Конспект лекций "Технология отрасли"

Лекции  ТО

Урок 1- Введение- 2 часа

Содержание дисциплины и ее связь с другими дисциплинами учебного плана. История развития промышленности. Повышение эффективности производства и технического уровня. Перспективы и основные направления дальнейшего развития промышленности России и Татарстана. Использование достижений технического прогресса, технологических процессов производства основной продукции.

Промышленность, ее структура и характеристика

Промышленность — ведущая отрасль народного хозяйства, функционирующая наряду с другими отраслями — сельским, лесным хозяйством, транспортом, связью и т.д. В состав промышленности входят промышленные предприятия (заводы, фабрики, электростанции, шахты, рудники, мастерские, комбинаты и т. д.) и их объединения, а также научно-исследовательские, проектные, конструкторские и технологические институты, лаборатории, бюро и другие организации.

Отрасль промышленности — это совокупность родственных предприятий, характеризующихся единством экономического назначения производимой продукции, однородностью потребляемого сырья, общностью технологических процессов и технической базы, особым профессиональным составом кадров и специфическими условиями труда.

По характеру воздействия на предмет труда промышленность разделяется на добывающую и обрабатывающую. Первая занимается добычей полезных ископаемых и других веществ, предоставляемых человеку природой, вторая - перерабатывает сырье и материалы в готовые продукты. По экономическому назначению производимой продукции промышленность делится на два подразделения — А и Б. Промышленность группы А занимается в основном производством средств производства и включает отрасли, производящие элементы как основных (машины, механизмы, аппараты, сооружения и т. п.), так и оборотных средств (сырье, материалы, топливо, энергия). Группа Б включает легкую и пищевую промышленность, выпускающую в основном предметы народного потребления и продукты питания.

В процессе производства все отрасли хозяйства взаимодействуют, снабжая друг друга сырьем, материалами, орудиями труда, обеспечивают всем необходимым непроизводственную сферу и науку.

Производственный и технологический процессы

Каждое предприятие объединяет коллектив работник, в распоряжении его находятся машины, здания и сооружения, а также сырье, материалы, полуфабрикаты, топливо другие средства производства в размерах, необходимых для производства определенных видов продукции в установленном количестве в заданные сроки. На предприятиях осуществляется процесс производства, в ходе которого рабочие с помощью орудий труда превращают сырье и материалы в готовую продукцию, необходимую обществу. Каждое промышленное предприятие является единым производственно-техническим организмом. Основу деятельности каждого предприятия составляет производственный процесс —процесс воспроизводства материальных благ и производственных отношений, производственный процесс является основой действий, в результате которых исходные материалы и полуфабрикаты превращаются в готовую продукцию, соответствующую своему назначению.

В каждый производственный процесс входят основные и вспомогательные технологические процессы.

Технологические процессы, обеспечивающие превращение сырья и материалов в готовую продукцию, называются основными.

Вспомогательные технологические процессы обеспечивают изготовление продукции, используемой для обслуживания основного производства. Например, подготовка производства, производство энергии для собственных нужд, изготовление инструментов, оснастки, запасных частей для ремонта оборудования предприятия.

По своему характеру технологические процессы бывают синтетические, при которых из различных видов сырья и материалов изготавливается один вид продукции; аналитические, когда многие виды продукции изготавливаются из одного вида сырья; прямые, когда осуществляется производство одного вида, продукции из одного виды сырья.

Технологические процессы различаются по характеру изготавливаемой продукции, используемым материалам, применяемым методам и способам производства, организационному построению и другим признакам.

Общепринято технологические процессы разделять на механические и физические, химические и биологические и комбинированные.

При механических и физических процессах изменяются только внешний вид и физические свойства материала. Химические и биологические процессы приводят к более глубоким превращениям материала, вызывая изменение его первоначальных свойств. Комбинированные процессы представляют собой сочетание указанных процессов и являются наиболее распространенными в практике.

В зависимости от вида преобладающих затрат различают технологические процессы: материалоемкие, трудоемкие, энергоемкие, капиталоемкие и др.

В зависимости от вида применяемого труда технологические процессы могут быть ручные, машинно-ручные, автоматные и аппаратные.

В любом технологическом процессе легко выделить его часть, которая повторяется с каждой единицей одинаковой продукции, называемую циклом технологического процесса. Циклическая часть процесса может осуществляться периодически либо непрерывно, соответственно этому различают периодические и непрерывные технологические процессы. Периодическими называются процессы, циклическая часть которых прерывается после включения в эти процессы предмета труда (нового). Непрерывными называются такие технологические процессы, которые приостанавливаются не после изготовления каждой единицы продукции, а лишь тогда, когда прекращается подача обрабатываемого или перерабатываемого сырья.

Типы производства, их технико-экономическая характеристика

Тип производства как наиболее общая организационно-техническая характеристика производства определяется главным образом степенью специализации рабочих мест, величиной и постоянством номенклатуры объектов производства, а также формой движения изделий по рабочим местам.

Различают три типа производства: единичное, серийное и массовое.

Единичное производство характеризуется широкой номенклатурой изготовляемых изделий и малым объемом их выпуска. Единичному производству свойственны следующие особенности: применение универсального оборудования, универсальных приспособлений и инструмента, размещение оборудования группами по видам, наиболее длительный цикл изготовления деталей. По принципу единичного производства организованы цехи опытных, ремонтных и других производств.

Серийное производство характеризуется ограниченной номенклатурой изделий, изготовляемых периодически повторяющимися производственными партиями (сериями) при заданном объеме выпуска.

Производственной партией называют группы изделий одного наименования и типоразмера, запускаемых в обработку одновременно или непрерывно в течение определенного интервала времени.

Серийное производство условно разделяют на мелкосерийное, среднесерийное и крупносерийное. Серийность производства характеризуется коэффициентом серийности (К) закрепления операций за одним рабочим местом. Если за одним рабочим местом закреплено от 2 до 5 операций, т. е. коэффициент К = 2/5, то такое производство считают крупносерийным, при К = 6/10 — среднесерийным, при К > 10 — мелкосерийным.

Серийному производству свойственны следующие особенности: необходимость переналадки станков с операции на операцию, поскольку за одним рабочим местом закреплено несколько операций, расположение оборудования по потоку (в крупносерийном производстве) илисто групповому признаку (в мелкосерийном производстве), наличие межоперационного складирования изделий, длительный цикл изготовления изделий.

Массовое производство характеризуется узкой номенклатурой и большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготавливаемых в течение продолжительного времени. В массовом производстве на каждом рабочем месте выполняется одна неизменно повторяющаяся операция. Массовому производству свойственны следующие особенности: расположение оборудования в последовательности выполнения операций, применение высокопроизводительного оборудования, специальных приспособлений и инструмента, широкое использование транспортных устройств для передачи изделий вдоль поточной линии, механизация и автоматизация технического контроля, короткие грузопотоки на линии обработки, наименьшая длительность производственного цикла.

Основными факторами, способствующими переходу к серийному и массовому типам производства, являются повышение уровня специализации и кооперирования в промышленности, широкое внедрение стандартизации, нормализации и унификации изделий, а также унификации технологических процессов.

Характеристика машиностроительного производства. Определение типа производства. Организация формы работы

Струк­турной основой машиностроительного завода является цех, представляющий собой совокупность производственных участков. Производственный участок объединяет группу рабочих мест, организованных по предметному, технологи­ческому и предметно-технологическому принципам.

Примером серийного произ­водства являются предприятия, изготавливающие станки, прессы, деревообрабатывающее оборудование, текстильные машины, насосы, вентиляторы и т.д. В серийном производстве заготовки обрабатываются партиями.

Производственная партия - это группа заготовок одного наименования и типоразмера, запускаемых в обработку одновременно или непрерывно в тече­ние определенного интервала времени.

Количество деталей в партии (п) рассчитывается по формуле:

n=                                       (5)

где N - объем выпуска;

 Т - количество рабочих дней в планируемом периоде выпуска;

 а - периодичность запуска в днях.

Серия изделий - это общее количество изделий определенного наименова­ния, типоразмера и исполнения, изготовляемых или ремонтируемых по неизме­няемой конструкторской документации.

Интервал времени от начала до окончания производственного процесса из­готовления или ремонта изделия называют производственным циклом.

В серийном производстве процесс изготовления деталей построен по принципу дифференциации операции. Отдельные операции закреплены за оп­ределенным рабочим местом. Поэтому серийное производство характеризуется необходимостью переналадки технологического оборудования при переходе на изготовление деталей другой партии.

В массовом производстве выпускаются изделия узкой номенклатуры с большим объемом выпуска, непрерывно изготавливаемые в течение продолжи­тельного времени. На каждом рабочем месте выполняется только одна закреп­ленная за ним операция. Примером массового производства являются предпри­ятия, на которых изготавливаются автомобили, тракторы, мотоциклы, подшип­ники качения, велосипеды, швейные машины и т.д.

Тип производства оказывает влияние на построение технологических про­цессов изготовления изделий и организацию работы на предприятии. Основные технологические признаки типов производств приведены в таблице 1.

При проектировании технологического процесса на конкретную деталь тип производства ориентировочно может быть определен по заданному объему вы­пуска с помощью таблицы  2.

После предварительной разработки технологического процесса на деталь тип производства может быть уточнен на основании отношения рассчитанного такта к среднему штучному времени технологических операций:

K=              (6)

где   К - коэффициент, характеризующий отношение;

t - такт выпуска детали;

   t _шт.ср. - среднее штучное время технологических операций изготовления детали.

Таблица     Годовая программа выпуска деталей  по типам производства

Тип производства	Годовая программа выпуска деталей одного наименования, шт
	Легкие до 20 кг.	Средние 20-300 кг.	Тяжелые, свыше 300 кг.
Единичное	до 100	до 10	1-5
Мелкосерийное	101 -500	11 - 200	6 - 100
Среднесерийное	501 -5000	201 - 1000	101 -300
Крупносерийное	5001 - 50000	1001 -5000	301 - 1000
Массовое	свыше 50000	свыше 5000	свыше 1000

Значения коэффициента:

К = 1 - для массового производства;

К =2-10 - для крупносерийного производства;

К = 10-20 - для среднесерийного производства;

К > 20 - для мелкосерийного производства.

После окончательной разработки технологических процессов для опреде­ленного участка или цеха на всю номенклатуру обрабатываемых деталей тип производства определяется по коэффициенту закрепления операций

После установления типа производства определяется его организационно-техническая характеристика. При этом необходимо решить следующие задачи:

• определить форму организации производственного процесса. Для поточ­ного производства выбрать тип поточных линий;

• установить степень механизации и автоматизации поточных линий,

• определить режим работы участка, линии и фонды времени работы тех­нологического оборудования,

• рассчитать такт выпуска изделий (крупносерийное и массовое производ­ства) или величины партий их запуска в производство.

Форма организации производства определяет порядок выполнения опера­ций технологических процессов, направление движения деталей в процессе их изготовления, расположение технологического оборудования и рабочих мест

Форма организации производства согласно ГОСТ 14.312-74 может быть групповой или поточной.

Групповая  форма характеризуется однородностью  конструктивно-технологических признаков заготовок, единством средств технологического ос­нащения одной или нескольких технологических операций и специализацией рабочих мест.

Поточная форма характеризуется расположением средств технологическо­го оснащения в последовательности выполнения операций технологического процесса с определенным интервалом выпуска изделия,

Таблица 1. Характеристика типов производств

Элементы сравнения	Типы производства
	единичное	серийное	массовое
Коэффициент закрепления операций	>40	мелкосерийное 20...40 среднесерийное 10...20 крупносерийное 1.. 10	1
Специализация рабочих мест	отсутствует	на выполнение нескольких операций	на выполнение одной операции
Номенклатура изделий	широкая и разнообразная	ограниченная и вполне определенная	узкая
Оборудование	универсальное, с ЧПУ	универсальное, с ЧПУ, специализированное, специальное	специальное
Расположение обо­рудования	по группам станков	по группам, по участкам, по техноло­гическому процессу	по технологическому процессу
Квалификация рабочих	высокая	высокая и средняя	невысокая (вы­сокая - наладчиков)
Рабочий инструмент	стандартный и нормализован.	стандартный, нормализованный и специальный	специальный и нормализованный
Контрольно-изме­рительный инструмент	универсальный	предельный и универсальный	предельный и специальный
Приспособления	универсальные или нормализованные	специализированные и переналаживаемые	специальные
Детализация раз­работки техноло­гической документации	маршрутная	маршрутно-операционная	подробная маршрутно-операционная вплоть до раз­работки отдельных приемов
Себестоимость изделий	высокая	средняя	низкая
Производственный цикл	длительный	средний	минимальный
Производительность труда	невысокая	средняя	максимальная
Нормирование	опытно-статис­тическое	расчетное и опытно-статис­тическое	расчетное с эксперименталь­ной проверкой

Для единичного и мелкосерийного производства характерна групповая форма организации производства. Детали изготавливаются единицами или не­большими партиями. С целью повышения загрузки оборудования оно устанав­ливается не по ходу технологического процесса, а располагается группами по принципу однородности обработки (группа фрезерных станков, группа свер­лильных, токарных и т. д.) и деталь в процессе обработки перемещается от од­ной группы станков к другой.

