bài giảng Thiết kế xưởng của đại học nha trang

THIẾT KẾ XƯỞNG
TRẦN NGỌC NHUẦN
CƠ SỞ THIẾT KẾ DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
CHƯƠNG 1:
I. Khái niệm về công tác thiết kế trong sản xuất cơ khí:
1.1 Ý nghĩa, vị trí thiết kế nhà máy cơ khí :
1.) Thiết kế sản phẩm;
2.) Thiết kế công nghệ;
3.) Thiết kế trang bị công nghệ ;
4.) Tổ chức sản xuất ;
5.) Thiết kế nhà máy cơ khí.
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.
1.2. Phân loại thiết kế nhà máy cơ khí:
1. Thiết kế nhà máy mới, hoàn chỉnh.
Công tác thiết kế từ việc phân tích các tài liệu ban
đầu như: sản phẩm, sản lượng, phương pháp công
nghệ, tổ chức sản xuất, thời gian cần thiết để chế tạo
xong một sản phẩm, thời gian công trình đưa vào sản
xuất, … mà đề ra phương án thiết kế mới
Loại thiết kế này mang tính chất hệ thống và hoàn
chỉnh, phải ứng dụng kịp thời những thành tựu và giải
pháp tiên tiến về kỹ thuật và công nghệ
1.2. Phân loại thiết kế nhà máy cơ khí:
2. Thiết kế mở rộng phát triển nhà máy phù hợp với
yêu cầu thực tế.
Bắt đầu từ việc phân tích sự thay đổi của
chương trình sản xuất, nghiên cứu hoạt động sản
xuất kinh doanh hiện tại để đề ra phương án cải tạo

hợp lý nhất nhằm tận dụng tối đa năng lực sản xuất
hiện có, đồng thời loại trừ những hạn chế của quá
trình sản xuất
Loại thiết kế này không cần vốn đầu tư lớn nhưng
có khả năng mang lại hiệu quả cao, tránh lãng phí vốn
1.3 Tổ chức thiết kế nhà máy cơ khí:
1. Qui định được các chỉ tiêu của từng giai đoạn thiết
kế (trong đó đặc biệt chú ý đến các chỉ tiêu chất lượng).
2. Tổng hợp được các giai đoạn thiết kế.
3. Qui định được kế hoạch, thời hạn thiết kế.

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 ).
1.4 Một số khái niệm, định nghĩa dùng trong thiết kế nhà
máy cơ khí:
1/ Công trình: là một đơn vị của nhà máy mang tính
độc lập về kỹ thuật và không gian
2/ Cơ quan đầu tư: là cơ quan chịu trách nhiệm cung
cấp vốn đầu tư xây dựng cơ bản, mua sắm thiết bị .
3/ 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.
4/ Cơ quan xây lắp: là tổ chức thực hiện việc xây lắp
nên 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 toàn bộ công trình được bàn giao xong .
1.4 Một số khái niệm, định nghĩa dùng trong thiết kế nhà
máy cơ khí:
5/ Tài liệu thiết kế: là những văn bản được sử dụng

trong quá trình thiết kế, trong đó thường đưa ra giám
định trước và sau thiết kế:
a) Tài liệu trước thiết kế: Dùng làm cơ sở để hoàn
thành công tác thiết kế, bao gồm:
- Bản nhiệm vụ thiết kế.
- Các bản vẽ về sản phẩm.
- 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 . . .
1.4 Một số khái niệm, định nghĩa dùng trong thiết kế nhà
máy cơ khí:
b) Tài liệu sau thiết kế:
- Toàn bộ tính toán, thuyết minh trong quá 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.
II. Những tài liệu ban đầu và việc phân tích các tài liệu:
2.1 Các loại tài liệu ban đầu:
1/ Bản nhiệm vụ thiết kế.
2/ Bản luận chứng kinh tế - kỹ thuật.
3/ Các loại bản vẽ liên quan tới sản phẩm.
4/ Các tài liệu, bản vẽ có quan hệ tới địa điểm xây
dựng nhà máy.
5/ Các văn bản ký kết với các cơ quan hữu quan.

Bản nhiệm vụ thiết là tài liệu quan trọng nhất.
II. Những tài liệu ban đầu và việc phân tích các tài liệu:

Bản nhiệm vụ thiết kế gồm những nội dung sau :
a) Nêu rõ tên gọi, nhiệm vụ, mục đích của nhà máy
cần thiết kế.
b) Nêu rõ loại sản phẩm và các yêu cầu kỹ thuật ở
sản phẩm.
c) Định rõ sản lượng hàng năm của từng loại sản
phẩm.
d) Chỉ ra các nhiệm vụ khác (nếu có) của nhà máy.
e) Đề ra các yêu cầu mở rộng, phát triển trong tương
lai.
f) Cho biết rõ vùng và địa điểm xây dựng của nhà
máy.
II. Những tài liệu ban đầu và việc phân tích các tài liệu:
Bản nhiệm vụ thiết kế gồm những nội dung sau :
g) 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, công nhân, diện tích.
- Ước định giá thành sản phẩm.
h) 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 . . .
II. Những tài liệu ban đầu và việc phân tích các tài liệu:
Bản nhiệm vụ thiết kế gồm những nội dung sau :
i) Định ra các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật sơ bộ như:
* Năng suất tính cho một thiết bị.
* Năng suất tính cho một công nhân.
* Năng suất tính trên 1m
2
diện tích của nhà máy.

