Надежность автоматических линий. Свойства надежности и ее основные показатели.
Показатели надежности включают такие понятия, как безотказность, долговечность, ресурс, ремонтопригодность и другие. Для современных производств характерно увеличение единичной мощности оборудования, непрерывность технологических процессов, использование комплекса машин и аппаратов в составе поточных линий. Эксплуатационная надежность, безотказность в работе оборудования решающим образом влияет на эффективность таких производств.
Показатели надежности характеризуют свойства безотказности, долговечное ремонтопригодности и сохраняемости.
Показатели надежности должны отвечать следующим требованиям: позволять производить объективную количественную оценку надежности; обусловливаться основными характеристиками технологических линий; позволять использовать их в качестве одной из технических характеристик проектируемой линии при инженерных расчетах надежности; достаточно просто определяться из данных эксплуатации и испытаний оборудования.
Показатели надежности являются одними из основных показателей изделий. Под надежностью изделия понимается его свойство сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Особое значение имеет надежность оборудования, участвующего в непрерывных процессах, перерывы в которых связаны только с возникновением брака или с авариями. Большой экономический ущерб может быть нанесен при отказе автоматического оборудования, особенно оборудования, работающего в автоматических линиях. Условия эксплуатации диктуют недопустимость отказов подъемно-транспортных машин.
15, Ступени автоматизации
Ступени автоматизации - своего рода этапы, характеризуемые достижениями науки и техники по автоматизации и определяемые историческим совершенствованием производства. Развитие систем автоматизации идет от простых и примитивных к сложным и более совершенным. Применяя этот ступенчатый подход, можно выделить не только этапы последовательного развития автоматизации в прошлом и определить этапы развития в настоящем, но и при помощи методов прогнозирования заглянуть немного в будущее.
Ступени автоматизации тесно и непосредственно связаны с историей развития техники; степень автоматизации такой прямой связи не имеет. Независимо от масштабов производства и сложности систем управления степень автоматизации может быть большей или меньшей; она характеризует, таким образом, лишь долю участия человека в управлении конкретным производством, широту охвата процессов данного производства системами автоматического управления, не рассматривая, однако, сущности этих систем. Переход автоматизации от низшей ступени к высшей не означает полного исчезновения характерных черт низшей ступени. Высшая ступень является при этом продолжением, развитием низшей ступени. Таким образом, ступень развития автоматизации - не только чисто техническая категория, но, в известном смысле, историческая и философская.
Ступени автоматизации отличаются степенью охвата технологических и вспомогательных процессов.
Важной ступенью автоматизации параметров является создание систем со счетно-решающими устройствами, позволяющими смонтировать объекты регулирования в зависимости от характера изменения регулируемых параметров и возмущающих воздействий.
Вторая ступень автоматизации включает автоматизированные, гибкие автоматизированные и автоматические линии.
Следу-тиля ступень автоматизации - а в т о м а т и ч е с к и е поточные липни, состоящие из нескольких автоматических рабочих м 1шш, вь пс. Передача деталей от одной рабочей машины к другой происходит автоматически. Согласованность работы всех машин обеспечивается автоматической блокировкой и централизованным управлением.
Третья ступень автоматизации - комплексная автоматизация систем машин, создание автоматизированных и автоматических участков. На этой ступени автоматизация охватывает совокупность технологических процессов на участке с соответствующим усложнением функций транспортирования и складирования изделий, удаления отходов и особенно автоматического управления. В серийном производстве, где используется переналаживаемое автоматическое технологическое оборудование, автоматизированные и автоматические участки создаются с управлением от ЭВМ в виде автоматизированных технологических комплексов.
16. Автоматические станочные линии по типу оборудования делятся на следующие группы:
а) из агрегатных станков, применяемых в основном для обработки корпусных деталей;
б) из модернизированных универсальных станков, автоматов и полуавтоматов общего назначения, используемых для обработки валов, дисков, зубчатых колее и т. д.;
в) из специальных и специализированных станков, построенных только для этой линии;
г) из станков с ЧПУ и транспортной системы с ПУ, которыми управляет единая программа.
В зависимости от величины выпуска деталей различают АЛ одно-поточные последовательного действия и многопоточные параллельно-последовательного действия. На однономенклатурной АЛ выпускают постоянно детали одного наименования. На многономенклатурной АЛ обрабатываются заготовки нескольких наименований или различных типоразмеров одного наименования.
По расположению и виду транспорта различают автоматические линии:
а) со сквозным транспортированием заготовки между станками (применяется при обработке корпусных заготовок);
б) с боковым транспортированием (применяется при обработке коленчатых валов, гильз и т. д.);
в) с верхним транспортированием (применяется при обработке валов, зубчатых колес, фланцев и т. д.);
г) с комбинированным транспортированием;
д) с роторным транспортированием, используемым в роторных АЛ, в которых все технологические операции выполняются при непрерывном транспортировании заготовок и инструмента.
По расположению оборудования различают замкнутые и незамкнутые автоматические линии. В замкнутых АЛ загрузка заготовок и съем деталей производится в одном месте. Это удобно, но доступ к агрегатам такой линии затруднен, поэтому в основном распространены незамкнутые АЛ: прямолинейные, П-образные, Г-образные и т. д.