В крупносерийном и массовом производствах самой рациональной формой является поточная организация производства. Существует две формы организации поточного производства: непрерывно-поточная и прерывно-поточная.

В непрерывно-поточном производстве рабочие места располагают в поряд­ке выполнения технологического процесса, образуя поточную линию, каждая операция закреплена за определенным рабочим местом. Изделие перемещается непрерывно с одного рабочего места на другое, не задерживаясь. Продолжи­тельность выполнения операции на каждом рабочем месте должна быть равна или кратна такту выпуска изделий.

В прерывно-поточном производстве рабочие места располагают так же, как в непрерывно-поточном. Однако длительность выполнения различных операций не всегда равна или кратна такту. Неизбежно либо пролеживание изделий, либо простой рабочих мест

Такт выпуска - интервал времени, через который производится выпуск изделий:

τ=

где F - действительный фонд рабочего времени в планируемом периоде (год, месяц, смена или другой период);

N - объем выпуска изделий за планируемый период.

Зная такт выпуска, можно определить ритм выпуска - число изделий опре­деленных наименований, типоразмеров, выпускаемых в единицу времени.

Непрерывно-поточная форма основана на строгой ритмичности и синхро­низации операций. Такт потока является основной расчетной величиной, на ос­нове которой осуществляется расчленение технологического процесса на операции с необходимым штучным временем. Во избежание перебоев в работе по­точной линии на рабочих местах предусматриваются межоперационные заделы заготовок для обеспечения непрерывности в случае вынужденной остановки от­дельных станков линии. Синхронизация операций достигается за счет:

• расчленения или укрупнения операций;

• подборов режимов резания;

• применения комбинированного инструмента, совмещения переходов;

• сокращения вспомогательного времени;

• применения высокопроизводительных станков и станков-дублеров;

• механизации и автоматизации процесса.

При групповой обработке на каждом станке линии одновременно осуществ­ляется несколько операций разных технологических процессов с применением специальных и многоместных приспособлений.

В зависимости от номенклатуры одновременно изготавливаемых изделий поточ­ные линии подразделяются на однономенклатурные и многономенклатурные.

В условиях крупносерийного и массового производств используют автома­тизированные (полуавтоматизированные), автоматические и комплексные авто­матические линии, в том числе роторные и роторно-конвейерные.

Урок 2

Тема 1.  Принципы, формы и методы организации производственного и технологического процессов. – 4 ч, с/р. - 4 ч.

Тема в журнале  -  Факторы и элементы, определяющие технологический процесс. Определение   основных параметров производственного и технологического процессов.

Элементы технологического процесса

Технологический процесс производства любого продукта включает три основных элемента: предмет труда, средства труда и труд,

Предметы труда. Под предметами труда понимается та совокупность сил, веществ и предметов природы, на которую люди воздействуют в процессе своей производственной деятельности; являются естественной основой материального производства, одним, из необходимых материальных условий жизни людей. Элемент «Предмет труда» объединяет сырье, материалы, полуфабрикаты, топливо и др. Сырье — один из важнейших элементов производства, влияющих на технологию и качество продукции. От обеспечения и качества сырья зависит успех и экономика промышленности.

Сырье — это предмет труда, претерпевший изменение в процессе его добычи или производства. Так, вискозное волокно, полученное из древесины, является сырьем текстильной промышленности; железная руда, добытая из недр земли, — сырьем металлургической промышленности и т. д. В зависимости от происхождения сырье подразделяют на природное и искусственное. Природное сырье подразделяется на органическое и минеральное. К органическому относятся шерсть, лен, хлопок, древесина и др. К минеральному — железная руда, мел, асбест и др.

Искусственное сырье характеризуется тем, что его получают в основном химическим путем из разных видов естественных материалов. К этому виду сырья относятся химические волокна, синтетические каучуки, сода и др. Искусственное сырье подразделяют на органическое и минеральное, К органическим относятся: вискозное, ацетатное волокно и др., к минеральным — силикатные, металлические волокна и др. материалы.

В зависимости от участия в изготовлении продукции сырье и материалы делятся на основные и вспомогательные. К основным относятся также предметы труда, которые составляют материальную основу выпускаемой продукции. Так, железная руда составляет основу выплавки чугуна, текстильные волокна — выработки тканей, металл — изготовления машин, станков, древесина — производства мебели.

К вспомогательным относятся такие предметы труда, которые не составляют материальную основу производимой продукции, а придают им качественные свойства, обеспечивают работу оборудования и нормальный ход технологического процесса. Например, красители придают тканям определенный цвет; топливо, смазочные масла, катализаторы обеспечивают работу оборудования, нормальное протекание или ускорение технологического процесса.

Полуфабрикат — это продукт, изготовление которого закончено на одном участке производства, и он находится на стадии перехода на другой участок.

Орудия труда. Для выполнения любого технологического процесса человек создает и использует различные средства производства, среди которых орудиям труда (машины, станки, аппараты и т. д.) принадлежит решающая роль.

В зависимости от назначения и натурально-вещественных признаков орудия и средства труда делятся на группы.

Здания относятся к той части средств труда, которая непосредственно не участвует в производственном процессе, но содействует его нормальному осуществлению. В группу производственных зданий входят корпуса основных и вспомогательных цехов, лабораторий, а также все помещения, непосредственно обслуживающие производство(конторы, склад, гаражи, депо).

Рабочие машины и оборудование являются орудиями труда, предназначенными для технологических целей. К ним относятся плавильные и нагревательные печи, разнообразные станки, прессы, мельницы, фильтры, автоклавы и т. д., а также машины и механизмы для перемещения предметов труда в процессе производства (трансформаторы, конвейеры, подъемные краны, рольганги и др.).По методу воздействия на предмет труда машины и оборудование делятся на механические, термические, гидравлические, химические, электрические. Рабочие машины и оборудование — важнейшие элементы основных фондов, определяющие производственную мощность промышленного предприятия. Оборудование бывает универсальным и специальным. Первое может использоваться для работ различного характера, второе — только для выполнения определенных операций.

 

Принципы организации производственного процесса

Главная задача организации производственного процесса заключается в рациональном сочетании всего множества работ, выполняемых на рабочих местах в подразделениях и на участках предприятия. Решить эту задачу можно в том случае, если осуществлять организацию производства по строгому плану с соблюдением ряда обязательных принципов.

Принципы организации производства могут быть классифицированы на основные, которые обязательные при организации любого производственного процесса, и дополнительные, зависящие от уровня технического развития и степени взаимодействия производственной организации с внешней средой.

К основным принципам организации производства относятся: специализация, пропорциональность, параллельность, непрерывность, прямоточность и ритмичность.

Дополнительными принципами организации производства являются: автоматичность, гибкость, комплексность, надежность и экологичность.

Рассмотрим названные принципы в отдельности.

- Принцип специализации означает, что все подразделения предприятия (цехи и участки) в максимально возможной степени должны быть специализированы на выполнении отдельных работ, входящих в общий комплекс изготовления готового изделия (производства автомобиля, постройки судна, выпечки хлебобулочной продукции и т. д.).

- Принцип пропорциональности требует, чтобы все подразделения предприятия и участки цеха по своей пропускной способности (мощности) были равны или пропорциональны друг другу.

- Принцип параллельности подразумевает одновременное выполнение отдельных частей производственного процесса применительно к разным частям общей партии деталей. Чем шире фронт работ, тем меньше при прочих paвных условиях, длительность изготовления продукции. Усложнение продукции, использование полуавтоматического и автоматического оборудования, углубление разделения труда увеличивают число параллельно проводимых процессов по изготовлению одного продукта, органическое сочетание которых надо обеспечить, то есть дополняет пропорциональность принципом параллельности.

- Принцип непрерывности подразумевает ликвидацию перерывов в производстве каждого конкретного изделия. В условиях сложного многозвенного процесса изготовления продукции непрерывность производства, позволяющая обеспечить ускорение оборачиваемости оборотных средств, приобретает все большее значение. Повышение непрерывности выступает важнейшим направлением интенсификации производства. На рабочем месте она достигается в процессе выполнения каждой операции путем сокращения вспомогательного времени (внутриоперационных перерывов), на участке и в цехе при передаче полуфабриката с одного рабочего места на другое (межоперационных перерывов) и на предприятии в целом; сведения перерывов до минимума в целях максимального ускорения оборачиваемости материальных и энергетических ресурсов (межцехового пролеживания).

Степень непрерывности производственного процесса характеризуется коэффициентом непрерывности β, исчисляемым как соотношение длительности технологической части производственного цикла продолжительности Т_тех и продолжительности полного производственного цикла Т:

β = Т_тех / Т

Обеспечивая непрерывность движения предметов труда, одновременно необходимо свести к минимуму остановки оборудования для переналадки, в ожидании поступления материалов и т. п. Это требует повышения однообразия работ, выполняемых на каждом рабочем месте, а также использования быстро переналаживаемого оборудования (станков с программным управлением), копировальных станков и т. д.

- Принцип прямоточности требует организации такой работы, чтобы передвижение деталей, узлов и других конструкций совершалась по кратчайшему пути.

- Принцип ритмичности, осуществляемый при серийном производстве, означает обеспечение сдачи изделий через равные или уменьшающиеся промежутки времени. Принцип ритмичности предполагает равномерный выпуск продукции и ритмичный ход производства. Уровень ритмичности может быть охарактеризован коэффициентом ритмичности δ, который определяется отношением фактических объемов выпуска продукции n_f, но не больше планового задания, к плановому выпуску продукции n:

δ = n_f / n

Равномерный выпуск продукции означает изготовление в равные промежутки времени одинакового или постепенно возрастающего количества продукции. Ритмичность производства выражается в повторении через равные промежутки времени частных производственных процессов на всех стадиях производства и осуществлении на каждом рабочем месте в равные промежутки времени одинакового объема работ, содержание которых в зависимости от метода организации рабочих мест может быть одинаковым или различным.

Ритмичность производства является одной из основных предпосылок рационального использования всех его элементов. При ритмичной работе обеспечиваются полная загрузка оборудования, нормальная его эксплуатация, улучшается использование материально-энергетических ресурсов, рабочего времени. Обеспечение ритмичной работы является обязательным для всех производственных подразделений – основных, обслуживающих и вспомогательных цехов, материально-технического снабжения. Неритмичная работа каждого звена предприятия приводит к нарушению нормального хода всего производства.

- Принцип автоматичности означает выполнение производственного процесса без участия рабочего, функция которого при современной организации производства сводится лишь к наблюдению.

- Одним из важнейших принципов современной организации производства является принцип комплексности. Современные процессы изготовления продукции характеризуются сращиванием и переплетением основных, вспомогательных и обслуживающих процессов, при этом вспомогательные и обслуживающие процессы занимают все большее место в общем производственном цикле. Это связано с известным отставанием механизации и автоматизации обслуживания производства по сравнению с оснащенностью основных производственных процессов. В этих условиях становится все более необходимой регламентация технологии и организации выполнения не только основных, но и вспомогательных и обслуживающих процессов производства.

-Принцип надежности предполагает обеспечение устойчивого хода производственного процесса, безотказности задействованной техники и применяемых технологий.

-Принцип экологичности  нацелен на экологическое обеспечение производственных процессов в соответствии со стандартами ISO.

При проектировании производственных систем разрабатывается комплекс следующих технологических, экономических и организационных задач:

- Технологические задачи, разрабатываемые в процессе организационного проектирования основного производства, включают в себя:

1)определение состава рабочих процессов;

2)выбор технологического процесса и оборудования;

3)определение трудоемкости операций, норм расхода материалов и потребности в площадях;

4)разработка компоновки цехов и планировка участков.

- Экономические задачи:

1)определение себестоимости и рентабельности выпуска изделия;

2)расчет необходимых основных и оборотных фондов;

3)оценка социально-экономической эффективности организационных изменений;

4)инвестиционное обоснование проекта.

- Организационные задачи:

1)определение принципов построения производственной системы,

2)разработка производственной и организационной структуры,

3)выбор методов организации производства и труда,

4)определение системы оперативного управления производством,

5) установление экономических отношений между участниками производственного процесса – подразделениями или отдельными исполнителями.

Организационное проектирование осуществляется в четыре этапа:

-1- предпроектная подготовка,

-2- техническое проектирование,

-3- рабочее проектирование,

-4- внедрение.

Этап предпроектной подготовки связан с разработкой и обоснованием общей концепции организации производства, а также проведением комплексного обследования объекта проектирования.

Техническое проектирование ведется на основе утвержденного технического задания. На этом этапе разрабатываются основные положения системы организации производства, принципы ее функционирования, методы сопряжения с другими подсистемами.

Рабочее проектирование предполагает детальную разработку организации процессов производства: проведение необходимых инженерных расчетов, составление структурных схем, формирование материальных и информационных потоков, разработку календарно-плановых нормативов организации производства.

Внедрение организационного проекта требует обучения и психологической подготовки персонала. На этом этапе вводятся в действие новые инструкции и положения, перестраивается производственная и организационная структуры, внедряются новые методы организации производства и труда.

В учебной литературе выделяются следующие методы организационного проектирования: оригинальное, типовое, автоматизированное проектирование и моделирование организации производства.

