Типовые детали

веса детали. Уравновешивают также и собранные двигатели внутреннего сгорания на специальных стендах.

2.7.6. Механизацияиавтоматизациясборочныхработ

При сборке машин и узлов для облегчения труда и повышения производительности применяются различные средства механизации

иавтоматизации сборочных работ. Выбор этих средств (инструментов, приспособлений и оборудования) зависит от количества собираемых изделий, а также от требуемой точности размерных и кинематических цепей машины.

При сборке машины применяют механизированный инструмент с электрическим, пневматическим и реже гидравлическими приводами.

Для сверления и развертывания отверстий при выполнении пригоночных работ используют электрические дрели с рукоятками пистолетного типа. Сверление отверстий малого диаметра (1,5-3 мм) целесообразно выполнять пневматическими дрелями турбинного типа с частотой вращения шпинделя до 30000 об./мин.

Шлифовальные машинки используют для зачистки сварных швов, снятия заусенцев, шлифования и полирования различных поверхностей при пригонке деталей. Их изготавливают с электро-

ипневмоприводом, прямыми и угловыми. Для работы в труднодоступных местах применяют машинки с гибким валом.

Ножницы применяют для прямолинейной и фасонной резки листовой стали и сплавов цветных металлов, контровочной проволоки. Ножницы могут быть ножевые, вырубные, дисковые и рычажные.

Пневматические рубильные молотки используют для рубки и чеканки металла, клепки заклепок и других работ.

Для механизации сборки клепаных соединений применяют клепальные молотки, ручные пневматические прессы, гидравлические

ипневмогидравлические установки. При клепке пневматическими молотками заклепка со стороны, противоположной удару, должна упираться в массивную подставку или поддержку.

Для механизации сборки резьбовых соединений применяют ручные одношпиндельные резьбозавертывающие машинки: гайко- , шпилько- и винтоверты. Они бывают с пневматическими ротационными, с электрическими высокочастотными двигателями

ис однофазными коллекторными двигателями нормальной частоты.

Для сборки резьбовых соединений с резьбой М3-М8 применяют винтоверты. Электрические винтоверты выполняют с ручками пистолетного типа, а пневматические имеют цилиндрическую форму.

173

Многошпиндельные гайковерты компонуют из нормальных резьбозавертывающих силовых головок, снабженных встроенными пневматическими, электрическими или гидравлическими двигателями. Для крепления в корпусе головки имеют специальные присоединительные фланцы и посадочные диаметры. Заданная точность затяжки обеспечивается специальными устройствами.

Затяжку шпилек осуществляют с помощью специальных силовых головок. В головке размещается двухступенчатый планетарный редуктор с механизмом реверса. При осевом нажатии на корпус головки шпиндель, двигаясь назад, соединяется с кулачками выходного вала (водила) редуктора получая правое вращение для затягивания шпильки. При прекращении нажатия он под действием пружины перемещается вперед и зацепляется с зубчатым колесом механизма реверса, получая левое ускоренное вращение, и патрон свинчивается со шпильки.

Для удерживания механизированного инструмента в момент пользования им применяют свободные или жесткие подвески. Для инструментов небольшой мощности используют свободные подвески, основными элементами которых служат длинные специальные пружины, тонкие тросы с противовесом и пружинные балансиры. Мощный инструмент закрепляют на поворотных шарнирных консолях, колонках, подставках или каретках, перемещающихся по направляющим.

Сборочные приспособления используют при узловой и общей сборке изделий. По степени специализации их подразделяют на универсальные и специальные.

Универсальные приспособления применяют в единичном и мелкосерийном производстве. К ним относятся плиты, сборочные балки, призмы и угольники, струбцины, домкраты и различные вспомогательные детали и устройства (подкладки, клинья, винтовые прихваты и др.).

Специальные приспособления применяют в крупносерийном и массовом производстве для выполнения определенных сборочных операций.

