Как рассчитать производительность станка в час? - ELSTROIKOMPLEKT.RU

Как рассчитать производительность станка в час?

Научная электронная библиотека

Безруких Ю. А., Медведев С. О., Мохирев А. П.,

2.3.2 Расчет текущих затрат

Расчет производительности оборудования.

Годовая производительность оборудования определяется по формуле:

где П — годовая производительность;

Рч — часовая производительность (по паспорту станка или расчетным путем, в натуральных показателях );

Тэф — эффективный фонд времени работы оборудования, ч.

Часовая производительность Рч, шт/ч, определяется по формуле:

, (2.35)

где υs – скорость подачи, м/мин;

Кр – коэффициент использования рабочего времени;

Км – коэффициент использования машинного времени;

Кск – коэффициент, учитывающий скольжение заготовки;

n — число одновременно обрабатываемых заготовок, шт.;

Lзаг — длина заготовки, м;

m — число проходов заготовки в станке.

Остановы оборудования на ремонт Тр, ч, определяются по формуле

, (2.36)

где Рм – количество единиц ремонтосложности механической части оборудования;

Нпр – нормы продолжительности простоя оборудования, ч;

К – среднее число ремонтов в год.

Количество единиц ремонтосложности механической части оборудования Рм определяется по формуле:

, (2.37)

где Км – коэффициент металлоемкости станка, т/м3;

Р – масса станка, т;

V – габаритный объем станка, без учета выступающих частей, м3;

N – суммарная мощность установленных электродвигателей, кВт;

Кт – коэффициент конструктивной сложности станка.

Коэффициент металлоемкости станка Км, т/м3, определяется по формуле

. (2.38)

Режим работы цеха характеризуется прерывным или непрерывным технологическим режимом, числом смен в сутки и продолжительностью рабочей смены. Календарный фонд времени работы оборудования (Тк) равен количеству календарных дней в году. Тк=365 дней или 365дн×24ч = 8760 часов.

Номинальный фонд времени работы оборудования (Тн) равен календарному фонду за вычетом простоев оборудования в выходные и праздничные дни. В случае непрерывного технологического процесса Тн=Тк.

Эффективный фонд времени (Тэф) равен номинальному за вычетом простоев оборудования в плановых ремонтах и регламентированных (запланированных) простоях.

Тэф = Тн – Трем., (2.33)

Продолжительность простоя оборудования в ремонтах определяется «Положением о ремонтах», которое разрабатывается соответствующими отраслевыми министерствами и государственными комитетами на основе технической документации завода-изготовителя оборудования.

Для расчета эффективного фонда необходимо составить баланс рабочего времени оборудования. Расчет сводят в таблицу 2.36.

Простои оборудования в ремонте определяются произведением количества единиц ремонтосложности оборудования, нормы продолжительности простоя и среднего числа ремонтов в год принимаются по нормативам.

Для расчета затрат по ремонту и техническому обслуживанию, определения среднего количества ремонтов в год, необходимо составить структуру ремонтного цикла. Ремонт деревообрабатывающего оборудования проводится по трехвидовой структуре. Для оборудования, массой до 5 тонн, структура представлена в виде 1 среднего, 4 текущих ремонтов и 2 плановых осмотров в межремонтном периоде: КР – ТР – ТР – СР – ТР – ТР — КР. Для оборудования массой свыше 5 тонн структура представлена в виде 2 средних, 6 текущих ремонтов и 2 плановых осмотров в межремонтном периоде: КР – ТР – ТР – СР – ТР – ТР – СР – ТР – ТР – КР. Продолжительность ремонтного цикла 11200 часов – число часов оперативного времени работы оборудования, на протяжении которого производятся все ремонты, входящие в состав цикла. Простои, связанные с выполнением плановых и неплановых ремонтов и технического обслуживания, в продолжительность ремонтного цикла не входят.

Баланс рабочего времени оборудования на год

Расчет производительности станка с ЧПУ

Расчет производительности станка — это важный процесс определяющий его эффективность. Производительность станка с ЧПУ характеризуется количеством годных деталей, изготавливаемых им в единицу времени. При непрерывной работе станка с ЧПУ его производительность (при условии, что вся продукция является годной) определяется двумя факторами: длительностью Т рабочего цикла и числом деталей, изготавливаемых за цикл. Этот показатель получил название цикловая производительность Qц.