Метод оригинального проектирования характеризуется тем, что все виды проектных работ при его использовании ориентированы на создание индивидуальных проектов. При этом могут создаваться не только индивидуальные проекты организации производственных систем, но и соответствующие методики проведения проектных работ (например, методики обслуживания состояния организации производства, управления организационными изменениями и др.). Основное достоинство данного метода заключается в том, что получаемый в результате проектирования индивидуальный проект организации производства в максимальной степени учитывает его особенности.

Методы типового проектирования   предполагают разбиение создаваемой системы на множество составляющих компонентов (подсистем, алгоритмов и т. д.) и создание для каждого из них законченного проектного решения, которые затем с некоторыми модификациями используются для проектирования конкретной производственной системы.

Организационное проектирование - комплекс технических, организационных и экономических решений, определяющих строение производственной системы (ее пространственную, временную и организационную структуру), а также программу реализации организационных изменений.

Цель организационного проектирования - разработка новых производственных систем или предложений по совершенствованию организации и управлению производством существующих систем, направленных на существенное улучшение социально-экономических показателей работы предприятия при безусловном выполнении экономических требований к производству.

Методы организации производства- совокупность приемов и операций по изготовлению продукции или оказанию услуг, выполняемых при определенном сочетании элементов производственного процесса.

Различают следующие методы организации производства:

- единичный;  - партионный;  - поточный.

- Единичный метод организации производства – при котором изготавливается широкая номенклатура продукции в единичных экземплярах.

- Партионный метод организации производства - при котором периодически изготавливается относительно ограниченная номенклатура продукции в количествах, определяемых партиями их выпуска и запуска. Партионный метод характерен для серийного типа производства.

- Поточный метод организации производства – это метод, основанный на ритмичной повторяемости согласованных во времени и пространстве основных, вспомогательных и обслуживающих производственных операций, выполняемых на специализированных рабочих местах, расположенных по ходу технологического процесса. Поточный метод организации производства характерен для массового и крупносерийного типов производства.

На выбор метода организации производства влияют следующие факторы:

1)номенклатура выпускаемой продукции;

2)масштаб (годовая программа) выпускаемой продукции;

3)периодичность выпуска;

3)трудоемкость продукции;

4)характер технологии производства.

Выбор метода производства во многом зависит от типа производства.

Тип производства – комплексная характеристика организационно-технологического уровня производства, представляющая собой совокупность номенклатуры продукции, объема производства, повторяемости продукции, выпуска однотипной продукции, характера загрузки рабочих мест. При этом номенклатура и масштаб (программа) выпускаемой продукции определяют уровни концентрации, специализации, кооперирования и комбинирования производства.

Тип производства определяется совокупностью характеристик:

1)номенклатурой выпускаемой продукции;

2)технологией производства;

3)составом технологического оборудования;

4)длительностью производственного цикла и т. д.

Основными показателями, характеризующими тип производства,
являются следующие:

- показатель массовости (γ_m):

γ_m = t / r

где: t – затраты времени на выполнение единицы производственной

работы (трудоемкость);

r – такт выпуска (запуска) изделий (деталей);

-показатель закрепления операций (К_зо) – отношение числа всех различных технологических операций, выполняемых или подлежащих выполнению в течение цикла, к числу рабочих мест:

К_зо = К_o / S

где: К_o – число детале-операций, обрабатываемых на рабочих местах;

S – число рабочих мест в цехе (на участке).

Урок 3  (продолжение)

Тема в журнале  - Метод разработки технологического процесса, определяющий состав и последовательность действий.

Выбор вида технологического процесса.

Классификация деталей

В зависимости от условий производства и назначения проектируемого про­цесса применяются различные виды и формы технологических процессов (ТП). По степени унификации ТП подразделяются на единичные и унифицированные.

. Разработка единичных ТП характерна для оригинальных изделий, не имеющих общих конструктивных и технологиче­ских признаков с изделиями, ранее  изготовленными на предприятии.

Унифицированный ТП - это технологический процесс, относящийся к группе изделий, характеризующихся общностью конструктивных и технологи­ческих признаков. Унифицированные ТП подразделяются на типовые и группо­вые. Они нашли применение в мелкосерийном, серийном и частично в крупно­серийном производствах.

Типовой ТП - это технологический процесс изготовления группы изделий с общими конструктивными и технологическими признаками.

Групповой ТП - это технологический процесс изготовления группы изде­лий с разными конструктивными, но общими технологическими признаками.

В настоящее время появилось новое направление - модульная технология в основе которой лежит модульный ТП.

Модульный ТП - технологический процесс, состоящий из типовых ТП (блоков) изготовления модулей поверхностей, из которых состоит деталь. Мо­дульный ТП объединяет в себе преимущества единичного, типового и группо­вого процессов.

Подробное описание принципов проектирования типовых, групповых и модульных ТП приводится в п. 9.11.

По стадии разработки, состоянию технологической подготовки технологи­ческие процессы делятся на следующие виды:• перспективный;• проектный;• временный;• стандартный;• рабочий;

Перспективный ТП - это ТП, соответствующий современным достижениям науки и техники, методы и средства осуществления которого предстоит освоить на предприятии.

Рабочий ТП - это ТП, выполняемый по рабочей документации (разрабатывается только на уровне предприятия для изготовления конкретного изделия).

Проектный ТП - это ТП, выполняемый по предварительному проекту тех­нологической документации.

Временный ТП - это ТП, применяемый на предприятии в течение ограни­ченного периода времени.

Стандартный ТП - это ТП, установленный стандартом. ТП, в состав которого включаются не только технологические операции, но и другие: транспортирование, контроль, очистка заготовок по ходу ТП, называ­ют комплексным ТП. Комплексные ТП проектируются для автоматических ли­ний и автоматизированных ГПС.

Технологический процесс разрабатывают на основе имеющегося типового или группового ТП. Для этого по технологическому классификатору деталей формируют технологический код. По коду изделие относят к определенной классификационной группе и действующему для нее типовому или групповому ТП. При отсутствии соответствующей классификационной группы ТП разраба­тывают как единичный, с учетом ранее принятых прогрессивных решений в действующих единичных ТП.

Технологический код разрабатывают на основе технологического класси­фикатора.

Детали кодируются буквенно-цифровым алфавитом кода. В структуре кода за каждым признаком закреплены определенные разряде (позиции) и число зна­ков. Система буквенно-цифрового кодирования однозначная. Она включает цифры от 1 до 9 и прописные буквы русского алфавита от А до Я, кроме буквы 3.

Технологический классификатор деталей (ТКД) машиностроения и прибо­ростроения [16] является логическим продолжением и дополнением Классифи­катора ЕСКД, разработанного в качестве информационной части ГОСТ 2.201-80 Обозначение изделий и конструкторских документов. Этот стандарт уста­навливает структуру обозначения изделия и основного конструкторского доку­мента, которая имеет вид:

Код классификационной характеристики присваивают изделию или доку­менту по Классификатору ЕСКД. Код имеет вид:

Классификатор ЕСКД включает 100 классов, из которых 51 класс состав­ляют резерв, в котором могут быть размещены новые виды изделий.

На все детали машиностроения и приборостроения установлены шесть классов: 71...76. Основным признаком деления (кроме класса 76) является гео­метрическая форма.

Классы 71-76 охватывают детали всех отраслей промышленности основ­ного и вспомогательного производства:

• класс 71: детали - тела вращения типа колес, дисков, шкивов, блоков, стержней, втулок, стаканов, колонок, валов, осей, штоков, шпинделей и др.;

• класс 72: детали - тела вращения с элементами зубчатого зацепления, трубы, шланги, проволочки, разрезные секторы, сегменты, изогнутые из листов, полос и лент; аэрогидродинамические; корпусные, опорные, ем­костные, подшипников;

• класс 73: детали - не тела вращения: корпусные, опорные, емкостные;

• класс 74: детали - не тела вращения: плоскостные; рычажные, грузовые, тяговые; аэрогидродинамические; изогнутые из листов, полос и  лент: профильные; трубы;

• класс 75: детали - тела вращения и (или) не тела вращения, кулачковые, карданные, с элементами зацепления, арматуры, санитарно-технические. разветвленные, пружинные, ручки, посуды, оптические, электрорадио-злектронные, крепежные;

• класс 76: детали технологической оснастки, инструмента (сверла, метчи­ки, пластины режущие, матрицы, пуансоны и т. д.).

Технологический классификатор деталей (ТКД)  представляет собой систематизированный свод наименований при­знаков деталей, их составляющих частных признаков и их кодовых обозначений в виде классификационных таблиц. Структура полного конструкторско-технологического кода детали состоит из обозначения детали по ГОСТ 2.201-80 и технологического кода длиной четырнадцать знаков:

Технологический код состоит из двух частей: постоянная часть из шести знаков - кодовое обозначение классификационных группировок основных при­знаков; переменная часть из восьми знаков - кодовое обозначение классифика­ционных группировок признаков; характеризующих вид детали по технологиче­скому методу ее изготовления (здесь и на других схемах цифры 1, 2 и т. д. обо­значают номер позиции технологического кода):

Структура постоянной части технологического кода детали имеет вид:

Структура переменной части технологического кода зависит от вида дета­лей по технологическому методу изготовления:

1 - детали, изготовляемые литьем;2 - детали, изготовляемые ковкой и объемной штамповкой;3 - детали, изготовляемые листовой штамповкой;4 - детали, обрабатываемые резанием;5 - детали, термически обрабатываемые;6 - детали, изготовляемые формообразованием из полимерных материалов и резины;7 - детали с покрытием;8 - детали, обрабатываемые электрофизикохимически; 9 - детали, изготовляемые порошковой металлургией. Структура переменной части технологического кода деталей, обрабаты­ваемых резанием, имеет вид:

В качестве примера на рис.  приведены результаты формирования конструкторско-технологического кода детали, обрабатываемой резанием - вал шлицевой (рис. 9.5). Конструкторско-технологический код шлицевого вала со­стоит из 27 позиций: АБВГ.715423.004.8И3044.3141844Г.

Рис. 5. Вал шлицевой

4. Оформление технологической документации

Основные технологические документы подразделяются на документы об­щего и специального назначения. К первым относятся технологические доку­менты, применяемые независимо от характера технологических методов изго­товления или ремонта изделий.

Документами общего назначения являются карта эскизов (КЭ) и техноло­гическая инструкция (ТИ).

Карта эскизов - графический документ, содержащий эскизы, схемы и таб­лицы, предназначенные для пояснения выполнения технологического процесса, операции или перехода изготовления или ремонта изделия, включая контроль и перемещения. КЭ оформляется на каждую операцию и установ. На эскизе при­водится схема установки заготовки, указываются размеры с допусками и шеро­ховатость поверхностей, обрабатываемых на данной операции (установе), а также необходимые дополнительные сведения (требования к форме, взаимному расположению и т.д.). В единичном и мелкосерийном производстве допускается не разрабатывать операционных эскизов.

Технологическая инструкция предназначена для описания технологических процессов, методов и приемов, повторяющихся при изготовлении изделий, правил эксплуатации средств технологического оснащения и используется в целях сокращения объема разрабатываемой технологической документации.

Документы специального назначения предназначены для описания техно­логических процессов и операций в зависимости от типа и вида производства и заранее предусмотренных технологических методов изготовления или ремонта изделий. К числу обязательных документов такого рода относится маршрутная карта (МК).

Маршрутная карта - документ, содержащий полное описание технологиче­ского процесса изготовления изделия по всем операциям, включая контроль и перемещение изделия, в технологической последовательности с указанием дан­ных об оборудовании, оснастке, материальных, трудовых и других затратах.

Взамен маршрутной карты допускается использовать соответствующие карты технологического процесса (КТП). Она предназначена для операционно­го описания технологического процесса изготовления или ремонта изделия в технологической последовательности по всем операциям одного вида формооб­разования, обработки, сборки или ремонта с указанием переходов, технологиче­ских режимов и данных о технологических средствах оснащения, материальных и трудовых затратах.

Для единичных технологических процессов разрабатывается операционная карта (ОК), в которой содержится описание технологической операции с указа­нием последовательного выполнения переходов, данных о средствах техноло­гического оснащения, режимах и трудовых затратах.

В условиях единичного и мелкосерийного производства допускается не за­полнять операционные карты. Вся необходимая информация в этом случае за­носится в маршрутные карты или КТП.

Карта типового (группового) технологического процесса (КТТП) предна­значена для описания типового (группового) технологического процесса изго­товления или ремонта изделия в технологической последовательности по всем операциям одного вида формообразования, обработки, сборки или ремонта с указанием переходов и общих данных о средствах технологического оснаще­ния, материальных и трудовых затратах.

Кроме указанных выше документов применяются другие: комплектовочная карта, ведомость оснастки, ведомость технологических документов, ведомость операций и др.

Степень подробности заполнения документации зависит от типа и характе­ра производства, а также от сложности и точности обрабатываемых изделий .В соответствии с ГОСТ 3.1109-82 в технологической документации могут быть приняты приведенные ниже описания технологического процесса.

Маршрутное описание технологического процесса, при котором произво­дится сокращенное описание всех технологических операций в маршрутной карте без указания переходов и технологических режимов. Маршрутное описа­ние используется в единичном, мелкосерийном и опытном производствах.

Операционное описание технологического процесса, при котором произ­водится полное описание всех технологических операций с указанием перехо­дов и технологических режимов. Операционное описание применяется в серий­ном и массовом производствах и для особо сложных и дорогих деталей в мел­косерийном и единичном.

