车间平面布置.ppt
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1、第8章 车间平面布置 车间平面布置车间平面布置主要指设备设备和设施设施按选定的生产工艺流程生产工艺流程确定平面位置平面位置,平面布置的合理与否对于设备生产能力的发挥、工人操作安全、生产周期的长短及生产率的高低有着很大的影响,在平面布置时应当从实际出发求得最大合理最大合理的布置。8.1平面布置的原则(1)应满足生产工艺生产工艺要求,使生产流线合理。(2)既有利于生产有利于生产,又使占地面积小占地面积小,运输运输线最短线最短,以求缩短周期,提高生产率和单位面积产量。(3)保证操作方便操作方便,安全生产和工人的健康。(4)使人行道人行道与工作线平行工作线平行,避免金属(原料与成品)流线与金属废料流线
2、以及其他材料的运输线的互相交叉。(5)考虑将来的发展,要留有余地要留有余地。8.2 金属流程线的确定 金属流线金属流线指生产各类产品由原料到成品生产各类产品由原料到成品的工艺流程线的工艺流程线,把所选定的设备与设施布所选定的设备与设施布置在相应工序的工艺流程线上置在相应工序的工艺流程线上,同时要考要考虑中间的堆料场地以及运输虑中间的堆料场地以及运输等。常用的金属流程线如图8-1所示。1)直线式直线式 从生产的连续性连续性及运输运输等方面看是最合理的。因此,常用于连轧机以及初轧机等。但这种生产流程受到厂房的长度限制这种生产流程受到厂房的长度限制,因为厂房愈长所铺设的管道也愈长,故经济经济上是不合
3、理的上是不合理的,建设投资要大,一般认为厂房最好不超过厂房最好不超过500米米长。2)直线横移式直线横移式 这种方式主要用于管材车间管材车间,因为管材的横向运输主要靠管材本身的自由滚动,在型材车间型材车间中大多数冷床布置冷床布置也常采用。3)曲折式曲折式 这种形式节省厂房长度节省厂房长度,适合多跨的车间多跨的车间。4)放射式放射式 常用于当由一个设备加工后的料进到两个以上相同设备继续加工时的情况,如由一台轧机出来的料进入二个以上平行的机组中继续进行轧制,采用放射式布置。5)汇聚式汇聚式 常用于分别由两台以上相同或不同设备两台以上相同或不同设备加工后的料进到一台设备加工加工后的料进到一台设备加工
4、时的情况。6)过渡式过渡式 当布置很多相同设备布置很多相同设备时才采用此种方案,如精整工段常用。7)分枝式分枝式 在设备数目不多设备数目不多,但品种很多品种很多的情况下常采用此种布置形式。实际上,由原料到成品成品的加工流程很长,工序很多,设备复杂。因此,不可能采用不可能采用单一的方式单一的方式,而是几种形式的综合几种形式的综合。产品品种很多,工序又不同时,可以把产品分组,相同或相似的工艺过程组合。如管、棒、型车间可以分管材生产线管材生产线及型型棒材生产线棒材生产线等。8.3 设备间距的确定 设计车间平面布置图时,首先要做出包括主要生产工段生产工段、辅助生产工段辅助生产工段、仓库仓库、实验室实验
5、室、动力系统动力系统、生活间生活间及办公室办公室等部分在内的平面布置图,而且同时要做几个同时要做几个方案加以比较分析方案加以比较分析,最后确定一个较好的确定一个较好的方案方案。生产设备布置没有一定没有一定的规定。在平面布置图上首先根据生产工艺流程生产工艺流程的顺序和要求的顺序和要求布置各种生产设备。布置主要设备时,要使产品流线方向最好产品流线方向最好与厂房纵向一致厂房纵向一致,尽力避免横向运输尽力避免横向运输,但有些情况是不可避免的。在考虑设备之间相互关系和决定间距时应根据产量大小,轧制产品长度和设备操作条件等因素,在保证满足生产要求的条件下,尽量紧凑尽量紧凑,以节约车间面积节约车间面积。轧机
