ВВЕДЕНИЕ
В последнее время автоматизации производства уделяется большое внимание. Создание автоматов позволяет перейти от автоматизации отдельных станков к комплексной автоматизации конвейеров, цехов и целых заводов. Повысить эффективность производства можно при внедрении новых автоматов или их модернизации, совершенствования организации производства путем расстановки оборудования по потоку движения предметов труда в производственном процессе, путем организации производственных участков по предметному принципу, что сократит межоперационные маршруты движения полуфабрикатов, деталей. Все эти и многие другие мероприятия по созданию рациональной организации производства не требуют крупных дополнительных инвестиций, но резко повышают производительность труда, сокращают производственный цикл, снижают себестоимость продукции и на этой основе обеспечивают рост прибыли и повышение рентабельности производства.
Современный уровень технологического процесса изготовления подшипников требует качественного изготовления комплектующих, это объясняется постоянно повышающимися требованиями к качеству выпускаемых подшипников.
Перед нами была поставлена задача создания автомата вставки заклепок в сепараторы подшипников качения малого диаметра (А.432).Данный автомат сможет устранить «слабое звено»-ручной труд и сделать процесс сборки подшипников полностью автоматизированным.
В ВКР представлена модернизация конструкции узла выдачи полусепараторов. Узел является одним из главных. В его конструкцию входит: пневмоцилиндр, механизм выдачи полусепараторов, кронштейн, механизм калибровки и стойка. С помощью этого узла происходит выдача полусепараторов на оправки механизма перемещения и очистка отверстий полусепараторов.
Целью работы является автоматизация проектирования конструкции узла при помощи САПР К, технологии изготовления, расчета напряженно - деформированного состояния с помощью автоматизированных методов имитационного моделирования.
Задача систем автоматизированного проектирования - облегчение труда конструкторов и технологов, что достигается быстрым и удобным представлением информации, наглядностью.
Кроме САПР при создании ВКР используются универсальные программы по оптическому распознаванию текста, редактированию текстовой и графической информации, а также способности операционной системы по сохранению, изменению и передаче (копированию) данных в виде файлов.
В любой конструкторской разработке важное место занимают экономические вопросы и вопросы безопасности и экологичности проекта.
В организационно-экономической части производится технико-экономическое обоснование создания автомата вставки заклепок в сепараторы подшипников качения.
В разделе «Безопасность и экологичность проекта» представлен анализ
условий труда при работе на установке. Разработаны меры по обеспечению
безопасных и здоровых условий труда, а также по обеспечению безопасности
персонала в условиях чрезвычайных ситуаций. В расчетной части данного раздела
произведен расчет освещенности участка.
1. АНАЛИЗ СПОСОБОВ И УСТРОЙСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ ВСТАВКИ ЗАКЛЕПОК В СЕПАРАТОРЫ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ
заклепка сепаратор подшипник деталь
Современный уровень технологического процесса изготовления подшипников требует более качественного изготовления сборочных единиц при минимальной себестоимости, уменьшения брака, повышение производительности и уменьшение трудоемкости.
Новые автоматы облегчают физический труд человека, заменяя некоторые операции в процессе производства.
Существует три способа вставки заклепок в полусепараторы:
ручной (человек выполняет все операции);
автоматический;
полуавтоматический.
Рассмотрим два устройства для вставки заклепок в полусепараторы:
автомат вставки заклепок в полусепараторы с наружным диаметром от 50 до 90 мм. (модель А.303);
автомат вставки заклепок в полусепараторы с наружным диаметром от 25 до
50 мм. (модель А.365).
1.1 Ручной метод вставки заклепок
Самым первым методом вставки заклепок в полусепараторы является ручной. В
данном методе человек выполняет все операции: выдачи, перемещения, вставки,
контроля и съема. Этот процесс был очень трудоемок и занимал много времени.
1.2 Метод вставки заклепок полуавтоматом
Полуавтомат отличается от автомата тем, что он автоматически выполняет только один рабочий цикл вставки заклепок в полусепараторы, а выдача, перемещение и съем полусепараторов осуществляется рабочим, но по сравнению с ручной вставкой производительность немного увеличивается.
Полуавтомат А. 303 предназначен для вставки заклепок в крупные полусепараторы.
Техническая характеристика:
Установленная мощность, кВт…………….……………….…… 0,25;
Передаточное число привода, …………….….……….….…. … 93,5;
Длительность цикла вставки заклепок в один полусепаратор, с .... 4;
Габаритные размеры, мм.: длина ……….……....………………835;
ширина ………………………… ..1100;
высота …………………………. ..1325;
Масса, кг ………………………………………………………… 280.
1.3 Метод вставки заклепок автоматом
Автомат вставки заклепок в полусепараторы с наружным диаметром от 50 до 90 мм. (мод. А.365)
Назначение: автомат вставки заклепок в полусепаратор предназначен для вставки с натягом ступенчатых заклепок в змейковые полусепараторы.
Техническая характеристика:
Диаметр полусепараторов, мм……………………………..50 - 90;
Диаметр заклепки, мм……………………………………….1.5 - 2;
Производительность, сек/цикл…………………………….3 - 5;
Тип привода………………………………..……..пневматический;
Давление сжатого воздуха, МПа…………………………….0,4 - 0,6;
Напряжение электросети, В………………………….380, 3фазы, 50Гц;
Усилие при запрессовке, кН…………………………………… 5;
Габаритные размеры, мм
длина……………………………………………...1545;
ширина………………………………………………570;
высота………………………………………………1565;
Масса, кг……………………………………………………………………580.
Автомат вставки заклепок в полусепараторы с наружным диаметром от 25 до 50 мм. (модель А.432)
Назначение: автомат вставки заклепок в полусепаратор предназначен для вставки с натягом ступенчатых заклепок в змейковые полусепараторы
Техническая характеристика:
Диаметр полусепараторов, мм……………………..50 - 90;
Диаметр заклепки, мм……………………………….0,8 - 1,5;
Производительность, сек/цикл………………………...4;
Управление автоматом……….................................от МПЦУ-2-32-1;
Тип привода………………………………..……..пневматический;
Давление сжатого воздуха, МПа……………………….0,4 - 0,6;
Напряжение электросети, В……………………….380, 3фазы, 50Гц;
Усилие при запрессовке, кН…………………………….…2,5-3;
Габаритные размеры, мм
длина……………………………………..………...1295;
ширина………………………………………………620;
высота………………………………………...……1605;
Масса, кг……………………………………………370.
2. КОНСТРУКТОРСКАЯ ЧАСТЬ
.1 Описание работы автомата
.1.1 Устройство автомата
На плите станины автомата расположены узлы: перемещения полусепараторов,
выдачи полусепараторов, вставки заклепок, съема полусепараторов с матрицей
запрессовки ступенчатых заклепок, контроля заклепок в полусепараторе. Механизм
подъема полусепараторов, пневмооборудование находятся внутри станины.
Электрооборудование смонтировано в стойке, крепящейся к плите сзади справа; на
стойке устанавливается микропроцессорное программируемое цикловое устройство
МПЦУ-2-32-I. Слева сзади на плите автомата может быть расположена установка
сортировки заклепок.
2.1.2 Работа автомата
Автомат работает по алгоритму согласно введенной в память МПЦУ программе.
Полусепараторы загружаются вручную в магазин узла выдачи полусепараторов, чистые, сортированные заклепки засыпаются в бункер узла вставки заклепок.
В начале каждого цикла МПЦУ производит опрос исходного положения механизмов автомата и возврат их в это положение, если они там не были. При зависании оправок механизма подъема на рейках механизма перемещения (аварийная ситуация) выполнение программ останавливается. Исходное положение автомата: рейки слева, траверса механизма подъема внизу.
Цикл начинается движением реек вправо; полусепараторы перемещаются по позициям автомата. Затем механизм подъема получает движение вверх; оправки механизма подают полусепараторы к рабочим позициям. При верхнем положении оправок происходит выдача одного полусепаратора из магазина, съем полусепаратора с заклепками правым магазином узла или левым магазином этого узла полусепараторов без заклепок, запрессовка заклепок. Узел вставки заклепок производит выдачу комплекта заклепок в полусепаратор, здесь же происходит контроль вставления заклепок. После выполнения этих операций (рейки в это время перемещаются влево) механизм подъема уходит вниз, цикл заканчивается.
При не вставлении заклепок по какой-либо причине два раза подряд автомат
останавливается в конце цикла. Выполнение программы невозможно при снятых
ограждениях. При заклинивании механизмов подъема или перемещения во время
движения автомат останавливается.
2.1.3 Принцип работы узла выдачи полусепараторов
Узел предназначен для выдачи сепараторов на первую планку механизма перемещения сепараторов и калибровки отверстий на второй планке. Привод сообщает возвратно-поступательное движение водиле с отсекателями, которые опускают полусепаратор на планку. Привод, присоединенный к стойке под плитой, передает ей возвратно-поступательные движения, за счет чего стойка опускается, ложа полусепараторы на оправки и ориентируя их.
Механизм выдачи полусепараторов состоит из нескольких узлов:
механизма выдачи полусепараторов с магазином;
механизма калибровки отверстий, отвечающего за правильную ориентировку полусепараторов на планке механизма перемещения;
пневмоцилиндр, который сообщает поступательные движения механизму выдачи полусепараторов;
кронштейн, к которому крепятся механизмы выдачи полусепараторов и калибровки отверстий;
стойка.
