畢業(yè)論文--鋼制托輥生產(chǎn)線分析與設(shè)計

1、<p>　　鋼制托輥生產(chǎn)線分析與設(shè)計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　車間布局設(shè)計是制造系統(tǒng)設(shè)計過程中的重要問題之一，長期的生產(chǎn)實(shí)踐表明，生產(chǎn)線的生產(chǎn)過程的分析與設(shè)計對制造系統(tǒng)運(yùn)行過程中的生產(chǎn)效率、搬運(yùn)效率、物流費(fèi)用以及生產(chǎn)系統(tǒng)的產(chǎn)能等有重要影響。生產(chǎn)線設(shè)計與分析是物流系統(tǒng)設(shè)計與分析的重要環(huán)節(jié)，合理、有效的生產(chǎn)線布局設(shè)計可以

2、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期。</p><p>　　本課題通過調(diào)研分析鋼制托輥的生產(chǎn)過程，按照一定的生產(chǎn)綱領(lǐng)確定生產(chǎn)線的各組成單位及工作地、設(shè)備之間的相互位置關(guān)系。根據(jù)國內(nèi)托輥生產(chǎn)的現(xiàn)狀與國外的生產(chǎn)現(xiàn)狀的對比，結(jié)合鋼制托輥的生產(chǎn)加工工藝順序，以及對托輥的生產(chǎn)加工工藝進(jìn)行分析，運(yùn)用生產(chǎn)線平衡的一些方法來對托輥的生產(chǎn)線進(jìn)行平衡設(shè)計。通過合理的設(shè)計可以促進(jìn)整個生產(chǎn)系統(tǒng)的人流，物流，信息流更加順暢，減少人員，

3、物料移動等成本，提高空間時間的利用率，改善整個生產(chǎn)過程的整體效率，幫助整個企業(yè)降低成本提高整體生產(chǎn)效益。</p><p>　　關(guān)鍵詞：鋼制托輥，生產(chǎn)工藝，設(shè)備，生產(chǎn)線平衡</p><p>　　Production Line Analysis and Design of Steel Roller</p><p><b>　　ABSTRACT</b>

4、;</p><p>　　Workshop layout design is one of the important issues in the process of manufacturing system design .Long-term production practice shows that analysis and design of production line produce process

5、 have more and more Influence on production efficiency, handling efficiency, logistics costs as well as production capacity and others which lie in the running of the manufacturing system .Production line designs and ana

6、lysis is an important part of the logistics system designs and analysis. Rational, e</p><p>　　By doing research on the production process of steel roller, the relationship among the constituent units of wor

7、k, workplace and equipment of the production line is determined according to the Production program .According to the contrast between domestic production of roller status and production status of abroad ,combined with t

8、he production and processing of steel roller process sequence ,as well as production and processing technology idlers analysis , we can use some ways of balancing the </p><p>　　Key words：Roller process，Produ

9、ction line Balancing</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 緒 論1</p><p>　　1.1 課題來源與意義1</p><p>　　1.2 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r1</p><p>　　1.3 研究的目的及主要內(nèi)容5</p>

10、<p>　　第2章 托輥及其工藝設(shè)備分析7</p><p>　　2.1 托輥介紹7</p><p>　　2.1.1 托輥用途7</p><p>　　2.1.2 托輥分類7</p><p>　　2.2 托輥結(jié)構(gòu)及零件生產(chǎn)類型9</p><p>　　2.3 托輥生產(chǎn)綱領(lǐng)10</p>

11、<p>　　2.4 托輥工藝分析10</p><p>　　2.4.1 滾筒的加工11</p><p>　　2.4.2 托輥軸加工12</p><p>　　2.4.3 托輥加工主要技術(shù)措施15</p><p>　　2.5 托輥生產(chǎn)設(shè)備及詳細(xì)參數(shù)15</p><p>　　2.5.1 加工滾筒設(shè)備配置1

12、5</p><p>　　2.5.2 加工托輥軸設(shè)備配置17</p><p>　　2.5.3 托輥?zhàn)詣訅貉b20</p><p>　　第3章 托輥生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計22</p><p>　　3.1 生產(chǎn)系統(tǒng)介紹22</p><p>　　3.1.1 生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計要求22</p><p>　　3.2

13、 生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計23</p><p>　　3.2.1 工序時間設(shè)計24</p><p>　　3.2.2 工序時間安排28</p><p>　　第4章 生產(chǎn)線平衡分析與設(shè)計29</p><p>　　4.1 生產(chǎn)線平衡的內(nèi)涵意義29</p><p>　　4.2 生產(chǎn)線平衡的設(shè)計31</p><

14、p>　　4.2.1 托輥軸生產(chǎn)線分析31</p><p>　　4.2.2 托輥軸生產(chǎn)線平衡設(shè)計31</p><p>　　4.2.3 托輥滾筒生產(chǎn)線平衡設(shè)計34</p><p>　　4.3 設(shè)計方案評價35</p><p>　　4.3.1 方案選擇35</p><p>　　4.3.2 方案生產(chǎn)能力評價3

15、6</p><p>　　4.4 工藝路線布局37</p><p>　　4.5 生產(chǎn)線布局原則37</p><p>　　4.6 生產(chǎn)線平面布局圖38</p><p>　　第5章 結(jié) 論40</p><p><b>　　致 謝41</b></p><p>&l

16、t;b>　　參考文獻(xiàn)42</b></p><p><b>　　緒 論</b></p><p><b>　　課題來源與意義</b></p><p>　　本課題是針對鋼制托輥生產(chǎn)線分析與設(shè)計。其中包括托輥零件的加工制造與最終的裝配，在其過程中要對托輥與其零件的結(jié)構(gòu)工藝，生產(chǎn)過程進(jìn)行分析研究，按照一定的生產(chǎn)

17、綱領(lǐng)進(jìn)行生產(chǎn)過程分析與生產(chǎn)線布局設(shè)計。</p><p>　　企業(yè)的發(fā)展壯大，擴(kuò)大再生產(chǎn)，都涉及到生產(chǎn)線整體設(shè)計規(guī)劃、生產(chǎn)線規(guī)劃不僅考慮工藝規(guī)劃一定考慮物流規(guī)劃，物流是最基本的活動，物流規(guī)劃的科學(xué)性對企業(yè)的整體效益有著決定性的影響。而作為運(yùn)用最廣的帶式輸送機(jī)的核心部件—托輥。對托輥結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行分析，確定合適的工藝路線，然后對生產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計與分析，并進(jìn)一步完善其工藝過程。確定適合我國生產(chǎn)工藝、使用情況的托輥生產(chǎn)線,

18、提高托輥質(zhì)量降低托輥生產(chǎn)成本，對我國的帶式輸送機(jī)發(fā)展是很有意義的。</p><p>　　生產(chǎn)線的設(shè)計規(guī)劃要從工藝及物流兩方面入手，不能只考慮工藝規(guī)劃忽略物流規(guī)劃，生產(chǎn)線物流規(guī)劃是為生產(chǎn)作業(yè)服務(wù)的，必須服從生產(chǎn)作業(yè)對物流的整體要求。其核心目的就是降低成本，提高效率，縮短零部件的運(yùn)輸距離，降低物流成本。特別是生產(chǎn)線邊的存放地，要盡量靠近作業(yè)人員，減少作業(yè)人員走動、轉(zhuǎn)身、彎腰所花費(fèi)的不增值作業(yè)時間，提高作業(yè)效率物流規(guī)劃