6、轧机最好能布置在一个顺向的轧制跨间内一个顺向的轧制跨间内,电机电机应放进单设的主电室主电室,一般在另一跨间。挤压机所需要的高压泵站高压泵站也应放入单独的房间,但不要离挤压机太远。高压泵站最好放在厂房的一侧或端部而不要放在中间。但是,根据车间布置情况有的把水泵站水泵站放在车间中间,这对车间生产来说不大方便。设备彼此间的距离设备彼此间的距离,可根据实际经验实际经验按照各各工序的实际作业情况工序的实际作业情况来决定。对轧制车间来说,横列式轧机机列间横列式轧机机列间的距离,顺列式轧机机座间顺列式轧机机座间的距离、加热炉与轧机间加热炉与轧机间的距离、轧机的前、后辊道长度轧机的前、后辊道长度以及轧机至剪切
7、设备轧机至剪切设备的距离,精整工段各设备之间精整工段各设备之间的距离等均应依据各阶段轧件的长度各阶段轧件的长度和同时容纳轧件个数同时容纳轧件个数、以及某某些特殊的工艺要求些特殊的工艺要求来加以确定。连轧机连轧机各机架间距离主要决定于设备是否放得下、安装、换辊和设备是否放得下、安装、换辊和检修方便检修方便,以及其他特殊的工艺要求其他特殊的工艺要求。对管棒车间管棒车间来说,挤压机、拉拔机、冷轧管机挤压机、拉拔机、冷轧管机及辅助设备辅助设备的相对位置,也是根据产量产量,料的长料的长度度以及工艺要求工艺要求加以确定。在布置主要设备时,还必须考虑各工序中设备各工序中设备所必要的再制料再制料堆放场,以及安
8、全技术措施安全技术措施的要求。在布置设备时,设备不能位于吊车工作达不到设备不能位于吊车工作达不到的范围的范围,离厂房的柱脚柱脚边缘必须留出一定距离,如表8-1所示。在布置主要设备主要设备时为了确保人身安全人身安全及安装、安装、维修维修等工作方便,要留操作面积要留操作面积。其大小视不同的设备以及机械化、自动化程度不同而定。另外,有些设备要留有足够的更换工具足够的更换工具或部件的操作面部件的操作面积积及操作空间操作空间。下面以横列式轧机横列式轧机为主讨论备设备间距离确定的一般原则。1)上料台架与加热炉中心线上料台架与加热炉中心线距离。上料台架与加热炉的两设备中心线两设备中心线之间的距离应不小不小于
9、最长坯料长度的于最长坯料长度的2倍倍。2)加热炉间加热炉间的距离 主要根据炉子大小炉子大小、劳动条件劳动条件以及结合厂房的柱距厂房的柱距一并考虑。如中小型轧机配用的加热炉,在加热钢锭或加热长度不超过8m的钢坯时,当以煤气或重油为燃料,则加加热炉中心距离以热炉中心距离以12m为宜。大中型轧机配用的加热炉,当加热钢坯长度在5m以上时,则加热炉中心距离以加热炉中心距离以1518m为宜。3)加热炉至转盘间距。钢锭转盘中心线钢锭转盘中心线到加热炉炉墙边加热炉炉墙边的净距L1应不小于应不小于45倍钢锭长度倍钢锭长度,加热炉为侧出料侧出料时取上限。4)加热炉到轧机加热炉到轧机距离 加热炉有两种布置方案:一种
10、是加热炉中心线和轧机中心线相平行平行;一种是加热炉中心线和轧机中心线相垂直垂直,如图8-2所示。当采用平行布置平行布置时,若用钢锭钢锭为原料、加热炉至转盘的距离为钢锭的加热炉至转盘的距离为钢锭的45倍倍;转转盘到轧机的距离盘到轧机的距离则为第一架轧机轧出的轧第一架轧机轧出的轧件最大长度加上件最大长度加上45倍的钢锭长倍的钢锭长。在满足上述工艺要求的前提下,结合厂房柱距模柱距模数数确定,根据现场经验现场经验此距离如为中型轧机可取30m。若采用钢坯钢坯为原料、加热炉到轧机距离主要考虑第一架轧机轧出的最第一架轧机轧出的最大轧件长度再加上大轧件长度再加上23倍的钢坯长度倍的钢坯长度,再结合厂房柱距模数
11、柱距模数确定。一般此距离在距离在2530m范围范围内。垂直布置方案垂直布置方案多为把加热炉和轧机布置在同一跨内,而且多为侧出料多为侧出料的方式,用于线材线材和小型小型材材轧制,由于可以采用活套轧制活套轧制,因而加热炉到轧机的距离可缩短。但钢坯出炉后要转钢坯出炉后要转900角角,操作不方便。这种方案较少采用方案较少采用。对顺列式顺列式或连续式布置连续式布置的轧机由于每架轧机只轧一道,因此加热炉到轧机的距离可大为缩加热炉到轧机的距离可大为缩短短。一般只考虑留操作条件留操作条件和维修所需要的位置维修所需要的位置就可以。总之,在满足工艺的条件工艺的条件下,尽量减少加热尽量减少加热炉到轧机的距离炉到轧机