Маршрутно-операционное описание технологического процесса, при кото­ром производится сокращенное описание технологических операций в мар­шрутной карте с полным описанием отдельных операций в других технологиче­ских документах. Маршрутно-операционное описание рекомендуется к приме­нению в серийном, мелкосерийном и опытном производствах, когда изготов­ляемое изделие включает в себя отдельные сложные и точные детали.

Выбор комплекта форм документов для технологического процесса произ­водится в зависимости от типа и характера производства и видов разрабатывае­мых и применяемых технологических процессов. Выбор и определение состава документов на технологический процесс оп­ределяет разработчик документов.

В таблице приведены рекомендации по выбору комплекта форм техно­логической документации в зависимости от типа производства и вида техноло­гического процесса.

Тип производства	Тех. процесс	Описание технологического процесса (операции)
		маршрутное	маршрутно-операционное	операционное
Единичное, мелкосерийное	Единичный	ТЛ, МК*, ВО, КК, КЭ ТЛ. МК*, ВО, КК, КТИ*, КЭ	ТЛ, КТП*, ВО,КК,КЭ ТЛ, МК*, ВО, КК, КТИ*, КЭ
Средне- и крупносерийное, массовое				ТЛ, МК*, ВО, КК, ОК*, КЭ ТЛ, МК*, ВО, КК, ВОП*, ОК, КЭ ТЛ, МК, КТП*, ВО, КК, ОК, КЭ
Единичное, серийное, массовое	Типовой, групповой	ТЛ, МК*, ВТД, ВТП*. ВО	ТЛ, МК*, ВТД ВО. КК, КТИ*, КЭ ТЛ, КТТП*, ВТД, ВТП*, ВО, КК, КЭ	ТЛ, МК*, ВТД, ВО, КК, КТИ*, КЭ ТЛ, КТТП*, ВТД, ВО, КК, КТИ*, КЭ

Условные обозначения:

ТЛ - титульный лист;

ВТД - ведомость технологических документов,

МК - маршрутная карта;       

ВТП (ВТО) - ведомость деталей (сборочных единиц) к типовому (групповому)

ВО - ведомость оснастки;     

КК - комплектовочная карта,

КТП - карта технологического процесса,

КЭ - карта эскизов;                 

КТТП - карта типового (группового) технологического процесса,

КТИ - карта технологической информации,     

ОК - операционная карта,

ВОП - ведомость операций,

Примечание Звездочкой отмечены документы, необходимые для разработки.

 Остальные документы выбираются по усмотрению  разработчика.

Самостоятельная работа

1.Продукты технологического процесса.

Конечным результатом технологического процесса является готовая продукция, т.е. такие изделия и материалы, процесс труда над которыми на данном предприятии полностью закончен, и они укомплектованы, упакованы, приняты отделом технического контроля и могут быть отправлены потребителю. Незаконченные производством изделия называются незавершенными. Продукция делится на основную, составляющую цель производства, и побочную, получаемую попутно. Например, в доменном производстве основной продукт — чугун, а побочные — доменный шлак и колошниковый газ, которые используются в народном хозяйстве. Кроме основных и побочных продуктов в процессе производства обычно получают так называемые отходы, разделяемые в зависимости от возможностей дальнейшего использования на возвратные и безвозвратные. Первые могут быть еще полезны в другом производстве, вторые называются отбросами.

Осуществляя технологический процесс, человек ставит перед собой две задачи:

1) получить изделие, которое удовлетворяло бы его потребностям;

2) затратить на его изготовление меньше труда, материалов, энергии и т.д.

Каждое изделие может удовлетворять ту или иную потребность человека только в том случае, если оно обладает качеством, которое определяет его назначение. Без надлежащего качества изделие становится ненужным человеку и затраченные на него труд и предметы природы расходуются бесполезно.

Под качеством продукции следует понимать соответствие ее признаков и свойств требованиям технического прогресса и обоснованным запросам народного хозяйства, вытекающее из условий практического использования изделий.

Качество продукции не является ее постоянным свойством. Оно изменяется с процессом производства и повышением требований, предъявляемых к готовой продукции потребителями.

Совершенствование технологий производства позволяет непрерывно улучшать качество выпускаемой продукции. Чем выше ее уровень, тем эффективнее и производительнее общественный труд. Использование в народном хозяйстве более совершенной продукции ведет к снижению расходов на эксплуатацию, ремонт, удлиняет сроки службы и поэтому как бы увеличивает объем производства изделий. Но повышение качественных характеристик товаров нередко вносит значительные изменения в процесс производства, вызывает усложнение технологии, удлиняет цикл работ. Увеличивается количество операций и оборудования, повышается трудоемкость обработки. Все это может привести к увеличению себестоимости, снижению фондоотдачи, дополнительным капитальным вложениям. Поэтому повышение качества продукции должно преследовать строго определенные, экономически обоснованные задачи. Но даже если улучшение качества изделий требует дополнительных затрат, то ценность изделий обычно возрастает в большей пропорции, чем растут затраты. Качество продукции тесно связано с рентабельностью.

2.Пути совершенствования технологических процессов

Совершенствование технологических процессов — это стержень, сердцевина всего развития современного производства. Совершенствование технологии производства, его интенсификация — это также создание и внедрение новых процессов, использующих менее дефицитное сырье, вторичное топливо — сырьевые ресурсы, сокращение стадии переработки исходного сырья, создание малооперационных, малоотходных, безотходных технологических процессов. В совершенствовании технологических процессов важное значение имеют следующие направления.

Типизация технологических процессов.

Одно и то же изделие часто можно получить при помощи различных технологических процессов. Многочисленность методов обработки заставляет применять типизацию, близких по своему характеру технологических процессов. Типизация заключается в сведении многообразных технологических процессов к ограниченному числу рациональных типов и внедрению этих однохарактерных процессов в ряде производств.

При проведении типизации в первую очередь производится разбивка изделий на классы по общности технологических задач, решаемых при их изготовлении.

Вторым этапом типизации является разработка типовой технологии. Если изделия весьма сходны по конструктивно-технологическим признакам, то для них может быть спроектирован единый технологический процесс. Если же степень унификации изделий меньшая, то для таких изделий разрабатывается технологический процесс с меньшей детализацией.

Типовые технологические процессы способствуют внедрению в производство наиболее прогрессивных технологических процессов. Использование типовых процессов упрощает разработку процессов для конкретных изделий и сокращает необходимое для этого время, а также ускоряет подготовку производства по выпуску продукции.

Типовые технологические процессы применяются на предприятиях массового, крупносерийного, серийного, а также мелкосерийного производства при повторяющемся выпуске одних и тех же изделий. При небольших партиях изделий и частой перенастройки оборудования их использование не дает ощутимого экономического эффекта по сравнению с обработкой по индивидуальным процессам. В этих условиях наиболее производительной и экономичной является групповая технология.

Для разработки групповых технологических процессов также производится классификация изделий. Они объединяются в классы по признаку однородности оборудования, применяемого для их обработки, а внутри классов — в группы по признаку геометрической формы, габаритов и общности подлежащих обработке поверхностей. За основное изделие группы принимаются наиболее характерные изделия, имеющие все признаки изделий, включенных в данную группу. Для каждой группы изделий разрабатывается технологический процесс (называется групповым) и групповая наладка с применением одинакового технологического оснащения.

Групповая технология обеспечивает экономию трудовых и материальных затрат на всех этапах производства., дает возможность эффективно использовать рабочее время, оборудование и средства для дальнейшего повышения технологического уровня производства. Так, затраты времени на разработку технологических процессов уменьшаются на 15—20% по сравнению с затратами на разработку индивидуальных процессов, а затраты времени на проектирование и изготовление групповой оснастки снижаются в среднем на 50%.

3.Технологичность конструкций изделий.

В комплексе требований, предъявляемых к технико-экономическим пока­зателям изделий, важное место занимают вопросы технологичности конструк­ций. Обеспечение технологичности конструкций изделий является одной из за­дач технологической подготовки производства.

Технологичность конструкции изделия определена ГОСТ 14.205-83 как со­вокупность свойств конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для заданных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ. Стандартами ЕСТПП установлена обязательность отработки конструкции на технологичность на всех стадиях создания изделий. По области проявления различают три вида технологичности: производственную, эксплуатационную и ремонтную.

Производственная технологичность заключается в сокращении затрат, средств и времени на конструкторскую и технологическую подготовку произ­водства, а также на изготовление, контроль и испытание изделий

Эксплуатационная технологичность заключается в сокращении затрат средств и времени на техническое обслуживание, текущий ремонт и утилиза­цию изделия.

Ремонтная технологичность заключается в сокращении затрат при всех ви­дах ремонта, кроме текущего.

Главными факторами, определяющими требования к технологичности кон­струкции, являются:• вид изделия;  • объем выпуска; • тип производства.

Вид изделия определяет главные конструктивные и технологические при­знаки, обуславливающие основные требования к технологичности конструкции

Объем выпуска и тип производства определяют степень технологического оснащения, механизации и автоматизации технологических процессов Техно­логичность одного и того же изделия может быть различной для разных типов производства.

4. Показатели технологичности конструкции изделия

Оценка технологичности и отработка на технологичность производится на основе определенных показателей путем технологического контроля конструк­торской документации по стадиям проектирования изделия.

Различают два вида оценки технологичности конструкции изделия:

• качественная;  • количественная.

Качественная оценка - характеризует технологичность конструкции, обобщенной на основании опыта конструктора («хорошо» - «плохо», «допустимо» - «недопустимо») и предшествует количественной.

Количественная оценка - производится на основе сравнения показателей технологичности проектируемого изделия, которые устанавливаются стандар­тами ЕСТПП, с базовыми. Количественная оценка - выражается показателем, численное значение которого характеризует степень удовлетворения требова­ний к технологичности конструкции. Количественная оценка технологичности создает предпосылки для планомерного улучшения технологичности изделий. Количественные показатели подразделяются на основные и вспомогательные. К основным количественным показателям относятся:

• трудоемкость изготовления; • себестоимость изготовления; • материалоемкость;

• энергоемкость.

          К вспомогательным показателям технологичности относятся коэффициенты:

• точности, • шероховатости; • применения типовых технологических процессов,

• унификации конструктивных элементов и др.

Конкретные показатели, учитывающие специфику изделий и производства, устанавливаются отраслевыми стандартами. Существуют частные, комплексные и базовые показатели технологичности конструкции изделий. Выбор базовых показателей технологичности является исходным этапом для отработки конструкции изделия на технологичность. Определение базовых показателей основывается на статистических данных о ранее созданных конст­рукциях, имеющих общие конструктивно-технологические признаки с проекти­руемой. В процессе разработки изделия сравнение конструкций следует произ­водить по базовым показателям.

3. Отработка конструкции изделия на технологичность

Улучшение технологичности конструкции изделий проводится с целью по­вышения производительности труда, снижения затрат и сокращения времени на проектирование, изготовление, техническое обслуживание и ремонт изделия при обеспечении необходимого качества и называется отработкой конструкции изделия на технологичность. Отработка конструкции изделий на технологич­ность позволяет снизить на 15-25 % трудоемкость и на 5-10 % себестоимость изделий. Технологичность конструкции изделия обеспечивается следующими меро­приятиями:• отработкой конструкции на технологичность на всех стадиях проектиро­вания изделия, при технологической подготовке производства, при изго­товлении изделия, включая и область эксплуатации;• совершенствованием условий выполнения работ при производстве, экс­плуатации и ремонте изделий и фиксации принятых решений в техноло­гической документации;• количественной оценкой технологичности конструкции изделий;

• технологическим контролем конструкторской документации; • подготовкой и внесением изменений в конструкторскую документацию по результатам технологического контроля по ГОСТ 2.121-73, обеспечи­вающих достижение базовых значений показателей технологичности Конструкторская и технологическая преемственность является одним из главных принципов подготовки производства. Применение этого принципа по­зволяет максимально использовать все лучшее, что создано ранее. Например, при конструировании новых изделий машиностроения до 80 % конструктивных решений переходит от изделия к изделию

Урок 4

 Тема 2  Проектирование технологических процессов

– 4 часа ; 4 ч- с/р

Тема в журнале - Основные этапы проектирования технологического процесса.

1.Общие положения проектирования технологических процессов

В основу проектирования любого технологического процесса должно быть положено три принципа: технический, экономический и социальный. В соот­ветствии с первым принципом технологический процесс должен обеспечить полное выполнение всех требований рабочего чертежа и технических условий на изготовление заданного изделия. В соответствии со вторым принципом при изготовлении изделия должна быть обеспечена требуемая производительность труда и наименьшая себестоимость. В соответствии с третьим принципом тех­нологический процесс должен соответствовать требованиям техники безопас­ности и промышленной санитарии по системе стандартов безопасности труда (ССБТ). Обязателен учет экологических факторов.

Проектирование технологических процессов имеет целью дать подробное описание процессов изготовления изделий с необходимыми технико-экономи­ческими расчетами и обоснованием выбранного варианта, так как технологи­ческие процессы характерны своей многовариантностью. Например, поверхно­сти одной и той же детали могут быть обработаны в различной последователь­ности разными методами; одна и та же сборочная единица, как правило, может быть собрана с применением различных методов достижения точности. Из не­скольких возможных вариантов технологического процесса изготовления одно­го и того же изделия, равноценных с позиций технического принципа проекти­рования, выбирают наиболее эффективный и рентабельный вариант. При рав­ной производительности сопоставляемых вариантов выбирают наиболее рента­бельный, а при равных рентабельностях - наиболее производительный Эффек­тивность и рентабельность проектируемого процесса выявляют по всем элемен­там, из которых они складываются.

