Проектирование машиностроительного завода
Машиностроение — отрасль промышленности, реализующая технологии проектирования, производства, обслуживания и утилизации различных машин, механизмов, оборудования, продукции оборонного назначения и их деталей. Машиностроительные заводы представляют собой сферу тяжёлой промышленности. Высокий уровень развития машиностроения – основной признак индустриально развитых стран.
Машиностроительный завод в наши дни– это технически сложный для проектирования объект, состоящий из различных цехов и отделов, различающихся по виду производственной деятельности.
Слаженная и эффективная, как в экономическом, так и в техническом плане работа машиностроительного завода возможна только тогда, когда все его цеха, отделы бесперебойно производят продукцию и напрямую зависят друг от друга, как звенья одной цепи. Это возможно только тогда, когда машиностроительный завод построен по заранее продуманному проекту. Проектирование машиностроительного завода – это создание такого комплексного взаимосвязанного проекта завода, в котором были бы должным образом решены цели и задачи, связанные с его будущей производственной деятельностью.
Машиностроительные заводы по виду производства можно разделить на: - проектируемые машиностроительные заводы с полным производственным циклом.
- проектируемые машиностроительные заводы, выпускающие заготовки для различных деталей машин.
- проектируемые машиностроительные заводы, осуществляющие обработку заготовок, полученных с других заводов и сборку машин.
- проектируемые машиностроительные заводы, занимающиеся конструированием машин из деталей, полученных на других заводах. На сегодняшний день в России существуют следующие типы предприятий тяжелого машиностроения:
1. Автомобильные заводы – производят автомобили различного типа и назначения.
2. Подшипниковые заводы – выпускают подшипники для различных видов устройств и механизмов.
3. Механические заводы – занимаются изготовлением различных видов механической продукции для промышленного и бытового назначения.
4. Заводы железнодорожного машиностроения – занимаются производством продукции и машин для железнодорожного транспорта, а также запчастей для них.
5. Моторные заводы – предприятия, производящие различного рода двигатели.
6. Станкостроительные заводы – выпускают станки для различных отраслей промышленности.
7. Крановые заводы –производят различные грузоподъёмные машины и механизмы.
8. Агрегатные заводы – выпускают специальные узлы, служащие частями более сложных изделий и технологических линий.
9. Компрессорные заводы – производят компрессоры различного назначения.
10. Заводы специального и коммунального машиностроения – производят спецтехнику и машины для коммунальной сферы.
11. Судостроительные заводы - специализируются на выпуске судов и кораблей, их обслуживании.
12. Заводы сельскохозяйственного машиностроения – выпускают сельскохозяйственную технику.
13. Редукторные заводы – производят выпуск приводной техники для всех отраслей промышленности.
14. Авиационные заводы – занимаются производством и обслуживанием авиационной техники.
Выбор вида проектируемого машиностроительного завода зависит от многих факторов:
- удаление места застройки проектируемого завода от источников сырья и энергоносителей;
- наличие развитой транспортной инфраструктуры на застраиваемой территории;
- наличие вблизи застройки рабочей силы и возможностей ее привлечения;
- удаленность территории проектируемого машиностроительного завода от основных рынков сбыта продукции;
- наличие свободных земельных ресурсов в желаемом районе застройки проектируемого машиностроительного завода.
Проектирование машиностроительного завода решает многие задачи
1. Экономические:
- выявление производственной программы проектируемого машиностроительного завода с расчетом типоразмеров, вида и количества выпускаемых изделий;
- выбор территории для проектирования и строительства машиностроительного завода с учетом ближайшей доступности сырья для изготовления продукции, материалов, рабочей силы и инженерных сетей;
- расчет объемов строительства проектируемого машиностроительного завода;
- определение технико-экономических показателей будущего проекта (основных и оборотных средств машиностроительного завода, себестоимости выпускаемой продукции и эффективности затрат).