Как правило, станки с ЧПУ за рабочий цикл выдают одну деталь, и поэтому формулу цикловой производительности станка чаще всего записывают в виде

Каждый рабочий цикл содержит: время tр рабочих ходов, когда проводится обработка заготовки (это производительные затраты времени); время tв несовмещенных вспомогательных ходов, когда процесс обработки прерывается (это непроизводительно затраченное время, хотя загрузка и зажим обеспечивают необходимые условия для обработки заготовки). Тогда мы можем записать:

Однако расчет цикловой производительности станка Qц характеризует лишь потенциальные возможности станка с ЧПУ по изготовлению деталей в условиях, когда он работает непрерывно, без простоев, и при этом вся выпущенная продукция является годной. В реальных условиях этого добиться невозможно. Поэтому формула производительности (2) должна учитывать простои станка с ЧПУ и вероятность появления иногда бракованных деталей.

Влияние простоев оборудования на его производительность определяют с учетом коэффициента использования или внецикловых потерь. Коэффициент использования ηис численно показывает, какую долю планового фонда времен θ станок с ЧПУ действительно функционирует и выдает детали. Например ηис=0,7 означает, что 70% времени, принятого за базу, станок работал, а 30% этого времени простаивал. По определению

ηис = θр/θ = θр/(θр+Σθп) = 1/(1+Σθп/θр), (3)

где θр и θп — соответственно суммарное время работы и простоя станка за общее время θ.

Очевидно, что тогда фактическая производительность станка равна цикловой производительности, умноженной на коэффициент использования:

В большинстве случаев необходима расшифровка, почему величина ηис принимает те или иные значения, какие причины и виды простоев являются преобладающими.

Для станков с ЧПУ характерны:

  • 1) собственные или технические простои Σθc, обусловленные техническими характеристиками самого станка (затраты времени на смену и регулирование инструмента, обнаружение и устранение отказов в работе, уборку и очистку станка, ремонт и профилактику и др.); они непосредственно связаны с технологическими процессами и конструкцией станка и его механизмов;
  • 2) организационные простои Σθорг , обусловленные внешними факторами, которые, как правило, не связаны с технологическим процессом и конструкцией станков (отсутствие обрабатываемых заготовок, режущего инструмента, электроэнергии, несвоевременный приход и уход обслуживающих рабочих и др.). Они определяются уровнем производства, степенью того как загружены станки с ЧПУ в данных конкретных условиях;
  • 3) простои Σθпер для переналадки станка с ЧПУ на изготовление новых деталей. Эти простои занимают промежуточное положение между предыдущими видами простоев, так как частота их определяется организационными факторами, а длительность — техническими.

Суммарные простои за произвольный период времени θ

Σθп =Σθс +Σθорг +Σθпер. (5)

ηис = θр/θ = 1/(1+1/θр(Σθс+Σθорг+θпер). (6)

Коэффициент использования можно выразить как произведение частных коэффициентов, отражающих влияние тех или иных видов простоев:

ηис = ηтех*ηпер*ηзагр, (7)

где ηтех — коэффициент технического использования, численно показывающий долю времени, в течение которого станок с ЧПУ при обеспечении всем необходимым работает:

ηтех = θр/θр+Σθс = 1/1+Σθс/θр. (8)

Например, ηтех = 0,8 означает, что в периоды, когда станок с ЧПУ обеспечен всем необходимым для изготовления деталей, он 80% времени работает, а 20% этого времени простаивает по техническим причинам (без учета переналадок).

Коэффициент переналадок ηпер показывает долю планового фонда времени, когда при условии обеспечения всем необходимым станок с ЧПУ может функционировать после его переналадки на изготовление другой детали:

ηпер = (θр+Σθс)/θр+Σθс+Σθпер, (9)

ηпер = 1/1+(Σθпер/θp+Σθc). (10)

Например, ηпер = 0,9 означает, что в периоды, когда станок с ЧПУ имеет все организационные предпосылки для работы (есть заготовки, инструмент, электроэнергия и пр.), он 10% времени простаивает для переналадок для изготовления других деталей, а 90% времени может их обрабатывать с чередованием бесперебойной работы и технических простоев.

