ĐỀ CƯƠNG BÀI GIẢNG THIẾT kế XƯỞNG

Chương I:
NHỮNG VẤN ĐỀ CƠ BẢN VỀ THIẾT KẾ NHÀ MÁY CƠ KHÍ
1. Khái niệm về cơng tác thiết kế trong sản xuất cơ khí
1.1. Ý nghĩa, vị trí thiết kế nhà máy cơ khí
Trong sản xuất cơ khí, để có được một sản phẩm sử dụng (một chi tiết máy,
một bộ phận hoặc một máy hoàn chỉnh) ta cần trải qua 5 giai đoạn cơ bản sau:
+ Thiết kế sản phẩm: là căn cứ vào yêu cầu sử dụng thực tế, người thiết kế
phải hình dung được hình dáng, kích thước và các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm,
biểu diễn sản phẩm đó lên bản vẽ.
+ Thiết kế công nghệ: là dựa vào bản vẽ thiết kế sản phẩm kết hợp với hiểu
biết và khả năng thực tế sản xuất ra sản phẩm (khả năng về trang thiết bị, khả năng
con người) để định ra đường lối, biện pháp nhằm biến sản phẩm trên bản vẽ thành
sản phẩm sử dụng. Giai đoạn này còn gọi là giai đoạn thiết kế qui trình cơng nghệ.
+ Thiết kế trang bị cơng nghệ: là căn cứ vào qui trình cơng nghệ đã được xác
lập, ta phải thiết kế được một hệ thống trang thiết bị, máy móc phù hợp để sản xuất
ra sản phẩm yêu cầu.
+ Tổ chức sản xuất: là thiết kế ra một hệ thống sử dụng các trang bị công
nghệ nhằm tạo ra sản phẩm một cách hợp lý nhất (chất lượng tốt, năng suất cao và
giá thành hạ).
+ Thiết kế nhà máy cơ khí: để tiến hành chế tạo sản phẩm.
Năm giai đoạn trên là một quá trình có một mục tiêu thống nhất là tạo ra
những sản phẩm cơ khí phù hợp với yêu cầu sử dụng thực tế. Mức độ phù hợp thể
hiện ở 3 phương diện: chất lượng, năng suất và kinh tế.
Để hoàn thành q trình thống nhất đó, mỗi giai đoạn có nhiệm vụ hoàn thành
một phần của mục tiêu cần đạt, đồng thời tạo tiền đề để hoàn thành giai đoạn tiếp
theo. Do đặc điểm đó nên kết quả của mục tiêu cuối cùng là phản ảnh kết quả của
mỗi giai đoạn.
Trong 5 giai đoạn thì “ thiết kế nhà máy cơ khí” là giai đoạn cuối cùng. Do
vậy, tính chính xác đúng đắn của nó khơng chỉ là u cầu của bản thân giai đoạn
này, mà nó cịn là địi hỏi của 4 giai đoạn trước đó. Hơn nữa “ thiết kế nhà máy cơ
khí “ là giai đoạn gắn chặt giữa nghiên cứu và thực tiễn, giữa kỹ thuật và kinh tế, vì

vậy nó mang tính tổng hợp rất cao.
1.2. Phân loại thiết kế nhà máy cơ khí
Trong ngành cơ khí, dựa vào nhiệm vụ sản xuất, dựa vào đầu tư xây dựng và
căn cứ vào những điều kiện thực tế khác, “thiết kế nhà máy cơ khí” được phân làm
hai loại:

1


+ Thiết kế nhà máy mới, hoàn chỉnh;
+ Thiết kế mở rộng phát triển nhà máy đã có nhưng chưa phù hợp với nhiệm
vụ yêu cầu.
Theo kinh nghiệm dù là thiết kế mới, hoàn chỉnh, hay thiết kế mở rộng phát
triển nhà máy cơ khí (hoặc một bộ phận cấu thành của nhà máy cơ khí) thì về
ngun tắc thiết kế, nội dung thiết kế và trình tự thiết kế nói chung là thống nhất.
Sự khác nhau ở đây chẳng qua là mức độ, phương pháp thực hiện cụ thể mà thơi.
Chính vì lý do đó, tài liệu này chỉ chú trọng nghiên cứu thiết kế một nhà máy
(bộ phận nhà máy) mới hồn chỉnh. Với những hiểu biết đó ta cũng có thể nghiên
cứu trong trường hợp thiết kế mở rộng.
1.3. Tổ chức thiết kế nhà máy cơ khí
Một tổ chức thiết kế nhà máy cơ khí phải bảo đảm hoàn thành 3 nhiệm vụ cơ
bản sau:
+ Qui định được các chỉ tiêu của từng giai đoạn thiết kế (trong đó đặc biệt chú
ý đến các chỉ tiêu chất lượng);
+ Tổng hợp được các giai đoạn thiết kế;
+ Qui định được kế hoạch, thời hạn thiết kế.
Muốn hoàn thành 3 nhiệm vụ phức tạp đó, tổ chức thiết kế phải là một tập thể
cán bộ khoa học kỹ thuật hoạt động trên nhiều lĩnh vực khác nhau (như cơ khí,
điện, xây dựng, địa chất, kinh tế...). Nhưng rõ ràng do tính chất chun mơn của
nhà máy thiết kế, nên người chủ trì tổ chức thiết kế phải là một cán bộ hoạt động

trên lĩnh vực cơ khí.
1.4. Một số khái niệm, định nghĩa dùng trong thiết kế nhà máy cơ khí
Để thống nhất trong suốt q trình tính tốn, thiết kế, người ta đưa ra một số
khái niệm, định nghĩa sau:
+ Cơng trình: là một đơn vị của nhà máy mang tính độc lập về kỹ thuật và
khơng gian. Ví dụ một tồ nhà, một nhà kho, một trạm phát điện…
+ Cơ quan đầu tư: là cơ quan chịu trách nhiệm cung cấp vốn đầu tư xây dựng
cơ bản, mua sắm trang thiết bị…
+ Cơ quan thiết kế: (tổ chức thiết kế) là tổ chức chịu trách nhiệm thiết kế,
cung cấp tài liệu, bản vẽ về nhà máy và theo dõi việc thực hiện thiết kế;
+ Cơ quan xây lắp: là tổ chức thực hiện việc xây lắp lên nhà máy theo thiết kế
(thi công). Cơ quan này bắt đầu nhiệm vụ từ khi nhận tài liệu từ tổ chức thiết kế
đến khi tồn bộ cơng trình được bàn giao xong;
+ Tài liệu thiết kế: là những văn bản được sử dụng trong q trình thiết kế,
trong đó thường đưa ra giám định trước và sau thiết kế:

2


* Tài liệu trước thiết kế: dùng làm cơ sở để hồn thành cơng tác thiết kế, bao
gồm:
- Bản nhiệm vụ thiết kế;
- Các bản vẽ về sản phẩm (bản vẽ chế tạo, bản vẽ lắp ráp…)
- Các tài liệu, bản vẽ có liên quan đến địa điểm xây dựng;
- Các văn bản ký kết hợp tác với các cơ quan, bộ phận…
* Tài liệu sau thiết kế: là những tài liệu, số liệu nhận được của các giai đoạn
thiết kế, là kết quả của quá trình thiết kế, dùng nó để thi cơng và đánh giá kết quả
thiết kế.
Tài liệu sau thiết kế thường gồm có:
- Tồn bộ tính tốn, thuyết minh trong q trình thiết kế;

