Розробка автоматичної роторної лінії складання деталей гідрозамка однобічного (стр. 10 из 17)

Рисунок 3.6 – Зони деформації металу в процесі складання

У кільці при стиску також виникають напруги, що досягають 2000МПа, що менше припустимого значення, рівного 2300МПа. Якщо стискати кільце повністю, то воно не витримає, поламається, тому що при повному стиску кільця виникають напруги в 4170 МПа (рис. 3.7).

Рисунок 3.7 – Деформація кільця при повному його стиску

3.4 Висновки

У ході досліджень був розроблений новий спосіб складання двох деталей: корпус і кільце. При цьому найбільш значимим є те, що цангове пристосування раніш використовувалося для закріплення деталей, і при цьому його робочими поверхнями була або зовнішня поверхня (цангові оправлення), або внутрішня (цангові патрони). Тепер же цангу можна використовувати й у процесі складання, при цьому її робочою поверхнею є торець пелюстків. При розробленому способі складання розрізане кільце, потрапляючи в конічну матрицю і переміщаючи вниз (при цьому стискуючись) під дією цангового пуансона, що опускається, здобуває необхідний розмір для влучення в корпус, що знаходиться під матрицею.

При даному проектуванні виникла задача визначення зусилля, що прикладається до кільця для здійснення процесу складання, задача дослідження напруженого стану кільця й елементів інструментального блоку при дії навантаження, дослідження можливості заклинювання стопорного кільця в матриці. Після обґрунтування доцільності рішення даних задач за допомогою чисельного аналізу, ніж аналітично й експериментально, приведене рішення задач за допомогою програми "ANSYS".

Побудувавши твердотільну кінцево-елементну модель, задавши граничні умови і базу кінцевих елементів, склали програму рішення задачі мовою APDL. Результати рішення показали, що величини зусилля, полічені аналітично і за допомогою програмного забезпечення ANSYS, збігаються. При дії навантаження на кільце і на матрицю виникають напруги до 3,15 МПа в матриці і 2000 МПа в кільці, що менше припустимої межі міцності матеріалу, тобто не виникає ніякої небезпеки поломки і деформації як пристосування, так і кільця.

4. Конструкторська частина

На підставі розробленого технологічного процесу складання гідрозамка необхідно спроектувати автоматичну роторну лінію, що дозволяє це складання здійснити. Для цього необхідно вирішити структурно-компонувальні задачі, що полягають у розподілі лінії на ділянки, визначенні числа роторів, розташованих на одній станині, взаємного розташування технологічних і транспортних роторів і т.п. У ході проектування можливий перегляд структурно-компонувальних рішень, якщо результати розрахунків свідчать про те, що перше рішення не забезпечує нормативних показників надійності і т.д. Метою даного розділу також є розробка такої структурної одиниці лінії, як роторна машина для установки металевого стопорного кільця в корпус гідрозамка.

4.1 Особливості складальних роторних машин

Складальні роторні машини (рис.4.1) призначені для механічного об'єднання декількох елементів у єдине ціле, тобто для сполучення (навивка, вгвинчування, обмотка, вставка, заливання і т.д.) і кріплення елементів деталей (зварювання, зв'язування, зшивання, завальцювання, обтиск, пайка, клепка, гнучка й ін.) із забезпеченням необхідної точності, надійності з'єднання, визначеного взаємного розташування деталей. Такі машини мають декілька входів і один вихід.

Складальні машини, призначені для об'єднання декількох однакових деталей або елементів у єдиному корпусі або упакуванні, тобто для виконання операцій комплектації, також мають декілька входів і один вихід. Наявність подпотоков впливає на щільність потоку комплектованої продукції. При пропусках спостерігаються недоукомплектовані потоки.

Рисунок 4.1 - Типова одинична група автоматичної роторної лініїдля складання двох деталей:

а – схема;

б – проекція руху потоку предметів праці на горизонтальну площину

1 - блок нижньої системи приводу складального ротора; 2 - повзуни нижнього приводу; 3 - нижній шток інструментального блоку; 4 - нижній диск транспортного (завантажувального) ротора; 5 - елементи, що збираються; 6 – кліщові захоплення; 7 - верхній диск транспортного (завантажувального) ротора; 8 - вал транспортного ротора; 9 – блок верхньої системи приводу складального ротора; 10 – зубчаста передача транспортного обертання роторів; 11 - верхня частина станини; 12 - торцевий кулачок верхньої системи привода; 13 - повзун верхньої системи привода; 14 - пазовий кулачок верхньої системи привода; 15 - блокотримачи; 16 - зібрані деталі; 17 – інструментальний блок; 18 - нижня частина станини; 19 - основний вал складального ротора.

По основному технологічному призначенню розрізняють складальні ротори: для виконання складальних операцій, що вимагають обертального і поступального осьового руху (навивка, вгвинчування і т.п.); для виконання складальних операцій, що вимагають обертального і поступального радіального руху (обмотка, завальцювання і т.п.); для виконання складальних операцій, що вимагають одного поступального руху (запресовування, клепка, гнучка, вставка і т.п.).По числу позицій в одному інструментальному блоці складальні ротори можуть мати одну складальну (комплектуючу) позицію або дві і більш позиції.Ротори для складання двох елементів (рис.4.1) в основному подібні з роторами для пресових операцій [9]. Їхня відмінність полягає в тому, що вони обслуговуються в загальному випадку трьома транспортними роторами: два ротори подають елементи, що збираються, а один приймає зібраний виріб. Конструктивно два подаючих ротори можуть бути змонтовані співвісно на одному приводному валові і здійснювати одночасну подачу двох елементів, що збираються, що надходять на різних рівнях.Розглянемо кілька блоків [9] для складальних операцій, що часто зустрічаються, для елементів, що представляють собою тіла обертання. Одним із широко використовуваних у практиці сполучень є сполучення таких двох елементів, що можуть бути з достатньою точністю попередньо зцентровані в інструментальному блоці по зовнішніх поверхнях. Такими елементами є, наприклад, деталі, у яких зовнішні поверхні, використовувані в якості базових при попереднім центруванні, досить строго співвісні поверхням сполучення або збігаються з однієї з них. Подібні складальні операції виконуються в інструментальних блоках з попереднім центруванням елементів, що сполучаються, за допомогою співвісно розташованих втулок, що центрують і направляють [9]. Наприклад, блок для установки кулькопідчіпника (елемент Б) у втулку (елемент А) (рис. 4.2) складається з корпуса 6, у якому співвісно змонтовані приймач, що центрує, 2 з підпружиненими губками 3 для утримання елемента. А, двостороння матриця, що центрує, 4, підпружиненні губки 5 для прийому елемента Б і штоки, що подають, 1,7.

Рисунок 4.2 – Блок складання двох елементів:

а - конструкція блоку;

б – схема роботи блоку;

Послідовність роботи блоку показана на рис.4.2,б. Елементи, що збираються, А і Б (втулка і кулькопідчіпника) надходять у приймальні підпружиненні губки з транспортного ротора через відповідні вікна в корпусі блоку (I). Потім верхній шток 1 робить робочий рух вниз і вводить елемент А в матрицю, що центрує, до упору в її торцевий уступ (II). Після цього нижній шток 7 робить робочий рух нагору, вводить елемент Б в матрицю, що центрує, і запресовує його в призначене для нього гніздо в елементі А (III). Продовжуючи рух нагору, шток 7 спільним рухом зі штоком 1 видає зібраний виріб з матриці, що центрує, (IV) у верхнє вікно корпуса блоку. При сполученні блоку з загарбним органом транспортного ротора здійснюється передача зібраного виробу (V). Штоки 1,7 повертаються у вихідне положення.

Якщо по тим або інших причинах зовнішні поверхні одного з елементів, що збираються, не можуть бути використані для центрування, то при складанні таких елементів один або обидва елементи попередньо центрують пуансонами, що центрують, використовуючи як бази внутрішні поверхні елементів, центрові отвори або які-небудь інші поверхні, досить співвісні з поверхнями, що сполучаються. Блок інструмента для таких операцій містить або однобічну матрицю, що центрує, або зовсім не має матриці, роль якої виконує прийомне гніздо одного з елементів, що збираються.

Інструментальний блок для складання різьбових елементів відрізняється по конструкції від блоку для складальних операцій, виконуваних прямолінійним рухом інструмента, тим, що в ньому один з пуансонів виконаний у виді обертового інструменту – штока, що угвинчує, підпружиненого в осьовому напрямку і здійснюючого поступальний рух. Поступальний рух штока, що угвинчує, відбувається по рефлекторній циклограмі, що передбачає можливість деяких поворотних робочих рухів, оскільки звичайно мається імовірність випадкового не входження різьблення з першого робочого руху. Обертання штока, що угвинчує, забезпечується ведучою зубцюватою втулкою, взаємодіючої з загальним для всіх блоків ротора центральним зубчастим колесом. Обмежник моменту обертання, переданого штоком, що угвинчує, на елемент, що збирається, передбачається або в самому штоку, або у ведучій втулці. Якщо в момент прийому елемента обертання штока небажано, то він відключається муфтою включення, установлюваної на ведучій втулці. Муфта включення періодично виключається в секторі подачі елементів, що збираються, за допомогою механічного кулачкового приводу.

4.2 Розробка структури автоматичної роторної лінії складання гідрозамка

Структурні схеми визначаються способами складання виробів. У п.1.2 приведені принципові і типова структурна схеми побудови автоматичних роторних ліній для різних складальних операцій. Досить важливою величиною, що дозволяє якісно і кількісно судити про структурну схему складальних роторних ліній, є коефіцієнт складання, що становить відношення вихідної продуктивності до вхідного [7,33].