Тема: Классификация и выбор оборудования

План:

1. Классификация оборудования для механизации

В табл. 4 приведена классификация оборудования для комп­лексной механизации, устанавливающая основные направления механизации и автоматизации сварочного производства.

По назначению оборудование разделено на три вида: меха­ническое, сварочное и сборочно-сварочное. Внутри каждого вида классы оборудования расположены в порядке возрастания уровня комплексной механизации У₂. Так как основным назна­чением классификации является установление принципиальных направлений развития механизации сварочного производства, для расчета уровня механизации приняты средние значения коэф­фициентов т и П, соответствующие наиболее типичному обору­дованию того или иного класса. Практически коэффициенты т и П колеблются в значительных пределах и в каждом отдельном случае их устанавливают с учетом конкретных условий произ­водив сварных конструкций.

Из табл. 4 следует, что механизация вспомогательных, транс­портных и сборочных работ позволяет достигнуть уровня комп­лексной механизации 29%, а механизация только сварочных работ обеспечивает повышение уровня комплексной механиза­ции до 25%. Это вновь подчеркивает необходимость комплекс­ного охвата механизацией всего технологического процесса про­изводства сварных конструкций. Именно поэтому наибольший уровень механизации имеют механизированные и автоматиче­ские сборочно-сварочные станки к линии, в которых механизированы сборка, сварка, транспортировка и другие операции тех­нологического процесса.

Предпочтительный в экономическом отношении вариант меха­низации выбирают путем сопоставления по вариантам материаль­ных затрат и получаемой экономии, связанных с их внедрением. Для сопоставления используют показатели приведенных затрат по каждому из вариантов. Предпочтителен в экономическом отно­шении вариант, имеющий наименьшие приведенные затраты. Приведенные затраты представляют собой сумму себестоимости н нормативной прибыли:

З = С + Е_н К (7)

где: З – приведенные затраты на годовой выпуск по одному из сравниваемых варианту, руб./год; С – себестоимость годового выпуска по этому же варианту, руб./год; К – капитальные вло­жения в производственные фонды по тому же варианту, руб.; Е_н – нормативный коэффициент эффективности капитальных вло­жений.

Под капитальными вложениями в производственные фонды понимаются единовременные затраты, связанные с внедрением варианта, на оборудование, приспособления и производственное помещение. Нормативный коэффициент эффективности капиталь­ных вложений представляет собой минимальную величину годового дохода на 1 руб. капитальных вложений. Коэффициент Е_н пока­зывает, какая часть капитальных вложений должна быть воз­мещена ежегодно за счет экономии на себестоимости, получаемой в результате внедрения нового варианта. Этот коэффициент при­нимают равным 0,15. Величина, обратная Е_н представляет собой нормативный срок окупаемости капитальных вложений:

Т_ок.п = 1 / Е_н = 1/0,15 ≈ 6,6 лет. (8)

Механизация сварочного производства вызывает капитальные затраты на приобретение стандартного оборудования, его до­ставку и монтаж. Величина этих затрат зависит от сложности оборудования и определяется по прейскурантам и ценникам. В случае применения нового специального нестандартизованного оборудования или приспособлений требуются затраты на проектно-конструкторские работы, изготовление опытного об­разца, отладочные работы. Затраты на изготовление нестандартизованного оборудования обычно рассчитывают исходя из укрупненных нормативов стоимости 1 т аналогичного обору­дования.

Наряду с дополнительными капитальными вложениями на оборудование механизация сварочного производства в ряде слу­чаев обеспечивает и экономию капитальных затрат в связи с умень­шением производственной площади для проведения сборочно- сварочных работ, в особенности при внедрении поточных комплекс­но-механизированных и автоматических линий. Поэтому при определении капитальных вложений необходимо учитывать стои­мость здания, которую рассчитывают исходя из "требуемой пло­щади и стоимости 1 м².

Эффективность механизации сварочного производства отра­жается на себестоимости производства сварных конструкций. Снижение себестоимости в связи с механизацией обычно проис­ходит за счет уменьшения трудоемкости и снижения расходов на заработную плату и за счет уменьшения стоимости сварочных материалов и электроэнергии.

Трудоемкость рассчитывают по нормативам, заработную плату — по трудоемкости и часовой ставке рабочих, приводимой в тарифно-квалификационных справочниках. Затраты на сва­рочные материалы и электроэнергию рассчитывают исходя из норм расхода, устанавливаемых по нормативам, и удельной стои­мости сварочных материалов и электроэнергии, принимаемой по прейскурантам.

Наряду с уменьшением себестоимости за счет снижения зара­ботной платы и расходов на материалы механизация сварочного производства обычно вызывает увеличение амортизационных от­числений и затрат на ремонт оборудования, входящих в состав себестоимости. Поэтому при определении себестоимости необхо­димо учитывать эти затраты с использованием соответствующих нормативных материалов.

