液压转向器厂总平面布置设计.doc

设计题目： 液压转向器厂总平面布置设计
学 校： 重庆大学
学 院： 机械工程学院
专业班级：
学 生：
学 号：
指导老师：
时 间： 2023.1.8—2023.1.18

目 录
课程设计任务书------------------------------------------------------3
一、绪论----------------------------------------------------------------4
二、输入基本要素分析------------------------------------------------5
2.1设计基本资料汇总------------------------------------------------5
2.1.1液压转向器的结构以及有关参数----------------------------------5
2.1.2作业单位划分--------------------------------------------------6
2.1.3液压转向器生产工艺过程----------------------------------------7
三、产品——产量分析-----------------------------------------------11
四、产品工艺过程分析-----------------------------------------------11
4.1计算物流量------------------------------------------------------11
4.2绘制各零件的工艺过程图----------------------------------------12
4.3绘制产品总工艺过程图------------------------------------------16
4.4绘制产品初始工艺过程表----------------------------------------17
4.5绘制产品较佳工艺过程表----------------------------------------17
五、物流分析---------------------------------------------------------18
5.1绘制从至表-----------------------------------------------------18
5.2绘制物流强度汇总表--------------------------------------------19
5.3划分物流强度等级----------------------------------------------19
5.4绘制作业单位作业相关图---------------------------------------20
六、作业单位非物流相关分析--------------------------------------21
七、作业单位综合互相关系分析-----------------------------------22
八、工厂总平面布置-------------------------------------------------26
8.1综合接近限度---------------------------------------------------26
8.2作业单位位置相关图--------------------------------------------27
8.3作业单位面积相关图--------------------------------------------28
8.4作业单位面积相关布局图-------------------------------------28
九、方案的评价与选择----------------------------------------------31

课程设计任务书
1 课程设计题目
液压转向器厂总平面布置设计
2课程设计目的
《设施规划与物流分析》是工业工程专业的主干专业课程，是工业工程学科的重要研究领域和分支之一。设施规划与设计着重研究设施总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，目的是通过对设施的各组成部分的互相关系分析，合理布置，得到高效运营的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。
《设施规划与物流分析》课程设计是本课程的重要时间教学环节，规定学生综合运用所学专业知识，完毕规定的工业实行布置设计的一次基本训练。其目的是：
1、能对的运用工业工程基本原理及有关知识，学会对工业设施进行系统分析；
2、通过对工程设施布置的实际设计，掌握系统布置设计方法的规范程序；
3、通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文献；
4、通过课程设计，初步树立对的的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解决实际问题的能力。
3 课程设计内容与规定
《液压转向器厂总平面布置设计》内容与规定如下：
1、液压转向器厂物流分析；
2、液压转向器厂作业单位互相关系分析；
3、液压转向器零件图，A2图样1张；
3、作业单位位置相关图，A4图样的坐标纸1张；
4、作业单位面积相关图，A3图样的坐标纸1张；
5、至少想出两套液压转向器厂总平面布置方案。
6、评价择优，选出最佳总平面布置图，最佳总平面布局图A2图样1张。
7、编写设计说明书，工作量不少于10000字。
4 原始给定条件
公司有地16000m2，厂区南北长为200m，东西宽为80m，该厂预计需要工人300人，计划改建成年产量45000套液压转向器的生产厂，需要完毕工厂总平面布置设计。

液压转向器厂总平面布置设计

【摘要】：《设施规划与物流分析》是工业工程专业易门重要课程，设施规划特别是其中的工厂设计着重研究工厂总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，其目的是通过对工厂个组成部分互相关系的分析，进行合理布置，得到高效运营的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。本文运用《设施规划与物流分析》的相关知识对液压转向器厂总平面进行布置设计，系统布置设计（SLP）方法提供了一种以作业单位物流与非物流的互相关系分析为主线的规划设计方法。采用一套表达力强的图例符号和简明表格，通过一套条理清楚的设计程序对工厂物流、工厂作业单位互相关系分析，绘制作业单位位置相关图、作业单位面积相关图、工厂总平面布置图，并对设计方案进行评价择优。