- Các bản vẽ mặt bằng nhà máy;
- Các bản vẽ kiến trúc nhà xưởng;
- Các bản vẽ thi công;
- Các số liệu về kinh tế- kỹ thuật.
2. Những tài liệu ban đầu và việc phân tích các tài liệu này
2.1. Các loại tài liệu ban đầu
Để có cơ sở tiến hành cơng tác thiết kế, tổ chức thiết kế cần được cung cấp
hoặc phải xác định được những tài liệu và số liệu có liên quan đến nhà máy cần
thiết kế. Những tài liệu, số liệu cơ bản làm cơ sở đó gọi là tài liệu ban đầu.
Thông thường những tài liệu ban đầu cần cho công tác thiết kế bao gồm:
+ Bản nhiệm vụ thiết kế là văn bản hợp pháp quan trọng nhất do cơ quan cấp
trên soạn thảo và cung cấp cho tổ chức thiết kế;
+ Bản luận chứng kinh tế - kỹ thuật (còn gọi là bản giải trình) về cơng trình
thiết kế. Do tổ chức thiết kế soạn thảo được cấp trên có thẩm quyền thơng qua;
+ Các loại bản vẽ liên quan tới sản phẩm;
+ Các tài liệu, bản vẽ có quan hệ tới địa điểm xây dựng nhà máy như thổ
nhưỡng, địa chất cơng trình, bản đồ địa thế, tài liệu về thiên nhiên, khí hậu độ ẩm,
hướng gió…
+ Các văn bản ký kết với các cơ quan hữu quan, như hợp đồng cung cấp
nguyên vật liệu, hợp đồng hợp tác sản xuất, hợp đồng cung cấp và bổ sung nhân
lực, hợp đồng tiêu thụ sản phẩm...
Trong những loại tài liệu ban đầu kể trên, thì tài liệu quan trọng số một là bản
nhiệm vụ thiết kế. Bản nhiệm vụ thiết kế cần thể hiện đầy đủ những nội dung sau :
+ Nêu rõ tên gọi, nhiệm vụ, mục đích của nhà máy cần thiết kế;
+ Nêu rõ loại sản phẩm và các yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm;

3


+ Định rõ sản lượng hàng năm của từng loại sản phẩm;

+ Chỉ ra các nhiệm vụ khác (nếu có) của nhà máy;
+ Đề ra các yêu cầu mở rộng, phát triển trong tương lai;
+ Cho biết rõ vùng và địa điểm xây dựng của nhà máy;
+ Nêu được các số liệu, chỉ tiêu làm phương hướng thiết kế như:
- Ước lượng tổng số vốn đầu tư xây dựng;
- Ước lượng tổng số thiết bị, cơng nhân, diện tích;
- Ước định giá thành sản phẩm.
+ Dự kiến chế độ làm việc của nhà máy như số ngày làm việc trong tháng, số
ca làm việc trong ngày, số giờ làm việc trong ca…
+ Định ra các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật sơ bộ như:
- Năng suất tính cho một thiết bị;
- Năng suất tính cho một cơng nhân;
- Năng suất tính trên 1m2 diện tích của nhà máy.
+ Dự kiến thời gian đưa nhà máy vào sản xuất;
+ Dự kiến thời gian hồn vốn.
2.2. Phân tích các tài liệu ban đầu
Trên cơ sở các tài liệu ban đầu, đặc biệt là bản nhiệm vụ thiết kế, tổ chức thiết
kế tiến hành nghiên cứu, phân tích các yếu tố cơ bản của tài liệu để bắt tay vào
công tác thiết kế. Thường những yếu tố cơ bản đó là: sản phẩm, sản lượng, qui trình
cơng nghệ, các hoạt động phụ và thời gian, thời hạn.
+ Phân tích sản phẩm:
Sản phẩm là đối tượng, là mục tiêu sản xuất của nhà máy. Vì vậy, nhà máy
thiết kế trước hết phải phù hợp với đối tượng đã cho. Muốn đạt được sự phù hợp
này, người thiết kế phải phân tích một cách tỷ mỉ và toàn diện sản phẩm chế tạo.
Trong việc phân tích sản phẩm cần đặc biệt coi trọng phân tích tính cơng nghệ
trong sản phẩm. Cụ thể cần đi sâu phân tích 3 khía cạnh:
- Những yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, của các chi tiết, bộ phận cấu thành
sản phẩm. Từ đó cho phép ta lựa chọn được phương pháp chế tạo hợp lý;
- Các chuỗi kích thước tạo nên các vị trí tương quan của sản phẩm. Sự hiểu
biết này là cơ sở xác định cách thức chế tạo, phương pháp lắp ráp và kiểm tra sản

phẩm;
- Kết cấu của sản phẩm được hiểu biết tỷ mỉ sẽ giúp ta lựa chọn hợp lý các
trang bị cơng nghệ trong q trình thực hiện sản xuất ra sản phẩm.
+ Phân tích sản lượng:

4


Như ta đã nghiên cứu trong “công nghệ chế tạo máy” và “tổ chức sản xuất
cơng nghiệp” thì phương pháp tổ chức sản xuất, việc lựa chọn hệ thống công nghệ
để tiến hành sản xuất trước hết phụ thuộc vào qui mô sản xuất. Sản lượng càng lớn
(tức qui mô sản xuất càng lớn) cho phép ta sản xuất theo phương pháp tổ chức tiên
tiến đạt hiệu quả cao, đồng thời cho phép lựa chọn các trang bị công nghệ hiện đại
mang lại hiệu quả kinh tế lớn.
Thông thường sản lượng sản phẩm chế tạo hàng năm được cho trong các dạng
sau:
- Trọng lượng sản phẩm cần chế tạo hàng năm (T/năm);
- Số lượng sản phẩm cần sản xuất hàng năm (chiếc/năm);
- Giá trị tổng sản lượng bình quân hàng năm (đ/năm) trong đó phổ biến
hơn cả là số lượng sản phẩm năm (chiếc/năm).
Phân tích sản lượng là tính cho được sản lượng hàng năm mà nhà máy phải
hoàn thành. Trên cơ sở sản lượng và một vài yếu tố khác ta xác định được qui mô
sản xuất (định dạng sản xuất). Đó là cơ sở hết sức quan trọng mang tính chỉ đạo
trong q trình thiết kế sau này.
Sau đây giới thiệu một cách tính số lượng sản phẩm chế tạo từ các tài liệu ban
đầu:
Ta gọi :
Si: là số lượng loại chi tiết thứ i có trong các sản phẩm cần gia công.
Ni: là số lượng các sản phẩm có chứa chi tiết thứ i.
mi: là số lượng chi tiết thứ i có trong mỗi sản phẩm.

αi: là số % dự trữ để bổ sung cho việc chờ đợi vì vấn đề kho tàng và vận
chuyển (tỷ lệ này có qui định).
βi: là số % dữ trữ để bù vào lượng phế phẩm.
Nếu gọi là số lượng loại chi tiết thứ i có trong sản phẩm thứ k, ta sẽ có mối
quan hệ sau:

Với h là số loại sản phẩm có chi tiết thứ i. Nếu ta gọi n là số loại chi tiết có
trong các sản phẩm thì tổng số chi tiết trong tất cả các sản phẩm là:

5


+ Phân tích qui trình cơng nghệ: là nghiên cứu tỷ mỉ để nắm vững các biểu
hiện cụ thể sau:
(1) Tồn bộ q trình sản xuất diễn ra ở đâu, như thế nào, bằng gì;
(2) Trình tự các cơng đoạn, ngun cơng tạo thành sản phẩm;
(3) Q trình thay đổi trạng thái từ phơi liệu đến thành phẩm;
(4) Hình thức vận chuyển trong q trình sản xuất (dịng vật liệu).
Qui trình cơng nghệ là cơ sở để tính tốn khối lượng lao động, lựa chọn
trang bị công nghệ và bố trí hợp lý mặt bằng nhà máy.
+ Phân tích các yếu tố thời gian
Các yếu tố thời gian trong những tài liệu ban đầu là các mốc thời gian - mang
tính thời hạn. Những yếu tố thời gian này bao gồm: thời gian cho phép thiết kế, thời
gian bắt đầu thi công, thời gian bắt đầu sản xuất, thời gian bắt đầu sử dụng sản
phẩm do nhà máy xuất ra và thời gian thu hồi vốn đầu tư.
Những yếu tố thời gian kể trên là một phần cơ sở để chọn phương pháp thiết
kế, để định ra kế hoạch, tiến độ thiết kế, thi công một cách phù hợp.
3. Những nội dung chủ yếu của công tác thiết kế
Nhà máy là một bộ phận của nền kinh tế quốc dân trong một chế độ xã hội
nhất định. Vì vậy nhiệm vụ, phương thức phát triển sản xuất của nó phải tuân theo

qui luật kinh tế của chế độ xã hội đó. Muốn vậy thiết kế nhà máy là phải đồng thời
nghiên cứu giải quyết những vấn đề thuộc về kinh tế, thuộc về kỹ thuật và thuộc về
tổ chức. Người ta gọi đó là 3 nội dung cơ bản phải giải quyết khi thiết kế nhà máy,
phân xưởng hoặc một bộ phận của nhà máy.
Sau đây ta nghiên cứu cụ thể hơn từng nội dung.
3.1. Nội dung kinh tế của công tác thiết kế
Nội dung kinh tế của thiết kế thể hiện ở các vấn đề sau:
+ Từ bản nhiệm vụ thiết kế phải xác định được chương trình sản xuất của nhà
máy, phân xưởng.
+ Phải dự trù được nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu, năng lượng để nhà
máy hoạt động lâu dài.
+ Phối hợp với các cơ quan có thẩm quyền để xác định tốt địa điểm xây dựng
nhà máy.
+ Xác định qui mô, cấu tạo của nhà máy.
+ Lập dự kiến khả năng mở rộng phát triển nhà máy trong tương lai.
+ Lập phương án hợp tác sản xuất.
+ Giải quyết tốt vấn đề đầu tư xây dựng, đầu tư thiết bị.

6


+ Nghiên cứu giải quyết những vấn đề về đời sống, phúc lợi, sinh hoạt văn
hóa của nhà máy.
3.2. Nội dung kỹ thuật của công tác thiết kế
Nội dung kỹ thuật của thiết kế bao hàm những vấn đề cần giải quyết sau:
- Thiết kế qui trình cơng nghệ chế tạo sản phẩm. Đây là nội dung quan trọng
nhất, đồng thời cũng khó khăn và tốn nhiều cơng sức nhất. Nó có tính quyết định
đến các bước thiết kế tiếp theo;
- Xác định khối lượng lao động cần thiết cho việc sản xuất ra sản phẩm. Khối
lượng lao động có thể biểu thị bằng quỹ thời gian (như đối với nhà máy, phân

xưởng cơ khí, phân xưởng lắp ráp, phân xưởng dụng cụ, phân xưởng sữa chữa...),
cũng có thể biểu thị bằng trọng lượng sản phẩm cần sản xuất hàng năm (trong thiết
kế phân xưởng đúc và phân xưởng rèn dập);
- Xác định chủng loại và số lượng các máy móc, thiết bị;
- Xác định loại, số lượng, trình độ công nhân, cán bộ kỹ thuật và nhân viên
phục vụ trong nhà máy;
- Xác định các nhu cầu về nguyên liệu, năng lượng, vận chuyển;
- Nghiên cứu giải quyết vấn đề vận chuyển;
- Giải quyết tốt vấn đề vệ sinh cơng nghiệp;
- Tính tốn nhu cầu diện tích và bố trí mặt bằng nhà máy, phân xưởng;
- Giải quyết vấn đề kiến trúc nhà xưởng;
- Nghiên cứu giải quyết vấn đề khoa học lao động, cải tiến điều kiện làm việc
cho cán bộ, công nhân trong nhà máy.
3.3. Nội dung tổ chức của công tác thiết kế
Về phương diện tổ chức, khi thiết kế cần nghiên cứu giải quyết tốt vấn đề có
liên quan sau:
- Xác định hệ thống lãnh đạo, quản lý nhà máy. Qui định quan hệ công tác
giữa các cơ cấu tổ chức;
- Tổ chức hệ thống quản lý kỹ thuật, quản lý sản xuất;
- Nghiên cứu giải quyết vấn đề quản lý lao động, bồi dưỡng trình độ cho cán
bộ, cơng nhân;
- Tổ chức tốt hệ thống bảo vệ nhà máy;
- Giải quyết tốt các vấn đề sinh hoạt văn hố, chính trị, xã hội.
4. Các phương pháp thiết kế

7


Tuỳ thuộc vào qui mơ sản xuất, tính chính xác và đầy đủ của các tài liệu ban
đầu, nội dung của bản luận chứng kinh tế - kỹ thuật và thời gian cho phép thiết kế

mà ta lựa chọn, sử dụng phương pháp thiết kế cho phù hợp.
Trong thực tế có hai phương pháp thiết kế (cịn gọi là 2 phương pháp lập
chương trình sản xuất):
- Phương pháp thiết kế chính xác.
- Phương pháp thiết kế gần đúng (Phương pháp thiết kế ước định)
Sau đây ta nghiên cứu những đặc trưng có tính bản chất của hai phương pháp
thiết kế đó.
4.1. Phương pháp thiết kế chính xác
Khi các tài liệu ban đầu đầy đủ, chính xác; thời gian để tiến hành thiết kế đủ,
đặc biệt là thiết kế nhà máy có qui mơ sản xuất lớn, có tầm quan trọng đặc biệt đối
với nền kinh tế quốc dân hoặc quốc phịng an ninh thì cơng việc thiết kế được tiến
hành trên phương pháp chính xác.
Phương pháp thiết kế chính xác dựa trên phương pháp lập chương trình sản
xuất chính xác. Cốt lõi của phương pháp này là tiến hành lập qui trình cơng nghệ tỷ
mỉ cho tất cả các chi tiết của các loại sản phẩm mà nhà máy sản xuất, có kèm theo
phiếu cơng nghệ đầy đủ tỷ mỉ. Từ đó ta xác định được một cách chính xác khối
lượng lao động của các phân xưởng, bộ phận và tồn nhà máy.
Rõ ràng việc lập qui trình cơng nghệ tỷ mỉ cho tất cả các chi tiết của các sản
phẩm là khối lượng cơng việc hết sức lớn. Nó chỉ thích ứng với việc thiết kế các
nhà máy có qui mô lớn, số loại sản phẩm sản xuất không nhiều, chủng loại chi tiết
trong các sản phẩm cũng không nhiều, nhưng số lượng lớn và tất nhiên thời gian
thiết kế cho phép rộng.
Nói chung phương pháp thiết kế này ít được ứng dụng trong thực tế, nhất là
đối với nước ta, đặc biệt là đối với nhà máy cơ khí địa phương.
4.2. Phương pháp thiết kế gần đúng (ước định)
+ Các cách tiến hành
Khi các điều kiện ở trên khơng thoả mãn thì ta chọn phương pháp thiết kế gần
đúng. Phương pháp thiết kế gần đúng có thể được tiến hành theo 2 cách sau:
- Dựa vào sản phẩm hoặc chi tiết điển hình;
- Dựa vào các thiết kế mẫu hoặc các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật đã được đúc kết

theo kinh nghiệm.
Trong 2 cách trên, cách thứ nhất được ứng dụng rộng rãi trong mọi bước thiết
kế. Do đó ta cũng tập trung nghiên cứu phương pháp này. Riêng ở cách thứ hai,

