ĐẠI HỌC HÀNG HẢI VIỆT NAM
VIỆN CƠ KHÍ

BÀI TẬP LỚN
MÔN HỌC:

THIẾT KẾ & QUY HOẠCH CÔNG TRÌNH CÔNG
NGHIỆP CƠ KHÍ

Sinh viên:

Vũ Văn Luân

Giảng viên hướng dẫn:

Nguyễn Vĩnh Hải

Hải Phòng, 5.2016


MỤC LỤC

Chương 1. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ XƯỞNG CƠ KHÍ
1.1. Sản lượng và dạng sản xuất
1.1.1. Sản lượng
Là số lượng sản phẩm được chế tạo theo chương trình sản xuất hàng năm của
nhà máy, còn gọi là sản lượng định hình.
Số lượng cụ thể của các loại chi tiết trong sản phẩm cần chế tạo được xác định
như sau:
N: là số lượng chi tiết cần chế tạo trong một năm (chiếc/năm).
N0: Là số lượng sản phẩm cần chế tạo trong năm theo kế hoạch n 0 = 98900

chiếc / năm .
m : Số lượng chi tiết trong một sản phẩm m = 1
β: là tỷ lệ % số chi tiết phế phẩm không tránh khỏi, chọn β = 7 %
α : là tỷ lệ % số chi tiết phế phẩm không tránh khỏi, chọn α = 5 %


= 98900 .1 . ( 1 + ) ( 1 + ) = 111114,15 (chiếc /năm )
1.1.2. Dạng sản xuất
Theo tài liệu [1] ta có phương pháp phân loại dạng sản xuất như bảng 1.1


Bảng 1. 1. Phân loại dạng sản xuất

Dạng sản xuất

Sản lượng hàng năm N của từng loại chi tiết tuỳ theo trọng
Q < 4 kg

lượng Q
Q = 4÷200 kg

Q > 200 kg

Đơn chiếc

N < 100

N < 10

N<5


Loạt nhỏ

N = 100÷500

N = 10÷200

N = 55÷100

Loạt vừa

N = 500÷5000

N = 200÷500

N =100÷300

Loạt lớn

N = 5000÷50000

N = 500÷5000

N = 300÷1000

N > 5000

N > 1000

Hàng khối


N > 50000

Ta thấy với n > 50000 chiếc/năm thì dạng sản xuất luôn là dạng sản xuất hàng khối
với mọi trọng lượng của chi tiết. [1]
1.2. Xác định số máy cần thiết cho dây chuyền gia công
Số lượng thiết bị công nghệ cần thiết chế tạo chương trình sản xuất của phân
xưởng cơ khí có thể xác định chính xác hoặc gần đúng .
Chính xác : xác định số lượng máy cần thiết cho từng nguyên công rồi tính
tổng số máy các loại cho tất cả các nguyên công .
Số lượng máy cho từng nguyên công : [CT 3.2 [1]]
Trong đó :

: tổng thời gian nguyên công được thực hiện trên máy loại i được tính như
sau
: Là sản lượng cần chế tạo của chi tiết loại j ( chiếc / năm )
: Là thời gian định mức để gia công một chi tiết loại j ( phút / chi tiết )


m : Số lượng chi tiết gia công : m = 1
:Số ca sản xuất trong một ngày đêm theo thiết kế = 2 ca
FMi : Là quỹ thời gian làm việc của một máy loại i theo chế độ làm việc 1 ca /
ngày đêm , theo đề bài = 2200 giờ / năm ( chế độ 1 ca / 1 ngày )
Từ thời gian định mức gia công các nguyên công ( phút / chi tiết ) đã cho ở đề
bài ta tính được tổng thời gian máy cần thiết để gia công hết N = 111114.15 chi
tiết trong một năm và số máy cần thiết cho từng nguyên công ở bảng sau :
Bảng 1. 2. Các loại máy gia công.

Nguyên
công

1
2
3
4
5
6
7

Thời
Máy gia

gian gia

công
6H82
2A55
2A55
3B722
7A414
Bàn kiểm
tra 6H82

công
10
7,5
15,5
10
10
5
10


Tổng thời gian
cần thiết
(giờ/năm)
TMi
18519,02
13889,26
28704,48
18519,02
18519,02
9259,5
18519,02
.

