Лекция №2 по дисциплине; Технология машиностроения

Лекция №2 по дисциплине «Технология машиностроения»

Лекция 2

План

1. Структура технологического процесса.

2. Элементы технологической операции и характеристика технологического процесса.

3. Технологическая характеристика различных типов производства.

Рабочее место для выполнения технологической операции

Тех. процесс осуществляют на рабочих местах, которые объединяют в участки, линии и т.д.

Рабочим местом называют элементарную единицу структуры предприятия, на которой расположены средства технологического оснащения и определенный объем предметов труда.

На планировке цеха рабочее место изображают в виде упрощенного виде станка сверху.

  1. Станок
  2. Инструментальный шкаф
  3. Рольганг для обработанных деталей
  4. Емкость для заготовок
  5. Изображение исполнителя

Если рабочий является многостаночником, то план может изображаться следующим образом.

Документы специального назначения

В эту категорию входит множество типов документации. Мы рассмотрим несколько ключевых.

  • маршрутная карта;
  • операционная карта;
  • комплектовочная карта;
  • ведомость технологических маршрутов;
  • ведомость оснастки;
  • ведомость материалов;
  • ведомость технологических документов.

Начнем с маршрутной карты, т. к. она является главным и обязательным документом на любом производстве. По сути, маршрутная карта – это алгоритм выполнения процессов с их краткой характеристикой. В маршрутную карту вносят сведения об оснащении, инструментах, трудовых и финансовых показателях. Для некоторых типов работ (например, электромонтажных, механических, слесарных) выполняются индивидуальные маршрутные карты. Иногда вместо маршрутной карты разрешается использовать карту соответственного технологического процесса.

Операционная карта требуется лишь в ситуациях, когда планируются неповторяющиеся техпроцессы. В нее вносят описание операции и цепочки переходов, информацию об инструментарии, режимах, затратах труда, проектных нормах.

Комплектовочная карта необходима на этапах монтажа. Она представляет собой перечень деталей, полуфабрикатов, запчастей, монтажных единиц и материалов, используемых для получения готового изделия.

Ведомость технологических маршрутов играет важную роль при организации производства. В ней расписан маршрут перемещения изделия по цехам или подразделениям завода в ходе изготовления, обработки или восстановления.

Указания и инструкции по применяемым инструментам и оборудованию содержатся в ведомости оснастки.

Для расчета норм использования сырья, материалов, запчастей и заготовок составляется ведомость материалов. В ней представлены подробные данные о передвижении выпускаемого изделия с учетом расхода средств.

Ведомость технологических документов составляется для коммуникации между предприятиями, когда набор документации передается из одной организации в другую. Это опись всех материалов, сопровождающих изготовление или ремонт товара.

Выбор вида и способа получения заготовки

Выбор заготовки зависит от формы детали и ее размеров, исходного материала, типа и вида производства, наличия необходимого оборудования. Так как данная деталь используется в качестве опоры, материалом для ее изготовления может служить Сталь 20. Cталь 20 используется для производства различных деталей, таких как втулки, валы, крепежи, оси, детали станков, труб.

Заготовка должна иметь форму схожую с формой детали, что позволить снизить объем припусков, и, как следствие, технико-экономических показателей детали. В качестве заготовки принимается сортовой горячекатанный прокат квадратной формы из стали 20. Горячекатанный прокат имеет однородную структуру, что важно в деталях данного типа для обеспечения постоянства механических свойств.

Микробиологические экспресс-тесты. Первые результаты уже через 4 часа.

Любая технология представляет собой совокупность приемов и способов получения, обработки или переработки сырья, материалов, полуфабрикатов или изделий.

Важнейшими задачами технологии являются изучение и разработка схем технологических процессов, а также выбор способа производства, т. е. последовательного изложения процессов (операций), протекающих в соответствующих аппаратах в оптимальных условиях.

Технологическими процессами называют операции получения, обработки, переработки, транспортировки, складирования, хранения, которые являются основной составляющей частью производственного процесса.

Технологический процесс характеризуется комплексом химических, физико-химических и биохимических превращений, осуществляемых в специальном оборудовании.