2. Технические:
- разработка технологической схемы машиностроительного производства завода с подбором основного и вспомогательного оборудования, требуемого рабочего времени и потребности в рабочих;
- определение достаточной площади для компоновки цехов и размещения в них технологической линии;
- определение потребностей завода в энергетических ресурсах, получение технических условий на подключение к инженерным сетям;
- определение потребностей проектируемого машиностроительного завода в сырье и материалах;
- разработка проекта инженерных сетей (наружных и внутренних) машиностроительного завода;
- разработка генерального плана застройки территории проектируемого машиностроительного завода;
- разработка архитектурных, конструктивных и объемно-планировочных решений цехов, а также других зданий и сооружений;
- разработка мероприятий по технике безопасности и охране труда, пожарной безопасности.
3. Организационные:
- определение структуры менеджмента на машиностроительном заводе и его отдельных цехах с учетом их взаимосвязи;
- расчет календарного планирования времени изготовления полного цикла продукции, форм отчетности, снабжения и сбыта;
- разработка мероприятий по организации труда, по подготовке кадров.
- общая характеристика района застройки с экономической, климатической точки зрения;
- численность населения на застраиваемой территории;
- площадь выделенной под застройку машиностроительного завода территории;
- варианты расположения цехов и вспомогательных зданий машиностроительного предприятия;
- сведения об инфраструктуре, дорожных путях сообщения района застройки;
- данные о производственной программе машиностроительного предприятия;
- сведения об потребностях в инженерных сетях проектируемого машиностроительного предприятия;
- сведения о составе строений проектируемого машиностроительного завода;
- сведения об объемно-планировочных решениях, предпочитаемых материалов для строительства;
- сведения об очередности ввода в эксплуатацию производственных цехов проектируемого машиностроительного завода;
- предпочтительные сроки реализации строительства, потребности в квалификации строителей и т.д.
- режим работы основных цехов проектируемого машиностроительного завода;
- основные источники снабжения производства проектируемого машиностроительного завода сырьем, водой, топливом, электроэнергией;
- планируется ли расширение предприятия;
- рынки сбыта готовой продукции проектируемого машиностроительного завода;
- объем капиталовложений, размер стоимости единицы выпускаемой продукции, производительность труда;
- число работающих на машиностроительном предприятии, надлежащее снабжение их жильем и объектами рекреации;
- количество стадий проектирования.
- основных цехов;
- вспомогательных цехов;
- обслуживающего производства.
Основные производственные цеха проектируемого машиностроительного завода – сборочные цеха, составляющие основную технологическую линию машиностроительного предприятия. Среди них выделяют: заготовительные, обрабатывающие и сборочные цеха.
К заготовительным относятся:
раскройно-заготовительные,
литейные (различных способов литья); кузнечные.
К обрабатывающим относятся:
механические; термические;
прессовые;
цеха производства металлических конструкций;
металлопокрытий;
окрасочные;
деревообрабатывающие и др.
В подсобных производственных цехах проектируемого машиностроительного завода производится продукция, требующаяся для поддержания выпуска готовых изделий машиностроительного завода, например, тара для упаковки основной продукции проектируемого машиностроительного завода.
Вспомогательные цеха – цеха для поддержания жизнедеятельности и нормального функционирования проектируемого машиностроительного завода в целом. Например: инструментальные; ремонтно-механические;
ремонтно-строительные;
электроремонтные;
экспериментальные;
модельные;
абразивные и др.
Обслуживающие – цеха и устройства, проектируемого машиностроительного завода, выполняющие функции хозяйственного и частично технического обслуживания завода. Иногда их называют хозяйствами (службами). Например:
• Складское хозяйство
• Транспортное хозяйство (транспортный цех
• Обслуживающие подразделения (администрация, пункты питания, медицинского обслуживания, обеспечение порядка и охрана)
При проектировании машиностроительного завода очень важно расставить технологические связи между производственными цехами и другими подразделениями проектируемого завода. Для этой цели составляют технологическую схему производства проектируемого машиностроительного завода. Она дает наглядное представление о последовательности производственного процесса и помогает установить рациональное расположение зданий и сооружений проектируемого машиностроительного предприятия.