Коэффициент загрузки ηзагр показывает, какую долю планового фонда времени станок с ЧПУ обеспечен всем необходимым для работы, т.е. насколько он загружен в данных конкретных условиях производства. Например, ηзагр =0,9 означает, что 90% фонда времени станок имеет все необходимое для работы (есть заготовки, инструмент, рабочие на месте и т.д.), а в течение 10% времени чего-то не хватает:

Читайте также  Как рассчитать частоту резонанса напряжения электродвигателя?

ηзагр = (θ-Σθорг)/θ = 1-Σθорг/θ. (11)

Преимуществом расчета фактической производительности станка с помощью относительных коэффициентов ηис, ηтех, ηпер, ηзагр является наглядность и простота интерпретации численных значений. Если станок с ЧПУ, например, загружен согласно производственной программе на 90% (ηзагр = 0,9), кроме того, 10% оставшегося времени простаивает для переналадок (ηпер = 0,9) и в периоды обеспечения всем необходимым работает лишь 80% времени (ηтех = 0,8), то в итоге доля планового фонда времени, когда станок работает и изготавливает детали, составляет по формуле (7)

ηис = ηтех*ηпер*ηзагр = 0,8*0,9*0,9 = 0,65,

т.е. потенциальные возможности станка с ЧПУ используются на 65%.

Однако для углубленного анализа более употребительна оценка фактической производительности (с учетом простоев) через так называемые внецикловые потери (ΣB или Σtп):

ΣВ = Σθп/θр; Σtп = Σθп/Z,

где ΣB — внецикловые потери как простои, приходящиеся на единицу времени бесперебойной работы; Σtп — внецикловые потери как простои, приходящиеся на единицу изготовленной детали, мин/шт.; Σθп — простои станка с ЧПУ за некоторый произвольный период времени, мин; θр — суммарное непосредственное время работы станка с ЧПУ за тот же период, мин; Z — количество деталей, изготовленных за тот же период.Связь внецикловых потерь с коэффициентом использования была показана в формуле (6).

Тогда, подставляя значение ΣB, получаем

Выразим ηис через Σtп:

ηис = (θр/Z)/(θр/Z+Σθп/Z) = 1/(1+Σθп/Z)*(Z/θр)

Подставляем значение Σtп, получаем

Суммарные внецикловые потери в соответствии с классификацией простоев делятся на собственные, организационные и потери из-за переналадки:

ΣB =ΣBс +ΣBорг +ΣBпер; (14)

Σtп =Σtс +Σtорг +Σtпер. (15)

Качественные характеристики работы станков с ЧПУ учитываются в формулах расчета производительности станка с помощью безразмерного коэффициента γ выхода годных деталей, численно равного доле годных деталей, принятой ОТК. С учетом рабочего цикла, внецикловых потерь и безразмерных коэффициентов суточная производительность станков с ЧПУ (шт./сутки)

Q = (θγ/tр+tв+Σtс+Σtпер)*ηзагр, (16)

где θ — плановый фонд времени работы за сутки с учетом сменности работы.

Приведенные формулы являются базовыми при расчетах и анализе производительности станка как в процессе проектирования (ожидаемые значения), так и при эксплуатации (фактические значения).

Учитывая, что станки с ЧПУ применяются для изготовления деталей в условиях среднесерийного и мелкосерийного производства, когда обрабатываются небольшие партии заготовок разнообразных деталей, рекомендуется два основных метода расчета производительности станков:

  • 1) по типовой детали–представителю. Из числа деталей, закрепленных за данным станков с ЧПУ, или тех, которые могут здесь изготавливаться, выделяется одна, которая принимается типовым представителем. Недостаток этого метода заключается в трудности достоверного подбора типового представителя, так как выбранная деталь может иметь среднюю длительность обработки, но не средние вспомогательные ходы или время переналадки;
  • 2) по интегральным характеристикам комплекта деталей, закрепленных для изготовления на данном станке с ЧПУ.

Второй метод является более точным для условий работы станков с ЧПУ.

