Файл: А.Н. Трусов Автоматизация производственнных процессов в машиностроении.pdf

15

•схемы обработки детали-представителя;

•режимы обработки: t, мм; S, мм/мин; v, м/мин; n, об/мин;

•таблицы расчета tp и tx2 (табл. П2 и табл. П3 прил. I);

•результаты определения tx3;

•расчеты перемещений механизмов робота по осям и циклограмма работы комплекса (прил. 2). Значение tx1;

•расчет значений Σtс, Σtпер и других составляющих;

•результаты расчета всех видов производительности;

•баланс производительности в масштабе;

•выводы по работе.

5.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

5.1. Цель работы

Цель работы – закрепить полученные теоретические знания и ознакомить студентов-заочников с методами проектирования автоматических загрузочных устройств (АЗУ).

5.2. Выбор варианта курсовой работы

Вариант курсовой работы студент выбирает по первой букве или двум первым буквам фамилии в соответствии с табл. 5.1.

Каждый вариант курсовой работы состоит из решения следующих задач.

Задача 1. Оценка подготовленности заданной детали к автоматической загрузке (по методике [19]).

Задача 2. Обеспечение требуемой ориентации детали в АЗУ.

Задача 3. Расчет магазинного загрузочного устройства (МЗУ) и определение общего состава АЗУ.

Задача 4. Расчет вибробункерного загрузочного устройства (ВБЗУ). Задача 5. Схемное проектирование подающих лотков, вторичных ориентирующих устройств.

17

5.4.3. Оценка подготовленности заданной детали к автоматической загрузке

В основу рассматриваемой методики [19] положен принцип поэлементного анализа конструкции деталей с точки зрения возможности и технической целесообразности автоматического выполнения дискретных операций ориентации деталей в пространстве и во времени, подачи их в рабочие органы, базирования в рабочей позиции, съема, транспортировки.

Параметрами дифференцированной схемы оценки (см. табл. П10) являются: конфигурация, физико-механические свойства материала и поверхности, сцепляемость, абсолютные размеры и их соотношения, показатели симметрии, специфичные свойства детали и т.д. Определены семь ступеней, каждая из которых характеризует качественно определенную совокупность свойств конкретной детали.

Для удобства каждой ступени и разряду присвоены коды. Значение кода возрастает пропорционально сложности автоматизации по данному признаку. Высокий балл соответствует недостаточной подготовленности детали к автоматическому производству. Однако более полную характеристику деталей дают не единичные коды, а общая сумма баллов. В зависимости от полученной суммы баллов установлены четыре категории сложности автоматизации (см. табл. П11).

5.4.4. Обеспечение требуемой ориентации детали в автоматическом загрузочном устройстве

В общем случае устройство ориентации (УО) должно в себя включать:

—устройство подготовки к ориентации (систематизация потока);

—ориентаторы ( i = 1 ... k);

—переориентатор, если нецелесообразно на выходе УО получать сразу требуемое положение.

Обычно ориентация идет на базовых плоскостях. В ВБЗУ вибродорожка — основная ориентирующая плоскость, а обечайка – направляющая ориентирующая плоскость.

Необходимо выбрать и обосновать выбор принципа силового воздействия, датчиков ориентации, способ ориентации и устройства ориентации. Необходимо начертить эскизы всех используемых ориентато-

18

ров [1, с. 27-30; 6, с. 317-339] со степенью детализации, достаточной для понимания принципа их работы.

5.4.5.Расчет МЗУ и определение общего состава АЗУ

Обобщенная схема АЗУ включает в себя много разнообразных механизмов: бункеры, магазины, лотки-накопители, отсекатели, ворошители, делители потока, толкатели, адресователи, кантователи, сбрасыватели и пр. Механизмы выбирают исходя из геометрических и физических свойств детали и необходимости выдачи детали в требуемом положении.

МЗУ рассчитывают на производительность и отсутствие заклинивания.

Производительность любого загрузочного устройства определяют производительностью обслуживаемого им станка:

где Qзу – производительность загрузочного устройства; Kп – коэффициент переполнения , Kп = 1,1...1,3; Qа – производительность станка - автомата.

Производительность МЗУ зависит от времени цикла, то есть времени между выдачей двух деталей:

где QМЗУ - производительность МЗУ; Тц - время цикла МЗУ.

Время цикла в общем случае содержит в себе ряд составляющих:

где Т1 - время на заполнение питателя очередной заготовкой; Т2 – время на перемещение питателя в позицию разгрузки; Т3 - время на разгрузку питателя; Т4 – время на возвращение питателя в исходное положение.