При выборе варианта механизации в первую очередь рассма­тривают уже внедренные (или разработанные в проекте) решения для механизированного производства данных или аналогичных изделий в идентичных условиях из отечественной и зарубежной практики. Затем разрабатывают варианты технологического про­цесса изготовления свариваемых изделий, предусматривающие разные уровни механизации производственного процесса. При разработке технологии оценивают технологичность сварного узла и при необходимости вносят изменения в конструкцию сваривае­мого изделия, способствующие наиболее полной механизации производственного процесса. Наиболее оптимальный вариант технологии отбирают па основании расчетов сравнительной эко­номической эффективности по формуле (7).

При механизации единичного и мелкосерийного производства сварных конструкций возникают значительные трудности, так как при этом оборудование имеет недостаточную загрузку и оказывается неэффективным. Для повышения загрузки "обору­дования прибегают к классификации и группировке подлежащих изготовлению сварных изделий по конструктивным и техноло­гическим признакам, с тем чтобы выявить группы однотипных деталей и сварных узлов, изготовление которых возможно по единому технологическому процессу с применением одного и того же оборудования. Детали сварных конструкций группируют по маркам материала, виду проката, толщине и сечению мате­риала размерам и конфигурации, наличию и размерам вырезов и отверстий. Сварные узлы группируют по маркам и толщине материала, форме и размерам узла, виду сварных швов. После установлении групп однотипных деталей и сварных узлов, их унификации и отработки технологичности разрабатывают груп­повую технологию с применением оборудования, рассчитанного на изготовление групп деталей и сварных узлов.

Эффективным средством уменьшения капитальных вложений при механизации производства сварных конструкций является компоновка сварочных установок и линий из нормализованного оборудования и узлов. При этом резко снижаются затраты на проектирование и изготовление оборудования, а также сроки внедрения и окупаемости капитальных вложений.

После установления предпочтительного варианта рассчиты­вают срок окупаемости капитальных вложений и величину годо­вого экономического эффекта от внедрения выбранного варианта. Срок окупаемости капитальных вложений Т_ок определяют по формуле

где К₁ и К2 — капитальные вложения по базовому и новому вариантам, руб.; С₁ и С ₂ — себестоимость годового выпуска по базовому и новому вариантам, руб./год; ∆ К — дополнительные капитальные вложения, руб.; ∆ С — экономия от снижения го­довой себестоимости, руб./год.

Годовой экономический эффект Э рассчитывают по формуле

где З₁ и 3₂ — приведенные затраты по базовому и новому ва­риантам, руб./год.

За базовый вариант принимают заменяемую технику, а при организации новых сварочных производств — лучшую спроек­тированную или внедренную в промышленность технику.

Пример 1. Определить срок окупаемости кантователя, намечаемого к внедре­нию в целях высвобождения общего цехового крана, сокращения трудоемкости и улучшения условий труда.

Кантователь предполагается применить для поворота и установки крупно­габаритных сварных узлов в наиболее удобное положение при ручной дуговой сварке. До внедрения кантователя сварка производилась на плите с кантовкой свариваемого изделия общим цеховым краном. На кантовку затрачивалось 20% времени сварщика, 15% времени крановщика и 15% времени стропальщика. Внед­рение кантователя позволяет сократить время, затрачиваемое сварщиком на кан­товку, до 2% и исключить затраты времени па кантовку крановщиком и стропаль­щиком. Наряду с этим высвобождается цеховой кран для проведения других ра­боту также обеспечиваются удобные и безопасные условия проведения сварочных работ

Стоимость кантователя, включая транспортно-монтажные затраты, 3000 руб. Стоимость крана, включая транспортно-монтажные затраты, 0000 руб. Средне­часовая основная и дополнительная заработная плата крановщика и стропаль­щика 0,51 руб./ч. Среднечасовая основная и дополнительная заработная плата сварщика 0,73 руб./ч. Годовой фонд времени рабочего при двухсменной работе с учетом потерь 3600 ч. Коэффициент к заработной плате, учитывающий отчисле­ния на социальное страхование, 1,077. Амортизационные отчисления от стоимости оборудования 8%. Затраты из текущий ремонт и содержание оборудования от его стоимости 6 %.

1. Определим величину дополнительных капитальных вложений в связи с внедрением кантователя. Стоимость высвобождаемых капиталовложений на кра­новых операциях

6000 × 0,15 = 900 руб.

Следовательно, дополнительные капитальные вложения в связи с внедрением кантователя

∆ К = 3000 — 900 = 2100 руб.

2. Определим экономию от снижения годовой себестоимости в связи с внед­рением кантователя: С₁ - С₂. Себестоимость снижается за счет сокращения трудо­емкости и уменьшения затрат на заработную плату и увеличивается в связи с по­вышением амортизационных отчислений и затрат на текущий ремонт.

а) Снижение затрат на заработную плату.

Снижение затрат на заработную плату сварщика за счет сокращения трудоем­кости сварочных работ

0,73 × 1,077 × 3600 × (0,20— 0,02) = 511 руб. в год.

Снижение затрат на заработную плату крановщика и стропальщика

(0,51 + 0,61) × 1,077 × 3600 × 0,15 = 594 руб. в год.

Таким образом, снижение затрат на заработную плату сварщика, крановщика и стропальщика

611 + 594 = 1105 руб. в год.