k) Dự kiến thời gian đưa nhà máy vào sản xuất.
l) Dự kiến thời gian hoàn vốn . . .
2.2.1 Phân tích sản phẩm :
1) Những yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm, của các
chi tiết, bộ phận cấu thành sản phẩm.
2) Các chuỗi kích thước tạo nên các vị trí tương
quan của sản phẩm.
3) Kết cấu của sản phẩm.
2.2.2 Phân tích sản lượng :
- 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).
2.2 Phân tích các tài liệu ban đầu:
2.2.3 Phân tích qui trình công nghệ:
(1) Toàn bộ quá trình sản xuất diễn ra ở đâu, như
thế nào, bằng gì.
(2) Trình tự các công đoạn, nguyên công tạo thành
sản phẩm.
(3) Quá trình thay đổi trạng thái từ phôi liệu đến
thành phẩm.
(4) Hình thức vận chuyển trong quá trình sản xuất
(dòng vật liệu).
2.2.4 Phân tích các yếu tố thời gian.
III. Những nội dung chủ yếu của công tác thiết kế:
3.1 Nội dung kinh tế của công tác thiết kế:
1/ Xác định được chương trình sản xuất của nhà máy,
phân xưởng.
2/ Phải dự trù được nguồn cung cấp nguyên liệu, nhiên

liệu, năng lượng.
3/ Phối hợp với các cơ quan có thẩm quyền.
4/ Xác định qui mô, cấu tạo của nhà máy.
5/ Lập dự kiến khả năng mở rộng phát triển nhà máy
trong tương lai.
6/ Lập phương án hợp tác sản xuất.
7/ Giải quyết tốt vấn đề đầu tư xây dựng, đầu tư thiết bị.
8/ Nghiên cứu giải quyết những vấn đề về đời sống,
phúc lợi, sinh hoạt văn hóa của nhà máy.
9/ Giải quyết vấn đề kiến trúc nhà xưởng.
10/ Nghiên cứu giải quyết vấn đề khoa học lao động, cải
tiến điều kiện làm việc cho cán bộ, công nhân trong nhà
máy.
III. Những nội dung chủ yếu của công tác thiết kế:
3.1 Nội dung kinh tế của công tác thiết kế:
3.2 Nội dung kỹ thuật của công tác thiết kế:
1. Thiết kế quy trình công nghệ chế tạo sản phẩm,
bao gồm: Chế tạo phôi, gia công cơ khí, nhiệt luyện,
kiểm tra, lắp ráp, … là những nội dung quan trọng,
quyết định các bước thiết kế tiếp theo.
2. Xác định thời gian cần thiết để chế tạo một sản
phẩm và toàn bộ sản lượng.
3. Tính toán về số lượng, chủng loại thiết bị và các
trạng bị công nghệ cần thiết.
4. Nhân lực: Tính và chọn bậc thợ, số lượng công
nhân trực tiếp và gián tiếp sản xuất, số lượng cán bộ
kỹ thuật, cán bộ công nhân viên.
5. Xác định khối lượng và giải pháp cung cấp các
loại phôi liệu, vật liệu phụ, năng lượng, nhiên liệu cho
quá trình sản xuất.

3.2 Nội dung kỹ thuật của công tác thiết kế:
6. Nghiên cứu sơ đồ vận chuyển, phương tiện vận
chuyển hợp lý nhất trong từng phân xưởng, các phân
xưởng và toàn nhà máy.
7. Giải quyết các vấn đề về an toàn, vệ sinh công
nghiệp trong nhà máy: Thông gió, chiếu sáng, bảo vệ
môi trường, phòng chống cháy nổ, …
8. Tính toán diện tích, bố trí mặt bằng nhà máy, mặt
bằng sản xuất cho từng phân xưởng.
9. Các vấn đề về khoa học lao động, điều kiện làm
việc của công nhân.
10. Các vấn đề về cấu trúc nhà xưởng: Xác định kết
cấu, kích thước, khẩu độ các tòa nhà.
3.3 Nội dung về mặt tổ chức của công tác thiết kế:
1. Xác định hệ thống quản lý lãnh đạo và điều khiển
toàn bộ nhà máy, mối quan hệ giữa các phòng ban, phân
xưởng, chức năng nhiệm vụ từng cơ sở.
2. Tổ chức hệ thống quản lý kỹ thuật từ phó giám đốc
kỹ thuật tới các phòng, ban, phân xưởng, cán bộ kỹ
thuật, công nhân.
3. Tổ chức lao động, quản lý nhân lực, bồi dưỡng, đào
tạo, nâng lương, bậc, …
4. Tổ chức hệ thống bảo vệ nhà máy.
5. Các vấn đề về sinh hoạt chính trị, văn hóa của cán
bộ công nhân trong nhà máy
IV. Các phương pháp thiết kế:
4.1 Phương pháp thiết kế 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 công nghệ

