автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.07, диссертация на тему:Эксплуатация автоматических линий в режиме оптимальной производительности на основе рационального ремонтообслуживания (на примере эксплуатации многоэлектродных сварочных линий на Волжском автозаводе)

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА ПЕРВАЯ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Цель и задачи исследования

1.2. Обзор развития работ по производительности автоматических линий.

1.3. Влияние механизмов холостых ходов на производительность автоматических линий

ГЛАВА ВТОРАЯ. АНАЛИЗ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ С МАЛЫМ КОЭФФИЦИЕНТОМ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ

2.1. Цикловые затраты.

2.2. Внецикловые затраты

2.3. Исследование влияния режимов работы механизмов холостых ходов на производительность много электродных сварочных линий.

ГЛАВА ТРЕТЬЯ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ХОЛОСТЫХ ХОДОВ ШОГОЗЛЕКТРОДНЫХ СВАРОЧНЫХ ЛИНИЙ.

3.1. Классификация механизмов холостых ходов много электродных сварочных линий.

3.2. Методика исследования характеристик механизмов холостых ходов.

3.3. Кинематические и динамические характеристики механизмов холостых ходов многоэлектродных сварочных линий.

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. РАЦИОНАЛЬНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МЕХАНИЗМОВ ХОЛОСТЫХ ХОДОВ МНОГОЭЛЕКТРОДНЫХ СВАРОЧНЫХ ЛИНИЙ.

4.1. Теоретические характеристики механизмов

4.1.1. Механизмы с пневмоприводом.

4.1.2. Механизмы с гидроприводом.

4.2. Предельные эксплуатационные характеристики механизмов холостых ходов

4.3. Рациональные эксплуатационные характеристики механизмов холостых ходов.

ГЛАВА ПЯТАЯ. ЭКСПЛУАТАЦИЯ МНОГОЭНЕКТРОДНЫХ СВАРОЧНЫХ ЛИНИЙ В РЕЖИМЕ ЗАДАННОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ.

5.1. Организация эксплуатации многоэлектродных сварочных линий.

5.2. Разработка и внедрение средств технического диагностирования

5.3. Влияние методов эксплуатации на производительность многоэлектродных сварочных линий.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

Основные направления развития народного хозяйства в XI пятилетке предусматривают, что повышение эффективности производства и более полное использование производственного потенциала страны связаны также с решением актуальной задачи рационального, научно обоснованного использования действуицего парка технологического оборудования. Это положение особенно важно по отношению к высокопроизводительным автоматическим линиям, которые наиболее существенно влияют на производство.

Современные тенденции дальнейшего повышения автоматизации производства, использования автоматических линий в составе технологических комплексов, управляемых в соответствии с нормами АСУ ТП, предъявляют к линиям наряду с требованиями высокой производительности, надежности, экономической эффективности, требование стабильного поддержания этих показателей в течение всего периода эксплуатации [АО ]

-г <х

Анализ современных методовэксплутации автоматических линий показывает, что во всех случаях системы, обеспечиваицие рабочий ход, имеют нормированные технологические режимы работы, которые оцениваются и целенаправленно регулируются в соответствии с технологическими требованиями.

Системы же холостых ходов, как правило, не регламентированы требованиями технологии и не подвергаются в процессе эксплуатации метрологической оценке и, соответственно, целенаправленному восстановлению проектных параметров.

Таким образом, соотношение временных величин рабочих и холостых ходов (коэффициент производительности) [ 58 ] для различных линий указывает на величину метрологически оцениваемых операций и систем, их обеспечивающих. Чем выше коэффициент производительности, тем больше операций в пределах рабочего цикла регламентировано технологическими режимами. Системы же, обеспечивающие холостые ходы, характерные для линий с малым коэффициентом производительности, в соответствии с действующими нормами ЕСКД и ЕСТД не имеют метрологического регламента оценки их функционирования. Это приводит к нарушению регулировочных и наладочных параметров, к изменению режима работы за счет старения и появления технической неисправности систем холостых ходов, к ненормированному изменению цикловых и внецикловых затрат и общему снижению производительности линий в процессе эксплуатации.

В области совершенствования ремонтообслуживания в отечественной и зарубежной практике разработан ряд прогрессивных направлений, таких, как: использование ЭВМ для статистического учета и анализа, улучшение организационной структуры в соответствии с требованиями АСУ РП (АСУ ремонтного производства) [ 9Д| ] , внедрение технического диагностирования и ряд других [5,6,13 ] • Однако, эти нацравления не имеют единого комплексного подхода к оценке и обеспечению параметров производительности линий в процессе эксплуатации.

