Расчет
производительности технологической
линии (в дальнейшем ТЛ) сводится к
определению производительности машин,
входящих в ее состав.
8.1 Техническая производительность портального крана
Производительность
портального крана
Р
= G
*
=4,8*
,
где
G
– вес подъема груза;
3600 – количество
секунд в часе;
Тц
– продолжительность рабочего цикла.
Тц
= Тц1
— tc,
где
Тц1
– продолжительность цикла в предположении,
что все операции производятся
последовательно, без совмещения.
продолжительность
операций, которые совмещаются.
Тц1
= ЗГ + ХГ + ОГ + ХП,
где
ЗГ – время на захват груза;
ХГ – время на ход
груза;
ОГ – время на
отстропку груза;
ХП – время на ход
порожнем.
ХГ
= tп
+ tпв
+ tив
+ tо,
где
tп
– время, затрачиваемое на подъем груза;
tпв
– время поворота крана;
tив
– время изменения вылета стрелы крана;
tо
– время опускания груза.
ХП принимаем равным
ХГ.
tп
=
+
,
где
hп
– средняя высота подъема;
vп
– скорость подъема;
tр
– время, затрачиваемое на разгон крана;
tт
– время, затрачиваемое на торможение
крана.
hп
=
,
где
hпг
– высота подъема в грузу;
hпп
– высота подъема порожнем.
tо
=
+
,
где
hо
– средняя высота опускания;
vо
– скорость опускания.
hо
=
,
где
hог
– высота опускания в грузу;
hоп
– высота опускания порожнем.
Величины
hпг,
hпп,
hог,
hоп
определяются графически: для прямого
варианта рисуются судно(в грузу и
порожнем), портальный кран, вагоны,
склад; определяется траектория проноса
груза краном, исходя из предположения,
что минимальное допустимое расстояние
от груза до комингса люка, крыши вагона
или груза на штабеле не должна быть
меньше 1 м. hпг
– расстояние от траектории проноса
груза до двойного дна судна, hпп
– расстояние от траектории проноса
груза до твиндечного перекрытия; hог
– расстояние от траектории проноса
груза до поверхности груза в твиндеке,
hоп
– расстояние от траектории проноса
груза до рампы (высота рампы – 1,2 м).
Для
варианта «вагон — склад» рисуются склад,
вагоны. hп
–
расстояние от траектории проноса груза
до середины склада по высоте; hо
–
расстояние от траектории проноса груза
до середины груза в вагоне.
tпв
=
+
,
где
— угол поворота стрелы крана;
n
– частота вращения стрелы крана.
tив
=
+
,
где
L
– изменение вылета стрелы крана;
vив
– скорость изменения вылета стрелы
крана.
Величины
,
L
определяются графически: вычерчиваются
судно, кран, вагоны, склад (вид сверху).
Угол
— угол поворота из положения 1 в положение
2.
Изменение вылета стрелы крана L
= R2
– R1.
Результаты
вычислений производительности портального
крана приведены в таблице5.
Табл.5 Определение
продолжительности цикла крана по
вариантам
|
N |
Наименование |
Способ определения |
Технологические |
|
|
Вагон-трюм |
Склад-трюм |
|||
|
1 |
Захват груза |
Нормативы |
§69 3 чел |
§94 3 чел 58 |
|
2 |
Разворот |
Хронометраж |
4 |
4 |
|
3 |
Вывешивание |
Хронометраж |
25 |
25 |
|
4 |
Поправка «подъема» |
Хронометраж |
5 |
5 |
|
5 |
Маневрирование |
Хронометраж |
15 |
5 |
|
6 |
Подъем |
|
8 |
7,3 |
|
7 |
Поворот |
|
|
|
|
8 |
Изменение вылета |
|
|
24 |
|
9 |
Спуск |
|
11,8 |
|
|
10 |
Нацеливание |
Хронометраж |
15 |
15 |
|
11 |
Установка подъёма |
Хронометраж |
25 |
25 |
|
12 |
Отстропка |
Нормативы |
§69 3 чел |
§69 3 чел |
|
13 |
Подъем порожнем |
9,8 |
11,8 |
|
|
14 |
Поворот порожнём |
11,4 |
15,4 |
|
|
15 |
Изменение вылета |
24 |
24 |
|
|
16 |
Спуск порожнём |
8 |
7,3 |
|
|
17 |
Маневрирование |
Хронометраж |
10 |
10 |
|
18 |
Нацеливание |
Хронометраж |
6 |
6 |
|
Сокращение |
tc |
344,6 |
322 |
|
|
Продолжительность |
∑Тц |
344-34=310 |
322-32=290 |
|
|
Техническая |
P=3600/Тц*G |
3600/310*4,8=55,7 |
3600/290*4,8=59,6 |
|
|
Технологическая |
P*to/tсм |
55,7*338/420=44,8 |
59,6*368/420=52,2 |
|
|
КНВ (комплексная |
Pтехнол*Тсмены |
314 |
365 |
В курсовой работе
рассчитывается цикл и производительность
кордонного крана при обработке судна
по двум вариантам вагон – судно, склад
– судно.
