試驗站的任務(wù)為電氣設(shè)備在檢修過程中進行部分工序試驗和檢修后的成品試驗,保證其修理質(zhì)量。
5設(shè)備選用原則
優(yōu)先選用國內(nèi)技術(shù)先進、工藝可靠、質(zhì)量優(yōu)良、能耗低的廠家產(chǎn)品。根據(jù)本廠修理設(shè)備及加工件品種多、批量小的特點,設(shè)計主要選用通用設(shè)備。根據(jù)修理工藝要求,煤礦機修廠配備了必要的拆卸、清洗、修復、裝配及試驗等專用修理、檢測設(shè)備,并加強了工器具的配置,以保證修復質(zhì)量。
6儲存及運輸方式
外部運輸車輛主要采用汽車、牽引拖掛平板車,廠內(nèi)運輸車主要為電瓶車、叉車、電動牽引平板拖車等,車間內(nèi)過跨運輸主要采用蓄電池電動平板車、叉車等。原材料、半成品、成品主要在廠區(qū)倉庫貯存,工器具、器材、零配件等小件用貨架存放,待修設(shè)備存放在各主要修理車間或露天場地內(nèi)。
7結(jié)論