димым питателем (определяется конструктивно). Составляющая Т3 зависит от способа разгрузки питателя. Составляющую Т1 для случая вертикального перемещения детали (рис. 1, а) определяют по формуле

19

Рис. 1. Схемы для расчетов загрузочных устройств с лотками

где Н – высота перемещения (часто размер детали), м; g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2; К – коэффициент запаса, учитывающий трение о стенки лотка, К = 1,5 ... 2.

Для случая наклонного лотка (рис. 1, б) формула для расчета Т1 меняется (с):

где L – длина перемещения детали вдоль лотка, м; f – коэффициент трения, f = 0,1... 0,2 – для скольжения, f = 0,02... 0,05 – для качения;

α– угол наклона лотка, для скольжения α ≥ 25 ... 35°, для качения

α≥ 7 ... 10°.

В некоторых случаях значение f может меняться, например для случая углового лотка (рис. 1, в) надо использовать значение f = f / sin β . При скольжении значение f может быть выбрано из

табл. П12.

При малой длине направляющей стороны заготовки последние могут заклиниваться в лотках. Поэтому необходима проверка на отсутствие заклинивания. Схема расчета ясна из рис. 1, г. Между деталью и стенками лотка существует зазор C = B - l. Деталь может повернуться и начнет касаться стенок двумя точками, через которые можно провести прямую. Эта прямая образует с прямой, перпендикулярной направ-

20

лению движения, угол γ . Если угол γ становится меньше или равен углу трения ρ , то произойдет заклинивание. Тогда условие заклинивания:

где f – коэффициент трения между стенкой и заготовкой, f = 0,1... 0,4 или по табл. П5; lmax – максимальная длина детали; Cmin – минимальный зазор, равный 0,5.... 1 мм.

При изменении формы детали может меняться смысл составляющих в формуле. Например, для детали (рис. 1, д) dф=( d1 + d2)/ 2.

Длинные детали могут заклиниваться на поворотах лотка, поэтому на поворотах следует увеличивать ширину лотка. Расчетная схема представлена на рис. 1, ж. Ширину лотка рассчитывают по формуле

5.4.6.Расчет вибробункерного загрузочного устройства (ВБЗУ)

Методика проектирования ВБЗУ [6, с. 229-241; 8, с. 221-225; 12, с. 426-430] включает расчеты режима работы, конструктивных размеров чаши, основных параметров движения изделий, амплитуды колебаний лотка, колебательной системы, движущей силы вибратора.

Расчет режима работы ВБЗУ подразумевает определение средней производительности QСР, средней скорости движения изделия по лотку VСР, коэффициента заполнения лотка kЗ.

Средняя производительность ВБЗУ

где QСТ – цикловая производительность оборудования, в ритме которого должно работать ВБЗУ, в данном случае QСТ = QМЗУ; kН – коэффициент, учитывающий нестабильность подачи изделий ВБЗУ (из-за изменения степени заполнения бункера, изменения напряжения сети, непостоянства коэффициента трения, загрязнения лотков), kН =0,2…0,3.

Средняя скорость движения изделия по лотку (мм/с):

где lИ – длина изделия (размер в направлении движения), мм; kЗ – коэффициент заполнения лотка изделиями в требуемом ориентированном положении, он зависит от типа ориентирующих устройств (устройства пассивной ориентации разряжают поток, активные – не разряжают, т.е. не снижают производительности).

Коэффициент заполнения лотка изделиями определяется по формуле

где Р(l0 ) - коэффициент вероятности правильно ориентированных из-

делий; СП - коэффициент плотности потока изделий. Коэффициент плотности потока изделий рассчитывают как

где S – среднее значение зазора между изделиями на лотке (при S = 0,

СП = 1).

При пассивном ориентировании симметричных валиков и втулок по цилиндрической поверхности (при lИ > d):

для несимметричных деталей:

Для тонких симметричных пластин (b< lИ >>δ) и длинных цилиндрических деталей lИ >10d, коэффициент Р(l0) ≈1.

При использовании в приводе ВБЗУ электромагнитного вибратора любую скорость, меньшую предельной, можно легко получить за счет изменения амплитуды колебания лотка.

Расчет конструктивных размеров чаши включает определение диаметра D, высоты Н, шага лотка t, объема VД загружаемой партии. Различают чаши цилиндрические и конические (рис. 2).

Для цилиндрической чаши наружный диаметр определяют по формуле

где DB – внутренний диаметр чаши, мм, DB › (5…8) · lИ; ∆ – толщина стенки бункера, мм.