【关键词】：设施规划 物流 系统布置设计（SLP）

一、绪论
对《设施规划与物流分析》进行了为期一个学期的学习，对其基本知识和运用方法有了一定的了解和结识，现将所学到的知识和方法就液压转向器厂总平面布置设计。
工厂布置设计是一项多因素、多目的的系统优化设计课题。系统布置设计（SLP）方法提供了一种以作业单位物流与非物流的互相关系分析为主线的规划设计方法，采用一套表达力强的图例符号和简明表格，通过一套条理清楚的设计程序进行工厂布置设计。它不是一种严密的设计理论，而是一套实践性非常强的设计模式和规范的设计程序，效果良好。分为拟定位置、总体区划、具体布置及实行4个阶段。
由于影响设施布置的因素错综复杂，并且因素之间存在着互相影响、互相制约，大多数因素具有不拟定性，因此，在设施布置设计中常把物流分析作为其重要内容，采用定量分析和定性分析相结合的方法分析布置方案，并将定性分析转化为定量分析。
系统布置设计（SLP）编制模式如下：

原始资料：P、Q、R、S、T

1．物流
2．作业单位互相关系

3．互相关系图解

5．可用面积
4．所需面积

6．面积互相关系图解

8．实际制约
7．修正因素

9．几种布置方案

10．方案评价

二、输入基本要素分析
2.1设计基本资料汇总
工厂布局设计需要的重要原始资料是产品及其生产大纲和生产工艺过程，次要资料有两种，即支持生产的辅助服务部门和时间的安排。课程设计任务书给定的原始条件中，已经给出了液压转向器厂的产品、产量、工艺过程、作业单位划分情况及时间安排等基本要素。
产品和产量。 液压转向器由22个零、组件构成，其基本结构图和每个零、组件的名称、材料、单件重量见课程设计任务书。
工艺过程：每个零、组件的生产工艺过程也见课程设计任务书。
辅助服务部门：该设计的辅助服务部门是设备维修车间，对整个工厂机器设备、工具等进行维修。
时间安排：是指产品的生产周期、投产的批量和批次、各种定额时间标准等。
2.1.1液压转向器的结构以及有关参数
具体资料如表1所示：

表1： 零件明细表
工厂名称：液压转向器厂
共一页
产品名称
液压转向器
产品代号
110
计划年产量45000套
第一页
序号
零件名称
零件代号
自制
外购
材料
总需求量
零件图号
形状尺号
单件重量（kg）
说明
1
连接块组件

√

20
45000

0.29

2
前盖

√

HT250
45000

0.95

3
X型密封圈

√
橡胶
46500

0.04

4
挡环

√

20
45000

0.2

5
划环

√

20
45000

0.5

6
弹簧片

√
65Mn
315000

0.07

7
拔销

√
65Mn
46500

0.1

8
联动轴

√

45
45000

0.27

9
阀体

√

HT250
45000

7.00

10
阀芯

√

45
45000

0.8

11
阀套

√

20
45000

0.56

12
隔盘

√

20
450000

0.32

13
限位柱

√

45
450000

0.01

14
定子

√

40Cr
450000

1.20

15
转子

√

45
45000

0.8

16
后盖

√

20
45000

1.5

17
螺栓

√
45
270000

0.02

18
O型密封圈

√
橡胶
157500

0.01

19
限位螺栓

√
45
45000

0.1

20
油堵

√
塑料
210000

0.01

21
标牌

√
铝
45000

0.01

22
护盖

√
塑料
49500

0.01

2.1.2作业单位划分
根据液压转向器的结构及工艺特点，设立如表2所示的11个作业单位，分别承担原材料存储、备料、热解决、加工与装配、产品性能实验、生产管理与服务等各项生产任务。
表2：液压转向器厂作业单位建筑物汇总表
序
作业单位名称
用途
建筑面积(平方米)
结构型式
备注
1
原材料库
储存钢材、铸锭
30×30