19、采用科學(xué)的工具和方法，將大大減少線邊的存量，提高作業(yè)的效率。物流作業(yè)（配送、裝卸、擺放、拆包、交接等）是不增值過程，因此作業(yè)應(yīng)盡量簡化或省略，同時也將減少物流作業(yè)設(shè)備的相關(guān)投入而且，生產(chǎn)線的物流規(guī)劃僅僅是工作的起點(diǎn)，而不是終點(diǎn)，因?yàn)榱悴考男枨罅恳膊皇且怀刹蛔兊摹?lt;/p><p>　　通過分析托輥的物流和工藝，對其進(jìn)行合理的規(guī)劃與設(shè)計，可以有效地提高托輥的生產(chǎn)率、生產(chǎn)效率、質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本，同時對于改善我國的托

20、輥制造現(xiàn)狀也有很大的幫助。 </p><p><b>　　國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r</b></p><p>　　隨著帶式輸送機(jī)的普遍應(yīng)用，托輥的適用范圍也日益擴(kuò)大，在歐美、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家發(fā)展迅速，日本的皆愛喜（JRC）公司、美國的朗艾道（LONGAIRDOXCO）公司等在高質(zhì)量的托輥研制方面處于領(lǐng)先水平。但是，目前國內(nèi)外生產(chǎn)的托輥普遍存在的現(xiàn)狀為：</p>&

21、lt;p>　?。?）灰塵和水都會進(jìn)入托輥中，更何況對極為惡劣的污染源---粘稠流動性物體（如煤泥、濕爐渣和腐蝕性物質(zhì)等）的污染都未采取任何措施，直接影響著托輥的使用壽命；</p><p>　?。?）托輥兩端的同軸度和徑向圓跳動的幾何偏差較大，影響了托輥的靈活轉(zhuǎn)動；</p><p>　?。?）由于受生產(chǎn)工藝的限制，采用的鋼管的重量都較大，并且裝配合格率不能保證100%，致使托輥的運(yùn)行阻

22、力系數(shù)不能減小。</p><p>　　因此，托輥普遍存在過早失效、精度較低、重量和旋轉(zhuǎn)阻力過大的嚴(yán)重缺陷。多年來，無數(shù)從事輸送機(jī)械研究和生產(chǎn)的工程技術(shù)人員致力于對托輥的研究改造，發(fā)明了“注油托輥”、“陶瓷托輥”、“復(fù)合材料托輥”、“外座式托輥”等多種新產(chǎn)品。但這些方法都是對托輥上述缺陷的一些局部補(bǔ)救措施，并未能從根本上將其徹底解決。</p><p>　　我國生產(chǎn)制造的帶式輸送機(jī)的品種、類型

23、較多。在“八五”期間，通過國家一條龍“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”項(xiàng)目的實(shí)施，帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平有了很大提高，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)研究和新產(chǎn)品開發(fā)都取得了很大的進(jìn)步。如大傾角長距離帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等均填補(bǔ)了國內(nèi)空白，并對帶式輸送機(jī)的減低關(guān)鍵技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，研制成功了多種軟起動和制動裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置，驅(qū)動系統(tǒng)采用調(diào)速型液力偶合器和行星齒

24、輪減速器。</p><p>　?。?）繼續(xù)向大型化發(fā)展。大型化包括大輸送能力、大單機(jī)長度和大輸送傾角等幾個方面。水力輸送裝置的長度已達(dá)440公里以上。帶式輸送機(jī)的單機(jī)長度已近15公里，并已出現(xiàn)由若干臺組成聯(lián)系甲乙兩地的“帶式輸送道”。不少國家正在探索長距離、大運(yùn)量連續(xù)輸送物料的更完善的輸送機(jī)結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）擴(kuò)大輸送機(jī)的使用范圍。發(fā)展能在高溫、低溫條件下、有腐蝕性、放射性、

25、易燃性物質(zhì)的環(huán)境中工作的，以及能輸送熾熱、易爆、易結(jié)團(tuán)、粘性的物料的輸送機(jī)。</p><p>　?。?）使輸送機(jī)的構(gòu)造滿足物料搬運(yùn)系統(tǒng)自動化控制對單機(jī)提出的要求。如郵局所用的自動分揀包裹的小車式輸送機(jī)應(yīng)能滿足分揀動作的要求等。</p><p>　?。?）降低能量消耗以節(jié)約能源，已成為輸送技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)科研工作的一個重要方面。已將1噸物料輸送1公里所消耗的能量作為輸送機(jī)選型的重要指標(biāo)之一。<

26、;/p><p>　?。?）減少各種輸送機(jī)在作業(yè)時所產(chǎn)生的粉塵、噪聲和排放的廢氣。</p><p>　　就國內(nèi)的托輥生產(chǎn)發(fā)展而言，由于我國的帶式輸送機(jī)的帶速較國外偏低，相應(yīng)的托輥技術(shù)與國外相比也有著較為明顯的差距，主要表現(xiàn)在：</p><p>　?。?）使用壽命短。德國井下托輥使用壽命為45000h，英國規(guī)定為50000h，而我國托輥的壽命為30000h左右；</p

27、><p>　　（2）運(yùn)行阻力系數(shù)大。國產(chǎn)普通托輥的旋轉(zhuǎn)阻力系數(shù)約為0.018左右，進(jìn)口托輥的旋轉(zhuǎn)阻力一般在0.012左右；</p><p>　?。?）托輥重量較大。同型號托輥國內(nèi)比國外重10%，托輥越重，消耗鋼材越多，消耗功率就越大；</p><p>　?。?）噪聲大。同型號托輥國內(nèi)的產(chǎn)品要比國外的產(chǎn)品噪聲分貝數(shù)高30%。</p><p>　　相

28、比較以前，國內(nèi)的托輥技術(shù)也有了相當(dāng)明顯的進(jìn)步，如北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所、上海煤炭科學(xué)研究院在托輥的技術(shù)方面都有了突破性的進(jìn)展。</p><p>　　國外帶式輸送機(jī)技術(shù)的發(fā)展很快，其主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面是帶式輸送機(jī)的功能多元化、應(yīng)用范圍擴(kuò)大化，如高傾角帶式輸送機(jī)、管狀帶式輸送機(jī)、空間轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)等各種機(jī)型；另一方面是帶式輸送機(jī)本身的技術(shù)與裝備有了巨大的發(fā)展，尤其是長距離、大運(yùn)量、高帶速等大型帶式輸送機(jī)已成為

29、發(fā)展的主要方向，其核心技術(shù)是開發(fā)應(yīng)用了帶式輸送機(jī)動態(tài)分析與監(jiān)控技術(shù)，提高了帶式輸送機(jī)的運(yùn)行性能和可靠性。國外己經(jīng)使用或己經(jīng)進(jìn)行設(shè)計的幾條典型長距離帶式輸送機(jī)輸送線。</p><p>　?。?）西班牙的撒哈拉沙漠帶式輸送機(jī)線路是世界最長的長距離輸送機(jī)線路，該線路長達(dá)100km，用兩年半時間建成，并于1972年投入使用，用來將位于石質(zhì)高原地區(qū)的布?？死短斓V的磷灰石礦石運(yùn)往艾爾阿雍海港?？偼顿Y額為兩億馬克。預(yù)計該線

30、路能達(dá)行30年，年平均運(yùn)輸量為1000萬噸磷灰石礦石（2000t/h）。整條線路由長為6.9~11.8km的11臺帶式輸送機(jī)組成。帶寬為l000mm，采用ST3150型鋼絲繩芯膠帶，帶速為4.5 m/s。</p><p>　　（2）恰那礦20km地面帶式輸送機(jī)系統(tǒng)是代表了現(xiàn)代帶式輸送機(jī)發(fā)展水平的一條輸送線。該輸送系統(tǒng)由一條長為10.3km的平面轉(zhuǎn)彎帶式輸送機(jī)和一條10.1km的直線長距離帶式輸送機(jī)構(gòu)成。轉(zhuǎn)彎帶式輸