Затем рассчитывается
технологическая производительность
крана:
Рптхч
= Рп *
,
Рстхч
= Рс *
,
где
tо
– продолжительность оперативного
времени в смене, т.е времени в течении
которого непосредственно производятся
погрузо-разгрузочные работы; (для
варианта “вагон-судно” tо
= 338мин; для варианта “склад-судно” tо
= 368мин)
tсм
– продолжительность смены, 420мин
Рптхч
= 55,7*
=
44,82 т/ч Рстхч
= 59,6 *
=
52,22 т/ч
Средневзвешенная
технологическая производительность
крана при обработке судна определяется
так:
Ртхч
=
Ртхч
=
= 50 т/ч
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Основная мера функциональной полезности и эффективности линии — ее производительность, а гарантия достижения высокой эксплуатационной производительности — надежность конструкции линии.
Под производительностью технологической линии понимают способность ее перерабатывать или выпускать то или иное количество продукции за определенный промежуток времени. В продовольственном машиностроении различают три вида производительности: техническую П, теоретическую Пт и эксплуатационную Пэ.
Техническая производительность. Она характеризует технические возможности линии, обусловленные технологическим процессом и конструкцией оборудования. При определении технической производительности принимают в расчет количество переработанной или выпущенной продукции, длительность непосредственной работы оборудования, а также дополнительные затраты сырья и рабочего времени, необходимые для успешного функционирования оборудования. Дополнительные затраты зависят от конструктивных особенностей оборудования, они предусмотрены технической документацией и учитывают наличие регламентированных возвратных отходов, дефектной продукции и потерь сырья, а также необходимость дополнительных затрат времени на выполнение вспомогательных операций и обслуживание оборудования.
Техническая производительность — главный технико-экономический показатель продовольственного оборудования. По значению этого показателя прежде всего решают вопрос, можно ли использовать конкретную конструкцию в составе проектируемой линии. При создании новой линии значение технической производительности устанавливает заказчик и она указывается в исходных требованиях и техническом задании. По значению этой производительности при проектировании линии необходимо рассчитать теоретическую производительность как линии в целом, так и ее составных частей.
Теоретическая производительность. Ее рассчитывают по количеству переработанной или выпущенной продукции за период непосредственной работы оборудования без учета дополнительных затрат сырья и рабочего времени. Теоретическая производительность — важнейшая характеристика любой конструкции. Именно по ней выполняют кинематический и тепловой расчеты, определяют скорости движения рабочих органов, деталей, хладо- и теплоносителей, вычисляют потребляемую мощность, нагрузки, рабочие объемы, габаритные размеры и многие другие параметры оборудования. Поэтому в процессе разработки линии важно проанализировать взаимосвязь между заданной технической производительностью и проектируемой, теоретической производительностью.
Значения теоретической и технической производительности совпадают только при одном условии —- полном отсутствии регламентированных потерь сырья и дополнительных затрат рабочего времени. При увеличении этих потерь и затрат для обеспечения заданной технической производительности необходимо проектировать линию с повышенной теоретической производительностью. Для этого требуется увеличить интенсивность обработки продукта, скорости и размеры рабочих органов, поверхность теплообмена и др. В конечном счете при постоянном значении технической производительности приходится увеличивать габаритные размеры и материалоемкость, потребление электроэнергии, хладо- и теплоносителей, производственные площади и расход сырья. Таким образом снижаются практически все технико-экономические показатели линии.
