Главная страница
Электронная библиотека
А.Е. Водолазская
Формирование качества автоматизированной сборки резьбовых соединений
Сборка в машиностроении, приборостроении. – 2004. – N 1. – С. 34-37.
Представлена попытка проследить формирование качества автоматизированной сборки резьбовых соединений с использованием методов моделирования.
Моделирование применяется при проектировании и исследовании как больших промышленных систем, так и при разработке их элементов, к числу которых можно отнести технологические операции, оборудование, технологическую оснастку и т.п. Одним из производственных процессов, требующих применения методов моделирования, является сборка, от качественного выполнения которой зависит зачастую жизненный цикл всей конструкции.
Главная проблема сборочного производства – сокращение затрат живого труда и освобождение рабочих от выполнения тяжелых и монотонных операций, к числу которых можно отнести затяжку резьбовых соединений. Для решения этой проблемы необходимо прежде всего совершенствование технологии и широкое внедрение механизации и автоматизации сборки резьбовых соединений. Одно из преимуществ автоматической сборки – значительное повышение качества выпускаемых (собираемых) изделий, так как большинство сборочных автоматов работают только при поступлении деталей с качественным резьбовым соединением, тогда как при ручной сборке используют и детали со значительными отклонениями от заданных технических условий. Кроме того, стабильность качества при автоматической сборке достигается за счет устройств автоматического оборудования, поддерживающих необходимые показатели технологического процесса (например, крутящий момент) строго в заданных пределах, что не всегда возможно при ручной сборке. Наконец, автоматизация регулировочных операций также улучшает результаты сборки.
На качество процесса автоматизированной сборки резьбовых соединений влияют следующие факторы:
качество деталей, входящих в резьбовое соединение;
технологичность конструкции сборочного узла и его составляющих;
точность сборочного оборудования;
условия ориентации (так как неправильная ориентация резьбовых деталей приводит к срыву первых витков, что нарушает весь технологический процесс автоматической сборки);
условия базирования (критерии собираемости резьбового соединения);
сила затяжки;
условия стопорения (изменение конфигурации деталей резьбового соединения, ввод дополнительных элементов в резьбовое соединение);
контроль сборочной единицы;
дополнительные условия, необходимые для конкретного резьбового соединения.
Для удобства автоматической ориентации детали должны быть по возможности симметричными. Если точная симметричность формы детали по ее служебному назначению не может быть достигнута, то такая деталь должна иметь явно выраженную асимметрию.
Например, шпильки должны, по возможности, иметь резьбовые части одинаковой длины или на одной из них должен быть цилиндрический выступ.
Иногда при автоматической сборке выгоднее ряд деталей изготовлять как одно целое, например болт с шайбой, или вместо винта целесообразнее стопорить болты изгибом шайбы. Также следует учитывать, что к головкам болтов, винтов и гаек должен быть свободный доступ для резьбозавертывающих шпинделей сборочных машин.
Обеспечение высокого качества автоматизированной сборки резьбовых соединений представляет собой сложную комплексную проблему, одним из методов решения которой является использование системного подхода.
Каждый сборочный процесс включает в себя ряд операций сходного технологического характера, но существует большое разнообразие вариантов выполнения этого процесса. Чем сложнее технологическая система, тем больше появляется решений проблемы и тем значительнее возможные убытки от использования неоптимальных вариантов. Формирование качества процесса сборки резьбовых соединений связано с взаимодействием различных факторов, следовательно, его можно рассматривать как сложную систему, имеющую четкую целенаправленность, а также определенные отношения между подсистемами сборочного узла, инструмента, оборудования, транспортирования, контроля и т.п. На рисунке представлена объемно-пространственная модель формирования качества автоматизированного процесса сборки резьбовых соединений, которая в свою очередь является составляющей общей системы автоматизированного процесса сборки резьбовых соединений.
Модель потока формирования качества автоматизированного процесса сборки резьбовых соединений может быть выражена в следующем виде
Vj(t) → Ui(t) → Wk(t) (1)
где Vj(t)= {v1,v2, ...,vm} – множество исходных параметров (материал, детали, среда и т.п.); Ui(t)= {u1,u2, ...,up} – множество промежуточных параметров сборочных изделий, формируемых реализацией текущей ппрпации и оказывающей воздействие на процесс формирования качества автоматизированного процесса сборки резьбовых соединении; Wk(t) = {w1,w2, ...,ws} – множество выходных параметров изделия, в том числе незапланированных.
В формуле (1) индексом t обозначается текущее значение параметра, а стрелками - направление потока формирования параметров.
В объемно-пространственной модели необходимое качество сборки резьбовых соединений достигается взаимодействием подсистем Р = {p1,p2, ...,ps} (где p1 – подсистема инструмента, p2 – подсистема транспортирования, ps – подсистема контроля и т.п.) с определенным набором факторов Ф, которое можно выразить следующей зависимостью:
В свою очередь, воздействие конструкторских, технологических и эксплуатационных параметров можно представить в виде
Таким образом, обеспечение высокого качества автоматизированной сборки резьбовых соединений представляет сложную комплексную проблему. Причинами такого положения являются сложный характер взаимовлияния факторов, взаимосвязи критериев качества и неопределенность состояния технической системы в текущий момент времени и ее поведения в будущем.
Применение принципов моделирования для процесса автоматизированной сборки резьбовых соединений позволяет описывать данную технологическую систему на основе отражения содержательной информации о характере ее поведения и возможность формального представления в виде, например, системы математических моделей с дальнейшим использованием ЭВМ.
Вверх
Электронная библиотека
Главная страница