31、送機(jī)的曲率半徑為9km，弧長為4km，兩條輸送機(jī)除線路參數(shù)外其他參數(shù)相同，運(yùn)輸能力為2200t/h，帶寬1050mm，輸送帶抗拉強(qiáng)度為3000N/mm，安全系數(shù)為5，拉緊裝置為重錘拉緊。允許行程為25m，驅(qū)動采用3臺700KW直流電動機(jī)，雙滾筒驅(qū)動。系統(tǒng)采用了先進(jìn)的托輥制造和安裝技術(shù)、水平轉(zhuǎn)彎技術(shù)和動態(tài)分析技術(shù)。</p><p>　　（3）津巴布韋鋼鐵公司（ZISCO）15.6km水平轉(zhuǎn)彎越野帶式輸送機(jī)于199

32、6年投入使用，是世界上單機(jī)最長的帶式輸送機(jī)。該輸送機(jī)將ZISCO的New Ripple Creek礦經(jīng)過二次破碎的鐵礦石運(yùn)送到Zimbabwe的煉鋼廠附近。輸送量為干礦石500t/h，濕礦石600t/h，系統(tǒng)全長15.6km，物料提升高度為90m。</p><p>　　近年來，我國在大型帶式輸送機(jī)的設(shè)計、制造上也有了長足的進(jìn)步。</p><p>　　從20世紀(jì)60年代末我國己經(jīng)生產(chǎn)200余

33、條鋼絲繩芯帶式輸送機(jī)，在煤礦、磷礦、鐵礦和港口使用。其中單機(jī)長度達(dá)7602m的大型帶式輸送機(jī)已投入使用。目前，包括總長l0km的輸送線等多條長距離帶式輸送機(jī)系統(tǒng)正在設(shè)計計劃中。</p><p>　　據(jù)有關(guān)資料顯示：近年來，國內(nèi)對帶式輸送機(jī)主要部件托輥的相關(guān)理論研究技術(shù)性能明顯提高，為帶式輸送機(jī)配件向大型化方向發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。隨著對帶式輸送機(jī)配件的可行性和經(jīng)濟(jì)性要求的不斷提高，其設(shè)計觀點(diǎn)也在逐步發(fā)展。先進(jìn)的設(shè)計觀點(diǎn)

34、，設(shè)法減小運(yùn)行阻力，對輸送機(jī)進(jìn)行工礦預(yù)測和優(yōu)化。但和國外相比還有著相當(dāng)大的差距。我國輸送機(jī)托輥壽命為2萬小時，國外托輥壽命5-9萬小時，我國現(xiàn)有的托輥生產(chǎn)技術(shù)與國外的托輥相比使用壽命短、速度小、阻力大，國產(chǎn)托輥壽命僅為國外產(chǎn)品的30%-40%。托輥是帶式輸送機(jī)的關(guān)鍵運(yùn)動部件及重要組成部分。國內(nèi)的托輥絕大部分仍采用鋼鐵輥，笨重、能耗高、啟動力矩大，不耐腐蝕，在腐蝕與磨損聯(lián)合作用下，使用壽命短。加之一般采用鋼質(zhì)滾動軸承，需定期潤滑，且不適于

35、在潮濕、粉塵、腐蝕環(huán)境中工作，嚴(yán)重影響著輸送機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和輸送效率。而改性超高分子量聚乙烯托輥可取代傳統(tǒng)的皮帶傳輸用鋼制托輥，具有高韌性、高強(qiáng)度、質(zhì)量輕的特點(diǎn)。</p><p>　　具體來說國內(nèi)外托輥的差距主要表現(xiàn)在以下三個方面：</p><p>　?。?）管體的材質(zhì)，國外多采用新型材料如聚乙烯托輥，尼龍，塑料，玻璃鋼等類型較多，而國內(nèi)則還大多選用鋼制托輥較為笨重且能耗較高。</p&

36、gt;<p>　?。?）對于密封件的要求，托輥是以滾動體，運(yùn)動過程伴著磨損，一般必須進(jìn)行潤滑，因此密封件直接關(guān)乎托輥壽命。</p><p>　?。?）加工與裝配，國外的生產(chǎn)技術(shù)成熟于國內(nèi)，且自動化程度高，而國內(nèi)由于條件限制，還有待提高。</p><p>　　因此，現(xiàn)階段確定適合我國生產(chǎn)工藝、使用情況的托輥生產(chǎn)線，提高托輥質(zhì)量降低托輥生產(chǎn)成本，對我國的帶式輸送機(jī)發(fā)展?fàn)顩r是有很大

37、改觀的。</p><p><b>　　研究目的及主要內(nèi)容</b></p><p>　　通過本次的鋼制托輥的生產(chǎn)線的分析與設(shè)計可以熟悉托輥的結(jié)構(gòu)，加工工藝流程、生產(chǎn)設(shè)備機(jī)床等。同時，對于托輥生產(chǎn)的質(zhì)量、效率、產(chǎn)品成本的提高有一定的作用。通過合理的設(shè)計可以促進(jìn)整個生產(chǎn)系統(tǒng)的人流，物流，信息流更加順暢，減少人員，物料移動等成本，提高空間時間的利用率，改善整個生產(chǎn)過程的整體效

38、率，幫助整個企業(yè)降低成本提高整體生產(chǎn)效益。通過運(yùn)用一些物流系統(tǒng)分析與設(shè)施規(guī)劃的方法與理論，可以讓我們更深刻的掌握這些我們所學(xué)的專業(yè)知識。也是對于我們在大學(xué)里所獲得的的思想及解決問題的方法的一種鍛煉與提升。</p><p>　　論文主要是通過分析國內(nèi)外托輥生產(chǎn)技術(shù)狀況，根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)，生產(chǎn)對象及生產(chǎn)工藝對托輥生產(chǎn)線工藝、設(shè)備、平面布局進(jìn)行總體設(shè)計，以達(dá)到生產(chǎn)線可靠、成本低、效率高的設(shè)計目標(biāo)。具體主要內(nèi)容如下：<

39、/p><p>　　（1）對生產(chǎn)對象—托輥進(jìn)行初步了解，包括其用途，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等。 </p><p>　　（2）通過分析其生產(chǎn)過程確定生產(chǎn)組織類型。</p><p>　　（3）通過確定的生產(chǎn)綱領(lǐng)對托輥的生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，并在按其生產(chǎn)工藝流程對生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備的配置。</p><p>　　（4）通過對其工藝流程分析，進(jìn)行生產(chǎn)線平衡設(shè)計，并對整個生產(chǎn)線進(jìn)

40、行平面布局設(shè)計。</p><p>　　托輥及其工藝設(shè)備分析</p><p><b>　　托輥介紹</b></p><p><b>　　托輥用途</b></p><p>　　托輥是用于支承輸送帶和帶上的物料，保證輸送帶穩(wěn)定運(yùn)行的支承裝置，通常用無縫鋼管制成外殼，為節(jié)省材料費(fèi)、降低成本，也可使用有縫鋼管

41、做外殼，但焊縫要求較高，以免刮破膠帶?，F(xiàn)在也有使用PVC管材，玻璃鋼、橡膠、陶瓷管做外殼，后幾種好處是耐腐蝕、不生銹、密度小，除玻璃鋼外承載負(fù)荷比鋼管低。</p><p><b>　　托輥分類</b></p><p>　?。?）按形狀可分為：槽形托輥、平行托輥、調(diào)心托輥緩沖托輥、螺旋托輥、耐腐蝕托輥、立擋輥等。其具體的應(yīng)用如下：</p><p>

42、;　?、?槽形托輥：用于支承輸送散狀物料。</p><p>　?、?平行托輥：平行上托輥用于載輸送成件物品，平行下托輥用于回程支撐輸送帶。</p><p>　?、?調(diào)心托輥：用于調(diào)整輸送帶跑偏，防止蛇行，保證輸送帶穩(wěn)定運(yùn)行。</p><p>　?、?緩沖托輥：安裝在輸送機(jī)受料段下方，減少輸送帶所受的沖擊，延長輸送帶使用壽命。</p><p>