Напротив, если при проектировании удается свести к минимуму регламентированные потери сырья и дополнительные затраты рабочего времени, то значение коэффициента использования теоретической производительности приближается к единице, а значения технико-экономических показателей линии повышаются.
Можно выделить две основные группы способов уменьшения регламентированных потерь сырья и дополнительных затрат рабочего времени: проектно-конструкторские и организационные.
Основные виды потерь сырья: неполное извлечение полезных компонентов при первичной его переработке, производственные потери и дефектная продукция.
При проектировании и конструировании линии необходимо выбирать технологические операции и конструкции, которые обеспечивают подготовку и обработку сырья, необходимые для высокой степени извлечения полезных компонентов. Например, в линиях получения растительного масла единственный способ, обеспечивающий практически полное извлечение масла, — это экстракция; в линиях производства сахара и крахмала для повышения выхода конечных продуктов необходимо эффективно выполнять соответственно операции резки свекловичной стружки и измельчения кашки.
Для сокращения потерь сырья необходимо:
— обеспечить герметичность транспортных устройств, чтобы исключить распыл сыпучих или утечку жидких продуктов;
— выбрать способы и конструкции для формования изделий с исключением обрезков и обломов;
— выполнить конструкции с возможной самоочисткой рабочих органов и емкостей;
— исключить загрязнение отходов и смывных вод с целью их повторного использования в производстве;
— отработать режим пуска и остановки линии, чтобы сократить количество дефектной продукции при неустановившемся режиме работы.
Организационные методы уменьшения потерь сырья — это, например, сокращение сроков переработки первичного сырья, увеличение продолжительности непрерывной работы оборудования (включая круглосуточную работу).
Дополнительные затраты рабочего времени связаны с выполнением внецикловых операций на технологическом оборудовании. Внецикловыми операциями называются систематически повторяющиеся операции обслуживания оборудования, обусловленные требованиями конструкции, указанные в эксплуатационной документации и имеющие определенные циклы, не совпадающие с рабочими, технологическими и кинематическими циклами оборудования.
Затраты времени на выполнение внецикловых операций определяют при конструировании оборудования, исходя из режима его работы:
для оборудования, работающего по сменам, — из условий двухсменной работы его в сутки;
для оборудования, работающего круглосуточно (сахарное, хлебопекарное, крахмалопаточное и другие производства),—из условий трехсменной работы его в сутки.
Например, производительность сепаратора 30 ООО л/сут. Сепаратор непосредственно работает 22 ч/сут. Продолжительность выполнения внецикловых операций 2 ч (разборка, мойка и т.п.).
К внецикловым операциям относятся, например, замена рулонов упаковочных материалов и замена рабочих органов при смене ассортимента выпускаемой продукции, очистка рабочих органов и емкостей и т.п.
Техническое обслуживание и ремонт оборудования, связанные с нарушениями его работоспособности, не относятся к регламентированным простоям и их учитывают при определении эксплуатационной производительности.
Эксплуатационная производительность. Характеризуется отношением количества качественной продукции к промежутку времени, за который она переработана или выпущена в реальных условиях эксплуатации с учетом промежутков времени, затраченных непосредственно на выпуск продукции, собственных простоев линии (связанных с внецикловыми операциями), а также простоев по организационным причинам, не зависящим от конструкции оборудования.
При увеличении эксплуатационных потерь сырья и затрат времени эксплуатационная производительность уменьшается относительно технической производительности. Соответственно снижаются технико-экономические показатели линии, обусловленные ее теоретической производительностью .
К причинам указанных эксплуатационных потерь и затрат, в частности, относятся: несоответствие требованиям ГОСТа, ТУ и другой нормативно-технической документации показателей качества исходного сырья, тары, упаковочных и других материалов, параметров электроэнергии, пара, воды, сжатого воздуха и др.; неэффективная организация эксплуатации оборудования, несвоевременный ремонт, отсутствие запасных частей, инструментов, смазочных и других материалов; отсутствие или низкая квалификация обслуживающего персонала; несвоевременная подача на производство сырья, тары, упаковочных материалов и др.
