液压转向器厂总平面设计

液压转向器厂总平面设计
中国矿业大学矿业工程学院工业工程系
设施规划与物流分析课程设计
说明书
姓名：李英明
学号：22080228
指导教师：李乃梁郑龙
开始时间：2011年6月20日
结束时间：2011年7月03日
成绩：
目录
第一章课程设计任务要求 (3)
1.1课程设计题目 (3)
1.2课程设计目的 (3)
1.3 课程设计内容与要求 (3)
1.4 原始给定条件 (3)
第二章课程设计步骤 (5)
2.1 基本要素分析 (5)
2.2 物流分析 (13)
2.3 作业单位相互关系分析 (19)
2.4 作业单位间物流与非物流相互关系合并 (20)
2.5 绘制作业单位位置相关图 (23)
2.6 绘制作业单位面积相关图 (26)
2.7 绘制工厂总平面布置可行方案图 (27)
2.8 评价择优 (30)
第三章制图标准与设计说明书格式 (31)
3.1 图符标准 (31)
3.2 图样比例 (31)
3.3标题栏与明细表格式 (31)
3.4 规范图例 (32)
3.5 设计说明书组成 (35)
3.6 附录 (36)
第一章课程设计任务要求
1.1 课程设计题目
液压转向器厂总平面布置设计
1.2 课程设计目的
《设施规划与物流分析》是工业工程专业的主干专业课程，是工业工程学科的重要研究领域和分支之一。

设施规划与设计着重研究设施总平面布置、车间布置及物料搬运等内容，目标是通过对设施的各组成部分的相互关系分析，合理布置，得到高效运行的生产系统，获得最佳的经济效益和社会效益。

《设施规划与物流分析》课程设计是本课程的重要时间教学环节，要求学生综合运用所学专业知识，完成规定的工业实施布置设计的一次基本训练。

其目的是：
1、能正确运用工业工程基本原理及有关知识，学会对工业设施进行系统分析；
2、通过对工程设施布置的实际设计，掌握系统布置设计方法的规范程序；
3、通过课程设计，培养学生学会如何编写有关技术文件；
4、通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养学生运用所学专业知识分析和解决实际问题的能力。

1.3 课程设计内容与要求
《液压转向器厂总平面布置设计》内容与要求如下：
1、液压转向器厂物流分析。

2、液压转向器厂作业单位相互关系分析。

3、作业单位位置相关图，相当于A3图样的坐标纸1张。

4、作业单位面积相关图，相当于A3图样的坐标纸1张。

5、液压转向器厂总平面布置图三套路，A3图样三张。

6、评价择优，选出最佳总平面布置图。

7、编写设计说明书，工作量不少于12000字。

1.4 原始给定条件
当地现有一叉车修理厂，占地面积为16000m2，厂区南北长为200m，东西宽为80m，所处地理位置如图1所示。

该厂职工人数300人，计划改建成年产量6000套液压转向器的生产厂，需要完成工厂总平面布置设计。

图1 待建液压转向器厂厂区图
第二章课程设计步骤
2.1 基本要素分析
2.11 液压转向器结构及参数
液压转向器的基本结构如图2所示，由22个零、组件构成，液压转向器的零、组件的名称、材料、单件重量列于表1中。

我们生产的液压转向器，计划产量为6000。

图2 液压转向器结构
表1 零件明细表工厂名称：液压转向器厂
产品名称液压转
向器
产品代
号
计划年产
量
序号零件
名称
零件
代号
自
制
外
购
材料
总
计
划
需
求
量
零
件
图
号
形
状
尺
寸
单
件
重
量
（K
g）
说
明
2.12 作业单位划分
根据液压转向器结构及工艺特点，液压转向器厂设立如表2所示11个作业单位，分别承担原材料存储、备料、热处理、加工与装配、产品性能试验、生产管理与服务等各项生产任务。

表2 作业单位建筑物汇总表
2.13 液压转向器生产工艺过程
由于液压转向器结构比较简单，因此其生产工艺过程也很简单，总的工艺过程可分为零、组件制作与外购，半成品暂存，组装，性能试验与成品存储等阶段。

