Bài giảng Thiết kế nhà máy cơ khí - Nguyễn Ngọc Kiên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY-VIỆN CƠ KHÍ
THIẾT KẾ NHÀ MÁY 
CƠ KHÍ
TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Nhà máy cơ khí
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Nội dung
CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ THIẾT
KẾ NHÀ MÁY CƠ KHÍ
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ, QUY HOẠCH TỔNG
MẶT BẰNG NHÀ MÁY CƠ KHÍ
CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ XƯỞNG CƠ KHÍ
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LẮP RÁP
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
CHƯƠNG 1
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ THIẾT 
KẾ NHÀ MÁY CƠ KHÍ
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
NỘI DUNG
1.1 Khái niệm chung
1.2 Nội dung kinh tế kỹ thuật và tổ chức của công trình
thiết kế
1.3 Tài liệu ban đầu
1.4 Phương pháp thiết kế
1.5 Các giai đoạn thiết kế
1.6 Hồ sơ trình duyệt để thẩm định đề án thiết kế nhà máy
cơ khí
1.7 Mô hình tổng quát về quá trình thiết kế nhà máy cơ khí
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
1.1 Khái niệm chung
1.1.1 Ý nghĩa kinh tế, kỹ thuật và xã hội
Lĩnh vực chuyên môn quan trọng của ngành cơ khí
mang tính tổng hợp cao
 Thiết kế kết cấu sản phẩm
 Thiết kế công nghệ chế tạo sản phẩm
 Thiết kế trang thiết bị
 Thiết kế dụng cụ sản xuất
 Tổ chức sản xuất theo dây truyền công nghệ
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Ảnh hưởng lâu dài đến quá trình sản xuất nhà máy
được cải tạo hoặc xây dựng mới
Thiết kế mới, cải tạo nhà máy giúp tận dụng hiệu
quả sức sản xuất, tăng thu nhập, cải thiện đời sống
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
1.1.2 Quá trình sản xuất là cơ sở thiết kế
Chức năng nhà máy là chế tạo các mặt hàng cơ khí.
Đáp ứng nhanh và có hiệu quả nhu cầu thị trường.
Có sức cạnh tranh trên thị trường hàng hoá cơ khí
nội địa và quốc tế.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Tổng quan về quá trình sản xuất
Đầu vào:
- vật tư
- Vốn
- Loại SP
- Sản lượng
Tạo
phôi
Quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí
Gia
công
Lắp
ráp
Đóng
gói
Đầu ra:
- Sản phẩm
- Chất lượng
- Giá thành
- Năng suất
- Lợi nhuận
Các quá trình phụ:
năng lượng, vận
chuyển, bảo quản,
sửa chữa, quản lý,
đào tạo
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
1.1.3 Nội dung thiết kế
Thiết kế cải tạo: để thay đổi mặt hàng hoặc tăng sản
lượng hoặc thay đổi về công nghệ chế tạo
 Phân tích sự thay đổi của chương trình sản xuất.
 nghiên cứu hoạt động sản xuất kinh doanh hiện tại.
 đưa ra phương án cải tạo hợp lý: tận dụng tối đa
năng lực sản xuất hiện có, loại trừ hạn chế của quá
trình sản xuất.
Ưu điểm: không cần vốn đầu tư lớn nhưng có khả
năng mang lại hiệu quả cao.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Thiết kế mới:
 Phân tích các tài liệu ban đầu về sản phẩm
 Sản lượng
 Phương án công nghệ.
 Tổ chức sản xuất.
 Đinh mức lao động
 Thời hạn đưa công trình vào hoạt động
 Để ra phương án thiết kế hợp lý nhất.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Loại thiết kế mới: mang tính chất hệ thống, hoàn chỉnh, phản ứng
kịp thời với những thành tựu và giải pháp tiên tiến về kỹ thuật và
công nghệ
Nhìn chung khi thiết kế nhà máy cần quan tâm:
 Chương trình sản xuất
 Qui trình công nghệ chế tạo sản phẩm
 Qui hoạch tổng mặt bằng và các mặt bằng bộ phận
 Phương tiện vận chuyển, kho tàng, vật tư kỹ thuật
 Để đảm bảo cho quá trình sản xuất đạt hiệu quả cao, tương ứng
với trình độ phát triển khoa học kỹ thuật về mặt kỹ thuật sản xuất và
tổ chức sản xuất
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
1.1.4 Tổ chức công tác thiết kế
Thiết kế nhà máy cơ khí là công việc tổng hợp và phức tạp.
Cộng tác chặt chẽ
 Chuyên gia khoa học kỹ thuật
 Quản lý kinh tế-kỹ thuật thuộc nhiều chuyên môn khác nhau
trong từng giai đoạn thiết kế.
Phải có một chủ nhiệm công trình quản lý và điều hành.