Анализируя формулу расчета фактической производительности станка с ЧПУ, можно отметить следующие пути повышения производительности:

  • увеличение режима резания путем применения современных инструментов (сокращение tр);
  • сокращение времени загрузки и зажима заготовки, разжима и съема готовой детали; времени смены режущего инструмента (поворота револьверной головки, смены инструмента автооператором); времени измерения и поднастройки режущего инструмента и др. (сокращение времени tв);
  • сокращение организационных простоев Σθорг;
  • сокращение времени на переналадку станка с ЧПУ на изготовление другой детали Σθпер;
  • сокращение простоев станка с ЧПУ из-за его технических неполадок Σθс;
  • увеличение планового фонда времени работы станка с ЧПУ;
  • снижение количества бракованных деталей.

Расчет часовой производительности оборудования

Структура формул для расчета производительности оборудования зависит от вида обработки: проходная или позиционная

  • (цикличная). Проходная обработка выполняется при непрерывном движении заготовки относительно инструмента, как это имеет место на прирезных круглопильиых станках, на рейсмусовых, четырехсторонних продольно-фрезерных, концсравнитслях, рамных шипорезных и других станках с механической додачей заготовок. Формула для расчета часовой производительности такого оборудования имеет вид
  • 60 • U • 7 • т L + AL
  • (5.4)

где 60 — продолжительность часа, мин; U — скорость подачи заготовок, м/мин; г] — коэффициент использования фонда времени; in -количество одновременно обрабатываемых заготовок, шт; L — размер заготовок в направлении подачи, м; AL — дистанция (межторцевой разрыв) между заготовками при их подаче, м.

Позиционная обработка выполняется при неподвижной относительно базы заготовке при надвигании на нес рабочих органов. Позиционная обработка имеет место в сверлильных,

центродолбежных, шипорезных, ящичных станках, гильотинных ножницах, клеильных прессах и в других станках. По принципу позиционной обработки работают полуавтоматические линии на базе многоэтажных и одноэтажных прессов для облицовывания пластей щитов.

Для расчета часовой производительности оборудования, работающего по принципу позиционной обработки, используется формула

  • 60•7• м
  • (5.5)

Т

где 60 — продолжительность часа, ч, мин; 7 — коэффициент использования фонда времени; л/ — количество одновременно обрабатываемых заготовок, шт.; Т — продолжительность цикла работы оборудования, мин.

Основные данные (технические характеристики), формулы для расчетов производительности станков приведены в литературе [6, 7, 8].

В настоящей работе дано описание автоматических и полуавтоматических линий, приведены основные данные и формулы для расчета их производительности. Условные обозначения рассматриваемых линий приведены в литературе [3 и 6].

Расчет часовой производительности линий

Автоматические а полуавтоматические линия являются сложным и дорогим оборудованием. Поэтому к точности технологических расчетов предъявляются повышенные требования. Выполнить расчеты линий с высокой точностью за один прием трудно. Дело в том, что ряд коэффициентов приходится принимать после предварительных расчетов.

В формулы расчета производительности входит коэффициент использования фонда времени, показывающий, какую часть из всего рабочего времени линия выпускает продукцию. Другую часть рабочего времени приходится тратить на переналадку линии с одного размера заготовок на другой, на смену инструмента, на регламентированный отдых рабочих и т. д.

Для определения коэффициента использования фонда времени необходимо знать среднее число переналадок линии в смену, которое рассчитывается по формуле

где Н — число типоразмеров деталей в изделии, подлежащих изготовлению на линии (определяется по спецификации). При расчете линии для раскроя плитных и листовых материалов: Н — количество карт раскроя; J — продолжительность комплектования всех партий деталей в сменах (рекомендуемся принимать от 3 до 6 смен), выбранная продолжительность комплектования деталей сохраняется постоянной при расчетах всех линий, принятых в проекте; гпр -принятое количество линий для выполнения рассматриваемой операции.

Принятое количество линий на данном этапе расчета оказывается неизвестной величиной. Поэтому при расчете среднего числа переналадок линии в смену следует задаваться одной линией (mp = 1). Если в конце расчета окажется, что для выполнения годовой программы выпуска изделий требуется больше одной линии, то делается перерасчет. Если среднее число переналадок линии в смену окажется дробным числом, то его округляют до целого числа по правилам округления дробных чисел. После расчета среднего числа переналадок линии в смену находят коэффициент использования фонда времени (табл. 5.1).