12、的距离。5)轧机机列间轧机机列间的距离 根据车间生产需要车间生产需要和建厂的客观条件建厂的客观条件确定。机列间距与轧机布置形式有关,也与原料种类有关。若采用钢锭为原料,两列式中型轧机,常在一列一列后二列前的轧制线上设置热剪机后二列前的轧制线上设置热剪机。此时第一列轧第一列轧机到热剪机的距离机到热剪机的距离为升降台的长度升降台的长度与轧机轧出的轧机轧出的轧件最大长度之和轧件最大长度之和,再加23m。也可两倍于轧也可两倍于轧件的最大长度件的最大长度。至于此热剪机到第二列轧机的距热剪机到第二列轧机的距离应等于此列第一架轧机轧出的最大轧件长度与离应等于此列第一架轧机轧出的最大轧件长度与剪出净坯的长度之
13、和,再加上剪出净坯的长度之和,再加上34m的余地的余地。根据生产经验生产经验,二列式中型轧机二列之间的距离二列之间的距离应为5060m。对于只生产方、圆钢坯方、圆钢坯的轧机,其二列之间的距离由于可不设置中间剪可不设置中间剪而大为缩短。其距离可为粗轧机轧出长度与精轧机第一架机前轧出的粗轧机轧出长度与精轧机第一架机前轧出的最大轧件长度之和最大轧件长度之和,再加上一定的余地再加上一定的余地。对于二列式小型轧机二列式小型轧机,它们之间的距离以互不它们之间的距离以互不干扰干扰为原则。如采用穿梭轧制穿梭轧制方式,二列之间的距离决定的方法与上面讲的大致相同,当为活套活套轧制轧制时则此距离可大大减短,能保证活
14、套的正常工作即可。对于顺列式轧机各机座间距离顺列式轧机各机座间距离同样可按机列间距离原则确定。而连轧机各机架间距离连轧机各机架间距离主要决定于设备是否放得下设备是否放得下,安装、换辊和检修方便安装、换辊和检修方便,以及特殊工艺要求特殊工艺要求。如图8-3所示。轧机机列本身各设备间轧机机列本身各设备间布置主要应考虑两方面:(a)从人字齿轮人字齿轮到轧机机座轧机机座之间距离主要决定于连接轴的倾角连接轴的倾角,安装托架安装托架与升降台升降台应放得下。(b)齿轮机座齿轮机座到减速机减速机和减速机减速机到主电机主电机距离距离应尽量近一些尽量近一些。但距离大小距离大小主要决定于检修和安装方便检修和安装方便
15、表8-2所列为中小型轧机机架间的横向距离。可作参考。6)轧机轧机到切断设备切断设备的距离 轧制车间轧后切断设备主要有两类:锯锯机机和剪切机剪切机。轧钢车间轧机到热锯的距离主要决定于锯切方式锯切方式。如为单座锯,其距离等于轧件最大长度加上安放有关设备和轧件最大长度加上安放有关设备和操作所需的长度操作所需的长度。如为多台锯工作,其距离可相应缩短些。一般来说,中型轧机至中型轧机至第一台热锯距离以第一台热锯距离以7080 m为好为好。轧机至剪切机距离则决定于剪切机能力剪切机能力和轧件长度和轧件长度。当剪切机生产能力很大剪切机生产能力很大时,一般轧机到剪切机距离可定为1.21.5倍的倍的轧件最大长度轧
16、件最大长度。当剪机能力不是很大剪机能力不是很大时应当放长间距,不然当操作稍不协调时在轧机和剪机之间会形成料堵塞。对于钢材初轧机大剪一般应适当加长,常采用可同时常采用可同时容纳两根轧件容纳两根轧件。当用一般剪机不能满足生产要求时,可设飞剪飞剪,安装飞剪可大大缩小轧机和剪机的距离。7)剪切设备至冷床的距离剪切设备至冷床的距离取决于剪切后轧剪切后轧件的最大长度件的最大长度,一般冷床直接安放在剪切设备之后,而且在冷床能力大于锯切机能力情况下,通常可采用稍大于定尺后轧件通常可采用稍大于定尺后轧件最大长度最大长度。但当小型型材定尺长度很长小型型材定尺长度很长时,剪切设备至冷床的距离要小得多剪切设备至冷床的
17、距离要小得多,只要很好考虑有足够的操作面积足够的操作面积和较好的劳动条较好的劳动条件件就可以。8)车间内通路车间内通路的布置 一般大、中型车间应有下述通路:(1)车间主要通路主要通路:这是车间内部运输通路,如电气台车电气台车通路、过跨运输过跨运输的窄轨小车窄轨小车。(2)车间次要通路次要通路:用于运输材料运输材料、备品备件备品备件、设备检修及仓库场地的通路等。如车间的成品库内设火车通路火车通路,车间的端面或侧面开设大门端面或侧面开设大门,作为汽车通路汽车通路等。(3)人行通路人行通路及防火通路防火通路。车间通路的宽窄对工人操作安全,工作方便以及生产任务的完成有重要的影响。因此,在车间设计时要正