（1）零、组件制作与外购
液压转向器上的标准件、异形件如塑料护盖、铝制标牌等都是采用外购、外协的方法获得，入厂后由半成品库保存。

其它零件由本厂自制，其工艺过程分别见表3至表15。

表中各工序加工前工件重量为：该工序加工后工件重量/该工序材料利用率。

（2）标准件、外购件与半成品暂存
生产的零、组件经车间内检验合格后，送入半成品库暂存。

定期订购的标准件和外协件均存放在半成品库。

（3）组装
所有零、组件在组装车间集中组装成液压转向器成品。

（4）性能试验
所有组装出的液压转向器均需进行性能试验，试验合格的成品送入成品库，试验不合格的返回组装车间进行修复。

一次组装合格率估计值为80%，二次组装合格率为100%。

（5）成品存储
所有合格液压转向器存放在成品库待出厂。

表3 液压转向器零件加工工艺过程表
表4 液压转向器零件加工工艺过程表
表5 液压转向器零件加工工艺过程表
表6 液压转向器零件加工工艺过程表
表7 液压转向器零件加工工艺过程表
表8 液压转向器零件加工工艺过程表
表9 液压转向器零件加工工艺过程表
表10 液压转向器零件加工工艺过程表
表11 液压转向器零件加工工艺过程表
表12 液压转向器零件加工工艺过程表
表13 液压转向器零件加工工艺过程表
表14 液压转向器零件加工工艺过程表
表15 液压转向器零件加工工艺过程表
2.2 物流分析
物流相关分析是机械制造厂平面布置的基础，主要从以下步骤来进行分析：
2.21 产品工艺过程分析
由于各个部件的年需求量是固定的，也就是说液压转向器的生产呈理想状态（零库存生产），所以全年的物流量就没有必要给出。

工艺过程表计算出各个工序加工前后单件重量及废料重量如下表2所示：
a. 由于各个部件的年需求量是固定的，也就是说液压转向器的生产呈理想状态（零库
存生产），所以全年的物流量就没有必要给出。

工艺过程表计算出各个工序加工前后单件重量及废料重量如下表（1）所示：
各个零件原料重量与成品重量对比表（1）
产品名称件
号材料原料重量（kg）材料利用率（%）成品重量（kg）废料（kg）
连接块组
件 1 20 0.164 55 0.09 0.074
前盖 2 HT26
0 1.974 45.6 0.9 1.074
当环 4 20 0.075 40 0.03 0.045 滑环 5 20 0.075 40 0.03 0.045 联动器8 45 0.682 39.6 0.27 0.412
阀体9 HT25
0 18.52 37.8 7 11.52
阀芯10 45 0.866 69.3 0.6 0.266 阀套11 20 0.7 80 0.56 0.14 隔盘12 20 0.4 80 0.32 0.08 限位柱13 45 0.0144 69.3 0.01 0.0044 定子14 40Cr 2.424 49.5 1.2 1.224 转子15 45 0.866 69.3 0.6 0.266 后盖16 20 1 80 0.8 0.2
b. 各个自制零部件工艺过程图（2）
自制零部件工艺过程图（2）
废料0.074
零件2 前盖
废料
零件5 滑环
零件8 联
动轴
9
废料
0.00
27
零件9
零件10
阀芯
零件11 阀套
废料0.14
零件12 隔盘
废料
0.0044
废料
c. 产品总的工艺过程图（3）
总的工艺过程图（3）
2.2 2物流强度分析
a. 作业单位之间的物流强度
通过计算各单位之间的物流强度并折算到全年物流强度，得出物流强度汇总表（4），（5）如下：
物流强度汇总表（4）
序号作业单位对
数
年物流量
物流强度等
级
1 1---
2 122964 A
2 7---8 107391.2 A
3 6---7 76708 E
4 8---9 76708 E
5 2---4 73782 E
6 5---6 63480 I
7 4---5 54006 I
8 3---4 34393.86 I
9 1---4 23859 O
10 1---3 19776 O
11 3---5 14617.86 O
12 4---6 10980 O
b. 作业单位物流强度分析
由前面的物流强度汇总表(4)可以求出物流强度统计图（6），并根据物流强度等级分划表（5）得出物流强度等级填入物流强度汇总表（4）最后一列中。