 Có trình độ chuyên môn về cơ khí chế tạo
ít nhất phải có một kỹ sư cơ khí có khả năng tổ chức, điều
hành tập thể thiết kế đạt hiệu quả tốt nhằm đảm bảo chất
lượng và thời hạn thiết kế công trình.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
1.1.5 Những qui định chung
Khi thiết kế nhà máy cơ khí cần phải tuân thủ mọi
pháp lệnh và quy định về quản lý kinh tế xã hội của
nhà nước
 Luật tổ chức doanh nghiệp
 Luật đầu tư, luật lao động
 Luật đất đai
 Luật bảo vệ tài nguyên và môi trường....
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Một số khái niệm cơ bản
Công trình: Là đơn vị có tính chất độc lập về kỹ thuật
và không gian của nhà máy hoặc phân xưởng thíêt kế:
toà nhà, trạm điện, kho,...
 Một công trình gồm nhiều hạng mục công trình
Chủ đầu tư: Là cơ quan cấp hoặc cho vay vốn đầu tư.
 Ngân hàng đầu tư và phát triển, ngân hàng tín dụng, công
ty cổ phần...
 Chủ đầu tư còn là chủ dự án, nghĩa là có chức năng huy
động và tìm nguồn vốn cho công trình.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Cơ quan thiết kế:
 Là tổ chức đảm nhận chức năng thiết kế công trình
 Cung cấp các tài liệu và bản vẽ thiết kế công trình
 Giám sát quá trình thực hiện đề án thiết kế công
trình trong thực tế
 Xây dựng và vận hành khai thác công trình.
 Cơ quan thiết kế thường là phòng thiết kế tại các bộ
hoặc các viện: viện Cơ Khí-ĐHBKHN, Viên
Narime, viện IME, LILAMA, COMA
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Cơ quan xây lắp và tổ chức:
 Chịu trách nhiệm xây dựng và lắp đặt công trình
(nhà xưởng, thiết bị) từ khi bắt đầu thi công đến khi
bàn giao nghiệm thu: Công ty xây dựng thăng long,
tổng công ty lắp máy LILAMA
Hạn ngạch công trình:
 Là mức quy định hiện thời về giá trị vốn đầu tư xây
dựng để phân cấp công trình theo: công trình dưới
hạn ngạch và công trình trên hạn ngạch.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Tài liệu thiết kế: gồm các bản vẽ và thuyết minh về toàn bộ công trình
Khi thiết kế công trình, cần có những tài liệu cơ bản sau:
 Hợp đồng thiết kế công trình.
 Luận chứng kinh tế kỹ thuật về công trình
 Các bản vẽ sản phẩm, bộ phận, cụm, nhóm, chi tiết cơ khí.
 Các tài liệu điều tra, khảo sát về địa điểm xây dựng công trình.
 Các văn bản thiết kế về hợp tác (liên doanh, liên kết) trong thiết kế, xây
dựng công trình và trong quá trình sản xuất tại nhà máy sau này (cung
ứng vật tư kỹ thuật , lao động, năng lượng, vốn, tiêu thụ sản phẩm, đào
tạo nhân lực kỹ thuật.....)
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Khi trình duyệt đề án thiết kế công trình, ta cần có những tài liệu sau:
 Tập thuyết minh giải trình về toàn bộ công trình đã thiết kế gồm toàn bộ
các nội dung đã tính toán thiết kế về công nghệ, kiến trúc và xây dựng,
các bản thống kê, sơ đồ, biểu đồ, các bản vẽ... được xây dựng theo luận
cứ kinh tế kỹ thuật-xã hội-môi trường.
 Các bản vẽ mặt bằng tổng thể và mặt bằng từng bộ phận công trình.
 Các bản vẽ kiến trúc, nhà xưởng công trình.
 Các số liệu kinh tế kỹ thuật cơ bản của công trình (năng lực và hiệu quả
sản xuất, hiệu quả đầu tư, thời hạn hoàn thành vốn đầu tư,....), nêu cụ
thể cho từng hạn mục công trình (phân xưởng, bộ phận)
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
1.2. Nội dung kinh tế kỹ thuật và tổ chức của
công trình thiết kế
1.2.1 Nội dung kinh tế
1-Xác định chương trình sản xuất gồm:
 loại sản phẩm, sản lượng, thời hạn tồn tại, giá thành ước tính theo
khả năng cạnh tranh trên thị trường...trên cơ sở hoạt động tiếp cận
thị trường tiêu thụ trong và ngoài nước (marketting)
2-Tìm hiểu và dự trữ nguồn cung cấp các nhu cầu cho quá trình
sản xuất của công trình (nguyên vật liệu chính và phụ, nhiên liệu,
khí nén, nước, điện, lao động...)
3-Phối hợp các cơ quan chức năng để điều tra, khảo sát, lựa trọn
địa điểm xây dựng công trình.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4-Xác định quy mô, cấu tạo của công trình (lớn, vừa, nhỏ).