8


việc thực hiện đơn giản, cho độ chính xác thấp, sẽ giới thiệu thêm ở phần thiết kế
cụ thể.
+ Phương pháp thiết kế gần đúng dựa trên sản phẩm (hoặc chi tiết) điển
hình: Phương pháp này được tiến hành theo các bước sau đây:
* Dựa vào kết cấu, trọng lượng, cơng nghệ, vật liệu ta phân loại và ghép nhóm
các sản phẩm (hoặc chi tiết). Cụ thể là:
- Nếu nhà máy sản xuất nhiều loại sản phẩm, số lượng mỗi loại khơng nhiều
lắm thì ta tiến hành phân loại và ghép nhóm sản phẩm;
- Nếu nhà máy sản xuất nhiều loại sản phẩm, số lượng mỗi loại không nhiều,
nhưng số lượng chi tiết trong mỗi loại lớn, thì ta tiến hành phân loại, ghép nhóm
chi tiết khơng kể ở sản phẩm nào.
* Lựa chọn sản phẩm (hoặc các chi tiết) điển hình của các nhóm. Cụ thể là:
- Nếu phân loại sản phẩm thì chọn mỗi nhóm 1 sản phẩm điển hình. Nếu được
thì tiếp tục ghép nhóm và chọn điển hình tiếp...
- Nếu phân loại chi tiết thì chọn trong mỗi nhóm 3 chi tiết điển hình:
Chi tiết điển hình nhỏ;
Chi tiết điển hình vừa;
Chi tiết điển hình lớn.
* Qui đổi số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) khác trong mỗi nhóm về số lượng
sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình. Tính tốn số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) của
từng nhóm và các nhóm đã qui về điển hình.
Cơng thức qui đổi tổng qt là :
Nqđx = Nx.Kx

(1.4)
Trong đó:
Nqđx: là số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) X đã được qui đổi về sản
phẩm (hoặc chi tiết) điển hình.
Nx là số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) X trước qui đổi.
Kx là hệ số ước định, độ lớn của nó đặc trưng cho mức độ khác
nhau về trọng lượng, về độ phức tạp và về sản lượng giữa sản phẩm (hoặc chi tiết)
đang xét (x) so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình trong nhóm.
Như vậy :
Kx = Kx1.Kx2.Kx3
(1.5)
Kx1: là hệ số ước định kể đến sự sai khác về trọng lượng (hoặc diện tích bề
mặt gia công) của sản phẩm (hoặc chi tiết) đang xét (x) so với sản phẩm (hoặc chi
tiết) điển hình trong nhóm. Giá trị của Kx1 có thể xác định theo cơng thức sau:

9


Trong đó:
- Qx và Fx là trọng lượng, diện tích bề mặt gia công của sản phẩm (hoặc chi
tiết) đang xét.
- Qđh và Fđh là trọng lượng và diện tích bề mặt gia công của sản phẩm (hoặc
chi tiết) điển hình trong nhóm.
Kx2: là hệ số ước định kể đến sự sai khác về độ phức tạp giữa sản phẩm (hoặc
chi tiết) đang xét so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình trong nhóm. Giá trị của
Kx2 được cho theo kinh nghiệm của người thiết kế, thường cố gắng phân nhóm sao
cho Kx2 1.
Kx3: là hệ số ước định kể đến sự sai khác về sản lượng giữa sản phẩm (hoặc
chi tiết) đang xét so với sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình trong nhóm. Giá trị của
Kx3 có thể tham khảo chọn ở bảng 1-1.

Sau khi qui đổi toàn bộ các sản phẩm (hoặc chi tiết) của các nhóm về sản
phẩm (hoặc chi tiết) điển hình, ta tính sản lượng yêu cầu sản xuất theo phương
pháp ước định theo cơng thức :

a và a' là số nhóm (a = a') sản phẩm (hoặc chi tiết).
b và b' là số sản phẩm (hoặc chi tiết) khơng điển hình và được chọn
làm điển hình trong từng nhóm.
Bảng 1-1 Hệ số ước định Kx3 (N, là sản lượng)

* Tiến hành lập qui trình cơng nghệ đầy đủ, tỷ mỉ đối với các sản phẩm (hoặc
chi tiết) điển hình phù hợp với dạng sản xuất theo sản lượng qui đổi có kèm theo
phiếu công nghệ tỷ mỷ.
* Xác định khối lượng lao động của phân xưởng, bộ phận hoặc toàn nhà máy.
Trên cơ sở qui trình cơng nghệ đã xác lập và khối lượng lao động đã tính tốn,
hồn thành các bước tính tốn thiết kế tiếp theo.
5. Các giai đoạn thiết kế
5.1. Khái niệm về quá trình thiết kế nhà máy cơ khí

10


Thiết kế nhà máy cơ khí là một q trình thu thập, nghiên cứu phân tích, tổng
hợp đề xuất phương án và lựa chọn phương pháp tối ưu.
Để hoàn thành từng khối lượng công việc cụ thể và tạo cơ sở cho việc thực
hiện các bước tiếp theo, người ta phân quá trình thiết kế ra làm 3 giai đoạn :
- Thiết kế sơ bộ;
- Thiết kế kỹ thuật;
- Thiết kế thi công.
5.2. Giai đoạn thiết kế sơ bộ
Thiết kế sơ bộ là giai đoạn thiết kế đầu tiên, có nhiệm vụ giải quyết các vấn đề

sau:
- Nêu rõ khả năng kỹ thuật và tính hợp lý kinh tế của địa điểm xây dựng nhà
máy;
- Định ra qui trình cơng nghệ sản xuất, vận hành, khai thác sản xuất;
- Xác định nguồn cung cấp vật tư, nguyên liệu, năng lượng, lao động, vận
chuyển cho nhà máy;
- Định rõ kết cấu kiến trúc, hạng mục các cơng trình;
- Tính khối lượng xây lắp, vốn đầu tư chia cho các phần: xây lắp, thiết bị, kiến
thiết cơ bản, xây dựng chính, phụ;
- Xác định khả năng, điều kiện thời gian thi công và đưa nhà máy vào hoạt
động;
- Nêu các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật;
- Bước thiết kế sơ bộ sau khi đã hồn thành phải được cấp trên có thẩm quyền
thông qua (duyệt y) mới được chuyển sang giai đoạn thiết kế kỹ thuật.
5.3. Giai đoạn thiết kế kỹ thuật
Trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật cần đi sâu nghiên cứu qui trình cơng nghệ;
vấn đề vận chuyển, kho tàng; vấn đề vệ sinh cơng nghiệp, an tồn lao động; vấn đề
tổ chức hoạt động kinh tế... để hoàn thành những tính tốn chính xác các nội dung
đã nêu ở thiết kế sơ bộ. Cụ thể là:
- Thiết kế qui trình cơng nghệ sản xuất sản phẩm phù hợp với qui mơ sản xuất.
Từ đó tính tốn được khối lượng lao động của phân xưởng, bộ phận và toàn nhà
máy.
- Tính tốn chính xác các nhu cầu về máy móc thiết bị, về nhân lực và diện
tích các phân xưởng, bộ phận và tồn nhà máy.
- Tính tốn nhu cầu về năng lượng, vận chuyển.
- Tính tốn hệ thống kho tàng, các cơng trình phụ và phục vụ.

