齿轮油泵厂总平面布置设计.docx

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齿轮油泵厂总平面布置设计

齿轮油泵厂总平面布置设计

题目:

齿轮油泵厂总平面布置设计

学院:

机械工程学院专业:

工业工程班级:

0901学号:

32学生姓名:

指导老师:

完成日期:

2011.12.16

一课程设计的目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

1.1课程设计的目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1二课程设计题目及要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

课程设计题目„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22.1

2.2原始给定条件„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

2.3课程设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7三课程设计内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9

3.1产品产量分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9

3.2物流分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9

3.3绘制作业单位物流相关图„„„„„„„„„„„„„„„„„14

3.4作业单位相互关系分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„14

3.5绘制作业单位物流相关图„„„„„„„„„„„„„„„„„15

3.6作业单位间物流与非物流相互关系合并„„„„„„„„„„„16

3.7作业单位位置相关图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20

3.8作业单位面积相关图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21

3.9作业单位面积相关图的调整„„„„„„„„„„„„„„„„22

3.10工厂总平面布置可行方案图„„„„„„„„„„„„„„„22

3.11方案的评价与选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23四课程设计总结及心得„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„25参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„26

一课程设计的目的

1.1课程设计的目的

能正确运用工业工程基本原理及有关专业知识，学会由产品入手对工厂生产

系统进行调研分析的方法。

通过对某工厂布置设计的实际操作，熟悉SLP方法中的各种图例符号和表格，

掌握SLP方法的规范设计程序。

通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件。

通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析

和解实际技术问题的能力。

1

二课程设计题目及要求

2.1课程设计题目

课程设计题目:

齿轮油泵厂总平面布置设计

2.2原始给定条件

2。

厂区南北长为250m，东西宽为现有一齿轮油泵厂，占地面积为25000m

100m，所处地理位置如图所示。

该厂职工人数300人，计划改建成年产10000件齿轮油泵的生产厂，需要完成工厂总平面布置北设计。

1（齿轮油泵结构及有关参数公

齿轮油泵的基本结构如图2-2所示，由17

个零、组件构成，每个零件、组件的名称、材料、路

单件重量及年需求量均列在表2-1中。

比例1:

20002（作业单位划分公路

根据齿轮油泵结构及工艺特点，齿轮油泵厂

图2-1齿轮油泵厂厂区图图5-1齿轮油泵厂厂区图设立如表2-2所示14个作业单位，分别承担原材

料存储、备料、热处理、加工与装配、产品性能测试、生产管理与服务等各项生产任务。

3（齿轮油泵生产工艺过程

由于齿轮油泵结构比较简单，因此其生产工艺过程也很简单，总的工艺过程可分为零、组件制作与外购，半成品暂存，组装，性能试验，调试与返修，成品存储等阶段。

（1）零、组件制作与外购齿轮油泵上的标准件、异形件如垫圈、键等都是采用外购、外协的方法获得，入厂后由半成品库保存。

其它零件由本厂自制，其工艺过程分别见表2-3至表2-10。

表中各工序加工前工件重量为:

该工序加工后工件重量/该工序材料利用率

（2）标准件、外购件与半成品暂存生产出的零、组件经车间内检验合格后，送入半成品库暂存。

定期订购的标准件和外协件均放在半成品库。

（3）组装所有零、组件在组装车间集中组装成齿轮油泵成品。

（4）性能试验所有组装出的齿轮油泵均需进行性能试验，试验合格的成品送入成品库，试验不合格的返回组装车间进行修复。

一次组装合格率估计值

2

为80%，二次组装合格率为100%。

（5）成品存储所有合格齿轮油泵存放在成品库待出厂。

图2-2齿轮油泵装配图

3

表2-1零件明细表

工厂名称:

齿轮油泵厂共1

页产品名称齿轮油泵产品代号2B计划年产量10000件第1

页

零件自外总计划零件形状单件重说序号零件名称材料代号制购需求量图号尺寸量（kg）明1左端盖?

HT200100001.252齿轮轴?

45100000.53传动齿轮轴?

45100000.554销A5×18?

45400000.0055垫片?

纸200000.00056泵体?

HT200100000.87右端盖?

HT200100000.68密封圈?

橡胶100000.0059轴套?

ZCuSn5PbZn5100000.110压紧螺母?

35100000.00611传动齿轮?

45100000.05512垫圈12?

65Mn100000.005

螺母13?

35100000.008M12×1.5

14键5×10?

45100000.00515螺钉M6×16?

351200000.0516螺栓M6×30?

Q235200000.0517螺母M6?