5-Lập kế hoạch dự kiến khả năng mở rộng và phát triển nhà máy
sau này.
6-Lập phương án liên doanh, liên kết sản xuất với các xí nghiệp.
7-Giải quyết vấn đề cung cấp vốn đầu tư, thiết bị, vật liệu xây
dựng...trên cơ sở phối hợp trách nhiệm với các cơ quan có liên
quan và phía đối tác xây dựng công trình.
8-Nghiên cứu, lập phương án giải quyết vấn đề đời sống, sinh
hoạt, văn hoá, phúc lợi xã hội đối với lực lượng lao động trong
nhà máy.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
1.2.2 Nội dung kỹ thuật
1-Thiết kế các quá trình công nghệ và dây truyền sản xuất để
chế tạo sản phẩm cơ khí (chế tạo phôi, gia công cơ, nhiệt, kiểm
tra chất lượng, lắp ráp, bảo quản, bao gói..) theo trương trình
của nhà máy thiết kế là trọng tâm kỹ thuật rất quan trọng và
phức tạp.
2-Xác định thời gian cần thiết để chế tạo một sản phẩm và toàn
bộ sản lượng.
3-Tính toán, xác định số lượng, chủng loại trang thiết bị và dụng
cụ công nghệ cần thiết ứng với các công đoạn, phân xưởng sản
xuất (chế tạo phôi, gia công, nhiệt luyên, lắp ráp, kiểm tra...)
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4-Xác định bậc thợ và số lượng công nhân sản xuất,
số lượng kỹ thuật viên, lực lượng quản lý và phục
vụ sản xuất.
5-Xác định khối lượng và giải pháp cung cấp phôi
liệu, nhiên liệu, năng lượng, nước ...cho các công
đoạn và phân xưởng sản xuất.
6-Lập sơ đồ vận chuyển, xác định phương tiện vận
chuyển trong từng phân xưởng, bộ phận sản xuất và
toàn nhà máy.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
7-Giải quýêt các vấn đề vệ sinh kỹ thuật, môi trường, an
toàn lao động, phòng chống cháy nổ, đảm bảo điều kiện
thông gió, chiếu sáng và môi trường làm việc thích hợp,
bố trí thao tác và chỗ làm việc khoa học để lao động với
chất lượng và năng suất cao nhất.
8-Xác định nhu cầu về diện tích, bố trí hợp lý mặt bằng
sản suất các phân xưởng, bộ phận và tổng mặt bằng nhà
máy.
9-Xác định kết cấu kiến trúc nhà xưởng cho các hạng
mục công trình.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
1.2.3 Nội dung tổ chức
1-Xác định cơ cấu của hệ thống quản trị và điều khiển
nhà máy quy định quan hệ giữa các phòng ban, phân
xưởng, bộ phận; nêu rõ chức năng của từng đơn vị dưới
sự điều hành của hội đồng quản trị xí nghiệp, công ty
(ban điều hành), hội đồng doanh nghiệp.
2-Tổ chức hệ thống quản lý kỹ thuật và sản xuất kinh
doanh trong nhà máy từ phó giám đốc kỹ thuật, phòng
kỹ thuật, công nghệ, kỹ thuật viên, quản đốc phân
xưởng đến công nhân sản xuất tại các dây truyền công
nghệ.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
3-Lập các phương thức tổ chức và quản lý lao động, bồi
dưỡng chuyên môn, đào tạo lao động (thi nâng bậc thợ, đào
tạo lại, đào tạo nâng cao)
4-Tổ chức hệ thống bảo vệ nhà máy.
5-Giải quýêt các hoạt động sinh hoạt chính trị, văn hoá xã
hội của các nhân viên trong nhà máy.
Tóm lại: Yêu cầu cơ bản ở đây là đảm bảo cho nhà máy thiết
kế là một hệ thống đồng bộ về các mặt kỹ thuật, tổ chức và
kinh tế phù hợp với trình độ phát triển của khoa học kỹ thuật
và điều kiện sản xuất cụ thể sao cho quá trình sản xuất của nhà
máy đạt hiệu quả cao và đáp ứng tốt nhu cầu xã hội.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
1.3 Tài liệu ban đầu
Hợp đồng thiết kế là văn bản ký kết trách nhiệm
kinh tế giữa chủ công trình và tổ chức thiết kế.
Giải trình về công trình sẽ thiết kế gọi là luận
chứng kinh tế kỹ thuật về công trình được xây dựng
dưới dạng dự án.
Các bản vẽ sản phẩm gồm: bản vẽ lắp sản phẩm, bộ
phận, cụm; các bản vẽ chi tiết cơ khí có trong các
sản phẩm chính và phụ với các điều kiện kỹ thuật
cần thiết
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Các tài liệu điều tra, khảo sát về địa điểm xây dựng nhà
máy.