При сборке используются приспособления для предварительного деформирования собираемых упругих элементов (пружин, рессор, разрезных колец и т.д.), а также для выполнения соединений с натягом, когда при сборке необходимо приложение больших сил. Приводят их в действие вручную, используя усилители (рычажные,

174

винтовые, комбинированные) или силовые узлы (пневмо-, гидроили электроприводы).

Квспомогательным устройствам сборочных приспособлений относят поворотные и делительные механизмы, фиксаторы, выталкиватели и другие элементы. Их функциональное назначение

иконструктивное оформление такие же, как и у станочных приспособлений.

При сборке узлов и машин используется технологическое оборудование: транспортное оборудование, сборочные стенды, подъемные устройства, прессы и др.

Ктранспортному оборудованию относятся сборочные тележки, конвейеры. Сборочные тележки используют при поточной сборке. Собираемое изделие последовательно транспортируют с одного рабочего места к другому со свободным или принудительным движением. Для удобства выполнения сборочной операции верхнюю часть тележек часто делают вращающейся относительно вертикальной оси.

Роликовые конвейеры (рольганги) могут быть приводные и

неприводные. На неприводных конвейерах грузы перемещаются вручную. С этой целью их выполняют с уклоном 1-4° в сторону перемещения груза. Для изменения положения собираемых деталей применяют кантователи.

Ленточные конвейеры применяют при сборке мелких и легких изделий. Сборочные операции выполняют на верстаках, расположенных вдоль конвейера, или на столах, установленных перпендикулярно линии сборки. Приводные механизмы ленточных конвейеров состоят из барабана, передаточного механизма и двигателя.

Карусельные конвейеры применяют для сборки узлов, содержащих небольшое количество сборочных операций. Рабочие места (4-8) размещают вокруг стола. Необходимый инструмент подвешивают на неподвижной стойке в центре стола. Собранные узлы поступают непосредственно на сборку всей машины.

Цепные напольные конвейеры применяют для сборки тракторов, автомобилей и других изделий. Изделия, имеющие ходовую часть, перемещаются по специальным путям, проложенным на полу, и сцепляются с тяговой цепью сцепками, которые автоматически отцепляются в конце конвейера. Изделия, не имеющие своей ходовой части, собирают на тележках, соединенных с тяговой цепью.

Рамные (шагающие) конвейеры применяют при сборке станков, где требуется точная выверка. Станина станка при этом устанавливается на точно выверенные плиты. Рама конвейера опирается

175

на гидравлические домкраты. Для перемещения изделия рама конвейера поднимается домкратами, перемещается на величину шага приводом продольного перемещения и опускается, устанавливая при этом изделие на плиты.

Подвесные конвейеры применяются для транспортирования деталей, узлов и готовых изделий. Пространственная трасса подвесных конвейеров и большая протяженность (до 500 м при одном приводе и до 3000 м при нескольких приводах) позволяют одним конвейером обслуживать полный производственный цикл.

Для сборки изделий часто применяют специальные стенды. Конструкция стендов зависит от размеров, массы и формы изделия. Для удобства сборки конструкции стендов позволяют менять положение собираемого изделия и фиксировать его в необходимом положении при выполнении данной операции.

Для подъема и перемещения деталей, узлов и изделий при выполнении сборочных работ применяют различное подъемное оборудование. Наибольшее применение получили электрические тали, консольные поворотные краны, краны-балки, а для тяжелых узлов и изделий применяют передвижные краны, установленные на подкрановые пути.

Консольные поворотные краны устанавливают на отдельных стойках или крепят к колоннам производственных помещений. Они обеспечивают подъем и передачу собираемых изделий в секторе 180°,

свылетом стрелы до 6 м и грузоподъемностью до 3 т. Мостовые однобалочные кран-балки используют для подъема изделий до 5 т.

Прессовое оборудование выбирают исходя из расчетного усилия запрессовки с коэффициентом запаса 1,5-2 и габаритов собираемого узла.

Винтовые ручные прессы одностоечные обеспечивают создание усилий до 7,5 кН, двухстоечные до 50 кН. Ход ползуна винтовых прессов 200-400 мм. Для использования при работе пресса инерционных сил на головке винта укрепляют массивный маховик или длинную штангу с двумя грузами.

