Механизация и автоматизация сборочных работ

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция 1. Механизация и автоматизация сборочных работ

1. Совершенствование сборочного производства

Машиностроение призвано полностью оснастить все отрасли народного хозяйства новой высокоэффективной техникой, способствующей достижению значительно более высокого уровня производительности труда, обеспечить максимальное снижение численности работников, занятых на ручных процессах. Практическое осуществление этих задач требует правильного сочетания технического совершенствования производства, его организации и технологии с наиболее полным и экономичным использованием всех ресурсов в самом машиностроении.

В структуре технологических процессов производства изделий машиностроения наибольший удельный вес занимают обработка металлов резанием и сборка. Трудоемкость узловой и общей сборки составляет в среднем около 30% всей трудоемкости изготовления машин. В массовом и крупносерийном производствах эта доля меньше, а в единичном и мелкосерийном, где выполняется большой объем пригоночных работ, трудоемкость сборки нередко достигает 40%.

В совершенствовании сборочного производства целесообразно идти по пути одновременного решения четырех взаимосвязанных задач: выбора рационального технологического процесса, создания конструкций технических средств для его обеспечения, внедрения средств механизации и автоматизации труда, обеспечения четкого управления процессом. Среди этих задач большее внимание должно быть уделено технологическому процессу. Изделие машиностроительного завода -- механизм или машина -- является результатом сложного производственного процесса, представляющего собой совокупность действий, направленных на превращение материалов и полуфабрикатов в законченный вид продукции. Технологический процесс является частью производственного процесса, который характеризуется последовательной сменой состояния продукта производства и включает в себя все действия рабочего, неразрывно связанные с осуществлением этого процесса. Технологический процесс сборки -- это совокупность операций по соединению деталей в определенной технически и экономически целесообразной последовательности для получения сборочных единиц и изделий, полностью отвечающих установленным для них требованиям. Если при механической и большинстве других видов обработки понятие «технологический процесс» относится к детали, то в сборочном производстве оно имеет отношение прежде всего к соединению двух или большего числа деталей.

Процесс сборки играет весьма существенную роль в общем цикле мероприятий по улучшению качества продукции. На повышение качества изделия можно оказывать влияние путем совершенствования технологии и ее оснащенности средствами механизации, автоматизации и контроля, организационных улучшений, к которым относятся лучшая организация производства и труда, повышение квалификации работников, достижение ритмичности процессов сборки, экономического воздействия через систему оплаты труда и материальную заинтересованность сборщиков в повышении качества, а также путем постоянного наблюдения за состоянием уровня качества. Эти основные и ряд других второстепенных звеньев являются обычно содержанием общей системы управления качеством.

2. Технико-экономические показатели сборочного процесса

Непременным условием улучшения технико-экономических показателей сборочного процесса, повышения его эффективности и качества труда сборщиков является механизация операций, рост уровня оснащенности труда сборщиков.

Научно-технический уровень сборочного производства оценивается тремя группами показателей, характеризующими технический уровень производства, уровень организации труда и уровень организации производства.

1. Показатели, характеризующие технический уровень производства. Уровень охвата основных (вспомогательных) рабочих механизированным (автоматизированным) трудом

где -- число рабочих, выполняющих работу механизированным способом;

-- число рабочих, выполняющих работу при помощи ручных машин;

Р -- общая численность рабочих в сборочном производстве.

Уровень механизированного (автоматизированного) труда в общих трудовых затратах

где-- время механизированного труда в процессе; -- время механизированного труда при применении ручных машин;-- затраты времени по сборочно-монтажным работам.

Уровень механизации и автоматизации производственных процессов

где -- коэффициенты производительности оборудования, характеризующие отношение трудоемкости выполняемых операций на оборудовании с наименьшей производительностью, принятыми за базу, к трудоемкости этих же операций на действующем оборудовании и ручных машинах.

Уровень собираемости машин

где -- общая трудоемкость собственно сборочных работ;

-- трудоемкость слесарно-пригоночных и зачистных работ; -- трудоемкость повторно выполняемых работ по сборке. Уровень охвата сборки поточными методами

где-- трудоемкость сборочных работ, выполняемых поточным методом; -- общая трудоемкость сборочных работ. При определении этого показателя к поточным следует относить работы, выполняемые на автоматах, автоматических линиях, поточных по характеру выполняемых работ, механизированных рабочих местах.

Уровень применения типовых технологических процессов

где-- наименование изделий, собираемых по типовым технологическим процессам;-- общее число наименований собираемых изделий.

II. Показатели, характеризующие уровень организации труда. Уровень организации рабочих мест

где-- число рабочих мест, находящихся на уровне ниже предусмотренного типовыми решениями;-- общее число рабочих мест;-- коэффициент эффективности использования рабочего времени в зависимости от соответствия рабочих мест типовым проектам.

III. Показатели, характеризующие уровень организации производства. Уровень ежедневной ритмичности (коэффициент ритмичности)

где-- отклонения от планового выпуска продукции за 1,2, 3, .., п дни периода, которые определяются по формуле

здесьи-- плановый и фактический выпуск, товарной продукции за сутки;-- число суток в периоде.

Уровень специализации сборочного производства



где -- трудоемкость собственно сборочных работ;-- вся трудоемкость работ, выполняемых в сборочном (механосборочном) цехе. Этот показатель позволяет оценить уровень концентрации собственно сборочных работ в производственном подразделении. Он будет низким в условиях механосборочного цеха и высоким в специализированном сборочном производстве

В отраслях машиностроения, где уровень механизации относительно невысок, эффективен путь возможно более широкого внедрения на всех этапах сборки таких механизированных средств, как электропневмоинструмент, гидравлические ключи, переносные установки с пневмоприводном, гидроприводом и т. п. Внедрение их обычно не требует большой перестройки процесса и поэтому осуществляется в кратчайшие сроки. При этом опыт свидетельствует, что механизация отдельных сборочных операций, в конечном счете малоэффективна. Частичное улучшение отдельных производственных операций повышает производительность труда лишь на 5--6% в год, тогда как внедрение комплексных технологических систем дает возможность обеспечить рост производительности труда в 2--2,5 раза. Поэтому, чтобы заметно сократить трудоемкость, снизить общие затраты на сборку, нужно взять твердый курс на разработку целостных систем. Наибольший эффект должна дать интегральная, комплексная механизация по всему циклу производства, учитывающая также транспортные и складские работы.

Лекция 2. Механизация и автоматизация сборочных работ

1. Классификация соединения деталей

сборочный механизированный пневматический деталь

В изделиях машиностроения имеется большое количество разнообразных соединений деталей. В машинах примерно 35--40% соединений типа цилиндрический вал -- втулка, 15--20% плоскостных, 15--25% резьбовых, 6--7% конических, 2--3% сферических и др. Все эти соединения характеризуются различными конструктивными, технологическими и экономическими факторами: степенью относительной подвижности, возможностью разборки, технологичностью в сборке и демонтаже, видом контакта сопрягающихся поверхностей деталей, прочностью, химической стойкостью, затратами труда и средств на сборку и т. д.

По конструкции и условиям эксплуатации соединения деталей могут быть разделены на подвижные и неподвижные. Детали подвижных соединений обладают возможностью относительного перемещения в рабочем состоянии по некоторым траекториям, определяемым кинематической схемой механизма, звеньями которого эти детали являются. Детали неподвижных соединений в рабочем состоянии перемещаться не могут.

Подвижные и неподвижные соединения в зависимости от возможности их демонтажа подразделяются на разъемные (свободно разбираемые) и неразъемные (не разбираемые). Количество разъемных соединений в современных машинах и механизмах составляет от 65 до 85% всех соединений. При этом под разъемными (демонтируемыми) соединениями подразумеваются лишь те, которые могут быть полностью разобраны без повреждения соединяющих и скрепляющих их деталей. Остальные соединения относятся к группе неразъемных, хотя в условиях эксплуатации и ремонта машин нередко подвергается разборке некоторая часть и этих соединений; однако процесс разборки в этом случае значительно усложняется, и часто одна или обе соединяемые детали после разборки оказываются непригодными к последующей сборке или же требуют специальных пригонок.

Таким образом, соединения могут быть неподвижные разъемные (например, резьбовые, пазовые и конические); неподвижные неразъемные (например, соединения запрессовкой или развальцовкой, а также заклепочные); подвижные разъемные (например, валы -- подшипники скольжения, плунжеры--втулки, зубья колес, каретки--станины); подвижные неразъемные (некоторые подшипники качения, запорные клапаны).

Такая классификация соединений проста по своей схеме, но имеет недостаток, так как в каждую группу указанной классификации входит большое количество соединений, различных по своей технологической характеристике и способу сборки.

2. Вспомогательные и транспортные работы

Особого внимания заслуживают вспомогательные и транспортные работы в сборочных цехах. Объем этих работ огромен, его можно представить таким частным примером. Чтобы выполнить сменную программу по сборке тракторных двигателей Д-240, к сборочным постам надо подать 235 тыс. деталей и комплектующих изделий./Трудоемкость вспомогательных работ при сборке нередко превышает объем технологических. Поэтому для получения необходимого эффекта в сборочных цехах обязательно следует механизировать одновременно основные и вспомогательные работы. Таким образом, остро встает необходимость внедрения конвейеров, в том числе с автоматическим адресованием, механизированных стендов, подъемников, ультразвуковых промывочных установок и другого оборудования.

Внедрение этих технических средств в каждом случае должно строго обосновываться экономическим расчетом, с тем, чтобы добиться большего эффекта при меньших затратах. Значительному сокращению таких затрат, в частности, способствует создание типажей и размерных рядов прогрессивной оснастки, а также разработка и организация выпуска типовых конструкций технологических приспособлений, инструментов и установок.

Вместе с тем переход к комплексной механизации немыслим в отрыве от технологии и организации сборки, от совершенствования методов выполнения сборочных операций и технологических процессов сборки машин в целом. Здесь в полной мере находит свое воплощение принцип, при котором развитие техники влечет за собой изменение технологии, что, в свою очередь, способствует применению еще более совершенной техники.

Комплексная механизация процессов сборки -- это первоочередной этап повышения их эффективности. Дальнейшие перспективы обязательно связаны с автоматизацией.

Лекция 3. Механизированный инструмент, применяемый при сборке

1. Конструкция пневматической машины для пригонки плоскостей

Для механизации работ по опиливанию и зачистке целесообразно использовать верстачные или передвижные установки с гибким валом, приводящие в движение специальные напильники или абразивные головки. Наряду с этим широкое распространение получают переносные пневматические и электрические ручные или приводные машины, работающие с абразивными кругами. В некоторых современных переносных машинах линейная скорость на периферии шлифовального круга достигает 75м/с, что соответствует примерно 8тыс. об/мин при диаметре круга 180мм.

Особенностью ее является механизм точной подачи круга по мере его износа. Нажатием кнопки осуществляется движение зубчатого редуктора и поворот через червячную пару гильзы в гайке, вследствие этого выдвигается круг. (один поворот гильзы соответствует его перемещению на 0,01мм). Для установочного перемещения служит маховичок, за один оборот маховика шлифовальный круг можно выдвинуть на 0,03мм. Плита обеспечивает постоянный наклон круга относительно обрабатываемой поверхности. В ряде производств получил также распространение метод чистовой обработки абразивными лентами. Переносной инструмент в этом случае представляет собой обычную электрическую или пневматическую шлифовальную машину, оборудованную надставкой в виде телескопической стойки и двух шкивов. Ведущий шкив, укрепляемый на шпинделе машины, облицовывается резиной. Ведомый шкив вращается на оси, закрепленной в стойке.

В некоторых конструкциях механизированных инструментов для зачистки поверхностей абразивная лента укрепляется на эластичной подушке, совершающей орбитальное движение с диаметром траектории около 5мм. В такой машине однофазный электродвигатель переменного тока вращает ведущий шкив ременной передачи со скоростью до 20000 об/мин. Ведомый шкив - это маховик с эксцентрично расположенным пальцем передает движение шлифующей подушке, установленной на эластичных подушках. Подушка из пробки, войлока или резины с закрепленной на ней зажимами абразивной лентой совершает более 4000 колебательных движений в минуту.

2. Притирка

Её - применяют в тех случаях, когда необходимо получить точный размер деталей за счет снятия очень малого припуска, или для достижения плотного прилегания поверхностей, обеспечивающего гидравлическую непроницаемость соединения. Точность размеров, достигаемая при притирке, до 0,1мкм.

Существуют два способа притирки деталей - одной детали по другой (притирка клапанов, пробок) и каждой из деталей по третьей - притиру. Притирами могут быть плиты, бруски, конусы, втулки и другие детали из материала, более мягкого, чем материал притираемых деталей. В станкостроении для притирки применяют механизированные плиты с гидроприводом. Смонтированные в такой плите двухштоковые гидросистемы с взаимно-перпендикулярными осями и некоторыми рабочими ходами вызывают хаотическое движение плиты, по притираемой поверхности, чем обуславливается высокое качество притирки. Плита подвешивается на балансире.

3. Шабрение. Механизированный шабер

Шабрение - этот метод отделочной обработки состоит в соскабливании шаберами тонких (около 0,005мм) слоев металла для получения ровной поверхности после предварительной обработки ее резцом, напильником. В станкостроении шабровочные работы заменяют тонким строганием и шлифованием, что дает возможность намного повысить производительность, резко облегчить труд и сократить цикл производства изделий. Для механизации шабрения применяют специальные инструменты и шабровочные установки.

Механизированный инструмент - это механический шабер со встроенным в корпус асинхронным электродвигателем мощностью 90Вт, работающим от трехфазного тока. Длина хода ножа -пластинки до 20мм, частота - 1200 двойных ходов в минуту. Тонкое шабрение выполняют при коротких ходах, шабера, чистовое и точное - при средних ходах. Для создания возвратно-поступательного движения шабера применяют также специальные головки, приводимые в движение от электродвигателя посредством гибкого вала. Для удобства электродвигатель нередко подвешивается к тележке, передвигающейся по монорельсу, над рабочим местом. Требуемую скорость вращения гибкого вала обеспечивают посредством ременной передачи с трапецеидальным или круглым ремнем или зубчатой передачи. Преобразование вращательного движения вала возвратно - поступательное движение ножа - пластины осуществляется с помощью червячной передачи и эксцентрикового механизма, заключенных в корпусе головки. Длину хода ножа - пластинки регулируют поворотом эксцентрика. Механизированные приспособления значительно облегчают труд и сокращают время по сравнению с ручным шабрением в 4 -5 раз. При шабрении больших поверхностей применяют шабровочные станки, при помощи которых производительность повышается в 3-4 раза.

Лекция 4. Механизированный инструмент, применяемый при сборке

1. Приспособление, применяемое для зажима деталей при шабрении

Деталь устанавливается на плите и закрепляется губкой с винтом. Со стойками плита соединена шарнирно - при необходимости она может быть повернута в вертикальной плоскости и закреплена в требуемом положении винтом. В горизонтальной плоскости плита может быть повернута вместе с основанием. Благодаря такому устройству сборщик имеет возможность установить деталь или узел в любом удобном для себя положении. При шабрении мелких деталей и сб. един, для их закрепления целесообразно пользоваться также электромагнитными плитами.

2. Конструкции переносных приспособлений, это приспособление с пневматической сверлильной машиной

В процессе сборки отверстие сверлят, когда требуемая точность достигается проще всего путем обработки двух или большего числа деталей в сборе, когда место сверления труднодоступно для обработки на станке, и отверстие небольшого диаметра может быть просверлено с помощью механического инструмента. Сборочные цеха для таких операций обычно имеют несколько сверлильных станков, устанавливаемых вблизи линии сборки. Для отверстия диаметра до 10-12мм применяют переносные приспособления или небольшие станки на колоннах, а для более крупных - станки на фундаменте.

Устанавливают его на станине собираемого изделия, где каретка со сверлильной машиной может перемещаться в вертикальном направлении, а также вращаться вокруг стойки, а также имеются упоры обеспечивающие создание необходимой осевой силы и подачу сверла или развертки. Применяют также специальные сверлильные машины с электромагнитным основанием. Электромагнит постоянного тока создает силу притяжения до 700кгс, поэтому приспособление, устанавливаемое непосредственно на корпус, не требует дополнительного крепления. Пневматические сверлильные машины применяют двух типов - ротационные и поршневые. Машина ротационного типа для сверления отверстия диаметра до 8 мм, имеет основные части - ротационный двигатель, двухступенчатые планетарные редукторы, шпиндель, курок включения подачи воздуха и штуцер подвода воздуха к инструменту. Ротационные сверлильные машины имеют малый КПД и повышенный расход сжатого воздуха, поэтому при сверлении отверстий большого диаметра, пользуются поршневыми пневматическими машинами. Для сверления отверстий в труднодоступных местах применяют узловые сверлильные машины или специальные насадки к обычным сверлильным инструментам. При сборке узлов и панелей специальных изделий возникает необходимость совместного сверления и развертывания отверстий для постановки большого количества болтов диаметром до 20мм. Использование в этих случаях обычных пневматических сверлильных машин с последующим развертыванием отверстий значительно увеличивает трудоемкость сбор, работ.

Механизация обработки таких отверстий была осуществлена путем применения специального сверлильного пневматического агрегата СПА -20.

3. Сверлильный пневматический агрегат СПА - 20

Агрегат имеет два ротационных двигателя: для привода шпинделя мощностью 1л.с. и для подачи мощностью 0,45л.с. Благодаря регулятору числа оборотов величина подачи автоматически регулируется в зависимости от скорости вращения шпинделя. Поворачивающиеся воздушные дроссели дают возможность регулировать число оборотов шпинделя от 100 до 800 в минуту и подачу от 0 до 250мм/мин. При работе агрегат подвешивают на специальную подвеску, с балансиром обеспечивающую возможность перемещения инструмента в двух направлениях. Сверление, зенкерование и развертывание отверстий производится по накладной кондукторной плите.

В условиях мелкосерийного производства в процессе сборки часто приходится после сверления отверстия нарезать резьбу. Для механизации этого процесса используют пневматические или электрические машины, на которые устанавливают головки с реверсивным механизмом, обеспечивающим ускоренное вывинчивание метчика. Пневматический резьбонарезатель легкого типа для резьб диаметром до 8мм, имеет частоту вращения шпинделя при нарезании резьбы 350об/мин, при вывинчивании метчика - 750об/мин. Применение этой машины ускоряет процесс нарезания резьбы в 6 - 8 раз по сравнению с ручной.

Лекция 5. Оборудование сборочных цехов

1. Средства для сборочных цехов

Оборудование сборочных цехов условно может быть разделено на две группы: технологическое, предназначенное непосредственно для выполнения работ по осуществлению подвижных или неподвижных сопряжений деталей, их регулировке и контролю в процессе узловой и общей сборки, и вспомогательное, назначение которого - механизировать все виды вспомогательных работ, объем которых при сборке изделий весьма большой.

Техническая характеристика необходимая для сборочных работ подъемно- транспортного оборудования зависит от типа и масштаба производства, вида организации процесса сборки, конструктивных и технологических данных собираемых изделий.

Это подъемные, подъемно- транспортные, транспортные.

Подъемные - это гидравлические, пневматические, гидропневматические домкраты, электрические лебедки, полиспасты, тали, электропневмоподъемники, подъемники -кантователи.

Подъемно- транспортные - это тельферы, кранбалки, мостовые краны, поворотные краны, передвижные напольные краны.

Транспортные - рольганги, тележки рельсовые и безрельсовые, конвейеры.

2. Разновидности рольгангов

Рольганги сборочные - однорядные, двухрядные, горизонтальные, наклонные, прямолинейные, подковообразные. Скорость передвижения изделий на рольгангах до 20 м/мин.

Горизонтальный рольганг устанавливают в сборочном цехе на высоте Н= 0,6 - 0,8 м. от пола, наклонные рольганги - с уклоном 2-4 градуса в сторону движения груза. Радиус закругления подковообразного рольганга делают не менее 2,5 - 3,5В, где В -ширина рольганга ( от 200 до 1200 мм в зависимости от габаритов перемещаемого изделия). В месте прохода рольганг имеет откидную секцию, а для подачи и снятия собранных изделий предусматривают поворотные или подъемные секции. Ролики сборочных рольгангов вращаются в подшипниках качения. Диаметр ролика при максимальной нагрузке на него до 600 кгс - 73 мм. Нагрузку, приходящую на один ролик, принимают = 70% от веса собираемого изделия для однорядного рольганга и 40 % для двухрядного.

Сборочные тележки - на них закрепляют собираемые изделия, передвигая от одного рабочего места к другому со скоростью 10-15 м/мин. При значительном весе изделий тележки снабжают колесами с ребордами для движения по рельсам. Для удерживания таких тележек в требуемом месте стоит стопорный механизм.

3. Конвейеры применяемые при сборке

Конвейеры подразделяются на сборочные, транспортные ленточные.

Сборочные - это с непрерывным движением рабочего органа, с периодическим движением рабочего органа, тележечные, ленточные и пластинчатые, с принудительным темпом, карусельные, горизонтально замкнутые, шагающие, вертикально замкнутые, подвесные с автоматическим адресованием.

Транспортные - передающие, комплектующие, со свободным темпом, с ручным перемещением, тележечные, на воздушной подушке, грузонесущие, грузотянущие, толкающие.

Ленточные конвейеры применяют при сборке мелких сб. единиц и изделий. Широкое распространение они получили в приборостроении. Эти конвейеры представляют собой плоскую тканепрорезинненую ленту шириной 200 - 800 мм, рабочая часть ленты скользит по гладкому деревянному или металлическому столу, а холостая ветвь опирается на ролики. Скорость движения ленты 0,02 - 0,5 м/с. Производительность ленточного конвейера 3500 изделий в час, где и - скорость ленты, м/с, и а - количество изделий на 1 погон. Метр ленты. Приводные механизмы конвейеров состоят из червячного редуктора.

При сборке изделий на ленточном конвейере пользуются длинными узкими верстаками, расположенными вдоль линии сборки.

Приводной тележечный конвейер представляет собой механизм для периодического или непрерывного движения групп тележек, скрепленных одной или двумя цепями. Скорость перемещения тележек 0,1-4 м/мин. Если движение тележек замкнуто в вертикальной плоскости, то конвейер называется вертикально замкнутый, если же все тележки расположены в одной горизонтальной плоскости, то конвейер называется горизонтально замкнутый.

В тележечных конвейерах различают приводную, состоящую обычно из электродвигателя, редуктора и вариатора скоростей.

Тяговую в виде одной или двух шарнирных цепей, несущую - представляющую собой ряд тележек, соединенных с цепями, опорную - на направляющих по которым катятся ролики тележек, и натяжную часть, предназначенную для создания нормального натяжения тяговых цепей

Одна из конструкций тележек конвейера представляет собой сварной корпус, который опирается на четыре катка, вращающихся на шариковых подшипниках. Верхняя часть тележки отлитая из чугуна, имеет возможность вращаться на центральном штыре.

Собираемое изделие закрепляют на верхней части тележки и в процессе сборки устанавливают в удобное для сборщика положение. Фиксатор удерживает подвижную часть тележки в установленном положении.

У пластинчатых конвейеров тяговым органом является одна или две цепи, а рабочая поверхность конвейера выполнена в виде металлических или пластмассовых пластин. Горизонтально замкнутые пластинчатые конвейеры имеют соответствующую форму пластин, выполненную с учетом кривизны поворотов на углах. Конвейеры обычно располагают на участке сборки в одну линию. При большом количестве сборочных операций и крупногаборитных изделий длина конвейера может быть слишком большой для размеров цеха. В таких случаях линию конвейера делают Г или П - образной. На углах предусматривают поворотные круги с передаточным конвейером. Цикл работы таких кругов автоматизирован.

Для сборки сборочных единиц при небольшом количестве операций применяют карусельные конвейеры, представляющие собой круглый вращающийся стол, по периметру которого размещается от четырех до восьми рабочих мест. На специальной неподвижной стойке при необходимости устанавливают требуемое по технологии сборки сб. единиц оборудование (пресс, клепальную скобу) или подвешивают механизированный инструмент. Внутри корпуса стола помещается привод, состоящий из электродвигателя, вариаторов и червячного редуктора. На сборочном участке карусельные конвейеры размещают вблизи главного конвейера с таким расчетом, чтобы сборочные единицы непосредственно поступали на общую сборку изделий.

Для сборки крупных объектов применяют цепные напольные конвейеры. Изделия собирают в этом случае на одной или двух тележках, ролики - катки которых опираются на рельсы или стальные пластины, вмонтированные в пол. Возврат освободившихся тележек осуществляется по параллельному пути при помощи аналогичного, но менее мощного тягового механизма.

При пульсирующем движении цепного конвейера тяговая цепь может двигаться последовательно в одном и том же направлении или же совершать возвратно-поступательное, движение.

Приводы конвейеров в большинстве случаев электрические, однако, есть ряд конструкций, в которых использован гидравлический поршневой привод. Если в процессе сборки изделий требуется точная выверка их, то устанавливать такие изделия на тележки конвейера нецелесообразно. Для этой цели применяют так называемые шагающие (рамные) конвейеры.

Принцип работы одного из таких конвейеров состоит в следующем. В бетонном основании устанавливают ряды чугунных плит с шагом 2,6 метра. Все плиты точно выверены. На них устанавливают станины собираемых станков. Конвейер выполнен в виде рамы из двутавровых балок. Длина этой рамы 47 метров. Рама опирается на 44 гидравлических домкрата. Кроме того, к раме прикреплены две зубчатые рейки, сцепляющиеся с колесами, приводимыми во вращение электродвигателем мощностью 25 кВт.

Цикл работы конвейера состоит в том, что через определенные промежутки времени включается насос, и масло под давлением 15 кгс/см² подается в домкраты, последние приподнимают раму на 15 мм, а включающиеся в этот момент электродвигатель через передачу передвигает эту раму на 2,6м. Вместе с рамой перемещаются и все собираемые станки. Далее домкраты опускаются, станки опираются на чугунные плиты, а опустившаяся рама автоматически включает обратный ход электродвигателя. Система возвращается в первоначальное положение. Весь цикл длится 30 с. Широкое распространение наряду с классическими типами сборочных конвейеров получили сборочные автоматизированные конвейеры третьего поколения с более гибкими транспортными системами.

Они обладают аккумулирующей способностью, т.е. дают возможность производить сборку независимо от шага перемещения и накапливать спутники с собираемыми деталями перед автоматическими позициями. Встроенные быстродействующие устройства перед автоматическими позициями дают двойной эффект - обеспечивают небольшую скорость движения спутника по позициям для ручной сборки и ускоренное движение спутника перед автоматической позицией.

Примером сбор, конвейера третьего поколения может служить роликовый цепной автоматизированный конвейер. Цепь движется по одним роликам, а на других роликах находится спутник с собираемой деталью. В отдельных производствах получают распространение сборочные конвейеры с гидростатическими направляющими и на воздушных подушках.

Лекция 6. Оборудование сборочных цехов

1. Транспортные конвейеры

Для транспортирования деталей и сборочных единиц предназначенных для сборки изделий, применяют подвесные конвейеры. Трасса подвесного конвейера пространственная, поэтому одним конвейером можно обслужить большое количество рабочих постов на сборке. Скорость подвесных конвейеров до 25 м/мин.

Путь подвесного конвейера обычно выполняется в виде монорельса, прикрепленного к строительным конструкциям, по которому движутся каретки, соединенные разборной блочной или пластинчатой цепью, а в конвейерах небольшой грузоподъемности, масса единичного груза - 30 кг, - стальным канатом, который в 4 - 5 раз легче. Каретки на конвейере чередуются - рабочие и холостые.

Рабочая каретка предназначена для крепления на ней груза, а холостая - для поддержки цепи. К рабочей каретке прикрепляют крючки, захваты, лотки, этажерки на которых размещают транспортируемые детали и сборочные единицы. Траверсное исполнение кареток предусматривает возможность подвески тяжелых грузов одновременно на две каретки. Прогрессивным направлением в механизации, транспортных операций является использование толкающих конвейеров с автоматическим адресованием.

Принцип работы таких конвейеров состоит в том, что грузовые тележки не имеют жесткой постоянной связи с тяговой цепью. Последняя движется непрерывно, а грузовые тележки могут двигаться вместе с цепью, но могут и останавливаться там, где это необходимо. Адресующие устройства в виде селекторных механизмов,, установленных на грузовых тележках, автоматически дают команду для направления тележки по заданному адресу.

Применяют также адресующие устройства в виде наборов штифтов, действующих на конечные выключатели, устройства с фотоэлементами и перфокартами. Широкое внедрение толкающих конвейеров с автоматическим адресованием - одно из важных средств осуществления комплексной механизации вспомогательных процессов при сборке машин.

2. Подъемные устройства применяемые при сборке

Наибольшее распространение в сборочных цехах получили электрические, пневматические подъемники. Выпускают электроподъёмники грузоподъемностью от 250 до 10000кг. И пневматические грузоподъемностью от 100 до 1400кг.

Электросталь представляет собой подъемный механизм общего назначения грузоподъемностью - 250кг, высота подъема 6м, скорость подъема 8м/мин. Электродвигатель тали мощностью 0,4кВт. Пневматические подъемники выпускают различных типов, на грузоподъемность 125 - 400кг и высоту подъема 1,2 - 3,2м, скорость подъема 3-12м/мин. Поршневые подъемники имеют грузоподъемность 100 - 1000кг. при высоте подъема 1 - 2м и скорости подъема 2,7 - 5,4м/мин.

Из специальных типов кранов на сб. линиях распространены консольные поворотные краны грузоподъемностью до 1т и вылетом до 6м. Для съема с конвейера собранных изделий среднего габаритного размера удобно использовать двухплечевые консольные краны с электролебедками.

При выполнении стапельных работ широко применяют организационно - техническую оснастку в виде подъемно -раздвижных стремянок, козелков с подъемно - винтовым устройством .передвижных мостов, подставок, лестниц. Всем видам этой оснастки целесообразно иметь сборно-разборную конструкцию, из нормализованных элементов.

Лекция 7. Механизация пригоночных работы

1. Приспособление для гибки труб

При сборке машин выполняются главным образом в связи с пригонкой различных труб. Медные или латунные трубки малого диаметра до 8 мм при больших радиусах закруглений (более 10-12 диаметров), а также в случае, если не предъявляются требования в отношении точности формы, обычно гнут вручную в холодном состоянии. Трубопроводы большого диаметра также можно изгибать вручную по шаблону, но на место сгиба на трубу надевается плотно навитая спиральная пружина из стальной проволоки. При больших диаметрах такую пружину целесообразно вставлять внутрь трубы, вследствие чего обеспечивается плавный изгиб и сохраняется круглая форма трубопровода.

Гибка труб осуществляется по принципу штампования или обкатывания роликами. Трубу укладывают в разъемный штамп -шаблон, установленный на пневматическом прессе, и при опускании штока выгибают в соответствии с формой ручья штампа - шаблона. При больших радиусах изгиба и значительных диаметрах труб штамп - шаблон делают с раздвижной матрицей, состоящей из двух гибочных вкладышей.

Гибка труб с помощью обкатывающего ролика возможна с закреплением трубы или же со свободным ее перемещением. В одном случае обкатывающий ролик способствует растяжению волокон трубы, а во втором -- сжатию. Применяется также гибка вокруг одного ролика, с закруглением отгибаемого конца на этом ролике и опорной трубы на прижим. Существует пневматическое приспособление для двусторонней гибки труб. Оно имеет следующий принцип работы: заготовка трубы укладывается на шаблоне и с помощью клинового пневматического зажима удерживается в таком положении. Обкатывающие ролики, осуществляющие гибку, приводятся в движение посредством пневмоцилиндров и зубчатых механизмов. Далее идёт станок-полуавтомат с механическим приводом.

Здесь обкатывающий ролик изгибает трубу вокруг неподвижного ролика - шаблона. Наличие двух выключателей, на которые воздействует кулачок, позволяет заранее устанавливать требуемую дугу изгиба. Останов станка происходит при воздействии кулачка на выключатель, после чего ролик автоматически возвращается в начальное положение.

2. Механизированный инструмент для завинчивания шпилек

При завинчивании шпилек механизированным инструментом для удерживания их используют головки, принцип действия которых основан на захвате шпильки либо за резьбу, либо за цилиндрическую часть. Простейшая головка имеет корпус, навинчиваемый на шпильку и хвостовик с двумя канавками, в которые входят шарики. Шпилька в корпусе стопорится поворотом на некоторый угол хвостовика, который перемещается при этом вдоль оси. Механизированный инструмент должен иметь реверсивный ход.

А также применяют шпильковерты, или специальные стационарные установки.

На агрегатном полуавтомате четыре шпильки М8 ввертываются одновременно, но наживляют их вручную. Силовые головки с электродвигателем, работают по автоматическому циклу: пуск, быстрый подвод к шпильке, рабочая подача и завинчивание шпилек, включение реверса, отход инструмента в исходное положение. Продолжительность цикла - около 0,3 мин.

3. Полуавтомат для завинчивания десяти шпилек

В нем применена гидравлическая самодействующая силовая головка с двумя электродвигателями; для привода шпинделя и для привода гидронасоса. Привод от электродвигателя передается к 10 -шпиндельной головке. После включения пусковой кнопки силовая головка быстро опускается вниз. Когда шпиндели подходят на расстояние 5-10 мм к шпилькам, включается рабочая подача, и патроны вначале навинчиваются на шпильки, а затем последние завинчиваются, в блок. Об окончании процесса завинчивания свидетельствует прощелкивание муфт шпинделей, при этом патроны доходят до упора, и через реле давления включается реверс. Патроны свинчиваются со шпилек, а затем осуществляется быстрый возврат силовой головки в исходное положение. Продолжительность цикла примерно 0,7 мин.

Пневматический гайковерт ударно- импульсного действия.

Для затяжки резьбовых соединений с диаметром резьб 27 -42 мм применяют пневматические гайковерты ударно-импульсного действия с ротационным двигателем.

Одна из конструкций гайковертов, предназначенная для навинчивания гаек с резьбой имеет следующий принцип работы: В цилиндре помещается кольцевой поршень, соединенный с упорной втулкой. В центральное отверстие цилиндра вставлена резьбовая втулка, которая приводится во вращение электродвигателем через зубчатую и червячную передачи. Гайковерт устанавливают на гайку включают электродвигатель и навинчивают вначале резьбовую втулку на выступающий конец болта. Затем в кольцевую полость цилиндра накачивают насосом масло, создавая давление до 250 - З00кгс/см, вследствие чего поршень через втулку упирается в плоскость базовой детали, а цилиндр передает усилие на резьбовую втулку. Болт растягивается, и трение между торцом гайки и плоскостью базовой детали устраняется. Далее с помощью того же электродвигателя производится навинчивание гайки.

4. Одношпиндельная установка верстачного типа для навинчивания гаек

Имеет следующие элементы установки - электродвигатель, редуктор и приводной вал с головкой, который посредством телескопического соединения приводится во вращение и может быть перемещен вдоль оси с помощью рукоятки.

Другая установка для ввертывания винтов с диаметром резьбы 30 мм применяется в мелкосерийном производстве при сборке статора электродвигателя. Статор помещают на поворотном столе установки. Коробка передач со шпинделем имеет возможность перемещаться в вертикальном направлении. Шпиндель имеет на конце торцовый ключ. Мощность электродвигателя установки 7 кВт. Реле максимального тока, отрегулированное на крутящий момент на шпинделе, автоматически отключает электродвигатель, когда момент затяжки винтов достигнет определенной величины.

5. Четырехшпиндельная механизированная установка

Четырехшпиндельная механизированная установка предназначена для свинчивания деталей мелких сбор, единиц в условиях крупносерийного производства. Электродвиг. Через зубчатые колеса приводит во вращение одновременно четыре шпинделя, соединенных с ведущими валиками посредством кулачковых муфт, оснащенных пружинами, ограничивающими момент затяжки гаек. Собираемая сбор, единица с болтами и предварительно навинченными гайками устанавливается на подъемный стол, перемещаемый с помощью педали.

6. Механизированный инструмент

Пригоночные работы при сборке механизируют главным образом с помощью универсальных и специализированных инструментов с электрическим, пневматическим, реже гидравлическими приводами. Эти инструменты имеют КПД:8-10% с пневмоприводом, 55-65 % с электрическим, 70 % с гидравлическим.

Пневматическими приводами инструментов служат лопастные и турбинные двигатели. Частота вращения пневмоклапанных двигателей достигает 30000 об/мин., а турбинных до 150000 об/мин. Основные преимущества пневмоинструментов по сравнению с электроинструментами заключается в следующем: значительная большая мощность на 1 кг массы, бесступенчатое изменение частоты вращения, меньше стоимость и затраты на обслуживание.

Однако электроинструменты имеют более высокий КПД, создают меньший шум при работе, легко присоединяются к источнику питания, более транспортабельны.

Экономичность инструментов такого типа характеризуется следующими данными: если среднюю стоимость пневматической машины принять за единицу то стоимость электрической машины работающей на токе повышенной частоты, составит 1,27. Один из основных недостатков пневмоинструментов - шум, для снижения шума создаются специальные глушители, встроенные в инструмент или выносные.

Лекция 8. Станы продольной и поперечной прокатки

1. Классификация станков

Станы продольной и поперечной прокатки занимают промежуточное положение между кузнечно-прессовым и металлургическим оборудованием. Для того чтобы максимально приблизить форму и размеры исходной заготовки к форме и размерам готового изделия, эти станы все чаще устанавливаются в общем потоке с кузнечно-прессовыми машинами. Использование получаемого со станов фасонного и периодического проката в качестве заготовок под штамповку резко повышает производительность штамповочного оборудования, снижает его мощность и отходы металла. В ряде случаев такой прокат может идти прямо на окончательную механическую обработку.

На станах продольной прокатки металл обрабатывается валками, оси которых параллельны, а заготовка движется в направлении, перпендикулярном осям валков. На поверхности валков имеются углубления, форму которых и приобретает заготовка после прокатки.

Станы поперечной прокатки служат для получения заготовок в форме тел вращения. При этом ось заготовки располагается параллельно осям валков и прокатываемому металлу придается вращательное движение относительно его оси. Таким образом, металл обрабатывается в поперечном направлении. На станах поперечной прокатки, в частности, получают заготовки зубчатых колес и других деталей.

Станы поперечно-винтовой прокатки.

Они отличаются от станов поперечной прокатки тем, что оси их валков не параллельны, а скрещиваются. Благодаря этому заготовка кроме вращения получает поступательное движение (в направлении своей оси). Такие станы используются для производства заготовок осей, шпинделей, зубчатых колес, шаров и других тел вращения.

2. Ротационно-ковочные и вертикально - ковочные машины

Эти машины предназначены для обжима и вытяжки изделий из черных и цветных металлов. Наиболее распространенные считаются ротационные машины с вращающимися штампами. В неподвижной кольцевой обойме устанавливается четное число роликов, свободно сидящих в своих гнездах. В шпинделе, который вращается внутри обоймы, имеются радиальные пазы для ползунов со штампами. На ползунах имеются ролики. При вращении шпинделя центробежные силы заставляют ползуны расходиться в стороны, скользя по пазам шпинделя. Ролики шпинделя наталкиваются на ролики, укрепленные в обойме, и отталкиваются вместе с ползунами к центру. При этом штампы наносят последовательные удары по заготовке. На таких машинах обрабатывают изделия в форме тел вращения.

Имеются также ротационно-ковочные машины, у которых бойки совершают возвратно-поступательное движение в неподвижных направляющих (вращается не шпиндель, а обойма). Также машины позволяют получать изделия прямоугольного (квадратного) поперечного сечения.

Вертикально-ковочные машины (их называют также кулачково-ковочными или машинами Ридера)

Они предназначены для изготовления мелких поковок простейшей формы последовательной протяжкой и осадкой. Основная особенность их, в отличие от других кривошипных машин, состоит в том, что у них нет жесткой связи между кривошипным валом и ползуном.

3. Ковочные вальцы

По принципу работы они близки к прокатным станам. Вальцы имеют два рабочих валка 3, на которых устанавливаются штампы (секторы) 2, занимающие часть окружности валка. Подача заготовки происходит в тот момент (рис а.), когда секторы вышли из рабочей зоны. При этом заготовка 1 подается до регулируемого упора расположенного на заднем столе вальцов. При вращении валков сектора в некоторый момент соприкасаются с заготовкой и начинают ее деформировать одновременно сдвигая заготовку в направлении, обратном направлению подачи.

На ковочных вальцах обычно выполняют подкат и протяжку заготовок под штамповку, причем вальцовку и штамповку часто осуществляют с одного нагрева. Таким образом, удается значительно повысить производительность оборудования и использовать для штамповки более дешевый сортовой прокат в место калиброванного. По конструкции ковочные вальцы можно разделить на две основные группы: двухопорные, консольные.

У двухопорных вальцов рабочий инструмент (кольцевые секторы штампов) располагают между опор. Это обеспечивает конструкции высокую жесткость, благодаря чему поковки, получаемые на двухопорных вальцах, имеют высокую точность.

Система управления вальцов обеспечивает их работу в следующих режимах:

- Толчковый режим, необходимый для наладочных работ - этот режим осуществляется кратковременным включением муфты.

- Непрерывный режим, когда валки постоянно вращаются, а подача заготовки осуществляется в тот момент, когда секторы штампов разошлись в стороны - при небольшой скорости вращения валков и высокой квалификации рабочего в этом режиме можно вести обработку ряда изделий, однако по соображениям техники безопасности этот режим используют редко.

- Режим одиночных ходов, при котором после каждого оборота вальцы останавливаются в исходном положении.

У консольных ковочных вальцов рабочий инструмент располагается по одну сторону от опоры. Это обеспечивает большие удобства при работе, но уменьшает жесткость конструкции и следовательно, приводит к меньшей точности получаемых поковок.

Лекция 9. Приспособления, применяемые при сборке

1. Классификация приспособлений

В зависимости от масштабов использования сборочные приспособления могут быть разделены на универсальные и специальные.

Универсальные приспособления применяют в сборочных процессах в мелкосерийном, единичном производствах. Специальные приспособления, как правило, проектируют для выполнения определенной операции с конкретным объектом сборки.

По типу привода сбороч. приспособления подразделяют на механические, гидравлические, пневматические. В зависимости от назначения приспособления можно разделить на следующие основные группы:

1.Приспособления - зажимы для точного зажима установки соединяемых деталей.

2.Установочные приспособления для точной установки соединяемых деталей.

3.Рабочие приспособления для выполнения отдельных операций технологического процесса сборки, например вальцевания, запрессовки, постановки и снятия пружин.

4.Контрольные приспособления - изготовленные применительно к конфигурации, формам, размерам проверяемых сопряжений сбор, единиц.

Основные требования к сборочным приспособлениям состоят в том, чтобы его конструкция обеспечивала точность установки деталей или сбороч. един, удобство расположения собираемого объекта и простоту его закрепления, снятия.

2. Приспособления - зажимы

Приспособления - зажимы к ним предъявляют следующие требования - крепление детали сб. ед. в приспособление должно быть достаточно надежным и прочным: зажатие должно осуществляться немногими и простейшими приемами и возможно быстрее; закрепление не должно деформировать детали или вызывать повреждение их поверхностей; при необходимости точной установки деталей зажимы не должны смещать их во время закрепления. Пневматические гидравлические зажимы, удерживающие детали с постоянным и необходимым давлением, имеют значительное преимущество перед ручным. Целесообразно широкое использование нормализованных одно или двух поршневых пневматических зажимов, создающих силу до 1000 кгс, при диаметре поршней 80 мм. При необходимости включения в зажимные элементы силовых винтов для их вращения следует применять механический привод с муфтами, ограничивающими крутящий момент.

3. Слесарные тиски

На многих производствах распространённым видом зажимных приспособлений являются слесарные тиски. Преимущество их в том что они делают излишним изготовление специальных зажимных приспособлений, особенно если используются сменные губки, которым придается любая форма в зависимости от формы зажимаемой детали. Губки изготавливают из мягкой стали, латуни, меди, алюминия. Если конструктивная форма детали или сб. един, не позволяют осуществить зажатие в тисках, то их используют для закрепления разнообразных оправок или специальных зажимов, удерживающих собираемые узлы при выполнении сбороч. операции.

Но слесарные тиски относятся к группе медленно действующих приспособлений и поэтому следует применять быстродействующие тиски. Существует много конструкций тисков - рычажные, эксцентриковые. Но целесообразнее являются конструкции с пневматическим приводом. При использовании, например винтового зажима с гаечным ключом для закрепления требуется 4,9 секунды, с эксцентриковым зажимом 1,6 сек., а пневмо - 0,35 сек. Преимущество пневмазажима: обеспечение стабильности закрепления, легкость регулирования, силы зажатия, освобождение рабочего от утомительных движений.

4. Быстродействующие пневматические тиски

Конструкция быстродействующих пневматических тисков заключается в том, что в зависимости от размеров диафрагменной камеры наибольшая сила зажима достигает 4000 кгс. Подача сжатого воздуха, в камеру осуществляется распределительным краном с плоским золотником, управляемым рукой или ногой. К основанию тисков целесообразно прикреплять шток, соединенный с поршнем гидроцилиндра, установленного под крышкой верстака. Вследствие этого тиски при необходимости можно легко поднимать или опускать посредством пневмогидравлической системы. А также к этой группе относят еще струбцины. В ряде случаев в пневматических зажимных приспособлениях целесообразно использование вакуума. Монтируемая сборочная един, устанавливается в этом случае на плиту, в выточке которой посредством вакуумного насоса создается разрежение. Для уплотнения применяются резиновые прокладки -- кольцо, укладываемое в канавку соответствующей формы.