Các văn bản liên doanh liên kết, hợp tác sản xuất và
tiêu thụ sản phẩm gồm: hợp đồng dài hạn về cung ứng
nguyên vật liệu, năng lượng và các nhu cầu khác cho
quá trình sản xuất, hợp đồng về tiêu thụ sản phẩm.
Trong các tài liệu trên thì luận chứng kinh tế kỹ thuật là
tài liệu ban đầu quan trọng nhất, quyết định nhất đối với
quá trình thiết kế công trình.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
1.3.1.Luận chứng kinh tế kỹ thuật về công trình
Nhà máy cơ khí
 Là một công trình phải được khai thác, sử dụng tối
ưu và lâu dài, thường là trên 30 năm.
 Vì vậy phải qua giai đoạn phân tích, nghiên cứu, so
sánh, lựa trọn sơ bộ để đưa ra những kết quả làm cơ
sở cho các chủ đầu tư xem xét để quyết định.
 Giai đoạn này gọi là lập dự án sơ bộ hay dự án tiền
khả thi.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Nội dung cơ bản của luận chứng kinh tế kỹ thuật
về công trình bao gồm:
1-Tên gọi chính xác và tên gọi tắt được quốc tế hoá,
chức năng sản xuất và kinh doanh của nhà máy cơ
khí: nhà máy cơ khí Trần Hưng Đạo
2-Phương án sản phẩm chính, phụ, nêu rõ điều kiện
kỹ thuật cơ bản, giá trị sử dụng, qui cách, mẫu mã,
nhãn hiệu,...
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
3-Sản lượng hàng năm, quy mô sản xuất của từng
loại sản phẩm sẽ được chế tạo:
 Chiến lược tiếp thị trên cơ sở nghiên cứu, phân tích
sản phẩm về thị hiếu và nhu cầu sử dụng
 Khả năng cạnh tranh để chiếm lĩnh thị trường tiêu
thụ, xác định các kênh phân phối sản phẩm.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4-Xác định phạm vi và chức năng của nhà máy
trong hệ thống công nghiệp chế tạo sản phẩm cơ khí
nói chung.
 Khả năng hỗ trợ và phát triển kinh tế ngành
 Kinh tế vùng lãnh thổ khi cần thiết
 Chức năng bảo hành
 Sửa chữa thiết bị
 Sản xuất phụ tùng thay thế....
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
5-Địa điểm xây dựng nhà máy, dự kiến khả năng phát
triển và mở rộng sau này.
6-Các phương án đầu tư về công nghệ và các giải pháp
kỹ thuật phù hợp với quá trình sản xuất trên cơ sở
 Các số liệu về diện tích và mặt bằng sản xuất
 Trang thiết bị công nghệ
 Nguồn đào tạo và bổ sung nhân lực.
 Từ đó ước tính giá trị vốn đầu tư cần thiết để xây dựng
nhà máy, ước tính chi phí sản xuất và giá thành sản phẩm.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
7-Phân tích các số liệu về chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật
nhằm phản ánh tính khả thi, tính hiệu quả của công
trình
 Chế độ lao động (số ca sản xuất hàng ngày, số ngày
làm việc hàng năm)
 Năng suất lao động tính cho một đơn vị diện tích sản
xuất
Một công nhân sản xuất
Một đơn vị giá trị vốn đầu tư...
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
8-Xác định thời hạn hoàn vốn đầu tư xây dựng công trình
trên cơ sở phân tích đầy đủ và khách quan về chi phí doanh
thu và lợi nhuận.
9-Phương án tổ chức và kế hoạch thực hiện quá trình thiết kế
nhà máy
 phân chia các giai đoạn thiết kế
 Nội dung chi tiết của từng giai đoạn thiết kế
 Các thiết kế phải nối tiếp nhau chặt chẽ và hài hoà
 Đảm bảo chất lượng, thời gian thiết kế và mục tiêu dự án.
10-Kết luận và những kiến nghị cần thiết khác.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
1.3.2. Xác định trương trình sản xuất của nhà
máy cơ khí.
Chương trình sản xuất (CTSX) của nhà máy (doanh
nghiệp) cơ khí được xác định theo những cơ sở quan
trọng sau:
Quy mô của công trình theo quy hoạch phát triển chung
của nền kinh tế và định hướng liên doanh, liên kết sản
xuất.
Dữ liệu ban đầu về sản phẩm (giá trị sử dụng, nhu cầu,
độ chính xác chế tạo)
Hợp đồng thiết kế nhà máy, luận chứng kinh tế kỹ thuật.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Nội dung của chương trình sản xuất đối với một nhà
máy cơ khí thường là:
Mặt bằng (loại sản phẩm, giá trị sử dụng, đặc tính  ...  gia công.
Tổ chức lao động khoa học, đảm bảo vệ sinh công
nghiệp và an toàn lao động.
Sử dụng thiết bị, dụng cụ công nghệ thích hợp.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
3.5. Xác định các thông số cơ bản của phân
xưởng cơ khí.