Số máy
cầnthiết
Ci
4,2
3,15
6,52
4,2
4,2
2,1
4,2

Chọn hình thức gia công không theo nhịp thời gian nên Ci quy tròn để có giá
trị nguyên :
+ Khi số lẻ có giá trị < 0.5 thì bỏ đi kết hợp với làm thêm giờ để hoàn thành
khối lượng yêu cầu
+ Khi số lẻ có giá trị > 0.5 thì lấy lên 1 cộng với nhận thêm việc


Nguyên
công
1
2

Máy gia
công
6H82
2A55

Số máy cần thiết sau khi đã
quy tròn Si
4
3


3
4
5
6
7

2A55
3B722
7A414
Bàn
kiểm6H82
tra


7
4
4
2
4

Tổng số máy cần thiết là :

1.3 . Xác định số lượng lao động
Số lượng lao động cần thiết của phân xưởng cơ khí được xác định theo các
thành phần sau:
Công nhân sản xuất gồm có:
+ công nhân sản xuất chính (thợ đứng máy, thợ nguội, thợ kiểm tra).
+ công nhân phụ (mài dụng cụ,vận chuyển, sửa chữa, cấp phát vật liệu…).
Nhân viên phục vụ sản xuất (vệ sinh công nghiệp,trực...).
lực lượng gián tiếp(kỹ thuật viên, quản lý điều hành, văn thư...).
1.3.1. Thợ đứng máy
Tính theo định mức gia công cho từng loại máy i
[12124]
Trong đó :
T∑i : Tổng thời gian máy cần thiết
: Là quỹ thời gian làm việc của một thợ đứng máy loại i . theo yêu cầu của đề
bài ta có : = 2000 giờ / năm ( chế độ 1 ca / ngày )
: Là hệ số xét đến khả năng một thợ có thể vận hành nhiều máy đồng thời
Với sản xuất hàng khối = 1,8 ÷ 2.2 chọn KMi = 2
i : là biến đếm về số kiểu loại máy dùng cho dây chuyền, phân xưởng.
N : là sản lượng chi tiết.
ttc : là định mức thời gian gia công cho một chi tiết (phút/chi tiết).



Thay các số liệu vào ta có bảng sau:
Bảng 1. 3.

Nguyên
công
1
2
3
4
5
6
7

Máy
gia công
6H82
2A55
2A55
3B722
7A414
Bàn kiểm
tra 6H82

Tổng thời gian
cần thiết
(giờ/năm)
18519,02T∑i
13889,26
28704,48
18519,02

18519,02
9259.5
18519,02

Số thợ
đứng máy cần
thiết
R
4.12 Mi
3.15
6.52
4.12
4.12
2.1
4.12

Số lượng thợ đứng máy RMi là số thập phân phải quy tròn để có số nguyên
theo chỉ tiêu sau :
+Khi số lẻ có giá trị < 0,5thì bỏ đi và nâng bậc cho người thợ cuối
+khi số lẻ có giá trị > 0,5 thì lấy tăng lên 1và hạ bậc cho người thợ cuối.
ta có bảng sau
Bảng 1. 4.

Nguyên
công
1
2
3
4
5

6
7

Máy
gia công
6H82
2A55
2A55
3B722
7A414
Bàn
kiểm 6H82
tra

Số thợ đứng
máy cần thiết sau khi
đã quy tròn
R4mi
3
7
4
4
2
4

Ghi
Nâng bậcchú
cho người thợ
cuối Nâng bậc cho người thợ
cuối cuốicuôicuối

Hạ bậc cho người thợ cuối
Nâng bậc cho người thợ
cuối Nâng bậc cho người thợ
cuối Nâng bậc cho người thợ
cuối Nâng bậc cho người thợ
cuối

tổng số thợ đứng máy:

1.3.2. Thợ nguội
Số thợ nguội tính theo tỉ lệ % so với tổng số thợ đứng máy tùy thuộc vào


dạng sản xuất
Sản xuất hàng khối : 3%


Số thợ nguội : = 0,03 . 28 = 0,84 ( thợ )
Chọn RN = 1 và hạ bậc thợ nguội
1.3.3. Thợ kiểm tra
Số lượng thợ kiểm tra chất lượng gia công cần thiết xác định theo tỷ lệ % so
với tổng cộng của thợ đứng máy và thợ nguội 5–15%. chọn khoảng 10%
 Số lượng thợ kiểm tra :
= 0,1 . ( + RN ) = 0,1 . ( 28 +1 ) = 2,9 ( thợ )
Chọn RKT = 3
1.3.4. bậc thợ bình quân của công nhân sản xuất chính Bbq
Bậc thợ bình quân của công nhân sản xuất chính đối với dây chuyền, phân
xưởng gia công được xác định theo quy mô sản xuất. Đối với sản xuất loạt lớn,
hàng khối:
Bbq = 3,25 –3,5. Chọn Bbq = 3,5

Số lượng các thành phần lao động khác được tính theo tỷ lệ % so với tổng số
công nhân sản xuất chính ( Thợ đứng máy, thợ nguội, thợ kiểm tra )
1.3.5. Công nhân phu
Đối với sản xuất hàng khối 50 - 70 % . Chọn 50 % ta có :
RCNP = 0,5 . ( RKT + RN + RM∑ ) = 0,5 . ( 28 + 1 + 3 ) = 16 ( Công nhân )
Chọn RCPN = 16
1.3.6.Nhân viên phu
Nhân viên phục vụ : 2 – 3 % : Chọn 2 % ta có :
RNVPV = 0,02 . ( RKT + RM∑ + RN ) = 0,02 . ( 28 + 1 + 3 ) = 0,64 ( nhân viên )
Chọn RNVPV = 1
1.3.7. Kỹ thuật viên


Kỹ thuật viên : 10 – 13 % . Chọn 10 % ta có :
RKTV = 0,10 . ( RKT + RM∑ + RN ) = 0,10 . ( 28 + 1 + 3 ) = 3,2 ( nhân viên )
Chọn RKTV = 3
1.3.8. Quản lí
Quản lý , điều hành văn thư : 4 - 5 % : Chọn 4 % ta có :
RQL = 0,04 . ( RKT + RM∑ + RN ) = 0,04 . ( 28 + 1 + 3 ) = 1,28 ( nhân viên )
Chọn RQL = 1
1.3.9. Tổng số lao động
Tổng số lao động trong dây chuyền :
R∑ = 28 + 1 + 3 + 16 + 1 + 3 + 1 = 53 ( thợ )


CHƯƠNG 2. QUY HOẠCH MẶT BẰNG XƯỞNG CƠ KHÍ
2.1 Xác định diện tích xưởng
Tính theo phương pháp tính chính xác:
Theo cách này phải dựa vào sơ đồ quy hoạch mặt bằng phân xưởng
để xác định tổng diện tích phân xưởng (AΣ ) gồm: Diện tích sản xuất (Asx),

diện tích phụ (Ap).
Diện tích sản xuất được xác định: Trong đó:
Diện tích sản xuất được xác định
Asx =
[1]
Trong đó Si: Số máy chọn dùng
A 0i : Là diện tích của một trạm công nghệ (máy, bàn nguội, bàn
kiểm tra) loại i, A0i = AMi.fi
AMi : Là diện tích hình chiếu bằng của một máy loại i.
fi : Là hệ số về các loại diện tích phụ cần thiết (thao tác, đặt phôi, dụng cụ,
gá lắp, vận chuyển, sửa chữa...) tùy theo cách bố trí mặt bằng sản xuất, Bố trí
máy theo thứ tự công nghệ: fi = 2,4 – 3,8, chọn fi = 3
Với nhóm máy phay 6H82 ta có:

A03

AM1 = 2440 x 2440 = 5953600 mm2 5,95 m2 suy ra A01 17,86 m2
Với nhóm máy khoan 2A55 ta có:
AM2 = 2665 x 1030 = 2744950 mm2 2,74 m2 suy ra A02 8,23 m2
Với nhóm mài 3B722 ta có:
AM3 = 4780 x 2130 = 10181400 mm2 10,18 m2 suy ra
30,54 m2
Với nhóm xọc rãnh then 7A414 ta có:
AM4 = 1950 x 980 = 1911000 mm2 1,91 m2 suy ra A04 5,73 m2
Với nhóm bàn kiểm tra ta có:
AM5 = 1 m2 suy ra A05 =
3m2
Ta có diện tích sản xuất:
Asx = = 17,86.8 + 8,23.10 +30,54.4 + 5,73.4 + 3.2
= 376,26 (m2)

Diện tích phụ Ap được xác định theo tỷ lệ % so với diện tích sản xuất.
+ Kho trung gian (Ap1 ) khoảng 10 – 15 %, chọn 12% ta có:
+ Chuẩn bị phôi (Ap2) khoảng 15 – 20 %, chọn 18% ta có:
+ Tông kiểm tra chất lượng (Ap3) khoảng 3 – 5 %, chọn 4% ta có:
+ Sinh hoạt (Ap4) khoảng 10 % ta có:
Tổng diện tích cần thiết


AΣ = Asx + = 1,44.376,26 = 541,81 m2

2.2. Xác định phương án bố trí
Với dạng sản xuất hàng khối ta chọn phương pháp bố trí máy theo thứ tự các
nguyên công và các máy trong 1 nguyên công bố trí thành từng nhóm song song
cùng thực hiện quá trình gia công từ nguyên công 1 đến nguyên công 7 để cho ra
thành thành phẩm.
Với phương pháp này thì để tránh vận chuyển các chi tiết kiểm tra ở nguyên
công 6 ta có thể bổ xung thêm số bàn kiểm tra là 2 chiếc để bố trí dây truyền gia
công được dễ dàng hơn
Ta tính lại tổng diện tích cần thiết của phân xưởng:
= 1,44.(ASX + 3 +3 )

[1]
= 1,44 . 547,81 = 788,85 ( m2 )

Chọn sơ bộ AS = 800 m2
Bố trí các máy đảm bảo những khoảng cách an toàn quy định.
Khoảng các giữa các máy với tường nhà:
Với máy cỡ vừa các khoảng cách cần thiết:
a = 0,5 (m)


b = 0,5 (m) c = 1,2 (m).

Khoảng cách giữa các máy so với cột nhà. Với máy cỡ vừa các khoảng cách
cần thiết:
d = 0,5 (m)

e = 0,5 (m)

f = 1,9 (m).

Khoảng cách giữa các máy so với đường vận chuyển, đường đi: Với máy cỡ
vừa các khoảng cách cần thiết: h = 0,6 (m).
Khoảng cách giữa các máy đặt liên tiếp cạnh nhau theo chiều dài máy: Với
máy cỡ vừa các khoảng cách cần thiết: k = 0,5 (m).


Khoảng cách giữa các máy đặt vuông góc với đường vận chuyển: Với máy
cỡ vừa các khoảng cách cần thiết: l = 0,9 (m).
Chiều rộng của đường vận chuyển giữa hai hàng máy:
Chọn phương tiện vận chuyển là xe đẩy tay với chiều vận chuyển theo hai
chiều để cung ứng phôi cho từng máy đảm bảo thuận tiện.
Dạng

Đường vận chuyển

Kích thước B

I

Giữa 2 hàng máy đặt quay lưng nhau


2,0

II

Giữa 2 hàng máy đặt cùng chiều thao tác

2,6

III

Giữa 2 hàng máy đặt đối diện nhau

3,2

IV

Giữa hai hàng máy đặt cạnh bên sát mép

2,0

đường
Bảng 2.1. Khoảng cách của các máy

Xác định kết cấu nhà xưởng, khẩu độ, phương tiện nâng chuyển....
Kết cấu nhà xưởng
Kết cấu nhà xưởng dùng cho các phân xưởng sản xuất thường có hai dạng là
nhà một tầng và nhà nhiều tầng, tuỳ theo tải trọng của phân xưởng là nhẹ, trung
bình, nặng.
Với tải trọng của phân xưởng là dạng trung bình nên ta chọn kết cấu là nhà