Производительность станков

Производительность станка (машины) — важнейший технико-экономический показатель, характеризующий технический уровень оборудования и предопределяющий производственную мощность предприятия. Под производительностью станка понимают количество продукции (в натуральных либо условных единицах), произведенное данным станком в единицу времени. Производительность оборудования определяется его конструктивными особенностями, видом используемого инструмента, свойствами обрабатываемого материала, режимами обработки, принципиальными технологическими схемами обработки, уровнем автоматизации оборудования и многими другими факторами.

Различают три вида производительности: технологическую, цикловую и фактическую (эксплуатационную).

Технологическая производительность станка (иногда ее называют расчетной или теоретической) — производительность, вычисленная без учета потерь времени на вспомогательные операции, холостые ходы, простои оборудования И т. д.

Читайте также  Как рассчитать потери в электросетях?

Технологическая производительность штрипсовых распиловочных станков Птш м2/ч, вычисляется по формуле

где lmax — максимальная длина распиливаемого блока (ставки), м; vп —оптимальная скорость рабочей подачи, м/с; nmax — максимальное количество штрипсовых пил, устанавливаемых на станке, шт.

Технологическую производительность дисковых распиловочных станков Птд м2/ч, определяют подформуле:

где hmax — максимально допустимая глубина резания, м; vп — оптимальная скорость рабочей подачи при глубине резания hmax, м/с; nmax — максимальное количество дисковых пил, устанавливаемых на станке, шт.

Очевидно, что технологическая производительность распиловочного станка при распиловке разных видов камня будет также различной, поэтому для удобства сопоставления технического уровня различных типов оборудования часто пользуются понятием эталонного материала, в качестве которого обычно принимают хорошо изученный и широко распространенный камень, например коелгинcкий мрамор, янцевский гранит.

Технологическая производительность — идеализированный показатель, которого нельзя достичь на практике из-за неизбежных потерь рабочего времени. Тем не менее знание этого показателя важно для оценки технической возможности станка, а также для выявления резервов дальнейшего роста его фактической производительности.

Цикловая производительность станка (иногда ее называют конструктивной) — производительность, определяемая по продолжительности рабочего цикла без учета потерь времени на внецикловые операции. Таким образом, при расчете цикловой производительности учитывают только те потерн времени на вспомогательные операции, которые входят в рабочий цикл.

Цикловую производительность распиловочного станка Пц, м2/ч, находят по формуле

где tp — время, затрачиваемое непосредственно на распиловку (запиливание, собственно распиловка, допиливание), мин; tвсп — время, затрачиваемое на вспомогательные операции рабочего цикла, мин.

К вспомогательным операциям относятся; при обслуживании штрипсовых станков — подготовка станка к работе, запуск станка, проверка натяжения пил. подрезка пил (для станков с неармированными пилами), расклинивание ставки, остановка станка, уборка рабочего и околостаночного пространства (некоторые операции, например комплектация ставки, разборка станки, не включаются в рабочий цикл, так как выполняются одновременно с основными операциями процесса распиловки); при обслуживании дисковых ортогональных станков — подготовкa станка к работе, планировка верхней грани блока, остановка станка, уборка рабочего и околостаночного пространства.

Для определения Q пользуются выражением:

где Hmax и lmax — соответственно максимальные высота b длина распиливаемых блоков (заготовок), м; n — максимальное количество пил, устанавливаемых на станке, шт.

Анализ формул показывает, что на цикловую производительность станка существенное влияние оказывает длительность рабочего цикла Тц. В структуре рабочего цикла на долю вспомогательных операций приходится в среднем от 10 до 30 % (в том числе при обслуживании штрипсовых станков с неармированными пилами — 12,3%, алмазно-штрипсовых — 25,6%, дисковых ортогональных по граниту — 21,4%). Это свидетельствует о наличии существенного резерва для роста производительности распилочных станков, так как сокращая длительность вспомогательных операций можно уменьшить общее время рабочего цикла и тем самым в обратной пропорции увеличить цикловую производительность.

Отношение цикловой производительности станка к его технологической производительности называют коэффициентом производительности nп:nu = Пц/Пт.

Коэффициент nп характеризует степень непрерывности процесса и использования станка по времени.

Фактическая (эксплуатационная) производительность станка — производительность, определяемая количеством продукции, произведенной в единицу времени, с учетом всех потерь времени и сырья. Фактическая производительность распиловочного стайка Пф, м2/ч, может быть определена делением количества продукции (пиленых плит), выпущенной за определенный календарный отрезок времени на суммарное рабочее время на этом отрезке:

где Aг — количество паленых плит, произведенных станком и течение года, м2; Ф — годовой фонд рабочего времена (с учетом режима работы), ч.

Фактическая производительность значительно ниже цикловой не только из-за цикловых, но и внецикловых потерь времени, связанных с заменой и регулировкой отдельных механизмов, переналадкой станка, техническим обслуживанием рабочего места, организационным обслуживанием, перерывами па отдых и т. д. Внецикловые потерн времени как бы удлиняют рабочий цикл стайка, снижая тем самым ею цикловую производительность. Коэффициент снижения производительности станка из-за внецикловых потерь nп, называют также коэффициентом использования оборудовании по времени. Нормативное значение этого показателя при двухсменном режиме работы равно 0,9, при трехсменном — 0,85.

Нa фактическую производительность также влияет качество блочного сырья. При распиловке недостаточно монолитных горных пород выход продукции сокращается, что приводит к снижению производительности станка. Коэффициент снижения производительности из-за потерь сырья называют расходным коэффициентом Kp. Его ориентировочные значения зависят от способа распиловки и вида распиливаемого камня (табл. 12).

Кроме того, на производительности распилочного станка отрицательно сказываются незначительные размеры блока (заготовки) или некратность его размеров рабочим габаритам станка, что обусловливает низкий коэффициент заполнения Kз. Приблизительно можно считать, что производительность распиловочного ставка прямо пропорциональна коэффициенту заполнения его рабочих габаритов, поэтому уменьшение Ka приводит к соответствующему снижению производительности станка. Обычно Kз = 0,3. 0,8.

Таким образом, фактическую производительность распиловочного стайка можно вычислить по его цикловой производительности с учетом понижающих коэффициентов:

Сравнительные данные по всем трем рассмотренным видам производительности различных распиловочных станков приведены в табл. 13.

Данные табл. 13 свидетельствуют о том. что значения фактической производительности для разных видов станков в 2—4 раза ниже цикловой производительности и в 5—8 раз ниже технологической производительности. Из этого можно сделать вывод о существовании значительных резервов повышения производительности камнераспиловочного оборудовании. Практический опыт передовых предприятий, а также опытно-экспериментальные и конструкторские работы последних лет позволяют наметить основные направления повышения производительности распиловочных станков.

Прежде всего это совершенствование конструкции распиловочного оборудования. Интенсификация рабочих параметров станков обеспечивается увеличением жесткости основных узлов, расширением диапазона регулирования скоростей резания и подачи, повышением уровня автоматизации. Для сокращения времени рабочего цикла станка путем снижения длительности вспомогательных операций либо их совмещения по времени с основными операциями станки оборудуют средствами механизации (съем никами-укладчиками, механизированными станочными тележками н т. п.). Дисковые станки с этой же целью оснащают конвейерным механизмом подачи блоков-заготовок (вместо стола). Повысить производительность штрипсовых распиловочных станков можно в результате увеличения рабочих габаритов станков, мощности привода, числа одновременно устанавливаемых пил.

Существенное влияние на производительность станков оказывает их работоспособность и долговечность, поэтому при создании нового камнераспиловочного оборудования большое внимание должно уделяться эксплуатационной надежности отдельных деталей и узлов, что достигается выбором рациональных конструктивных, кинематических и компоновочных схем, применением в конструкции станков высококачественных материалов, унификацией узлов и деталей, созданием совершенных систем смазки подвижных частей, обеспечением надежной защиты узлов и деталей от поды, шлама и т.д.