Q235200000.06编制（日期）审核（日期）

表2-2作业单位建筑物汇总表

2序号作业单位名称用途建筑面积（m）结构形式备注1原材料库储存钢材、铸锭30×40,12002铸造车间铸造12×25,3003锻造车间锻造12×25,3004热处理车间热处理15×20,3005金加工车间1车、铣、钻、滚齿、油压20×36,7206金加工车间2镗削、磨削、剃齿20×36,7207标准件、半成品库储存外购件、半成品12×25,3008装配车间装齿轮泵15×40,6009压力测试室泄漏测试12×20,24010性能测试室测压力、功率、流量等12×20,240

4

11成品库成品储存20×20,40012办公室、服务楼办公室、食堂等80×60,480013设备维修车间机床维修12×25,30014调试返修车间调试及返修10×10,100

表2-3齿轮油泵零件加工工艺过程表

产品名称件号材料单件重量计划年产量年产总量（kg）

（kg）（件）

左端盖1HT2001.2510000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料

2铸造车间压铸、成型603热处理车间回火4金加工车间1铣、粗镗805压力测试室泄漏测试6金加工车间2精镗、精铣907半成品库暂存

表2-4齿轮油泵零件加工工艺过程表

产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）

（件）

齿轮轴2450.510000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料

2铸造车间锻压603金加工车间1车、磨804金加工车间2精车、磨905热处理调质

6半成品库暂存

表2-5齿轮油泵零件加工工艺过程表

产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）

（件）

传动齿轮轴3450.5510000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）

5

1原材料库备料

2锻压车间压铸、成型703热处理车间回火4金加工车间1车、滚齿、粗磨805金加工车间2剃齿、精磨906热处理调质

7半成品库暂存

表2-6齿轮油泵零件加工工艺过程表

产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量

（件）（kg）垫片5纸板0.000520000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料

2金加工车间1配作703半成品库暂存

表2-7齿轮油泵零件加工工艺过程表

产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量

（件）（kg）泵体6HT2000.810000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料

2铸造车间压铸、成型603热处理车间回火4金加工车间1粗铣、粗镗805金加工车间2精镗、精铣906半成品库暂存

表2-8齿轮油泵零件加工工艺过程表

产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量

（件）（kg）右端盖7HT2000.610000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）

6

1原材料库备料

2铸造车间压铸、成型603热处理车间回火

4金加工车间1铣、钻、粗镗805金加工车间2铣、精镗906半成品库暂存

表2-9齿轮油泵零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量计划年产量（件）年产总量（kg）

（kg）

传动齿轮11450.510000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料

2锻压车间成型703热处理车间回火

4金加工车间1车、钻、镗、滚805金加工车间2剃齿906热处理淬火

7半成品库暂存

表2-10齿轮油泵零件加工工艺过程表产品名称件号材料单件重量（kg）计划年产量年产总量（kg）

（件）轴套9ZCuSn5PbZn50.120000序号作业单位名称工序内容工序材料利用率（%）1原材料库备料

2金加工车间1车、镗803金加工车间2精车、精镗904半成品库暂存

2.3课程设计要求

1（齿轮油泵厂物流分析。

2（齿轮油泵厂作业单位相互关系分析。

3（作业单位位置相关图，相当于A1图样的坐标纸一张。

4（作业单位面积相关图，相当于A1图样的坐标纸一张。

7

5（齿轮油泵厂总平面图三套，A1图样三张。

6（评价择优，选出最佳总平面布置图。

7.编写设计说明书，工作量不少于12000字。

8

三课程设计内容

3.1产品产量分析

产品产量分析:

生产的产品品种的多少及每种产品产量的高低，决定了工厂的生产类型，进而影响着工厂设备的布置形式。

根据原始条件可知，齿轮油泵厂的产品品种单一，产量较大，年产量为10000件，属于大批大量生产，适合于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。

3.2物流分析

3.2.1零件的工艺过程图

根据各零件的加工工艺过程与物流量，绘制各零件的工艺过程如图3-1至图3-8所示。

图中序号分别是:

1—原材料库，2—铸造车间，3—锻造车间，4—热处理车间，5—金加工车间1，6—金加工车间2，7—标准件、半成品库，9—压力测试室。

图3-1左端盖物流量图3-2齿轮轴物流量图3-3传动齿轮轴物流量

9

图3-4垫片物流量3-5泵体物流量3-6右端盖物流量

图3-7传动齿轮物流量图3-8轴套物流量

10

3.2.2绘制产品总工艺过程艺图

将齿轮轴泵所有工艺过程汇总在一张图中，得到齿轮轴泵总工艺过程如图3-9所示。

该图清楚地表示出齿轮轴泵生产的全过程以及各工序和各作业单位之间的物流情况，为进一步进行深入的物流分析奠定了基础。

图3-9齿轮轴泵总工艺过程图

11

3.2.3物流从至表

根据齿轮轴泵工艺过图及零件装配图，绘制出齿轮轴泵工艺过程物流从至表。

如表3-2所示。

表3-1各零件物流量计算

产品名称毛重/kg年产总质量/kg

左端盖1.25/0.9/0.8/0.6=2.893528935

齿轮轴0.5/0.9/0.8/0.6=1.157411574

传动齿轮轴0.55/0.9/0.8/0.7=1.091310913

垫片0.0005/0.7=0.0000714

泵体0.8/0.9/0.8/0.6=1.851918519

右端盖0.6/0.9/0.8/0.6=1.3890913491

传动齿轮0.5/0.9/0.8/0.7=0.99219921

轴套0.1/0.9/0.8=0.13892778

表3-2齿轮轴泵加工工艺从至表

12

3.2.4物流强度分析表

将各作业单位对的物流强度按大小排序，自大到小填入物流强度分析表中，根据物流强度分别划分物流强度等级。

作业单位对或称为物流路线的物流强度等级，应按物流路线比例或承担的物流量比例来去确定。

针对产品的工艺过程图，利用齿轮轴泵加工工艺从至表，按由小到大的顺序绘制物流强度分析表，如图3-3所示。

表3-3物流强度分析表

13

3.3绘制作业单位物流相关图

根据之间的分析，绘制出作业单位物流相关图，如图3-10所示。

图3-10单位物流相关图

3.4作业单位相互关系分析

针对产品的生产特点，制定各作业单位间相互关系密切程度理由如表3-4所示。

根据表3-5制定齿轮轴泵“基准相互关系”，在此基础上建立非物流作业单位相互关系图。

表3-4作业单位关系密切程度理由

编号理由

1工作流程的连续性

2生产服务

3物料搬运

4管理方便

5安全与污染

6振动、噪音、烟尘

14

7人员联系

8共用设备设施

表3-5作业单位基准相互关系等级表

符号意义量化值线条比例（%）

A绝对重要44条2~5

E特别重要33条3~10

I重要22条5~15

O一般重要11条10~25

U不重要0无45~80

X不要靠近-11条虚线酌情而定

3.5绘制作业单位非物流相关图

根据之间的分析，绘制出作业单位非物流相关图，如图3-11所示。

图3-11作业单位非物流相关图

15

3.6作业单位间物流与非物流相互关系合并

从图3-10和图3-11可知，齿轮油泵厂作业单位物流相关与非物流相互关系不一致。

为了确定各作业单位之间综合相互关系密切程度，需要将两表合并后再进行分析判断。

其合并过程如下:

（1）选取加权值。

加权值的大小反映工厂布置时考虑因素的侧重点，对于振动器来说，物流因素（m）影响并不明显大于其他非物流因素（n）的影响，因此，取加权值m:

n=1:

1。

（2）综合相互关系的计算。

对该厂各作业单位对之间物流与非物流关系等级的高低进行量化，并进行加权求和，根据表3-6求出综合相互关系，如表3-7所示。

作业单位数为14个,总作业单位对数为91对。

表3-6

符号关系等级分值

A绝对重要7~8

E特别重要4~6

I重要2~3

O一般密切程度1

U不重要0

X负的密切程度-1

表3-7作业单位之间综合相互关系计算表

作业单位关系等级综合关系

对物流关系加权值:

1非物流关系加权值:

分数等级分数等级分数等级

1-24A4A8A

1-32I0U2O

1-40U0U0U

1-51O2I3I

1-60U2I2O

1-70U1O1O

1-80U1O1O

1-90U0U0U

1-100U0U0U

1-110U0U0U

1-120U0U0U

1-130U0U0U

1-140U0U0U

2-30U4A4I

2-43E0U3I

16

2-51O1O2O2-60U0U0U2-70U0U0U2-80U1O1O2-90U0U0U2-100U2I2O2-110U2I2O2-120U0U0U2-130U0U0U2-140U1O1O3-42I0U2O3-50U0U0U3-60U0U0U3-70U0U0U3-80U1O1O3-90U0U0U3-100U0U0U3-110U0U0U3-120U-1X-1X3-130U0U0U3-140U0U0U4-53E2I5E4-62I2I4I4-72I2I4I4-80U0U0U4-90U0U0U4-100U1O1O4-110U0U0U4-120U0U0U4-130U0U0U4-140U0U0U5-63E1O4I5-71O3E4I5-80U3E3I5-91O1O2O5-100U0U0U5-110U0U0U5-120U-1X-1X5-130U0U0U5-140U1O1O6-72I3E5E6-80U3E3I6-91O1O2O