3.5.1. Độ lớn lô chi tiết (nL).
nLmin=tck/a.ttc
Trong đó:
- nL là độ lớn lô tính theo đơn vị, chi tiết /lô.
- tck là thời gian chuẩn bị kết thúc nguyên công tính cho
cả lô chi tiết , phút/lô.
- ttc là thời gian từng chiếc, phút/chiếc.
- a là hệ số xét đến độ phức tạp về kết cấu của chi tiết gia
công hoặc hệ số xét đến quy mô sản xuất
Khi có độ lớn lô thực tế có giá trị bằng và lớn hơn độ lớn lô
nhỏ nhất (nLmin) thì giá thành chi phí gia công chi tiết không
thay đổi.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
3.5.2. Số lượng thiết bị công nghệ.
Tính chính xác: Tổng số máy các loại cho tất cả các nguyên công.
Số lượng máy cho từng nguyên công:
Ci=Ti/FMi.mi
Trong đó:
- m là số loại chi tiết gia công.
- Nj là sảm lượng cần chế tạo của loại chi tiết j.
- ttcj là thời gian định mức để gia công một chi tiết loại j.
- FMi là quỹ thời gian làm việc của một máy loại i theo chế độ
làm việc 1 ca/ngày đêm.
- mi là số ca sản xuất trong một ngày đêm (mi=1,2,3.).
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
3.5.2. Số lượng thiết bị công nghệ.
Tính gần đúng: Số lượng từng loại máy được xác định gần đúng theo
tỷ lệ phần trăm của tổng số máy cần thiết.
Tổng số máy cần thiết:
Trong đó:
- Q là tổng sản lượng các loại chi tiết gia công (tấn/năm , chiếc/năm).
- q năng suất lao động yêu cầu của một máy (tấn/năm , chi tiêt/năm).
- m là số ca sản xuất trong một ngày đêm (m=1,2,3).
- z là hệ số tải trọng trung bình của máy gia công xét theo quy mô
sản xuất.
- t là định mức thời gian gia công cho một đơn vị chi tiết (giờ/tấn,
giờ/chiếc).
- K là hệ số điều chỉnh theo điều kiện, trình độ sản xuất thực tế
- FM là quỹ thời gian làm việc của một máy, theo chế độ 1 ca sản xuất
trong một ngày đêm.
C= .
. . z
Q
K
qm
 hoặc C=
.
.
. .M z
Q t
K
F m
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
3.5.3. Số lao động.
Công nhân sản xuất:
+ 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 hàn , văn thư ...).
Bậc thợ bình quân của công nhân sản xuất chính Bbq:
- Sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ Bbq = 4 – 4,5.
- Sản xuất loạt vừa Bbq = 3,5 – 4.
- Sản xuất loạt lớn, hàng khối Bbq = 3,25 – 3,5.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
3.5.4. Diện tích phân xưởng cơ khí:
Tính chính xác:
Diện tích sản xuất được xác định:
Trong đó:
- A0i 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, bàn nguội,
bàn kiểm tra.
- fi là hệ số về các loại diện tích phụ cần thiết (thao tác, đặt
phôi, dụng cụ, gá lắp, vận chuyển, sửa chữa...)
- Si là số máy chọn dùng.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
3.5.4. Diện tích phân xưởng cơ khí:
+ Kho trung gian (Ap1 ) khoảng 10 – 15 %
+ Chuẩn bị phôi (Ap2) khoảng 15 – 20 %
+ Tổng kiểm tra chất lượng (Ap3) khoảng 3 – 5 %
+ Sinh hoạt (Ap4) khoảng 10 %
Tính gần đúng: Tổng diện tích cần thiết của phân xưởng cơ
khí có thể xác định gần đúng theo chỉ tiêu diện tích (diện tich
đơn vị) A0sx
Thí dụ: m2/máy, m2/tấn sản phẩm, m2/công nhân sản xuất.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
3.5.5. Bố trí mặt bằng phân xưởng
Ba yếu tố đặc trưng:
- Kỹ thuật
- Thời gian
- Không gian
Các dạng cấu trúc không gian:
- Bố trí máy theo thứ tự các nguyên công của quá trình công
nghệ thành hàng máy nối tiếp nhau hoặc kết hợp giữa nối
tiếp và song song.
- Bố trí máy theo kiểu loại máy tạo thành các khu vực, bộ
phận sản xuất.
- Bố trí máy thành nhóm, cụm linh hoạt.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
3.6. Dây chuyền gia công linh hoạt
Các chi tiết cơ khí thuộc cùng 1 dạng, loại, có sự
giống nhau về kiểu, cỡ kích thước, có điều kiện kỹ
thuật giống nhau có thể ghép lại để gia công chung
với một quá trình công nghệ, trên cùng một dây
chuyền gia công.