Задачами технологического проектирования являются определение усло­вий изготовления изделий, определение типа производства, видов исходных за­готовок, проектирование технологического маршрута обработки, выявление не­обходимых средств производства и порядка их применения, определение себе­стоимости и трудоемкости изготовления изделий, определение исходных дан­ных для календарного планирования, для организации технического контроля, определение состава рабочей силы.

Решение задач проектирования зависит от большого числа факторов, свя­занных со служебным назначением изделия, его конструкторско-технологическими параметрами и состоянием производства.

Основы построения технологического процесса

Организация технологического процесса.

Организация технологического процесса основана на разделении труда (единичной форме) и специализации его на отдельных работах. В результате специализации изготовление продукции и ее частей происходит на обоснованных участках предприятия с последовательной передачей предмета труда от одного рабочего места к другому.

Состав технологического процесса. Технологический процесс включает ряд стадий, каждая из которых состоит из производственных операций.

Операция — это технологически и технически однородная, законченная на данной стадии часть процесса, представляющая собой комплекс элементарных работ, выполняемых рабочим (или рабочими) при обработке определенного предмета труда на одном рабочем месте,

Операция-основная часть технологического процесса, основной элемент производственного планирования и учета. Необходимость деления процесса на операции порождается техническими и экономическими причинами. Например, технически невозможно одновременно обработать все поверхности заготовки на одном станке. Да и по экономическим соображениям выгоднее разделить технологический процесс на части.

Операция состоит из ряда приемов, каждый из которых представляет собой законченную элементарную работу (или совокупность законченных действий). Приемы разделяются на отдельные движения. Движение — это часть приема, характеризующаяся однократным перемещением тела или конечностей рабочего.

Такое разделение технологического процесса на отдельные элементы имеет большое значение, т. к. дает возможность анализировать его, выявлять мельчайшие особенности затрат труда, а это особенно важно для нормирования работ и вскрытия резерва роста производительности труда.

Структура технологического процесса.

Под структурой технологического процесса понимают состав и сочетание элементов, определяющих схему построения процесса, т. е. виды, количество и порядок выполнения производственных операций. Схема технологического процесса, может быть, простой и сложной. Она зависит от вида и характера изготовляемой продукции, количества и номенклатуры, предъявляемых к ней требований, вида и качества исходных материалов, уровня развития техники, условий кооперирования и многих других факторов.

Простые процессы состоят из небольшого числа операций, их сырье представляет собой однородную массу или включает небольшое количество компонентов. Продукция таких процессов в основном однородная. Технологическая схема их сравнительно несложная. К ним .относятся процессы кирпичного, стекольного, прядильного производства, предприятий горной промышленности и др.

Процессы второго типа отличаются сложностью схемы построения, многооперационностью, большим разнообразием применяемых материалов, используемого оборудования. Сложные процессы имеют развитую форму организации и требуют значительных площадей. Примерами их могут быть процессы машиностроения, металлургии, химической промышленности и др.

Разработка технологического процесса.

В основе любого промышленного производства, как было отмечено, лежит производственный процесс, который включает ряд технологических процессов.

Прежде чем начать изготовление объекта производства (машины, аппараты, механизмы и др.), необходимо спроектировать технологический процесс.

Технологическое проектирование заключается, прежде всего, в выборе наиболее экономичного для данных конкретных условий метода получения заготовок и деталей, установлении рациональной последовательности операций обработки, назначении необходимых орудий производства и регламентации их использования, а также в определении, трудоемкости и себестоимости изготавливаемого изделия.. Технологический процесс должен быть запланирован так, чтобы оборудование, инструменты, приспособления, сырье, производственные площади использовались наиболее полно и правильно при условии максимального облегчения и безопасности труда.

2. Исходные данные для проектирования технологических процессов

Исходные данные (информация) для проектирования технологических процессов подразделяют согласно ГОСТ 14.301-83 на:

• базовые;• руководящие;• справочные.

Базовая информация включает данные, содержащиеся в конструкторской документации на изделие и программу выпуска:

• чертеж детали с техническими требованиями на изготовление;

• чертежи сборочных единиц, определяющие служебное назначение дета­лей и их отдельных поверхностей;

• условия работы деталей;

• объем выпуска;

• плановые сроки выпуска.

Руководящая информация предопределяет подчиненность принимаемых решений стандартам, учет перспективных разработок. Руководящая информация включает:

• стандарты, устанавливающие требования к технологическим процессам и методам управления ими;

• стандарты на оборудование и оснастку;

• документацию на действующие единичные, типовые и групповые техно­логические процессы,

• классификаторы технико-экономической информации;

• производственные инструкции;

• материалы по выбору технологических нормативов (режимов обработки, припусков, норм расхода материалов и др.);

• документацию по охране труда.

К справочной информации относятся: опыт изготовления аналогичных изде­лий, методические материалы и нормативы, результаты научных исследований Справочная информация включает:

• данные, содержащиеся в технологической документации опытного про­изводства;

• описание прогрессивных методов изготовления и ремонта;

• каталоги, паспорта, справочники;

• альбомы компоновок прогрессивных средств технологического оснащения,

• планировки производственных участков;

• методические материалы по управлению технологическими процессами Обширная справочная информация содержится также в учебниках, учебных пособиях, методических указаниях, монографиях и периодических изданиях

При проектировании технологических процессов для действующих пред­приятий должна учитываться общая производственная обстановка:

• наличие площадей;• состав и степень загрузки оборудования;• наличие технологической оснастки; • обеспеченность предприятия квалифицированной рабочей силой и др.

Для составления технологического процесса необходимо иметь ряд исходных данных. К их числу относятся:

вид и характер объектов производства;

программа выпуска продукции;

требования, которым она должна удовлетворять;

производственные возможности предприятия (наличие оборудования, энергетические мощности и т, д.).

Для этого используются чертежи, схемы, технические условия, ГОСТы, объем и план выпуска продукции, ведомости и паспорта оборудования, каталоги инструментов, инструкции на испытания, приемку, а также другие нормативные и справочные данные.

Основным техническим документом производства является рабочий чертеж, представляющий собой графическое изображение изготовляемых деталей и изделий, предъявляемых к ним требований по форме, размерам, видам обработки, методам контроля, маркам используемых материалов, весу заготовок и деталей, а следовательно, нормам расхода материалов. В производстве широко используют и схемы, позволяющие усвоить последовательность работы.

При разработке технологического процесса учитывают, и объем выпуска продукции. При большом плане выпуска, например в условиях крупносерийного и массового производства, выгодно применение специальных видов инструментов и приспособлений, специализированного оборудования и автоматических линий. В условиях единичного (индивидуального) производства ориентируются на универсальное оборудование и приспособления и на высококвалифицированную рабочую силу.

Разработанный технологический процесс оформляют рядом документов, технологических карт, в которых регламентированы все положения, режимы и показатели применяемой технологии.

Наиболее важным из этих документов является технологическая карта, в которой содержатся все данные и сведения по технологии изготовления какой-либо детали или изделия, полное описание процесса производства по операциям с указанием применяемого оборудования, инструмента, приспособлений, режимов работ, нормы времени, квалификации и разряда рабочего.

Указанную документацию с содержащимися в ней сведениями экономист использует для нормирования труда и установления численности рабочих, определения потребности сырья, материалов, топлива, энергии и анализа их расхода, калькулирования и анализа себестоимости, планирования работ и т. п.

Современная техника позволяет производить одну и ту же продукцию или выполнять одинаковую работу различными методами. Поэтому при технологическом проектировании имеются широкие возможности выбора технологических процессов.

При существующем многообразии методов и средств производства часто разрабатывают несколько вариантов технологического процесса и, составляя калькуляцию себестоимости, выбирают наиболее эффективный с экономической точки зрения вариант.

Урок 5

 Последовательность проектирования технологических процессов изготовления деталей машин

Тема в журнале - Проектирование цехов. Исходные данные и цель проектирования. Расположение оборудования в цехе.

Процесс технологического проектирования содержит ряд взаимосвязанных и выполняемых в определенной последовательности этапов. К ним относятся:

• анализ исходных данных;

• технологический контроль чертежа;

• определение типа и организационной формы производства;

• выбор вида исходной заготовки и метода ее получения;

• выбор вида технологического процесса;

• разработка технологического кода детали на основе технологического классификатора;

• выбор технологических баз и схем базирования заготовки;

• выбор методов обработки поверхностей заготовки;

• проектирование маршрута обработки;

• разработка структуры операций;

• выбор средств технологического оснащения (оборудования, приспособ­лений, режущих и измерительных инструментов);

• назначение и расчет режимов обработки,

• назначение и расчет припусков и операционных размеров:

• нормирование технологического процесса и определение квалификации       работы;

• выбор средств механизации и автоматизации элементов технологического процесса и средств внутрицехового транспорта;

• составление планировки (по необходимости) и разработка операций перемещения деталей и отходов;

• разработка мероприятий по обеспечению требований техники безопасности и производственной санитарии;

• комплексная технико-экономическая оценка технологического процесса,

• оформление технологической документации.

Проектирование технологического маршрута обработки

1. Общие положения

Технологическим маршрутом называется последовательность прохождения заготовки, детали или сборочной единицы по подразделениям предприятия при выполнении технологического процесса изготовления или ремонта.

Технологический маршрут обработки заготовки устанавливает последова­тельность выполнения технологических операций. Различают межцеховой и внутрицеховой маршруты.

На этапе разработки маршрута решаются следующие задачи:

• намечается общий план обработки детали;

• предварительно выбираются средства технологического оснащения;

• намечается содержание операций.

При проектировании технологического маршрута предусматриваются не­обходимые контрольные операции, назначаются методы и средства техническо­го контроля и измерений. Правила выбора средств контроля регламентированы стандартом. В соответствии со стандартом выбор средств контроля основывает­ся на обеспечении заданных показателей процесса контроля и анализа затрат на его реализацию.

При разработке технологического процесса наряду с отдельными опера­циями контроля необходимо предусматривать также элементы контроля, вхо­дящие в операции механической обработки заготовки, а также вспомогательные операции очистки и промывки деталей перед контролем.

Организация контроля зависит от технических требований и производст­венных условий. Различают следующие формы контроля:• 100 %-ный готовых изделий;• выборочный готовых изделий;• статистический; • активный.

После разработки маршрута обработки заготовки производят предвари­тельный выбор средств технологического оснащения. Сведения о характери­стиках обрабатываемой поверхности и методах ее обработки, о детали в целом дают возможность определить тип станка, вид режущего инструмента, средства и методы контроля. Например, наличие сложных поверхностей у детали указы­вает на необходимость применения оборудования определенного назначения (зубофрезерные, копировальные и т.п.).

Задачей проектирования технологического маршрута является выбор наи­лучшего варианта из большого количества возможных.

Критериями выбора варианта технологического процесса являются:

• обеспечение заданной точности и шероховатости поверхностей;

• число, сложность и стоимость технологического оборудования и оснастки;

• организационно-технические характеристики производства (потребности в производственных площадях, рабочих, сложность и длительность цик­ла технологической подготовки производства, длительность производст­венного цикла и др.);

• величины суммарной погрешности, от которых зависят припуски на об­работку (так как минимальная величина припуска должна перекрывать суммарную погрешность).

Выбор наилучшего варианта маршрута может производиться на основе ис­пользования типовых технологических процессов.

1. Проектирование технологической операции

При проектировании технологической операции решается комплекс вопросов

• уточняется содержание операции (намеченное при проектировании маршрута);

• определяется последовательность и содержание переходов;

• окончательно выбираются средства технологического оснащения (или составляются задания на их проектирование);

• устанавливаются режимы резания;

• определяются нормы времени;

• определяются настроечные размеры, и рассчитывается точность обра­ботки,

• разрабатываются операционные эскизы и схемы наладок;

• подбирается состав СОЖ;

• определяется разряд работы.

Отдельная технологическая операция проектируется на основе принятого технологического маршрута, схемы базирования и закрепления заготовки на операции, данных о точности и шероховатости поверхностей до и после обработки на данной операции, припусков на обработку, такта выпуска или размера партии деталей (в зависимости от типа производства). При уточнении содержа­ния операции окончательно устанавливается, какие поверхности детали будут обработаны на данной операции.

Проектирование операционного технологического процесса делят на три эта­па. На первом формируются элементарные структуры, реализующие элементарные технологические операции; на втором рассматривают возможность и целесообраз­ность укрупнения технологических операций объединением однотипных элемен­тарных операций и формирования для них совместного выполнения более слож­ных операций, сочетающих обработку отдельных поверхностей, третий этап -формирование структуры операции - предусматривает дальнейшее укрупнение операций за счет объединения различных методов и видов обработки

Степень концентрации и дифференциации операций является важнейшим принципом при построении операции.

Концентрацией операций называют соединение нескольких простых тех­нологических переходов в одну сложную операцию.

Дифференциацией операций называют разделение операций на несколько более простых.