Реечные верстачные прессы простые развивают усилие до 10 кН,

спромежуточным усилителем 30 кН.

Пневматические прессы могут быть прямого действия и рычажные. Для получения больших усилий применяют сдвоенные прессы с двумя цилиндрами, поршни которых закреплены на одном штоке. По такой схеме прессы обеспечивают усилие от 30 до 100 кН.

176

Гидравлические прессы позволяют получать большие усилия благодаря высокому давлению рабочей жидкости в цилиндре. Пневмогидравлические прессы имеют силовое устройство, состоящее из пневматического цилиндра и гидравлического усилителя. Рабочее усилие на штоке создается давлением масла на поршень; подъем штока производится сжатым воздухом, направленным на поршень. Такие прессы развивают усилие до 75 кН.

Электромагнитные прессы применяют при усилиях запрессовки до 15 кН при сборке изделий приборостроения. Силовым устройством в этих прессах являются электромагниты постоянного или переменного тока с плоским якорем втяжного типа или соленоидные. Они имеют высокую скорость перемещения штока, но малый его ход; последнее ограничивает их применение.

Автоматизация процессов сборки может быть осуществлена либо с помощью специальных сборочных машин, либо с помощью промышленных роботов (ПР). Построению сборочной машины или применению ПР должны предшествовать глубокий анализ процесса автоматического соединения деталей, выявление функций сборочной машины или ПР и разработка требований, которым они должны соответствовать.

Состав автоматического сборочного оборудования определяется конструкцией изделия и технологией его сборки. В большинстве случаев автоматические сборочные машины применяют для сборки изделий одного наименования или узкой номенклатуры сходных изделий, выпускаемых в больших количествах. Сборка сборочных единиц в зависимости от их сложности и изделия в целом может выполняться отдельными сборочными машинами или автоматическими линиями, имеющими ряд сборочных машин, объединенными транспортными средствами.

Помимо выполнения переходов, непосредственно связанных с соединением деталей или сборочных единиц, на автоматическое сборочное оборудование возложены функции транспортирования, загрузки, ориентации, контроля качества сборки, испытания и разгрузки.

Для автоматизации сборочных работ используют ПР. Главным преимуществом ПР по сравнению со сборочными машинами является их способность перестраиваться на сборку других изделий. Наличие устройства программного управления повышает уровень универсальности ПР и делает возможным их применение при автоматизации сборки в многономенклатурном серийном производстве.

177

Функции любого робота сводятся к ряду типовых действий в пространстве: взять – положить, поднять – опустить, повернуть, перенести и т.д., на базе которых можно осуществлять транспортирование деталей к месту сборки, их ориентирование, выполнение разнообразных технологических операций, контроль качества сборки и др.

Существенному прогрессу в роботостроении и расширению их возможностей способствует развитие электронной и микропроцессорной техники. Развитие идет от жестко-программируемых автооператоров и манипуляторов к роботам с программным управлением и адаптивным ПР.

Простейшие адаптивные системы по силам и крутящим моментам дополняются в настоящее время в ПР сенсорными устройствами. К числу таких устройств, особо расширяющих возможности роботов при сборке изделий, следует отнести визуальные (техническое зрение), тактильные и кинетостатические (осязание и ощущение давления).

Например, визуальные сенсорные устройства позволяют:

–вести наблюдение за процессом соединения деталей и управлять адаптивными сборочными устройствами;

–осуществлять комплектацию узлов;

–проводить 100%-ный контроль цветовой характеристики покрытия;

–вести дистанционное управление процессом сборки и др.;

–проводить 100%-ный контроль по внешнему виду и размерам и выдавать статистические сведения о характере отклонений от нормы;

–сортировать изделия по внешнему виду и размерам и

избирать нужную деталь при взятии ее с движущегося конвейера, со стеллажа или из тары и др.

Форма организации сборки с применением ПР в основном зависит от сложности изделия и может целиком выполняться либо на одном рабочем месте, либо на линии, оснащенной ПР. В первом случае вокруг робота размещают питатели с деталями, подлежащими монтажу, набор захватных устройств, различные инструменты, которыми робот переоснащается сам, и стационарные установки (сверлильные головки, прессы, и т.п.), к которым робот подает собираемое изделие для выполнения ими определенных операций. Расширение возможностей сборки на одном рабочем месте дает применение “многоруких” роботов.

178

2.7.7. Контролькачествасборкиизделий

При узловой и общей сборке машины проверяют:

1)наличие необходимых деталей в собранных соединениях (выполняют осмотром);

2)правильность положения сопрягаемых деталей и узлов (выполняется осмотром);

3)зазоры в собранных сопряжениях (щупом);

4)точность взаимного положения сопряженных деталей (на радиальное и осевое биение и др., производят в контрольных приспособлениях);

5)герметичность соединения в специальных приспособлениях и плотность прилегания поверхности деталей на краску в процессе сборки;

6)затяжку резьбовых соединений, плотность и качество постановки заклепок, плотность вальцовочных и других соединений;

7)размеры, заданные в сборочных чертежах;

8)выполнение специальных требований (уравновешенности узлов вращения, подгонки по массе и статическому моменту, проверку щупом производят в процессе сборки и после ее окончания);

9)выполнение параметров собранных изделий и их составных частей (производительности и развиваемого напора насосов, точности делительных механизмов, качества контакта в электрических соединениях и др.);

10)внешний вид собранных изделий (отсутствие повреждений деталей, загрязнений и других дефектов, которые могут возникнуть в процессе сборки).

Вфункцию контроля входит также проверка предписанной последовательности выполнения сборочных переходов (порядок затяжки резьбовых соединений, последовательность наложения сварных швов и др.) и проверка обязательного выполнения вспомогательных операций (промывки и очистки сопрягаемых деталей, промывки трубопроводов и др.).

Средства контроля выбирают с учетом их метрологических характеристик (пределов и точности измерения), конструктивных особенностей (габаритных размеров, массы), экономических соображений, а также с учетом улучшения условий труда контролеров. Допустимая погрешность контроля не должна превышать 20% допуска на контролируемую величину.

179

Испытания собранной машины являются проверкой качества машины, полученного в результате всего производственного процесса ее изготовления. Целью испытания машин является проверка правильности работы и взаимодействия всех механизмов машины, проверка ее мощности, производительности и точности.

В зависимости от вида, назначения и масштаба выпуска машины проходят испытания на холостом ходу (проверку работы механизмов и паспортных данных) и в работе под нагрузкой, а также испытания на производительность, жесткость, мощность и точность.

При испытании на холостом ходу проверяют все включения и переключения органов управления и механизмов машины, правильность их взаимодействия и надежность блокировки, безотказность действия и точность работы автоматических устройств. Вместе с тем проверяют соблюдение норм правильности работы подшипников, зубчатых колес.

Испытания машин под нагрузкой должны выявить качество ее работы в производственных условиях, поэтому для машины создают условия, близкие к условиям эксплуатации. Например, вал двигателя внутреннего сгорания присоединяют к тормозному устройству, позволяющему создавать переменные нагрузки. К двигателю подключают системы охлаждения, масляную и топливную аппаратуру. При проведении испытаний определяют эксплуатационные характеристики двигателя, расход топлива, масла. Под нагрузкой испытывают все машины.

Испытанию на производительность подвергают обычно не все машины, а лишь машины специального назначения и опытные образцы. В процессе испытаний выявляют, соответствует ли производительность изготовленной машины требованием заказа, обладает ли машина требуемой скоростью.

На жесткость испытывают главным образом станки. Нормы жесткости и методы испытания широкого круга станков стандартизованы. Испытаниям на мощность подвергаются все машины при единичном производстве и все или выборочно машины изготавливаемые серийно. Не испытывают на мощность машины простейших конструкций, а также машины, заведомо обладающие большим запасом мощности. Цель испытания машин на мощность – определить ее КПД при максимально допустимой нагрузке.