tỉ mỉ cho tất cả các chi tiết của các loại sản phẩm mà
nhà máy sản xuất, có kèm theo phiếu công nghệ đầy
đủ, rõ ràng.
Từ đó xác định được chính xác khối lượng công
việc của các phân xưởng, bộp hận và toàn nhà máy.
Nội dung của phương pháp thiết kế chính xác là:
-Thiết kế thực nghiệm chính xác quá trình công
nghệ chế tạo sản phẩm cơ khí( chế tạo các chi tiết cơ
khí, lắp ráp sản phẩm cơ khí)
-Định mức thời gian nguyên công và cả quy trình
công nghệ cho các khâu gia công, lắp ráp
-Xác định khối lượng lao động cần thiết cho cả sản
lượng theo các khâu gia công lắp ráp
-Xác định nhu cầu về trang thiết bị, dụng cụ, lao
động, vật liệu, năng lượng, diện tích
-Xác định các số liệu kinh tế kỹ thuật đặc trưng cho
năng lực và hiệu quả sản xuất của nhà máy thiết kế.
Phạm vi ứng dụng: Đối với dạng sản xuất lớn, sản
phẩm ổn định, khi số lượng mỗi loại chi tiết lớn, số loại
sản phẩm ít, thời gian thiết kế dài.
IV. Các phương pháp thiết kế:
4.2. Phương pháp thiết kế gần đúng:
1. Phương pháp thiết kế gần đúng dựa trên sản phẩm
(hoặc chi tiết) điển hình :
a) Dựa vào kết cấu, trọng lượng, công nghệ, vật
liệu ta phân loại và ghép nhóm các sản phẩm.
b) Lựa chọn sản phẩm điển hình của các nhóm:
c) Qui đổi số lượng sản phẩm khác trong mỗi nhóm
về số lượng sản phẩm (hoặc chi tiết) điển hình.
Tính toán số lượng sản phẩm của từng nhóm và

các nhóm đ
ã
qui về điển hình.
d) Tiến hành lập qui trình công nghệ đầy đủ, tỷ mỉ
đối với các sản phẩm điển hình phù hợp với dạng
sản xuất theo sản lượng qui đổi - có kèm theo
phiếu công nghệ tỉ mỉ.
IV. Các phương pháp thiết kế:
4.2. Phương pháp thiết kế gần đúng:
1. Phương pháp thiết kế gần đúng dựa trên sản phẩm
(hoặc chi tiết) điển hình :
e) Xác định khối lượng lao động của phân xưởng,
bộ phận hoặc toàn nhà máy.
Phạm vi ứng dụng: Khi sản xuất của nhà máy thiết kế
không ổn định, quy mô sản xuất nhỏ (loạt nhỏ, đơn
chiếc), thời gian thiết kế nhà máy ít, thời hạn thiết kế
gấp.
V. Các giai đoạn thiết kế:
5.1. Khái niệm về quá trình thiết kế nhà máy cơ khí:
Quá trình thiết kế nhà máy cơ khí cần được phân chia hợp lý
thành các giai đoạn nhằm giải quyết các nội dung thiết kế một
cách khoa học, có tổ chức và có giám sát, tránh lãng phí thời
gian và đảm bảo chất lượng đề án thiết kế công trình. Vì tính
chất kế thừa của các giai đoạn mà sau từng giai đoạn thiết kế
cần phải kiểm tra, nghiệm thu kết quả với cơ quan có thẩm
quyền về công trình ( Bộ chủ quản, chủ đầu tư, Sở công
nghiệp ) Sau khi kết quả của giai đoạn trước đ
ã
được nghiệm
thu, giai đoạn kế tiếp theo cần được tiến hành ngay.

- Thiết kế sơ bộ.
- Thiết kế kỹ thuật.
- Thiết kế thi công.
5.2. Giai đoạn thiết kế sơ bộ :
1. Nêu rõ khả năng kỹ thuật và tính hợp lý kinh tế của
địa điểm xây dựng nhà máy.
2. Định ra qui trình công nghệ sản xuất, vận hành,
khai thác sản xuất.
3. Xác định nguồn cung cấp vật tư, nguyên liệu, năng
lượng, lao động, vận chuyển cho nhà máy.
4. Định rõ kết cấu kiến trúc, hạng mục các công trình.
5. Tính khối lượng xây lắp, vốn đầu tư chia cho các
phần : xây lắp, thiết bị, kiến thiết cơ bản, xây dựng
chính, phụ.
6. Xác định khả năng, điều kiện thời gian thi công và
đưa nhà máy vào hoạt động.
7. Nêu các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật.