Методика технологического расчета производственного участка для ремонта силовых установок в курсовом проектировании

Введение. Актуальность и цели курсового проектирования

Качественный и своевременный ремонт силовых установок — один из ключевых факторов, влияющих на экономическую эффективность любого автотранспортного предприятия. Силовой агрегат является сложным и дорогостоящим компонентом, и затраты на его обслуживание и ремонт составляют значительную долю в общей структуре расходов на содержание автопарка. Неэффективная организация ремонтных работ приводит к росту издержек, простоям техники и снижению общей рентабельности. Особенно это актуально, учитывая, что на многих предприятиях после капитального ремонта эксплуатируются более 50% автопарка и 75% двигателей, что создает постоянную высокую потребность в качественном ремонтно-обслуживающем производстве.

Целью данного курсового проекта является разработка технологически и экономически обоснованного проекта производственного участка, предназначенного для выполнения текущего ремонта силовых установок автомобилей.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие ключевые задачи:

• Провести анализ исходных данных по автопарку и условиям его эксплуатации.
• Выполнить технологический расчет годовой трудоемкости работ на участке.
• Определить необходимое количество производственных рабочих и ремонтных постов.
• Подобрать необходимое технологическое оборудование и оснастку.
• Рассчитать производственные площади участка.
• Разработать технологический процесс восстановления типовой изношенной детали.
• Обеспечить разработку мер по безопасности труда и охране окружающей среды.

Определив цели и задачи, мы можем перейти к первому шагу проектирования — анализу исходных данных и выбору организационной модели будущего участка.

Раздел 1. Анализ исходных данных и выбор метода организации производства

Любой технологический расчет начинается с анализа фундамента, на котором будут строиться все последующие вычисления. В курсовом проектировании этим фундаментом служат исходные данные, которые должны быть четко систематизированы. Обычно они включают:

1. Количество и марки автомобилей в парке.
2. Среднегодовой пробег для каждой группы автомобилей.
3. Нормативная трудоемкость работ по ТО и ремонту.
4. Климатические условия эксплуатации.
5. Режим работы предприятия и сменность.

После систематизации данных необходимо выбрать метод организации производства. В практике технического обслуживания и ремонта существуют несколько ключевых подходов, но основными являются метод специализированных бригад и агрегатно-участковый метод. Метод специализированных бригад, где каждая бригада отвечает за свой вид работ (например, ТО-1, ТО-2, ремонт ходовой части), способствует повышению производительности. Однако для ремонта сложных систем, таких как силовые установки, он не всегда оптимален.

В нашем случае наиболее целесообразным является агрегатно-участковый метод. Этот метод предполагает, что работы по ремонту распределяются между участками, каждый из которых специализируется на определенных агрегатах или системах автомобиля. Для участка ремонта силовых установок это означает, что все операции — от диагностики и разборки до сборки и испытаний — сосредоточены в одном месте и выполняются одной командой. Ключевое преимущество такого подхода в том, что ответственность исполнителей за конечное качество работ значительно возрастает, что критически важно при работе со сложными и дорогостоящими агрегатами.

Теперь, когда у нас есть все исходные данные и выбрана организационная модель, мы можем приступить к ключевому этапу расчетов — определению годовой производственной программы.

Раздел 2. Как рассчитать годовую трудоемкость работ на проектируемом участке

Расчет годовой трудоемкости является центральным этапом всего технологического расчета. Именно от этого показателя напрямую зависят численность персонала, количество постов и площадь будущего участка. Расчет выполняется последовательно и логично.

Шаг 1: Определение годовой производственной программы. Сначала необходимо рассчитать, сколько технических обслуживаний (ТО-1, ТО-2) и текущих ремонтов (ТР) потребуется для каждой группы автомобилей в течение года. Для этого используются стандартные формулы, учитывающие годовой пробег парка и нормативную периодичность соответствующих технических воздействий.

Шаг 2: Расчет трудоемкости по видам работ. Получив количество ТО и ТР, мы переходим к расчету трудоемкости. Годовой объем работ по каждому виду технического воздействия (в человеко-часах) рассчитывается путем умножения количества воздействий на нормативную трудоемкость одного такого воздействия.

Нормативы трудоемкости являются отправной точкой для расчета не только загрузки участка, но и численности персонала, а также необходимых производственных мощностей.

Шаг 3: Детализация и суммирование. Общая трудоемкость текущего ремонта должна быть детализирована по видам работ, которые будут выполняться непосредственно на проектируемом участке. Для участка ремонта силовых установок это будут:

• Диагностические работы.
• Разборочно-сборочные работы.
• Слесарно-механические работы.
• Моечные работы.

Трудоемкость по каждому из этих видов работ рассчитывается как доля от общей трудоемкости ТР. После выполнения расчетов для всех групп автомобилей и всех видов работ полученные значения суммируются. В итоге мы получаем итоговую годовую трудоемкость работ на проектируемом участке, выраженную в человеко-часах. Это число является главным результатом данного раздела.

