车间设计

车间设计目的：为了建设新的企业、扩建或改建老企业。车间设计任务：对需建设的企业做出技术与经济的详细规划，确定出企业的生产经济状况，技术经济指标及施工的组织方法等。车间工艺设计主要任务：①技术任务。确定产品品种、规格、质量标准及年产量；确定产品的生产方案及生产工艺过程，选取主要设备并确定其必要的数量；选择与计算机辅助设备；计算完成年计划产量所需的原料、材料及动力消耗；提出动力、运输、照明、采暖、通风、供水排水等各项设计要求；计算车间所需面积，车间内主要设备与辅助设备的布置；确定厂房形式和主要尺寸，画出车间平面布置图，提出安全、环保等措施②组织任务。研究车间的成产劳动组织，确定职工人数及编制，制定劳动定额等③经济任务：计算及制定基本建设投资额，生产预算，计划单位产品成本及综合技术经济指标等内容。车间设计内容：包括生产工艺、设备、土建、供水和排水、供气、供电、运输、采暖与通风等设计。车间设计的阶段：（可行性性研究、初步设计、施工设计）①初步设计②技术设计③施工设计。初步设计：是按照设计任务书给定的条件，在可行性研究的基础上进行的设计，目前把技术设计的有关更详细计算和规定等内容也放在初步设计中使其变为一个扩大的初步设计。施工设计：是设计的最后阶段，根据已批准的初步设计绘制施工图，把设计内容变为施工文件和图纸，据此进行企业建设。设计工作的原则：①遵守国家的法律、法规，贯彻执行国家的经济建设方针与政策，提高经济效益与社会效益，为社会主义现代化建设服务②从全局出发，服从国家或地区对产品的需要③从实际出发，确定设计标准，对生产工艺、主要设备和主体工程设计要做到先进、合理、可靠。对非生产性的建设，应坚持适用、经济，在可能的条件下注意美观④注意综合利用与环境保护，造福人民⑤节约能源⑥合理使用劳动力⑦节约建厂用地，应尽量利用荒地、劣地，少占耕地，总平面图的布置要紧凑合理⑧立足于自力更生车间设计主体：车间工艺设计。车间设计依据：设计任务书。任务书内容：①车间的生产规模、生产的品种②车间的生产方案③建厂地址、厂区范围与资源、水文地质、原材料、燃料、动力、供水、供电以及运输等情况④达到的经济效益和技术水平⑤投资以及劳动定员⑥环保情况。厂址选择工作：包括建厂地区的确定、建厂地址的选择。设计说明书：指将设计的任务与内容用文字和图纸的形式加以阐明的极为重要的设计文件。初步设计说明书内容：①总论②生产方案③生产工艺过程和设备选择④工艺计算与金属平衡⑤设备负荷计算⑥平面布置及内部运输⑦车间电气、动力、机修设备的选择及负荷计算⑧劳动组织⑨技术经济指标⑩附表与附图（11施工设计文件）可行性研究：是对所提工程项目从有关的各方面进行调查的综合论证，为拟建项目提供科学依据，从而保证所建项目在技术上先进可行，经济上合理有利。（是一门运用多种科学成果保证实现工程建设最佳经济效果的综合性科学）可行性研究的任务：对为什么要建设这个项目，资源情况如何，市场条件怎样，厂址在哪里为好，规模多大为宜，采用什么工艺技术，需要哪些外部条件，预计投资效果如何，成功的把握多大等，进行调查研究和综合论证，做出明确的结论，作为投资决策的依据。可行性研究的作用：①作为确定建设项目，编制初步设计的基础②作为向银行贷款筹集资金的依据③作为向有关部门互相签订协议、合同和互相承担的责任、建立协作关系的依据④作为向当地政府申请建设执照的依据⑤座位安排科研和设备试制的依据可行性研究的内容：①市场销售情况的研究②原料和工艺技术的研究③工程条件的研究④对劳动力的来源和费用、人员培训、项目实施计划的研究，确定合理的建设进度和工厂组织机构⑤资金和成本的研究⑥经济效果研究可行性研究的步骤：①调查研究、收集资料②对收集的资料进行分析研究提出方案③方案比选④编制可行性研究报告建设项目的可行性研究报告的内容：①总说明②承办企业的基本情况与条件③生产规划④物料供应规划⑤厂址选择⑥技术与设备⑦土建工程内容与工作量⑧人员培训计划⑨项目实施计划与进度的要求⑩建设资金⑪经济分析⑫经济效果评价（13另附图、14附件）研究项目可行性研究报告内容：①项目背景②项目研究开发内容、方法、技术路线③项目的组织实施和运行机制④项目实施的计划进度⑤产学研合作优势分析⑥以往承担项目完成情况及主要成果⑦资金筹措及使用⑧相关附件列表产品方案：指所设计的工厂或车间拟生产的产品名称、品牌、规格、状态及年计划产量。