物流强度等级划分表（5）
物流强度统计图（6）
c. 填写作业单位物流相关表
作业单位物流相关表（7）
2.3 作业单位相互关系分析
根据液压转向器结构及工艺特点，液压转向器厂的作业单位的划分有原材料库、铸造车间、热处理车间、机加工车间、精密车间、标准件半成品库、组装车间、性能试验室、成品库、办公服务楼和设备维修车间。

2.31从物流，工作流程，作业性质相似，使用相同设备，使用同一场地等一系列因素整理出影响作业单位相互关系的主要因素，并给出理由编码，如表（8）所示：
液压转向器作业单位间相互关系密度理由（8）
理由
代码 1 2 3 4 5 6 7 8
理由工作流程的
连续性
生产服
务
物料
搬运
管理
方便
安全及
污染
公用设备及
辅助
震
动
人员
关系
2.32 确定各作业单位对之间影响相互关系的因素，并初步确定相互关系等级，如表（9）所示：
作业单位相互关系等级（9）
符号含义说明比例（%）
A 绝对重要2--5
E 特别重要3--10
I 重要5--15
O 一般10--25
U 不重要45--80
X 负的密切程
度
不希望接
近酌情而定
2.33 调整相互关系等级比例，将最后的作业单位之间的相互关系等级填入作业相互关系表（10）。

如下图所示：
作业单位相互关系表（10）
2.4 作业单位间物流与非物流相互关系合并
2.41 选用加权值。

此加权值的大小说明了设施布置时考虑问题的重点，经过具体和周密的调查研究，对液压转向器厂布置来说，物流因素的影响较大。

因此取加权值：
m:n=2:1
2.42 综合相互关系计算，根据各作业单位配对之间物流和非物流关系等级的高低进行量化并加权求和，求出综合相互关系，见表（11）。

当作业单位总量为N时，总的作业配对数P可用下式计算，即
P=N (N-1) /2
对该例题，N=11, 则P=55，因此表（11）中共有55个作业单位配对，即55个相互关系。

2.43 划分综合相互关系密切程度等级。

在表（11）中，综合关系分数取值范围为-1~12，按表（12）统计出各段作业单位配对比例，参考表（13）划分综合关系密切程度等级。

综合物流相关等级表（11）
作业单位
对
关系密级
综合关系物流关系加权值：2
非物流关系加权值：
1
等级分数等级分数分数等级
1--2 A 4 I 2 10 E 1--3 O 1 I 2 4 O 1--4 O 1 I 2 4 O 1--5 U 0 U 0 0 U 1--6 U 0 U 0 0 U 1--7 U 0 U 0 0 U 1--8 U 0 U 0 0 U 1--9 U 0 U 0 0 U 1--10 U 0 U 0 0 U 1--11 U 0 I 2 2 U 2--3 U 0 E 3 3 O 2--4 E 3 I 2 8 I 2--5 U 0 X -1 -1 X 2--6 U 0 U 0 0 U 2--7 U 0 U 0 0 U 2--8 U 0 U 0 0 U 2--9 U 0 O 1 1 U 2--10 U 0 O 1 1 U 2--11 U 0 O 1 1 U 3--4 I 2 I 2 6 I 3--5 O 1 X -1 1 U 3--6 U 0 I 2 2 U 3--7 U 0 O 1 1 U
3--8 U 0 U 0 0 U 3--9 U 0 U 0 0 U 3--10 U 0 O 1 1 U 3--11 U 0 O 1 1 U 4--5 I 2 X -1 3 O 4--6 O 1 E 3 5 I 4--7 U 0 E 3 3 O 4--8 U 0 U 0 0 U 4--9 U 0 U 0 0 U 4--10 U 0 A 4 4 O 4--11 U 0 O 1 1 U 5--6 I 2 A 4 8 I 5--7 U 0 E 3 3 O 5--8 U 0 U 0 0 U 5--9 U 0 U 0 0 U 5--10 U 0 O 1 1 U 5--11 U 0 O 1 1 U 6--7 E 3 A 4 10 E 6--8 U 0 U 0 0 U 6--9 U 0 U 0 0 U 6--10 U 0 I 2 2 U 6--11 U 0 I 2 2 U 7--8 A 4 A 4 12 A 7--9 U 0 U 0 0 U 7--10 U 0 O 1 1 U 7--11 U 0 E 3 3 O 8--9 E 3 A 4 10 E 8--10 U 0 E 3 3 O 8--11 U 0 O 1 1 U 9--10 U 0 E 3 3 O 9--11 U 0 U 0 0 U 10--11 U 0 U 0 0 U
综合相互关系密切程度等级划分（12）
总分关系密切程度等
级
作业单位配对
数占总对数百分比（%）
11--1
2 A 1 1.8 9--10 E
3 5.5 5--8 I
4 7.3 3--4 O 10 18.2 0--2 U 36 65.4 -1 X 1 1.8 总计5
5 100
综合相互关系的等级及划分比例（13）
关系密切程度等级符号作业单位配对比例
绝对必要靠近 A 1%--3%
特别重要靠近 E 2%--5%
重要I 3%--8%
一般O 5%--15%
不重要U 20%--85%
不希望靠近X 0%--10%
2.44 建立作业单位综合相互关系表。