17

6-100U0U0U6-110U0U0U6-120U-1X-1X6-130U0U0U6-140U1O1O7-80U0U0U7-90U0U0U7-100U0U0U7-110U4A4I7-120U0U0U7-130U0U0U7-140U0U0U8-90U2I2O8-100U2I2O8-110U3E3I8-120U0U0U8-130U3E3I8-140U3E3I9-100U1O1O9-110U0U0U9-120U0U0U9-130U1O1O9-140U2I2O10-110U0U0U10-120U0U0U10-130U1O1O10-140U2I2O11-120U0U0U11-130U0U0U11-140U2I2O12-130U0U0U12-140U0U0U13-140U1O1O

表3-8综合相互关系等级划分比例

符号关系等级作业单位对比例（%）A绝对重要1,3E特别重要2,5I重要3,8O一般密切程度5,15U不重要20,85X负的密切程度

18

表3-9基准相互关系

字母一对作业单位密切程度的理由

材库和剪切区最后检查和包类似搬运问题，如搬运物料的

装清理和油漆钢数量等。

损坏没有包装的物

品，或包装完毕以前检查但不A明确

使用相同人员、公用设施、管

理方式、和形式相同的建筑物

接待和参观者停车处方便、安全

E金属精加工和焊接搬运物料的数量和形状

维修和部件装配服务的频繁和紧急程度

剪切机和冲压机搬运物料的数量

I部件装配和总装配搬运物料的体积，共用相同的

人员

维修和接收产品的运送O废品回收和工具室共用相同的设备

维修和自助食堂接触不多

U焊接和外购件仓库不常联系

技术部门和发运

焊接和油漆灰尘、火灾

X铸造车间和主要办公室烟尘

冲压车间和工具车间外观、振动

应该注意，综合相互关系密级应该是合理的;应该是作业单位之间物流的相

互关系与非物流的相互关系的综合体现。

将综合相互关系总分转化为关系密切等级，如表3-10所示。

表3-10综合相互等级划分

总分关系等级作业单位对数比例（%）

8A11.099

5~7E22.198

3~4I1314.286

1~2O2426.374

0U4852.747

-1X33.297

（3）建立作业单位综合相互关系表。

将综合相互关系总分转化为关系密切等级

后，绘制成作业单位综合相互关系表，如下:

19

图3-12作业单位综合相互关系表

3.7作业单位位置相关图

经过之前的分析，绘制出作业单位位置相关图，如图3-13所示。

表3-11

等级线条等级线条

A4条实线O1条实线

E3条实线U无

I2条实线X1条虚线

20

图3-13作业单位位置相关图

3.8作业单位面积相关图

经过之前的分析，绘制出作业单位面积相关图，如图3-14所示。

图3-14作业单位面积相关图

21

3.9作业单位面积相关图的调整

作业单位面积相关图是直接从位置相关图转化而来的只能代一个理论的、理想的布置方案，必须通过调整修正才能得到可行的布置方案。

在这里我们必须从工厂平面布置设计原则出发，考虑除产品P、产量Q、工艺过程R、作业单位S和时间T等五个基本要素以外的其他因素对布置方案的影响。

通过以下几个方面进行调整修正:

a.物料搬运方法

b.建筑特征

c.道路

d.公用管线布置

e.厂区绿化布置

f.场地条件与环境

前述修正因素是布置设计中应考虑的事项。

此外还存在一些对布置设计方案有约束作用的其他因素，包括给定厂区的面积、建设成本费用。

厂区内现有条件的利、政策法规等方面的限制因素，这些因素统称为实际条件限制因素。

确定布置设计方案时，同样需要考虑这些因素的影响。

根据这些限制因素，进一步调整方案。

3.10工厂总平面布置可行方案图

通过考虑多种方面因素的影响与限制，形成了众多的布置方案，抛弃所有不切实际的想法后，保留2,5个可行布置方案供选择。

采用规范的图例符号，将布置方案绘制成工厂总平面布置图。

图3-15最终方案一比例1:

1000

22

图3-16最终方案二比例1:

1000

图3-17最终方案三比例1;1000

3.11方案的评价与选择

通过对作业单位面积相关图的调整，已经取得了数个可行方案，应