Hệ thống sản xuất linh hoạt (FMS = Flexible
Manufactering System) được thiết lập trên dây
chuyền gia công linh hoạt.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
3.6. Dây chuyền gia công linh hoạt
Thí dụ: Ghép nhóm các chi tiết cơ khí cùng dạng, cùng cỡ kích
thước, để gia công trong hệ thống sản xuất linh hoạt.
Trong đó:
: Nguyên công ứng với nhóm lớn các chi tiết, dùng chung máy
gia công.
: Nguyên công ứng với nhóm nhỏ chi tiết, dùng gá lắp, dụng
cụ, chế độ gia công
Phôi A, B, C, 
D, E
Chi tiết
B', C', D', E'A, B
C, D, E
B, D
C, EB, C
A, D, E
A'
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
CHƯƠNG 4
THIẾT KẾ PHÂN XƯỞNG LẮP RÁP
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
Nội dung
4.1. Khái quát về phân xưởng lắp ráp sản phẩn cơ khí.
4.2. Tài liệu ban đầu.
4.3. Trình tự thiết kế phân xưởng lắp ráp sản phẩm cơ
khí.
4.4 Hình thức tổ chức lắp ráp.
4.5. Xác định khối lượng lao đọng lắp ráp sản phẩm.
4.6 Số lượng các trạm lắp ráp.
4.7. Số lượng lao động.
4.8. Diện tích và bố trí mặt bằng phân xưởng.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.1. Khái quát về phân xưởng lắp ráp sản phẩm
cơ khí.
Chức năng: sửa chữa và hiệu chỉnh các đối tượng lắp (chi
tiết lắp), lắp ghép các đối tượng lắp thành sản phảm cơ khí.
Khối lượng công việc chiếm 40 50% tổng khối lượng công
việc để chế tạo sản phẩm cơ khí.
4.2. Tài liệu ban đầu
Chương trình sản xuất
Quy trình công nghệ lắp ráp sản phẩm
Dạng sản xuất của phân xưởng lắp ráp
Khối lượng lao động để lắp ráp một đơn vị sản phẩm
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.3. Trình tự thiết kế phân xưởng lắp ráp sản
phẩm cơ khí.
1. Xác định và phân tích chương trình sản xuất.
2. Phân nhóm sản phẩm theo chương trình sản xuất.
3. Thiết kế, lập phương án tổ chức quá trình lắp ráp.
4. Xác định khối lượng lao động lắp ráp một sản phẩm và toàn
bộ sản lượng.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.3. Trình tự thiết kế phân xưởng lắp ráp sản
phẩm cơ khí.
5. Xác định hình thức tổ chức lắp ráp.
6. Tính khối lượng nguyên vật liệu và chi tiết lắp.
7. Xác định trang thiết bị và bảo quản đối tượng lắp ráp.
8. Xác định hình thức tổ chức bảo quản đối tượng lắp.
9. Xác định lượng vận chuyển trong quá trình lắp ráp.
10. Xác định vị trí các bộ phận của phân xưởng lắp ráp.
11. Xác định thiết bị lắp ráp ( bệ, giá đỡ, bàn nguội, )
12. Thiết kế, quy hoạch trạm lắp ráp( đơn vị mặt băng lắp ráp).
13. Tính số lượng lao động chính (thợ lắp ráp, thợ nguội, thợ
kiểm tra).
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.3. Trình tự thiết kế phân xưởng lắp ráp sản
phẩm cơ khí.
14. Tính số lượng các thành phần lao động khác (công nhân phụ,
nhân viên phụ)
15. Xác định nhu cầu về trang bị công nghệ và dụng cụ lắp ráp.
16. Thiết kế, quy hoạch các bộ phận phụ của phân xưởng lắp ráp.
17. Xác định diện tích cần thiết của từng đơn vị mặt bằng lắp ráp
18. Xác định nhu cầu về năng lượng.
19. Xác định diện tích kho tàng.
20. Xác định tổng diện tích cần thiết của phân xưởng lắp ráp.
21. Lập sơ đồ quy hoạch mặt bằng phân xưởng lắp.
22. Xác định phương tiện vận chuyển trong phân xưởng lắp ráp.
23. Chọn kết cấu nhà xưởng lắp ráp.
24. Xác định các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật của phân xưởng lắp ráp.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.4 Hình thức tổ chức lắp ráp.
Ảnh hưởng lớn đến năng suất lắp ráp.
Xác định theo : dạng sản xuất , đặc tính của sản phẩm, độ
chính xác chế tạo của các chi tiết lắp, phương pháp lắp.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.5. Xác định khối lượng lao động lắp ráp
sản phẩm.
Công việc trong dây chuyền, phân xưởng lắp ráp gồm:
- Sửa chữa, hoàn thiệnh và kiểm tra chất lượng gia công các
chi tiết lắp.
- Lắp ráp và kiểm tra chất lượng lắp ráp các cụm, bộ phận của
sản phẩm.