编制产品方案原则（如何编制）：①国民经济发展对产品的要求②产品的平衡③建厂地区的条件、生产资源、自然条件、投资等的可能性。生产方案：指为完成设计任务中所规定的产品的生产任务而采取的生产方法。生产方案选择的依据：①金属与合金的品种、规格、状态及质量要求②年产量的大小③投资、建设速度、机械化与自动化程度、劳动条件、工人与管理人员的数量以及将来的发展。板带钢规格：40mm以上者为中厚板（其中4~20mm为中板、20~60mm为厚板、60mm以上为特厚板）；0.2~0.4mm为薄板；0.2mm以下为极薄带材或箔材。板带钢生产A中厚板生产方式：单机架轧制、双机架轧制、连轧（半连轧全连轧）B热轧薄板带钢生产：热连轧法、叠轧法、炉卷轧制法、薄板带坯连铸-连轧及连续铸轧C冷轧板带钢生产：单机冷轧、连轧。型钢：生产方法分为热轧型材、冷弯型材、冷轧型材、冷拔型材、挤压型材、锻压型材、热弯型材、焊接型材和特殊轧制型材等。现今主要方法是热轧。因为热轧具有生产规模大、生产效率高、能量消耗少和生产成本低等优点。型钢轧制方法：普通轧制法、多辊轧制法、热弯轧法、热轧-纵剖法、热轧-冷拔（轧）法。金属平衡表：反映在某一时期（通常一年），制品金属材料的收支情况的表格。金属消耗（影响金属成材率因素）：1.烧损：金属在高温状态下的氧化损失、有色金属在熔炼过程中金属的氧化损失。金属在加热过程中的烧损与加热温度有关，加热温度越高，时间越长，烧损量就越大。2.溶损：指在酸、碱洗或化学处理等过程中的溶解损失。3.几何损失：①切损：指切头、切尾、切边等大块残料损失②残屑：指有色金属锭坯的铣面、铣侧边、锯切、车皮、镗孔等损失。4.工艺损失（技术损失）：指各工序生产中由于设备和工具、技术操作以及表面介质问题所造成的不符合质量要求的产品。提高成品率措施：深入现场实际调查研究，分析同类车间的生产情况、成品率及各种损失情况，根据先进水平定出所设计车间的平均成品率及各种计算产品的成品率和各种损失率。同时还必须在设计中吸收现有生产中的先进技术和经验，改进和强化工艺，采取各种措施保证制定的先进的成品率指标得到实现，以求达到先进的设计水平和技术经济指标。产品标准分为：国家标准、冶金工业部标准、企业标准等。产品标准内容：①规格标准：规定产品的牌号、形状、尺寸及表面质量，并且附有供使用参考的有关参数等②性能标准：规定产品的化学成分、物理机械性能、热处理性能、晶粒度、抗腐蚀性、工艺性能及其他特殊性能要求等③试验标准：规定做实验时的取样部位、试样形状和尺寸、实验条件以及试验方法等④交货标准：规定产品交货、验货时的包装、标志方法及部位等。产品技术要求：对产品的牌号、规格、表面质量、以及组织性能等方面的要求。典型性产品：为了减少设计工作量，加快进度，同时又不影响整个设计质量，可将各类产品进行分类编组，从中选出的具有代表性、与实际相接近、留有一定的调整余量的通过全部工序的产品即为典型产品。计算产品（典型产品）的选择：①有代表性②通过所有的工序③所选的计算产品要与实际相接近④计算产品要留一定的调整余量。生产工艺流程：把产品的生产工序按次序排列起来。制定生产工艺流程的主要依据：①根据生产方案的要求。由于产品的产量、品种、规格及质量的不同，所采取的生产方案就不同，那么主要工序就有很大的差别。因此，生产方案是编制生产工艺流程的依据②根据产品的质量要求。为了满足产品技术条件的要求，就要有相应的工序给以保证。因此，满足产品标准的要求是设计生产工艺流程的基础③根据车间生产率的要求。由于车间的生产规模不同，所要求的工艺过程复杂程度也不同。