工业工程课程设计减速器的装配优化分析详解

1、基础工业工程课程设计学院：机械工程学院专业：工业工程班级：113120301姓名：指导教师:提交时间:2015.12.28一、装配线概况以减速器装配过程为研究对象,运用工业工程理论与方法,对生产线进行平衡分析研究，并对瓶颈工位、关键工位进行了优化改善。该减速器装配结构图如图1所小,BOM表如表1所不。减速器1机盖1输入轴通气器1封盖螺钉4机盒1端盖1图1减速器装配结构图表1减速器BOM表200305闷盖2200306油标1200307铭牌1200308油封2200309轴承1200310蜗杆2200311齿轮1200312端盖1300401闷盖螺钉6300402闷盖垫片2300403端盖螺钉3

2、300404端盖垫片1由调查知道，减速器的生产大多数都是由机器设定程序运行生产，所以对该减速器的生产优化应着手于材料、搬运、组装等方面，合理分配工作、人员，使效率和经济更合理。减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。减速器基本结构主要由传动零件蜗轮蜗杆、轴、轴承、箱体及其附件所构成。可分为有三大基本结构部：箱体、蜗轮蜗杆、轴承与轴组合。箱体是减速器中所有配件的基座，是支承固定轴系部件、保证传动配件正确相对位置并支撑作用在减速机上荷载的重要配件。蜗轮蜗杆主要作用传递两交错轴之间的运动和动力，轴承与轴主要作用是动力传递、运转并提高效率

3、。减速器的装配主要包括前、后端盖及垫片的安装，前端盖螺钉的装配，后端盖螺钉的装配，输入轴、闷盖及垫片与机盖的安装，机盖上端面螺钉的装配，减速器四端面螺钉的装配，减速器装配机构的加紧，通气器的装配的8个工位。减速器的装配流程如图2:7、1速器装配机构的加紧6减速器四端面螺钉5、机的装配的装配图2减速器的装配流程二、装配线现状及问题装配的作业时间是核算生产线平衡率的基础数据，也是找出瓶颈工位的关键所在。因此我们通过对8个工位的作业时间分析、测定如图3所示。工位时间折线图501'工位1工位2工位3工位4工位5工位6工位7工位850184243452730329-减速器从以上数据可以得到：减速

4、器装配线花费时间较多的工位为2、3、4、7四个工位，而这几个工位均涉及到螺钉的装配，可见螺钉的装配确是一件比较费时的工序，而这费时的原因是端盖上螺孔位置与箱体螺孔位置的对准耗时，以及螺钉的拧紧和螺钉的和螺孔的少许不合而造成。如果能够将螺孔的对准一步既成，以及快速的拧紧螺钉，那么将会节省许多的时间。装配线平衡分析:装配不平衡最大时间损失:TTmaxTmin45936（s）任务时间总和（T）平衡率P100%实际工位数目（m）节拍（CT）246*100%68.33%8*45装配不平衡使用率=1-68.33%=31.67%由以上计算可知，在装配过程中,有30.81%的时间由于装配配置不平衡而损失了。装

5、配线装配不平衡最大时间损失为34s,装配不平衡最大时间损失比较大。装配不平衡时间大于平衡时间，是不正常的现象，所以该装配方法存在了较大的改进空间。三、装配线的第一次优化分析1、作业的分解由数据可知该装配线各工位花费的时间相差太大，比如：工位4消耗了45s,而工位8仅仅消耗9s。而在工厂的装配线上，出现这样的问题的情况，则会与致工人的工作时间不一样，使过多的劳动力浪费，所以我们需要对各工位进行分解与重排，如表2所示。表2各工位作业分解工位基本作业作业说明完成时W0(S)1A安装机盒前垫片与端盖918B安装机盒后端盖与垫片92C拧紧前端面螺钉42423D拧紧后端面螺钉43434E1安装输入轴945

6、1F装上机盖一10G安装输入轴的前后垫片14H装上端盖125I拧紧机盒与机盖之间连接的螺钉27276J减速器四端面螺钉的安装30307K对减速器的加紧32328L通气器的装配99厂合计246结合零件特征及各基本作业的实际装配顺序，作出工作网络图，如图4所不。图4工作网络图2、工位的分析通过对各工位的分解，和装配作业流程的分析，可以得到：工位4作业分析工位4是瓶颈工作，它由基本4个操作组成，E、安装输入轴，F、装上机盖，G、安装输入轴的前后垫片，H、装上端盖。这几个操作之间存在前后顺序关系，所以不能打乱它们的顺序，只能通过提高熟练度来减少作业时间。工位2、3的分析工位2与3都是对零件的紧固，存在

7、螺孔的对准，并且这也直接影响螺钉装配时间的消耗，所以只能在前面装配零件的时候进行对准，从而减少时间的消耗，从而降低该工位工人的工作压力。工位8的分析工位8工作太过简单，这样的工作分配会使该工位的工人出现过多的等待时间，从而时间不能充分利用，而出现浪费，所以我们得对该工位的工作在进行分配。通过以上的工位分析，我们对工位进行重新排列分配得到如表3所示：表3改善后的作业分配工位基本操作作业说明完成时间（s）1A安装机盒前垫片与端盖944B拧紧机盒前端面螺钉35C安装机盒后垫片与端盖9245D拧紧机盒后端面螺钉363E安装输入轴945F装上机盖10G安装输入轴的前后垫片14H装上端盖124I拧紧机盒与