Различают элементарные и сложные технологические процессы. Обычно сложный процесс состоит из ряда элементарных, которые делятся на 5 основных групп:

  • гидродинамические (фильтрование жидкостей или газов, перемешивание и др.);
  • тепловые (нагревание, охлаждение, замораживание, размораживание, выпаривание, конденсация, сублимация);
  • массообменные (экстракция, сушка, адсорбция и др.);
  • химические (связаны с превращением веществ и изменением их свойств. К этой группе относятся биохимические и микробиологические процессы, характерные для пищевой технологии);
  • механические (измельчение твердых материалов, гомогенизация, очистка сырья и др.).

Технологические процессы могут быть периодическими и непрерывными.

Технологические процессы называют периодическими, когда исходные компоненты загружают в аппарат, где протекает процесс, после чего полученные продукты выгружают и аппарат загружают вновь. В камерах для замораживания и охлаждения пищевых продуктов осуществляется периодический технологический процесс.

В непрерывном процессе загрузка сырья и выгрузка продукта производятся непрерывно. При этом все стадии процесса протекают одновременно, в разных точках объема аппарата температура, давление и другие параметры процесса, как правило, остаются неизменными во времени.

Применение непрерывных процессов позволяет значительно повысить производительность оборудования, облегчает автоматизацию и механизацию производства и дает возможность улучшить качество получаемых продуктов. Аппараты непрерывного действия компактнее, требуют меньших затрат и эксплуатационных расходов, поэтому непрерывные процессы предпочтительнее периодических.

Технологические процессы могут быть классифицированы и по другим признакам:

  • по сырью: технология переработки минерального, растительного и животного сырья;
  • по получаемым продуктам: технология химических удобрений, красителей, пищевых продуктов и др.;
  • по фазовому или агрегатному состоянию реагирующих веществ: гомогенные и гетерогенные системы;
  • по характеру тепловых процессов: экзотермические или эндотермические;
  • по аппаратурному оформлению и др.

Последовательное описание или изображение процессов и соответствующих им аппаратов называется технологической схемой производства.

Технологические схемы делят на 2 типа: с открытой цепью (проточная схема) и циклическая (циркуляционная, круговая).

В схеме с открытой цепью все взаимодействующие массы проходят через аппараты лишь один раз. Если степень переработки исходного сырья в одном аппарате невелика, то ставят последовательно несколько однотипных аппаратов. Для охлаждения и замораживания пищевых продуктов применяют технологические схемы с открытой цепью.

Циклическая схема предусматривает многократное возвращение в один и тот же аппарат реагирующих масс, или одной фазы в гетерогенном процессе, до достижения заданной полноты процесса.

Совокупность основных факторов (параметров), влияющих на скорость технологического процесса, выход и качество готового продукта называется технологическим режимом.

Основные параметры технологического режима: температура, давление, относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха.

Оптимальным значениям параметров технологического режима соответствуют, как правило, максимальная производительность оборудования и наилучшее качество получаемого продукта.

Основные задачи

Оптимизация технологических процессов помогает сделать наиболее эффективный выбор рационального варианта в конкретной ситуации. Главными задачами расчетов при этом выступают следующие:

  1. Выбор оптимального критерия. Это могут быть различные параметры, чаще всего, минимальная себестоимость при наибольшей производительности, максимальной нагрузке на технологическое оборудование. В некоторых случаях эффективнее будет использовать не один параметр, а несколько, добиваясь самого результативного решения.
  2. Определение параметра, который будет оказывать влияние на результативность ТП.
  3. Разработка F = F(X) в зависимости от существующих условий модели (например, если определяющим параметром стала наименьшая себестоимость, то в данном случае целевой будет зависимость от имеющихся параметров).
  4. Выполняется поиск оптимального решения с вычислением экстремума, нахождением наиболее подходящего для конкретной ситуации технологического процесса.

