Мiнiстерство освiти і науки України
Донецький національний технiчний унiверситет
Німецький технічний факультет
Магiстерськаробота
Тема роботи: "Розробка автоматичної роторної лінії складання деталей гідрозамка однобічного" КГУ3.020ПР-01
Виконавець
Студент групиВКУ-01
Васин М.А.
Донецьк – 2001
Реферат
Магістерська робота містить: 106 сторінок, 26 рисунків, 1 таблиця, 49 джерел, додатків.
Об'єкт дослідження: автоматична роторна лінія складання деталей гідрозамка однобічного КГУ3.020ПР-01 і зокрема роторна машина для складання металевого стопорного кільця і корпуса досліджуваного гідрозамка.
Мета роботи: підвищення ефективності виробництва гідрозамків КГУ3.020ПР-01 на основі комплексної автоматизації виробничого процесу за рахунок створення нової технології і високоефективної автоматичної роторної лінії.
У магістерській роботі проаналізований сучасний стан питання, на підставі чого визначені мета і задачі дослідження. На підставі розробленої структури технологічного процесу складання гідрозамка спроектована роторна лінія, що дозволяє ефективно автоматизувати даний процес складання, приведені її структурна схема і компонування. У роботі визначені параметри технологічного процесу складання корпусу (зокрема фіксування корпуса стопорним кільцем) за допомогою чисельного рішення задачі методом кінцевих елементів у програмі "ANSYS". Розроблено новий спосіб установки стопорного кільця в корпус гідрозамка і спроектована роторна машина, що дозволяє даний спосіб складання здійснити. Виконано розрахунок параметрів роторів. Оброблено і проаналізовані результати досліджень.
ГІДРОЗАМОК ОДНОБІЧНИЙ, СТОПОРНЕ КІЛЬЦЕ, РОТОРНА МАШИНА, АВТОМАТИЧНА РОТОРНА ЛІНІЯ СКЛАДАННЯ, ЧИСЕЛЬНИЙ АНАЛІЗ, ЦАНГА, КОНІЧНАМАТРИЦЯ, ТВЕРДОТІЛЬНА КІНЦЕВО-ЕЛЕМЕНТНА МОДЕЛЬ
Зміст
Вступ
1. Аналітичний огляд сучасного стану питання дослідження, мета і задачі роботи
1.1 Аналіз робіт з автоматизації складальних процесів
1.2 Аналіз сучасних складальних систем безперервної дії
1.3 Мета і задачі роботи
1.4 Аналіз вихідних даних
2. Технологічна частина
2.1 Особливості складальних операцій і умов їхнього здійснення на роторних машинах
2.2 Синтез структури технологічного процесу складання гідрозамка на основі теорії графів
2.3 Розробка маршрутного технологічного процесу складання гідрозамка на роторній лінії
2.4 Висновки
3. Дослідницька частина
3.1 Загальні положення
3.2 Розробка способу установки стопорного кільця в корпус
3.3 Дослідження напруженого стану металевого стопорного кільця
3.4 Висновки
4. Конструкторська частина
4.1 Особливості складальних роторних машин
4.2 Розробка структури автоматичної роторної лінії складання гідрозамка
4.3 Розробка компонувальної схеми лінії
4.4 Розробка роторної машини для установки стопорного кільця у корпус гідрозамка
4.5 Висновки
Висновок
Перелік посилань
Вступ
Найважливішою частиною вимоги економіки виробництва є створення такої виробничої техніки, що забезпечила б найбільшу віддачу при найменших витратах суспільної праці.
Рішення цієї задачі безпосередньо зв'язане з широким упровадженням принципово нових машин, що забезпечують високий ступінь автоматизму і безперервності виробництва, так званих роторних і роторно-конвеєрних машин (технологічних роторів), у яких транспортний рух предметів обробки безупинний і не обмежується технологічними факторами.
Підвищення технічного рівня машин і приладів значною мірою досягається удосконалюванням виробничого процесу, зокрема на етапі складання. Складання органічно зв'язане з усіма попередніми процесами; при створенні ж машини високої якості складанню належить вирішальна роль. Тому складальним роботам у машинобудуванні повинне бути приділена особлива увага. Аналіз сучасного стану різних етапів виробництва показує значне відставання в розвитку складальних процесів від заготівельних і механооброблюючих.
Велика частка витрат часу на складальні роботи в спільній трудомісткості виготовлення машин і тривалість спільного циклу складання роблять особливо актуальною проблему автоматизації складальних робіт. Значення рішення цієї проблеми визначається не тільки задачами підвищення якості продукції, економічності її виробництва і підвищення продуктивності праці, але зв'язано також з рішенням найважливішої соціальної задачі - зменшення, а потім і ліквідації стомлюючої фізичної ручної праці, що досягає в складальних процесах 60-80% [1-3].