Рассчитанная общая трудоемкость является основой для следующего логического шага — определения необходимой численности производственных рабочих.

Раздел 3. Расчет явочной и штатной численности производственных рабочих

Зная, какой объем работы предстоит выполнить за год, мы можем точно определить, сколько людей для этого потребуется. Расчет численности персонала проводится в два этапа: сначала определяется явочная численность, а затем — штатная.

Явочная численность (Ря) — это количество рабочих, которые должны ежедневно и одновременно находиться на своих рабочих местах для выполнения годовой производственной программы. Она рассчитывается по простой формуле:

Ря = Тгод / Фрв

где:

• Тгод — годовая трудоемкость работ на участке, рассчитанная в предыдущем разделе (в чел.-ч).
• Фрв — годовой фонд рабочего времени одного рабочего (в часах).

Однако явочная численность не учитывает, что работники уходят в отпуска, болеют или отсутствуют по другим уважительным причинам. Чтобы предприятие не останавливалось, нужен дополнительный персонал для подмены. Для этого рассчитывается штатная численность (Рш).

Штатная численность — это общее количество рабочих, которое необходимо иметь в штате предприятия для обеспечения бесперебойной работы участка в течение всего года.

Она рассчитывается путем умножения явочной численности на специальный коэффициент, учитывающий планируемые невыходы на работу. Формула выглядит так:

Рш = Ря * k

Значение коэффициента k обычно принимается в диапазоне 1.1-1.15, что соответствует учету ежегодных отпусков, среднего уровня заболеваемости и других причин. После получения итогового значения штатной численности можно провести ее распределение по специальностям, например, мотористы-сборщики и диагносты.

Зная, сколько людей будет работать на участке, мы можем перейти к расчету количества рабочих мест (постов), на которых они будут выполнять свои задачи.

Раздел 4. Определение количества постов и подбор технологического оборудования

После того как мы определили объем работ и количество исполнителей, необходимо рассчитать, сколько физических рабочих мест — постов — потребуется для их выполнения. Этот расчет превращает абстрактные человеко-часы в конкретную производственную инфраструктуру.

Количество постов для текущего ремонта силовых установок рассчитывается на основе годовой трудоемкости по соответствующим видам работ и эффективного годового фонда времени работы одного поста. Отдельно могут быть рассчитаны посты для углубленной диагностики, разборки-сборки или мойки агрегатов, если это предусмотрено технологией.

Когда количество постов определено, следующим шагом является составление табеля технологического оборудования. Это подробный перечень всего, что необходимо для оснащения участка. Для зоны ремонта силовых установок он, как правило, включает:

• Подъемно-транспортное оборудование: кран-балки, тельферы.
• Основное ремонтное оборудование: стенды для разборки и сборки двигателей, верстаки с тисками.
• Диагностическое оборудование: мотор-тестеры, компрессометры, стенды для проверки топливной аппаратуры.
• Вспомогательное оборудование: моечные машины для деталей, прессы, стеллажи.

Ключевым моментом является не просто перечисление, а обоснование выбора. Для каждой позиции в табеле необходимо указать модель, основные технические характеристики (грузоподъемность, мощность, производительность) и необходимое количество. Выбор конкретных моделей должен быть оправдан с точки зрения соответствия объемам производства, габаритам ремонтируемых агрегатов и современным технологическим требованиям.

Рассчитав количество постов и определив состав оборудования, мы можем углубиться в специфику технологических операций, рассмотрев процесс восстановления одной из типовых деталей.

Раздел 5. Разработка технологического процесса восстановления изношенной детали

Курсовой проект не ограничивается только расчетами объемов и площадей. Важной его частью является демонстрация понимания самих ремонтных технологий. Наиболее наглядно это можно сделать, разработав технологический процесс восстановления конкретной, часто изнашиваемой детали, например, коленчатого вала двигателя.

Этот процесс начинается с анализа. Статистика показывает, что более 70% деталей автомобилей, поступающих в ремонт, могут быть повторно использованы после восстановительных работ. Основными дефектами коленчатого вала являются износ шеек и изгиб.

Далее следует выбор рационального способа восстановления. Существуют различные методы: наплавка, напыление, установка ремонтных вкладышей. Для условий проектируемого участка, оснащенного современным оборудованием, оптимальным может быть выбор плазменной наплавки. Этот метод обеспечивает высокую производительность и качественный наплавленный слой.

Технологическая последовательность операций будет выглядеть следующим образом:

1. Дефектовка: мойка, внешний осмотр, проверка на изгиб, микрометраж шеек.
2. Подготовка к восстановлению: правка (при необходимости), шлифовка для удаления следов износа.
3. Плазменная наплавка: нанесение износостойкого материала на шейки вала. На этом этапе критически важен расчет режимов. Например, при плазменной наплавке рациональное значение силы тока может находиться в пределах 200–230 А для получения качественного шва.
4. Механическая обработка: шлифовка шеек в номинальный или ремонтный размер.
5. Контроль качества: проверка геометрии, твердости и качества поверхности.

