автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Выбор средств автоматизации сборки соединений деталей для передачи крутящего момента с применением гофрированных втулок

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ "СТАНКИН"

На правах рукописи

л г> е ~ е* —<

УДК 621.757.06

ПЕЕВА ИВАНКА ВАСИЛЕВА

ВЫБОР СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ СБОРКИ СОЕДИНЕНИЙ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА С ПРИМЕНЕНИЕМ ГОФРИРОВАННЫХ ВТУЛОК

Специальность: 05.02.08 - технология машиностроения

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1997

Работа выполнена на кафедре "Автоматизация сборочных производств" Московского Государственного Технологического Университета "Станкин"

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор А.А.Гусев

Официальные оппонены

доктор технических наук А. И. Тимченко

кандидат технических наук А. В. Балыков

Ведущее предприятие

- АО "Знамя"

Защита состоится_¿/ЫСЦ_ 1997 года в_

_ час. _ мин. на заседании диссертационного Совета

К 063.42.04 Московского Государственного Технологического Университета "Станкин"

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ "Станкин"

Автореферат разослан_ 1997 года

Ученый секретарь диссертационного Совета К 063.42.04

Доктор технических наук А.Ф.Горшков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Трудоемкость сборочных работ в машиностроении составляет 30-40% от общей трудоемкости изготовления изделий, а себестоимость этого вида работ в промышленноразвитых странах мира достигает 50% от общей себестоимости изготовления изделий. Существенно снизить себестоимость изделий, повысить эффективность работы предприятий можно путем совершенствования конструкций собираемых изделий и автоматизации их сборки, обеспечивающей стабильность качества изготовляемых изделий.

Широкое распространение в изделиях разных отраслей машиностроения получили шпоночные, шлицевые и другие соединения деталей, служащие для передачи крутящих моментов. Для предотвращения поломок при работе машин обычно используются муфты предельных крутящих моментов. Объединение их функций позволило бы значительно уменьшить размеры и металлоемкость конструкций, снизить трудоемкость изготовления изделий, в том числе и за счет сокращения числа деталей.

Малое число деталей и простые формы их посадочных поверхностей способствуют упрощению технологических процессов, создают предпосылки для экономичной автоматизации сборки изделий.

Данная работа позволит выявить качественные и количественные взаимосвязи в технологической системе при автоматической сборке соединений деталей с применением гофрированных втулок.

Вследствие изложенного, целью диссертации является обеспечение качества соединений для передачи крутящих моментов наиболее экономичным автоматизированным путем при сохранении качества деталей в процессе сборки изделий и их эксплуатации.

Для выполнения поставленной цели необходимо решение следующих основных задач:

1. Познание качественных и количественных взаимосвязей между параметрами деталей собираемых передач и их упругими элементами.

2. Разработка математических моделей гофрированных втулок для анализа их напряженно-деформированного состояния.

3. Выявление комплекса связей и установление закономерностей, действующих в процессе сборки соединений деталей для передачи крутящих моментов.

4. Исследование способов и средств автоматической установки деталей при сборке изделий.

Методы исследований. Научные положения, сформулированные в диссертационной работе, были получены при использовании основных положений "Технологии машиностроения", "Механики деформируемого тела". При анализе напряженно-деформированного состояния гофрированной втулки использован метод конечных элементов (МКЭ).

Научная новизна заключается:

- в выявлении качественной и количественной взаимосвязи между параметрами деталей собираемых передач и их гофрированными втулками;

- в определении условий автоматической сборки деталей соединений, предназначенных для передачи крутящих моментов;

- в раскрытии закономерностей, действующих в процессе соединения деталей данных передач;

- в исследовании механизма действия силовых факторов при установке гофрированных втулок в соединения.