На основании исследования факторов, влияющих на производительность линий в процессе эксплуатации, установлено решающее влияние работы механизмов холостых ходов для линий с малым коэффициентом производительности.

Таким образом, исходя из этого, целью работы является разработка научных методов выбора скоростей перемещения механизмов холостых ходов, исходя из обеспечения заданной производительное- ' ти автоматических линий.

Актуальность разработки критериев качества работы механизмов и их влияние на производительность показаны в [ 37 ] .

Экспериментальные исследования проведены на базе технологического комплекса сварки кузова автомобиля "Жигули" производительноетью 660 ООО кузовов в год, в состав которого входят 24 многоэлектродные сварочные линии отечественного и зарубежного производства. Выбор много электродных сварочных линий для исследования влияния механизмов холостых ходов на производительность объясняется тем, что коэффициент производительности для современных многоэлектродных сварочных линий является чрезвычайно низким и находится в пределах 0,07-0,16. Таким образом, влияние механизмов холостых ходов на производительность этих линий является характерным.

Для достижения поставленной цели в работе проведено комплексное исследование производительности многоэлектродных сварочных линий с учетом функционального назначения и конструкции механизмов холостых ходов, разработаны методы и средства контроля режимов работы механизмов; определены области динамических режимов работы механизмов холостых ходов; разработан расчетно-экспериментальный метод получения эталонных характеристик для определения исправного и дефектного состояния механизмов; разработана методика технического диагностирования неисправностей механизмов холостых ходов многоэлектродных сварочных линий; разработана структура организации р ем он т о об служив ания многоэлектродных сварочных линий с обеспечением заданной производительности в массовом производстве.

Исследование факторов, определяющих производительность, проводилось с использованием теории цроизводительности»метода ква-лиметрии механизмов, метода статистического анализа, оригинальной методики регистрации параметров работы механизмов.

Практическая ценность работы заключается в том, что разработаны инженерные методы оценки и обеспечения заданной производительности линий с малым коэффициентом производительности в массовом цроизводстве. Их целесообразность подтверждается повышением эффективности эксплуатации линий на Волжском автозаводе.

Экономический эффект от внедрения составил 250 ООО рублей в год.

Автор защищает следу щи е результаты работы:

1. Методику исследования влияния механизмов холостых ходов на производительность автоматических линий в процессе эксплуатации.

2. Методику экспериментальных исследований механизмов холостых ходов с учетом их влияния на производительность.

3. Разработанную методику получения расчетно-эксперименталь-ных эталонных характеристик для определения исправного и дефектного состояния механизмов.

4. Методику технического диагностирования неисправностей механизмов холостых ходов много электродных сварочных линий.

5. Разработанную структуру организации ремонтообслукивания многоэлектродных сварочных линий с обеспечением заданной производительности в массовом производстве.

Основные положения диссертации докладывались автором в 1973-81 г.г. на семинаре "Повышение эффективности исследований в сварочной науке и технике путем применения математических методов" (Киев, 1973 г.), на 71 Всесоюзном симпозиуме по теории, принципам устройства и применению роботов и манипуляторов (г.Тольятти, 1976 г.), на семинаре по теории машин и механизмов (г.Москва, 1979 г.), на республиканском совещании по комплексной механизации, автоматизации и организации вспомогательных производств. (г.Ижевск, 1980 г.), на семинаре "Диагностирование механизмов машин-автоматов и промышленных роботов" (г.Москва, 1980 г.).

Диссертация обсуждена на заседании кафедры "Технология и машины сварочного производства" Тольяттинского политехнического института (г.Тольятти, 1982 г.), на научно-техническом семинаре управления лабораторных и исследовательских работ Волжского автозавода (г.Тольятти, 1982 г.), на заседании лаборатории приводов машин автоматического действия и экспериментальной динамики машин института машиноведения им. А.А.Бдагонравова АН СССР (г. Москва), на заседаниях научного семинара кафедры АМ-7 и заседании кафедры АМ-12 Московского высшего технического училища им. Н.Э.Баумана (г.Москва, 1983 г.).

По материалам диссертации опубликовано 7 работ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате анализа факторов, влияющих на производительность автоматических линий, и исследования режимов работы механизмов холостых ходов разработана и внедрена организация целенаправленных ремонтно-восстановительных мероприятий с использованием принципов технической диагностики для обеспечения заданной производительности автоматических линий с малым коэффициентом производительности в процессе эксплуатации, получены следующие результаты и выводы.

1. Установлено, что перспективным направлением повышения производительности автоматических линий с малым коэффициентом производительности является снижение щитовых и внецикловнх затрат, определяемых работой механизмов холостых ходов. Для многоэлектродных сварочных линий, у которых коэффициент производительности находится в пределах 0,07-0,16 достигнуто снижение потока отказов механизмов холостых ходов в среднем на 30% и повышение фактической производительности на 21%.

2. Предложена совокупность критериев оценки режимов работы механизмов холостых ходов по показателям коэффициента динамичности и коэффициента быстроходности, достаточная для регламентирования производительности линий с низким коэффициентом производительности в процессе эксплуатации.

3. Получены экстремальные зависимости производительности многоэлектродных сварочных линий от <&стродействия механизмов холостых ходов, на основании которых разработаны рекомендации выбора докрити-ческих динамических режимов работы.

4. Определены области динамических режимов работы механизмов холостых ходов. Получены предельные режимы работы механизмов из условия максимальной производительности многоэлектродных сварочных линий.

5. Разработан расчетно-экспериментальный метод получения эталонных характеристик, определяющих исправное и дефектное состояние механизмов холостых ходов много электродных сварочных линий.

6. Показано, что при введении регулярных метрологических проверок режимов работы механизмов по кинематическим и динамическим показателям могут быть регламентированы режимы их работы на различных этапах старения. Обоснована периодичность диагностических замеров, равная 48 сменам, исходя из условия раннего обнаружения неисправностей механизмов холостых ходов.

7. Разработана классификация механизмов холостых ходов многоэлектродных сварочных линий, использование которой позволяет целенаправленно выбирать конструкцию и критерии качества механизмов при проектировании и эксплуатации линий.

8. Результаты настоящей работы внедрены в качестве руководящих материалов в практику эксплуатации многоэлектродных сварочных линий на Волжском автозаводе. Правомерность предложенных методов исследования, оценки и обеспеспечения заданной производительности подтверждена опытом эксплуатации линий за период с 1975 по 1983 годы.

9. Внедрение положений настоящей работы позволило в системе ремонтообслужйвания механизмов холостых ходов перейти от принудительного периодического ремонта в соответствии с нормами ЕСППР к периодическим диагностическим замерам и восстановлению параметров по данным замеров. Экономический эффект от внедрения на ВАЗе составляет 250 тыс.рублей в год.

10. Предложенные методы, средства и организация ремонтообслу-живания автоматических линий могут быть использованы всем ремонтными службами с целью обеспечения заданной производительности в процессе эксплуатации.

1. Артоболевский И.И. Технологические машины-автоматы.- М.:Машино-строитель, 1964. 180 с.

2. Синтез машин-автоматов и их производительность /И.И.Артоболевский, Д.Я.Ильинский, И.И.Капустин и др. Доклады АН СССР, 1969, т.185, № 2 - с.282-285.

3. Артоболевский И.И., Ильинский Д.Я. Метод синтеза технологических комплексов. /Тульский политехнический институт, 1975, вып.1. Автоматизация технологических процессов. С.20-34.

4. Авцин В.И., Черпаков Б.И. Значение и особенности долговременных наблюдений за автоматическими линиями. Механизация производства, 1976, № 12. - с.28-30.

5. Биргер И.А. Техническая диагностика. М.¡Машиностроение, 1978, - 239 с.

6. Бреккель Э.И., Немченко Ю.М., Шпенев B.C. Диагностика в ремон-тообслуживании технологического оборудования. Организация автомобильного производства: Экспресс-информация /филиал НИИН-Автопрома, Тольятти, 1977. - с.63 с.

7. Конструкция и наладка автоматических линий и специальных станков / Л.С.Брон, С.Н.Власов, Б.И.Черпаков и др. М.:Высшая школа, 1969. - 255 с.

8. ВАЗ: эффективность и качество. /Под ред. П.М.Кацуры и А.К.Денисенко. -Куйбышев: Куйбышевское книжное издательство: 1978.183 с.

9. Власов Б.В., Салкиндер А.Я. Организация ремонтообслуживания оборудования автозаводов. Автомобильная промышленность, 1977, № 8. - с.5-7.

10. Ю.Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. -М.: Энергия, 1977. 431 с.

11. Владзиевский А.П. Автоматические линии в машиностроении. М. : Машгиз, 1958. - 430 с.

12. Владзиевскии А.П. Некоторые вопросы проектирования и эксплуатации автоматических станочных линий. М.: Машгиз, 1953. - 164 с.

13. Волчкевич Л.И. Применение технической диагностики при обосновании целесообразности автоматизации действующего оборудования. -Механизация и автоматизация производства, 1976, të II. с. 7-9.

14. Волчкевич Л.И., Конюх А.И. Оценка производительности и необходимой длительности испытаний автоматических линий методом нарастающего итога. Надежность и контроль качества, 1976, Jé 5,с. 24-32.

15. Волчкевич Л.И. Надежность автоматических линий. М.: Машиностроение, 1969. - 308 с.

16. Вороничев Н.М. Автоматические линии из агрегатных станков.

17. В сб.: Проектирование и эксплуатация автоматических линий механической обработки. M., 1962. - с. 137-158.

18. Горбачев Л.А., Пастоев И.И. Узловой метод ремонта оборудования автоматических линий. Машиностроитель, 1976, J6 7.-е. 38-39.

19. Герц Е.В. Пневматические приводы. Теория и расчет. М. : Машиностроение, 1969. - 359 с.

20. Герц Е.В., Крейнин Г.В. Расчет пневмоприводов. М.: Машиностроение, 1975. - 272 с,

21. Герц Е.В., Каплунов С.М. Пневматика и гидравлика. М. : Машиностроение, 1973. 230 с.

22. Гуляев А.И. Технология точечной и рельефной сварки. М.: Машиностроение, 1978. - 246 с.

23. Дащенко А.И., Нахапетян Е.Г. Проектирование, расчет и исследование основных узлов автоматических линий и агрегатных станков. М.: Наука, 1964, - 237 с.

24. Единая система планово-предупредительного ремонта о рациональной эксплуатации технологического оборудования машиностроительных предприятий. М.:Машгиз, 1964. - 594 с.

25. Картавин Ю.А. Анализ эксплуатационной надежности универсальных точечных машин. Сварочное производство, 1973, № 8. - с.37-38.

26. Кожевников С.Н., Есипенко Я.М., Раскин Я.М. Механизмы. М.: Машиностроение, 1976. - 784 с.

27. Конюх А.И. Исследование надежности и производительности автоматических станочных линий сблокированного исполнения. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. Минск, 1971, 138 с.

28. Кокотов В.Я., Бреккель Э.И., Кобызев И.И. Безостановочный капитальный ремонт автоматических линий сварки на Волжском автомобильном заводе. Технология автомобилестроения: Экспресс-информация /Тольятти, филиал НИИНАвтопрома, 1975, вып. № 8,с.35-60.

29. Крейнин Г.В. Пневматические приводы промышленных роботов. -Станки и инструмент, 1978, № 7. с.24-27.

30. Крейнин Г.В., Солнцева К.С. Воспроизведение заданного закона движения механизмов с пневмоприводом. Машиностроитель,1971, № 3. - с.7-8.

31. Крейнин Г.В. Выбор размеров трубопроводов пневматических исполнительных устройств. -Станки и инструмент, 1962, №10.-с.7-9.

32. Кузнецов М.М., Волчкевич Л.М.,Замчалов Ю.П. Автоматизация производственных процессов. М.:Высшая школа,1978.- 432 с.

33. Левитский Н.И.,Цуханова Е.А. Расчет управляющих устройств для торможения гидроприводов. М.: Машиностроение, 1971.- 232 с.

34. Львов Н.С., Гладков З.А. Автоматика и автоматизация сварочных процессов. М.: Машиностроение, 1982. - 304.

35. Методика исследования работы автоматических линий в условиях эксплуатации. В.Н.Авцин. М.: ЭНШС, 1971. - 144 с.

36. ГОСТ 13377-75 взамен ГОСТ 13377-67, ГОСТ 16503-70. Надежность в технике. Термины и определения» Введ.31.01.75; срок действия до 01.07.80. - 22 с.

37. Нахапетян Е.Г. Определение критериев качества и диагностирование механизмов. М.: Наука, 1977. - 140 с.

38. Нахапетян Е.Г. Квалиметрия и диагностирование механизмов. -. М.: Наука, 1979. 136 с.