将表（11）的综合相互关系总分转化为关系密切程度等级，再画成作业单位综合相互关系图，如图（14）所示。

有了这个相互关系图，按照前面介绍的方法就很容易画出平面布置图。

作业单位综合相互关系表（14）
2.5 绘制作业单位位置相关图
2.51 综合接近程度计算
量化综合相互关系等级，计算出各作业单位综合接近程度，按综合接近程度分数由高到低排序。

由作业单位综合想到关系（14）得出综合接近程度排序表（15）
综合接近程度排序表(15)
作业单位序
号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
1 E--3 O--
1
0--
1
2 E--
3
O--
1
I--
2
X--(-1
)
3 O--
1
O--1
4 O--
1
I--2
I--
2
O--1
I--
2
O--
1
O--
1
5 X--(-1
)
O--
1
I--
2
O--
1
6 I--
2
I--2 E--
3
7 O--
1
O--1
E--
3
A--4
O--
1
8 A--
4
E--
3
O--
1
9 E--3 O--
1
10 O--
1
O--1
O--
1
11 O--1
综合接近程
度
5 5 4 8 3 7 10 8 4 3 1
排序7 8 4 6 2 1 9 3 10 5 11
注：上表中A=4，E=3，I=2，O=1，U=0，X=-1，然后对表中的作业单位综合接近程度进行计算并排序；
关系等级表示方式如表（16）所示
2.52 绘制作业单位面积相关图
规定关系程度为A级的作业单位对之间距离为一个单位距离长度，E级为两个单位距离（其中表示储存区表示加工区）
作业单位位置相关图（17）
2.6 绘制作业单位面积相关图
由作业位置相关图（17），我们可以作出作业面积相关图（18）如下所示：
2.7 绘制工厂总平面布置可行方案图方案一：
方案二：
方案三：
2.8 评价择优 2.81 计算权重
列出一些重要影响因素，计算他们的权重如下表所示：
2.82 评选方案
评价指标 物料搬运
效率既方便性 生产管理的方便性
扩建可能性 生产安全 辅助服
务方便性 空间利用率 得分 方案一 2 2 1 3 2 3 1.933 方案二 3 2 1 2 2 3 2.133 方案三
1
3
1
2
3
2
1.8
权重 33.30% 26.70% 20.00% 13.30% 6.70% 0%
由上表我们知道，其中方案二得分最高，因此最佳布置方案是二方案。

评价指标 评价得分 权重 物料搬运效率既方便性 5 33.30%
生产管理的方便性 4 26.70%
扩建可能性 3 20.00% 生产安全 2 13.30% 辅助服务方便性 1 6.70% 空间利用率 0 0%
第三章制图标准与设计说明书格式
3.1 图幅标准
绘制工厂平面布置图时，应采用标准图幅，如图3-1及表3.1所示。

