5. РАСЧЕТ КОЛИЧЕСТВА ОБОРУДОВАНИЯ, РАБОЧИХ МЕСТ
И ЧИСЛЕННОСТИ РАБОТАЮЩИХ

Количество технологического оборудования. Технологическое оборудование выбирают с учетом вида выполняемых работ, размеров обрабатываемых, собираемых, окрашиваемых и испытываемых изделий, точности и производительности обработки. Сведения о технологических функциях выбирают из технологических карт, характеристики обслуживаемых и ремонтируемых изделий – из их чертежей, а оборудования – из справочников, каталогов или паспортов.

Например, металлорежущий станок выбирают в зависимости от вида и шероховатости обрабатываемых поверхностей, размеров вращающихся заготовок (диаметра и длины), размеров неподвижных заготовок, устанавливаемых на столе станка, или размеров приспособлений с заготовками, точности и производительности обработки. Допуски линейных размеров обрабатываемых элементов заготовки согласуют с ценой деления лимба станка. Разряд последней значащей цифры допуска на размер должен быть не меньше цены деления лимба.

Количество технологического оборудования определяют по одному из показателей:

– трудоемкости работ;

– станкоемкости обрабатываемых заготовок;

– продолжительности технологических операций;

– физическим параметрам предметов труда.

По трудоемкости работ определяют количество оборудования nо, связанного с ручным или машинно-ручным трудом (например, разборочного, сборочного, паяльного), по формуле

, (5.1)

где Тг. о – годовая трудоемкость работ, выполняемых на оборудовании данного вида, чел-ч; ηи – коэффициент использования оборудование во времени.

По станкоемкости обрабатываемых заготовок рассчитывают количество оборудования с машинными способами обработки (например, металлорежущие станки) с той лишь разницей, что годовой объем работ выражают в станко-часах. Часто небольшие партии обрабатываемых заготовок различных видов обусловливают многочисленные наладки. Поэтому при расчетах потребности в оборудовании учитывают затраты времени на наладочные работы

, (5.2)

где Сг. р – годовая станкоемкость работ, выполняемых на оборудовании данного вида, станко-ч; Сг. н – годовой объем наладок оборудования, станко-ч.

Пример. Определить количество расточных станков 2Н78ПН для чернового растачивания гильз цилиндров двигателя ЗМЗ-53 при их восстановлении.

Исходные данные: объем ремонта – 16000 двигателей (128000 гильз) в год; материал ремонтной заготовки – СЧ18; диаметр d, длина l и глубина t растачивания – 92,5, 155 и 0,15 мм, соответственно; подача – 0,10 мм/об; материал режущей части инструмента – ВК6. Режим работы участка – двухсменный.

Решение

Скорость резания v при растачивании

, м/мин,

где Сv – коэффициент, зависящий от условий обработки, твердости и прочности материала, 243 [33, с. 270]; Т – стойкость резца, 60 мин; m, x и y – показатели степени, 0,20, 0,15 и 0,40 [33, с. 270]; Кv – поправочный коэффициент, при растачивании равен 0,9,

= 204,8 м/мин.

Частота вращения шпинделя n равна

= 705,1 мин–1,

из двух ближайших значений частоты вращения шпинделя 600 и 850 мин–1 выбираем меньшее – 600 мин–1.

Машинное время to обработки

,

где у1, у2 и у3 – врезание резца, перебег резца и длина взятия пробной стружки, 0,1, 2,0 и 3,0 мм, соответственно,

= 2,67 мин.

Норма штучно-калькуляционного времени tш.-к с учетом вспомогательного и дополнительного времени равна 2,90 мин. Необходимое количество станков без учета их наладки, поскольку на них выполняют только одну технологическую операцию, равно

= 2,03.

По продолжительности технологических операций определяют количество оборудования, работа на котором связана с загрузкой (установкой) изделий, основными технологическими воздействиями и периодическим наблюдением за ними и снятием. К такому оборудованию относят очистные погружные машины, сушильные камеры, обкаточно-тормозные стенды, гальванические ванны и др. Их количество определяют по одной из формул

, (5.3)

, (5.4)

где nз – количество загрузок оборудования в течение года, tт. о – продолжительность технологической операции с учетом времени на загрузку и выгрузку объектов, ч; kн – коэффициент неравномерности подачи изделий, равен 1,1–1,2; kп – коэффициент, учитывающий повторность обкатки или испытания агрегатов (автомобилей), у которых обнаружены и устранены дефекты, равен 1,10–1,15; N – количество изделий в годовом объеме выпуска, ед./год; а – количество одновременно устанавливаемых изделий, ед.