39. Основные типы автоматических линий: классификация и терминология: РМЭ1-1. М.: ВНИИМаш, 1973. - 56 с.

40. Основы управления технологическими процессами ./Под ред. Н.С.Райтмана-. М.: Наука, 1978. - 320 с.

41. Патон Б.Е., Лебедев В.К. Электрооборудование дая контактной сварки. М.: Машиностроение, 1969. - 440 с.

42. Патон Б.Е., Спыну Г.А., Тимченко В.Г. Промышленные роботы для сварки. Киев: Наукова думка, 1977. - 227 с.

43. Патон Б.Е. Современные проблемы сварки и специальной электрометаллургии! Сборник научных статей. Киев: Наукова думка,1980. 230 с.

44. Проников A.C. Надежность машин. М.: Машиностроение, 1978. -592 с.

45. Решетов Д.И. Работоспособность и надежность деталей машин. -М.: Высшая школа, 1974. 206 с.46.-Севбо П.И. Комплексная механизация и автоматизация сварочного производства. Киев: Техника, 1974. - 416 с.

46. Серов В.А. Оптимальное управление техническим состоянием машин, эффективностью и качеством работы. Механизация и автоматизация производства, 1976, $ 12. с.34-37.

47. Тартаковский Ж.Э. Надежность и производительность автоматических линий из агрегатных станков. Станки и инструмент, 1975, № 8. - с.6-8.

48. Термины и определения, применяемые в ремонтном производстве; РТМ 23.4.43-73 / ШИТракторсельхозмаш. Волгоград, 1974. -21 с.

49. Технология и оборудование контактной сварки / Под ред. Б.Д.Орлова М.: Машиностроение, 1975. - 536 с.

50. Туллер А.Г., Конюх А.И. Надежность и производительность автоматических станочных линий. М.: НШМаш, 1968. - 170 с.

51. Харазов A.M. Техническая диагностика гидроприводов машин. -М.: Машиностроение, 1979. 112 с.

52. Царев A.M. Необходимость обоснования и выбора наилучших структурно-компоновочных решений автоматических линий. Совершенствование методов конструирования оборудования для нулд автомобилестроения: Обзор / Тольятти, филиал ШШАвтопрома, 1971. -с, 4-23.

53. Цуханова Е.А. Динамический синтез дроссельных управляюцих уст. ройств гидроприводов. М.: Наука, 1978. - 256 с.

54. Чвертко А.И., Патон Б.Е. Надежность сварочного оборудования. Автоматическая сварка, 1974, J& 4. - с. 56-59.

55. Черпаков Б.И. Эксплуатация автоматических линий. М.: Машиностроение, 1978. - 248 с.

56. Черпаков Б.И. Требования к производительности, надежности и эксплуатации автоматизированного оборудования. М.: Машиностроение-, 1972. - 49 с.

57. Шаумян Г.А. Автоматы и автоматические линии. М.: Машгиз, 1961. - 552 с.

58. Шаумян Г.А. Производительность машин и технический прогресс.

59. Изв.высш.уч.завед. Машиностроение, 1970, № 4. 148-154 с.

60. Шенк X. Теория инженерного эксперимента. М.: Map, 1972, -381 с.

61. Широнин В.И. Ремонт и техническое обслуживание оборудования в условиях научно-технического прогресса. Машиностроитель, 1976, В 6. - с.43-44.

62. Эрпшер Ю.Б. Надежность и струтура автоматических станочных систем; М.: Машгиз, 1962. - 152 с.

63. Ящерицын П.И., Конюх А.И., Плащей Г.М. Расчет показателей надежности и производительности автоматических линий. Механизация и автоматизация производства, 1970, Js 10. - с.II-13.

64. Таеда Т. Цель и эффективность диагностики оборудования. Перевод с японского языка / ВЦП, 1977 Га А-8835 - 4 с.

65. Таеда Т. Профилактика промышленного оборудования и диагностика его состояния. Перевод с японского языка / ВЦП, 1976,1. Ь Ц-82112 5 с.

66. Schäfer F. Zunehmende Bedeutung der Anlage-Instandhaltung.— Schweizer Maschinenmarkt, 1975, Bd. 75, N 43, S. 22-26

67. Bittner H. Anwendung mathematischen Methoden in Instandhaltung.— Fertigungstechnik und Betrieb, 1976, Bd. 26,N 7, S. 404-407