11

- Xác định các biện pháp an toàn lao động, vệ sinh công nghiệp.
- Xác lập hệ thống tổ chức lãnh đạo, quản lý nhà máy.
- Tính tốn kinh tế.
- Xác định chính xác các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật.
5.4. Giai đoạn thiết kế thi công
Sau khi giai đoạn thiết kế kỹ thuật đã được cơ quan cấp trên có thẩm quyền
duyệt y, cho phép tiếp tục tiến hành thì ta chuyển sang giai đoạn thiết kế thi công.
Đây là giai đoạn thiết kế cuối cùng, nhằm cung cấp tài liệu, bản vẽ cho tổ chức xây
lắp hoàn thành công việc xây dựng nhà máy.
Trong giai đoạn thiết kế thi cơng chủ yếu là hồn thành các loại bản vẽ phục
vụ cho cơng việc thi cơng. Do đó trong một số tài liêu còn gọi là giai đoạn lập các
bản vẽ thi công.
Các bản vẽ thi công cần hoàn thành trong giai đoạn này là:
- Các bản vẽ về mặt bằng nhà máy (có định rõ độ cao, kích thước giới hạn,
cọc mốc cho các cơng trình kiến trúc, mạng lưới đường sá, kênh mương, sân bãi,
điện, nước...)
- Bản vẽ mặt cắt ngang, cắt dọc của các hạng mục cơng trình.
Ở mỗi giai đoạn thiết kế ta mới chỉ nêu những nội dung cơ bản cần được chú
ý nghiên cứu giải quyết. Vì vậy để giải quyết triệt để và toàn diện, người thiết kế
cần nghiên cứu kỹ những nội dung kinh tế, kỹ thuật và tổ chức đã nêu ở phần trước
để tránh những khiếm khuyết trong bản thiết kế.
Trong thực tế ở nước ta cũng như trên phạm vi thế giới, có nhiều nhà máy
giống nhau về nhiệm vụ sản xuất, về qui mô và nhiều yếu tố khác. Để giảm bớt sức
lao động và thời gian thiết kế, trong q trình thiết kế, ta có thể sử dụng các tính
tốn của những bản thiết kế “mẫu” này. Tất nhiên khi sử dụng các số liệu tính tốn
của những thiết kế mẫu ta cần nhân thêm với hệ số điều chỉnh kể đến sự phát triển
của khoa học kỹ thuật. Trong những trường hợp như vậy, công việc thiết kế của giai
đoạn thiết kế sơ bộ và thiết kế kỹ thuật có thể nhập lại làm một. Như vậy công việc
thiết kế được tiến hành bằng 2 giai đoạn:
- Thiết kế sơ bộ mở rộng.

- Thiết kế thi cơng.
5.5. Mơ hình tổng qt về q trình thiết kế nhà máy cơ khí
Để dễ dàng trong việc theo dõi, thực hiện và kiểm tra quá trình thiết kế, ta có
thể đưa ra sơ đồ tổng quát về q trình thiết kế nhà máy cơ khí như hình 1.1.
Trong mơ hình 1.1 có:
1.
Phân tích nhiệm vụ thiết kế

12


2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.

21.
22.

Lập chương trình sản xuất .
Phân loại- ghép nhóm- chọn điển hình.
Thiết kế qui trình cơng nghệ - Tính khối lượng lao động
Xây dựng các chỉ tiêu sử dụng vật liệu
Tính tốn nhu cầu vật liệu - so sánh với chỉ tiêu
Tính tốn nhu cầu thiết bị - so sánh với chỉ tiêu
Tính tốn nhu cầu nhân lực
Xác định hệ thống cung cấp năng lượng
Xác định lượng dự trữ nguyên liệu, vật tư kỹ thuật
Lập sơ đồ công nghệ
Xác định nhu cầu vật liệu phụ
Xác định cơ cấu các bộ phận phụ
Xác định bậc thợ - chi phí tiền lương
Tính diện tích các phân xưởng bộ phận
Tính tổng diện tích mặt bằng - chọn kết cấu nhà xưởng
Xác định lần cuối địa điểm xây dựng
Thiết kế hệ thống đường vận chuyển
Xác định hệ thống cấp thoát nước
Xây dựng qui hoạch tổng mặt bằng
Tính nhu cầu thiết bị vận chuyển
Tổng hợp các chi phí đầu tư vốn, chi phí sản xuất, chu kỳ vòng quay

23.

Chọn phương án tối ưu. Bảo vệ phương án và lập hồ sơ kỹ thuật.

vốn.

13


Hình 1.1 Mơ hình q trình thiết kế nhà máy cơ khí.

Chương II
THIẾT KẾ TỔNG THỂ NHÀ MÁY CƠ KHÍ
1. Khái niệm về thiết kế tổng thể
Trong nền kinh tế quốc dân, một nhà máy bao giờ cũng nằm trong một hệ
thống nhất định. Hệ thống đó có thể là liên hiệp các nhà máy hoặc một công ty,
tổng công ty. Vì vậy, sự hoạt động của mỗi nhà máy đều chịu sự chi phối của cả hệ
thống. Với lý do đó, vị trí, qui mơ, phương thức sản xuất, trang bị công nghệ… của
nhà máy phải phù hợp trong mối tương quan chung của cả hệ thống, của cả nền
kinh tế.
Thiết kế tổng thể là nhằm giải quyết các vấn đề chung có liên quan đến sự
hình thành nhà máy nằm trong quan hệ với toàn bộ hệ thống.
Thiết kế tổng thể khác với thiết kế cụ thể (thiết kế các phân xưởng, bộ phận
cấu thành nhà máy) ở chỗ thiết kế tổng thể là giải quyết các nhiệm vụ trong quan hệ
với tồn hệ thống, cịn thiết kế cụ thể thì bó hẹp trong quan hệ nhà máy.

14


+ Các tài liệu ban đầu cho thiết kế tổng thể
Tài liệu ban đầu là những tư liệu, số liệu chung để làm cơ sở cho các giai đoạn
thiết kế. Dù là thiết kế một nhà máy mới, hoàn chỉnh hay thiết kế mở rộng phát
triển một nhà máy đã có, tổ chức thiết kế cũng cần phải có các tài liệu ban đầu sau
đây:
1/ Bản nhiệm vụ thiết kế do cơ quan cấp trên cung cấp;

2/ Văn bản cho phép về địa điểm xây dựng nhà máy;
3/ Nguồn cung cấp nguyên vật liệu;
4/ Những khả năng về sự hợp tác với bên ngoài;
5/ Nguồn cung cấp năng lượng (điện, hơi đốt, nước, khí nén...);
6/ Q trình cơng nghệ sản xuất sản phẩm;
7/ Chế độ làm việc và khối lượng lao động hàng năm.
Riêng đối với thiết kế mở rộng phát triển nhà máy đã có cịn cần thêm các tài
liệu sau:
8/ Hệ thống thiết bị nhà xưởng của nhà máy đã có;
9/ Hiện trạng nhà máy đã có cần mở rộng;
10/ Khả năng và yêu cầu mở rộng trong tương lai.
Trong những tài liệu ban đầu kể trên thì bản nhiệm vụ thiết kế là tài liệu quan
trọng nhất.
Khi đã chuẩn bị được đầy đủ được các tài liệu ban đầu, tổ chức thiết kế phải
tiến hành nghiên cứu, phân tích các tài liệu ấy một cách tỷ mỉ để triển khai công tác
thiết kế.
2. Xác định địa điểm xây dựng nhà máy
Địa điểm xây dựng nhà máy có ảnh hưởng lớn đến trạng thái cân bằng về
chính trị, kinh tế, văn hoá xã hội của một vùng lãnh thổ. Do đó, địa điểm xây dựng
nhà máy trước hết phải nằm trong qui hoạch dài hạn về phân vùng kinh tế, phân
vùng dân cư của trung ương và địa phương.
Việc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy thường do cơ quan chủ quản nhà
máy thực hiện có sự tham gia ý kiến của cơ quan thiết kế cơ bản và của tổ chức
thiết kế nhà máy. Việc lựa chọn ấy phải được cơ quan cấp trên có thẩm quyền thông
qua và quyết định bằng văn bản.
2.1. Những căn cứ để lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy.
Muốn lựa chọn đúng địa điểm xây dựng nhà máy, trước tiên cần hiểu rõ các
yếu tố ảnh hưởng đến quá trình xây dựng, hoạt động của nhà máy
Các yếu tố ảnh hưởng thường được phân thành 3 nhóm:
- Các yếu tố thiên nhiên.