2.2.1. Разработка трехмерных твердотельных моделей
При разработке трёхмерных твёрдотельных моделей для узла выдачи полусепараторов автомата вставки заклепок в сепараторы подшипников качения использовались типовые инструменты для создания базовых тел.[3] Первый шаг - создание плоского эскиза в выбранной плоскости, затем применяем функции, описанные в предыдущей части проекта. Наиболее часто используемые при трёхмерном проектировании функции:
«Операция-выдавливания», позволяет выдавливать контур, которым является эскиз в определенном направлении. Функция применяется в проектировании большинства моделей;
Команда «Вырезать-выдавливанием» аналогична команде «Операция-выдавливания», но в отличие от последней, происходит не добавление, а вычитание материала из детали;
Команда «Операция - вращения», создает основание, бобышку или вырез путем поворота эскиза вокруг осевой линии. Угол по умолчанию равен 360 градусов;
Скругления и фаски в деталях выполнены при помощи стандартных команд - «Скругление» и «Фаска». Эти команды создают скругление или скос на выбранных кромках и вершинах модели по заданным радиусу или углу и длине фаски.
Команда «Массив» создает несколько копий выбранного элемента или
элементов вдоль одного или двух направлений.
2.2.2 Разработка технологии сборки из трехмерных моделей
Сборка начинается с создания нового документа (сборки). Далее в сборку импортируется первый элемент, который будет закреплён неподвижно в системе координат. Импорт происходит при помощи команд: «Добавить из файла». Импортируем плиту, на нее будем устанавливать все остальные детали. Детали собираются при помощи сопряжений. Для сопряжения плиты и сборки «Стойка» выбираем две плоскости и сопрягаем их «параллельностью», «соосностью» отверстий на фланце стойки и на плите и последнее сопряжение «совпадение» поверхностей.
После создания последнего сопряжения «Стойка»-«Плита» фиксируется
«намертво». Аналогично сопрягаются и другие детали в этой сборке.
.2.3 Разработка чертежей
Чертежи деталей и сборочных единиц выполнены в системе «КОМПАС-ГРАФИК». Начиная с версии 5.11, в системе «КОМПАС» имеется возможность создания ассоциативных чертежей трехмерных моделей. Ассоциативное изображение формируем в обычном чертеже КОМПАС. В нем создаются выбранные нами ассоциативные виды трехмерной модели (детали или сборки):
· стандартный вид (спереди, сзади, сверху, снизу, справа, слева),
· проекционный вид (вид по направлению, указанному относительно другого вида),
· вид по стрелке,
· разрез/сечение (простой, ступенчатый, ломаный),
· местный вид,
· выносной элемент и др.
Стандартные и проекционные виды автоматически строятся в проекционной связи.
Формирование чертежа производим путем последовательного добавления необходимых проекций или разрезов. Первоначально создаём произвольный вид с указанной пользователем модели, при этом задаём ориентацию модели, наиболее подходящую для главного вида. Далее по этому и следующим видам создаём проекции и разрезы. При необходимости в чертеж добавляем выносные элементы; изображение любого вида может быть усечено (таким образом формируется местный вид). При создании чертежей простых моделей можно воспользоваться командой «Стандартные виды» , позволяющей сразу получить необходимый набор проекций.
Все виды связаны с моделью: изменения в модели приводят к изменению изображения в ассоциативном виде.
При создании разреза/сечения имеется возможность назначить "не разрезаемые" компоненты изделия (детали или сборки).
При создании любого вида имеется возможность указать, какие компоненты изделия не требуется в нем отображать.
Имеется возможность синхронизировать данные в основной надписи чертежа (обозначение, наименование, массу, материал) с данными из файла модели.
Для создания в текущем чертеже стандартных видов модели вызываем из меню «Компоновка» команду «Создать вид с модели» - «Стандартные» или нажимаем кнопку «Стандартные виды» на Инструментальной панели.
После вызова команды «Стандартные виды» на экране появляется диалог выбора модели. После того, как модель выбрана, в окне чертежа показывается фантом изображения в виде габаритных прямоугольников видов.
С помощью кнопок на специальной панели управления мы можем управлять процессом создания видов.
Кнопка «Схема видов» позволяет изменить набор стандартных видов выбранной модели.
Кнопка «Параметры видов» позволяет изменить параметры создаваемых видов модели.
После выбора нужных стандартных видов и настройки их параметров указываем положение точки привязки изображения - начала координат главного вида. В активный документ вставляем выбранные виды модели, в основную надпись чертежа передадутся следующие сведения из документа-модели:
обозначение;
наименование;
масса;
материал.
При этом ячейка «Материал» заполняется только в основных надписях чертежей деталей.