Такая детальная проработка показывает не только теоретические знания, но и практические навыки в области ремонтных технологий.

После того как мы определили количество персонала, постов, оборудования и даже разобрали технологию ремонта, финальным шагом является объединение всего этого в едином пространстве — расчет производственных площадей.

Раздел 6. Планировка участка и расчет производственных площадей

Заключительный этап технологического проектирования — это «размещение» рассчитанного нами производства в реальном физическом пространстве. Цель этого раздела — рассчитать общую площадь участка и предложить схему его планировки, которая обеспечит рациональное и безопасное протекание всех процессов.

Расчет площади ведется поэлементно. Сначала определяется площадь основной производственной зоны, где расположены посты и основное оборудование. Это можно сделать двумя методами:

• По площади, занимаемой оборудованием: суммируется площадь каждого станка и поста, а затем умножается на коэффициент плотности расстановки (обычно от 3 до 5), который учитывает проходы и рабочие зоны.
• По удельным нормам: используются готовые нормативы площади на один пост или на одного рабочего.

Далее рассчитываются площади вспомогательных зон, без которых участок не сможет функционировать:

• Отделение мойки деталей и агрегатов.
• Склад для хранения запчастей, материалов и оборотных агрегатов.
• Рабочее место мастера или бригадира.
• Инструментальное помещение.

Общая площадь участка получается путем суммирования площадей основной производственной зоны и всех вспомогательных помещений. Полученное значение (в м²) является итоговым расчетным параметром.

Финальным штрихом является разработка схематичного плана (планировки) участка. На нем условно изображается расположение постов, основного оборудования, проездов и вспомогательных зон. Главная цель планировки — выстроить логистику так, чтобы путь движения агрегата от разборки до сборки был максимально коротким и не пересекался с другими потоками.

Завершив все технологические и планировочные расчеты, можно подвести итоги проделанной работы в заключении.

Заключение. Итоги и выводы по курсовому проекту

В ходе выполнения курсового проекта была достигнута основная цель, поставленная во введении: разработан технологически обоснованный проект производственного участка для текущего ремонта силовых установок заданного автопарка. Были последовательно решены все поставленные задачи, что позволило получить конкретные расчетные показатели, служащие основой для реального внедрения.

Ключевые результаты проектирования:

• Годовая трудоемкость работ: рассчитан итоговый объем работ на участке, который составил [вставить значение] чел.-ч.
• Численность персонала: определена штатная численность производственных рабочих в количестве [вставить значение] чел.
• Количество постов: рассчитано необходимое число постов для выполнения ремонта, равное [вставить значение] шт.
• Общая площадь участка: определена итоговая площадь, необходимая для размещения оборудования и организации рабочих зон, которая составила [вставить значение] м².

Таким образом, в результате курсового проекта был создан комплексный инжиниринговый документ. Он включает анализ исходных данных, расчет производственной программы, подбор оборудования и планировку помещений. Спроектированный участок полностью укомплектован и способен эффективно выполнять весь комплекс работ по ремонту силовых установок, что в конечном счете приведет к снижению простоев техники и сокращению эксплуатационных затрат автотранспортного предприятия.

Список использованной литературы

1. Газотермическое напыление: учебное пособие/ под ред. Л.Х. Балдаева.- М.: Маркет ДС, — 2007. — 344 с.
2. Воловик, Е. Л. Справочник по восстановлению деталей / Е. Л. Воловик. –М. : Колос, 1981. -351 с.
3. Улашкин А.П., Тузов Н.С. Курсовое проектирование по восста-новлению деталей: Учебное пособие. — Хабаровск: Издательство Хабар. гос. техн. ун-та. — 2003, — 146с.
4. Черноиванов В.И., Голубев И.Г. Восстановление деталей машин (Состояние и перспективы). — М,: ФГНУ «Росинформагротех». — 2010. — 376 с.
5. Напольский Г.М.. Технологическое проектирование автотранс-портных предприятий и станций технического обслуживания: Учебник для вузов. – Москва.: Транспорт, 1985. – 231с.;
6. Шейнблинт А.Е. Курсовое проектирование Детали Машин М.: Высшая школа,-1991г.
7. М.Н.Ерохин, А.В.Карп, Н.А.Выскребенцев и др. Проектирование и расчет подъемно-транспортирующих машин; Под ред. М.Н. Ерохина и А.В. Карпа. – М.: Колос, 1999.;
8. Техническое обслуживание автомобилей, книга 2 Туревский И.С., — ФОРУМ: ИНФРА – М,2005
9. Современные автомобильные технологии Дж. Дэниэлс. – М.: ООО «Издательство Астрель»: ООО «Издательство АСТ», 2003
10. Сервис на транспорте Николашин В.М., учеб. пособие, Акаде-мия, 2004
11. Восстановление распределительного вала плазменной наплавкой/ Шиповалов А.Н., Храпков Г.А., Юдин В.М. Техника и оборудование для села. — 2010. — № 7. — С. 21.