在生产同一产品情况下，生产规模越大的车间，其工艺过程越复杂。因此，设计设计时生产率的要求是设计工艺过程的出发点钢材（金属压力加工产品）生产工艺流程的主要工序：铸锭与坯料的准备；加热；轧制；轧制后冷却；热处理；精整。钢材生产工艺流程的基本形式：①普碳钢生产工艺流程②合金钢~③冷加工~轧钢生产用的坯料有：连铸坯、初轧坯、钢锭。坯料预处理内容：①表面缺陷的清理。火焰清理、风铲清理、砂轮清理、机床清理等②表面氧化铁皮的清理。机械法：喷砂、弯折；化学法：酸洗、碱洗③坯料的预先热处理。其作用是消除内应力，防止开裂；成分均匀，消除某些合金钢粗大树枝状结晶组织；防止白点产生等。轧制工艺设计的任务及内容：确定合理的工艺参数，主要是制定变形程度、轧制速度以及轧制温度。①变形程度。主要是制定总的变形量和道次变形量，进行工具设计（孔型、辊型）②轧制速度。根据轧机生产率、轧机结构、轧制品种、轧机机械化和自动化程度以及轧制工艺过程本身性质确定③轧制温度。指轧件的开轧温度和终轧温度④轧制力。（是确定轧制工艺参数之一，轧制力是决定轧制设备和动力的原始数据，在工艺设计时必须进行计算，）确定方法有计算法、实测法。总变形量对金属的组织和性能影响很大，因此，总变形量设计要根据所轧金属的特点及技术条件要求确定。道次变形量的确定主要考虑金属的塑性、设备能力、咬入条件以及工具形状等，一般说，道次变形量的分配主要考虑金属的组织及咬入条件。加热时间的意义及影响因素：加热时间指金属装炉后加热到加工要求温度所需要的时间。（要根据经验公式或者现场的实践经验确定。）料装炉的温度高低对加热时间的长短有很大影响。钢料入炉温度愈高，允许的加热时间愈短，炉子产量也愈高，不同钢种装炉温度不同加热时间也不同，根据经验确定。工艺流程中主要工序：坯料——加热——轧制——冷却——剪切——矫直——检查——包装——入库。设备选择主要内容：确定车间设备的种类、型式、结构、规格、数量及能力金属压力加工车间的生产设备分为：主要设备与辅助设备。对主要设备，应在预选的基础上进行必要的设备负荷计算以及零部件强度校核计算；对于辅助设备，一般不进行验算，可在主要设备确定后，再确定与之配套的辅助设备。主设备选择原则：①要满足产品方案的要求，保证获得高质量产品②要满足生产方案及生产工艺流程的要求③要注意设备的先进性和经济上的合理性④要考虑设备间的合理配置与平衡。主要设备：①熔铸设备（应根据加工车间对铸锭形状、尺寸、重量及质量的要求提供合格的铸锭）②轧机③挤压机④拉拔机轧机种类：二辊轧机、三辊轧机、四辊轧机及多机架连轧机、多辊轧机、复合式多辊轧机、万能轧机。典型轧机主要技术参数：①开坯机：轧辊尺寸、方坯尺寸、板坯尺寸、异形板尺寸、钢锭重量、年产量②型材轧机：轧辊直径、辊身长度、轧制速度、最大轧制压力、轧制材料、坯料尺寸、成品尺寸③线材轧机：辊径、辊身长、轧制速度、最大轧制压力、机架数、坯料尺寸、成品尺寸④板带材轧机：坯料尺寸、成品尺寸、轧辊尺寸、轧制力、轧制速度、年产量、电机功率、重量、外形尺寸影响轧机小时产量的因素：①锭坯的重量。适当增加锭坯重量，轧机小时产量增加，但有一定限度，有一个最佳值②轧制节奏。缩短轧制节奏时间可以提高轧机小时产量③成品率。成品率越高，轧机小时产量越大。挤压机分类：①按结构形式分为立式和卧式②按传动方式分为机械传动和液压传动③按穿孔系统分为有带穿孔系统和不带穿孔系统的挤压机挤压机技术参数：槽轮直径、额定轮速、最大轮速、驱动功率、驱动方式、最大运转转矩、最大启动转矩、最大坯料直径拉拔机分类：常用有链式和卷盘式。辅助设备：加热及热处理设备、切断设备、矫直设备、冷却设备、酸洗与铣面设备、起重运输设备、（机修设备）等。辅助设备选择原则：①必须满足生产工艺流程的要求；②必须保证有较高的工作效率，充分发挥主要设备的能力，通常辅助设备能力可按大于主要设备能力的百分之十至二十考虑；③尽量选择重量轻、体积小的辅助设备，以节约车间投资。加热炉炉型选择：A均热炉；B均匀化炉；C连续式加热炉（推进式加