б) Увеличение амортизационных отчислений

[3000 - (6000 × 0,15)] × 0,08 = 168 руб. в год.

в) Увеличение затрат на текущий ремонт и содержание оборудования

[3000 - (6000 × 0,15)] × 0,06= 126 руб. в год.

Таким образом, снижение себестоимости в связи с внедрением кантователя

С₁ - С₂ = 1105 – 168 - 126 = 811 руб. в год.

3. Определим срок окупаемости капитальных вложений по формуле (7):

Т_ок = 2100/811 = 2,6 года.

Сопоставляя Т_ок с Т_ок.н = 6,6 года, убеждаемся в целесообразности внед­рения кантователя.

В рассмотренном примере рассчитана экономия, получаемая от применения кантователя только за счет снижения времени на кантовку. Обычно кантователи и аналогичное оборудование для попорота свариваемых изделий обеспечивают большую экономию, так как при их внедрении представляется возможным не только сократить время на кантовку, но и заменить ручную сварку полуавтомати­ческой и исключить сварку швов в вертикальном и потолочном положениях. В связи с этим достигается значительно большая экономия затрат на заработ­ную плату, а также весьма существенная экономия от снижения расходов на сварочные материалы и электроэнергию. Поэтому срок окупаемости кантователя обычно меньше полученного в примере.

Пример 2. Определить экономическую целесообразность внедрения механи­зированной линии для изготовления барабанов ленточных конвейеров.

Базой для сравнения принимаем действовавшую на конвейеростроительных заводах технологию. Согласно этой технологии гибку листа осуществляли на валь­цах, затем в свальцованную заготовку обечайки вводили вал с дисками и обтягивали обечайку по дискам с помощью металл и ческах обручей, клана и кувалды. И процессе обтяжки производили прихватку дисков к обечайке. После прихватки ручной дуговой сваркой приваривали диски к обечайке и соединяли продольные кромки стыковым односторонним бесскосным швом. Перенос и поворот деталей н свариваемых узлов в процессе изготовления выполняли вручную и общим цехо­вым краном.

В целях механизации производственного процесса изготовления барабанов, облегчения тяжелого ручного труда, повышения производительности и в связи с увеличением программы выпуска барабанов было принято решение спроектиро­вать специализированную механизированную поточную линию на одном из заво­дов отрасли конвейеростроения.

Проектная программа выпуска 10 000 барабанов разных типоразмеров в год. При средней массе барабана 280 кг годовой выпуск составит 2800 т.

Капитальные вложения по действовавшей технологии па проектный выпуск 49 000 руб. В том числе стоимость сварочного оборудование 2000 руб., оснастки 1000 руб., мостового крана 4000 руб. и здания 42 000 руб.

Цеховая себестоимость по основным изменяющимся элементам по действовав­шей технологии на проектный выпуск 22 440 руб. в год.

Капитальные затраты по проектной технологии 64 000 руб. В том числе сто­имость сварочного оборудования 4000 руб., механического оборудования 35000 руб. и здания — 25 000 руб.

Цеховая себестоимость по основным изменяющимся элементам 17 990 руб., в год (табл. 5).

1. Рассчитаем приведенные затраты по формуле (7):

С₁ + Е_н К₁ = 22440 + 0,15 × 49000 = 29790 руб.|

С₂ + Е_н К₂ = 17990 + 0,15 × 64000 = 27590 руб.

Таким образом, второй вариант, предусматривающий внедрение механизированной линии, предпочтителен.

Таблица 5

Показатели технологического процесса изготовления барабанов

2. Определим срок окупаемости капитальных вложений

Вопросы для самопроверки:

1.Из каких стадий и операций состоит процесс производства сварных кон­струкций и каков их ориентировочный объем в трудоемкости сварочного произ­водства?

2. Дайте определение механизации и автоматизации сварочного производства.

3. Расскажите о видах механизации и автоматизации, дайте определение видов оборудования и линий, применяемых для механизации и автоматизации сварочного производства.

4. Как определяются показатели уровня механизации сварочного произ­водства?

5. В чем отличие количественной и качественной оценки уровня механизации?

6. Как классифицируется оборудование для комплексной механизации и авто­матизации сварочного производства? Какое оборудование обеспечивает наиболь­ший уровень комплексной механизации и автоматизации?

7. Как устанавливается наиболее экономичный вариант механизации и авто­матизации производства сварных конструкций? Что такое приведенные затраты и как они рассчитываются?

Литература:

Базовая:

1. А.Д. Гитлевич, Механизация и автоматизация сварочного производства, М., Машиностроение, 1979г. – стр.290.

Вспомогательная:

1. С.А. Куркин, Сварные конструкции, М., Высшая школа, 1991г. – стр.398;

2. М.С. Львов, Автоматика и автоматизация сварочных процессов, М., Машиностроение, 1982г. – стр.302;

3. В.А. Тимченко, А.А. Сухомлин, Роботизация сварочного производства, К., Техника, 1989г. – стр.175;

4. Г. Герден, Сварочные работы, М., Машиностроение, 1988г. – стр.288;

5. Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Технологическое оборудование».