một tầng kề sát nhau. ở đây phân xưởng gia công cơ được bố trí độc lập so với các
phân xưởng khác.
Với sơ đồ bố trí sơ bộ như ở trên ta có: chiều rộng B = 20 m, chiều dài L của
nhà xưởng chưa xác định được vì còn phụ thuộc vào số lượng chi tiết, nhưng chiều
dài cho dây chuyền này l = 40 m, chiều cao từ nền tới trần H = 8m . Thiết bị nâng
chuyển trong nhà xưởng một tầng bố trí kề sát nhau là cầu trục có tải trọng tối đa là
5 tấn (8 tấn). Kết cấu chịu lực của loại nhà xưởng này là bê tông thép. Khung lắp
ghép tiêu chuẩn từ vật liệu kết cấu thường.


Kích thước chủ yếu của phân xưởng. Kích thước chủ yếu của phân xưởng
là :
Bề rộng gian B0 còn gọi là nhịp hay bước cột ngang và thường có giá trị là
bội số của 3m, phụ thuộc vào kích thước của sản phẩm và kích thước thiết bị công
nghệ. Với sản phẩm vừa : B0= 18 m. Do đó ta có số gian của phân xưởng là 1 gian
Bước cột t còn gọi là bước cột dọc. Tùy theo loại vật liệu xây dựng, kết cấu
kiến
trúc, tải trọng phân xưởng và tải trọng của thiết bị nâng chuyển: Chọn kiểu
bình thường: t = 6 m.
Ta có số hàng cột theo chiều dài của dây chuyền trong phân xưởng là:
Shc = l/t = 40/6 = 7 (hàng cột)

2.3. Bản vẽ bố trí
2D (dùng Autocad )


Hình 2.2. Hình chiếu đứng của phân xưởng

Hình 2.3. Hình chiếu cạnh của phân xưởng


Tất cả các kích thước trên bản vẽ ở phần trên đều bằng một phần 2 kích
thước thật


CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH PHÂN XƯỞNG
3.1. Mô hình hóa các thiết bị trong xưởng
+ Máy 6A82 Thông số
1 – Chiều dài : 2440 mm
2 – Chiểu rộng : 2440 mm
3- Chiều cao :2350 mm

+ Máy 2A55
Thông số
1 – Chiều dài :2665 mm
2 – Chiểu rộng :1030 mm
3 – Chiều cao : 2360 mm


+ Máy 3B722
Thông số
1 -Chiều dài :4780mm
2 –Chiều rộng :2130mm
3 – Chiều cao :2360mm


+ Máy 7A414
Thông số
1 –Chiều dài : 1950 mm
2 – Chiều rộng :980 mm
3 – Chiều cao : 1825 mm


+ Bàn kiểm tra
Thông số
1 –Chiều dài : 1500 mm
2 – Chiều rộng :2000 mm


3.2. Mô hình hóa khung xưởng
Dùng Fame trong inventor để dựng khung nhà xưởng với thông số về nhà
xưởng đã tính toán ở trên :

Hình 3.2.1
Lắp ráp , bố trí máy theo các kích thước đã tính toán trên mặt bằng phân
xưởng :


Hình 3.2.2
Hình bao ngoài của phân xưởng sau khi bố trí các cửa ra vào và hệ thống
thông khí , điều hòa

Hình 3.2.3


3.3. Mô hình hóa tổng thể
Mô hình hóa tổng thẻ trên phần mềm inventor

Hình 3.3.1

Hình 3.3.2




Chương 4 Báo Cáo Kiến Tập Tại EBA
Giới thiệu về EBA: Là công ty có 100% vốn đầu tư Nhật Bản công ty nằm
trong khu công nghiệp Nomura – Hải Phòng .Là công ty chế tạo máy với quy trình
khép kín từ khâu thiết kế sản phẩm đến khâu đóng gói đều thực hiện tại nhà máy
của công ty , với các máy móc trang thiết bị hiện đại tiên tiến công ty luôn đáp ứng
tốt mọi yêu cầu kỹ thuật mà khách hàng đề ra.
4.1 Cơ Cấu Tổ Chức Của Công Ty EBA