Мероприятия по повышению производительности камнераспиловочных станков в процессе их эксплуатации не менее важны, чем при конструировании и изготовлении оборудования. Анализ показываем, что и здесь имеются значительные резервы для существенного роста производительности станочного парка. Для этого необходимо: четкое соблюдение рациональной технологии распиловки и требований технической эксплуатации станка; научная организация труда распиловщиков камня; рациональные подбор блоков и комплектация ставок, обеспечивающие максимальное заполнение рабочих габаритов станка (коэффициент заполнения— не ниже 0,75) к исключение распиловки трещиноватого камня; правильная организация ремонтно-профилактических работ и т. д.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ СТАНКОВ С ЧПУ И ПУТИ ЕЕ ПОВЫШЕНИЯ

Производительность станка с ЧПУ характеризуется количеством годных деталей, изготавливаемых им в единицу времени. При непрерывной работе станка с ЧПУ его производительность (при условии, что вся продукция является годной) определяется двумя факторами: длительностью Трабочего цикла и числом деталей, изготавливаемых за цикл. Этот показатель получил название цикловая производительность (?ц. Как правило, станки с ЧПУ за рабочий цикл выдают одну деталь, и поэтому формулу цикловой производительности чаще всего записывают в виде

Читайте также  Как рассчитать катушку тесла?

Каждый рабочий цикл содержит: время /р рабочих ходов, когда проводится обработка заготовки (это производительные затраты времени); время tB несовмещенных вспомогательных ходов, когда процесс обработки прерывается (это непроизводительно затраченное время, хотя загрузка и зажим обеспечивают необходимые условия для обработки заготовки). Тогда мы можем записать:

Однако цикловая производительность Q характеризует лишь потенциальные возможности станка с ЧПУ по изготовлению деталей в условиях, когда он работает непрерывно, без простое, и при этом вся выпущенная продукция является годной. В реальных условиях этого добиться невозможно. Поэтому формула производительности (4.2) должна учитывать простои станка с ЧПУ и вероятность появления иногда бракованных деталей.

Влияние простоев оборудования на его производительность определяют с учетом коэффициента использования или внецикловых потерь. Коэффициент использования г|ис численно показывает, какую долю планового фонда времен 0 станок с ЧПУ действительно функционирует и выдает детали. Например Г|ис=0,7 означает, что 70% времени, принятого за базу, станок работал, а 30% этого времени простаивал. По определению

где 0р и 0П — соответственно суммарное время работы и простоя

станка за общее время 0.

Очевидно, что тогда фактическая производительность равна цикловой производительности, умноженной на коэффициент использования:

В большинстве случаев необходима расшифровка, почему величина г|ис принимает те или иные значения, какие причины и виды простоев являются преобладающими.

Для станков с ЧПУ характерны:

  • 1) собственные или технические простои ^0С, обусловленные техническими характеристиками самого станка (затраты времени на смену и регулирование инструмента, обнаружение и устранение отказов в работе, уборку и очистку станка, ремонт и профилактику и др.); они непосредственно связаны с технологическими процессами и конструкцией станка и его механизмов;
  • 2) организационные простои ^0орг, обусловленные внешними факторами, которые, как правило, не связаны с технологическим процессом и конструкцией станков (отсутствие обрабатываемых заготовок, режущего инструмента, электроэнергии, несвоевременный приход и уход обслуживающих рабочих и др.). Они определяются уровнем производства, степенью загрузки станка с ЧПУ в данных конкретных условиях;
  • 3) простои ^0пер для переналадки станка с ЧПУ на изготовление новых деталей. Эти простои занимают промежуточное положение между предыдущими видами простоев, так как частота их определяется организационными факторами, а длительность — техническими.

Суммарные простои за произвольный период времени 0

Коэффициент использования можно выразить как произведение частных коэффициентов, отражающих влияние тех или иных видов простоев:

где Г|тех — коэффициент технического использования, численно показывающий долю времени, в течение которого станок с ЧПУ

при обеспечении всем необходимым работает:

Например, Г|тех = 0,8 означает, что в периоды, когда станок с Ч ПУ обеспечен всем необходимым для изготовления деталей, он 80% времени работает, а 20% этого времени простаивает по техническим причинам (без учета переналадок).

Коэффициент переналадок г|пер показывает долю планового фонда времени, когда при условии обеспечения всем необходимым станок с ЧПУ может функционировать после его переналадки на изготовление другой детали:

или имеем

Например, г|пер = 0,9 означает, что в периоды, когда станок с Ч ПУ имеет все организационные предпосылки для работы (есть заготовки, инструмент, электроэнергия и пр.), он 10% времени простаивает для переналадок для изготовления других деталей, а 90% времени может их обрабатывать с чередованием бесперебойной работы и технических простоев.

