Главная страница
Электронная библиотека

Доклад Дорожкиной И. Н. на дне науке в ДонНТУ по технологии машиностроения .

АНАЛИЗ ПРОЦЕССА АВТОМАТИЗАЦИИ СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ «ВЕНТИЛЬ АВ-013М» И ТРУДОЕМКОСТИ СБОРОЧНЫХ РАБОТ




    Сборка изделий является завершающим этапом производственного процесса, с которым человек сталкивался еще в период создания первых орудий труда. Сборочные процессы, в процессе эволюции усложнялись и совершенствовались. Исследователи выделяют три этапа истории сборки представленные на рисунке 1:

Рисунок 1 – Эволюция сборки [1]

    Эти этапы взаимосвязаны и неотделимы между собой. Сборка – это часть технологического процесса изготовления изделия, которым заканчиваются работы по соединению отдельных деталей в узлы и компоновки последних для придания изделию готового вида в соответствии с его функциональным назначением [1, 2, 3, 4].
    Анализ наиболее интересных событий, связанных со сборочным производством [5, 6] показывают, что первые попытки автоматизации сборочных работ были предприняты в конце 18 века (1784 г.), дальнейшее развитие автоматизации произошло в начале 20 века (1903-1913 г.г.) и в 30-ые годы с появлением роторных сборочных машин. Однако теоретических основ их применения для большинства сборочных операций не существует и по настоящее время. Для разработки таких основ необходимо исследовать общие характеристики, трудоемкость сборочного процесса. В машиностроении трудоемкость сборочных работ составляет 20-70% [2, 4, 6] от трудоемкости изготовления изделий, занимая второе место после механической обработки. Трудозатраты на сборку в настоящее время увеличивается.
    Такое положение объясняется проблемами экономического развития Украины, а также специфическими особенностями механизации и автоматизации сборочных процессов. Эффективным путем снижения трудоемкости сборочных работ для массового и крупносерийного производства является применение технологической оснастки на основе агрегатирования сборочного оборудования [6, 7]. Пользуясь этим принципом, из сравнительно ограниченного числа деталей удается создавать самые разнообразные сборочные приспособления.
    Таким образом, тип производства оказывает решающее влияние на технологию и организацию сборочных работ, на разработку технологических процессов [2, 3, 4]. В зависимости затрат времени на сборочные работы от типа производства (в процентах от общей трудоемкости изготовления машин) представлены на рисунке 2 :

Рисунок 2 – Диаграмма распределения трудоемкости по типам производства [2]

    Основная часть сборочных работ, в условиях единичного и мелкосерийного типов производств, выполняется на общей сборки, лишь малая доля осуществляется под отдельными сборочными единицами. С увеличением серийного производства сборочные работы все больше раздробляются по отдельным сборочным единицам, и в условиях массового и крупносерийного типов производств узловой сборки становиться равным или даже превосходит объем общей сборки, что способствует механизации и автоматизации сборочных работ.
     Основная часть (50-85%) [6, 8] слесарно-сборочных работ представляет собой ручные работы, требующие больших затрат физического труда высокой квалификации рабочих.
    Особенно, это характерно для условий единичного и мелкосерийного производства, доля продукции которого в общем, объеме выпуска машиностроительных изделий наибольшая, а уровень механизации слесарно-сборочных работ весьма низок.
     В условиях единичного и мелкосерийного производства специфика сборки машин характеризуется, трудностями механизации и автоматизации из-за частой смены номенклатуры изделий, а это требует применения широко универсальных технологических средств, при их применении на конкретных технологических операциях реализуется лишь небольшой процент их технологических и технических возможностей. В результате определенной непредсказуемости (в условиях рыночной экономики) номенклатуры деталей предприятие вынуждено иметь заведомо избыточный набор технологических средств, некоторая часть которых может оказаться невостребованной. Таким образом, необходимость изготовления деталей широкой номенклатуры вынуждает предприятие иметь большое разнообразие технологических средств [9]. К числу проблемам следует отнести также недостаточную специализацию, низкий уровень унификации и стандартизации, малую изученность процессов, что приводит к низкой собираемости сборочных единиц ѕ явлению, когда сборка сопровождается весьма значительным объемом пригоночно-доделочных работ, трудоемкость которых превышает трудоемкость собственно сборочных операций.
     Сложившуюся струкруру сборочного процесса изделий единичного и мелкосерийного производства целесообразно представить на основе группирования по видам работ[8]:

1. слесарно-доделочные работы (зачистка заусенцев, опыливание, сверление отверстий, нарезание резьбы и пр.);

2. пригоночно-поводочные работы (пригонка поверхностей, непредусмотренная технологическим процессом сборки, а также «нормальные» пригоночно-доводочные операции, предусмотренная ТУ на сборку;

3. слесарно-вспомогательные работы (изготовление прокладок, пружин, шайб и других деталей);

4. балансировка деталей и сборочных единиц;

5. собственно-сборочные работы;

6. обкатка и испытание сборочных единиц и изделий;

7. разборка и демонтаж изделия;

8. консервация и упаковка.

    По сохранению целостности при сборке соединения подразделяются на разъемные и неразъемные [2, 3, 4, 10]. Количество разъемных соединений в современных машинах и механизмах составляет 65-85% от всех соединений. Для общего машиностроения число соединений указанных видов можно выделить соотношением 0,45:0,35:0,15:<0,05(рисунке 3).

Рисунок 3 – Диаграмма распределения трудоемкости по типам производства [2]

    По форме сопрягаемых поверхностей соединения подразделяются на:

  • цилиндрические;

  • плоские;

  • комбинированные

  • конические

  • сферические

  • винтовые

  • профильные

        Показано на рисунке 4 :

    Рисунок 4 – Классификация соединений по форме сопрягаемых поверхностей [2, 10]

        С точки зрения автоматизации можно рассматривать каждый сборочный процесс как единство и взаимосвязь трех компонентов: объектов автоматизации, технологического процесса и средств, обеспечивающих выполнение поставленной задачи.
        В качестве объекта автоматизации были выбраны резьбовые соединения, так как они являются наиболее распространенным видом разъемных соединений [8, 11, 12] и встречаются практически во всех изделиях машиностроения, судостроения, автомобилестроения, и иных областях промышленности. Это следует также и из выше перечисленных классификаций, из которых, видно, что разъемные неподвижные соединения, представителями которых являются резьбовые соединения, составляют 45% (рисунке3).
        Еще одном аргументом в вопросе выбора может служить необходимость снижения трудоемкости сборки резьбовых соединений по отношению к другим видам соединений [13]. Соотношение видов соединений по трудоемкости представлена на рисунке 5.

    Рисунок 5 – Соотношение видов соединений по трудоемкости

        По вопросу автоматизированной сборки резьбовых соединений существует целый ряд проблем, требующих детальных разработок, а именно: до настоящего времени отсутствует системный подход к анализу и синтезу процесса автоматизированной сборки резьбовых соединений. Который бы позволил увидеть разнообразные группы факторов, влияющие на процесс сборки, учитывать их изменения и взаимосвязь в различных ситуациях и влияние на конечный результат, а также создавать обобщенные модели, описывающие весь процесс и отдельные его составляющие.
        Для решения этих вопросов необходимо, прежде всего, провести анализ способов сборки резьбовых соединений.

    Список литературы:

    1) Сборка и монтаж изделий машиностроения: Справочник: В 2 т. /Ред. совет: В.С. Корсаков (пред.) и др. – М.: Машиностроение, 1983. – Т.1. Сборка изделий машиностроения / Под ред. В.С. Корсакова, В.К. Замятина. 1983. – 480 с. 2) Егоров М.Е. и др. Технология машиностроения. Учебник для вузов. – 2-е изд., доп. – М.: Высш. Школа, 1976.-534 с. 3) Маталин А.А. Технология машиностроения: Учебник для машиностроительных вузов по специальности «Технология машиностроения, металлорежущие станки и инструменты». – Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1985. – 496 с. 4) Лавриненко М.З. Технология машиностроения и технологические основы автоматизации. – Киев: Вища школа, 1982. – 320 с. 5) Бабушкин М.Н., Кристаль М.Г. Перспективы повышения производительности автоматических сборочных систем. //сборка в машиностроении и приборостроении/Под ред. О.А. Горленко. – Брянск: БГТУ, 2001. – 39 с. 6) Рабинович А.Н. Автоматизация механосборочного производства. – К.: Вища школа, 1969 – 542 с. 7) Белоусов А.П. Дащенко А.И. Основы автоматизации производства в машиностроении: Учебник. – М.: Высш. Школа, 1982. – 351 с. 8) Жабин А.П., Мартынов А.П. Сборка изделий в единичном и мелкосерийном производстве. – М.: Машиностроение, 1983. – 184 с. 9) Корсаков В.С. Основные направления автоматизации сборочных процессов в машиностроении // Автоматизация сборочных процессов в машиностроении. – М.: Наука, 1979. – 9-11с. 10) Технология машиностроения: В 2 т. – Т. 1. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов/ В.М. Бурцев, А.С. Васильев, А.М. Дальский и др.; Под ред. А.М. Дальского. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. – 564 с. 11)Яхимович В.А., Головащенко В.Е., Кулинич В.Я. Автоматизация сборки резьбовых соединений. – Львов: Вища школа. Львов. Отд-ние, 1982. – 160 с. 12)Механизация и автоматизация сборки изделий машиностроения для агро-промышленного комплекса – «Сборка-83»: Тез. докл.. – М., 1983. – 148 с. 13)Водолазская Н.В., Михайлов А. Н. Моделирование качества автоматизироаного процесса сборки резьбовых соединений // Сборка в машиностроении и приборостроении: Тез. докл. Междунар. науч.-техн. сем., 2-3 окт.2001 г.. – г. Брянск: БГТУ. – 55-58 с.



    Вверх


    Электронная библиотека
    Главная страница