- Lắp chung sản phẩm và tổng kiểm tra chất lượng sản phẩm.
Xác định chính xác khối lượng lao động: 2 bước
Bước 1: Xác định thời gian cần thiết để lắp ráp một sản phẩm.
Bước 2: Xác định tổng thời gian lắp ráp toàn bộ sản lượng của
phân xưởng.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.5. Xác định khối lượng lao động lắp ráp
sản phẩm.
Xác định gần đúng khối lượng lao động: 2 cách
+ Theo tỷ lệ phần trăm so với thời gian gia công các chi tiết
lắp
TLR = K.TCK (giờ/năm)
Trong đó:
- TLR là thời gian lắp ráp toàn bộ sản lượng sản phẩm.
- TCK là thời gian gia công các chi tiết lắp ứng với toàn bộ sản
lượng sản phẩm yêu cầu (giờ/năm)
K là tỷ lệ tính theo phần trăm.
+Sản xuất đơn chiếc: K =50 100%
+Sản xuất hàng loạt : K = 35 50%
+Sản xuất hàng khối: K = 20 35%
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.5. Xác định khối lượng lao động lắp ráp
sản phẩm
Theo chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật:
TLR = Q.t (giờ /năm)
Trong đó:
+ Q là sản lượng lắp ráp(tấn sản phẩm/ năm).
+ T là định mức lắp ráp ( giờ / tấn sản phẩm ).
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.6 Số lượng các trạm lắp ráp.
4.6.1. Lắp ráp cố định.
• Theo định mức thời gian lắp: 2 cách
Trong đó:
- tc là định mức thời gian lắp ráp một cụm, bộ phận, sản
phẩm( phút)
- F là quy thời gian làm việc của một trạm, vị trí lắp.
;
60...
.
minRmF
tN
c tc 
60...
.
tb
tc
RmF
tN
c 
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.6.1. Lắp ráp cố định.
F = A.L.K
Với:
+ A là số giờ làm việc của một công nhân.
+ L là số ngày làm việc ( ngày/ năm)
+ K là hệ số xét đến thời gian bảo dưỡng, sửa chữa dây
chuyền lắp ráp, nghỉ ngơi  K = 0,97 1
- m là số ca sản xuất trong một ngày đêm.
- Rtb là số thợ trung bình cần thiết để cùng lắp ráp một cụm,
bộ phận, sản phẩm.
- Rmin là số lượng thợ tối thiểu cần thiết để cùng lắp ráp một
cụm, bộ phận, sản phẩm.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.6.1. Lắp ráp cố định.
• Theo năng suất lắp ráp quy định:
Trong đó :
- N là sản lượng yêu cầu ( sản phẩm/năm)
- q là năng suất lắp ráp quy định cho một trạm, vị trí lắp ráp
(sản phẩm/ năm)
q
N
c 
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.6.2. Lắp ráp di động.
a. Đối tượng lắp di động.
- Nhịp sản xuất của phân xưởng lắp ráp (Tn)
Trong đó:
+ F là quỹ thời gian làm việc của phân xưởng lắp ráp theo
chế độ 1 công nhân sản xuất/ngày đêm (F = A.L.K)
+ m là số công nhân sản xuất trong một ngày đêm.
+ N là sản lượng yêu cầu (cum, bộ phân, sản phẩm/năm)
- Nhịp sản xuất của một dây chuyền lắp ráp (tN)
+ Đối tượng lắp di động liên tục: tN = ttcmax
+ Đối tượng lắp gián đoạn: tN = ttcmax + tđ
N
mF
Tn
..60
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.6.2. Lắp ráp di động.
+ ttcmax là thời gian nguyên công lắp dài nhất.
+ tđ là thời gian dịch chuyển đối với đối tượng lắp ráp giữa 2
trạm.
- Số lượng trạm, vị trí lắp ráp cần thiết của một dây chuyền lắp
ráp:
+ Theo nguyên công lắp ráp i:
Hoặc
+ Theo dây chuyền lắp ráp với n nguyên công.
Hoặc
minN
tci
i
R.t
t
c 
tbN
tci
i
R.t
t
c 

 
n
1i
icc
tbN
n
1i
ci
R.t
t
c

 
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.6.2. Lắp ráp di động.
Số dây chuyền lắp ráp cần thiết trong phân xưởng lắp ráp:
b. Đối tượng lắp cố định:
Số lượng các trạm, vị trí lắp ráp cần thiết phải tương ứng với
số đối tượng lắp trong một loạt (nL) cũng như số nguyên
công cần thiết (m) của quá trình lắp ráp.
C = nL = m
c. Theo năng suất lắp ráp quy định:
n
N
d
T
t
c 
q
N
c 
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.6.2. Số lượng lao động
4.7.1. Công nhân sản xuất:
a. Thợ nguội:
Trong đó:
- ttcnj là thời gian sửa nguội cần thiết cho một chi tiết lắp loại j
(phút/chi tiết)
- m là số loại chi tiét phải sửa nguội của một sản phẩm.