Практическая ценность. Представлена система для исследования гофрированных втулок МКЭ. Программы дают возможность определить основные конструктивные параметры гофрированных втулок и физико-механические свойства их материалов в зависимости от заданного крутящего момента. Выявлены условия автоматической сборки деталей и взаимосвязь действующих на процесс их соединения факторов, которые позволяют осуществлять целенаправленное проектирование технологической оснастки и выбирать необходимое сборочное оборудование. Полученные результаты в виде рекомендации и алгоритмов могут быть использованы на предприятиях и в организациях, занимающихся проектированием и производством сборочного оборудования.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и были одобрены на кафедре "Автоматизация сборочных производств" МГТУ "Станкин", на семинаре "Автоматизация и механизация сборки, регулировка и испытания машиностроительных изделий" (Москва, 1991 г.) в Центральном Доме Знаний РФ, на научно-технической конференции "Автоматизация дискретного производства" (г.София, Болгария, 1996 г.) и на Международной научно-технической конференции "Неразъемные соединения в сборке изделий" (г.Варшава, Польша, 1996 г.).

Публикации. Основное содержание диссертации изложено в 4 печатных работах, изданных в центральной печати.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка литературы из 57 наименований и приложений. Работа содержит Ад5пр. машинописного текста, куда входят таблиц.^ ^рисунков и приложений на{9страницах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение содержит анализ современного состояния работ по автоматизации сборочных процессов и обоснование актуальности поставленных целей и задач.

В первой главе дано обоснование выбора объекта исследований, выполнен всесторонний анализ возможных исполнений соединений для передачи крутящих моментов в машинах, анализируется состояние теории и практики их автоматизации.

Показаны и проанализированы существующие конструкции соединений деталей для передачи крутящих моментов: шлицевых, шпоночных, РК-профильных и других, отмечены их достоинства и недостатки, дана оценка технической возможности и экономической целесообразности автоматизации их сборки.

Рассмотренные соединения деталей часто требуют выполнения пригоночных, регулировочных и других подобных работ, которые в условиях автоматизированного производства выполнять чрезвычайно сложно. Автоматизация сборки этих соединений связана со значительными трудностями, так как необходимо обеспечить точность относительного линейного и углового положения соединяемых деталей. К тому же для предотвращения поломок вынуждены дополнительно использовать муфты предельного крутящего момента, состоящие из большого числа сложных деталей.

Совместить выполнение функций передачи крутящих моментов и предотвращения поломок в машинах можно, если использовать для передачи крутящих моментов соединения деталей с упругими гофрированными элементами.

Доказано, что для этих целей - передачи крутящих моментов могут быть применены соединения деталей с гофрированными упругими втулками, имеющие небольшое число деталей - 3. Эти детали обладают простой конфигурацией. Гофрированная втулка легко деформируется и тем самым способствует процессу сборки деталей в передачу. Конструкции соединений с применением упругих гофрированных втулок перспективны еще и потому, что осуществляют закрепление деталей в

соединениях, передачу крутящих моментов и обладают свойством дем-фирования в процессе эксплуатации.

Необходимая сила для закрепления деталей и передачи крутящего момента получается за счет напряженногоСостояния гофр. Посадочные поверхности деталей в этом случае могут быть выполнены пониженной точности.

Соединение деталей для передачи крутящего момента с применением упругой гофрированной втулки относится к фрикционным соединениям. Передача момента осуществляется за счет сил трения в зонах контакта между валом, гофрированной втулкой и базируемой деталью. Необходимый натяг для передачи момента создается после сборки. При нагрузке, превышающей расчетное значение происходит проскальзывание вала или втулки без повреждений их посадочных поверхностей.

Количественное сопоставление показателей этого вида соединений деталей со шпоночными, прямобочными, треугольными и эволь-вентными шлицевыми, профильными, штифтовами и другими соединениями для передачи крутящего момента показало несомненные преимущества передач с гофрированными втулками.

На основании сделанного анализа доказана целесообразность применения соединений деталей с использованием гофрированных втулок для передачи крутящих моментов. Полученные сравнительные характеристики могут быть использованы конструкторами для обоснованного выбора соединений деталей.

Исследованиям в области автоматизации сборки упругих и других деталей изделий машиностроения посвящены работы профессора, д. т. н. Гусева А. А. и профессора, д. т. н. Новикова М. П. Актуальность применения упругих деталей в конструкциях изделий отмечали немецкие и болгарские исследователи. Однако исследований в области автоматизации сборки соединений с использованием упругих гофрированных деталей не проводилось.

В практике машиностроения в условиях массового производства изделий применяется ряд специальных устройств для автоматической установки упругих гладких разрезных втулок (подшипников скольжения) и колец. В работе дан анализ таких устройств, который показал, что принцип их действия может быть частично использован для создания автоматических средств оснащения для сборки передач с использованием гофрированных втулок.

Из теории автоматизации сборки деталей с цилиндрическими поверхностями сопряжения известны зависимости для определения условий автоматической сборки соединений с гарантированным зазором и натягом. Однако эти зависимости не могут в полной мере описать процесс соединения деталей с гофрами, поскольку последние обладают значительной упругостью. Следовательно, потребуется разработка теории точности сборки таких соединений с учетом их упругости и действующих сборочных сил. Методика проектирования автоматизированных средств для сборки соединений с гофрированными деталями должна будет учитывать специфику процесса относительного ориентирования и сборки таких деталей, их адаптивные возможности.

В заключении главы ставятся основные задачи диссертационной работы:

1. Установление качественных и количественных связей между параметрами деталей передач с использованием гофрнр.ованных втулок и napai.ieTpai.iH средств технологического оснащения автоматических сборочных систем, режимами их работы.

2. Определение рациональных параметров гофрированных втулок, обеспечивающих автоматизацию их сборки, необходимую точность относительного положения соединяемых деталей и передачу требуемого крутящего момента.

3. Установление требований к точности средств технологического оснащения.

4. Определение оптимальной структуры и рациональной компоновки технологического сборочного оборудования.

Во второй главе рассмотрена качественная и количественная взаимосвязь между параметрами собираемых передач и их упругими элементами. На основе установленных связей получена общая зависимость:

Mkp=nWVLd, (!)

где Мкр- передаваемый крутящий момент; п - число гофр упругой втулки; L - 'длина втулки; f(i«f коэффициент трения при запрессовке вала; d - диаметр вала; Р,- сосредоточенная сила в контактной зоне 1 вида (рис. 2).

Несущая способность гофрированной втулки исследована МКЭ на базе математической модели для анализа напряженно-деформироеанно-

Рис. 1 Соединение деталей с применением гофрированной втулки

1 - гофрированная втулка

2 - втулка

3 - вал

Рис. 2 Схема распределена давления в зонах контакта

Рис. 3 Гофрированная втулка с'сеткой конечных элементов

Рис. 4 Гофрированная втулк в свободном и деформировали состояниях

го состояния конструкции при заданных внешних нагрузках и условиях закрепления. Расчеты выполнены с применением программной системы VIMKE в Русенском университете имени "Ангела Кънчева" - Болгария. Для математического описания геометрической формы упругой втулки в плоскости ХУ использовано уравнение:

r(cp)=a+ßcos(ncp) ,

где а - радиус осевой линии; в - амплитуда; п - число гофр.

При построении эквидистантных линий в зависимости от толщины втулки использованы уравнения аналитической геометрии.

r(cp)=r((p)coscpT+ r((p)sincp]>

t=dr/d<p=[nBcos(ncp)coscp - (a+8sm(n^)sincp)]T+'

-f [nßcos(n<p)sinq> - (a+ßsm(n(p)cos(p)]f

— _ (4)

t=txl+y

Компоненты нормального вектора в точке (х„,у0) осевой линии п^и а,, nx= t,; ny= -t<. Следовательно, координаты узлов конечных элементов, расположенных по нормали описываются уравнениями: X = х0 + п^с

(5)

У " Уо " njc<

где с = (0 - S/2), S - толщина втулки.

На рис. 3 показана гофрированная втулка с сеткой конечных. элементоз, а на рис. 4 та на втулка в свободном и деформированном состояниях. Вычисленные значения сил при радиальных сжатиях (перемещениях) -гофр упругих втулок и величины передаваемых ими крутящих моментов даны в таблице 1. Достоверность полученных результатов проверена на опытных образцах соединений деталей с использованием гофрированных втулок, толщиной^ 0,4 мм (из стали 65Г ГОСТ 1050-74), число гофр - п = 15, установленных на валу диаметром d = 15 мм, диаметр отверстия втулки D= 18 мм, радиальный натяг в соединении - s = 0,012 мм, L - 12 мм. С помощью такого соединения, согласно расчету можно передать М = 14,6 Н м. Согласно экспериментальным данным М - 15 Н м.

Геометрические параметры гофрированной Втулки, мм Сила Р, Н/м Передаваемый момент Мкр, Нм (Г,„=0.2;Ь=40мм)

При с>кашии Втулки - Р21 При запрессовке Вала - Р]1

й В п 8 в, мм Ст] -900МПа [(Т]«1500МПа в, мм [о]=900МПа в, мм [сг]-1500МГЬ [ог]=900МПа [(Т] = 1500МПа

10 16 6 0.4/0.5 0.75 2276 6571 0.03 41612 0.05 60848 «10 14.6

15 20 8 0.5 0.75 1546 2800 0.03 38802 0.05 61535 18.6 29.5

20 26 8 0.5 0.75 1290 1146 0.05 35098 0.08 45794 22.5 29.3

25 30 8 0.5 1 1131 1011 0.07 25243 0.1 35944 20.2 29

30 38 10 0.5 1 745 519 0.05 27637 0.12 44550 33.2 53.5

35 42 10 0.5 1 557 389 0.07 26707 0.15 39176 37.4 54.8

40 48 12 0.7 1.5 1900 1004 0.05 37636 0.15 68504 72.3 131.5

45 52 12 0.7 1.5 806 806 0.06 44357 0.12 60611 95.8 150.4

50 58 12 0.7 1.5 1103 586 0.08 43875 0.12 62494 105.3 150

55 62 13 0.7/0.5 1.5 606 255 0.05 34289 0.15 83814 80.2 239.7

60 68 13 0.7 1.5 470 396 0.08 39988 0.15 77317 109.2 241.2

65 72 14 0.7 2 1119 534 0.08 34895 0.15 68540 127 250

70 78 15 0.7 2 428 428 0.08 34374 0.15 65227 144.4 274

75 85. 16 0.7 2 357 357 0.08 36057 0.12 63067 173.1 303

80 90 16 1 2 752 752 0.08 70828 0.15 88558 362.6 453

■SO 45 50 55 O

MM

Pue. 5 Зависимость Mkp=f(d) D соответственно 48,52,58,62,68 мм; 5=0.7мм; [а]=900МПа; s=0.05mm;:' п=12.

-f,

«4

Рис. 7 Зависимость Mkp=f(5) d=4ÛMM; D—50мм; n=12; s=0.05мм; [сг]=900МПа.

Mi

Рис. 6 Зависимость Mkp=f(n) d=40\im; D=50mm; s=0.05мм; 5=0.8мм; [ст]=900МПа.

Икр, Нм

С05

—I—

0.08

. S, ни

Рис. 8 Зависимость Mkp=f(s) d=50MM; D=58mm; n=12; 5=0.7мм; [а]=900МПа.

- 1С -

Полученные численные результаты позволили определить взаимосвязь между величиной передаваемого крутящего момента и параметрами гофрированной втулки. Исследования показывают, что особое значение на несущую способность передачи оказывают: толщина и число гофр втулки, материал, а также радиальное перемещение гофр - выбранное значение натяга.

На рис. 5-8 показаны графики изменения величины■передаваемого крутящего момента в зависимости от параметров гофрированной втулки.

Выявленная количественная и качественная взаимосвязь между параметрами соединяемых деталей рассматриваемой передачи может быть использована для конструирования машин и автоматизации их сборки.

В третьей главе установлена взаимосвязь между геометрическими параметрами соединяемых деталей передачи с использованием гофрированных втулок, их физико-; .^механическими свойствами и условиями их автоматической сборки, а также режимами сборочного процесса.

Технологический процесс автоматической сборки передач с применением гофрированной втулки предполагает: последовательную установку базовой детали с посадочным отверстием, гофрированной втулки и запрессовки вала в установленную гофрированную втулку. Такая.последовательность установки деталей обусловлена ограниченностью пространства для размещения базирующих устройств при установке деталей в отверстие втулки, а также особенностью базирования соединяемых деталей передачи.

Прежде чем создавать дорогостоящую автоматическую сборочную систему для этой цели необходимо выявить техническую возможность автоматической установки каждой детали собираемой передачи и выбрать рациональный способ их установки.

В работе найдены геометрические условия автоматической сборки деталей с учетом сжатой перед сборкой гофрированной втулки.

Для сжатия упругой втулки нужно знать значение, необходимое для этого силы. Сила зависит от метода сжатия. Метод сжатия в свою очередь зависит от метода базирования гофрированной втулки в процессе сжатия. Если производится сжатие втулки, то в качестве ее баз теоретически можно использовать наружную поверхность или внутреннюю, базируя по ней по двойной направляющей базе или двой-

ной опорной базе. Соответственно торец втулки будет служить либо опорной базой либо установочной.

Использовать отверстие гофрированной втулки в качестве двойной направляющей базы окажется практически невозможным, поскольку диаметр отверстия уменьшается в процессе сборки. Сила, необходимая для перемещения гофрированной втулки с целью обеспечения соединения деталей, будет приложена в направлении оси отверстия базовой детали к ее торцу - установочной базе. Это приведет к перекосу оси гофрированной втулки относительно ее торца из-за отклонения от перпендикулярности этих поверхностей. Кроме того, если использовать в качестве баз отверстие гофрированной втулки, то положение его оси относительно оси базовой детали будет помимо других допусков зависить еще и от допуска на толщину гофрированной втулки.

Для совмещения сжатия с базированием гофрированной втулки целесообразно использовать ее наружную поверхность, тем более, что эта поверхность служит в соединении посадочной поверхностью.

Предпочтительно базирование по наружной поверхности гофрированной втулки по двойной направляющей базе, поскольку иначе будет базирование по сочетанию поверхностей (по наружной поверхности -двойная опорная база и торцу - установочная база). Вследствие этого на процесс соединения деталей будет влиять допуск на относительное положение базовых поверхностей гофрированной втулки.

Если сжатие производить по наружной поверхности гофрированной втулки по двойной направляющей базе с помощью технологической оснастки, подобной самоцентрирующим патронам (например, трехку-лачковым) и тискам:

• (в)

где ш, Ь - соответственно число и длина сжимающих элементов; Р2* - сила сжатой втулки в одной контактной зоне второго вида (табл. 1).

Необходима проверка, чтобы сила сжатия была достаточной для исключения самопроизвольного падения гофрированной втулки из базирующего устройства. Это необходимо,поскольку ускорение манипулятора современных промышленных роботов может достигать 27,8 м.с*.

Помимо сжатия нужна осевая сила для установки детали

рсб=шР211ц, (7)

где/*- коэффициент трения при движении гофрированной втулки по базирующим устройствам.

При использовании для сжатия и перемещения гофрированных втулок технологической оснастки в виде пуансона и направляющей втулки с коническим отверстием (рис.9) сила сборки:

п Р 1

= -^- (8)

. с*-8(<Рк + arctgf^) - / >

где ¡л - коэффициент трения скольжения гофрированной втулки; Г - коэффициент трения между торцом втулки и толкателя; фк - угол уклона конуса; - суммарная сосредоточенная сила в одной контактной зоне второго вида.

Для установки вала при сборке передачи потребуется сила запрессовки (рис.10):

где коэффициент трения при запрессовке; Ь2- длина запрессованного участка втулки; Р, - единичная сила гофрированной втулки в оЭной контактной зоне первого вида (табл. 1).

Значение сборочной силы и силы запрессовки необходимы для выбора привода. Запрессовка вала требует приложения значительной силы. Этой силе должна быть противопоставлена установочная база, вследствие чего базовая деталь должна быть забазирована по торцу - установочная база и по внутренней посадочной поверхности (двойная опорная база) гофрированной втулки, размещенной в отверстии базовой детали.

В качестве базовых поверхностей для запрессовки вала целесообразно использовать его ступень, расположенную с наибольшей точностью относительно посадочной ступени - двойная опорная база. Желательно центрирование по этой ступени с помощью самоцентрирующих устройств. Торец, расположенный с наибольшей точностью относительно оси посадочной поверхности вала нужно использовать в качестве установочной базы.

Выбранные базы для соединяемых деталей передачи в зависимое-

Рис.9 Определение сборочной силы при установке гофрированной втулки

Рис.10 Определение силы запрессовки вала

ти от точности их положения и действующих сил позволяют выявить техническую возможность автоматического соединения деталей и установить требования к точности оборудования и его технологической оснастке:":.

Точность относительного положения исполнительных поверхностей базирующих устройств технологической оснастки в общем случае может быть рассчитана:

% = - ¿г, - ъ > си)

гдеб^и точность относительного положения сопрягаемых и базовых поверхностей деталей; ^ и ^ - точность установки деталей; й^и - допуски смещения осей посадочных поверхностей деталей при установке на базирующее устройство;допуски смещения осей сопрягаемых и базовых поверхностей вала и втулки;^,^ допуски на относительное положение осей сопрягаемых поверхностей.

Зти зависимости позволяют назначить допуски на изготовление и на износ оборудования и его технологической оснастки:.

В главе четвертой даны результаты исследований по проверке точности собранных соединений с применением гофрированных втулок, используемой технологической оснастки и загрузочно-транспортных устройств.

Эксперименты были проведены для втулок с отверстиями 18 Н7 и ф 20 Н7, валов с диаметрами посадочных ступеней Ф 15пб^ф16п6-и гофрированных втулок толщиной 0,4 мм и числом гофр соответственно 15 и 18. В результате сборки биение соединения при ширине втулок 12 мм и 20 мм не превысило 0,03 мм.

Сила закрепления гофрированной втулки в базирующем устройстве тисочного типа составила 90 Н, а сила для сдвига ее вдоль базирующих устройств 40 Н.

Выбор способа транспортирования гофрированных втулок указанных размеров показал, что время транспортирования методом качения и скольжения гофрированных втулок примерно одинаково около 2 сек. Надежность выше при скольжении втулок большого диаметра 35 мм и наклона лотка свыше 29°30* . Эксперименты по качению проводились при наклоне лотка 15°20'. Для малых диаметров гофрированных вту-

лок с наружным диаметром 18 мм предпочтительно скольжение по угловому лотку с наклоном стенки 45°и наклоном лотка свыше 21°35 . Полученные данные дали возможность приступить к разработке средств технического оснащения и выбору рациональной компоновки автоматической системы для сборки передач.

Глава пятая посвящена выбору средств оснащения технологического процесса. Последовательность выбора средств технологического оснащения предполагает выполнение следующих работ:

- определение параметров гофрированной втулки, исходя из требуемого для передачи крутящего момента;

- установление последовательности сборки передач;

- пересмотр, если требуется, конструкций соединяемых деталей с целью облегчения их сборки;

- определение точностных требований к оборудованию с его технологической оснасткой;

- выбор оптимальной структуры сборочной операции и рациональной компоновки автоматизированной сборочной машины.

Для осуществления выбора средств технологического оснащения в первую очередь необходимо определить последовательность установки деталей в передачу и выяснить техническую возможность автоматизации их установки. Рассчитываются условия автоматической сборки всех соединяемых деталей: базовой, гофрированной втулки и вала. Выбираются базы для деталей, таким образом, чтобы связи между базовыми поверхностями этих деталей были бы минимальными, так же, как и допуски на базирование и на относительное положение посадочных и базовых поверхностей. Это обеспечит максимальные допуски на относительное положение исполнительных поверхностей базирующих устройств для соединяемых деталей. Если эти допуски оказались не достаточными для изготовления и эксплуатации оборудования с его технологической оснасткой, то следует предусмотреть увеличенные заходные фаски на посадочных поверхностях соединяемых деталей, а может даже "ужесточить" допуски на детали. В ином случае, зная допуски исходных звеньев, можно приступить к расчету рабочих нагрузок - сборочной силы и силы сжатия. Выбрать привод, тип технологической оснастки и определить ее геометрические параметры.

Выбрать способ установки каждой детали и затраты времени на выполнение сборочных и других переходов. Исходя из программы вы-

-/б-

Рис. 11 Методика Выбора оптимальной структуры сборочного процесса

( вход )

ЗАДАНИЕ:

- оптимальная структура сборочного процесса (к,^„"Э - технические требования

I

БАЗА ДАННЫХ ОБОРУДОВАНИЯ

основное сборочное оборудование 1ая<1ев автоматические загрузочные устройства 1.|<1= контрт.ьное оборудование 1«,<1« транспортное оборудование 1г(<1г

универсальное 8 1 £ АМЗУ > со ш < ПМР I. 1| I 1 1 1 § 3 г стационарная сборка 1| 11 круговые системы 1 г. 11

2

32

ВАРИАНТЫ СБОРОЧНЫХ ПОЗИЦИИ

И 0 И @ @ 0

И ЕЮ 0

И И

СИНТЕЗ КОМПОНОВОК

Ш И Ш ............................ш

с =

Б(Р„ - тй г)(1 - Г}) + СД +1

/-1

ДРУГИЕ КРИТЕРИИ (Тд; площадь)

МИНИМАЛЬНАЯ СЕБЕСТОИМОСТЬ Ср = М^Сч

РАЦИОНАЛЬНАЯ КОМПОНОВКА

Т

РАСЧЕТ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЫБРАННОГО ОБОРУДОВАНИЯ _

С

х

выход

)

Рис. 12 Методика Выбора рациональной компоновки

пуска изделий в год, рассчитать такт выпуска и сопоставить его величину с затратами времени на выполнение технологических переходов (рис.11). Это позволит выбрать ряд структур сборочной операции, исходя из требуемой производительности. На основе этого производится выбор компоновки автоматизированной сборочной машины (рис. 12).

Для реализации методики в Русенском Университете, г.Русе (Болгария) разработан опытно-промышленный образец полуавтомата для сборки передач с применением гофрированных втулок.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В результате выполненных исследований решена актуальная задача технологии машиностроения, выбран вид рациональной конструкции передачи крутящего момента и выявлен способ автоматизации ее сборки.

2. На основании сравнительного анализа разных средств для передачи крутящего момента доказана целесообразность применения соединений деталей передач с использованием гофрированных втулок, благодаря совмещению функции передачи момента и предотвращений поломок.

3. Для определения несущей способности гофрированных втулок разработана программная система для ЭВМ с применением МКЭ, обеспечивающих анализ их напряженно-деформированного состояния.

4. Установлена качественная и количественная взаимосвязь между конструктивным исполнением соединяемых деталей.

5. С увеличением числа гофр передаваемый крутящий момент увеличивается, однако при достижении определенного значения резко возрастают напряжения сжатия гофр.

6. Для обеспечения автоматизации процесса сборки соединений деталей с применением гофрированных втулок и создания эффективного сборочного оборудования выявлен и исследован комплекс связей (размерных, динамических и других), действующих в сборочной технологической системе.

7. Выявлен комплекс связей, действующих в процессе соединения деталей передачи и найдены зависимости, отражающие взаимосвязь между геометрическими параметрами устанавливаемой гофрированной втулки, другими деталями передачи, выбранными для их сое-

динения базами и необходимой точностью относительного положения исполнительных устройств сборочного оборудования,режимами его работы.

8. Результаты экспериментальных исследований показали достоверность полученных расчетных значений передаваемых крутящих моментов, точности соединений и параметров технологической сборочной системы.

9. Разработанные методики выбора оптимальной структуры сборочного процесса и рациональной компоновки оборудования позволяют на стадии технологической подготовки производства рассчитать и подготовить технические задания на проектирование технологической оснастки и высокоэффективного оборудования с учетом требуемой его точности и необходимой производительности при минимальной себестоимости сборки изделий.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Докова (Пеева) И.В. Технологичность конструкции соединения для передачи крутящего момента. - В кн.: Автоматизация и механизация сборки. Регулировка и испытания машиностроительных изделий. Под ред. Гусева A.A. -М.: МДНТП, 1991, с. 42-46.

2. Докова (Пеева) И. В. Технологичность конструкции соединения для передачи крутящего момента. - Автоматизация и современные технологии. 4/1992, с. 43-44.

3. Пеева И.В. Предпоставки за автоыатизирано сглобяване на съединения "ВАЛ - ВТУЛКА" с междинни еластични елементи.

7 НК АДП'96 - София, 1996. В печати.

4. Piejev/a I.W., PitnczewM.S. Cechy charakterystyszne mon-tazu polaczen czop - tuleja z' zastosowaniem elementow sprezys-tych. Technologia 1 automatyzacya montagu. 4/1996, c. 33-35.