Phòng quản lý

EBA Kogyo. Ltd

Phòng

kinh

doanh
EBA Machinery

Ban quản trị

Phòng thiết kế

Crop
QA

Tổ Hàn
Tổ Đúc

Tổ chế tạo

Tổ Máy

Tổ Sơn
+ Tổng diện tích của công ty là 3053 m

2

Tổ xuất hàng
Tổ xuất hàng


Tổng diện tích các tòa nhà 17127 m2
Công nhân gồm 292 người
Tổng số vốn là 27 000 000 USD
4.2 Các Phần Xưởng Của Công Ty Chức Năng Và Cách Bố Trí Phân Xưởng
Từng Phân Xưởng
Các phân xưởng của công ty gồm có Xưởng Hàn, Xưởng Đúc, Xưởng Sơn ,
Xưởng Máy
4.2.1 Xưởng Đúc Và Cách Bố Trí Máy

Chức năng của xưởng Đúc là để đúc các bệ máy các chi tiết bằng gang và sắt
đồng thời nghiên cứu các loại vật liệu mới phù hợp với yêu cầu của khách hàng .
Đồng thời kiểm tra khuyết tật của vật đúc khi đúc xong sau đó gia công thô bề mặt
vật đúc
+ Các loại máy của xưởng đúc gồm : 1 lò đúc chạy bằng điện hoặc bằng than ;
1 máy trộn cát tươi với nhựa dẻo đồng thời có thể đầm cát vào khuôn ; Các hòm



khuôn trên và hòm khuôn dưới đều được làm bằng sắt sau đó được nâng chuyển
vào bệ đỡ để rót kim loại lỏng vào khuôn đồng thời có các băng truyền bằng sắt để
di chuyển các hòm khuôn dễ dàng hơn .Trong xưởng có nhiều chất sơn khuôn khác
nhau để phù hợp với từng loại vật liệu đúc
Phòng nghiên cứu chất liệu trong xưởng đúc có máy tính , kính hiển vi để có
thể nghiên cứu được thành phần cấu tạo của các loại vật liệu như gang , thép
.Nghiên cứu các sản phẩm có cơ tính cao như tăng độ dẻo của gang lên z = 22%
tăng độ cứng của sắt lên
+) Lò đúc đặt cách xa tường, đường đi và các thiết bị khác . Các máy trộn và
đầm cát được đặt vuông góc với đường đi
4.2.2 Xưởng Hàn Và Cách Bố Trí Máy

Chức năng của xưởng hàn là hàn gắn kim loại bệ máy..
+) Các loại máy bên trong xưởng là máy hàn hồ quang tay, hàn khí CO2 , hàn
TIG hàn MIG đồng thời có nhiều buồng hàn để gá đỡ các chi tiết phức tạp, bệ máy


lớn . Có 3 máy cắt laze. Đồng thời có bàn kiểm tra tay nghề của thợ hàn định kỳ ,
buồng trưng bày các sản phẩm hàn kiểm tra tay nghề nhằm vinh danh các thợ có
tay nghề cao trong xưởng .Sau khi hàn xong các sản phẩm sẽ được đem mài.
+) Các buồng hàn được đặt vuông góc với đường đi, bên trong trang bị đầy đủ
các thiết bị gá lắp vv.. để phục vụ cho quá trình hàn
4.2.3 Xưởng Máy Và Cách Bố Trí Máy

Chức năng của xưởng máy là gia công tinh các chi tiết
+) Các loại máy trong xưởng gồm có : máy tiện CNC , máy phay CNC 5 mặt
trong 1 lần gá lắp , máy mài bóng, máy khoan , máy cán kim loại, các hệ thống bàn
gá dao đều do công ty tự mình chế tạo , máy gia công tinh chuyển động nhờ xilanh
khí
+) Các máy được đặt cách xa tường nhà để tránh gây va trạm hoặc rung lắc

xưởng ,các máy được đặt thành cụm với nhau đặt vuông góc với đường vận chuyển