При концентрации операций сокращают число установок заготовок на ста­нок, применяют многоинструментную обработку одной или нескольких поверх­ностей, многоместную обработку. При этом повышается точность взаимного расположения обрабатываемых поверхностей, производительность обработки за счет снижения основного и вспомогательного времени, сокращается длитель­ность производственного цикла, упрощается календарное планирование, воз­растают требования к точности станка, его технологическим возможностям

В технологических процессах машиностроения применяют оба принципа в зависимости от конкретных условий.

2. Проектирование единичных технологических процессов

В современном машиностроении применяются в основном три принципиально различных вида технологических процессов: единичный, типовой и групповой.

Единичная технология предполагает разработку на каждую деталь своего (единичного) технологического процесса, который должен по возможности учи­тывать все особенности данной детали и ее заготовки.

Разработка единичных технологических процессов характерна для ориги­нальных деталей, не имеющих общих конструктивных и технологических при­знаков с деталями, ранее изготовленными на предприятии Единичный техноло­гический процесс позволяет достичь наивысшего качества изготовления детали в результате возможности учета всех особенностей изготовляемой детали, ее за­готовки и условий обработки. Однако создание такого технологического про­цесса требует больших затрат времени: чем тщательнее, подробнее разрабаты­вается единичный технологический процесс, тем больше требуется времени на его разработку и тем выше должна быть квалификация технолога. В результате возникает такая ситуация, когда затраты времени на разработку входят в проти­воречие с затратами времени на изготовление детали, т.е. становятся значи­тельно больше последних. Примером такого положения может служить разра­ботка технологического процесса изготовления детали на станке с ЧПУ: на раз­работку и отладку управляющей программы к станку с ЧПУ для изготовления детали средней сложности требуется несколько рабочих дней, а время изготов­ления детали составляет около часа.

       С другой стороны, единичная технология порождает огромное разнообра­зие как самих технологических процессов, так и средств их осуществления:

оборудования, приспособлений, инструмента. Особенно ярко это проявляется на примере единичного и мелкосерийного производств.

Создание типовых и групповых процессов позволяет избежать повторных и новых разработок при проектировании рабочих технологических процессов, что ведет к сокращению работ по технологической подготовке производства, обес­печивает единство технологических решений, основанных на наиболее совер­шенных и эффективных методах.

В качестве примера разработки единичного технологического процесса ниже приведен маршрут изготовления вала - шестерни (рис.7) коробки подач продольно-фрезерного станка для мелкосерийного производства. Заготовку по­лучают ковкой в подкладном штампе с высадкой венца.

1. Заготовительная. Ковать заготовку.

2. Токарная.Точить торцы в размер 233 и сверлить центровые отверстия последова­тельно с переустановкой. Технологическая база - наружная поверхность заго­товки. Заготовка устанавливается в токарный самоцентрирующий патрон.Точить наружные поверхности заготовки (диаметральные и торцевые) с при­пуском 1.5.., 2 мм на сторону последовательно с переустановкой. Технологическая база - наружные поверхности заготовки и центровые отверстия. Заготовка уста­навливается в патрон с поджатием задним центром.

3 Термическая. Улучшить заготовку НВ 228...250.

4. Токарная  Точить торцы в размер 220 и перецентровать заготовку последовательно с переустановкой.

Точить две шейки 056, 070, 088h9 окончательно, две шейки 050h6 с припуском 0.6 на диаметр, канавки на торцах шеек 050h6 (под игольчатые подшипники) с припуском 0.3.

5. Зубофрезерная.  Фрезеровать 20 зубьев (т = 4) с припуском под шлифование 0,2 на сторону

  6. Термическая.    Цементировать на глубину 1.0... 1.2.

7 Токарная.   Точить 050h7 с припуском 0.4, прилежащую канавку, фаску

8. Термическая. Калить 58...60 НКСэ.

9. Центрошлифовальная   Шлифовать (притереть) центровые отверстия.

10. Круглошлифовальная.   Шлифовать 050h7 окончательно, две шейки 050h6 с припуском 0.10, горцы шеек 050h6 окончательно.

11. Зубошлифовальная.   Шлифовать 20 зубьев (т = 4) окончательно.

12. Круглошлифовальная.  Шлифовать две шейки 050h6 окончательно.

13. Моечная.

14 Контрольная.

15 Нанесение антикоррозионного покрытия.

 

Рис. 7. Вал -ш е с т е р н я

3. Проектирование типовых технологических процессов

 Работу по типизации технологических процессов разбивают на два этапа. Первым этапом типизации технологических процессов является классификация деталей машин. Главными признаками классификации являются: конфигурация детали, ее назначение и технологические задачи при изготовлении. Детали, проходящие механическую обработку, разделяют на три основных вида: детали вращения, многоосные детали, плоскостные детали. Эти три вида подразделяются на 15 классов, внутри каждого класса детали делятся на группы, подгруппы и типы, причем на каждой классификационной ступени усиливается идентичность объ­единенных деталей (рис. 9.8).

Классификация предусматривает группировку деталей, близких по конст­рукции, размерам, массе и общности технологического процесса. Основной задачей классификации является приведение всего многообразия заготовок, по­верхностей и их сочетаний к минимальному количеству типов, для которых можно разработать типовые технологические процессы обработки. Работа по классификации деталей сочетается с унификацией и стандартизацией их конст­рукций. Это дает возможность укрупнить партии деталей, применить при их из­готовлении более прогрессивную технологию, сократить номенклатуру режу­щих и измерительных инструментов.

Следующим этапом типизации является разработка принципиально общего технологического процесса с установлением типовых последовательностей и содержания операций, схем базирования и конструкций оснастки. Тип деталей имеет одинаковый технологический маршрут для всех деталей этого типа, на основе которого разрабатывается типовой технологический процесс. Типовой технологический процесс - это технологический процесс, характеризуемый единством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов для группы изделий - деталей с общими конструктивны­ми признаками. Типовой технологический процесс в условиях конкретного производства разрабатывается для типового представителя группы изделий -типового изделия, которое принадлежит группе близких по конфигурации изде­лий и обладает наибольшим количеством конструктивных и технологических признаков этой группы. Технологические процессы изготовления деталей одной группы осуществляются на однородном оборудовании с применением однотип­ной технологической оснастки.

Типовая технология предназначена обеспечить минимум разнообразия технологических процессов и технологических средств путем обоснованного сведения их к ограниченному числу типов, что подводит к разработке стандар­тов на типовые технологические процессы, а это в свою очередь, создает пред­посылки для значительного снижения затрат времени на технологическую под­готовку производства, а также на внедрение прогрессивных технологических решений.

     Типизация технологических процессов способствует:

• внедрению на предприятиях передового опыта науки и техники;

• упрощению и ускорению разработки технологических процессов;

• сокращению цикла подготовки производства;

• повышению классификации технологов и конструкторов;

• достижению лучшей технологичности конструкций;

• выявлению потребности в новых видах оборудования и оснастки;

• оценке уровня технологии, применяемой на заводе.

4. Проектирование групповых технологических процессов

Групповая обработка деталей представляет собой дальнейшее развитие идей типизации. За основу метода групповой обработки принимается технологическая классификация деталей, заканчиваю­щаяся формированием группы, являющейся главной технологической единицей групповой обработки. Если при построении типовых технологических процес­сов к одному типу относят детали по общности их конфигурации, технологиче­ского маршрута и содержания операций, то при групповой обработке детали группируются по общности операций, оборудования, на котором эти операции выполняются и единой технологической оснастки. В состав группы могут быть включены детали из разных классов. Групповая обработка может ограничивать­ся отдельными групповыми операциями и может применяться для построения группового технологического процесса обработки деталей в целом (рис. ). Групповой технологической операцией называется общая для группы различ­ных по конструктивным признакам заготовок операция, выполняемая с опреде­ленной групповой оснасткой, обеспечивающей обработку заготовки на данном оборудовании. Групповым технологическим процессом называется совокуп­ность групповых технологических операций, обеспечивающих обработку раз­личных заготовок группы по общему технологическому маршруту. При группо­вом технологическом маршруте некоторые заготовки могут пропускать отдель­ные операции.

Группа деталей создается для выполнения операции на одном станке таким образом, чтобы их конфигурация позволила сохранить при переходе с детали на деталь в пределах данной группы близкий набор переходов и осуществить их обработку при неизменной наладке. В отдельных случаях допускается перена­ладка станка, которая может быть осуществлена с минимальными затратами времени (замена сверл, перестановка линейных и диаметральных упоров, заме­на сменных установочных или зажимных деталей группового приспособления при сохранении на станке постоянного основного корпуса и т.п.). Схему груп­повой наладки станка разрабатывают для наиболее сложной детали группы, включающей в себя все поверхности, встречающиеся у остальных деталей (рис. 9.10). Эта деталь называется комплексной. Если в отобранной группе такой детали не оказалось, то ее проектируют.

Групповая обработка применяется в условиях мелкосерийного производст­ва и особенно эффективна для токарно-револьверных, карусельных, фрезерных, сверлильных (с применением многошпиндельных головок) станков, станков с программным управлением. Применение групповых поточных линий позволяет перенести принципы поточно-массового производства в мелко- и среднесерий­ное производство. В групповых поточных линиях оборудование располагают по маршруту обработки близких по конфигурации и размерам деталей нескольких наименований, закрепленных за линией. Детали обрабатываются периодически запускаемыми партиями, и в каждый момент линия работает как непрерывно-поточная.  Переход от обработки одной детали к другой возможен без перена­ладки линии, либо с частичной переналадкой Оборудование линии комплекту­ют и располагают по технологическому маршруту обработки наиболее сложной и трудоемкой детали в группе, остальные детали обрабатываются с пропуском отдельных позиции инструмента или рабочих мест.

.

Самостоятельная работа

Экономическая эффективность и технико-экономические показатели технологических процессов

Экономическая эффективность применяемой технологии определяется целым рядом показателей, которые непосредственно связаны с техническим совершенствованием и экономическим развитием производства.

Все технико-экономические показатели делят на количественные и качественные. Первые определяют количественную сторону технологического процесса (объем производимой продукции, число единиц оборудования, количество работающих), вторые -- его качественную сторону (эффективность использования труда, сырья, материалов, основных фондов, финансовых ресурсов).

Технико-экономические показатели бывают натуральные и стоимостные. Натуральные дают односторонние характеристики (трудоемкость, расход сырья, время процесса или операции и т. п.). Поэтому при решении вопросов экономической эффективности технологии нужны и стоимостные показатели — себестоимость, прибыль, фондоотдача и др.

По связи с материальными объектами производственного процесса все технико-экономические показатели можно объединить в следующие группы:

1. Технологические показатели, т. е. показатели, характеризующие свойства предмета труда. К ним относятся прежде всего те показатели, величина которых влияет на ход производственного процесса. Так, например, к технологическим показателям, характеризующим древесную массу, используемую в целлюлозно-бумажной промышленности, относятся длина волокна, влажность, содержание смолы и т. д.; свойства металлических деталей, обрабатываемых резаньем, определяются, прежде всего, составом металла (сплава), его временным сопротивлением на разрыв (или твердость), геометрическими размерами. Хотя общее число технологических показателей достаточно велико, для каждого производственного процесса число их вполне ограничено.

Конструкционные показатели, т. е. показатели, характеризующие орудия труда. К ним относятся свойства орудий труда, которые оказывают влияние на производственный процесс, — это мощность рабочих машин, их паспортные данные.

Трудовые показатели — это показатели, характеризующие промышленно-производственный персонал предприятия. К этим показателям относятся численность трудящихся по профессиям, разрядам, а также показатели, характеризующие квалификацию и др.

Производственные показатели характеризуют ход производственного процесса и его результаты. К ним относятся применяемые режимы работы оборудования (давление, температура, скорость и др.), производительность оборудования, участка, цеха, расходные коэффициенты, показатели, характеризующие качество продукции, и многие другие.

Экономические показатели влияют на эффективность производственного процесса и характеризуют эту эффективность. К ним относятся цены, тарифы, условия оплаты труда, нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений, себестоимость продукции и др.

Из всей совокупности показателей, которые дают возможность определять и сравнивать уровень технологического процесса и его операции, необходимо выделить следующие: себестоимость, трудоемкость, производительность труда, удельные расходы сырья и материалов, энергетические и топливные затраты, интенсивность использования оборудования и производственных площадей, фондоотдача, величина капиталовложений и срок их окупаемости. В ряде случаев используют другие, частные показатели, дополнительно характеризующие процессы производства: энерговооруженность, коэффициент механизации и автоматизации, величину потребляемой мощности и т. п.

Важнейшим и обобщающим показателем является себестоимость. Она формируется из различных по своему назначению затрат.

Основные технико-экономические показатели технологического процесса

1. Общие положения

При разработке технологического процесса изготовления изделий для обоснования выбранного варианта необходим анализ его технической, органи­зационной, социальной и экономической целесообразности.

Анализ технической целесообразности заключается в установлении воз­можности изготовления изделия в соответствии с техническими условиями и выявление преимуществ и недостатков с точки зрения повышения технического уровня.

Анализ организационной целесообразности позволяет оценить варианты по длительности производственного цикла, обеспечению ритмичности производства.