Автоматизація виробничих процесів складання за допомогою застосування технологічних систем безперервної дії, виконаних на базі роторних і роторно-конвеєрних машин, особливо ефективна при масовому складанні виробів. Це визначається, у першу чергу, великою питомою вагою технологічних операцій третього класу в загальній структурі складальних процесів. До таких складальних операцій відносяться насамперед операції вільного комплектування елементів (вкладання, вставка, засипання, заливання і т.п.) і операції сполучення, що вимагають додатки технологічних зусиль для створення єдиного комплекту (запресовування, напресовка, свинчювання, завальцювання, керніння, пайка, склеювання і т.п.).
У звичайних умовах серійного виробництва для забезпечення економічної ефективності автоматичного складання повинні створюватися дешеві, гнучкі, швидкопереналагоджувальні складальні автомати, що збираються з уніфікованих і типових деталей і вузлів.
Але дотепер ще погано вивчені питання створення і функціонування автоматичних технологічних складальних систем безперервної дії для складальних процесів. Існуючі методи проектування технологічних систем безперервної дії засновані на простій елементарній кінематиці транспортного руху технологічних елементів і не дозволяють створювати високоефективні технологічні системи.
Тобто розробка методів проектування автоматичних технологічних складальних систем безперервної дії для складальних процесів є досить актуальною науковою задачею, що має важливе народногосподарське значення.
1. Аналітичний огляд сучасного стану питання дослідження, мета і задачі роботи
Технологічні процеси складання є досить важливим етапом у виготовленні виробів. Якість продукції, її працездатність багато в чому залежить від точності зборки. Складальні процеси безупинно ускладнюються й удосконалюються, їхня автоматизація призвела до створення в минулому сторіччі верстатів - автоматів зборки, а в даний час вимагає створення більш продуктивного устаткування. Автоматизація процесів складання відстає від рівня автоматизації заготівельних і металообробних операцій. Отже, для задоволення вимог по підвищенню продуктивності виробництва виробів необхідно велику увагу приділити підвищенню продуктивності процесів складання елементів виробу. Таким чином, рішення задач автоматизації складальних процесів є досить важливим і актуальним.
1.1 Аналіз робіт з автоматизації складальних процесів
До 50-х років основним напрямком автоматизації масового виробництва була автоматизація технологічних, формозмінних операцій. Потім стали розвертати роботи з автоматизації так званих допоміжних операцій. Головна особливість технічного прогресу на сучасному етапі розвитку машинобудівного виробництва полягає у впровадженні автоматизації в усі елементи виробничого процесу. Перехід до комплексної автоматизації виробництва на базі систем роторних машин дозволяє одержати техніко-економічний ефект [4].
При складанні в ще більшому ступені, ніж при виробництві деталей, практичне значення має комплексна автоматизація, тобто виконання ряду операцій у технологічній послідовності за допомогою автоматичних систем машин з безпосередньою передачею деталей з операції на операцію в орієнтованому стані, а не поопераційна автоматизація за допомогою окремих автоматичних машин [5]. Це порозумівається тим, що самі об'єкти зборки в переважній більшості випадків або не допускають нагромадження, збереження і транспортування деталей у масовому неорієнтованому вигляді, тобто взагалі не можуть бути завантажені в бункери автоматичних живильних пристроїв, або не забезпечують можливості автоматичної орієнтації і тому не дозволяють вирішити задачу автоматичного живлення операційних складальних машин.
Аналіз складального процесу показує, що здійснення комплексної автоматизації складальних і супутніх їм операцій найбільш доцільно провадити на автоматичних роторних лініях, тому що [6]:
1) машини 3-го класу - роторні лінії можуть бути створені для операцій усіх класів, що особливо важливо для виконання комплексу операцій, куди входять різні по фізичній сутності і тривалості циклу операції;
2) роторні лінії характеризуються спільною обробкою і транспортуванням руху інструмента і виробу, тобто характеризуються принципом безперервності;
3) роторні лінії дають можливість автоматизувати складальні процеси серійного виробництва, тому що ці машини мають універсальність і для серійного виробництва, що вирішується впровадженням багатономенклатурних ліній;
4) складальні роторні лінії дають можливість застосовувати спеціальні механізми підживлення, системи контролю, інформації і реагування на можливі відхилення від установленого рівня виробництва;
5) в автоматичних роторних лініях складання може бути застосований селективний спосіб складання виробів на основі властивості багатоканальності (багатоінструментальності) при постійному числі каналів і системі адресації складань між окремими роторами;
6) об'єднання операційних машин у жорстку автоматичну лінію, якими є складальні автоматичні роторні лінії, дає набагато більшу продуктивність на одиницю виробничої площі і самі пристрої дешевше, ніж машини, призначені для виконання лише однієї операції.
1.2 Аналіз сучасних складальних систем безперервної дії