Коэффициент kн учитывает возможные отклонения хода работ от расчетного такта производства, возникающие по организационным причинам. Его значение больше единицы и равно отношению действительного такта производства к расчетному.

Пример. Определить необходимое количество обкаточно-тормозных стендов КИ-2139 для обкатки двигателей ЗМЗ-53.

Исходные данные: основное время обкатки – 115 мин; время на установку и снятие двигателя и комплектующих частей, подключение и отключение проводов и шлангов, установку режимов обкатки – 40 мин; дополнительное время – 3 мин; объем ремонта – 16000 двигателей в год.

Решение

Необходимое число стендов

= 16,48.

По физическим параметрам обрабатываемых изделий рассчитывают оборудование, производительность которого определяется массой обрабатываемых заготовок в единицу времени (термические и нагревательные печи, кузнечные молоты, отдельные типы очистных машин и др.), а также оборудование участков нанесения покрытий, производительность которого выражается площадью поверхности обрабатываемых изделий в единицу времени (гальванические ванны, окрасочные камеры и др.). Количество такого оборудования определяют по одной из формул

, (5.5)

, (5.6)

где Мг и Sг – соответственно, годовые объемы работ, выраженные массой (кг/год) и площадью поверхностей (м2/год) обрабатываемых изделий; mч и sч – часовая производительность оборудования, соответственно, кг/ч и м2/ч; h3 – коэффициент, учитывающий полноту загрузки оборудования по массе, (h3 = 0,7–0,8).

Количества подъемно-транспортного оборудования. Производительность безрельсовых подъемно-транспортных средств q определяют по формуле

, т/ч, (5.7)

где P – номинальная грузоподъемность, т; kг – коэффициент использования грузоподъемности, 0,8–0,9; kв – коэффициент использования оборудования по времени, 0,75–0,90; tоп – время транспортной операции, мин.

Для погрузчиков время транспортной операции определяют по формуле

, мин, (5.8)

где h – средняя высота подъема груза, м; vгр – скорость подъема груза, м/мин; l – длина горизонтального перемещения погрузчика, м; vср – средняя скорость движения погрузчика, м/мин; t1 – время наклона рамы в транспортное или загрузочно-разгрузочное положение, 0,25 мин; t2 – время на установку и снятие груза равное 0,8–1,2 мин для погрузчиков, оборудованных вилами.

Продолжительность транспортной операции для мостового крана (кранбалки) равна

, мин, (5.9)

где lк – средняя длина перемещения крана вдоль пролета, м; vк – скорость перемещения крана, м/мин; kс – коэффициент совмещения перемещений, 0,7; lэ – средняя длина пути перемещения электротельфера или крановой тележки, равная половине длины моста крана, м; vэ – скорость передвижения электротельфера или крановой тележки по мосту крана, м/мин; h – средняя высота подъема груза, м; vв – скорость вертикального перемещения груза, м/мин; tстр – среднее время строповки груза, мин.

Необходимое число погрузчиков n определяют раздельно по каждому грузопотоку по формуле

, (5.10)

где G – вес перемещаемых грузов в течение года, тс; kн – коэффициент неравномерности: 1,1–1,2 – для массовых однородных грузов, 1,4–1,5 – для прочих грузов.

Необходимое количество мостовых кранов (кран-балок) nкр в пролете здания рассчитывают по формуле

, (5.11)

где nоп – число крановых операций в час; kр – коэффициент, учитывающий простои в ремонте, 0,95–0,97.

Один мостовой кран может обслужить:

– участки разборочно-очистной, сборки автомобилей, ремонта кабин и кузовов;

– участок ремонта и сборки агрегатов длиной 25–30 м;

– отделение регулировки автомобилей и устранения дефектов длиной 40–50 м;

– слесарно-механический участок длиной 45–55 м;

– сварочный, кузнечно-рессорный и термический участки длиной по 20–30 м;

– склады ремонтного фонда и готовой продукции длиной 50–60 м.

При выборе конвейера в составе поточного производства определяют количество и массу изделий на нем, по усилию в тяговом органе выбирают его размеры, по производительности участка рассчитывают скорость перемещения тягового органа, а затем мощность привода.