Цели, задачи

Стремясь к автоматизации производства, владельцы бизнеса пытаются:

  • уменьшить штат;
  • увеличить производительность и прибыль (оборудование может работать круглосуточно и без простоев, не считая периодов переналадки или ремонта);
  • улучшить качество товаров, в том числе сократив объёмы незавершённого производства;
  • снизить расход сырья;
  • снизить себестоимость продукции;
  • обезопасить работу (например, если она осуществляется во вредных для здоровья человека условиях).
Читайте также  Для чего нужен рейсмус

Задачи автоматизации технологических процессов и производств:

  • повысить эффективность работы;
  • исключить опасные для человека факторы (газ, невозможность проветрить помещение);
  • оптимизировать работу;
  • обеспечить автоматический контроль посредством использования специальных датчиков, отслеживающих важные показатели.

В общем, автоматизация технологических процессов и производств позволяет исключить человеческий фактор, сэкономить на персонале или перераспределить ресурсы, наконец, оставаться конкурентоспособным, увеличивая производительность, добиваясь высокого качества товаров.

Использование технических средств автоматизации в производстве

Автоматизация невозможна без использования машин, устройств, механизмов, которые и берут на себя ручной труд. Процесс их разработки непростой: с одной стороны, производителям надо учитывать потребности предприятий, которые будут использовать автоматику, с другой — экономику, возможности заводов, изготавливающих комплектующие для этой автоматики.

Для повышения производительности предприятий выпускаются механизмы с обширным функционалом. Однако в сфере наблюдается тяготение к уменьшению функций, основная задача заключается в том, чтобы убрать лишние, ненужные, но максимально сохранить выгоды от использования автоматики. То есть её функционала должно хватать на решение всех задач предприятий.

Чтобы добиться этого, опираются на принципы создания оборудования.

  • Агрегатно-модульный (блочно-модульный) — когда при разработке учитывают опыт в конструировании деталей узлов. Для этого всё изделие делят на блоки, которые могут разбираться и собираться. Новые изделия конструируют на основе успешно сконструированных. Так часто делают станки, базой для которых служит готовая модель, но с доработанным функционалом — расширенным, суженным, изменённым.
  • Унификация средств автоматизации — когда средства производства продукции унифицируются (сокращаются их свойства, типоразмеры и др.).

При этом, вне зависимости от вносимых изменений, на предприятиях по производству технических средств следят, чтобы те отвечали базовым требованиям: выполняли нужные процессы, управлялись, были просты в обслуживании.

Подходы в автоматизации технологических процессов

Большинство западных компаний осуществляют автоматизацию технологических процессов и производств с учётом стратегии развития. Иными словами, автоматизируются задачи, которые позволяют быстрее достичь цели. Чтобы выявить эти задачи, каждую оценивают с позиции соотношения цены и эффективности. Так проще понять, будет ли автоматизация выгодной.

Подход логичный, поскольку:

  • сначала определяются бизнес-процессы, которые нужно улучшить;
  • затем просчитывается эффективность с учётом затрат на автоматику;
  • только после этого осуществляется автоматизация.

Правда, при реализации такого подхода в России могут возникнуть определённые сложности.

  • Не у всех компаний есть чётко сформулированные цели, стратегия. Следовательно, чтобы сделать процесс автоматизации эффективным, важно их обозначить, тем более что в будущем бизнес от этого только выиграет: с появлением понятной цели, стратегии меняется отношение сотрудников к своей компании, к работе. К слову, это же позволяет впоследствии удерживаться на плаву даже в кризис.
  • Часто, чтобы автоматизировать бизнес-процессы, нужно их перестроить (произвести реинжиниринг). А это требует не просто затрат, но и знаний, умений, навыков. Отлично помогает в этом систематизация бизнеса, масштабирование. Кроме того, после неё руководитель, с одной стороны, может выйти из операционки, освободив для себя время, а с другой — расширить бизнес, сделать его ещё более прибыльным.

К сожалению, в российских компаниях автоматизация технологических процессов и производств осуществляется не всегда верно. Так, иногда руководство может закупать дорогую технику, как у конкурентов, не анализируя предварительно работу персонала и не выявляя те процессы, которые действительно нужно автоматизировать.

Как осуществляется автоматизация

В процессе внедряются методы и средства автоматизации. Выполняют эту работу специалисты.