На точность испытывают обычно машины, которые производят, сортируют и контролируют продукцию (станки, прессы и др.). Оценку точности машин при проведении испытаний дают по

180

результатам ее действия: по точности изготовления деталей, по точности выполнения сортировки, контроля.

Для оригинальных машин программу и режимы испытаний разрабатывают в зависимости от их назначения, конструкции и требуемой точности.

Специальные испытания выполняют для изучения износа, проверки безотказности работы отдельных устройств, установления пригодности новых марок материалов для ответственных деталей

иисследования других явлений в машинах. Программу разрабатывают в зависимости от цели проведения испытаний. Этим испытаниям подвергают не только собранные машины, но и их составные части (коробки перемены передач, водяные и масляные насосы, агрегаты

идругие механизмы). Испытания проводят на специальных стендах. При производстве некоторых изделий, например, авиационных

двигателей и агрегатов проводят серийные испытания. Для серийных испытаний заказчик отбирает одно изделие, которое проходит испытание в течение всего ресурса его работы либо с сокращением времени испытания, но с повышенными режимами испытания.

Серия определяется количеством изготовленных изделий или определенным периодом их выпуска. При неудовлетворительных результатах серийных испытаний все изделия данной серии возвращаются на завод-изготовитель для доработки или представители завода дорабатывают изделия в местах их эксплуатации.

2.7.8. Антикоррозионнаязащитадеталейиизделий

Антикоррозионную защиту деталей и собранных изделий производят путем окраски и покрытием защитными металлами (цинком, кадмием и др.), смазывающими веществами.

Процесс и способы окраски зависят от характера изделия (деталей), вида производства, требований, предъявляемых к качеству окраски и т.д.

Окраска изделий и деталей выполняется различными способами: ручная окраска кистью; окраска распылением с применением сжатого воздуха; окунанием; обливанием; окраска в барабанах, колоколах, автоматах и других специальных устройствах (для мелких деталей в крупносерийном и массовом производстве). Более качественной и производительной является окраска в электростатическом поле.

После окраски детали или изделия подвергаются естественной или искусственной сушке. Применяют следующие виды искусственной

181

сушки: сушка подогретым воздухом в закрытых камерах при температуре 55-220°С; рефлекторная сушка – лучистой энергией источника тепла (специальных электрических ламп), направленной при помощи рефлектора на окрашенную поверхность (сушка протекает в 3-5 раз быстрее, чем сушка подогретым воздухом); сушка токами высокой частоты (применяется в массовом производстве однотипных изделий); сушка инфракрасными лучами (применяется для сушки деталей, покрытых цветными эмалями). Продолжительность сушки и тепловой режим принимаются в соответствии со свойствами лакокрасочных материалов.

Очистка поверхностей перед окраской производится механическим и химическим способами.

Для механической очистки применяются дробоструйные аппараты, пневматические молотки, электрические и пневматические машины, механические щетки и др.

Химическая очистка производится с помощью раствора для травления, обезжиривания, фосфатирования в ваннах, подогреваемых паром или электричеством. После очистки детали перед окраской промываются и сушатся.

Готовые детали, собранные узлы и изделия, подлежащие хранению и транспортированию, необходимо предохранять от коррозии. С этой целью их поверхности, особенно обработанные, покрывают тонким слоем антикоррозионной смазки (консервация).

В качестве предохранительной смазки применяют масла (для непродолжительной защиты), технический вазелин, различные смеси, содержащие масло, вазелин, канифоль, воск, парафин, олифу и пр.; применяются так называемые оружейная и пушечная смазки. Детали с нанесенной на них не затвердевающей смазкой обертываются парафиновой бумагой.

На наружные поверхности деталей и изделий смазку наносят пульверизатором (распылителем) или кистями. Отдельные детали можно покрывать также окунанием в подогретую смазывающую жидкость. Внутренние поверхности покрываются смазкой путем заливки и пульверизации, а также шприцами и дозирующими аппаратами.

Подготовленные таким образом к хранению или отправке детали или собранные изделия упаковываются в соответствующую тару.

Литература: [1, 2, 6, 7]

182