Анализ социальной целесообразности характеризует изменение профессио­нального и квалификационного состава рабочих, повышение уровня механизации и автоматизации труда, улучшение условий труда и его привлекательности.

Экономический анализ позволяет сделать объективный вывод о целесооб­разности принимаемого варианта. Он состоит из расчета и анализа технико-экономических показателей, из расчета годового экономического эффекта, из определения области наиболее выгодного применения сравниваемых средств, установления их экономически оправданных параметров. Технико-экономичес­кие показатели подразделяются на абсолютные и относительные.

2. Абсолютные показатели

Станкоемкость - суммарное основное время выполнения операций техно­логического процесса изготовления детали, определяется по формуле:

                                     T₀=t_0i ,                       (39)

где п - число технологических операций.

Трудоемкость изготовления детали представляет собой время, затраченное на изготовление детали, выраженное в человеко-часах. Определяется по формуле:

                                       T=t_шкi ,                              (40)

По трудоемкости сравнивается производительность вариантов технологических процессов.

Из затрат прошлого труда, овеществленного в используемых средствах производства, и затрат живого труда, выраженных заработной платой работни­ков, занятых в технологическом процессе, складывается наиболее общий эко­номический показатель - себестоимость, Выбор наиболее эффективного вари­анта по себестоимости производится только в случае, если капитальные вложе­ния не меняются от варианта к варианту.

Различают себестоимость технологи­ческую, цеховую и заводскую. Технологическая себестоимость включает те за­траты, которые изменяются с изменением варианта технологического процесса Цеховая себестоимость учитывает цеховые расходы. Заводская себестоимость учитывает общезаводские расходы. При сравнении вариантов изготовления де­талей используется технологическая или цеховая себестоимость. Разработаны различные методы расчета себестоимости:

• бухгалтерский, • прямого калькулирования (поэлементный); • нормативный.

Основы технического нормирования

1. Трудоемкость, станкоемкость, производительность технологического процесса. Норма времени и норма выработки

Трудоемкость обработки представляет собой затраты времени на выполне­ние технологического процесса (или его элементов) изготовления единицы про­дукции. Выраженная в человеко-часах она позволяет определить необходимое количество рабочих.

Станкоемкость представляет собой количество станочного времени, затра­чиваемое на выполнение технологического процесса или его элементов. Едини­цей измерения станкоемкости является станко-час. Станкоемкость служит для расчета числа станков, необходимого для выполнения одной или нескольких операций обработки.

Производительность - количество продукции в штуках или других едини­цах, выпускаемой в единицу времени.

Технически обоснованной нормой времени называется регламентирован­ное время выполнения технологической операции в определенных организаци­онно-технических условиях, наиболее благоприятных для данного производст­ва Она устанавливается в соответствии с эксплуатационными возможностями средств технического оснащения при условии применения методов работы, со­ответствующих современным достижениям техники с учетом опыта работы но­ваторов производства. Технически обоснованные нормы времени позволяют ус­тановить расценки, определить производительность оборудования, осуществить календарное планирование и т.д.

Технической нормой выработки называется величина, обратная норме вре­мени выполнения операции. Выражается числом изделий, изготавливаемых на операции в единицу времени. Технически обоснованную норму времени и техническую норму выработки устанавливают на каждую операцию.

Применяется три метода установления норм времени:

• на основе изучения фактических затрат рабочего времени наблюдением.

• расчет по нормативам;  • расчет по укрупненным типовым нормам.

При первом методе норму времени устанавливают путем изучения затрат времени непосредственно в производственных условиях на рабочих местах. Этот метод используют для выявления резервов повышения производительно­сти труда, обобщения передового опыта и для разработки нормативов. При вто­ром методе производят расчет длительности операции, используя нормативы длительности выполнения отдельных элементов работы. При третьем методе нормирование операции осуществляется приближенно с использованием типо­вых норм. Первые два метода нормирования применяют в серийном и массовом производствах, третий - в единичном и мелкосерийном.

Структура технически обоснованной нормы времени

Время, затрачиваемое на технологическую операцию изготовления едини­цы продукции, в общем случае складывается из двух частей:

  ;            (1)

Где   tшк - штучно-калькуляционное время (представляет собой трудоемкость из­готовления детали на операции);

   tшт- штучное время изготовления единицы продукции;

   tп3 - подготовительно-заключительное время, затрачиваемое на партию изготавливаемой  продукции;

   п - количество единиц продукции (например, деталей) в партии.

            Штучное время выражается формулой:

                tшк=t ₀+t в +t _T +tорг+tn  ;  ( 2)

где t₀- основное (технологическое) время;

  t_В - вспомогательное время;

  t_T- - время технического обслуживания рабочего места;

  tорг   -время организационного обслуживания;

   tn- время перерывов в работе.

К основному времени относится время, необходимое на изменение разме­ров, формы, состояния и других свойств заготовки в процессе обработки или изменение положения детали в процессе сборки. При обработке заготовок на станках основное время может быть определено расчетом для каждого перехода:

                                                           t₀=    ;          (3)

где L - расчетная длина перемещения инструмента или стола станка, мм;

i - число рабочих ходов данного перехода;

Sм- минутная подача, мм/мин.

Расчетная длина перемещения L вычисляется суммированием длины обра­батываемой поверхности, величины врезания /i и перебега \г инструмента. Рас­четные схемы определения основного времени для некоторых методов приве­дены на рис. 9.1.

Исходные данные для расчета Го берутся из рабочих чертежей изделий, данных по режимам обработки, технологических характеристик и паспортных данных оборудования и инструмента.

Длина обрабатываемой поверхности берется из чертежа обрабатываемой заготовки; величины врезания и перебега инструмента определяют по нормати­вам или расчетным путем. Например, при точении длина врезания /, = i cig(p (рис. 1, а).

Формула (3) является общей для станочных работ всех видов. Однако в зависимости от типа станка и конкретного вида работы могут быть свои осо­бенности [8].

К вспомогательному времени относится время, необходимое на установку (базирование и закрепление), снятие деталей, измерение и перемещение загото­вок и деталей, подвод и отвод инструмента. Вспомогательное время находится суммированием времени на выполнение всех перечисленных вспомогательных переходов и приемов. Время на выполнение отдельных приемов находится по нормативам или определяется по фактическим затратам.

Вспомогательное время может быть перекрываемым или неперекрывае­мым Перекрываемое время - время выполнения рабочим тех приемов, которые осуществляются в период автоматической работы оборудования. Это время в норму штучного времени не включают. Неперекрываемое время - норма време­ни выполнения рабочим приемов при остановленном оборудовании и времени, затрачиваемого на машинно-ручные приемы.

Вспомогательное время может составлять до 20-35 % штучного времени. Поэтому при проектировании технологических процессов следует тщательно выявлять возможные пути сокращения этого времени.

Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным временем. Основное и вспомогательное время может быть ручным, машинно-ручным и машинным (автоматическим).

Вспомогательное время может составлять до 20-35 % штучного времени. Поэтому при проектировании технологических процессов следует тщательно выявлять возможные пути сокращения этого времени.

Сумма основного и вспомогательного времени называется оперативным временем. Основное и вспомогательное время может быть ручным, машинно-ручным и машинным (автоматическим).

Время технического обслуживания необходимо на поднастройку техноло­гической системы, смену износившегося или сломанного инструмента и др.

Время организационного обслуживания состоит из затрат времени на уход за рабочим местом - смазку и чистку оборудования, уборку рабочего места в

конце смены, получение инструмента в течение смены от мастера или бригади­ра и т.п.     

       Время технического и организационного обслуживания определяется по нормативам времени в процентах от оперативного времени (до 4-8 %).

Время перерывов отводится на отдых и личные нужды рабочего. Определяется в процентах от оперативного времени (для механических цехов около 2.5 %).

Подготовительно-заключительное время затрачивается на действия, произ­водимые рабочим один раз на всю партию изделии. В него входит ознакомле­ние с чертежом и технологическими документами, время на подготовку рабоче­го места, оборудования, установку приспособления и инструмента, первона­чальную настройку инструмента, время на получение задания и сдачу работы и т. п. Определяется по нормативам [9].

На основе норм времени определяют расценки выполняемых операций, рассчитывают необхо­димое количество оборудования для выполнения программы, осуществляют планирование производственного процесса.

Основные  технологические процессы в  нефтяной промышленности.

Тема  3.1. Технологический процесс бурения нефтяных и газовых скважин – 6ч, 10 ч.- практ. раб.; 6 ч- с/р

Физико-механические свойства горных пород и процесс разрушения их при  бурении. Способы бурения скважин :ударное бурение, вращательное бурение скважин. Технологический инструмент. Аварии и осложнения в процессе бурения. Крепление скважин. Методика проектных и проверочных расчетов, эффективности работы оборудования. Проектирование  технологии бурения скважин

Урок  6

Тема в журнале –  

Состав и свойства нефти и газа.  Основные сведения о нефтяных и газовых месторождениях.

1.Нефть, ее свойства и состав

2.Нефтяные газы и их свойства

3. Физико- химические свойства пластовых вод

4.Горные породы. Физические свойства пород- коллекторов

5.Формы залегания осадочных горных пород

6. Классификация осадочных горных пород.

7.Классификация пород-коллекторов.

8.Природный резервуар. Типы природных резервуаров.

Понятие «ловушка для нефти и газа». Виды ловушек по происхождению.

Ловушка - это часть природного резервуара, где уменьшаются скорости движения флюидов - воды, нефти, газа - происходит их дифференциация, и возникают скопления нефти и газа. Ловушка - это препятствие на пути движения пластовых флюидов. В строении ловушки участвуют коллектор и ограничивающие его непроницаемые отложения. Возникают ловушки на перегибах пласта-коллектора, в участках ограничения его тектоническими, стратиграфическими и литологическими экранами, в выступах и линзах.По происхождению различают следующие ловушки:

·Структурные-образованные в результате изгиба слоев или  разрыва их сплошности;

·стратиграфические -сформированные в результате эрозии пластов-коллекторов во время перерыва в накоплении осадков (в эпоху восходящих движений) и перекрытия их затем непроницаемыми породами (в эпоху нисходящих движений). Как правило, толщи пород, образовавшиеся после перерыва в осадконакоплении, характеризуются более простыми структурными формами залегания. Поверхность, отделяющая эти толщи от толщ, возникших ранее, называется поверхностью стратиграфического несогласия;

·литологические -образованные в результате литологического замещения пористых проницаемых пород непроницаемыми;

·рифогенные-сформированные в результате отмирания организмов-рифостроителей (кораллов, мшанок), накопления их скелетных остатков в форме рифового тела и последующего его перекрытия непроницаемыми породами.

Около 80 % залежей в мире связано с ловушками структурного класса, на долю ловушек иного происхождения (рифогенных, стратиграфических и литологических) приходится немного более 20 %.

Каждая  ловушка имеет различный генезис:

1.                     Тектонический,

2.                     Седиментационный,

3.                     Денудационный.

 Понятие «залежь» и местоскопление нефти и газа.

Залежь нефти и газа представляет собой естественное локальное промышленное скопление нефти и газа в проницаемых коллекторах (ловушках) различного типа. Залежь образуется в той части резервуара, в которой устанавливается равновесие между силами, заставляющими перемещаться нефть и газ в природном резервуаре, и силами, препятствующими этому перемещению.

Местоскопление – это совокупность залежей, приуроченных к одной или нескольким ловушкам в недрах одной и той же ограниченной по размерам площади.

Местоскопления бывают локальные (залежи и местоскопления) и региональные (зоны нефтегазонакопления, нефтегазоносные области и провинции).

Классификация залежей.

Залежью нефти и  газа называют скопление полезного ископаемого, возникшее под влиянием гравитационных сил в ловушке природного резервуара. Залежь образуется в той части резервуара, в которой устанавливается равновесие между силами, заставляющими перемещаться нефть и газ в природном резервуаре, и силами, препятствующими этому перемещению.

Залежи делятся на:

I.Структурные

1.                      Группа антиклинальных структур. Они приурочены к локальным поднятиям различного вида:

- Сводовые залежи   -Висячие залежи (располагаются на крыльях складки)

- Тектонически-экранированные (формируются вдоль сбросов и взбросов)

- Приконтактные (образуются на контакте продуктивного горизонта с соленым штоком или вулканогенными образованиями)

2.        Группа моноклинальных структур. Связаны с флексурными образованиями или со структурными носами, или с разрывными нарушениями.

3.        Группа синклинальных структур. Формируется в практически безводных коллекторах под действием сил гравитации, встречается крайне редко.

II.Рифогенные. В рифогенном массиве кавернозность и трещиноватость очень неоднородна, поэтому коллекторские свойства могут меняться даже на незначительных расстояниях и дебиты скважины в различных частях массива неодинаковы.

III.Литологические.

1.        Литологически-экранированные:

2.        Литологически-ограниченные:

IV.Стратиграфические. Залежи в коллекторах, срезанных эрозией и перекрытых непроницаемыми породами более молодого возраста.

Миграция нефти и газа. Виды миграции.

Миграция – это перемещение в осадочной оболочке.

Путями миграции служат поры, трещины, каверны, а также поверхности наслоений, поверхности разрывных нарушений. Миграция может происходить в одной и той же толще или пласта (внутрипластовая, внутрирезервуарная), а также она может быть из одного пласта в другой (межпластовая, межрезервуарная).  Первая осуществляется по порам и трещинам, а вторая – по разрывным нарушениям и стратиграфическим несогласиям. И та, и другая могут иметь боковое напряжение (вдоль напластования пластов) - латеральная, вертикальная миграция (перпендикулярно напластованию пластов).