Их доминирующие виды деятельности:

  • разработка и внедрение моделей АСУ;
  • разработка ТЭО на создание АСУ — документов, доказывающих их целесообразность;
  • формирование планов этапов работ;
  • создание расчётных схем для анализа систем, экспериментальные исследования автоматизированных систем, отчётность;
  • описание принципа действия проектируемых систем;
  • настройка аппаратуры, контроль и др.

Как подобрать специалиста

Чтобы успешно справляться со своими задачами по автоматизации технологических процессов и производств, специалист должен обладать важными профессиональными качествами, иметь нужные задатки, умения, а именно:

  • умение быстро реагировать на изменения;
  • логическое мышление;
  • технические способности;
  • способность обрабатывать большие объёмы информации, сопоставляя их и анализируя;
  • способность концентрироваться, оставаться внимательным к мелочам в течение длительного времени;
  • способность долго выполнять монотонную работу;
  • острота зрения;
  • хорошая память;
  • выносливость, стрессоустойчивость.


Очень важны уровень ответственности и мотивации. Чем они выше, тем лучше. Хорошо, если в компанию пришли уже мотивированные и ответственные люди, но чаще всего руководителю необходимо всё равно повышать их уровень по шкале побудительных мотивов Л. Р. Хаббарда. Для компании хорошо, если персонал будут мотивировать не деньги или личная выгода, а убеждённость и чувство долга.

В то же время специалист по автоматизации не должен быть:

  • безответственным;
  • неосторожным;
  • безынициативным;
  • рассеянным;
  • неспособным долгое время выполнять однообразную работу.

К слову, психические расстройства, неврологические нарушения, проблемы с суставами или со зрением также будут препятствовать эффективной деятельности специалиста.

Области применения профессиональных знаний

Специалисты по автоматизации технологических процессов и производств всегда нужны на предприятиях, особенно на тех, которые специализируются:

  • на производстве продуктов питания;
  • на добыче полезных ископаемых;
  • на производстве сельскохозяйственной продукции;
  • на переработке природного сырья (сталелитейные, автомобильные заводы, предприятия электронной промышленности) и др.

Также такие сотрудники востребованы в НИИ, в технических вузах и т. д.

Проектирование технологического процесса обработки детали

При проектировании технологического процесса обработки детали в первую очередь оценивается тип производства. В данном случае оно является мелкосерийным (20 изделий). Для мелкосерийного производства характерна специализация рабочих мест для выполнения нескольких схожих технологических операций, применение специального оборудования и оснащения, снижение квалификации рабочих по сравнению с единичным типом производства, снижение затрат на изготовление продукции. Все это обеспечивается в том числе за счет проектирования технологического процесса.

Состав технологических карт ТК и ТТК

В состав технологических карт входят основные разделы, которые являются обязательными по требованиям МДС на разработку. Основные разделы: область применения, организация и технология выполнения работ, контроль качества, технико-экономические показатели (для ТТК), требования охраны труда, экологии, пожарной безопасности, электробезопасности (в зависимости от выполняемых работ).

Область применения

Количество частей, из которых состоит технологическая карта , зависит от сложности описываемого процесса. Для упрощения навигации их перечисляют на отдельном листе.

Область применения содержит наименование выполняемой процедуры, разновидность объекта или отдельного его элемента, для которого разрабатывается документ. Здесь отражают объем работ, при котором нужно использовать эту ТК, а также предназначение: новое строительство, реконструкция, ремонт.

Какую еще информацию содержит технологическая карта:

  • Специфику реализации процесса.
  • Требования к условиям окружающей среды: влажности, температуре.

Если описываемый процесс включает применение стройматериалов, деталей, нужно указать наименования, производителей, действующие стандарты.

Документ может содержать технико-экономические расчеты.

Организация и технология выполнения

Эта часть ТК на производство СМР обычно состоит из подразделов:

  1. Подготовительный этап. Документация, требуемая для проведения процедуры. Описание способов комплектации стройматериалов, конструктивных элементов. Обоснования выбора конкретных видов спецтехники, оборудования, оснащения. Требования к строительной площадке и рабочим местам.
  2. Основные работы. Технологии делят на отдельные процессы, а их — на операции с описанием. Это помогает добиться проектного качества выполняемых задач. Составляется таблица основных данных о техпроцессе.
  3. Заключительные работы. Меры после применения технологии: демонтаж используемого оборудования, средств подмащивания, уборка, удаление предупредительных знаков, ограждающих конструкций. Данный подраздел необязателен.
Читайте также  Маленькая горелка

к оглавлению ↑

Требования к качеству

Что отражено в этой части ТК на производство работ на высоте:

  • Перечень требующих контроля параметров.
  • Исполнители.
  • Операции контроля: объем, состав.
  • Методология и схемы проведения измерений. Их выбирают так, чтобы строго соответствовать стандартам ГСИ.
  • Нормы составления документов, содержащих результаты контроля.
  • Правила, по которым взаимодействуют с дефектными элементами.

Данный раздел документа содержит следующие виды контроля качества:

  • Входной. Документация и используемые стройматериалы, конструктивные элементы.
  • Операционный. Выполняемые действия.
  • Приемочный. Готовые конструктивные элементы, возведенные сооружения.

Составляются таблицы с основными данными, требуемыми для контроля выполнения.

Материально-технические ресурсы

В этой части технологической карты содержится следующая информация:

  • Список оборудования и спецтехники для завершения процедур. Выбор делают на основании опыта самой компании и других исполнителей из России, зарубежья, оптимальных способов механизации процессов. Используемый метод должен обеспечить соблюдение сроков, качества работ, установленных проектом и нормативами.
  • Перечень стройматериалов и конструктивных элементов. Потребность определяется рабочей документацией, объемами проводимых работ, актуальными нормами расходов согласно строительным нормативам.
  • Список оснастки, инструмента, приспособлений. Требования к составлению: выбор с учетом опыта компании, мировой практики, уровня механизации производства.

Техкарта для конкретного объекта составляется с учетом оборудования, инструментов, специальной техники, которыми располагает исполнитель (если возможно).

Требования безопасности и охрана труда

По новым правилам технологическая карта нужна для работ в производственных помещениях, на крышах, дымовых трубах, с грузоподъемным оборудованием, средствами малой механизации, бетоном, камнем, остеклением. Здесь же вносятся мероприятий, направленных на защиту работников от опасных и вредных факторов.

Раздел «ТБ и ОТ» содержит решения, создающие все необходимые условия для соблюдения правил строительных работ, касающихся негативных факторов биологического, химического, электрического, промышленного, механического, пожарного происхождения. Они направлены на защиту окружающей среды, биосферы, здоровья, жизни, имущества человека.

Содержание подразделов или содержание раздела ОТ и ТБ

  • Список опасных факторов, присутствующих в зоне проведения работ.
  • Правила охраны труда, требования безопасности.
  • Меры, направленные на обеспечение устойчивости объекта или его частей во время сооружения или демонтажа.
  • Схемы, где видны выполняемые работы, опасные зоны, расположение ограждающих элементов, предупредительных знаков, особенности организации освещения.
  • Нормы охраны труда для сварочных работ и процессов, сопровождающихся применением открытого пламени.
  • Правила, позволяющие безопасно использовать спецтехнику, оснастку, устройства захвата грузов, СИЗ и СКЗ.
  • Работы по предупреждению электротравм.
  • Методы обозначения зон опасности, находящихся рядом с кранами, местами транспортировки грузов.

к оглавлению ↑

Охрана окружающей среды и пожарная безопасность

Часть, где перечислены требования к охране экологии, описывает меры, основанные на нормативной документации. Она включает:

  • Использование механизмов.
  • Производство работ. Ограничения по уровню шума, пыли, вредных выбросов.
  • Удаление (переработку) отходов строительства.
  • Наличие средств для мытья колес.

Часть про пожарную безопасность содержит количество и ширину въездов, меры по эвакуации с площадок и рабочих мест на высоте, порядок складирования подверженных горению материалов, требования к работе с ними. Сюда входят:

  • Особенности применения нагревательного оборудования, проведения работ, сопровождающихся опасностью возникновения пожара.
  • Требования к комплектации рабочих мест (зон) средствами для тушения возгораний.
  • Схемы пожарной эвакуации, отражающие расположение опасных локаций, мест хранения СИЗ и СКЗ.