18、确的选择。设备之间的通路宽度设备之间的通路宽度根据运输小车的宽度运输小车的宽度确定。当小车的宽度为1200mm时,单向运输通路的宽度可取2200mm;双路返向运输通路的宽度可取4000mm。人行通路人行通路一般可取可取1米宽米宽,当车间的人较多,考虑到非常的情况下需迅速疏散时,则人行通路的宽度可取宽度可取2米米。在车间内设有火车路轨火车路轨时,路轨的中心线至路轨的中心线至墙或柱的距离应不小于墙或柱的距离应不小于3.5米。米。防火路可与运输通路防火路可与运输通路结合起来统一考虑。总之,通路的宽窄和多少必须根据具体条件而定,车间的规模不同而要求也有所区别。车间大门车间大门可根据通路安排的情况加以确
19、定,在车间端面和侧面开有一定数量的大门。大门的尺寸大门的尺寸(宽宽高高)为:通行电瓶车电瓶车大门:2.1米2.4米。通行汽车汽车大门:3.3米3.0米。通行火车火车大门:4.2米 x 5.1米。8.4 仓库面积计算 为了保证生产的连续性生产的连续性,车间内原料与车间内原料与成品的存放成品的存放,中间料的正常周中间料的正常周转,在设计时应留有一定的面积留有一定的面积作为原料库原料库、成品库成品库以及中间再制料的堆放场地中间再制料的堆放场地,还有其他物其他物品的存放处品的存放处。1)确定仓库面积仓库面积的原则原则 (a)必须保证正常生产,不至于由于某个设备短期停车短期停车而造成其他设备的停工待料停
20、工待料现象。一般规定出各种不同用途仓库的存各种不同用途仓库的存放天数放天数。(b)坯料间坯料间应留有进行各种修理、检查、标修理、检查、标记、包装记、包装等所需之面积、吊车的吊运方式不同而应留的面积以及建筑结构的限制所需的面积,这些面积通常采用利用系数系数加以考虑。(c)坯料或半成品堆垛高度堆垛高度应以不超过地坪不超过地坪所允许的负荷所允许的负荷为限。(d)其他方面的特殊要求特殊要求及经济核算经济核算等。2)原料仓库原料仓库面积计算 通常原料仓库面积可用下式计算:轧钢车间原料仓库原料仓库存放天数,一般按轧机710天的平均日产量考虑,如原料由外地供应,储存量可按轧机1020天平均日产量计算。轧钢车
21、间坯料堆放高度及单位面积存放量如表8-3所示。有色金属锭坯堆放天数为710天,面积利用系数为0.4。3)中间仓库中间仓库面积计算 确定中间仓库面积首先应该知道产品生产品生产周转时间产周转时间,然后根据中间仓库应堆放的中间再制料总数中间再制料总数来确定。中间仓库堆放再制料总数为:实际上,中间仓库中间仓库钢材的储存量可以考虑按轧机35天的平均日产量计算。对于合合金钢厂金钢厂可按轧机的810天的产量计算。有有色金属色金属中间再制料堆放天数为23天,面积利用系数为0.4。4)成品仓库成品仓库面积确定 成品仓库成品仓库面积的计算基本上同原料仓库原料仓库的面积计算。成品库钢材的存放量,当全厂设有总成品库时
22、可按轧机37天的平均日产量计算。当全厂无总成品库时,则应按710天的轧机产量考虑。表8-4中所列为各类钢材在成品库中堆放高度和单位面积堆放的负荷量。有色金属成品库料存放天数为15天,面积利用系数为0.350.4。有色金属压力加工车间有关地坪的允许负荷、存放高度、面积利用系数等见表8-5。8.5 车间其他设施面积的确定 1)操纵台操纵台位置的确定 操纵台是一部分设备的控制中心,其面积大小和位置主要根据操作人员的工作条件和设备的机械化自动化程度的高低来决定,它的位置确定应考虑下列因素:(a)操作台应靠近被控制设备中心操作台应靠近被控制设备中心,即电力负荷集中处,可以缩短导线长缩短导线长度,并便于
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