Розробка автоматичної роторної лінії складання деталей гідрозамка однобічного (стр. 3 из 17)

Рисунок 1.3 – Типова структурна схема роторних машин для одноно-менклатурних процесів складання:1,2,3 – відповідно завантажувальний, технологічний і ви-вантажувальний ротори.

Як приклад автоматичної роторної лінії з безперервним транспортуванням і складанням об'єкта розглянемо такі існуючі лінії, як роторна і роторно-конвеєрна лінії автоматичної складання вузла штовхальника паливного насоса [4], що складається із шести деталей, (рис.1.4) і роторно-конвеєрна лінія для складання аерозольного клапана [9] (рис.1.5).

Рисунок 1.4 – Варіанти побудови роторних і роторно-конвеєрних машин для складання паливного насоса:

а – роторний варіант із виконанням складання в техноло-гічному роторі і з вільним транспортуванням складаємих елементів у кліщових захватах транспортно-го ротора;

б – варіант із центральним технологічним (складальним) і периферійним транспортними роторами;

в – роторно-конвеєрний варіант із транспортуванням дета-лей, що збираються, у пристосуваннях-супутниках.

Рисунок 1.5 – Роторно-конвеєрна лінія ЛСКА-1000 для складання аэро-зольного клапана:

I,II – приймання ніпеля;

III – приймання корпуса;

IV – зняття комплекту "ніпель-корпус" з конвеєра;

V,V_i - приймання корпуса;

VII – приймання пружини;

VIII – приймання штока;

IX – сполучення комплектів і контроль комплектності;

X – обтиск клапана;

XI,Х_ij – вакуумування;

XIII – витримка і контроль герметичності.

Роторно-конвеєрна лінія (рис.1.5) складається з завантажувальних, технологічних і контрольних роторів, зв'язаних між собою транспортно-технологічними конвеєрами. Кожний ротор має декілька робочих позицій, оснащених однотипними пристроями для виконання певних операцій, властивих даному роторові. У верхній частині кожного завантажувального ротора розташований бункер для деталей одного найменування. Механічне блокування завантажувальних і технологічних пристроїв виключає можливість складання клапана при відсутності хоча б однієї комплектуючої деталі.

Робота лінії (рис.1.5) здійснюється в такий спосіб. У бункер кожного завантажувального ротора засипають деталі одного найменування. З бункера деталі надходять у пристрої кожної позиції, що орієнтують, ротора, де всі деталі одержують необхідну орієнтацію і видаються поштучно в гнізда конвеєра, що визначений час рухається разом з позиціями ротора. Таким чином, обходячи послідовно ротори завантаження 2, 10, 11, перший конвеєр одержує в кожне своє гніздо кишеню (5-6), у кишеню – пружину (7), на пружину – шток (8). Причому пружина і шток не подаються, якщо в гнізді відсутня кишеня. При наступному переміщенні конвеєр 1 підходить до роторові контролю комплектності 3 складання "кишеня-пружина-шток". При відсутності пружини чи штока кишеня витягається з гнізда конвеєра і скидається в спеціальний збірник. У контрольно-технологічний ротор обтиску 4 перший конвеєр подає комплект "кишеня-пружина-шток".

Одночасно, другий конвеєр 12, обходячи послідовно ротори 9 і 8 для подачі ніпеля і корпуса, подає в ротор обтиску 4 комплект "ніпель-корпус", при цьому подача ніпеля без корпусу або корпуса без ніпеля виключається (2-4). У роторі обтиску 4 провадиться сполучення двох комплектів в один повний комплект, що складається з усіх деталей клапана (9-10). Перед з'єднанням усіх деталей у єдиний вузол здійснюється контроль наявності кишені, при відсутності якого корпус з ніпелем скидається в збірник. Усі деталі збираються в єдиний вузол за допомогою обтиску корпуса клапана.

Зібраний клапан транспортується першим конвеєром 1 до ротора вакуумування 5, що переносить кожен клапан із гнізда першого в гніздо третього конвеєра 7 і здійснює вакуумування і контроль герметичності кожного клапана (6-8). Клапани надходять у ротор видачі клапанів 6, у якому негерметичні клапани скидаються в спеціальний збірник, а герметичні клапани надходять у лоток придатних клапанів.

1.3 Мета і задачі роботи

Процес складання - один з найважливіших етапів при виготовленні машин будь-якого типу і класу. Якщо автоматизацією механічної обробки деталей займаються досить давно [4,6-10] (у період другої світової війни на роторних автоматах виготовляли патрони і снаряди), то автоматичне складання знайшло менше застосування через наступні основні причини:

1)недостатньо розроблені наукові основи автоматичної складання:

– недостатньо розглянуті питання побудови структур автоматичних техноло-гічних складальних систем;

– не повною мірою розглянуті методи проектування автоматичних техноло-гічних складальних систем;

– не повністю розглянута кінематика рухів складальних компонентів;

– не зачіпалися питання маршрутизації проміжних складальних компонент для складальних процесів;

2)складність втілення в конструкторському плані через необхідність прийняття нестандартних рішень по кожному виду елементів, що сполучаються;

3)автоматизація складальних процесів економічно виправдана тільки в крупносерійному і масовому виробництвах.