Коэффициент загрузки г| показывает, какую долю планового фонда времени станок с ЧПУ обеспечен всем необходимым для работы, т.е. насколько он загружен в данных конкретных условиях производства. Например, П3агр = 0’9 означает, что 90% фонда времени станок имеет все необходимое для работы (есть заготовки, инструмент, рабочие на месте и т.д.), а в течение 10% времени чего-то не хватает:

Преимуществом оценки фактической производительности с помощью относительных коэффициентов Г|ис, Г|тех, г| , Г)загр является наглядность и простота интерпретации численных значений. Если станок с ЧПУ, например, загружен согласно производственной программе на 90% (Лзагр = 0,9), кроме того, 10% оставшегося времени простаивает для переналадок (т|пер = 0,9) и в периоды обеспечения всем необходимым работает лишь 80% времени (л = 0,8), то в итоге доля планового фонда времени, когда станок работает и изготавливает детали, составляет по формуле (4.7)

Лис = ЛтехЛперЛзаф = 0,8 • 0,9 • 0,9 = 0,65,

т.е. потенциальные возможности станка с ЧПУ используются на 65%.

Однако для углубленного анализа более употребительна оценка фактической производительности (с учетом простоев) через так называемые внецикловые потери (X® или Х*п) :

где ^ В — внецикловые потери как простои, приходящиеся на единицу времени бесперебойной работы; /п — внецикловые потери как простои, приходящиеся на единицу изготовленной детали, мин/шт.; ^0П — простои станка с ЧПУ за некоторый произвольный период времени, мин; 0р — суммарное непосредственное время работы станка с ЧПУ за тот же период, мин; Z— количество деталей, изготовленных за тот же период.Связь вне- цикловых потерь с коэффициентом использования была показана в формуле (4.6).

Тогда, подставляя значение В, получаем Выразим г|ис через

Подставляем значение получаем

Суммарные внецикловые потери в соответствии с классификацией простоев делятся на собственные, организационные и потери из-за переналадки:

Качественные характеристики работы станков с ЧПУ учитываются в формулах производительности с помощью безразмерного коэффициента у выхода годных деталей, численно равного доле годных деталей, принятой ОТК. С учетом рабочего цикла, внецикловых потерь и безразмерных коэффициентов суточная производительность станков с ЧПУ (шт./сутки)

где 0 — плановый фонд времени работы за сутки с учетом сменности работы.

Приведенные формулы являются базовыми при расчетах и анализе производительности как в процессе проектирования (ожидаемые значения), так и при эксплуатации (фактические значения).

Учитывая, что станки с ЧПУ применяются для изготовления деталей в условиях среднесерийного и мелкосерийного производства, когда обрабатываются небольшие партии заготовок разнообразных деталей, рекомендуется два основных метода расчета их производительности [2, 13]:

  • 1) по типовой детали—представителю. Из числа деталей, закрепленных за данным станков с ЧПУ, или тех, которые могут здесь изготавливаться, выделяется одна, которая принимается типовым представителем. Недостаток этого метода заключается в трудности достоверного подбора типового представителя, так как выбранная деталь может иметь среднюю длительность обработки, но не средние вспомогательные ходы или время переналадки;
  • 2) по интегральным характеристикам комплекта деталей, закрепленных для изготовления на данном станке с ЧПУ.

Второй метод является более точным для условий работы станков с ЧПУ. Его характеристика представлена в работах [2, 13].

Анализируя формулу фактической производительности станка с ЧПУ, можно отметить следующие пути повышения производительности:

  • • увеличение режима резания путем применения современных инструментов (сокращение /р);
  • • сокращение времени загрузки и зажима заготовки, разжима и съема готовой детали; времени смены режущего инструмента (поворота револьверной головки, смены инструмента автооператором); времени измерения и поднастройки режущего инструмента и др. (сокращение времени t);
  • • сокращение организационных простоев ^0орг;
  • • сокращение времени на переналадку станка с ЧПУ на изготовление другой детали ^9пер;
  • • сокращение простоев станка с ЧПУ из-за его технических неполадок ^0С;
  • • увеличение планового фонда времени работы станка с ЧПУ;
  • • снижение количества бракованных деталей.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: