автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.04, диссертация на тему:Исследование и разработка роботизированного технологического комплекса нанесения огнеупорньх покрытий на модельные блоки при производстве деталей авиационных двигателей

Харювський авшцшний шстигут ¡м. М. 6. Жуковського

- л 1

3 ^ На правах рукопису

, • - л- гП, ■ ■ - !... ::

ХУДЯКОВ Серий Валентинович

УДК 621.44.022

ДОСЛ1ДЖЕННЯ I РОЗРОБНА РОБОТИЗОВАНОГО ТЕХНОЛОГ1ЧНОГО КОМПЛЕКСУ НАНЕСЕНИЯ ВОГНЕТРИВКИХ ПОКРИТЬ НА МОДЕЛЬЮ БЛОКИ ПРИ ВИРОБНИЦТВ1 ДЕТАЛЕЙ АВ1АЦ1ЙНИХ ДВИГУН1В

Спещальш'сть

05.07.04 — «Технология виробництва л1тальних апарат1в»

Автореферат дисертаци на здобуття вченого ступеня кандидата техшчних наук

Харюв — 1996

ХарШбський aelafflifcwfl Институт in. М.е, Хуковського

На правах рукотюу

фляков ÇepriA Валеятоюгвч

УДК 621. 44. 022

Д0СЯД7ШШ1 РОЗРОШ РОБОТКВОБЛ1ЮГО ТШОЛОГ1ЧНОГО КОМПЛЕКСУ НАНЕСЕНИЯ ШГКСТШШ ПОКЖГЬ ЙГШДШП ВГОНИ ПРИ ВфОШШМ ЛЕТАет /©1АШШК ЯЗЯГУШВ

Свто1алМ11сггь05.07,01 - Т«шояог1й»»робняатеа гл таяшх цвгфйП в

А » * #••*•• ■

жпсортааН за адобуття вашего ступеял

К&ИМДЙТЗ! ТвХЯ1ЧЙЯЖ SâJTK

Jfcpici» - 10S6

ДисертаШя е рукопнсоы-

роботу мконано на кафедр! технологи амашйнмх двигу-Шв Харк1вського ав!ац1йного институту ш. И. 6. Жукоьського.

НауковиО кер1вник: доцент, кандидат тешчних наук Каысков 14.

0$1цЦн1 опоненти: доктор техн1чних наук, професср Мовшович 0. Я.

кандидат технхчних наук, доцент Цаганов В. Л.

Пров1дна орган 1защя: Эапор13ьке пиприеистьо АО "Нотор-Схч"

Захиаг вибудеться " ^ " гпраёи^ 1998 г. * № год. О О аа. на заогдант спеа1ал1эовано1 ради Д 02.27.06 у ХаркАвськоку аыашйноыу щстигутх 1м. М. е. Жуковського за адресов: 310070, ы. Харк1в-70, вуд. Чкалова, 17.

3 дисертатею ыохна ознайоиитися в ОЮлютеш ХА1

Автореферат розюлано -30- к&тнЯ 1996 г.

Вчениа секретар спец!аЛ1зовано1 ради кандидат технхчнак наук,

профеоор к/*?»/ >• "••■» • » г. д. Корн I лов

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ 1.1. Актуальность проблеки

Лиття за виплавлсваннми моделями (ЛВМ) зкайшло широке використання у виробництв1 деталей ав!ац1йних двкгун1в як метод прогресивно! pecypc03depiraD40l технологи точного лиття. Вхивання цього методу забезпечуе можлив1сть одерхаиня з будь-яких ливарних сплав1в фасонних виливк1в, у тому числ! складнях за конф1гураа1ео i то1Жост1няих з високою точтбтв розы1р1в (до 8-го квалЛтету) i малое шорсткЮтв (до = 1,23).

Виявилось, сю пепатки ГТД, як! виготовлявться 1з sapocTiflwix важкооброблсванйх сплав1в, еконоьЦчно най<Ялып доЩльяо одеркувати методом ЛВМ. f-plu того, метод ЛВМ доэвопвевиготовляти складй1 та компакт« 1 Еиройи з «алою касоп, ао власткве вяробаы ав1аШЯно1 техн!ка.

ОперацИ ианесеняя вогяетривких покрить на иоде.тьк1 блоки (МБ) е найб1лъш трувон1сткиия у технолог1чному npoueci ЛВМ. Иая1пулевшшя МБ являе собор тяхкий, стошгавия и шк1дливий для здоров'я лвдияи труд, до ойуиовлюе необхШ1стъ автокатизааП ЦЬОГО: ВЯробИИЦТВЭ1.

Як1сть вияивкй вкзначаеться суворим дотриманняи параметр 1 в технолоПчного процесу та комплексу рух1в, лк1 виковурться з КБ при яаиесепя! похркття. Кзрстк1 автоиатнчн! л1нП, во працссть без аахття MB э Шдв1ска конвеера, не спроможн! забезпечити роботу багатономенклатурного виробниатва та вяконата обробку деталей складно! форки з внутр4шп1«и порохяинакх 1 карканаии.

Конплексва автсиатизаШя виробництва характершуеться створеняяи систем гнучкого автокатнэоьаного виробництва СГАВ). Одя1ев 3 передумов ГАВ буяо вкяочеияя промислови* робот1в (ПР) до складу автокатиэованого комплексу. Вяяьялося можливим

використовувати ПР для роб1т, ях! не ыохуть Оути автоиатизовакх эвнчайними засовами, завдяки реал^эовашй в них 1де1 ыоделювання рухових и керуючих функтЯ лсдини. Це допом1жн1 операщ! обслуговування обладнання 2 основн! технолог 1чн1 onepau.il: эваровання, фарбування, напилення, складання. До останнхх иалехить 1 процес нанесення вогнетривких покрить на МБ. ПР дозволяе виршувати задач! комплексно! автоматизац11 на б!льш внсокому р!вн1, сб'еднуючи эасоби виробництва в единий роботизований текнолопчний комплекс (РТК).

Для литгя методом ЛВМ э поватряниы суццнням МБ 1 транспорт-ноп систеиос у вигляд! п1дв!сних конвеер!в з двоярусними багато-и1сними П1дв1сками виршення проблем» стьорення РТК неыдоме. Для проведения технолопчнс! подготовки роботизованого виробниатва СТПРВ) необх1дно виконати комплекс досл^дхень 1 проект1в з розробков иетодики ТПРВ нанесення вогнетривких покрить на МБ.

1.2. Мета 1 задач! дослиження

Иетовроботи е досл!д*ення та роэробка иехан1чио! системы роботизованого технолопчного комплексу нанесення вогнетривких покрить на моделы» блоки при виробництв! деталей ав1ашйних двигунхв.

Для досягнення ц1е! йети необххдно вир1шити так1 задач;:

1. Розробити склад, структуру та схеыи функц1онування РТК для роботизованого технологичного процесу нанесення вогнетривких покрить на модельн! блоки.

2. Провести комплекс досл1Д*ень Пдравл1чного слХдкувчого приводу (ГСП) нового типу - дистантйного ГСП 1о задавальнии Пдромотором, розробити методику лроектування ПР з ГСП такого типу, призначеного для даяого РТК.

3. Провести дослхдхення виконавчих механ1зшв нового типу -

з

поворотних Пдродвигушв э штовхасчими гнучкишг штоками, во використовуються як ланки руки ПР. створюваного для дакого РТК.

4. Розробити методику техяолог!чно1 Шдготовки роботиэова-иого виробництва для даного технологччного пронесу.

5, Спроектуватя спеи!ал1зованс i техиояог1чие обладиакня для РТК нанесения вогнетрюшх покрить на МБ.

1.3. Методика доел!джень

Теоретичн1 досл!дхёння ГСП вяконаШ на основ! методики одерхання р1внянь руху Пдроприводу при усталених 1 перех1дяих проиесах, створено1 H. С. ГаиШним ! В. О. Яеиеяга.

Розроблено методику вибору тийу дросеясочого розпод!льника за коеф1и1ентаии круткзии статичнах характеристик. lia основ! система р1внянь сталого руху одержано спрсиену и доповнену иатеиаткч«! шдел1 дисташЦйкогб ГШ,. достдхено вцлив яаваятахення та плоа! поршяя на похийку »итвореияя, эиайдено вираэ для »ВИДКОСТ1 руху Пдроприводу. На осяов1 система р!внянь дяиашхя досл!дхено новяа параметр якосп пвр«1дного процесу -час зап1зкввзяня поршня. Експеркменталья! дослШення стчйкост! ГСП нового Типу ' проведено за методом аналюу показнях!» яхост! перех1двого пронесу.

Розроблено методику технологично! п1дготовки роботизо-»аного виробництва.

1. ^ Шухова новизна

I. Розроблеяо «отодвку технопог!чно1 подготовка ройотяэованого йаробииатла - иаяесвня* югяетрявкях покрять ка кодельв! блоки, запропоноваяо структуру. склад 1 схемя фуккиЮнуваиня РТК а пов1трянЯ* сушин« 1 конвмрнов траяспортнов cjrcreteje..

в

Розроблено методику вибору типу пдравЛ1Чного розпод1лышка за коеф1ц1ентами крутизны статичних характеристик.

Одержано вирази для К1нематичних параметров дистанщйних ГСП 1з задавальннм паромотором, досл1дхено вллив на похибку вШворення навантахэння та площ1 поршня викокавчого иехакозму.

Розрос5лено доповнену математичну модель ГСП в усталеному рехиш з урахуванням втрат у зовншньому кол1 розподхлышка, одержано вираз для швидкост! викокавчого мехашзму.

Досшджено новий показник якосп переходного процесу - час залознсвання початку руху поршня виконавчого' мехаоиэму, знайдено вирази для цього параметра з урахуванням 1 без урахування ВИТ0К1В.

Досл1джено к1нематнку виконавчих ыехан1зшв нового типу з гнучкими штоками одноб!чного вигину, використовуьаних як ланки руки промислового робота.

Эапропоноваи1 нов! техтчнг ршання захиден! авторськимн с»1доатваки,

1.5. Практична Ц1нн1сть

За результатами роботи розроблено методику технолопчно! подготовки роботиэованого виробництва - нанесения вогнетривких покрить на модельно блоки 1 методику проектування механ1чно1 частини РТК 31 спешалозованим ПР.

Запропоиовано метод орган озаои! простого, дешевогота над1й-аого дисташцйного ГСП 13 задавалькии паромотором, еикорастаин* вкого забезпечуе екоысмш ресурсов и скорочення витрат.

Розроблено ланки ПР нового типу а ланщзгамн одноб1чного ангину, но забезпечувть компактность виконавчого органу ПР.

Розроблено технологочаий пронес, циклограмм робот» оОладнакня, укрупнений алгоритм роботи РТК.

1.6. Практична реал!зац!я роботи

Ротроблен!, виготовлен!: та випробуван! досл1дя1 екзекпляри р!эпих вар1ант!в виконавчих кехан1эи1в э яаниогаыи односНчнаго ьнгяну,

Розроблен!, виготовлен! та випробуван! досл1дн1 екзекплярп спец1ал1зовансго ПР э дистанц1йяиш< ГСП, засоб!в оснащения 1 технолог!чио1 оснастки для нанесения вогиетривких покрять на КБ.

РТК нанесения вогиетривких покрить прийнятий як перспекткв-янй на ПервоиаЯському ыаазлобуд1вному завод! Дугаясько! облает! 1 Харх1вському тшшобудШюку завод! "ФЕД".

1.7. На гахист виносяться

- склад, структура та схем» функЩонування РТК нанесения вогяетрявкюг покрять яа МБ;

- методика вибору типу дроселвочого розпод1льяика за воефШентаии крутизна статачяих характеристик;

виразя для конструктивно-техполоПчяих параметр!» дестшщ!Йяого ГСП: ктензтачпих параметр!*, залежяост1 похябкя в!дтеорэняя в1д паааятаадтя та шгощ! поршня.

- натекзтачна иодеяь ГШ в усталеноиу рехиш, вир&зи для свидкосП руку, з урахованиям втрат у зовя1шньону кол1 золотника;

- дослШення якост! перезгЦного процесу, виразв для часу зшНзквваяня початку руху пергня вря перех1дному ароцес!;

- лосл1дхеш!я вяконавчзх кехал!зи1в нового типу - поворота« г!дродвигун1э 1з ланвдгамя сжяоб!чяого вигину;

- методика тохиояог1<шо! п!дготсвкя роботтгаованого виробннцтва - яапосеши вопитрлвкиж покрять на ИВ.

1,0, Публ!каа£1 I апробац!* робота

Результата даяого досл!джеяяя опубл1ковая1: у чотирьох яаухових статтях, двох яауково-техн1чнюг эв!тах. За результатами

робота одерхано 10 авгорських св1Доцтв.

Основн! результаты робот и докладалися i обговорввалися: на ВсесоизнАй науково-техн1чн1й конферент î э робототехн 1 кц Си. Юив, 1982 р.);

- на сет нар i э робототехн1чних систем у МВТУ lu Баумана Cu. Москва, 1982 р.);

- на респу0л1канськ1й науково-техн!чнШ конферешШ "Проблеии раэробки та впроьадженкя робототехники в народне господарство Укра1нсько1 PCP" См. Краматорськ, 1984 р.).

на науково-техн1чних конферемйях Харкиського ав1ац1йного тституту С1982 -1995 pp.).

1.9. Структура i обсяг роботи

Дисертац1йна робота складаеться а вступу, шести роздшв, закшчення, викладеиих на 118 сторшках машинописного тексту.

Робота загальним обсягом 189 стор!нок шстить 11 таблиць, 82 рисунки, список використаних дsepeл э 59 найиенувань.

г. 3mict роботи

Ü в ступ \ обгрунтовуеться актуальнють обраного напрямку дослцхеиь, тдкреслюеться наукова новизна, народногосподарське значения проблеии.

£ першому розд| Л1 проведено аналю сучасного стану автсиати-sauil нанесения вогнетривких покрить на №.

Вцзначено особливост1, перевагм та недолги иэтоду ЯВМ, га луз i застосування даного методу, бхдзначено, о.о операта нанесения вогнетривких покрить е найбхльш трудомictkod в даному технолог!чному прсиетп. Розглянут! технологmin особлкЕост1 aiel onepaiul, склад иат«р1ал1В, 1х клаонф1кащя.

Дана оперная . налеыть до ишдливого виробннцтва, характеризуется великое частко» ручно! пращ. Це вказуе на

актуалья1сть автоматизаид $ гиготсвлення оОолокок.

Проведено анал1а ¡снусчого обладнання для нанесения рогнетривккх покрыть на МБ. Зроблено висноеок про те. ио без звяття" МВ з П1ДВ1СКИ немогушво здЫсяити обробку складник поверяешь. .РТК эабеэпечуе. високу. ямсть обробки . шляхом тделюэаиня складник рух1в 1 виклочения суб'ективного фактора. Кр1н того, за рахунок тдвишгня вантакотдЯомгост! сл1д чекатя Шдвицення продуктивность

Актуально» стае задача створеяня РТК нанесения вогнетривкях покрить з транспортно» снстенео у еягляд! тшисних конвееров з двоярустши багагоьцсшм пвдюкаш! 1 поШтряним суишшяк МБ. Доел1дхейня" та розробка такого РТК 1 е кэтор ааного лосл1Дкення.

У другому РОЭД1Я1 розроблеяо структуру та склад РТК нанесения вогнетривких. покрнть на Ш. Число РТК у ■ роботиэованш технолог^тя Д1лыщц1 (РТД) кае доровневагл числу робочих позгаий Ы1яус число перевайтахувальйяк пезкида. Для Д1льннш. ао проектуетьей. число РТК. дордаъз 6.

Для вккяочгння просто!в 1 забстпечетш одночаспо! обробки па яезюйяж еесбходйо зл1йсяввагя короткочасну зувияку колена для леревайтажэшгя «вобробдених Ш э П1дв1ски на промтша накогшчу-. аач, а.обребяетга - на пхШсиу. Тоиу вакопачувач-аатоопе^атор С АО) повккон бутя деоеИчягМ I роз&ертатяся яа 180* для яеревантагепня ЕКктгу айтткгос прйСтрбШ.^

. Ро9робя«ю\щю*яяв фщшгшаШ-ож трансяортао!

сястезл, «акопйчуваня? 1^ йшг}теого1!яаа»ан»я ® роботу.

Для ф1ксшш йШЬст; на ре$оч1й позван необхино «атя прзстрт удергзяяя шдв1ска (ПУШ. блок-схему РТК наведено яа рве. 1.

Блок-схема РТК

Транспортна система

Ро<5оча позии1я

texan1чна система

Система керуваиня

Рис. '1 ..."..'

Тротщ розд1л присвячений досл!дхен.чяы i виоору структурная 1 ювеиатичних cxéu спещалюованого ооладнания i типу приводу

га.

ПР лгля ообов роОотназещюго типу з хаткоо мсувнсв рукою, якиа пае п'ять .ступени рухоыосп. Структурна схеиа ЛР:

'• R - Р - I - Р - R, де R - ротика (ооертання), Р - поьорот (хитання), L - яицйке пзрежаення. 0ск1лька аа техщчними характеристиками, гаоарцтншш рскцираш, роЗочов аоноо i технологичными вкиогаыи (два оперта охвату П?) и». предст*ы1яетьс«

ПР. прийиаеыо для РТК спетализоваьий ПР э виыогов ыахсицально1 простота конструкт!

Система автоматизованого керуванвЯ РТУ

и

АО. якия е заеобом оснащения РТК, впконуе функцП накопичування та поштучно! видаш №. Шн являе собов машпулятор, який не перс-лрограмуеться, пае вертика'льну кокпонов-1 виконуве вид незалехких рух1в з шзшцоиуванням у крайни положениях. Структурна схема АО:

Р. - I - (1л. я, Ьп.й) - Рп.я - (1л..в, Ьв.в), де (Ьа. н, Ье.н), (1.А.В, 1.5.в) - васувгнкя/засування захеатних пристро1в никнього та ворхнього ярус1в; Лв.я - поворот верхнього ярусу для доступу ПР до Ш, розшаених на юяяьсму ярусь

Як силовил ярив!д АО вибрано пдравлячиия привдд, до забез-печу е необХ1Дну вантааоп1ДЯоюисть 1 плашисть перешщекня. СлЛдкувчиа прив!д ЛР ястльно такох вибрзти Пдравлдчнин, до дозволяв оргашзувати едину пдроснстеку РТК. Проведено знал1э Пдрзвгичнкх сяткусчих привод!в СГСП), як1 використовувться » обладнант э числовин программ« керуганням СЧПК). У верстатах з ЧЛК ширюо використсвуетъся привял дросешюго регулсвання э !мпульсиою системою ЧПК. Прото застосування т!дроп!дсяявв<г?эЯ крутального немоту вимагае наявност! складного поредавалыюго механизму тж двигуном 1 робочик органом. •

Сгвореяня рукя ПР без шшбио! передач! стало мохлявим за допомого0 ГСП нового ТИПУ - днстйнц1йного ГСП 3 посл1довно з'еднапими задаваяшм Пдродвигуном 1 викоиавчш пдродвигуном, вкконаши у. ешш! ланка нан1пулятора. Короткий зворотниЯ за'язок пр»? ц.ъс«у орган 1зоеагша за задавальняи рухоы, викокавчий ря! зв'яза5!гй !з задавальним сяловйм потоком р!диня.

Як задавальний гиродвигуи эапропоноваяо пдроиотор стандартного пярогпдсяяввача, до дозволяло уншснутп проблем замкнуто! порогами 1 орган 1 зад 11 зворотного зв'язку. На дану схему одержано авторсысе свдацтво.

Для дистантйного ГСП 1з задавальним пдроцшпндрои знайдено так1 вирази для шнеиатичних параметра

прив1д хитання руки ПР привхд л!Н1йного переищення руки ПР

ta . г V у-----à , 4 у у -- ле

я* (D* - d*) R 360 я CD* - d*)

ici - ц1на Ишульсу хитання руки, град/1Ш1; Л - uiHa ишульсу Л1-

иШного переищення, uu^iun; V - робочий où'tu пдроыотора,

V - щна Ишульсу задавально1 дд1, град/1ып;

D, d, R - параиетри виконавчих иехаызшв.

У. четвертому роздщ шстяться основш результата теоретич-

ких та експерииентальних дослдджень сликусчого гироприводу

нового типу - дистанщйного ГСП ia задавалыши гиромоторои.

Теория пдроприводу розроолена в роботах M С. Гашшна,

В. 0. Лещенко, 0.1 Чулракова, М, Б. TyuapKiHa та ш. У дани

днсертацдйшй робот! опрацьоваш питания, пов'язан! з проекту-

ванням ГСП для РТК нанесення вогнетривких покрить.

Була розроблена методика вибору типу дроселсвчого

розподщьника, в якхй як критер1й пор1вняння прийнято крутизну

статичних характеристик. Залровадхено три коефниенти крутизн«

статачних характеристик. Для кавантажувально1 характеристики

qCp) lie Кг-=22| , дяя регулввально! pCfi) - це Krt'^IISt iM' ф dp'*« ■ ,4,t' 1

для регулювально1 qCfiJ - це За Данов методикою для

приводу було обрано 4-шлинний золотник з нульовим перекриттяи.

Для дослхдхекня i розрахунку диотанщвного ГСП роэроблено спроцену иатематичну иодель приводу, яка являе собою р1аняння руху в усталеноку pemui, одержане з р1внянь руху елеыент1а, ш.о входлть до складу ГСП. Прн иьощ навантахення представлена у внглад! kR. д® к - коефиивнт, то врахову« втрати в зовнхшньому

кол! золотника. Р1внянняруху приводу мае вигляд

Vo « • -1-^- Jl - Де h - похибка

в1дтворення; рп - тиск, ио шдводиться; F - площд поршня.

Досл1дхено вплив навантаження на похиоку В1ДТВ0рення за

допоиогос кое<}1Ш€ИТ1в писилекня, визначеиих для дано1 схема

ппийояу Кип . ЙГ . 2(PnF - Ш . /в , dRI. ' , 2pnF ки приводу KRn - aKlvc^o" СТ»— 1 KRn* aKlv««.«« kh ки-

При хритичноыу значенн1 навантаження R«p - жорсткють приводу Квп-» 0, тобто похибка В1ДТВорення швидко зростае (рис.2).

Розглянуто вплив площ поршня виконавчого пдроцил1Ндра на похибку В1ДТВ0рення. Виэначено вираэ для оптимального значения плоаЦ Font = jjpjj за положениям «1н1муму криво! h(F) (рис. 3). Для гидроприводу РТК знайдено оптиыальний дхакетр поршня t критичне навантахення.

У реальному пдропривод1 ыаоть шсце пдравл1ЧН1 втрата на довжин1 трубопровода ¡: шсцевих опорах, а такое тертя в ущ1льненнях i к1нематичних парах. Матеыатична модель була доповнена р1внянняии, що в1дображавть вплив них факторiв..

В результат* одержано вираэ для швидкосп руху залежно В1Д Ыдкрвття золотника: h «

в f ус _;_>

■/рп - ред - ai vo - a* vf sgnvc - ^-'tsgnvc- - £

V? ? F

де a« vc - залежшсть ви »трат тиску на довжин! трубопроводу;

аа vl sgnvc - залеюпсть мд ыюиевах опори трубопроводу;

р*-0 С sgnvo - v-ve) - зале sail сть ви тертя в кшеыатичних

парах та упильненнях пдроаилхндра.

Пор1вняння параыэтргв ГСП, розрахованих за спроаеноп i

доповненов моделями, свичить про те, щэ гра$1хи авидкосп о

урахуванням втрат масть•меншиА коефниент тдсилекня, рюниця в значениях максимально i швидкосто коливаеться В1Д 2 до 4'.. Визначено повед1нку функиИ коефипента втрат к, зроблен!-рекомендацИ щодо приэначення цього коефипента (рис. 4, 5),

Досл1дя:ення cTifl'KooTi . ГСП проволилося за методикси ouíhkm якост1 персхиного прсцесу ь результат дН на систему у вигляд1 единичного стриока. Kpik в1домлх показник1В якосто для яистаншйних ГСП ваяливиы представляеться новий показник - час загизнсвання початку руху пораня в зв'яэку з нажшств додаг.!;оькк об'ек1в, пов'язаних з дистаыийнОстю.

У иьому зв'яэку проведено досл1Яхения часу загпгпмапкя руху поршня при переходному npoueci ГСП. Эалропонованэ спрощеяу ф1зичну модель змша тиску в ройочШ порогкйН1. Одержано рОвияння розход1в пдроприеоду у вигляд1 dL - -Ldp „ -.

dlbh*' pn " p - Oap

Цэ р1внянкя вир1шено при початкових уиовах t=0, р==0 i грапичния умовах tsT», р=р для золотника з нульовим перекриттям:

t! * in I (Zcu тГу^У ♦ A - B? (2cfa THFT ♦ A ♦ В) Г daB ' (.Zcix "«r~pí + A - B) XZcLi v pn - p < A + B) '

- JC_ ln 1 / 1 -JE---SaíL— I

cu » pn AV~pñ I

де A « «ibh; Б ■ ■/ id** pn + A1

Знайдено вирази для часу запозневавия у разо в1дсутност1 биток i в у гироаил!ндр1 a для лочатковк* уиов t*-0, р=рв.

На рис. 6 показано залеюнсть часу задознсвання без ураяування витоков-. За одерханимв задокностя»; эд16снеяо виб!р конструктивна параметр! в ГСП для ПР. як! заОезтечухть потрЮну ввидкодю.

IS

ЗалемЮть псхийки в jateo-рення h в1д наваятаження R

>m¡

5 А 5 2 /

— —

r ■ j k

N

Г

R<p

о & А в а Pile. 2

Залежшсть похиоки ыдтво-рения h В1Д плот F

Кк

*ю У

В..

а*и

Гк/Х

С2:

к

Z Ъ 4S 6 . V Fonm

Pilo. 3

Эалеписть дадксст! v<¡ В1Д мдкрнттл n 1 аавантаяеиня R

Эалежщсть коефшинта к В1д ивидкост! ve i навантахення R

Рио. 3

аса aoâ : oJ Pue. 4

h,m

tW?c

Залезшсть часу зашзиввання ra вы вшркгтя 1 нгынтгжтте 5 А ■ 3 -

1-6 -

tp* 0.5-3. 0 Ша

Рис. б

Пор1внянвд екслериментальких í розрахушсовах значень га

-З.С

йооа йсоц aoot

■ Л

- рсзр.

□-ЧЭ експ.

". рнс- 7 *

Експерй«еКтадья1 досл1Дженяя kkoctí ■ серех1дкого процесу при стрьЗкоподкЗтй ди еиралалвсй експерниоцтальиоиу екзаддавн! часу зашзишашй. початку ругу поргая «а пдроцшширх велдаогр подозшшнз. Буля олерШх осцияо^раш: с&даэчо! Д11 1 розб1за»сп адкояабчого руху. Тэс$>отйчяа крива повторсе характер зшкй криво!. «скЗулоаано! га ексшртшташши лзюш <рвс, 7). Cat: параметр часу aaniajajsatmí етановитк fctó &% upa евяшая в1дкригт<п: до ЗОК врв изжог. вгдкряггяз ри серояшого процесу. toro ел«: - ^»«вумгш '..•'ври : ;*йи№|в>иц-'' етидкоап

: високоточнях шл£>р09к1)(&хх сйстзм. .

Було зробтю <щвку ctiejcocxi жваътшгх ГСП isa

показникаыи якостх перехшого процесу при зм!н1 величиин задавально! Д11, иавантаження та конструктивних параметр!» ГСП.

Визначеко, ао ГСП э г1дроцил1Ндроы д1аиетрои 0,05 м усталено npau.ce на вси режимах .1 коливання виконавчого руху, викликан1 задавальноо дио, е високочастотнныц I затухаочими. Щ параметри 1 прийняп для виконавчих иехан1зм1в ПР.

У п'ятому роздш викладеио питания дослдаення виконавчих иахан1зы1в СВШ нового типу - поворотних пдродвигутв з гнучкими штоками, до використовувться як ланки машпулятора.

Через те, що. Пдравл1чн1 БМ у дисташцйному ГСП виносяться на руку Г1Р, важлив1шов вимогов для них е коыпакттсть цих пристроив. Тому було проведено анал1з схем Г1дравл1чних поворотних ВН, використовуваних як ланки руки ПР. • Виявилося, шд найиешИ габаритш роэьпри 1 цасу масть непоьноповоротт момента гддродвигуки, але войи складн1 за конструкцию через проблему ущлькення рооочих порожний. Простими 1 над1йниыи пдродвигунаии в г1дроцил!ндри, але В1ДОЫ1 мехашзыи перетворення поступалыюго руху в обертальний мавть значщ габаритн! розм1ри. Таким чином, була обгрунтована потреба для диотанщйних ГСП у поворотних цоиеитних пдроцшпндраж з гнучкими штоками, що складавться на криволшйних дшнках, але виконувть функцИ жорстких шток!в, працсвчих на стиск, на прянолшйних.

Розроблено декщька схем таких пристро1в, як! використовувть принцип робота штовхавчого ланцвга одноб1чного вигину, якия ав'язуе порти двох спарених пдроцил1Ндр1в.

Найпростшиы з них е вшсоиавчий ыехан1зм э безз1рковниы ланцвгом одйскЛчного вигину, якиа эабеэпечуе поворот на кут до 180°. Досл1дхено питания передач1 зусилля по шарньрах ланцвга, запропоновано роэрахункову схема, одержан! вирази для зусиль у

шаршрах.

Для забезпечення повороту на будь-який кут штовхасчий ланцвг одноб1чного вигину мае охоплсвати з1рочку, замикавчись на поршнях спарених т!дроцил!ндр!в. Так! пристро! виэначен! як ВМ э ланцвговов передачею одноб1чного вигину. . Розроблено ряд конструктивних схем даного типу ВМ.- Найб!льш над!йним пристроем виявивоя ВМ 1э зу<3частим ланцвгом одноб1чного вигину.

Для цього типу ВМ такох дослужено питания навантахення шарк1р1в ланавга на вход1 шарнира в зачеплення, знайдено вирази для зусиль у mapHipax. Досл1дхення зусиль. проводилися за методиков М. В. Вороб'Зова для тягнучого ланавга, але з розрахунковов схемов итовяавчого ланшога.

Разроблено ВМ, який поеднуе в со<31 компактность ланцсгово! передач1 та плавн1сть, безударн!сть роботи зубчасто! передач! евольвенткого зачепления. В1Н отримав назву зубчастого лашвга-рейки. На запропоноваи! схеми ВМ з гиучкимя штоками одержано авторськ! св!доцтва.

Як виконавчий механ1зм дистантйного ГСП хктання кист! ПР прийнято поворотний гддродвигун з ланцвгом одноб!чного вагину.

У шостому роздш розроблено методику технолог!чцо1 подготовки роботизованого виробництва СТПРВ) для нанесения вогнетравких покрить на МБ, визначено змют 11 етатв стосовно до даного технолопчйого процесу.

Розкрито зм1ст основ них етап!в ТПРВ: розробки конструкт 1 ПР 1 эасоб1в оснаиения РТК, розробки технолог!чно! частики проекту, оц!нки економ1чно!< ефективносП використання РТК.

У пронесi проектування ПР були викоиан1 розробки к1неиатики, г1дравл!чно1 системи РТК, наведен! в!дпов1дН1 схеми 1 таблиц!, сформована таблкия основних показ шшв i характеристик. За

\ 19

робочими кресленнями виготовлено досл1дн1 екземлляри спетал1эованого ойладнання АО, ПР 1 ПУП, а також неоохино! оснастки - стержня НБ 1 п!ДВ1ски. Проведено складання, налагодхення та випробування овладнання э доробкоо за результатами випроОувань.

У процес1 технолопчного проектуванья створено диклограми роботи обладнания, укрупнений алгоритм роботи РТК, який е основою для створення керувчо! програми, виконано розрахунок технолог!чних параметров.

Наведено розрахунок еконошчно! ефективиост! використаиня РТК. РТК е ефективним внаслиок ав1льнення рскнтншив, заакятвх тяхкоо, втомливов 1 шкодливое для здоров'я працев, тдвивёння продуктивное 1 за рахувок зб1льшення маси МБ, щдвишення якост! обробки внасл!док усунення суб'ективного фактора та социального ефекту.

Дану методику ТПРВ дошльно використовувати при розробц1 под1бних РТК.

3. ЭАГАЛЬН! ВИСНОВКИ

3.1. Виршено задачу нанесення вогнетривких покрить на иоделыи блока при вироОництв! деталей ав1ац1йких дькгутв одшои створения роботизованого технолопчного комплексу- э шттряннм суш:.1нняы 1 транспортнов системою у виг ляд 1 шдвюних конвеер1в.

3.2. В результат1 дослиження дистанщйного ГСП 13 задаваль-ним Пдроиотором розроблено методику вибору типу дроселввчого розпод1льника за коеф1ц1ентами крутизна статнчиих характеристик, яка використана для вибору типу розпод1льника для ГСП ПР, одержано вирази для кгнематичних параметр1 в привод!в ПР.

3.3. Розройлено спроаену и доповнену моде л I дистанщйного ГСП для усталеного руху, за допомого» яхих.

- доел1давно залепи1сть похибки в1дтворвння вхд навантаженшг га плои! поршня;

- одержано вираз для швидкост! руху а урахуванням втрат у-эовн1шньому кол! золотника,

3.4. Для оШнки CTiflsocTl дистанщйних ГСП досл1дкено як1сть перех1дних процес1в у вигляд! единичного стрибка. Эапропоновано новий параметр показник1в яхост1, що характеризуе ввидкод») - час запХзнювання початку руху поршня. Одержано вираз для цього показаиика э урахуванням i без урахуваиня виток!в.

3.5. роэрсхЗлено .методику технолог! чно! тготовки роботизо-ваного виробництва при впроваджешй РТК даного типу для нанесения вогнетривких покрить на МБ

3.6. Автоматизаи1я д!льниц! нанесения вогнетривких покрить на МБ з транспортноо системою у вигляд1 пшюних конвеер!в а двоярусиини багатомюними п!дв!сками та пов1тряним сувинням И5 найб1льш ефективна на шляху етворенкя РТД, со мае дек!лыса одночасно працссчих РТК, число яких визначаеться базовик техпроцесом 1 маршрутом обробки. Для забезпечення бахано! продуктивност! роботи диы. л! необх!Дним е короткочасний цикл розвактажеиия-завантахеншг Я1дв1ски з зупинков конвеера та сумтеиням руху конвеера, який виводить тдв1ску на робочу позицю, та циклу обробки М5.

3.7. Для зд1Йсиеиня такого сумтения эапропоновано д^оярусний двоб1чиий автооператор-накопвчувач, виконусчий функц11 розваитажеиия-завантахення п!дЫски 1 поштучного видаваиня № роботу. ■

3.8. Ун1версальнх ПР за сво1ки характеристиками т ИдповПасть ышогам техпроиесу. тому для РТК даного типу резроблеио спеи.1ал1эований ПР з! вс!ма эасобами оснадення.

3.9. Як силовий прив!д ПР розроблено новий тип пдравл1Чного сл1дкуочого приводу - ГСП з дистаищйною передачею силового потоку 13 задавальним г1дромотором, то эначно спрощуе конструкцию руки ПР за рахунок в1дсутност1 складно! механ1чн01 передач! В1д агрегату керування до ройочого органу.

3.10. Проведено експериментальн1 дссл1дження часу зап!знювання, результата яких узгоджуються з теоретичними. Експерииентальн! дослхдження якост! перех1дних npouecie дистаящйних ГСП дозволили остаточно визначити конструктивы i параметра привода, що эабезпечують усталену роботу система.

3.11. Дистанщйний ГСП вимагае компактного виконавчого мехак1зму <ВМ), який використовуеться як ланка ыашпулятора. Розроблено новий тип поворотних пдродвигутв з гнучкими штоками одкоб1чиого вигину, но сумщають переваги ланцсгсвоГта зубчасто1 рейково] передач. Эапропоновано схеыи беззхркового ВМ, ВМ э ланцюгом одноб!чного вигину та ВМ 1з зубчастим ланцюгом-рейкою, дослижено' картину розподхлу зусиль по шарн1рах ланцвга. Для ланки хитання khcti ПР вибрано ВМ з ланцюгом однобхчного вигину.

3.12. Використання РТК дае економ1чний 1 сощальний ефект эавдяхй эв1льненню роб1тник1в, зайнятих тяжкою i нейезпечною працею, зб1льшення продуктивное^ за рахунок шдвивення маси МЗ, пШииення якост1 шляхом забезпечення стаб1Льност1 технолопчних параметр1в, скорочення текучост1 робочо1 сили.

СПИСОК Р0Б1Т Э ТЕМИ ДИСЕРТАЦП

1. Камсков Л. Ф., Чапинский В Н. Худяков C. B. Звено промышленного робота модульного типа // Труди МВТУ. М., 1S83, С. 66-71,

2. Камсков Л.Ф., Чапинский В. М., Худяков C.B. Гидравлические исполнительные механизмы с беззвездной цепью одностороннего изгиба // Прогрессивные технологические процессы, оборудование и инструмент. Харьков, 1987, С. 23-28.

3. Камсков Л. Ф., Чапинский В. М., Худяков C.B. К анализу качества процесса управления гидравлическими следящими приводами технологического назначения // Прогрессивные технологические процессы, оборудование и инструмент. Харьков, 1S87. С. 51-55.

4. A.c.'1445033 СССР. Роботизированный технологический комплекс нанесения огнеупорных покрытий на модельные блоки/ Л. Ф. Камсков, В. М. Чапинский, C.B. Худяков и др. - Заявлено 13.04.87, N42229942/31-02.

5. A.c. 1174255 СССР. Рука промышленного робота/ Л. Ф. Камсков,

B, М. Чапинский, C.B. Худяков и др. — Заявлено 05.04.83, N3573500/25-08.

6. A.c. 823664 СССР. Гидравлический следящий привод/

Я.Ф. Камской, В. Н. Чапинский, С. В. Худяков и др. - Заявлено 03.01.78, N256190/25-06.

7. A.c. 831607 СССР. Манипулятор/ Л.4». Камсков, В.М. Чапинский,

C.B. Худяков и др. - Заявлено 13.03.79, N ¿736535/25-08.

8. A.c. 922341 СССР. Гидравлический следящий привод/

Л.Ф. Камсков, В.М. Чапинский , C.B. Худяков и др. -. Заявлено ' 19.12.78, N2699683/25-06.

9. А. с. 935650 СССР. Гидравлический следящий привод/

Л.Ф. Камсков, В.М. Чапинский, C.B. Худяков и др. - Заявлено 09.11.77, N2542894/25-26.

10. А. с. 11109868 СССР. Передача с гибкой свяэьр/ ЛФ. Камсков, В. М. Чапинский, C.B. Худяков и др. - Заявлено 04.02.83, N3549612/25-28.

.11. A.c. 731151 СССР. Уплотнение дви»уаегося плоского многослойного гибкого штока/ Л, Ф.Камсков, В. М. Чапинский , С. В. Худяков И др. - Заявлено 04.05.78. N2609903/25-08.

. 12. A.c. 1298430 СССР Гидрораспределитель/ Я.Ф. Камсков, В.М. Чапинский, C.B. Худяков и др. - Заявлено 05.11.84, N380998/254)8.

13. A.c. 1038223 СССР Каслопроводящий иарнир/ Я.Ф. Камсков, В.М. Чапинский, C.B. Худяков й др. - Заявлено 06.05.82, N3436794/25-08.

14. Камсков Л. Ф., Чапинский В.Н., Худяков С. В. Роботизированный производственный комплекс нанесения огнеупорных покрытий на выплавляемые модели /V Проблемы разработки и внедрения робототехники в народное хозяйство УССР; Тез. докл.

К., УКРНИ1Ш11, 1984. Вып. 3.

15, Разработка элементов роботизированного технологического комплекса модульного типа: Отчет/ ХАИ; Л.Ф, Намеков,

В;М. Чапинский, С. В. Худяков и др. - И ГР 0236,0101509.

АННОТАЦИЯ

Худяков С. В. Исследование и разработка роботизированного технологического комплекса нанесения огнеупорных покрытий на модельные блоки при производстве деталей авиационных двигателей. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 03.07.04. - технология производства летательных аппаратов. Харьковский авиационный институт им. Н.Е. Жуковского, 1996. ,

Разработаны структура и состав роботизированного технологического комплекса С РТЮ нанесения огнеупорных покрытий на модельные блоки при литье по выплавляемым моделям. Исследован новый тип привода - дистанционный гидравлический следящий привод с задающим паромотором. Исследовано качество переходного процесса в дистанционном ГСП. Предложена методика технологической подготовки роботизированного производства

ABSTRACT

Hudyakov S, V. The research and design of the robot-using technological complex for a fireproof coating on model blocks at the aviation engine parts manufacturing. Thesis for an academic degree of a candidate of technical sciences on the speciality 03.07.04 - technology of aircraft manufacturing. Kharkov aviation institute, 1996.

The structure and composition of the robot-using technological complex (RTC) for a fireproof coating on model blocks at a mould casting are designed. The new-type actuator ~ the distant hydraulic servo actuator (USA) with command hydromotor is researched. The transition process quality at the distant HSA is researched. The technological appearance procedure, of robot-using manufacture i? proposed.

КЛЮЧ0В1 СЛОВА

Робогнзоваяяй технолог1чянЯ комплекс, лиття э виплавлвваних моделей, прокисловий робот, эасоби оснащения," цодельний блок, вогнетривк! похриття, г1дравл1чиий сл1дкувчл8 прхв!д.