В основному, приділялася увага дискретному автоматичному складанню, тобто складання відбувається тільки за допомогою роботів, що здійснюють маніпуляції, подібні людським [12,16,19,19,24,26,27,27].

Тобто складальні процеси мають низький рівень автоматизації через велику номенклатуру виробів, перспективне застосування роторних і роторно-конвеєрних машин і ліній, але воно обмежено через відсутність загальних принципів і методів проектування складних технологічних систем складання.

Метою даної роботи є підвищення ефективності складальних операцій на основі комплексної автоматизації виробничого процесу за рахунок створення нової технології і високоефективної автоматичної роторної лінії. Тобто необхідна розробка методів проектування технологічних систем безперервної дії для складальних процесів, що забезпечують підвищення продуктивності і рівня автоматизації виробничих процесів за рахунок використання якісно нових структур і особливостей кінематики автоматичних технологічних систем безперервної дії.

Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні задачі:

1) розробити високопродуктивний технологічний процес складання гідрозамка;

2) розробити новий спосіб складання виробу на прикладі гідрозамка однобічного;

3) досліджувати особливості напруженого стану стопорного кільця при складанні;

4) розробити принципову конструкцію робочого ротора;

5) визначити вихідні дані для проектування роторної лінії;

6) розрахувати кінематичні і силові параметри ротора для складання деталей гідроциліндра;

7) розробити принципову структуру і компонування автоматичної роторної лінії;

8) досліджувати характерні риси роботи автоматичної роторної лінії.

1.4 Аналіз вихідних даних

У вугільній промисловості використання механізованих кріпей надзвичайно необхідно. Механізована кріп складається із секцій або комплексів, насосної станції, розподільної і контрольно-регулюючої апаратури і гідрокомунікацій. По характеру взаємодії з покрівлею розрізняють[28]:

- кріпи, що пересуваються без утрати контакту з покрівлею, що особливо необхідно при виїмці вугілля в лавах з хитливою покрівлею;

- кріпи, у яких при пересуванні немає контакту з покрівлею.

Одними з головних деталей механізованих кріпей, що забезпечують надійну їхню роботу, є гідрозамки – гідрокеровані зворотні клапани, призначені для запирання і розвантаження порожнин гідроциліндрів. Вони забезпечують герметизацію і розвантаження поршневих порожнин гідростійок механізованих кріпей при тиску робочої рідини до 50 МПа.

Рисунок 1.6 – Гідравлічна стійка

У секціях шахтних кріпей М87РОЗУМ, 1КД80, КМТ (рис.1.6) використовується гідрозамок однобічний типу КГУ. До технічної характеристики гідрозамка однобічного КГУ3.020ПР-01 (рис.1.7) відноситься наступне [28]:

номінальна витрата робочої рідини – 80 л/хв;

перепад тиску при відкритті – не більш 0,8 МПа,

при номінальній витраті – не більш 4 МПа;

тиск керування при розвантаженні – не менше 10 МПа.

Рисунок 1.7 – Гідрозамок однобічний типу КГУ3.020ПР-01

Даний гідрозамок має досить велику довговічність, його конструкція виключає виникнення гідроударів при розвантаженні гідростійок.Базовим елементом гідрозамка є корпус, призначений для базування й установки в ньому деталей, що безпосередньо виконують головну функцію гідрозамка.Ключовою деталлю в даному складальному вузлі є металеве стопорне кільце, що стопорить усі деталі усередині корпуса, тобто запобігає "розсипанню" гідрозамка.Отже, надійність усього виробу залежить від точності складання даних деталей – корпуса з металевим стопорним кільцем. Забезпечення даної точності і є задачею даної роботи.Розроблювальний проект передбачає програму випуску гідрозамка в 2млн.шт./рік для забезпечення даними деталями заводи СНД, такі як: Санкт-Петербургський машзавод "Пневматика", Нижньоновгородський машзавод, Рутченковський завод "Гормаш", Горловський, Дружковський і інші машинобудівні заводи.

2.Технологічна частина

Задачею технології є визначення і використання на практиці найбільш ефективних, економічних виробництв і процесів. Одним з основних напрямків розвитку сучасних технологій є перехід від переривчастих (дискретних, циклічних) технологічних процесів до безперервних потокових процесів, що забезпечують більш ефективне використання устаткування й інші ресурси. Отже, задачею даного розділу є розробка такого технологічного процесу складання гідрозамка, що дозволяє здійснити дану складання безупинно, з мінімальними втратами часу, а значить з мінімальним використанням устаткування і т.д.