По типу связи между агрегатами различают автоматические линии с жесткой и гибкой связью. В линиях с жесткой связью отсутствуют межоперационные заделы заготовок, при выходе из строя одного станка останавливается вся АЛ. В автоматических линиях с гибкой связью имеются межоперационные заделы заготовок, отсутствует жесткое координирование во времени работы агрегатов, останов какого-либо агрегата не вызывает простоя всей АЛ.
По возможности переналадки автоматические линии делят на переналаживаемые и непереналаживаемые. На переналаживаемых автоматических линиях периодически производится переналадка оборудования с обработки заготовки одного типа на другой. По виду обрабатываемых заготовок различают АЛ для обработки корпусных заготовок, заготовок типа тел вращения.
17. Основные направления развития средств автоматизации производства в машиностроении.
1. Автоматизация стала технологически более гибкой. Это связано со следующими факторами: происходит более быстрое моральное старение изделий; возрастает потребность в расширении круга модификаций машин; повышаются требования к качеству и надежности машин; увеличивается доля серийного и мелкосерийного производства машин. Гибкое автоматизированное производство (ГАП) реализуется с помощью ГПС, которые создаются на базе станков с ЧПУ и с применением промышленных роботов.
2. Развитие автоматизации происходит на основе все более
широкого внедрения микропроцессорной и компьютерной техники, особенно в системах управления и контроля. Использование компьютеров облегчает труд инженеров и наладчиков, повышает надежность управляющих систем и позволяет в большей степени использовать потенциальные возможности прогрессивных технологий.
3. Значительное внимание уделяется автоматизации сборочных и заготовительных процессов.
В машиностроении трудоемкость сборочных и заготовительных процессов составляет от 15 до 30%, а степень автоматизации 15 ...20 % (в механообработке в отдельных отраслях машиностроения до 80 %).
Сборочное производство многолюдно, в результате качество и производительность подвержены влиянию субъективных факторов. Объясняется это более сложными задачами, которые приходится решать при автоматизации сборки.
Необходимость автоматизации заготовительных процессов во многом связана с тяжелыми и вредными для здоровья человека условиями труда. В современных прессово-кузовных (листовых) производствах применяются автоматизированные линии изготовления кузовов автомобилей, кабин лифтов, их сварки и окраски
18. Перечислите и укажите основное назначение механизмов холостых ходов, применяемых при изготовлении корпусных деталей на автоматических линиях.
Автоматизация рабочего цикла, т.е. создание автоматов и полуавтоматов. На этой ступени автоматизация охватывает единичную технологическую операцию обработки, контроля или сборки, а также вспомогательные процессы, непосредственно связанные с выполнением технологических операций. В соответствии с этим различают рабочие ходы – функциональные действия механизмов, устройств, инструментов в машине или агрегате, которые непосредственно реализуют технологический процесс; холостые ходы – функциональные действия механизмов и устройств в машине или агрегате, которые создают необходимые условия для выполнения технологического процесса (загрузка и съём изделий, их зажим или разжим, подвод и отвод инструмента и др.).
Точность изготовления корпусных деталей обеспечивает взаимозаменяемость и сочленяемость деталей между собой в приспособлениях. Правильность выбора простановки допусков на линейные размеры подтверждена практической работой УСП на многих предприятиях разных отраслей машиностроения. Например, допуск 0 01 мм на высоту опорных деталей УСП-205-220 и подкладок УСП-201-218 позволяет собирать высотный блок из нескольких опор и подкладок с допуском на размер общей высоты блока не более 0 015 мм без специального подбора для этой цели деталей. При сопоставлении двух одинаковых по высоте блоков разница допусков на размер высоты также не будет превышать 0 015 мм, а во многих случаях доходит до нуля.
Трудоемкость изготовления корпусных деталей многих приборов достигает 30 - 60 % трудоемкости обработки всех деталей прибора.
При изготовлении корпусных деталей на автоматических линиях операции обработки отверстий составляют 70 - 80 % общего числа операций, поэтому наиболее распространенными инструментами являются стандартные осевые инструменты. Кроме того, на автоматических линиях применяются специальные осевые инструменты - сверла для форсированного сверления отверстий, сверла для глубокого сверления отверстий и различного рода комбинированные осевые инструменты. При изготовлении корпусных деталей на автоматических линиях операции обработки отверстий составляют 70 - 80 % общего числа операций, поэтому наиболее распространенными инструментами являются стандартные осевые инструменты.
При изготовлении корпусных деталей приборов методом холодной штамповки форма и размеры заготовки определяются опытным путем. Основными операциями, с помощью которых получают нужную форму и размеры корпусной детали, являются гибка и вытяжка. Толщина s листового материала обычно составляет 0 7 - 2 мм.
При изготовлении полых и корпусных деталей пластилиновые вставки иногда играют роль соответствующих стержней, расположенных внутри картонных форм. Для удобства установки этих стержней формы должны быть разъемными. В случае больших размеров стержня они могут ( с целью сэкономить пластилин и получить большую жесткость) выполняться с внутренним-деревянным сердечником.
Улучшение технологии изготовления корпусных деталей, позволяющее изготовлять их в виде тонкостенных отливок, содержит в себе большие возможности снижения веса машин. Это означает, что при изготовлении каждого крупного прокатного стана можно было бы сэкономить от 350 до 900 m металла.
19. Классификация систем управления