43、　　⑤ 回程托輥：用于下支撐輸送帶，有平行、V型、反V型幾種。</p><p>　?、?螺旋托輥：用于清除輸送帶上的粘料，保持帶面清潔。</p><p>　?。?）按材料可分為：鋼制托輥與非金屬滾筒托輥。非金屬托輥是針對輸送環(huán)境所選用的。由于托輥選用材料不同，自然也就有不同的特性。這種托輥可適用于化工、冶金、礦山、鹽業(yè)、輕紡等行業(yè)。</p><p>　?、?陶瓷托輥

44、：由陶瓷制成，具有耐腐蝕、耐磨等特性。不僅具有耐磨,耐酸堿鹽，抗氧化，運(yùn)行穩(wěn)定，防盜等特點(diǎn)，而且可有效防止皮帶跑偏，減少皮帶的局部損失。針對傳統(tǒng)的鋼制托輥遇酸、堿、鹽易腐蝕，易粘結(jié)、不耐磨、軸承卡殼易劃壞皮帶、使用壽命短等缺陷，陶瓷托輥，經(jīng)過在鋼鐵、化工、化肥、礦山、電力、鹽場碼頭等行業(yè)的運(yùn)行效果證明，該產(chǎn)品不僅具有耐磨、耐酸堿鹽、抗氧化，運(yùn)行穩(wěn)定，防盜等特點(diǎn)，而且可有效防止皮帶跑偏，減少皮帶的局部損失，延長皮帶使用壽命，減少了頻繁更換

45、托輥所浪費(fèi)的人力、物力和時間，降低了運(yùn)行成本、提高了皮帶運(yùn)輸機(jī)的工作效率。在露天惡劣環(huán)境下使用，壽命是傳統(tǒng)托輥的3-5倍以上。</p><p>　?、?搪瓷托輥：由以金屬為基材，表面為搪瓷的鋼瓷復(fù)合材料制成輥筒，端頭采用單、雙級迷宮密封和機(jī)械唇式密封制成。此托輥機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨損耐腐蝕、防水、防塵。</p><p>　?、?阻燃橡膠托輥：該托輥輥筒是由在金屬筒外表面固有一阻燃膠層構(gòu)成的該膠

46、層能有效地防止托輥因摩擦升溫而起火。</p><p>　?、?非金屬抗沖擊托輥：輥筒采用抗靜電和阻燃材料制成，托輥內(nèi)部安裝抗沖擊拉伸彈簧機(jī)構(gòu)，托輥兩端采用迷宮密封，具有抗沖擊、防腐蝕、耐磨等特性。</p><p>　?、?塑料托輥：輥筒由硬質(zhì)工程塑料制成。具有金屬托輥的一切優(yōu)點(diǎn)，另外還有耐腐蝕、耐磨等特性?，F(xiàn)主要成分為超高分子量聚乙烯，超高分子量聚乙烯（UHMW—PE）一般是指相對分子量在

47、150萬以上的聚乙烯，而普通聚乙烯的相對分子量僅為2—30萬。這種大分子鏈及其無序纏結(jié)，使得超高具有優(yōu)異的性能，尤其是對材料的抗磨損性、抗化學(xué)腐蝕性、低摩擦系數(shù)、阻燃抗靜電、沖擊強(qiáng)度高、超低溫使用性能、長期使用性能和環(huán)保型無毒無異味等有一定要求的場合，超高分子量聚乙烯是其首選。</p><p>　?、?玻璃鋼托輥：輥筒由玻璃鋼制成，可用于造紙、紡織、印染等行業(yè)。玻璃鋼屬于優(yōu)質(zhì)復(fù)合材料。它對酸、堿、鹽、油等各種腐蝕

48、介質(zhì)都具有特殊的防腐功能，不會發(fā)生銹蝕。</p><p>　?、?橡塑托輥：輥筒由在金屬筒外面固著一層橡塑材料而成。</p><p>　?、?尼龍托輥：輥筒由尼龍材料制成。</p><p><b>　　（3）其它托輥</b></p><p>　?、?單向托輥：輥筒上設(shè)有銷座、銷軸和卡塊，利用卡塊保證托輥只能單向轉(zhuǎn)動。這種

49、托輥可防止斷裂膠帶下滑，從而起到斷帶保護(hù)作用。</p><p>　?、?不等長托輥組成的托輥組：由三個不同長度的托輥(最長托輥是最短輥的1.5~2倍)組成槽形托輥組。其中最短的一個托輥位于槽底，另兩個在兩側(cè)這種結(jié)構(gòu)的托輥能增大輸送機(jī)運(yùn)量，還有利于防止膠帶跑偏。</p><p>　?、?一體性槽形托輥：由單件托輥成型制成。托輥的兩端有外大內(nèi)小的錐度，其錐度為10~30°。故一個托輥

50、起到三個托輥的作用。</p><p>　?、?防跑偏、不粘帶下托輥：這種功能的托輥由輥筒呈螺旋狀或在圓柱輥筒上按一定尺度套裝上金屬圓環(huán)或在輥筒上加工成一定距離的凸形環(huán)制成。此結(jié)構(gòu)托輥可以清潔膠帶，并且還能防止膠帶跑偏。</p><p>　　托輥結(jié)構(gòu)及零件生產(chǎn)類型</p><p>　　托輥結(jié)構(gòu)主要是由管件、軸承座、軸承、密封件、潤滑脂和軸組成。如圖3-1所示。<

51、/p><p>　　鋼管采用托輥專用高頻焊管，管內(nèi)做去刺處理，圓度控制在特殊的公差范圍之內(nèi)。軸是按標(biāo)準(zhǔn)公差加工的冷拉鋼制造。軸承座采用進(jìn)口冷扎鋼板經(jīng)多次工藝沖壓而成。托輥殼和軸承座被自動焊接機(jī)械手焊接在一起，形成一個具有很高強(qiáng)度的整體構(gòu)造。</p><p>　　對于本次設(shè)計采用的托輥?zhàn)灾萍裕渫休佪S材料選用Q235A冷拉軸，而滾筒，管體采用無縫鋼管，材料為20鋼。</p>&l

52、t;p>　　圖2-1托輥結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　托輥的詳細(xì)零件結(jié)構(gòu)如表2-1所示。</p><p>　　表2-1托輥零件明細(xì)表</p><p><b>　　托輥生產(chǎn)綱領(lǐng)</b></p><p>　　企業(yè)預(yù)備生產(chǎn)的托輥型號及生產(chǎn)綱領(lǐng)如表2-2所示。</p><p>　　表2-2托輥

53、型號及生產(chǎn)綱領(lǐng)</p><p><b>　　托輥工藝分析</b></p><p>　　工藝流程是生產(chǎn)線設(shè)計的基礎(chǔ)。加工工藝，即從原材料的投入到產(chǎn)品的產(chǎn)出的制造方法。由前一章節(jié)可知自制件為托輥軸和滾筒，因而下面只介紹他們的加工工藝。圖2-2為托輥簡要加工工藝流程圖。</p><p>　　圖2-2托輥加工工藝流程圖</p><

54、p><b>　　滾筒的加工</b></p><p>　　傳統(tǒng)的加工方法：鋸床下料，車床平端面，車倒角，車止口。這種加工方法有如下缺點(diǎn)：兩端止口分，兩次裝夾，兩次車成，同軸度難以保證，會使托輥轉(zhuǎn)動的靈活性差，影響使用壽命。輥體止口中心距靠人工控制，誤差較大，容易引起軸向竄動量偏大或者過小，沒有調(diào)整間隙，影響轉(zhuǎn)動靈活性。比較先進(jìn)的加工方法：由以下三個步驟完成。</p><