15


- Các yếu tố kinh tế - kỹ thuật.
- Các yếu tố chính trị - xã hội.
2.2. Các yếu tố thiên nhiên ảnh hưởng đến nhà máy
Kinh nghiệm cho thấy: các yếu tố thiên nhiên có ảnh hưởng lớn đến quá trình
xây dựng cũng như quá trình hoạt động của nhà máy sau này. Những yếu tố thiên
nhiên đó thường bao gồm:
- Về đất đai, thổ nhưỡng.
- Về khí hậu, địa hình, địa chất như nhiệt độ, độ ẩm, mạch nước ngầm.
- Về khả năng cung cấp nguyên liệu, nhiên liệu tại chỗ…
2.3. Các yếu tố về kinh tế - kỹ thuật ảnh hưởng tới nhà máy
- Hệ thống giao thông gồm đường sắt, đường bộ, đường thuỷ, đường không.
- Nguồn cung cấp năng lượng (điện, khí đốt, nước, khí nén…)
- Nguồn cung cấp nhân lực, vật tư kỹ thuật.
- Khả năng phân công hợp tác sản xuất.
- Khả năng đầu tư và khả năng tiêu thụ sản phẩm...
2.4. Các yếu tố về chính trị - xã hội ảnh hưởng tới nhà máy
- Vùng dân cư (thành thị, nông thôn, miền núi...)
- Khu vực trường học, bệnh viện, khu nghỉ mát, khu du lịch...
- Khu vực qui hoạch phát triển của trung ương, địa phương
Khi lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy phải nghiên cứu phân tích một cách
tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng để với địa điểm lựa chọn, nhà máy thuận tiện trong
việc xây dựng và phát huy tốt hiệu quả trong quá trình sản xuất sau này.
2.5. Những nguyên tắc lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy
Bên cạnh việc nghiên cứu phân tích một cách tổng hợp các yếu tố ảnh hưởng
nhằm loại trừ những yếu tố bất lợi và triệt để sử dụng những yếu tố có lợi, khi lựa
chọn địa điểm xây dựng nhà máy, cần tuân theo những nguyên tắc cơ bản sau đây:

+ Địa điểm xây dựng nhà máy phải gần với nguồn cung cấp vật tư, nguyên
liệu, năng lượng, lao động và nguồn tiêu thụ sản phẩm. Có như vậy mới giảm được
chi phí vận chuyển;
+ Địa điểm xây dựng nhà máy phải nằm trong qui hoạch phân vùng kinh tế,
phân vùng dân cư của trung ương và địa phương;
+ Lựa chọn địa điểm xây dựng nhà máy phải chú ý tránh những điều kiện
thiên nhiên trực tiếp ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm (như nóng, ẩm, khí
hậu vùng biển…);
+ Địa điểm xây dựng phải đảm bảo an tồn như phịng cháy, phịng khơng,
phịng gian;

16


+ Địa điểm xây dựng nhà máy cần phải thoả mãn những yêu cầu sau:
- Đủ diện tích để xây dựng mở rộng;
- Khơng chiếm nhiều diện tích canh tác;
- Điều kiện địa chất ổn định (khơng có mạch nước ngầm, khơng có
hầm mỏ, khơng thường xảy ra động đất...);
- Điều kiện san đào, xây dựng thuận tiện;
- Khi nhà máy hoạt động không gây ảnh hưởng xấu đến khu vực lân
cận (như độc hại, bụi bặm, chấn động...);
+ Địa điểm xây dựng nhà máy phải chú ý tới nguồn bổ sung nhân lực trước
mắt và lâu dài, chú ý tới khả năng hợp tác sản xuất.
3. Thiết kế cung cấp nguyên vật liệu
Thiết kế cung cấp nguyên vật liệu bao gồm thiết kế cơng nghệ và thiết kế
dịng vật liệu.
3.1. Thiết kế công nghệ tổng quát
Công nghệ tổng quát là q trình khái qt mang tính trình tự của q trình
sản xuất ra sản phẩm của nhà máy.

Phân tích sản phẩm và các yếu tố khác có liên quan để định ra các cơng đoạn
của q trình sản xuất ra sản phẩm gọi là thiết kế công nghệ tổng qt hay cịn gọi
là thiết kế cơng đoạn.
Ví dụ: Vật liệu cung cấp từ bên ngoài đưa vào kho nguyên liệu chuyển sang
phân xưởng đúc kho trung gian đến phân xưởng gia công cắt gọt sang phân xưởng
lắp ráp đưa đến bộ phận sơn, mạ chuyển đến bộ phận tổng kiểm tra, bao gói.
Cơng nghệ tổng qt cho ta thấy rõ các giai đoạn lớn cần thực hiện để hoàn
thành q trình sản xuất ra sản phẩm. Thơng thường mỗi một giai đoạn của công
nghệ tổng quát được thực hiện tại một phân xưởng hoặc bộ phận cụ thể của nhà
máy.
Khác với thiết kế công nghệ tổng quát, công nghệ cụ thể của từng phân xưởng
là thứ tự các nguyên cơng thực hiện một cơng đoạn nào đó trong cơng nghệ tổng
qt. Vì vậy thiết kế cơng nghệ của phân xưởng cịn gọi là thiết kế ngun cơng.
3.2. Thiết kế dòng vật liệu tổng quát
Dòng vật liệu là đường nối liền giữa các công đoạn (hoặc nguyên công) dùng
để biểu diễn qui trình cơng nghệ sản xuất.
Thiết kế cơng nghệ tổng quát và thiết kế dòng vật liệu tổng quát gọi chung là
thiết kế cung cấp nguyên vật liệu tổng quát.
Thiết kế dòng vật liệu bao gồm :
+ Thiết kế đường đi của vật liệu một cách hợp lý;

17


+ Bố trí thích hợp vị trí ga xuất, nhập và đường vận chuyển từ ngoài vào;
+ Giải quyết tốt vấn đề chuyển nguyên vật liệu vào các toà nhà, phân xưởng.
3.2.1. Thiết kế đường đi của vật liệu (dòng vật liệu)
Tuỳ thuộc vào qui mô của nhà máy; vào vị trí, hình dáng của khu đất xây
dựng và dựa vào lượng vận chuyển hàng năm, ta có thể có nhiều cách bố trí dịng
vật liệu khác nhau.

Để dễ dàng theo dõi, ta thống nhất một số ký hiệu sau:

Theo kinh nghiệm thực tế, thường sử dụng các loại dòng vật liệu sau:
- Dịng vật liệu có dạng thẳng
- Dịng vận chuyển gấp khúc
- Dòng vận chuyển răng lược
a) Dòng vật liệu có dạng thẳng
Khi khu đất xây dựng có dạng dài và hẹp, thì các tồ nhà của nhà máy được
xây kế tiếp nhau theo từng hàng dài dọc khu đất.
Trong những trường hợp đó, để vận chuyển nguyên vật liệu, người ta thường
xây dựng các đường song song với các dãy tồ nhà. Tương ứng với nó là dịng vật
liệu có dạng đường thẳng (hình 2.1)

Hình 2.1 Dịng vật liệu có dạng thẳng.
Loại dịng vật liệu có dạng thẳng cho khả năng vận chuyển lớn. Thường ứng
dụng vào các nhà máy có qui mơ sản xuất lớn, lượng vận chuyển đáng kể.
b) Dịng vật liệu có dạng gấp khúc

Hình 2.2 Dịng vật liệu có dạng gấp khúc.
Dịng vật liệu có dạng gấp khúc thường có 2 loại:

18


- Loại gấp khúc hở
- Loại gấp khúc khép kín
Dịng vật liệu có dạng gấp khúc hở hình chữ L (hình 2.2 a) được sử dụng
trong trường hợp có khu đất xây dựng tương ứng có dạng chữ L.
Dịng vật liệu có dạng gấp khúc khép kín (hình 2.2 b) thường được ứng dụng
trong các trường hợp có khu dất xây dựng hình vng hoặc gần vng.