В зависимости от физического состояния у/в различаются:

· Молекулярная (движение у/в в растворенном состоянии вместе с водой)

· Фазовая (у/в находятся в свободном состоянии)

Еще перемещение бывает в виде паров, способных преобразовываться в нефть и газ при изменении температуры и давления.

По отношению к нефтегазоматеринским толщам:

· Первичная – процесс перехода у/в из пород, в которых они образовались, в коллекторы.

· Вторичная – перемещение у/в по породам-коллекторам, по разрывным нарушениям, трещинам и т.д.

Понятие о нефтяной залежи, нефтяном месторождении. Источники                    пластовой энергии.    Режимы разработки нефтяных залежей

    Нефть и газ скапливаются в пластах- коллекторах, в так называемых ловушках, образовавшихся в результате:

1)изгибов земной коры    2)выклинивания  пласта        3)запечатывание пласта                                                                        другими непроницаемыми

                                                                                                              породами

 

Скопление нефти газа в ловушке одного или нескольких гидродинамически связанных пластов- коллекторов называется залежью.

Пласты- коллектора состоят из проницаемых горных пород, которые переслаиваются с непроницаемыми горными породами, верхняя граница- кровля, нижняя граница – подошва.

Складки, обращенные выпуклостью вверх, называются антиклиналями, а складки направленные выпуклостью вниз - синклиналями.

                    Антиклиналь                                                     Синклиналь

        Самая высокая точка антиклинали называется ее вершиной, а центральная часть сводом. Наклонные боковые части складок (антиклиналей и синклиналей) образуют крылья. Антиклиналь, крылья которой имеют углы наклона, одинаковые со всех сторон, называется куполом.

Большинство нефтяных и газовых залежей мира приурочены к антиклинальным складкам.

Обычно одна складчатая система слоев (пластов) представляет собой чередование выпуклостей (антиклиналей) и вогнутостей (синклиналей), причем в таких системах породы синклиналей заполнены водой, т.к. они занимают нижнюю часть структуры, нефть (газ) же, если они встречаются, заполняют поры пород антиклиналей.

       Газ, нефть и вода располагаются внутри ловушки под воздействием гравитационного фактора в зависимости от величины их плотностей.

.

Урок 7

Тема в журнале -

Бурение нефтяных и газовых скважин.

           Скважиной называется цилиндрическая горная выработка в земной коре, имеющая при малом поперечном сечении весьма значительную длину и предназначенная для извлечения полезных ископаемых на поверхность.

Начало скважины (на поверхности) называют устьем, ее конец- забоем. Все полое пространство от устья до забоя называется стволом.

            Скважины могут быть вертикальными или наклонно-направленными. В отдельных случаях бурят горизонтальные скважины.

            По назначению скважины делятся:

1) поисковые - для поисков новых залежей

2) разведочные - для изучения геологического строения и свойств продуктивных                       пластов с целью получения информации, необходимой для установления площадных размеров залежей и подсчетов запасов в них полезных ископаемых, а также для проектирования систем разработки

3) добывающие (эксплуатационные) – для извлечения из недр нефти и газа.

4) нагнетательные – для закачки в недра воды, воздуха или газа со специальными целями (поддержание пластового давления)

5) наблюдательные и контрольные – для наблюдения за ходом разработки залежи (для контроля Рпл, положения ВНК, ГНК) при помощи различных приборов, спускаемых в скважину                                                                                                                                        

6) специальные:

а) оценочные – для оценки нефтенасыщенности пластов, уточнения  положения контуров нефтеносности и т.д.

б) водозаборные – для водоснабжения буровых установок и систем нагнетания воды в продуктивные пласты

 в) поглощающие – для сброса сточных вод в глубоко залегающие пласты, чтобы не загрязнять поверхностные водоемы

г) зажигательные – для образования очагов подземного горения нефти при использовании тепловых методов разработки

                          Способы бурения:

механическое, термическое, физико-химическое, элетроискровое. Широкое применение: механический способ бурения: ударный, ударно-вращательный, вращательный.

         Вращательное бурение. Скважина высверливается непрерывно вращающимся долотом. Разбуренные частицы породы в процессе бурения выносятся на поверхность непрерывно циркулирующей струей бурового раствора.

        В зависимости от местонахождения двигателя вращательное бурение разделяют на: роторное – двигатель находится на поверхности и приводит во вращение долото на забое колонной буровых труб; и бурение с забойным двигателем (турбиной) (гидравлическое или при помощи электрического бура) – двигатель переносится к забою скважины и устанавливается над долотом.

        Процесс бурения состоит из следующих операций:

-                            спуско- подъемных работ (опускание буровых труб с долотом в скважину до забоя и подъем буровых труб с отработанным долотом из скважины);

-                            работы долота на забое (разрушение породы долотом).

Эти операции периодически прерываются для спуска обсадных труб в скважину, чтобы

предохранять стенки скважины от обвалов и разобщить нефтяные и водяные горизонты.

        Пробурив с поверхности земли скважину, на глубину 30-600 м, в нее спускают кондуктор, служащий для перекрытия слабых (неустойчивых) пород или верхних притоков воды  и для создания вертикального направления ствола скважины при дальнейшем бурении. После спуска кондуктора проводят цементирование (тампонаж), т.е. закачивают цементный раствор через обсадные трубы в кольцевое пространство между ними и стенками скважины. Цементный раствор, поднимаясь вверх, заполняет затрубное пространство. После затвердения цементного раствора бурение возобновляется.

        В скважину спускают долото, диаметр которого меньше диаметра предыдущей обсадной

колонны. Затем в пробуренную до проектной глубины скважину опускают колонну обсадных труб (эксплуатирующих колонну) и цементируют ее.

        Если при бурении под эксплуатационную колонну возникают большие осложнения, то после кондуктора спускают одну или две промежуточные (технические) колонны.

Полный цикл строительства скважины:

1)                                   Подготовительные работы – устройство подъездного пути, планировка площади, устройство фундаментов и т.п.

2)                                   ВМР – строительство или перетаскивание вышки, монтажно–бурового оборудования, установка его на фундаменте.

3)                                   Подготовительные работы и бурение скважины.

4)                                   Бурение скважины – проходка и крепление.

5)                                   Испытание скважины на приток нефти (освоение).

6)                                   Демонтаж бурового оборудования.

     Буровая установка – сложный комплекс машин, механизмов, аппаратуры,

металлоконструкций, средств контроля и управления, расположенных на поверхности. В комплект буровой установки входят:

-вышка для подвешивания талевой системы и размещения буровых труб, оборудование для СПО, оборудование для подачи и вращения инструмента, насосы для прокачивания промывочной жидкости, силовой привод, механизмы для приготовления и очистки промывочной жидкости, механизмы для автоматизации и механизации СПО, КИПиА. В комплект буровой установки входят также металлические основания, на которые монтируется оборудование.

Понятие о конструкции скважин

1. Конструкция скважин

Скважина – горная выработка (вертикальная или наклонная) круглого сечения глубиной от нескольких метров до нескольких километров и диаметром свыше 75 мм, сооружаемая в толще горных пород (рис. 2.1).

Элементы скважины:

· Устье – выход на поверхность;

· забой – дно;

· ствол или стенка – боковая поверхность.

Расстояние от устья до забоя по оси ствола – длина скважины, а по проекции оси на вертикаль – ее глубина. Непрерывный рост добычи нефти и газа возможен лишь при условии бурения тысяч скважин, обеспечивающих разведку и ввод в эксплуатацию десятков новых нефтяных и газовых месторождений.

Под конструкцией скважины понимают расположение обсадных колонн с указанием их диаметров, глубины перехода с большего диаметра  скважины на меньший, глубины спуска обсадных колонн и интервалов их цементирования. Если в скважину, кроме направления и кондуктора, спускают только эксплуатационную колонну, конструкцию называют одноколонной.

Если в скважину, кроме направления и кондуктора, спускают промежуточные и эксплуатационные колонны, то конструкцию называют двухколонной (при одной промежуточной колонне) или трехколонной (при двух промежуточных колоннах). Конструкцию скважины выбирают с учетом геологических особенностей месторождения (глубины залегания зон обвалов, поглощений, водопроявлений, глубины расположения продуктивных горизонтов), вида добываемого продукта (нефть или газ), способов эксплуатации и бурения, техники и технологии бурения. После определения высоты подъема цементного раствора за эксплуатационной колонной осуществляют подвеску обсадных колонн на устье и обвязку их между собой колонной головкой, герметизирующей затрубное пространство.

-       Число спущенных в скважину обсадных колонн и их размеры, а также диаметры ствола под каждую колонну в совокупности с интервалами их цементирования определяют понятие конструкции скважин. В целом конструкция ствола скважины представлена в зависимости от геологических и технологических факторов несколькими концентрически спущенными на различную глубину колоннами обсадных труб:

			Колонная головка

 

1

                                                  

	5

 

Направление (1)- для крепления верхнего интервала  ствола скважины, вскрывающего рыхлые     слабоустойчивые породы. Диаметр колонны-426 мм,                                                глубина спуска до 50 м

кондуктор (2)- для крепления верхних слабоустойчивых пород разреза, изоляции верхних водоносных горизонтов  от загрязнения. Диаметр колонны- 324мм ,глубина спуска до 500м      промежуточная (техническая) (3) колонна для   крепления стенок скважины и разобщения пластов.  Диаметр колонны-219мм, глубина спуска до 2000м

 эксплуатационная (4) колонна- для крепления стенок   разобщения продуктивных горизонтов и изоляции их  от других горизонтов. Основное назначение- извлечение нефти и газа на поверхность. Диаметр  колонны- 146; 139,7; 146; 168; 178 мм, спускается на      глубину на 50м ниже проектного горизонта        

 Глубина цементного стакана, остающегося в скважине    после цементирования эксплуатационной колонны  является искусственным забоем (5).       Верхняя часть обсадных труб всех скважин    заканчивается колонной головкой. Она предназначена для подвешивания и обвязки обсадных труб с целью герметизации всех межтрубных пространств, контроля и  управления межтрубными проявлениями и служит основанием для устьевого оборудования.

Урок 8

Бурильный  инструмент

Уроки  9-13

Практическая работа

Самостоятельная работа

1.Оборудования для очистки и приготовления буровых растворов  - работа с технической литературой ,устная защита

2. Бурение скважин в заданном направлении- реферат

3. Режимы бурения - конспект

Тема 3.2. Технологический процесс добычи нефти и газа - 6ч, 10 ч практ. раб.; 4 ч- с/р

Способы эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Технологические схемы добычи нефти. Методика проектных и проверочных расчетов параметров технологических процессов добычи нефти фонтанным и механизированными способами. Проектирование оборудование для эксплуатации скважин.

Урок 14-15

Тема в журнале - Способы добычи. Фонтанный и механизированный  способы добычи.

Самостоятельная работа - Оборудование устья  скважин: 1.Устройство фонтанных арматуры.   2.Принцип работы и общее устройство установки скважинного центробежного электронасоса.

Урок 16-17

Практическая работа «Проектирование технологического процесса  добычи нефти и газа»

Урок 18

Тема в журнале - Эксплуатация  газовых скважин

Самостоятельная работа - Оборудование устья скважин. Назначение и конструкция газлифтных клапанов и скважинных камер.

Урок 19-21

Практическая работа «Проектирование технологического процесса  добычи нефти и газа»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Урок 22-29

Тема 3.3. Технологический процесс сбора и подготовки скважинной продукции- 8ч, 8 ч.- практ. раб.; 8 ч- с/р

Система   сбо­ра  и   внутрипромыслового транспорта нефти и газа, измерение скважинной продукции. Сепарация нефти от газа. Промысловые трубопроводы. Подготовка нефти, газа и воды. Проектирование технологических схем движения нефти, газа и воды от устья скважин до конечного пункта на месторождении, технологических схем ра­боты промысловых установок.

Урок 22-23

 

Тема в журнале  - Сбор и замер продукции на промысле.

Самостоятельная работа - Ста­рые методы измерения продукции скважин. Устройство  ИЗУ.

Урок 24-25

Тема в журнале - Промысловые трубопроводы, нефтегазовые сепараторы и нефтяные резервуары

Самостоятельная работа - Применение ингибиторов коррозии

Урок 26,27

Практическая работа «Проектирование технологического процесса сбора и подготовки скважинной продукции»

Урок 28,29

Тема в журнале -  Подготовка нефти и газа

Самостоятельная работа - Насосные станции для перекачки нефти .Компрессорные станции для перекачки нефтяного газа.

Урок 30-32

Тема в журнале - Тема 3.4. Технологический процесс подземного  ремонта - 4ч, 2 ч.- практ. раб.; 6 ч- с/р.

Технология капитального и текущего ремонтов. Методика расчета параметров технологических процессов при ремонте скважин. Нормирование операции (подготовительно-заключительные, вспомогательные и спуско-подъемные  операции) при подземном ремонте.

Самостоятельная работа- Оборудование  для подземного ремонта скважин

Практическая работа« Проектирование технологического процесса подземного ремонта скважин»