55、;p>　?。?）切管：采用托輥切管機(jī)床，該設(shè)備是帶式輸送機(jī)托輥鋼管切斷、兩端倒角一次自動完成的專用設(shè)備。倒角切后，不需輔助加工，其精度能滿足托輥鋼管的技術(shù)要求，適用于目前國內(nèi)外生產(chǎn)的帶式輸送機(jī)托輥鋼管的切斷加工。</p><p>　　（2）鏜孔:采用鋼管雙頭自動車孔機(jī)床，該機(jī)床是加工帶式輸送機(jī)托輥管子兩端止口的自動化專用設(shè)備，使兩端止口同時加工、同時完成，可滿足國內(nèi)外鑄鐵或沖壓軸承座的各類型托輥管子止口的加

56、工。其加工的輥體精度高、速度快、一次裝夾，兩端止口同時加工能滿足同軸度的要求。</p><p>　?。?）焊接:托輥輥體與沖壓軸承座的焊接，采用雙頭CO2氣體保護(hù)自動焊機(jī)，兩端同時焊接，自動化程度高，既保證了同軸度，提高了焊接質(zhì)量，又減輕了焊工的勞動強(qiáng)度。</p><p>　　通過對其圖2-4滾筒零件圖的分析，對于本次設(shè)計滾筒的加工工藝分析過程如下：</p><p>

57、;　　加工部分主要為止口處，此處用于軸承座的定位。而軸承座本身是焊接到輥筒上的因此還牽扯到焊接工藝。輥筒的工藝流程如圖2-3所示：</p><p>　　圖2-3輥筒的工藝流程</p><p><b>　　托輥軸加工</b></p><p>　　通常采用雙頂尖精車或粗車后，雙頂尖磨削，這樣既保證了同軸度的要求，又保證了裝軸承處配合的光潔度要求。

58、</p><p>　　通過對圖2-6托輥軸的零件圖進(jìn)行分析，總結(jié)出本次設(shè)計的托輥軸的工藝分析如下：</p><p>　　軸的尺寸精度和表面粗糙度應(yīng)滿足與軸承內(nèi)孔配合的要求軸的直線度應(yīng)滿足托輥的同軸度要求。</p><p>　　由圖3-6可知此臺階軸的加工重點(diǎn)為與軸承的配合部分。此處精度要求為Ra1.6需安排粗加工、半精加工、磨削加工等三道工序。緊接著考慮裝配問題，加

59、工適當(dāng)?shù)呐_階，一般粗車即可。</p><p>　　為了方便加工及保證精度還可在兩端加工中心孔，一般中心鉆孔即可。</p><p>　　由以上分析可確定托輥軸的工藝初定如下：</p><p>　　(1)下料：主要是原材料的切斷，由原材料廠商加工。</p><p>　　(2)銑端面打中心孔：包括銑削端面和打中心孔兩道工序。</p>

60、<p>　　(3)車外圓：加工臺階軸，在軸ф28處安排粗車和精車兩道工序，以便于后面的磨削加工。</p><p>　　圖2-4滾筒零件圖</p><p>　　(4)銑扁槽：因?yàn)榇颂師o精度要求，只需一道銑削工序。</p><p>　　(5)磨外圓：粗加工和半精加工的基礎(chǔ)上進(jìn)行磨削加工。</p><p>　　由于考慮車間的實(shí)際生產(chǎn)能力

61、及經(jīng)濟(jì)性等問題，上述工藝中下料和磨削外圓兩道工藝決定外協(xié)完成。托輥軸的工藝流程如圖2-5所示。</p><p>　　圖2-5托輥軸加工工藝流程</p><p>　　圖2-6托輥軸的零件圖</p><p>　　托輥加工主要技術(shù)措施</p><p>　　（1）解決托輥軸加工問題的方法是對原用于托輥生產(chǎn)的普通車床進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造。改造中采用經(jīng)

62、濟(jì)型開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)，其伺服系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動。</p><p>　?。?）設(shè)計軸向能自動準(zhǔn)確限位的梅花頂尖。解決托輥軸雙頂尖定位時軸向定位受中心孔大小影響的問題，并可從軸端傳遞車削動力，使托輥軸在數(shù)控車床上一次裝夾完成兩端軸頸的精加工，消除了同軸度誤差。</p><p>　?。?）利用數(shù)控裝置的軸向定位精度，一次裝夾中車出兩卡簧槽，解決了由于掉頭加工難以保證兩卡簧槽開檔尺寸精度問題。<

63、/p><p>　?。?）研制新型托輥輥皮鏜孔專機(jī)。針對薄壁圓筒受力易變形的特點(diǎn)，采用圓弧形鉗口來增加夾緊接觸面積。</p><p>　?。?）夾具鉗口采用左右對開的自動定心機(jī)構(gòu)，液壓油缸驅(qū)動。解決了由于鋼管原材料外徑尺寸誤差較大而導(dǎo)致輥皮軸承孔與外圓偏心嚴(yán)重、托輥徑跳超差的問題。</p><p>　?。?）采用自行研制的機(jī)床微機(jī)控制系統(tǒng)對機(jī)床進(jìn)給和夾具的上下工件、定位夾

64、緊等輔助動作進(jìn)行自動控制，提高機(jī)床的加工精度的加工效率。</p><p>　　托輥生產(chǎn)設(shè)備及詳細(xì)參數(shù)</p><p>　　托輥的生產(chǎn)過程為小品種、大批量生產(chǎn)，而批量生產(chǎn)的產(chǎn)品為定型產(chǎn)品通常采用配以專用工藝裝備的通用設(shè)備。托輥加工設(shè)備的選用就依據(jù)此原則采用托輥專用機(jī)床，各工藝對應(yīng)的設(shè)備如下。</p><p><b>　　加工滾筒設(shè)備</b><

65、;/p><p>　　本次設(shè)計的輥筒加工設(shè)備主要包括鋼管自動切斷機(jī)床、鋼管雙端自動車孔機(jī)床、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)自動焊接機(jī)床等。</p><p><b>　　（1）托輥切管機(jī)</b></p><p><b>　　型號：CO160</b></p><p>　　適用管子直徑（外徑）范圍：Φ89、Φ108、Φ133

66、、Φ159、Φ194、Φ219mm</p><p>　　適用管子壁厚范圍：3～12mm</p><p>　　適用管子原料最大長度：9000mm</p><p>　　主機(jī)中心高：1000mm</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速：50～250r/min</p><p>　　進(jìn)刀速度：0～60mm/min</p>&

67、lt;p>　　切斷長度范圍：180mm～2600mm</p><p>　　切斷管子長度≦800時切斷長度誤差：≦0.2mm 長度大于800mm誤差達(dá)到IT9級精度 </p><p>　　切斷兩端平行度公差：9級</p><p>　　切斷、倒角表面粗糙度：6.3~12.5</p><p>　　圖2-7托輥切管機(jī)</p>

68、<p>　　鋼管雙端自動車孔機(jī)床</p><p>　　圖2-8鋼管雙端自動車孔機(jī)床</p><p>　　主軸中心高：920mm</p><p>　　加工鋼管外徑：Φ89 、Φ108、Φ133、Φ159、Φ194、Φ219 </p><p>　　加工鋼管長度：300～2600mm</p><p>　　加工兩端

69、止口深度：0～70mm</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速：250,500r/min</p><p>　　切削深度：0～3mm</p><p>　　定位精度：0.05mm</p><p>　　鋼管兩端止口直徑公差：IT8</p><p>　　車削表面粗糙度：3.2</p><p>　　兩端止口加工端面

70、間距公差：IT9</p><p>　　兩端止口直徑同軸度：IT8</p><p>　　主機(jī)外形尺寸：5828×1120×1200mm</p><p><b>　　托輥雙頭自動焊接機(jī)</b></p><p>　　圖2-9托輥雙頭自動焊接機(jī)</p><p>　　輸入電源：三相38