Численность работающих. Численность работающих подразделяют на явочную и списочную. Явочный состав работающих фактически находится на работе, а списочный – полный состав, включающий явочную численность работающих, а также работников, находящихся в отпусках и отсутствующих по прочим уважительным причинам. Явочная и списочная численности работающих связаны зависимостью

, (5.12)

где hш – коэффициент штатности, равный отношению Фд. р/Фн. р.

Работники производственного участка – производственные основные и вспомогательные рабочие, инженерно-технические работники и руководители.

Производственные основные рабочие заняты выпуском товарной продукции или оказанием услуг с целью получения дохода. Их численность определяют различными методами в зависимости от того, какая принята организация труда и в каких единицах выражены его затраты. Организация труда может быть непоточной или поточной, а его затраты выражают трудоемкостью, станкоемкостью или длительностью технологических операций.

Численность рабочих, занятых в поточном производстве, определяют по формуле

, (5.13)

где Ти – штучное время, отнесенное к одному изделию, чел-ч; τ – такт производства, мин; tп – время транспортного перемещения изделия между позициями, мин.

Приведенные далее методы расчета численности рабочих используют в непоточном производстве.

Списочную nсп и явочную nяв численность производственных основных рабочих при наличии данных о трудоемкости работ определяют по формулам

, (5.14)

, (5.15)

где Тг – годовая трудоемкость работ, чел-ч/год.

Если годовой объем работ выражен в станко-ч, то явочную численность рабочих-станочников определяют с учетом нормы обслуживания оборудования

, (5.16)

где nо – количество единиц обслуживаемого оборудования; kоб – норма обслуживания, равная количеству единиц оборудования, закрепленного за рабочим (табл. 5.1).

Таблица 5.1

Значения нормы обслуживания kоб

Оборудование

Значения kоб

Универсальные токарные, токарно-револьверные и расточные станки

1

Специализированные расточные станки

2–4

Фрезерные, строгальные и шлифовальные станки

1,0–1,2

Токарные и токарно-револьверные автоматы и полуавтоматы

2–3

Зубообрабатывающие станки

3–4

Станки общего назначения с программным управлением

2–3

Фрезерно-отрезные и отрезные ножовочные станки

2

Пневматические молоты с массой падающих частей до 0,4 т

2–3

Камерные и шахтные термические печи

2–3

Пресса

0,5–1,0

Численность рабочих на участках, годовой объем работ которых, приходящийся на одну смену, определяется длительностью технологических операций (например, термических), равна

, (5.17)

, (5.18)

где n3 – сменное количество запусков оборудования на протяжении года; tпр – продолжительность технологического процесса, ч; kо – коэффициент участия рабочего в технологическом процессе, 0,1–1,0.

Если оборудование (крупные кузнечные молоты, очистные установки и др.) обслуживают бригады, то их число nб определяют по формуле

, (5.19)

где nр. б – численность рабочих в бригаде.

Производственные вспомогательные рабочие обслуживают основных рабочих. Это электрики, машинисты котельной, сантехники, кладовщики, грузчики, уборщики, водители внутризаводского транспорта и др. Их численность укрупненно принимают в процентном отношении от общей численности производственных основных рабочих. На предприятиях, например, по ремонту полнокомплектных автомобилей численность вспомогательных рабочих составляет 25–35 %, а на предприятиях по ремонту агрегатов – 35–40 % от численности основных рабочих.

Для ряда вспомогательных рабочих сложились такие нормы обслуживания оборудования, основных производственных рабочих и производственной площади. Один наладчик, например, обслуживает 12–16 станков общего пользования, 7–10 токарных полуавтоматов или автоматов, 8–12 зубообрабатывающих станков. Численность распределителей работ составляет 2 %, а контролеров – 4–5 % от численности производственных рабочих. За одним кладовщиком промежуточного склада закрепляют 55–80 станочников. Один уборщик обеспечивает производственную чистоту 2500 м2 площади.

Численность инженерно-технических работников определяют по нормам численности, а руководителей – по нормам управляемости. При предварительных расчетах принимают численность инженерно-технических работников и руководителей 7–8 % от общей численности производственных рабочих.

Количество рабочих мест nр. м определяют по годовому объему работ или явочной численности рабочих

. (5.20)

, (5.21)

где – трудоемкость работ, выполняемых на рабочих местах, чел-ч; nр – численность рабочих на рабочем месте; nсм – число смен; nяв – явочная численность рабочих.