Nói chung dạng dịng vật liệu này có lượng vận chuyển nhỏ hơn dạng thẳng.
c) Dịng vật liệu có dạng răng lược
Hình 2.3 biểu diễn các trường hợp dịng vật liệu có dạng răng lược.

Hình 2.3. Dịng vật liệu có dạng răng lược
Trường hợp a, b, c, d là loại dịng vật liệu có dạng răng lược đơn giản - các toà
nhà được xây dựng liên tiếp nhau có dạng chữ U.
Trường hợp e, f, g là loại dòng vật liệu dạng răng lược phức tạp. Các tồ nhà
được xây dựng tạo thành hình răng lược, tức là các phân xưởng gia công sản phẩm
được bố trí song song với nhau và phân xưởng lắp ráp được bố trí vng góc với
các phân xưởng gia cơng.
Loại dịng vật liệu này thường dùng cho các phân xưởng, nhà máy có u cầu
cao về thơng gió và chiếu sáng (ví dụ các phân xưởng rèn dập).
3.2.2. Bố trí ga và đường vận chuyển
Với những nhà máy lớn, để đảm bảo vận chuyển nguyên vật liệu vào, ra nhà
máy, người ta phải xây dựng một hệ thống đường sắt. Đối với những nhà máy có
qui mơ nhỏ hơn, lượng vận chuyển khơng lớn lắm thì xây dựng một hệ thống
đường bộ.
Dù là phải xây dựng hệ thống đường sắt hay đường bộ, thường phải xây dựng
một cơ sở tập kết vật tư và sản phẩm, đó chính là nơi giao nhận giữa nhà máy và
bên ngồi cịn gọi là ga.
Trong thực tế, tuỳ thuộc vào hình dạng khu vực nhà máy, tuỳ thuộc vào sự bố
trí các phân xưởng trong nhà máy, tuỳ thuộc vào qui mô sản xuất của nhà máy, ta
thường gặp bốn loại hệ thống ga - đường:

19


- Hệ thống đường cụt.
- Hệ thống đường song song, độc lập, giao nhau.

- Hệ thống đường khép kín.
- Hệ thống đường hỗn hợp.
a) Hệ thống đường cụt
Hình 2.4 biểu diễn hệ thống ga - đường cụt. Với hệ thống đường này việc đưa
vật liệu vào các kho, các phân xưởng bằng một hệ thống đường. Đồng thời việc vận
chuyển thành phẩm, bán thành phẩm ra ngoài (đến ga) lại cũng chính bằng các
đường đó.
Loại hệ thống ga - đường cụt có lưu lượng vận chuyển nhỏ, thường thích ứng
với các nhà máy có qui mơ vừa và nhỏ.

Hình 2.4

Hình 2.5

b) Hệ thống đường song song, độc lập, giao nhau
Loại hệ thống này được biểu thị trên hình 2.5. Trên hệ thống, nhà ga được xây
dựng về một hoặc 2 bên của nhà máy, các đường tạo thành mạng song song đi vào
các toà nhà và đi ra.
Loại hệ thống ga, đường này có lưu lượng vận chuyển lớn. Thường áp dụng
với các nhà máy có qui mơ vừa và lớn, có nhu cầu về vận chuyển lớn.
c) Hệ thống đường vận chuyển khép kín
Ở hệ thống này các tuyến đường dẫn vào các phân xưởng, các nhà kho được
tạo thành những vịng kín (hình 2.6).

Hình 2.6

Hình 2.7

20

Với hệ thống này thì đường vận chuyển tạo thành mạng lưới khép kín trong
nhà máy. Vì đặc điểm đó nên nó thường được sử dụng trong những trường hợp khu
vực nhà máy đủ rộng và yêu cầu lượng vận chuyển đáng kể.
d) Hệ thống đường hỗn hợp
Thực chất của hệ thống này là lợi dụng mặt ưu điểm của hệ thống đường cụt
và hệ thống đường khép kín để xây dựng thành hệ thống đường phối hợp (hình
2.7).
Hệ thống đường phối hợp cho khả năng vận chuyển lớn, do đó nó thích ứng
với các nhà máy có nhu cầu vận chuyển lớn.
3.2.3. Giải quyết vấn đề vận chuyển vào các phân xưởng
Theo kinh nghiệm thực tế, việc vận chuyển từ đường vào các phân xưởng
thường sử dụng bằng cầu trục. Việc bố trí vị trí và tầm hoạt động của cầu trục tuỳ
thuộc vào quy mô sản xuất, vào việc bố trí các phân xưởng trong những tồ nhà và
vào vị trí của hệ thống ga - đường.
Thơng thường theo vị trí của hệ thống ga - đường và bố trí các phân xưởng, ta
hay gặp 3 trường hợp phổ biến sau:
- Đường nằm bên ngoài nhà máy, cửa vào vng góc với đường.
- Đường xun qua nhà máy.
- Đường chỉ đi qua một phần nhà máy.
Đường ở đây là đường giao thơng chính nối với ngồi (có thể là đường sắt,
đường bộ). Sau đây là lần lượt giới thiệu từng trường hợp.
a) Trường hợp đường bên ngoài nhà máy, cửa vng góc với đường
Với trường hợp này có thể có hai cách vận chuyển:
- Cách 1: (hình 2.8.a) các gian nhà bố trí song song nhau và vng góc với
đường. Cơng việc vận chuyển được thực hiện bằng các cầu trục riêng biệt.
- Cách 2: (hình 2.8.b) có gian nhà đầu xây song song với đường. Việc vận
chuyển từ đường vào các phân xưởng được thực hiện bằng một cầu trục chung. Từ
đó việc vận chuyển tới từng gian tiếp theo lại được thực hiện bằng các cầu trục
riêng biệt.

a)

b)
Hình 2.8

Hình 2.9

21


b) Trường hợp đi xuyên qua nhà máy
Đường xuyên qua nhà máy có thể là xuyên qua giữa gian nhà (hình 3.9), cũng
có thể đi qua sát mép tường của gian nhà.
Trong những trường hợp như vậy thì việc vận chuyển từ đường vào nhà máy
sẽ thực hiện bằng một cầu trục chung. Sau đó dùng các cầu trục riêng biệt để vận
chuyển vào các kho, phân xưởng độc lập.
c) Trường hợp đường chỉ đi qua một phần nhà máy
Đường xuyên qua một phần nhà máy, thường gặp 5 trường hợp như hình 2.10.