71、0v 50Hz</p><p>　　適用焊絲：Φ1.2～Φ1.6mm</p><p>　　保護(hù)氣體流量：10～25L/min</p><p>　　可焊工件長度：300～2600mm</p><p>　　可焊工件直徑：Φ89～Φ219</p><p>　　主軸速度：0～10rpm</p><p>

72、　　夾緊氣缸行程：200mm</p><p>　　焊槍左右可調(diào)角度：±20°</p><p>　　機(jī)床尺寸：5100×880×1700mm</p><p><b>　　加工托輥軸設(shè)備</b></p><p>　　（1）托輥軸銑端面鉆中心孔機(jī)床</p><p>

73、;　　圖2-10托輥軸銑端面鉆中心孔機(jī)床</p><p>　　型號：QXZ-4.5×270</p><p>　　主軸中心高：900mm</p><p>　　適用工件尺寸：外徑Φ20mm～Φ50mm 長度320mm～2700mm</p><p><b>　　倒角深度：≦2mm</b></p>&

74、lt;p>　　加工精度：不低于IT9</p><p>　　銑削主軸轉(zhuǎn)速：635rpm</p><p>　　鉆削主軸轉(zhuǎn)速：730rpm</p><p>　　進(jìn)給速度：液壓無級調(diào)速</p><p>　　左右液壓滑臺行程：220m</p><p>　　機(jī)床外形尺寸：4500×1000×1400mm&

75、lt;/p><p><b>　　普通車床</b></p><p>　　圖2-11普通車床C6140A</p><p><b>　　型號：C6140A</b></p><p>　　中心距：750mm 1000mm 1500mm</p><p>　　主軸孔徑： φ52mm<

76、;/p><p>　　主軸內(nèi)錐孔：MT6#</p><p>　　主軸速度級數(shù)：16級</p><p>　　主軸速度范圍：20-1800r.p.m</p><p>　　公制螺紋（30）種0.45-20mm(30種)</p><p>　　英制螺紋（30）種40-0.875t.p.i(30種)</p><p&g

77、t;　　尾座套孔錐度：MT5#</p><p>　　套筒行程：120mm</p><p>　　主電機(jī)功率：4/5.5Kw</p><p>　　外形尺寸：2350×1020×1250mm</p><p><b>　　托輥軸槽扁雙端銑床</b></p><p>　　圖2-12托輥

78、軸槽扁雙端銑床</p><p>　　型號：XZ36-6×270</p><p>　　工件中心高度：950mm</p><p>　　適用工件尺寸：外徑Φ20mm～Φ50mm 長度320mm～2700mm</p><p>　　加工槽（或扁）寬度：6～45mm</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速：600、800、120

79、0r/min</p><p>　　切削深度：0～5mm</p><p>　　外形尺寸：7000×1500×1850mm</p><p>　　托輥軸雙端車卡圈槽機(jī)床</p><p>　　圖2-13托輥軸雙端車卡圈槽機(jī)床</p><p>　　工件中心高度：950mm</p><p&

80、gt;　　加工托輥軸外徑：Φ20mm～Φ50mm</p><p>　　加工托輥軸長度：320mm～2700m</p><p>　　加工槽寬度：1mm～3mm</p><p>　　主軸轉(zhuǎn)速：1200r/min</p><p>　　切削深度：0～3mm</p><p>　　外形尺寸：7000×1500×

81、1850mm</p><p><b>　　托輥?zhàn)詣訅貉b</b></p><p>　　托輥裝配線只有一道裝配工序，因而其主要設(shè)備只有一個，即托輥?zhàn)詣訅貉b機(jī)床。</p><p>　　此處選用的設(shè)備為托輥?zhàn)詣訅貉b機(jī)床，如圖3-14所示，該設(shè)備主要用以托輥沖壓軸承座、鑄鐵軸承座、軸承密封、防塵蓋等依次壓裝。</p><p>　　

82、圖2-14托輥?zhàn)詣訅貉b機(jī)床</p><p>　　機(jī)床中心高：920mm</p><p>　　托輥長度：300~2600mm</p><p>　　最大壓裝力：10000Kgf</p><p>　　兩壓裝主軸同軸度誤差：≦0.15mm</p><p>　　外形尺寸：4500×880×1700mm<

83、;/p><p><b>　　托輥生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p><b>　　生產(chǎn)系統(tǒng)介紹</b></p><p>　　生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計是一個企業(yè)進(jìn)行正常生產(chǎn)的前提條件，它是指對于廠址的選擇、生產(chǎn)部門的的布置、設(shè)備布置等的決策過程。總體來說，就是生產(chǎn)系統(tǒng)時間與空間的布置設(shè)計。</p><p><b

84、>　　生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計要求</b></p><p>　　為了提高經(jīng)濟(jì)效益，各企業(yè)在生產(chǎn)中不僅需要各生產(chǎn)工序的加工時間銜接緊密，使得生產(chǎn)過程能夠有節(jié)奏、協(xié)調(diào)生產(chǎn)，還應(yīng)盡可能平行作業(yè)，這樣才能縮短生產(chǎn)時間，提高工作效率。因此，企業(yè)在設(shè)計生產(chǎn)系統(tǒng)時首先必須考慮到如何合理組織生產(chǎn)過程的問題，從而根據(jù)對該生產(chǎn)系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)及其產(chǎn)品的具體生產(chǎn)過程，就可以衡量一個生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計的可行性及其運(yùn)行的有效性。</p

85、><p><b>　　連續(xù)性</b></p><p>　　連續(xù)性是指在不同加工階段、具有多個工序的產(chǎn)品，其生產(chǎn)過程在時間上緊密銜接并一直保持連續(xù)生產(chǎn)。即產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中始終處于運(yùn)動狀態(tài)，不發(fā)生或很少發(fā)生不必要的停頓和等待時間。連續(xù)性包括空間上的連續(xù)性和時間上的流暢性。保持和提高生產(chǎn)過程中的連續(xù)性，不僅能夠有效縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，減少在制品數(shù)量，加速資金的周轉(zhuǎn)，還有利于更好

86、的利用設(shè)備和生產(chǎn)面積，減少各種損失。</p><p><b>　　比例性</b></p><p>　　比例性是指為了適應(yīng)產(chǎn)品的加工要求，產(chǎn)品加工時的各階段、各工序之間在生產(chǎn)能力上保持適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系。即各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工人人數(shù)、機(jī)器設(shè)備、生產(chǎn)效率等不會發(fā)生脫節(jié)和比例失調(diào)的現(xiàn)象。生產(chǎn)過程的比例性原則是保證企業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行、合理組織生產(chǎn)過程的前提，它是企業(yè)實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)。

87、</p><p><b>　　節(jié)奏性</b></p><p>　　節(jié)奏性又稱平衡性，它是指產(chǎn)品從開始被加工到最后完工的各工藝階段，通過合理計劃使生產(chǎn)過程保持有節(jié)奏的勻衡的進(jìn)行。在生產(chǎn)過程中，節(jié)奏性表現(xiàn)在各個工藝階段的相等時間間隔內(nèi)，生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量大致相等或呈上升趨勢。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的節(jié)奏性，可以保證生產(chǎn)能力的有效利用，避免了現(xiàn)有資源的浪費(fèi)及因生產(chǎn)導(dǎo)致的資金的積壓。</

88、p><p><b>　　平行性</b></p><p>　　平行性是指產(chǎn)品在生產(chǎn)過程的各工藝階段、各工序?qū)嵭衅叫薪徊孀鳂I(yè)。平行作業(yè)是指相同的在制品同時在數(shù)臺相同的設(shè)備上進(jìn)行加工；交叉作業(yè)是指一批在制品在上道工序還未全部加工完時，將已完成的部分在制品轉(zhuǎn)到下道工序加工。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的平行性，從時間上縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)過程，通過平行交叉作業(yè)來合理組織生產(chǎn)，減少工時的浪費(fèi)和損失，使

89、得產(chǎn)品的生產(chǎn)周期大大縮短，并保證了生產(chǎn)過程在時間上的緊密銜接。</p><p><b>　　適應(yīng)性</b></p><p>　　適應(yīng)性又稱為柔性，它是指產(chǎn)品的生產(chǎn)過程能夠適應(yīng)市場的變化，及時調(diào)整生產(chǎn)方式或生產(chǎn)能力來不斷滿足社會的需求。為了保證生產(chǎn)過程具有適應(yīng)性，從而體現(xiàn)出產(chǎn)品加工過程中所具有的靈活性、可變性和可調(diào)節(jié)性，在生產(chǎn)設(shè)計系統(tǒng)中不僅需要滿足不同產(chǎn)品的加工需求，而

90、且應(yīng)盡量以最少的資源、用最短的時間從一種產(chǎn)品的生產(chǎn)切換到另一種產(chǎn)品的生產(chǎn)，從而適應(yīng)市場的多樣化、個性化的要求。</p><p><b>　　經(jīng)濟(jì)性</b></p><p>　　經(jīng)濟(jì)性是根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)管理目標(biāo)所提出的的生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計要求，是指在生產(chǎn)過程中以追求企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化為目的，利用最少的生產(chǎn)費(fèi)用并占用最少的資金來進(jìn)行產(chǎn)品的加工。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的經(jīng)濟(jì)性，可以從產(chǎn)品的加

91、工、運(yùn)輸、銷售等各個環(huán)節(jié)來減少產(chǎn)品成本，對各項(xiàng)資源進(jìn)行統(tǒng)籌安排，最終為提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提供物質(zhì)保障。</p><p><b>　　生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p><b>　　工序時間設(shè)計</b></p><p>　　由于本此設(shè)計所加工的只有托輥軸與滾筒，因此，主要是對滾筒加工與托輥軸加工時間的確定。下表為本次加工的

92、托輥的車削加工中切斷及切槽的進(jìn)給量。</p><p>　　表3-1車削中切斷及切槽的進(jìn)給量</p><p>　　注:① 在直徑大于60mm實(shí)心材料上切斷時，當(dāng)切刀接近零件軸線0.5倍半徑時，表中進(jìn)給量應(yīng)減小40％～50％。</p><p>　?、?加工淬硬鋼時，表內(nèi)進(jìn)給量應(yīng)減小30％（當(dāng)硬度＜50HRC時）或50％（當(dāng)硬度＞50HRC時）。</p>

93、<p>　?、?如切刀安裝在六角頭上時，進(jìn)給量應(yīng)乘系數(shù)0.3。</p><p><b>　　滾筒的工序時間確定</b></p><p>　　由上一章對托輥滾筒加工工藝的分析可知，托輥的主要加工工序?yàn)榍袛?、車倒角、鏜孔、車止口、焊接軸承座。</p><p><b>　　切斷、車倒角</b></p>&

94、lt;p>　　由圖3-3可知滾筒壁厚為3.2mm，選用的托輥切管機(jī)設(shè)備主軸轉(zhuǎn)速為50～250r/min，本次設(shè)計選轉(zhuǎn)速為200r/min，由于滾筒材料為20鋼，硬度在43HRC到48HRC之間，由表3-1可知進(jìn)給量為0.21mm/r，由此可以計算出每分鐘切割的厚度為200×0.21=42mm，由此可知切斷工序需要的時間為4.6s。車倒角的時間為2.2s。</p><p>　　表3-2工序時間動作

95、分解</p><p><b>　　鏜孔、車止口</b></p><p>　　由圖2-4可知止口深度為7mm，精度為Ra12.5，加工設(shè)備鋼管雙端自動車孔機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速為250r/min和500r/min，選500r/min，進(jìn)給量為0.5mmr/min，同理可以計算出該工序時間大約為2s。由鏜孔切削參數(shù)可知進(jìn)給速度為200mm/min，故鏜103mm的孔需20s。&l

96、t;/p><p>　　表3-3工序時間動作分解</p><p><b>　　焊接軸承座</b></p><p>　　表3-4為自動焊接機(jī)的焊接速度及相關(guān)參數(shù)。</p><p>　　由托輥雙頭自動焊接機(jī)設(shè)備輸入電流為500A，可知焊接速度為26cm/min，焊接處長度為尺寸為103mm，滾筒周長為 ∏×108=33

97、9.12mm，故焊接滾筒所需要的時間為78s。</p><p>　　表3-4自動焊接機(jī)有關(guān)參數(shù)</p><p>　　表3-5工序時間動作分解</p><p><b>　　托輥軸加工時間確定</b></p><p><b>　　銑端面打中心孔</b></p><p>　　由

98、圖3-6托輥軸零件圖可知，端面直徑為Φ25mm，選用的托輥軸銑端面鉆中心孔機(jī)床銑削轉(zhuǎn)速為635r/min，鉆削轉(zhuǎn)速為730r/min，由銑削加工每齒進(jìn)給量推薦值知，進(jìn)給量確定為0.5mm/r，可知每分鐘進(jìn)給317.5mm，故銑端面需要的時間為4.7s。打中心孔不需要特殊要求，故設(shè)定為2s。該工序動作時間分析如表3-6所示。</p><p><b>　　粗精車外圓倒角</b></p>

99、;<p>　?、?粗車：棒料直徑Φ28.5，長度為66mm,19mm，轉(zhuǎn)速650r/min，由表3-7知進(jìn)給量為0.25mm/r，可知該工序時間為31.4s。</p><p>　　圖3-6工序時間動作分解</p><p>　　表3-7車削每轉(zhuǎn)進(jìn)給量參考值</p><p>　?、?精車：加工長度66-19=47mm，轉(zhuǎn)速為900r/min，則進(jìn)給量為

100、0.15mm/r，工序加工時間為20.9s。倒角時間約2s，工序分解時間表3-8。</p><p>　　表3-8工序時間動作分解 </p><p>　　銑軸扁槽：扁槽尺寸為，8×18，主軸轉(zhuǎn)速800r/min，由銑削加工每齒進(jìn)給量推薦值知，進(jìn)給量為0.2mm/r，可知該工序加工時間為6.75s。</p><p>　　表3-9工序時間動作分解</p

101、><p>　　托輥的自動壓裝：托輥的自動壓裝在托輥專用自動壓裝機(jī)上完成，主要是壓裝軸承，軸承座，端蓋等。</p><p>　　表3-10工序時間動作分解</p><p><b>　　工序時間安排</b></p><p>　　通過各工序的工序時間計算得出以下加工工藝流程圖，如圖3-1所示。</p><p&

102、gt;　　通過對上圖的分析可知，托輥軸加工需要的時間為196.05s，托輥滾筒加工所需要的時間為143.8s，整個托輥加工的時間為167.8s。</p><p>　　圖3-1工藝流程圖</p><p>　　生產(chǎn)線平衡分析與設(shè)計</p><p>　　生產(chǎn)線平衡的內(nèi)涵意義</p><p>　　生產(chǎn)線平衡是依照流水線作業(yè)的工程順序，以生產(chǎn)目標(biāo)算出

103、周期時間，將作業(yè)分割或者結(jié)合，使各個工序的負(fù)荷均勻，以提高生產(chǎn)效率的方法。</p><p>　　一個產(chǎn)品，少則兩三個工程，多則幾十個，而每個工程又是由多個作業(yè)要素所組成，在生產(chǎn)工場里，制造部門依物料的加工流程分為一組、二組、三組，而每組內(nèi)又由許多的個別工序所組成，所以又把它聯(lián)結(jié)成一條條的生產(chǎn)線。</p><p>　　流程的“節(jié)拍”（Cycle time）是指連續(xù)完成相同的兩個產(chǎn)品（或兩次服

104、務(wù)，或兩批產(chǎn)品）之間的間隔時間。換句話說，即指完成一個產(chǎn)品所需的平均時間。節(jié)拍通常只是用于定義一個流程中某一具體工序或環(huán)節(jié)的單位產(chǎn)出時間。如果產(chǎn)品必須是成批制作的，則節(jié)拍指兩批產(chǎn)品之間的間隔時間。在流程設(shè)計中，如果預(yù)先給定了一個流程每天（或其它單位時間段）必須的產(chǎn)出，首先需要考慮的是流程的節(jié)拍。 </p><p>　　而通常把一個流程中生產(chǎn)節(jié)拍最慢的環(huán)節(jié)叫做“瓶頸”。流程中存在的瓶頸不僅限制了一個流程的產(chǎn)出速度，

105、而且影響了其它環(huán)節(jié)生產(chǎn)能力的發(fā)揮。更廣義地講，所謂瓶頸是指整個流程中制約產(chǎn)出的各種因素。例如，在有些情況下，可能利用的人力不足、原材料不能及時到位、某環(huán)節(jié)設(shè)備發(fā)生故障、信息流阻滯等，都有可能成為瓶頸。正如“瓶頸”的字面含義，一個瓶子瓶口大小決定著液體從中流出的速度，生產(chǎn)運(yùn)作流程中的瓶頸則制約著整個流程的產(chǎn)出速度。瓶頸還有可能“漂移”，取決于在特定時間段內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品或使用的人力和設(shè)備。因此在流程設(shè)計中和日后的日常生產(chǎn)運(yùn)作中都需要引起足夠的

106、重視。 </p><p>　　“空閑時間”是指工作時間內(nèi)沒有執(zhí)行有效工作任務(wù)的那段時間，可以指設(shè)備或人的時間。當(dāng)一個流程中各個工序的節(jié)拍不一致時，瓶頸工序以外的其它工序就會產(chǎn)生空閑時間。這就需要對生產(chǎn)工藝進(jìn)行平衡，制造業(yè)的生產(chǎn)線多半是在進(jìn)行了細(xì)分之后的多工序流水化連續(xù)作業(yè)生產(chǎn)線，此時由于分工作業(yè)，簡化了作業(yè)難度，使作業(yè)熟練度容易提高，從而提高了作業(yè)效率。然而經(jīng)過了這樣的作業(yè)細(xì)分化之后，各工序的作業(yè)時間在理論上，現(xiàn)

107、實(shí)上都不能完全相同，這就勢必存在工序間節(jié)拍不一致出現(xiàn)瓶頸的現(xiàn)象。除了造成的無謂的工時損失外，還造成大量的工序堆積即存滯品發(fā)生，嚴(yán)重的還會造成生產(chǎn)的中止。為了解決以上問題就必須對各工序的作業(yè)時間平均化，同時對作業(yè)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，以使生產(chǎn)線能順暢活動。</p><p>　　“生產(chǎn)線工藝平衡”即是對生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整各作業(yè)負(fù)荷，以使各作業(yè)時間盡可能相近。是生產(chǎn)流程設(shè)計與作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化必須考慮的最重要的問題。生產(chǎn)線工

108、藝平衡的目的是通過平衡生產(chǎn)線使用現(xiàn)場更加容易理解“一個流”的必要性及“小單元生產(chǎn)”的編制方法，它是一切新理論新方法的基礎(chǔ)。</p><p>　　均衡性很高的生產(chǎn)線所追求的目標(biāo)包括：減少物質(zhì)、能源、時間和資金的占用與浪費(fèi)；降低生產(chǎn)成本；降低員工的疲勞度，減少遭受損傷和工傷的概率；利用有限的資源求得最高的產(chǎn)出，提高生產(chǎn)效率。沒有一個良好的運(yùn)行方法，就不可能達(dá)到以上目標(biāo)，也就是說均衡生產(chǎn)需要一個良好方法，一個好方法反過

109、來也能帶來好的均衡性。</p><p>　　生產(chǎn)線平衡分析的方向是：把握各個工序作業(yè)的時間，調(diào)查所有生產(chǎn)線工序整體作業(yè)時間的平衡度，加強(qiáng)改善作業(yè)時間長的卡脖子工程（作業(yè)瓶頸）。</p><p>　　生產(chǎn)線平衡分析的目的是：縮短單件產(chǎn)品的組裝時間；提高生產(chǎn)線的工作效率；減少工序間的準(zhǔn)備時間，降低成本；減少在制品庫存（WIP），實(shí)現(xiàn)一個流；提高生產(chǎn)的柔性化及應(yīng)變能力。</p>&

110、lt;p>　　為了方便后續(xù)生產(chǎn)線平衡設(shè)計的表述，先介紹幾個概念圈：</p><p>　?。?)生產(chǎn)線節(jié)拍(P)：流水線上生產(chǎn)兩件產(chǎn)品之間的間隔時間或產(chǎn)品在各工序之間每移動一次所需的間隔時間稱為生產(chǎn)線節(jié)拍。它是流水線生產(chǎn)組織的重要依據(jù)。</p><p>　?。?）生產(chǎn)冗余率(?)：由于生產(chǎn)平衡遲延造成生產(chǎn)線的時間閑置率。</p><p>　?。?）生產(chǎn)線效率(?

111、)：表示生產(chǎn)線有效生產(chǎn)時間的利用率。</p><p>　　因此裝焊生產(chǎn)線的優(yōu)化設(shè)計應(yīng)該考慮單個零件在所有工序的生產(chǎn)節(jié)拍P、生產(chǎn)線的效率?.生產(chǎn)冗余率?等問題。</p><p><b>　　生產(chǎn)線平衡的設(shè)計</b></p><p><b>　　托輥軸生產(chǎn)線分析</b></p><p>　　通過上一章我

112、們對托輥軸的生產(chǎn)加工工序設(shè)備、時間做出了詳細(xì)的配置與分析。本次分析，我們首先通過分析托輥軸的各工序時間來對其進(jìn)行平衡設(shè)計。托輥軸的加工工序時間如下表4-1所示。磨削外圓由外協(xié)完成，故不考慮在內(nèi)。</p><p>　　表4-1托輥軸工序時間表</p><p>　　從表中可以看出托輥軸加工瓶頸時間發(fā)生在第二道工序。假設(shè)每班有0.45h休息及設(shè)備維護(hù)清理時間，時間利用率為96%，每班8小時工作

113、制，則每道工序每班的產(chǎn)量如下。</p><p><b>　　第一道：</b></p><p><b>　　第二道：</b></p><p><b>　　第三道：</b></p><p>　　很明顯可以看出第二道的生產(chǎn)效率比較低，而第一道和第三道的生產(chǎn)效率基本一樣，這就需要對第二

114、道工序進(jìn)行改進(jìn)。</p><p>　　托輥軸生產(chǎn)線平衡設(shè)計</p><p>　　通過以上對托輥軸生產(chǎn)線的分析，對于這類問題，一般來進(jìn)行生產(chǎn)線平衡有以下具體方法與措施：</p><p>　　縮短瓶頸生產(chǎn)線（工序）公稱時間，如采取線外對刀，采用先進(jìn)刀具、提高切削效率、縮短加工時間等。托輥軸生產(chǎn)相對平衡時間為23.7s，那么要想增加設(shè)備，所需設(shè)備數(shù)量n為：</p&g

115、t;<p><b>　　n=臺</b></p><p>　　相對與企業(yè)的成本預(yù)算，該方法成本費(fèi)用較高。</p><p>　　增人延長瓶頸線作業(yè)時間。若延長作業(yè)時間為3班制，則三班加工176×3=528件，相比平衡生產(chǎn)數(shù)量還差1101-528=573件堆積。</p><p>　　（3）增加瓶頸線零件外協(xié)訂貨數(shù)量。若采用外協(xié)