• Прямая последовательность производимых технологических процессов;
• Использование под застройку минимально необходимой площади территории;
• Минимизация протяженности коммуникаций;
• Обеспечение безопасности и благоприятных условий труда и перемещения рабочих по территории;
• Применение в проекте построек простейшей формы, преимущественно одноэтажных и без перепадов высот;
• Размещение цехов и вспомогательных помещений в одном здании в целях сокращения затрат на стройматериалы.
• Применение укрупненной сетки колонн, позволяющей повысить коэффициент использования площади цеха за счет сокращения «мертвых зон» вдоль ряда колонн (5 – 10%).
• Особое внимание уделяется зонированию территории проектируемого машиностроительного завода: цеха по назначению объединяются в отдельные группы.
Производственные здания проектируемого машиностроительного завода должны располагаться по схеме, соответствующей технологическому процессу: сырьевые базы, заготовительные цехи, обрабатывающие цехи, сборочные цехи, склады готовой продукции.
Современные машиностроительные заводы проектируют из сборного железобетона.
Одноэтажные здания – железный каркас, состоящий из системы полос, балок, ферм. Сверху здание проектируют защищенным покрытием, опирающимся на стропильную ферму. Для аэрации и освещения в проекте закладывают фонари.
Фундаменты при каркасной конструкции здания машиностроительного завода наиболее целесообразно проектировать отдельно стоящие, выполненные из железобетона. На них опираются колонны и фундаментные балки.
Колонны по расположению их в здании подразделяются на средние и крайние. Крайние в свою очередь подразделяются на основные, воспринимающие нагрузку от конструкций покрытия, кранов и стен и фахверховые, служащие для крепления стен. Колонны могут быть запроектированы как из металла, так и из железобетона.
Несущие конструкции покрытий проектируемого машиностроительного завода – стропильные и подстропильные. Фермы с параллельными поясами проектируют для строений с плоскими кровлями. Стропильные используются в проекте для поддержания кровли. Они бывают железобетонные и металлические. Подстропильные фермы проектируют для опоры основных несущих конструкций; для опоры покрытия, когда шаг колонн превышает шаги ферм или, когда шаги средних и крайних колонн неодинаковые.
Наружные стены – проектируют из стеновых панелей (сплошного сечения, трехслойные), а также из железобетонных ребристых плит с продольными и поперечными ребрами. Толщина наружных стен принимается в проекте от 200 до 500 мм в зависимости от климатических условий и температурных требований в проектируемом помещении.
Кровли проектируемых зданий машиностроительного завода могут быть скатными и плоскими. В современном проектировании машиностроительных заводов в основном применяют скатные кровли. Плоские кровли проектируются в многопролетных зданиях с развитой сетью инженерных коммуникаций.
Для каркаса зданий применяют бетон марки 200 и выше, сталь марки 20, а для форм покрытий и колонн – бетон марки 300 и выше. Основные несущие конструкции промышленных зданий, как правило, проектируют из цементных бетонов.
Основные принципы расположения инженерных сетей на проектируемом машиностроительном заводе:
- проектирование сетей вдоль дорог параллельно зданиям и дорогам по кратчайшим трассировкам из цехов к обслуживающим зданиям;
- совместная прокладка подземных сетей и расположение их относительно проектируемых зданий машиностроительного завода, дорог должны обеспечивать ремонтопригодность без остановки производственного цикла предприятия;
- глубина заложения трубопроводов в проекте не должны допускать замерзание транспортируемых сред, разрушение блуждающими токами, подмыв фундаментов зданий, попадание сточных вод в сети хозпитьевого водоснабжения, проникновения газов в подвалы, порчи зеленых насаждений.
Не допускается размещение в одном коллекторе силовых кабелей с газопроводами, трубопроводами с горючими жидкостями.
Наземные прокладки допускается в проекте прокладывать для всех видов инженерных сетей, кроме пожарных, питьевого водопровода, канализации, ливневых водопроводов.
Результат проектирования машиностроительного завода напрямую зависит от компетенции специалистов, выполняющих данную задачу. При грамотном подходе к процессу проектирования можно добиться высочайших результатов. При этом реализованный проект машиностроительного завода будет не только бесперебойно работать, обеспечивать отрасль качественной продукцией, но и приносить высокую прибыль при минимальном внешнем контроле.