图3-1 图样幅面
表3.1 图样幅面尺寸单位：mm
幅面代号A0 A1 A2 A3 L 1180 841 594 420
B 841 594 420 297
3.2 图样比例
绘制工厂总平面布置图一般采用缩小比例，如1:100，1:200，1:500，1:1000，1:2000，1:5000等.
3.3 标题栏与明细表格式
工厂总平面布置图标题栏与明细表格式参见表3.2。

3.4 规范图例
在工厂总平面布置图中，采用多种规范图例表示工厂的各组成部分。

常用的规范图例参见表3.3。

表3.3 总图设计图例
名称图例说明
新设计的建筑物1.比例小于1:2000时，可以不画出入口。

2.需要时可以在右角上以点数（或数字表示层数
3.⑤表示建筑编号
新设计的有铁路引入的建筑物车间内铁路按实际长度画出
原有的建筑物在设计中拟利用者，均应编号说明或在图上注明
计划扩建的预
留地或建筑物
用细虚线表示拆除的建筑物
转运站及通廊应注明转运站及通廊编号
地下建筑物或
构筑物
用粗虚线表示散装物料露天
堆场
其他材料露天
堆场或露天作
业场
铺砌场地当铺砌场地面积较大的，可局部表示
敞篷或敞廊露天桥式吊车龙门吊车
贮罐或水塔
烟囱必要时可注明烟囱高度和用虚线表示烟囱基础
围墙及大门上图表示砖石、混凝土及金属材料围墙
下图表示镀锌铁丝网、篱笆等围墙
台阶箭头表示下坡
排水明沟1．上图用于比例较大的图面中，下图用于比例较小的图面中
有盖的排水沟2 . 6表示6%，为沟底纵坡度，40.00表示变坡点间距离，箭头表示流水方向
新设计的道路1. R为道路弯转半径，150.00表示路面中心标高，6表示6%，为纵坡度，101.00表示变坡点间距离
2. 图中斜线为道路断面示意，根据实际需要绘制
3. 箭头表示流水方向
4. 上图一般用于厂内道路
下图一般用于矿区道路
原有道路计划的道路人行道
桥梁上图表示公路段
下图表示铁路段
新设计的标准轨距铁路窄轨铁路与其相同。

若画在同一张图上则线条应较准轨稍细
原有的标准轨
距铁路
计划扩建的标
准轨距铁路
轨道衡粗线表示铁路汽车衡
站台左侧表示坡道，右侧表示台阶，使用时按实际情况绘制
草地
树丛
3.5 设计说明书组成
设计说明书是整个设计工作的总结，是设计成果的书面表述和重要组成部分。

设计说明
书应由封面、设计任务书、评语、正文目录、正文及参考文献等构成。

（1）封面：封面应注明课程设计说明书名称、学生姓名、指导教师姓名等内容。

（2）设计任务书：设计任务书应给出设计题目、设计内容与要求等。

（3）评语：在学生完成设计任务后，由指导教师根据学生完成设计情况写出适当的评语并签名，供存档用。

（4）正文目录：按章、节列出正文目录。

（5）正文：正文应包括整个设计过程的主要内容，及包括所有设计步骤、表格及必要的简图，要求计算准确、条理清楚，系统性、逻辑性强。

（6）参考文献：说明书最后应列出设计过程中参考书籍、资料及论文等。

参考文献内容一般按以下次序列出，即序号、作译者姓名、书名（或文章名）、版次（第一版省略）、出版地、出版社（或杂志）名及出版年月（或杂志的卷期数）。

具体格式可参考教材后面的参考文献。

3.6 附录
本附录列出设计说明书中重要的计算表格等，供设计中参考：
（1）说明书封面
（2）设计任务书
（3）物流强度汇总表
（4）物流强度分析表
（5）物流强度等级划分取值表
（6）物流相关表
（7）作业单位相互关系表（可参照综合相互关系等级划分取值表进行等级划分）
（8）作业单位综合相互关系计算表
（9）作业单位综合相互关系表
（10）综合接近程度排序表
（11）综合相互关系等级划分取值表
设施规划与物流分析课程设计评语。