露天
2
铸造车间
铸造
25×30

室内
3
热解决车间
热解决
20×20

室内
4
机加工车间
车、铣、钻削
30×30

室内
5
精车车间
精镗、磨削
35×35

室内
6
标准件、关成品库
储存外购件半成品
25×25

室内
7
组装车间
组装转向器
20×30

室内
8
性能实验室
转向器性能检查
15×20

室内
9
成品库
成品库存
12×12

室内
10
办公、服务楼
办公室、食堂
80×60

室内
11
设备维修车间
机床维修
20×30

室内

2.1.3液压转向器生产工艺过程
液压转向器结构比较简朴，生产工艺过程也不复杂，总的工艺过程可分为零、组件制作与外购，半成品暂存、组装，性能实验与成品存储等阶段。
1． 零、组件制作与外购
转向器上的标准件、异形件如塑料护盖、铝制标牌等都采用外购、外协方法获得，入厂后由半成晶库保存。其他零件由本厂自制，工艺过程分别见表3至表l5。表中各工序加工前工件重量=该工序加工后工件的重量/该工序材料运用率。
2.标准件、外购件与半成品暂存
生产出的零、组件经车间内检查合格后，送入半成品库暂存。定期订购的标准件和外协件均存放在半成品库。
3. 组装
所有零、组件在组装车间集中组装成液压转向器成品。
4.性能测试
所有组装出的液压转向器均需要进行性能实验，实验合格的产品送入成品库，实验不合格的返回组装车例进行修复。一次组装合格率估计值为80%，二次组装合格率为100%。
5.产品存储
所有合格的液压转向器存放在成品库待出厂。

表3:连接块组件加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量
年产总量（kg）
连接块组件
1
20
0.29
45000
13050
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料运用率（%）
1
原材料库
备料

2
机加工车间
车，镗，压装
55
3
半成品库
暂存

表4: 前盖加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量
年产总量（kg）
前盖
2
HT250
0.95
45000
42750
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料运用率（%）
1
原材料库
准备铸锭

2
铸造车间
铸造
60
3
机加工车间
粗铣，镗，钻
80
4
精密车间
精镗
95
5
半成品库
暂存

表5: 挡环加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量
年产总量（kg）
挡环
4
20
0.2
45000
9000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料运用率（%）
1
原材料库
备料

2
机加工车间
车削
40
3
半成品库
暂存

表6: 滑环加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量
年产总量（kg）
滑环
5
20
0.5
45000
22500
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料运用率（%）
1
原材料库
备料

2
机加工车间
车削
40
3
半成品库
暂存

表7: 联动器加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量
年产总量（kg）
联动轴
8
45
0.27
45000
12150
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料运用率（%）
1
原材料库
备料

2
机加工车间
车，铣
40
3
精密车间
精磨
99
4
半成品库
暂存

表8: 阀体加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量
年产总量（kg）
阀体
9
HT250
7.00
45000
315000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料运用率（%）
1
原材料库
准备铸锭

2
铸造车间
铸造
60
3
机加工车间
粗铣，镗，
70
4
精密车间
精镗
90
5
半成品库
暂存

表9:阀芯加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量
年产总量（kg）
阀芯
10
45
0.8
45000
36000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料运用率（%）
1
原材料库
备料

2
机加工车间
粗车，钻，铣
70
3
热解决车间
热解决

4
精密车间
精磨
99
5
半成品库
暂存

表10: 阀套加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量
年产总量（kg）
阀套
11
20
0.56
45000
25200
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料运用率（%）
1
原材料库
备料

2
机加工车间
车削
80
3
半成品库
暂存

表11 隔:盘加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量
年产总量（kg）
隔盘
12
20
0.32
45000
14400
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料运用率（%）
1
原材料库
备料

2
机加工车间
铣，钻
80
3
半成品库
暂存

表12: 限位柱加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量
年产总量（kg）
限位柱
13
45
0.01
45000
450
序号7
作业单位名称
工序内容
工序材料运用率（%）
1
原材料库
备料

2
热解决车间
退火

2
机加工车间
车，钻，插，铣
70
3
热解决车间
调质

4
精密车间
研磨
99
5
半成品库
暂存

表13:定子加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量
年产总量（kg）
定子
14
40Gr
1.2
45000
54000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料运用率（%）
1
原材料库
备料