Hình 2.10
Tuỳ thuộc hệ thống ga - đường xun qua nhà máy, ta có thể bố trí các cầu
trục khác nhau.
Trên đây là một số dạng bố trí thường gặp trong thực tế. Tuy nhiên, thực tế rất
phong phú, do vậy việc lựa chọn phương án cũng cần rất linh hoạt.
4. Cấu trúc tổng quát của một nhà máy cơ khí.
Nhà máy cơ khí là một tập hợp các phân xưởng, bộ phận có cùng một mục
đích thống nhất là tạo ra sản phẩm theo yêu cầu. Để làm được việc đó, mỗi phân
xưởng, bộ phận phải đảm nhận hồn thành một cơng đoạn nào đó của qui trình
cơng nghệ tổng qt. Nhà máy nói chung và từng phân xưởng nói riêng muốn hồn

thành cơng việc của mình phải có sự điều khiển, sự trợ lực kịp thời của những bộ
phận khác. Đó chính là đặc điểm chun mơn hố và hiệp tác hố của sản xuất
cơng nghiệp.
Mặt khác ta thấy rằng: sản phẩm cơ khí nói chung rất đa dạng, nên qui trình
cơng nghệ sản xuất ra chúng cũng rất khác nhau. Để thích ứng với khách quan đó,
hệ thống tổ chức cụ thể của mỗi nhà máy cũng không thể giống nhau.
Tất nhiên một cách khái quát ta có thể thấy rằng dù là nhà máy nào thì cũng
phải tổ chức ra làm hai khu vực nhiệm vụ:
- Khu vực sản xuất
- Khu vực điều khiển, hỗ trợ cho sản xuất
Để làm rõ hệ thống tổ chức tổng quát của nhà máy, ta lần lượt tìm hiểu 2 vấn
đề có liên quan sau đây:

22


+ Thành phần cấu tạo tổng quát của nhà máy cơ khí;
+ Các dạng sơ đồ biểu diễn hệ thống tổ chức tổng quát.
4.1. Thành phần cấu tạo tổng quát của nhà máy cơ khí
Tuỳ theo quy mơ sản xuất, phương pháp công nghệ và cách tổ chức sản xuất
mà xây dựng cơ cấu tổ chức của nhà máy cho phù hợp.
Căn cứ vào tính chất của từng cơng đoạn sản xuất diễn ra trong cả quá trình
sản xuất sản phẩm cơ khí một cách tổng quát, nhà máy cơ khí gồm có các thành
phần cấu tạo sau:
- Các phân xưởng sản xuất chính;
- Các phân xưởng phụ trợ sản xuất (phân xưởng phụ);
- Hệ thống kho tàng;
- Các tổ chức năng lượng;
- Các tổ chức vận chuyển;
- Các tổ chức vệ sinh kỹ thuật, an toàn lao động;

- Các bộ phận phục vụ.
Sau đây ta đi vào tìm hiểu cấu tạo cụ thể của từng thành phần cấu tạo một.
4.1.1. Các phân xưởng sản xuất chính
Những phân xưởng có nhiệm vụ trực tiếp làm thay đổi hình dạng, kích thước,
trạng thái của phơi liệu để biến nó thành sản phẩm được gọi là những phân xưởng
sản xuất chính.
Căn cư vào trình tự hình thành sản phẩm, các phân xưởng chính được phân
thành ba nhóm:
a) Nhóm các phân xưởng chế tạo phôi:
Tuỳ thuộc vào quy mô sản xuất, khả năng đầu tư xây dựng và yêu cầu sản
xuất, các phân xưởng chế tạo phơi thường gồm có:
- Các phân xưởng đúc (đúc gang, đúc thép, đúc kim loại màu);
- Các phân xưởng gia công áp lực (rèn, dập, cán, ép, dập nguội...);
- Phân xưởng chuẩn bị phơi (nắn thẳng, bóc vỏ, khoan tâm, cưa đoạn...).
b) Nhóm các phân xưởng gia công cơ:
Thường là:
- Các phân xưởng hàn;
- Phân xưởng sửa chữa bề mặt;
- Các phân xưởng cắt gọt (phân xưởng gia công chi tiết đặc biệt, phân
xưởng gia công bánh răng, phân xưởng gia cơng chi tiết tiêu chuẩn...).
c) Nhóm các phân xưởng ở giai đoạn kết thúc:
Như:

23


- Phân xưởng lắp ráp.
- Phân xưởng nhiệt luyện.
- Phân xưởng sơn, mạ, phun kim loại.
- Phân xưởng bao bì, đóng gói.

d) Các phân xưởng phụ
Để phụ trợ cho các phân xưởng sản xuất chính làm việc liên tục, chủ động và
ổn định, thường trong nhà máy cơ khí cần có các phân xưởng phụ sau:
- Phân xưởng dụng cụ;
- Phân xưởng khuôn, mộc mẫu;
- Các phân xưởng sửa chữa (cơ điện, xây dựng).
e) Hệ thống kho tàng trong nhà máy
Để cho quá trình sản xuất diễn ra nhịp nhàng, đồng thời giải quyết tốt vấn đề
bảo quản vật tư, sản phẩm, trong nhà máy nhất thiết phải có hệ thống kho. Hệ thống
kho thường gồm có:
- Kho vật liệu của nhà máy (kho vật liệu hiếm, kho vật liệu thơng thường);
- Kho nhiên liệu (than, củi, dầu mỡ, hố chất...);
- Kho trung gian (chứa bán thành phẩm);
- Kho dụng cụ;
- Kho trang bị công nghệ (đồ gá, dụng cụ cắt);
- Kho thành phẩm.
f. Các tổ chức năng lượng: thường bao gồm:
- Trạm phát điện, trạm biến thế, máy nổ;
- Trạm khí nén, nồi hơi, xăng dầu;
- Hệ thống sản xuất, phân phối điện, khí nén, cấp thốt nước...
g) Các tố chức vận chuyển: như:
- Hệ thống vận chuyển thiết bị, vật liệu (đường sá, dây cáp, gara, bến bãi...)
ra vào nhà máy;
- Hệ thống vận chuyển trong nội bộ nhà máy (xích, đường, xe chạy điện,
cầu trục, xe đẩy tay...).
h) Các tổ chức vệ sinh kỹ thuật - an tồn lao động: như:
- Hệ thống hút bụi, thơng gió, điều hoà nhiệt độ;
- Hệ thống làm sạch nước bẩn, trạm bơm, bể lọc, bể chứa...;
- Các trạm trang bị bảo hộ lao động.
i) Các bộ phận phục vụ trong nhà máy: thường có:

- Ban giám đốc nhà máy;
- Văn phịng hành chính, sự nghiệp;

24


- Các phòng chức năng;
- Cơ quan tổ chức, giáo dục, đào tạo;
- Trạm cấp cứu, bệnh xá, nhà nghỉ;
- Trạm thông tin liên lạc, hệ thống truyền thanh, điện thoại...;
- Các trạm gác, trạm bảo vệ;
- Nhà ăn tập thể;
- Câu lạc bộ...
Ở trên đã giới thiệu một cách khái quát các thành phần cấu tạo của nhà máy
cơ khí. Tuy nhiên tuỳ thuộc vào qui mơ của nhà máy, khả năng đầu tư xây dựng và
mức độ yêu cầu cụ thể, các phân xưởng, bộ phận và tổ chức có thể chia nhỏ ra hay
kết hợp lại thành một bộ phận chung cho phù hợp.
4.1.2. Các dạng sơ đồ biểu diễn hệ thống tổ chức tổng quát của nhà máy
Trong khi tiến hành thiết kế hệ thống tổ chức tổng quát của nhà máy, để dễ
dàng khái quát hố và kiểm tra theo dõi cơng việc thiết kế, thường người ta tiến
hành mơ hình hố bằng các dạng sơ đồ.
Trong thiết kế nhà máy (xí nghiệp) cơ khí thường dùng hai dạng sơ đồ:
- Sơ đồ mơ hình xí nghiệp;
- Sơ đồ mơ hình sản xuất (sơ đồ khối).
a) Mơ hình xí nghiệp cơ khí

Hình 2.11. Mơ hình xí nghiệp cơ khí
Mơ hình xí nghiệp nêu lên một cách khái quát các thành phần cấu tạo của một
nhà máy cơ khí được chia theo các nhóm bộ phận.
b) Mơ hình sản xuất nhà máy cơ khí:

Mơ hình này nêu rõ quan hệ giữa các quá trình sản xuất chính, phụ, phục vụ…
và có sự phân biệt ký hiệu giữa chúng.

25