- Nj là số lượng chi tiết phải sửa nguội loại j ( chi tiết/ năm)
- Fc là quỹ thời gian làm việc của một thợ nguội hàng năm
theo chế dộ một ca một ngày một đêm(giờ/năm)
c
m
j
jtcnj
N
F
Nt
R
.60
.
1

Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.7.1. Công nhân sản xuất:
b. Thợ lắp ráp.
- Lắp ráp cố định.
+ Theo định mức thời gian lắp ráp (ttc).
hoặc
Trong đó:
- N: Số lượng đơn vị lắp (cụm, bộ phận, sản phẩm).
- ttc là định mức thời gian lắp ráp một đơn vị lắp( phút/ đơn vị
lắp)
- Rmin là số lượng thợ tối thiểu để cùng lắp một đơn vị lắp tại
một trạm, vị trí lắp.
- m là số ca sản xuất trong một ngày đêm.
- Fc là quỹ thời gian làm việc theo chế độ ca sản xuất trong một
ngày đêm.
c
tc
L
F
mRtN
R
.60
... min 
c
tbtc
L
Fi
mRtN
R
.06
...
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.7.1. Công nhân sản xuất:
Theo số lượng trạm, vị trí lắp ráp cần thiết (c)
RL = c.Rmin = c. Rtb .
 theo năng suất lắp ráp quy định cho một thợ lắp ráp:
RL = N/q
Với:
+ N là sản lượng yêu cầu.
+ q là năng suất lắp lắp ráp quy định cho một thợ lắp ráp.
- Lắp ráp di động:
+Đối tượng lắp di động
• Cho từng nguyên công (i): RLi = ci.Rmin.m = ci.Rtb.m
• Cả qúa trình công nghệ lắp gồm n nguyên công: 

n
1i
LiL
RR
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.7.1. Công nhân sản xuất:
+ Đối tượng lắp cố định: RL = c.Rmin = c.Rtb
4.7.2. Số lượng các thành phần lao động khác:
a. Công nhân phụ: Xác định theo tỷ lệ phần trăm so với tổng
số lượng thợ nguội và thợ lắp ráp cần thiết
- Sản xuất đơn chiếc - hàng loạt: Rp = 20  25%(RN + RL)
- Sản xuất hàng khối: Rp = 15  20%(RN + RL)
b. Gián tiếp: Xác định theo tỷ lệ phần trăm so với tổng số thợ
nguội, thợ lắp và công nhân phụ: ( RN + RL + RP)
- Nhân viên phục vụ: 23%
- Kỹ thuật viên: 810%
- Nhân viên văn phòng : 45%
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.8. Diện tích và bố trí mặt bằng phân xưởng.
4.8.1. Diện tích lắp ráp:
a. Theo tỷ lệ phần trăm so với diện tích phân xưởng cơ khi:
- Diện tích phân xưởng lắp ráp ( ALR) so với phân xưởng cơ
khí ( Ack) tùy thuộc theo loại sản phẩm.
Loại sản phẩm cơ khí Diện tích lắp ráp
Xe tải, máy nông nghiệp ALR = 15  20% ACK
Máy công cụ ALR = 2230% ACK
Máy nâng ALR = 31  51% ACK
động cơ điện ALR = 3842% ACK
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.8.1. Diện tích lắp ráp:
- Diện tích phân xưởng lắp ráp so với phân xưởng cơ khí tùy
theo dạng sản xuất:
b. Theo diện tích bình quân quy định:
ALR = Ao. R hoặc ALR = Ao
Trong đó:
- R là tổng số thợ ở ca sản xuất đông nhất.
- Q là sản lượng ( tấn/ năm).
Dạng sản xuất Diện tích lắp ráp
Đơn chiếc – loại nhỏ ALR = 50 60% ACK
Loạt vừa 35 40%
Loạt lớn – hàng khối 25 30%
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.8.1. Diện tích lắp ráp:
c. Theo quy hoạch mặt bằng của một trạm, vị trí lắp ráp.
- Lắp ráp đối tượng lắp lớn, nặng trên xưởng.
Diện tích bình quân quy định cho một đối tượng lắp Ao là:
Ao = K.Asp
x.LBy.
Trong đó:
- Asp là diện tích của một đối tượng lắp.
- x,y là số mũ.
- LB là tỷ lệ kích thước chiều dài so với chiều rộng của một
đối tượng lắp.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.8.2. Bố trí mặt bằng lắp ráp:
Dây chuyền lắp ráp cụm, bộ phận:
Dây chuyền lắp chung sản phẩm.
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên
4.8.2. Bố trí mặt bằng lắp ráp:
Lắp ráp cố định phân tán:
Thiết Kế Nhà Máy Cơ Khí - TS. Nguyễn Ngọc Kiên