Обеспечение надежности линии. Надежностные свойства линии характеризуют стабильность и продолжительность проявления ее функциональных свойств, к которым, в первую очередь, относятся производительность, качество выпускаемой продукции, потребление ресурсов.
В процессе эксплуатации эти показатели со временем снижаются: производительность падает, увеличиваются потери сырья и количество дефектной продукции, возрастает энергопотребление, повышается трудоемкость обслуживания. Это является следствием изнашивания, старения составных частей линии, повышения восприимчивости их к случайным перегрузкам, помехам, отклонениям от нормы свойств перерабатываемого сырья, внешней среды, что, в конце концов, приводит к отказам оборудования и линии в целом.
Все эти негативные факторы необходимо предвидеть и для обеспечения надежности функционирования линии вовремя устранять.
Годовая производительность стендов (N) рассчитывается по формуле:
N=V?n?c/d, м3 (1.1.6.1)
где V- объем одновременно формуемого изделия, м3; n-количество изделий, шт; с-количество рабочих дней в году; d-длительность одного оборота стенда — 20 ч (время работы одного стенда): 24 ч = 1,2 сутки
N=1,58?24?260/1,2=8216 м3.
Расчет количество технологических линий
Количество технологических линий необходимых для выполнения годовой программы проектируемого завода , определяется в зависимости от метода изготовления и номенклатуры изделий и рассчитывается по формуле :
Кт =Р/ N (1.1.6.2)
где Кт — количество технологических линий для изготовления определенной номенклатуры по принятому методу;
Р — годовая программа выпуска изделий требуемой номенклатуры, м3;
N -годовая производительность принятой технологической линий, м3.
Кт=20000/8216=2,5?3
Наличие на стенде нескольких технологических линий обеспечивает поточность изготовления изделий: на одной линии производят очистку и смазку формовочной полосы, на второй — раскладку арматуры и ее натяжение, на третьей — формовку изделия и т.д. [8]
Расчет производительности для каждого технологического передела производят по формуле:
Пр. = По/(1-Б/100) (1.1.6.3)
где Пр — производительность рассчитываемого передела;
По — производительность передела, следующего за рассчитываемым;
Б — производственные отходы и потери от брака, %
Для расчета необходимы следующие данные:
Производительность цеха — 20 тыс. м3/год;
Нормы потерь и брака по переделам:
при приготовлении бетонной смеси — 0,5%
при формовании — 0,5%
при проведении ТО — 0,1%
при расформовке изделий — 0,1%
при выдержке — 0,1%
при складировании — 0,05%
Расчет:
Производительность завода: 20 тыс. м3 в год.
1. Потери при приготовлении бетонной смеси:
Пр=20000/(1-0,5/100)= 20100 м3
2. Потери при формовании изделий
Пр=20100/(1-0,5/100)= 20200 м3
3. Потери при проведении ТО
Пр=20200/(1-0,1/100)= 20220 м3
4. Потери при расформовке изделий
Пр=20220/(1-0,1/100)= 20240 м3
5. Потери при выдержке изделий
Пр=20240/(1-0,1/100)= 20260 м3
6. Потери при складировании
Пр=20260/(1-0,05/100)= 20270 м3
Таблица 1.1.6.1 Производственная программа завода
|
№ п/п |
Наименование технологического предела |
Производственные потери от брака, % |
Производительность, м3 |
|||
|
В год, м3 |
В сутки |
В смену |
В час |
|||
|
1 |
Приготовление бетонной смеси |
0,5 |
20100 |
77 |
38,5 |
4,8 |
|
2 |
Формование изделий |
0,5 |
20200 |
77,7 |
38,8 |
4,85 |
|
3 |
Проведение ТО |
0,1 |
20220 |
77,8 |
38,9 |
4,86 |
|
4 |
Расформовка изделий |
0,1 |
20240 |
77,8 |
38,9 |
4,86 |
|
5 |
Выдержка изделий |
0,1 |
20260 |
77,8 |
38,9 |
4,86 |
|
6 |
Складирование |
0,05 |
20270 |
77,8 |
38,9 |
4,86 |