2
机加工车间
粗车，钻，铣
50
3
热解决车间
热解决

4
精密车间
精磨
99
5
半成品库
暂存

表14:转子加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量
年产总量（kg）
转子
15
45
0.8
45000
36000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料运用率（%）
1
原材料库
备料

2
热解决车间
正火

2
机加工车间
车，铣，钻
70
3
热解决车间
淬火

4
精密车间
研磨
99
5
半成品库
暂存

表15:后盖加工工艺过程表
产品名称
件号
材料
单件重量（kg）
计划年产量
年产总量（kg）
后盖
16
20
0.80
45000
36000
序号
作业单位名称
工序内容
工序材料运用率（%）
1
原材料库
备料

2
机加工车间
车，钻
80
3
半成品库
暂存

三、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。根据以上已知条件可知，待布置设计的液压轴转向器厂的产品品种单一，产量较大，其年产量为45000台，属于大批量生产，适合于按产品原则布置，宜采用流水线的组织形式。

四、产品工艺过程分析
4.1计算物流量
通过对产品加工、组装、检查等各种加工阶段以及各工艺过程路线的分析，计算每个工艺过程各工序加工前工件单件重量及产生的废料重量，并根据全年生产量计算全年物流量。具体计算过程如表16所示。
表16: 各物件物流量计算
各零件物流量计算
产品名称
毛重/kg
废料/kg
铸造废料
机加工废料
精加工废料
全年总质量
连接块组件
0.29/0.55=0.527

0.527*0.45=0.237

0.237*45000=10665
前盖
0.95/（0.95*0.80*0.60）=2.083
2.083*0.4=0.833
2.083*0.6*0.2=0.250
2.083*0.6*0.8*0.05=0.050
1.133*45000=50985
挡环
0.2/0.4=0.5

0.5*0.6=0.3

0.3*45000=13500
滑环
0.5/0.4=1.250

1.250*0.6=0.750

0.750*45000=33750
联动器
0.27/（0.4*0.99）=0.682

0.682*0.6=0.409
0.682*0.4*0.01=0.003
0.412*45000=18540
阀体
7.00/（0.6*0.7*0.9）=18.519
18.519*0.4=7.408
18.519*0.6*0.3=3.333
18.519*0.6*0.7*0.1=0.778
11.519*45000=518355
阀芯
0.8/（0.7*0.99）=1.154

1.154*0.3=0.346
1.154*0.7*0.01=0.008
0.354*45000=15930
阀套
0.56/0.8=0.7

0.7*0.2=0.14

0.14*45000=63000
隔盘
0.32/0.8=0.4

0.4*0.2=0.08

0.08*45000=36000
限位柱
0.01/（0.7*0.99）=0.0144

0.0144*0.3=0.0043
0.0144*0.7*0.01=0.0001
0.0044*45000=198
定子
1.2/（0.5*0.99）=2.424

2.424*0.5=1.212
2.424*0.5*0.01=0.012
1.224*45000=55080
转子
0.8/（0.7*0.99）=1.154

1.154*0.3=0.346
1.154*0.7*0.01=0.008
0.354*45000=15930
后盖
1.50/0.8=1.875

1.875*0.2=0.375

0.375*45000=16875

4.2绘制各零件的工艺过程图
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4—1~4—13所示。图中序号分别是：1——原材料库，2——铸造车间，3——热解决车间，4——机加工车间，5——精密车间，6——半成品车间。

图4—1连接块组件物流量 图4—2前盖物流量

图4—3挡环物流量 图4—4滑环物流量

图4—5联动器物流量 图4—6阀体物流量

图4—7阀芯物流量 图4—8阀套物流量

图4—9隔盘物流量 图4—10限位柱物流量

图4—11定子物流量 图4—12转子物流量

图4—13后盖物流量
4.3绘制产品总工艺过程图
在大批量生产中，产品品种很少，用标准符号绘制的工艺过程图直观的反映出工厂生产的具体情况。此时，进行物流分析只需在工艺过程图上注明个道工序的物流量，就可以清楚的表现出工厂生产过程中的物料搬运情