8、机盖之间连接的螺钉2247J减速器四端面螺钉的安装255K对减速器的加紧26351诵气器的装配9合计2163、第一次优化结果经过第一次对工位的重新分配与组合，可让每个工位的作业时间相近，而不会出现过多的等待时间，让工人的作业时间得到更大的利用，并且工位的数量也减小了，方便管理，具体体现如下:工位1与工位2垫片与端盖与螺钉的装配均由本工位的人完成，不用再像以前一样，需要去在装配螺钉时，还有对准螺孔，现在有装配垫片与端盖的人完成，不会出现在搬运过程中出现对好的螺孔移位，从而减少了以前再对螺孔的时间。将以前的8个工位重新组合为5个工位，方便了管理，并且各工位的作业时间相近，不会再像以前出现过多的等待

9、时间，从而出现劳动力浪费的现象,并且这样的作业分配更为合理。时间研究方面改善后各工位的时间如图5所示：工位时间折线图5045I'、4035-302520151050工位1工位2工位3工位4工位5系列1工位12345完成时间44s45s45s47s35s由上图我们发现，经过改善后各工位操作时间渐趋平衡，大部分工位（工位1、2、3、4）操作时间相差不大。工位5的操作时间比其他4个作业时间小装配线平衡方面生产不平衡最大时间损失TTmaxTmin473512s十%士任务时间总和（T）平衡率P100%实际工位数目（m）节拍（CT）216*100%91.91%5*47生产不平衡损失率=1-平衡率=

10、1-91.91%=8.09%由以上计算可知，经过第一次优化，装配线不平衡最大时间损失由36s降低到12s,装配线平衡率由68.33%提高到91.91%。经过第一次的优化可以使工厂的生产效率得到提高，工人工作的效率也得到了很大的提高，但是在装配的时候，难免会有不利于操作的的动作，所以应对作业的动作再进行优化、规范。四、第二次优化经过第一次的优化，装配的效率得到显著的提高，但是各个工位使用的时间还是可以进行优化缩减，我们需要对作业时的动作进行规范，以达到更好。1、操作分析我们对作业时的录像分析可以得到，我们在很多的工位作业时动作都不是很规范，有时候并不利于我们的装配，会让我们动作非常不便，而且会花

11、费更多的时间，就像这其中的一到工序，没有调整好好的方位来进行拧紧螺钉，同时也不满足双手动作原则，并且还没有好的效果。一个好的作业动作可以达到事半功倍的效果，我们为什么不规范一个好的作业动作呢?2、第二次优化“5W1H”的提问方法是解决工业工程问题常用的方法，我们对减速器的动作优化也将采用这种方法。在作业时，通过录像发现很多动作都会浪费很多时间，'伸手取垫片M3G111M3G0伸向机盒拿到机盒前端面M3P011M2P0握稳机盒装配垫片M2P211H握稳机盒伸手取端盖M3G111H寺住拿到机盒前端面M3P011H寺住装配端盖M2P211H寺住伸手取螺钉M3G331H寺住拿到机盒端盖处，对准

12、塞入M3P531H寺住拧紧螺钉，旋转7次(M2G0M2P0)*731H寺住握紧机盒M2P011M3G3伸手取垫圈寺住H11M3P0移近机盒后端面寺住H11M2P5安装垫圈寺住H11M3G3伸手取端盖寺住H11M3P5移近机盒后端面，对准安上寺住H13M3G3伸手取螺钉寺住H13M3P5移近机盒后端面，装上安上寺住H13(M2G0M2P0)*7拧紧螺钉，旋转7次11持住H11M3G3伸手拿输入轴持住H11M3P5移近机盒，并安上伸手取机盖M3G311M3P0移开移近机盒上方，并安上M3P511M3P5安装机盖伸手取垫片M3G311M3G3伸手取垫片移近左手方的端面，并对准安上M3P511M3P5

13、移近右手方的端面，并对准安上伸手取端盖M3G311M3G3伸手取端盖移近左手方的端面，并对准安上M3P511M3P5移近右手方的端面，并对准安上伸手取螺钉M3G333M3G3伸手取螺钉移近左手方的端面，并对准安上M3P533M3P5移近右手方的端面，并对准安上拧紧螺钉，旋转7次(M2G0)M2P0*733(M2G0)M2P0*7拧紧螺钉，旋转7次伸手取螺钉M3G322M3G3伸手取螺钉移近左手靠近端面，并对准安上M3P522M3P5移近右手靠近端面，并对准安上拧紧螺钉，旋转7次(M2G0M2P0)*722(M2G0M2P0)*7拧紧螺钉，旋转7次伸手取螺钉M3G331M2P0握紧机身移近未装配的螺孑L并对准安上M3P531H持住握紧机身M2P013(M2G0M2P0)*7移近为拧紧的螺钉并拧紧螺钉，旋转7次寺住H11M3G3伸手取通气器寺住H11M3P5移近机盖上方，并对准安上表4既为装配减速器各个工位装配的详细动作，在对作业的动作进行规范后，装配线的效率可以得到明显的提高。我们依据动作经济原则