Главная       Продать работу       Блог       Контакты       Оплата       О нас       Как мы работаем       Регистрация       Вход в кабинет
Тех. дипломные работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   электроснабжение
   пищевая промышленность
   водоснабжение
   газоснабжение
   автоматизация
   теплоснабжение
   холодильники
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. курсовые работы
   автомобили
   спец. техника
   станки
   тех. маш.
   строительство
   детали машин
   электроснабжение
   газоснабжение
   водоснабжение
   пищевая промышленность
   автоматизация
   теплоснабжение
   ТММ
   ВСТИ
   гидравлика и пневматика
   машиностроение
   др. тех. специальности

Тех. дополнения
   Отчеты
   Расчетно-графические работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Чертежи и 3D моделирование
   Тех. soft
   Рефераты
   Общий раздел
   Технологический раздел
   Конструкторский раздел
   Эксплуатационный раздел
   БЖД раздел
   Экономический раздел
   Экологический раздел
   Автоматизация раздел
   Расчетные работы

Гум. дипломные работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. курсовые работы
   педагогика и психология
   астрономия и космонавтика
   банковское, биржевое дело
   БЖД и экология
   биология и естествознание
   бухгалтерский счет и аудит
   военное дело
   география
   геология
   государство и право
   журналистика и СМИ
   иностранные языки
   история
   коммуникации
   краеведение
   кулинария
   культура и искусство
   литература
   экономика и торговля
   математика
   медицина
   международное отношение
   менеджмент
   политология
   музыка
   религия
   социология
   спорт и туризм
   таможенная система
   физика
   химия
   философия
   финансы
   этика и эстетика
   правознавство

Гум. дополнения
   Отчеты
   Расчетные работы
   Лекции
   Задачи
   Лабораторные работы
   Литература
   Контрольные работы
   Сочинения
   Гум. soft
   Рефераты

Рефераты
   Авиация и космонавтика
   Административное право
   Арбитражный процесс
   Архитектура
   Астрология
   Астрономия
   Банковское дело
   Безопасность жизнедеятельнос
   Биографии
   Биология
   Биология и химия
   Биржевое дело
   Ботаника и сельское хоз-во
   Бухгалтерский учет и аудит
   Валютные отношения
   Ветеринария
   Военная кафедра
   ГДЗ
   География
   Геодезия
   Геология
   Геополитика
   Государство и право
   Гражданское право и процесс
   Делопроизводство
   Деньги и кредит
   ЕГЭ
   Естествознание
   Журналистика
   ЗНО
   Зоология
   Издательское дело и полиграф
   Инвестиции
   Иностранный язык
   Информатика
   Информатика, программировани
   Исторические личности
   История
   История техники
   Кибернетика
   Коммуникации и связь
   Компьютерные науки
   Косметология
   Краеведение и этнография
   Краткое содержание произведе
   Криминалистика
   Криминология
   Криптология
   Кулинария
   Культура и искусство
   Культурология
   Литература : зарубежная
   Литература и русский язык
   Логика
   Логистика
   Маркетинг
   Математика
   Медицина, здоровье
   Медицинские науки
   Международное публичное прав
   Международное частное право
   Международные отношения
   Менеджмент
   Металлургия
   Москвоведение
   Музыка
   Муниципальное право
   Налоги, налогообложение
   Наука и техника
   Начертательная геометрия
   Оккультизм и уфология
   Остальные рефераты
   Педагогика
   Политология
   Право
   Право, юриспруденция
   Предпринимательство
   Прикладные науки
   Промышленность, производство
   Психология
   психология, педагогика
   Радиоэлектроника
   Реклама
   Религия и мифология
   Риторика
   Сексология
   Социология
   Статистика
   Страхование
   Строительные науки
   Строительство
   Схемотехника
   Таможенная система
   Теория государства и права
   Теория организации
   Теплотехника
   Технология
   Товароведение
   Транспорт
   Трудовое право
   Туризм
   Уголовное право и процесс
   Управление
   Управленческие науки
   Физика
   Физкультура и спорт
   Философия
   Финансовые науки
   Финансы
   Фотография
   Химия
   Хозяйственное право
   Цифровые устройства
   Экологическое право
   Экология
   Экономика
   Экономико-математическое мод
   Экономическая география
   Экономическая теория
   Этика
   Юриспруденция
   Языковедение
   Языкознание, филология

Главная > Тех. дипломные работы > тех. маш.
Название:
Автоматизация обработки детали «Вал» на станке 3151

Тип: Дипломные работы
Категория: Тех. дипломные работы
Подкатегория: тех. маш.

Цена:
12 руб



Подробное описание:

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………
1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ
1.1 Аналитический обзор существующих загрузочных устройств для
круглошлифовальных станков…………………………………………..
1.2 Аналитический обзор существующих средств активного контроля
для круглошлифовальных станков……………………………………...
1.3 Основные направления совершенствования конструкций загрузочных
устройств и средств активного контроля………………………………
ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ ОДИН………………………………………………..
2 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ
2.1 Компоновка автоматизированного комплекса………………………….
2.2 Проектирование манипулятора………………………………………….
2.3 Проектирование скобы активного контроля……………………………
2.4 Проектирование подводящего устройства для скобы………………….
2.5 Разработка функциональной схемы автоматической подачи
шпиндельной бабки и скобы…………………………………………….
2.6 Разработка системы активного контроля……………………………….
3 ОРГАНИЗАЦИОННО–ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
3.1 Эффективность автоматизированного комплекса……………………..
3.2 Определение экономической эффективности внедрения РТК………..
3.3 Расчет вспомогательных показателей…………………………………..
3.4 Расчет капитальных вложений………………………………………….
3.5 Расчет отдельных статей себестоимости……………………………….
3.6 Обоснование экономической эффективности автоматизированного комплекса………………………………………………………………...
4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
4.1 Требования безопасности на участке…………………………………...
4.2 Взрывозащита технологического оборудования на участке…………..
4.3 Оценка устойчивости работы участка…………………………………..
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………..
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………………………...

АННОТАЦИЯ

Тумаров В.В. Автоматизация обработки детали «Вал» на станке 3151.Усть-Катав: ЮУрГУ, филиал в г. Усть-Катаве, 2009, 69 с., 23 илл., 8 табл. Библиография литературы – 12 наименований. 2 плаката ф. А1, 5,5 листов чертежей ф. А1,

В дипломном проекте рассмотрены вопросы создания автоматизированного комплекса загрузки и разгрузки деталей, а также активного контроля на круглошлифовальном станке. Проведен аналитический обзор существующих методов загрузки и активного контроля, выявлены основные направления развития автоматизации шлифовальной операции. После чего был выбраны способы загрузки и контроля, наиболее удовлетворяющие современным требованиям обработки. Также в дипломном проекте были спроектированы: манипулятор, скоба активного контроля, подводящее устройство, функциональная схема автоматической подачи и измерительная система. Произведены необходимые расчеты.
Кроме этого, рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности, а также выполнено экономическое обоснование рентабельности проекта
Использование спроектированного автоматизированного комплекса для круглошлифовального станка позволит снизить себестоимость операции на 43%. Годовой экономический эффект – 88,3 тыс.руб.

ВВЕДЕНИЕ

Технический прогресс в машиностроении во многом определяет развитие эко-номики страны. Повышение эффективности машиностроительного производства обеспечивает автоматизация. Создание и внедрение в производство новейших конструкций машины, механизмов и приспособлений, отвечающих современным мировым стандартам, возможны при наличии высокопроизводительного автома-тизированного и автоматического оборудования.
При внедрении автоматизации необходимо основное внимание уделять элек-тронике, автоматизации контроля деталей, автоматизации загрузки заготовками станков, увеличению количества станков с программным управлением, повыше-нию качества и снижению себестоимости выпускаемой продукции, повышению производительности труда рабочих.
Развитие технологии машиностроения должно ориентироваться на технологи-ческие процессы, обеспечивающие наибольшую степень непрерывности различных рабочих процессов. Наибольшая непрерывность рабочего процесса получается при комплексной его автоматизации.
Автоматизация загрузки и разгрузки действующего оборудования приводит к значительным изменениям существующих механизмов станка (зажимные устрой-ства, механизмы управления циклом и т.д.) и вместе с тем позволяет значительно повысить производительность, качественно изменить процесс труда, повысить безопасность.
Весьма важно в машиностроении использование контроля не как средства раз-деления уже готовой продукции на годную и брак, а как средства, управляющего автоматически или с помощью оператора станками с целью получения размера в заданном допуске, предупреждения и исключения брака, а также для установления оптимальных режимов обработки, обеспечивающих высокую производительность при высоком качестве обрабатываемой поверхности.


1 СРАВНЕНИЕ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ЗАРУБЕЖНЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ

1.1 Аналитический обзор существующих загрузочных устройств для круглош-лифовальных станков

Для круглошлифовальных станков используют магазинные загрузочно-разгрузочные устройства. В таких устройствах загрузка и ориентация в простран-стве подаваемых заготовок, уложенных в один ряд вплотную или в разрядку в ем-кости, осуществляется вручную или укладочным механизмом, не входящим в со-став загрузочного устройства. Все остальные перемещения, необходимые для за-грузки заготовок, выполняются автоматически.
Загрузочно-разгрузочное устройство (рисунок 1.1), используется на круглош-лифовальных станках для заготовок диаметром 50 – 100 мм при длине менее 50 мм. Устройство состоит из магазина 1, смонтированного на передней бабке станка, питателя 3, установленного на столе станка и несущего держатель с захватами 2 (механическая рука) и приемного лотка 5. Порядок загрузки заготовок и разгрузки (съема деталей) следующий. После того как обработка закончена, держатель с за-хватами 2 перемещается в направлении к шпиндельной бабке. Один захват зажимает заготовку, выданную из магазина механизмом поштучной выдачи, а другой – деталь, находящуюся в приспособлении 4 станка. После того как деталь зажата в захвате и освобождена от зажима приспособления станка, а заготовка зажата в захвате, держатель вместе с захватами совершает поступательное движение от шпиндельной бабки и затем поворачивается в положение, при котором заготовка останавливается против приспособления станка, а другой захвате деталью – против приемного лотка. Далее держатель с захватами опять движется вперед в направлении к шпиндельной бабке, в результате чего один захват загружает заготовку в приспособление станка, где она и зажимается, а дру-гой захват в это время выбрасывает деталь в приемный лоток. Когда эти цикловые операции будут выполнены, держатель с захватами отходит от шпиндельной бабки, поворачивается в исходное положение, поданная заготовка обрабатывается и цикл разгрузки – загрузки повторяется в описанной последовательности.
Управление перемещением исполнительных органов устройства осуществляется от гидропривода.
Загрузочное устройство (рисунок 1.2), предназначено для подачи внутренних колец роликовых подшипников на круглошлифовальный станок для шлифования дорожки качения.
Загрузочное устройство крепится на поворотной части бабки шпинделя с заго-товкой и состоит из магазина 11, корпуса питателя, в котором смонтирован гидро-цилиндр 2 со штоком 1, и траверсы 3, соединяющей шток 1 и валик 4. На шарико-подшипнике 7 установлен стакан 6 захвата. Внутри стакана на пальце закреплена самоцентрирующаяся под действием тарельчатой пружины плавающая втулка 12. На магазине 11 установлен механизм поштучной выдачи, отсекатели 8 и 10 кото-рых, установленные в рычаге 9, получают перемещение от пружины и толкателя 5, закрепленного на траверсе 3. Кроме указанных деталей и механизмов, в загрузоч-ном устройстве установлен конечный выключатель, который подает команду на подачу шлифовальной бабки, после того как заготовка дослана до упора на кулачки мембранного патрона. Изменение направления движения траверсы, а, значит, и стакана захвата осуществляется переключателями, которые подают команду двухходовому золотнику.

 

Рисунок 1.1 – Схема загрузочно-разгрузочного устройства к
круглошлифовальному станку

 

Рисунок 1.2 – Загрузочное устройство для круглошлифовального станка
Работает загрузочное устройство следующим образом. После того как обра-ботка закончена, бабка шлифовального круга отходит в исходное положение; ку-лачки механизма переключателя приводят золотник в такое положение, при кото-ром масло будет поступать в полость А гидроцилиндра 2. Шток 1 последнего, пе-ремещаясь вправо, снимает планкой 13 с кулачков мембранного патрона обработанное кольцо, которое и падает на разгрузочный лоток. Из магазина механизм поштучной выдачи позволяет опуститься одной заготовке. После того как бабка шлифовального круга займет крайнее заднее положение, золотник получит команду на переключение и масло будет поступать в полость Б гидроцилиндра 2, в результате чего шток 1, а вместе с ним траверса 3 с захватом питателя будут перемещаться в сторону бабки с заготовкой; заготовка при помощи плавающей втулки 12 будет подана на мембранный патрон. Заготовка в процессе ее обработки все время поджимается по торцу плавающей втулкой, а это значит, что втулка 12 и стакан захвата 6 вращаются вместе с заготовкой и патроном.
С тем, чтобы облегчить процесс насаживания заготовки на мембранный патрон, его рекомендуется базировать по обработанной и снятой с патрона детали, для чего последняя после съема в период заталкивания заготовки удерживается специальным упором, расположенным в приемном лотке. Когда заготовка надета на патрон, упор позволяет обработанной детали переместиться в тару. Затем происходит подвод бабки с шлифовальным кругом, после чего цикл повторяется.
Устройство загрузочное (рисунок 1.3), используется для подачи заготовок ва-лов на круглошлифовальные, токарные и подобные им станки. Устройство состоит из пневмоцилиндра 1, имеющего качательное перемещение от кулачка распре-делительного вала через систему тяг, и питателя 2, закрепленного на штоке порш-ня. Собственно питатель представляет собой колодку с двумя захватами, один из которых предназначен для захвата заготовки из магазина 3, а другой – для снятия обработанной детали.

 

Рисунок 1.3 – Устройство загрузочное для круглошлифовальных
и токарных станков
Загрузочное устройство с питателем, рабочий орган которого выполнен в виде барабана (рисунок 1.4). Загрузочное устройство используется для подачи на цен-тровой круглошлифовальный станок втулок клапана. Подлежащие шлифованию заготовки 1 загружаются в магазин 2, откуда толкателем гидроцилиндра 3 протал-киваются в гнезда поворотного барабана 4. Барабан, получая прерывистое движе-ние от гидроцилиндра 10, через собачку 8 и храповое колесо 9 перемещает за-готовку к центрам 5, вращающимся от отдельных электродвигателей постоянного тока. Число оборотов обрабатываемой заготовки регулируется небольшим реостатом. В тот момент, когда барабан неподвижен, поршни цилиндров 6 сближают центры и зажимают между ними заготовку; после этого происходит шлифование. По окончании шлифования центры станка возвращаются в исходное положение.

 

Рисунок 1.4 – Загрузочное устройство для подачи втулок на круглошлифо-вальный станок

На позиции загрузки отшлифованная деталь выталкивается из гнезда барабана в желоб 7, по которому направляется в тару. Выталкивание осуществляется толкате-лем через деталь, подаваемую из магазина 2. Автоматическим циклом работы станка управляет распределительный механизм 11. Распределительный вал меха-низма имеет постоянное число оборотов и приводится во вращение от электродви-гателя посредством двух червячных пар и сменных зубчатых колес. Число оборотов распределительного вала 12 соответствует числу автоматических циклов станка. Кулачки распределительного вала 12 управляют гидрозолотниками, распределяющими жидкость к гидроцилиндрам в определенной последовательности. Подача жидкости к корпусу распределительного механизма может осуществляться от общей гидросистемы шлифовального станка либо от отдельной гидроустановки.
Загрузочное устройство с питателем, рабочий орган которого выполнен в виде бесконечной цепи (рисунок 1.5).

 

Рисунок 1.5 – загрузочное устройство для круглошлифовального станка с пи-тателем в виде бесконечной цепи.

Достоинствами магазинных загрузочных устройств является простота их кон-струкции. К недостаткам таких устройств можно отнести то, что они как правила предназначены для деталей небольших размеров.
Следует различать загрузочные и загрузочно-разгрузочные устройства. Первые осуществляют только загрузку заготовок, а разгрузку обработанных деталей выполняют толкатели станка или деталь поступает в приемный лоток под дейст-вием собственного веса. Вторые специальными механизмами осуществляют не только загрузку, но и разгрузку. Загрузочно-разгрузочными устройствами принято называть автооператорами или механическими руками.
Автооператоры, или механические руки, бывают однозахватные, двухзахват-ные и многозахватные. Независимо от числа захватов для автооператоров харак-терным является сложная траектория перемещения захватов, а значит, заготовок и обработанных деталей.
Наиболее широкое применение имеют однозахватные и двухзахватные авто-операторы. Двухзахватные операторы в свою очередь разделяют на автооператоры последовательного и параллельного действия.

1.2 Аналитический обзор существующих средств активного контроля для круглошлифовальных станков

На круглошлифовальных станках наиболее широкое распространение получи-ли устройства для контроля наружного диаметра обрабатываемой детали. Для из-мерения диаметра используют ряд схем, которые различают по количеству изме-рительных и базовых наконечников, соприкасающихся с обрабатываемой поверх-ностью.
Прибор (рисунок 1.6),работающий по трехконтактной схеме, основан на меха-ническом принципе действия и предназначен для контроля валов с гладкой по-верхностью в процессе их обработки методом врезания на центровых круглошли-фовальных полуавтоматах и универсальных станках. В зависимости от диапазона измерения предусмотрено четыре варианта исполнения прибора.
Конструкция кронштейна 24 позволяет навесной скобе в процессе контроля по-ворачиваться относительно осей 2 и 3. Этим обеспечивается самоустановка скобы неподвижными твердосплавными наконечниками 13 и 17 на поверхности контро-лируемой детали. Изменение размера детали воспринимается твердосплавным измерительным наконечником 18 штока 19 и передается его опорной пяткой 5 на измерительный стержень индикатора 4 часового типа ИЧ-10, с ценой деления 0,01 мм. Прекращение процесса обработки детали осуществляется оператором в мо-мент совмещения стрелочного указателя с нулевой отметкой шкалы.


17 16 15

Рисунок 1.6 – Конструкция прибора активного контроля БВ-П3156.

Измерительное усилие создается пружиной 7. Усилие прижатия неподвижных наконечников обеспечивается спиральной пружиной, размещенной в стакане 1 кронштейна 24. Для защиты плоских пружин 11 от поломки перемещение штока 19 ограничивается винтом 6. При снятии скобы с детали рычаг 25, поворачиваясь вокруг осей 2 и 3, приподнимает скобу, освобождая рабочую зону для загрузки очередной заготовки.
Настройка трехконтактной скобы осуществляется по установленной в центрах образцовой детали, размер которой соответствует середине поля допуска.
В процессе эксплуатации станка абразивный круг подвергается износу. Благо-даря этому возрастает угол наклона скобы, и ее измерительные наконечники сме-щаются с поверхности контролируемой детали. Неперпендикулярная установка скобы относительно линии центров может вызвать повышенную вибрацию стре-лочного указателя. Для восстановления работоспособности прибора необходимо периодически производить правильную ориентацию скобы с помощью установоч-ных болтов 20, 22, 23 кронштейна.
Возрастание погрешности показаний прибора может возникать в случае ос-лабления крепления деталей, входящих в измерительную цепь, при выработке ра-бочей поверхности опорной пятки 5 и чрезмерном износе контактных поверхно-стей измерительных наконечников, в случаях повреждения плоских пружин или выхода из строя индикатора. Изношенные поверхности следует восстановить пу-тем механической обработки, неработоспособный индикатор и поврежденные плоские пружины заменить новыми.
Измерительное устройство прибора ЛАК-01 (рисунок 1.7) для контроля диа-метров валов в процессе их шлифования построено по принципиальной схеме, в которой косвенное измерения диаметра осуществляют по линии, перпендикуляр-ной биссектрисе угла между опорными поверхностями, измерительной головкой с помощью передающего рычага. Обработку ведут в люнетах.
Измерительная призма 3 подвешена к кожуху шлифовального круга с помо-щью серьги 14, шарниров 2, 13 и рычага 12, которые обеспечивают самоустановку призмы на обрабатываемой поверхности. Такая подвеска исключает влияние бие-ния детали и отжима ее силами резания на результаты измерения. Контактные ци-линдрические поверхности 4 выполнены из твердого сплава.
С призмой 3 посредством пружинного шарнира 8 связан измерительный рычаг 5, в процессе контроля контактирующий своим твердосплавным наконечником с поверхностью детали. Другой конец рычага и измерительное сопло 11 образуют чувствительный элемент сопло-заслонка.
В процессе шлифования, как только указатель показывающего прибора дос-тигнет отметки шкалы, на которую он был настроен, шлифование прекращают, из-мерительное устройство снимают с детали и включают быстрый отвод шлифо-вальной бабки.
Настройку прибора надо проверять перед каждой сменой.
Для каждого типоразмера вала имеется отдельная измерительная призма, зара-нее настроенная. С помощью разжимной цанги 7 и винта 6 ее быстро устанавли-вают в рабочее положение. С помощью подпружиненного шара 16 и винта 17 призму строго ориентируют относительно рычага 12. Дальнейшая настройка призмы не требуется. Такая конструкция подвески измерительной призмы позво-ляет переходить от контроля одного типоразмера вала на контроль другого с крайне малыми затратами времени.

Рисунок 1.7 – Измерительное устройство прибора ЛАК-01

Прибор ЛАК-07 (рисунок 1.8) предназначен для контроля диаметров шеек рас-пределительных валов. Он позволяет осуществлять непрерывный контроль диа-метра по всей шлифуемой длине как гладких, так и ступенчатых валов, обрабаты-ваемых в люнетах.
Воздух из сети под давлением 0,3–0,6 МПа, пройдя влагоотделитель 10, по-ступает в блок фильтра со стабилизатором 9 и далее под давлением 0,15 МПа по-ступает в измерительную пневматическую схему самобалансирующегося прибора 8. Чувствительным элементом этой схемы, воспринимающим изменения размера контролируемого диаметра, является измерительное сопло 11, неподвижно закрепленное в призме 1, и пятка 12 подвижного измерительного рычага 2.
Измерительное устройство имеет шарниры 3, 5 и может самоустанавливаться на контролируемой поверхности, базируясь на твердосплав¬ных опорах призмы 1.
В крайнем верхнем положении рычаг 4 вместе с измерительным уст¬ройством удерживается шариковым фиксатором, который включает трубу 6 с подпружи-ненным шаром и сектор-держатель 7, жестко свя¬занный с рычагом 4.

 

Рисунок 1.8 – Схема прибора ЛАК-07 для контроля гладких и
ступенчатых валов.

Прибор ЛАК-03 предназначен для контроля ступенчатых осей. Контроль диа-метра обрабатываемой детали осуществляется бесконтактным чувствительным элементом, состоящим из эжекторного сопла 11 и заслонки (обрабатываемая по-верхность детали 10). Величина зазора косвенно определяет размер диаметра. Эжекторное сопло включено в пневматическую измерительную схему компенсационного прибора. Для построения этой схемы необходимо в приборе входное сопло нижней камеры заглушить, установив дополнительное сопло 2 с та-ким проходным сечением, чтобы стрелка прибора при максимальном зазоре 0,4 мм занимала приблизительно положение, соответствующее середине линейного участка шкалы прибора. Параметры эжекторного преобразователя позволяют вести контроль деталей с припуском на диаметр до 0,75 мм.
При многократной постановке измерительной призмы на деталь показания прибора не должны меняться больше чем на одно деление шкалы. Окончательную установку шкалы на нуль производят при вращающейся детали с включением по-дачи охлаждающей жидкости.
В большинстве скобу специальным устройством закрепляют на кожухе шли-фовального круга.
К преимуществам трехконтактной схемы следует отнести независимость пока-заний измерительного устройства от изменения взаимного положения обрабаты-ваемой детали и узлов станка, так как измерительные устройства базируются не-посредственно на измеряемой поверхности.
Схема позволяет использовать в качестве отсчетных устройств сравнительно простые измерительные головки и индикаторы с механической передачей, так как конструкция Скобы позволяет без особых затруднений вынести эти головки из зоны обработки для исключения загрязнения и для удобства отсчета показаний.
К недостаткам схемы следует отнести трудность автоматизации ввода измери-тельной скобы в рабочее положение, и ее вывод, необходимость в значительном ходе при вводе и выводе скобы для установки и съема обрабатываемых деталей на станке, затруднения в обработке с продольной подачей при обычном закреплении скобы на кожухе шлифовального круга.
При обработке методом врезания скобу (рисунок 1.9), устанавливают на станке с помощью унифицированного кронштейна БВ-3154, закрепляемого обычно на кожухе шлифовального круга. При обработке с продольной подачей практикуется установка кронштейна со скобой на одной из бабок или на столе шлифовального станка.
Установку навесной скобы в контролирующее положение и возврат на исход-ную позицию производят вручную.

 

Рисунок 1.9 – Индуктивная навесная скоба БВ-3154.

В устройствах, работающих по двухконтактной схеме, измерительные нако-нечники закреплены на каретках, позволяющих наконечникам следить за измене-нием брабатываемого размера детали. С одной из кареток связано отсчетное уст-ройство или чувствительный элемент устройства. А с другой кареткой – упор.
Измерительная скоба (рисунок 1.10) позволяют контролировать как прерыви-стые, так и гладкие цилиндрические поверхности деталей, обрабатываемых на круглошлифовальных станках.

 

Рисунок 1.10 – Измерительная скоба БВ-3153-80.

Прибор «Унивар» предназначен для контроля гладких и цилиндрических по-верхностей. Конструкция измерительной головки, налаженной для измерения ва-лов (рисунок 1.11). Прибор состоит из следующих функциональных узлов: изме-рительной головки с индуктивным преобразователем, электронного усилителя, по-казывающего прибора – милливольтметра, шкала которого проградуирована в микрометрах; блока электронных и электромагнитных реле, подающих команды исполнительным органам станка; электронного стабилизатора напряжения для пи-тания схемы.
При двухконтактной схеме случайные перемещения детали по линии измере-ния, вызванные силами резания или тепловыми явлениями, не влияют на результат контроля. Влияние перемещений детали перпендикулярно лилии измерения в значительной степени устраняется за счет параллельности измерительных нако-нечников. Двухконтактные скобы с помощью подводящего устройства обычно крепят на столе станка и с помощью этих скоб контролируют деталь в одном се-чении. Прямолинейная траектория ввода и вывода устройства позволяет наиболее просто их автоматизировать.
Двухконтактные измерительные схемы получили наибольшее распространение на автоматизированных станках.
При одноконтактной схеме измерений отсчетное устройство или его чувстви-тельный элемент закрепляют обычно на столе станка и измеряют расстояние об-рабатываемой поверхности детали от поверхности стола. Полагая. что высота центров в процессе обработки постоянна, можно считать, что измеряется радиус детали.

 

Рисунок 1.11 – Конструкция измерительной головки прибора «Унивар»

Одноконтактная схема проста по конструкции, нет необходимости в вводе и выводе измерительного устройства, и отсутствуют помехи при установке и съеме обрабатываемых деталей.
Недостатки этой схемы следующие. В измерительную цепь входят узлы станка (стол, задняя бабка и передняя бабки и т.д.), и на точности показаний полностью сказываются силовые и температурные деформации этих узлов. Кроме того, на отсчетное устройство воздействует половина величины изменения диаметра, что также снижает точность измерения.
При достаточно стабильных режимах обработки применение одноконтактной схемы позволяет получать детали 2-го класса точности.

1.3 Основные направления совершенствования конструкций загрузочных уст-ройств и средств активного контроля

Основными направлениями совершенствования конструкций загрузочных уст-ройств и средств активного контроля являются:
– изготовление средств активного контроля, обеспечивающих наиболее высо-кую точность обработки на шлифовальных станках и имеющих меньшую по-грешность измерений;
– изготовление средств активного контроля, обеспечивающих автоматиче-скую связь и управление станком с помощью команд, получаемых от них;
– разработка средств активного контроля с электронным принципом действия, способных быстро преобразовать сигнал в нужную форму;
– автоматизация ввода измерительного устройства в рабочее положение и ее вывод;
– проектирование конструкции измерительной системы и загрузочного уст-ройства, не препятствующих рабочему ходу друг друга;
– изготовление загрузочного устройства, не вызывающего повреждения по-верхности, формы подаваемых заготовок или удаляемых со станка деталей;
– проектирование загрузочных устройств и измерительных систем, удобных в эксплуатации.

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ ОДИН

После приведенного выше анализа конструкций загрузочных устройств и средств активного контроля были выбраны загрузочное устройство и двухкон-тактная схема измерения, которые отвечают всем требованиям изготовления де-тали. Учитывая преимущества двухконтактных схем измерения, было принято решение спроектировать автоматизированный комплекс для шлифовального станка, который в сочетании с загрузочным устройством и подводящим устройст-вом для двухконтактной скобы повысит точность изготовления деталей, а также производительность за счет снижения брака и времени на установку и контроль детали.

2 КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Компоновка автоматизированного комплекса

Спроектированный комплекс (рисунок 2.1) предназначен для автоматизации загрузки деталей на шлифовальный станок, автоматизации процесса шлифования, активного контроля размера обрабатываемой поверхности и последующего после обработки удаления детали из рабочей зоны станка.

 

Рисунок 2.1 – Автоматизированный комплекс для
круглошлифовального станка

Основными составляющими комплекса являются: индуктивная скоба активного контроля с подводящим устройством; два манипулятора загрузки и удаления деталей; элементы автоматики и управления исполнительными органами разме-щаются в пульте управления. Давление в гидросистемы исполнительных меха-низмов подается от гидростанции шлифовального станка.
Загрузочный и разгрузочный манипуляторы помещаются над шлифовальным станком на специальных направляющих, которые установлены на специальных стойках 1. На этих же стойках установлены два шаговых транспортера 3. Правый транспортер служит для подачи заготовок в зону загрузки правого манипулятора. Левый транспортер перемещает обработанные детали после помещения их левым манипулятором на транспортер.
Таким образом, правые транспортер и манипулятор служат для подачи загото-вок в рабочую зону станка, а левые для удаления обработанных деталей индук-тивная скоба с подводящим устройством устанавливается на столе станка на спе-циальном кронштейне.
Приводом манипуляторов служат два гидроцилиндра, установленные на стой-ках 1, штоки которых соединяются с корпусами манипуляторов.

2.2 Проектирование манипулятора

Манипулятор (рисунок 2.2) предназначен для подачи деталей на линию цен-тров шлифовального станка и для удаления обработанных деталей.
Манипулятор состоит из двух гидравлических цилиндров, установленных на двух скалках 3. нижний гидроцилиндр управляет механизмом схвата. На конце штока выполнена зубчатая рейка, соединенная с зубчатыми секторами схватов 3. Схваты установлены на крышке гидроцилиндра на осях 17. При верхнем положе-нии поршня гидроцилиндра схваты сжаты. При движении поршня со штоком вниз рейка разжимает схваты.
Верхний гидроцилиндр служит для перемещения схватов в вертикальном на-правлении. Шток гидроцилиндра посредством планки 14 соединяется с двумя скалками 3. При движении штока вверх скалки вместе с гидроцилиндром схвата также движутся в вертикальном направлении вверх.
Передвижение манипулятора в горизонтальном направлении осуществляется посредством роликов 11, установленных на осях 12 в кронштейнах 13. Передви-жение роликов осуществляется на специальных направляющих.
Требуемое усилие на штоке-рейке (рисунок 2.3) рассчитывается по форму-ле 2.1:

 

где D – диаметр поршня;
d – диаметр штока;
р – давление в гидроцилиндре, равное 0,4 МПа=4 кг/см.
Усилие зажима схватами рассчитывается по формуле 2.2:

 

 

Рисунок 2.2 – Конструкция манипулятора

 

Рисунок 2.3 – Зажим детали схватами
2.2 Проектирование скобы активного контроля

Скоба относится к типу настольных индуктивных скоб и предназначается для контроля диаметров гладких валов в процессе шлифования методом врезания и продольной подачи на круглошлифовальных станках.
Скоба (рисунок 2.4) оснащается индуктивным преобразователем (датчиком), выдающим в процессе шлифования выходной сигнал, который после усиления электронной схемой преобразуется в аналоговый сигнал для показывающего при-бора.

 

Рисунок 2.4 – Конструкция индуктивной скобы

На плоскопараллельных пружинах 12 подвешены измерительные каретки 6 и 9, снабженные направляющими типа ласточкиного хвоста. На каретках установлены сменные измерительные ножки 1 и 3 с цилиндрическими наконечниками 26 из твердого сплава.
Поверхности наконечников касаются поверхности шлифуемой детали. Для на-стройки скобы на обрабатываемый размер детали служит микрометрический винт 7. При вращении микрометрического винта верхняя измерительная ножка пере-мещается по направляющим каретки, изменяя размер между твердосплавными наконечниками.
Микрометрический винт по резьбовому соединению соединен с серьгой 9. Серьга при помощи пружины 10 устраняет зазор в резьбовом сопряжении микро-метрического винта.
Для наладочных перемещений кареток служат шестерни 23, установленные на осях 22. Шестерни входят в зацепление с зубьями рейки, выполненной на направ-ляющих кареток. Измерительные ножки крепятся к корпусу кареток болтами.
С заднего конца скобы помещаются упоры 18, служащие для ограничения хода кареток, используемые в качестве базы при настройке скобы на размер.
Измерительное усилие создается двумя винтовыми пружинами 13. Регулировка измерительного усилия осуществляется двумя эксцентриками 18, при повороте которых пружины 13 ослабляются или набирают большее усилие.
Индуктивный датчик 34 установлен в клемном зажиме и его наконечник каса-ется торца микрометрического винта.
На заднем торце скобы в планке 17 имеются резьбовые отверстия для крепле-ния скобы к подводящему устройству.

2.3. Проектирование подводящего устройства для скобы.

Гидравлическое подводящее устройство (в соответствии с рисунком 2.5) пред-назначено для установки двухконтактных измерительных скоб на автоматических и полуавтоматических шлифовальных станках.
Применение такого устройства позволяет автоматизировать подвод скобы для измерения шлифуемой детали и осуществить возврат скобы в исходное положение с целью освобождения рабочей зоны при удалении детали и для установки очередной заготовки. Подводящее устройство обеспечивает плавное перемещение скобы.
Устройство (рисунок 2.5) устанавливается на станину станка. На кронштейн 12 крепится болтами индуктивная скоба.
Кронштейн 12 посредством штанги 4 соединяется со штоком гидроцилиндра 9.
Подвод давления рабочей жидкости в цилиндр производится через штуцера 6. Цилиндр устанавливается на основание и закрепляется на нем при помощи болтов 14, а основание закрепляется на станке болтами и планкой 7.
На первой фазе автоматического цикла осуществляется ускоренный подвод шлифовальной бабки к обрабатываемой детали. После этого производится плав-ный подвод измерительной скобы к детали. От поворота скобы на кронштейне предохраняет скалка 3, соединенная с кронштейном 12 и штангой 4.
Подводящее устройство на стол шлифовального станка устанавливается так, чтобы измерительные наконечники скобы были размещены против середины шлифуемой стенки. Правильную ориентацию измерительных наконечников скобы осуществляют простым поворотом или продольным перемещением кронштейна 4 на скалке 2.
Регулировка хода поршня гидроцилиндра в целях помещения измерительных наконечников скобы на центр шлифуемой детали производится болтом 15. при вращении этого болта уменьшается или наоборот увеличивается величина хода поршня. Болт установлен в крышке 10 гидроцилиндра.

 

Рисунок 2.5 – Конструкция подводящего устройства

При регулировке необходимо следить, чтобы в контролирующем положении измерительной скобы между торцом поршня гидроцилиндра и его крышкой был зазор 3-5 мм для подвода давления масла в полость цилиндра.
Поршень цилиндра должен иметь плавное движение без рывков. Нарушение плавного движения указывает на наличие воздуха в гидросистеме станка.
Установленное давление рабочей жидкости в гидросистеме и в гидроцилиндре подводящего устройства:

 

Диаметр поршня гидроцилиндра: D = 55 мм = 5,5 см.
Диаметр штока: d = 30 мм = 3 см.
Усилие на штоке рассчитывается по формуле 2.1:

 

2.4 Разработка функциональной схемы автоматической подачи шпиндельной бабки и скобы

Находящиеся в эксплуатации шлифовальные станки не все снабжены меха-низмом автоматической подачи и устройствами, воспринимающими команды прибора. Оснащение этих станков приборами активного контроля перспективно и может осуществляться двумя путями.
Первый путь – это использование прибора только как визуального указателя размера обрабатываемой детали.
Второй путь – модернизация станка, т. е. постановка на него дополнительного механизма подач, который должен обеспечить автоматическую подачу, переклю-чение режимов резания и отвод шлифовального круга от изделия в соответствии с командами, выдаваемыми прибором активного контроля.
Механизм автоматической подачи к круглошлифовальным станкам (в соответ-ствии с рисунком 2.6) устанавливается на валу 15 шлифовальной бабки на место маховика ручной подачи и позволяет осуществить работу станка в следующих режимах:
– быстрый подвод шлифовальной бабки к изделию;
– подвод в режиме форсированной подачи до касания кругом изделия с мак-симальным припуском;
– черновое шлифование;
– чистовое шлифование или шлифование в режиме выхаживания (включается по команде прибора активного контроля);
– быстрый отвод шлифовальной бабки от изделия (производится по команде прибора активного контроля).
Устройство подключается к гидро- и электросистемам станка и состоит из ме-ханизма врезания и блока реле. Блок реле преобразует команды, выдаваемые при-бором активного контроля, и осуществляет необходимую связь прибора со стан-ком.
Работа механизма (рисунок 2.6) происходит следующим образом. При поворо-те рукоятки 9 крана в положение быстрого подвода масло из гидросистемы станка от насоса под давлением по линии а поступает в цилиндр 8 быстрого подвода шлифовальной бабки к изделию, а также в цилиндр 10 подводящего устройства измерительной скобы прибора активного контроля и через дроссель 1 в цилиндр 2 механизма врезания. Поршень 5 со штоком через зубчатую рейку 4, шестерню 3 передает движе¬ние валу 14, который жестко связан с валом ручного перемещения шлифовальной бабки 15. Это движение шестерня 3 передает на вал, когда гайка 12 при помощи втулок 13 фиксирует ее на валу 14. Если гайка 12 отпущена, шестерня 3 не стопорится и возможно ручное перемещение бабки маховиком 11. Перед началом обработки партии деталей на станке шлифовальная бабка устанавливается так, чтобы в конце быстрого подвода, осуществляемого цилиндром 8, круг касался установленной в центрах заготовки с максимально возможной величиной припуска на обработку. В этом положении шестерня 3 фиксируется на валу 14.

Рисунок 2.6 – Функциональная схема механизма автоматической подачи

После подвода круга к изделию шлифовальная бабка перемещается в режиме черновой подачи, величина которой устанавливается с помощью регулируемого дросселя 1. Если установленная заготовка имеет припуск на обработку меньший, чем тот, по которому производилась настройка механизма врезания, используется устройство для форсированного перемещения поршня 5 цилиндра врезания. При нажиме на золотник 16 масло, минуя дроссель 1, поступает непосредственно в цилиндр 2 и поршень б перемещается с большей скоростью. Золотник 16 опуска-ется после того, как круг коснется заготовки.
При достижении деталью заданного размера прибор выдает команду на пере-ключение режима шлифования. Сработает электромагнит 1ЭМ, поршень золот-ника 6 переместится в правое положение. Масло на слив начинает поступать через регулируемый дроссель 7, вследствие чего скорость перемещения поршня 5 уменьшается, и даль¬нейшая обработка происходит в режиме чистового шлифова-ния. При окончательной команде на прекращение обработки срабатывает элек-тромагнит 2ЭМ, кран-переключатель устанавливается в положение быстрого от-вода шлифовальной бабки. Масло под давлением по линии б поступает в правую полость цилиндра, левая полость сообщается со сливом.
После отхода шлифовальной бабки в исходное положение обесточивается электромагнит 1ЭМ, срабатывает золотник 6, и масло под давлением поступает в левую полость цилиндра 2. Поршень, перемещаясь вправо, вытесняет масло на слив через обратный клапан. Масло из рабочей полости цилиндра 10 подводящего устройства также поступает на слив, измерительная скоба отходит от изделия. Вся система возвращается в исходное состояние.
Напряжение питания электромагнитов в схеме управления 220/380В в зави-симости от напряжения питания станка.
Электрическая схема командного устройства механизма автоматической пода-чи показана (рисунок 2.7). Контакты реле предварительной команды Р2 прибора включены в цепь блокировочного реле РБ и промежуточного реле РЗ, контакты реле Р1 конечной команды «Размер» включены в цепь промежуточного реле Р4.
В начале цикла шлифования, при движении шлифовальной бабки в рабочее положение, замыкаются контакты путевого выключателя ПВ. Так как измери-тельная скоба еще не вошла в контакт с обрабатываемой деталью, оба командных реле Р2 и Р1 находятся в сработанном состоянии, цепь питания реле РП разомк-нута (точки 2, 3) и соответственно разомкнута цепь питания промежуточных реле РЗ и Р4 (в точках 4, 6). После того как измерительная скоба войдет в контакт с об-рабатываемой деталью, размер которой больше, чем припуск на предварительную команду, оба командных реле прибора отпустятся, цепь питания (точки 2, 3) реле РП замкнется и будет заблокирована контактами РП в течение всего цикла обра-ботки. Контакты блокировочного реле РП подготовят к включению цепь питания промежуточных реле РЗ и Р4. Когда размер детали достигнет определенного зна-чения, сработает реле предварительной команды Р2 и включится реле РЗ. Контак-ты промежуточного реле РЗ заблокируют цепочку самопитания (точки 5, 7) и включат электромагнит чистовой подачи 1ЭМ. При достижении заданного размера сработает реле Р1 и соответственно сработает реле Р4, контакты которого за-блокируют цепь самопитания (точки 8, 7) и включат электромагнит быстрого от-вода 2ЭМ. Шлифовальная бабка и измерительная скоба, закрепленная на подво-дящем устройстве, отойдут в исходное положение, контакты ПВ, фиксирующие положение шлифовальной бабки, разомкнутся, блокировочные и про¬межуточные реле отпустятся, вся цепь вернется в исходное положение.

 

Рисунок 2.7 – Схема механизма автоматической подачи


2.5 Разработка системы активного контроля

Измерительная система, основанная на электронном принципе действия, пред-назначена для управления автоматическим циклом обработки деталей на центро-вых круглошлифовальных станках.
Для удовлетворения широкого круга требований, предъявляемых к современ-ным средствам активного контроля при круглом шлифовании, измерительная сис-тема комплектуется в различном сочетании рядом типовых функциональных уз-лов. Предусмотрено 30 вариантов исполнения измерительной системы. Каждое исполнение комплектуют электронным отсчетно-командным устройством типа БВ-6119-01 или БВ-6119-02, выдающим во внешние цепи соответственно четыре или две управляющие команды. Эти устройства применяют в качестве основных моделей для решения многих задач активного контроля, в том числе контроля де-талей с прерывистой поверхностью.
Контроль гладких валов в процессе обработки методом продольной подачи на круглошлифовальных станках обеспечивается рядом настольных индуктивных скоб, которые оснащаются индуктивным преобразователем типа БВ-6067.
Автоматизация перемещения измерительной скобы и ее ориента¬ция по отно-шению к шлифуемой заготовке обеспечивается гидравли¬ческим подводящим уст-ройство.
Рабочий цикл шлифования методом врезания с применением настольной скобы осуществляется следующим образом (рисунок 2.8). В начальной фазе цикла настольная скоба 16 и шлифовальная бабка занимают исходное положение. Для исключения выдачи ложных команд в нерабочем положении скобы из схемы стан-ка в измерительную систему поступает сигнал, обеспечивающий блокировку цепей выдачи команд управления. После закрепления заготовки на позиции обработки без участия измерительной системы осуществляется ускоренный подвод шлифовальной бабки и переход на форсированную или черновую подачу. В мо-мент, предшествующий снятию черновой части припуска, гидросистема станка реверсирует потоки масла, поступающие к гидроцилиндру. Благодаря этому из-мерительная скоба приобретает плавное движение в сторону заготовки. Одновре-менно для подготовки разбло¬кирования командных цепей управления схема стан-ка 10, показанная в соответствии с рисунком 2.9, формирует сигнал, производя-щий запуск электронного реле времени 11 измерительной системы. Реле времени обеспечивает включение командных цепей с задержкой, превышающей на 1,5–2 с промежуток времени, необходимый для совершения рабочего хода и установки измеритель¬ной скобы в контролирующее положение.

Рисунок 2.8 – Схема измерительной системы.
Структурная схема отсчетно-командного устройства включает: 1 – генератор переменного напряжения прямоугольной формы 1,5В, 10кГц, служащий источни-ком питания измерительной схемы; 2 – индуктивный пре¬образователь В; 3 – уси-литель переменного напряжения; 4 – фазочувствительный детектор для преобра-зования переменного напряжения в постоянное; 5 – пиковый детектор, обеспечи-вающий прохождение полезных сигналов при контроле валов с прерывистой по-верхностью; 6 – показывающий прибор; 7,8 – формирователи команд, предназна-ченные для включения обмоток исполнительных реле команд 9 при достижении деталью заданного размера; 9 – исполнительные реле команд, служащие для ком-мутации цепей электри¬ческой схемы управления станком 10; 11 – реле времени для задержки вклю¬чения командных электрических цепей на период, необходи-мый для введения измерительных наконечников скобы в контакт с обрабатывае-мой деталью; 12 – индуктивный преобразователь А, подключаемый к схеме в слу-чае необходимости суммирования сигналов от двух индуктивных преобразовате-лей.
В процессе обработки шток индуктивного преобразователя 2 воспринимает перемещение измерительных кареток скобы. Выходной сигнал преобразователя, пропорциональный изменению размера шлифуемого вала, после усиления элек-тронной схемой преобразуется в аналоговый сигнал для показывающего прибора 6 и в дискретные команды для исполнительных органов станка.
Предварительные команды обеспечивают переход от форсирован¬ной к черно-вой и чистовой подачам абразивного круга. На завершающей фазе цикла в режиме чистового или доводочного шлифования с заготовки снимается оставшаяся часть припуска. В момент достижения заданного размера формируется окончательная команда для ускоренного отвода шлифовальной бабки и измерительной скобы на исходную позицию.
Все элементы электронной схемы отсчетно-командного устройства размещены в пылезащищенном корпусе.

 

Рисунок 2.9 – Структурная схема отсчетно-командного устройства


Измерительная система, показанная на рисунке 2.9, комплектуемая настольной индуктивной скобой и подводящим устройством, включает: 1 – отсчетно-командное устройство; 2 – показывающий прибор, оснащенный двумя шкалами с ценой деления 0,001 и 0,002 мм; 3 – лампа сигнализации включения командных цепей по окончании периода задержки, определяемого установкой реле времени РВ; 4-7 – лампы для визуальной индикации срабатывания окончательной и пред-варительных команд; 8, 10, 11, 13 – потенциометры настройки уровней срабаты-вания команд; 9 – тумблер переключения в режимы «Наладка» и «Работа»; 12 – тумблер подключения к отсчетно-командному устройству одного или двух ин-дуктивных преобразователей для работы в режиме суммирования двух сигналов; 14 – тумблер переключения масштабов шкалы показывающего прибора; 15 – по-тенциометр электрической корректировки нуля; 16 – настольная индуктивная ско-ба; 17 – кронштейн для крепления измерительной скобы к колонке 18 гидравличе-ского цилиндра 19; 20 – соединительный кабель индуктивного преобразователя 24; 21, 22 – болт и клиновидный сухарь для крепления основания гидроцилиндра 23 к верхнему столу шлифовального станка; 25, 28 – шестерни для наладочных перемещений измерительных ножек; 26, 27 – болты для крепления измерительных ножек; 29 – микрометрический винт скобы 16.
Задняя панель отсчетно-командного устройства, показанная в соответствии с рисунком 2.10, включает: 1 – вилка для подключения кабеля связи с электриче-ской схемой станка; 2 – держатель плавкого предохранителя; 3 – тумблер вклю-чения питания; 4 – тумблер переключения схемы в режим контроля деталей с пре-рывистой или гладкой поверхностью; 5 – клемма заземления; 6 – розетка для под-ключения кабеля микровыключателя КВС, контролирующего исходное положение настольной скобы и производящего запуск реле времени РВ; 7 – розетка для подключения кабеля индуктивного преобразователя В, встроенного в настольную скобу; 8 – розетка для подключения второго индуктивного преобразователя А; 9, 12 – тумблеры для переключения полярности сигналов преобразователей А и В; 10, 11 – потенциометры настройки масштабов выходных сигналов индуктивных преобразователей; 13 – потенциометр настройки периода задержки срабатывания реле времени РВ.

9 10 11 12 13 14

8 7 6 5 4 3 2 1

Рисунок 2.10 – Задняя панель отсчетно-командного устройства.

При подготовке измерительной системы к работе осуществляют следующие операции. Отсчетно-командное устройство закрепляют на установочной площад-ке, размещенной в зоне, удобной для обслуживания и наблюдений, исключающей попадание влаги от системы СОЖ станка.
Шину заземления присоединяют к соответствующей клемме на корпусе от-счетно-командного устройства. Держатель предохранителя устанавливают в по-ложение, соответствующее напряжению питания, поступающего из схемы станка. Электрические и гидравлические соединения осуществляют с учетом требований документации на конкретную модель станка.
После включения электрического питания проверяют правильность взаимо-действия измерительной оснастки с отсчетно-командным устройством. При плав-ном воздействии на измерительные наконечники скобы стрелка показывающего прибора должна отклониться в правую область шкалы, а в свободном состоянии наконечников – в левую. В случае, если направления перемещений стрелки не совпадают с указанными, следует переключить тумблер полярности выходного сигнала индуктивного преобразователя.
При закреплении основания гидроцилиндра 23, показанном на рисунке 5, на столе станка измерительные наконечники скобы размещают против контролируе-мого сечения детали. Для ориентации скобы 16 передвигают кронштейн 17 на ко-лонке 18 так, чтобы точки соприкосновения измерительных наконечников с дета-лью находились в середине этих наконечников и размещались в диаметральной плоскости контролируемой детали.
Перед настройкой измерительной системы потенциометр 15 электрической корректировки нуля устанавливают в среднюю часть зоны регулирования, пере-ключают устройство в режим «Наладка» и устанавливают переключатель преоб-разователей 12 в режим «2».
Индуктивный преобразователь 24 крепят в отведенной на исходную позицию скобе так, чтобы стрелка показывающего прибора установилась в зоне шкалы от -50 до -75 мкм. В центры станка устанавливают образцовую деталь (аттестованную с требуемой точностью меру), исполнительный размер которой соответствует середине операционного поля допуска. Ослабив затяжку крепежных болтов 26 и 27 с помощью шестерен 25 и 28, разводят ножки с измерительными наконечни-ками так, чтобы они не соприкасались с измерительными наконечниками так, чтобы они не соприкасались с образцовой деталью в рабочем положении скобы.
После установки скобы в позицию измерения вращением микро¬метрического винта 29 достигают нулевого показания прибора. При помощи шестерни 25 вводят в соприкосновение с образцовой деталью нижний измерительный наконечник. Пе-ремещение ножки прекращают, когда на приборе будет достигнуто показание +100 мкм. В таком положении ножку крепят зажимным болтом 26. Далее при помощи шестерни 28 верхнюю ножку перемещают до соприкосновения измери¬тельного наконечника с поверхностью образцовой детали. Закрепляют ножку болтом 27, когда стрелка показывающего прибора установится против отметки шкалы «+200мкм». В результате выполненных настроечных операций обе измерительные каретки отрываются от упоров, служащих ограничителями рабочего хода. При этом обеспечиваются условия правильной работы плоскопараллельных пружин подвески этих кареток.
С помощью микрометрического винта 29 производят предварительную уста-новку нуля. Затем, включив вращение образцовой детали и обеспечив подачу ох-лаждающей жидкости от системы СОЖ станка, совмещают стрелку с нулевой от-меткой шкалы посредством потенциометра 15. С нулевой отметкой шкалы при помощи потенциометра 13 совмещают уровень срабатывания окончательной ко-манды. Для ориентировочного отсчета при настройке уровней срабатывания предварительных команд служат шкалы, нанесенные возле рукояток потенцио-метров. Окончательно правильность настройки команд проверяют по шкале пока-зывающего прибора в момент включения соответствующей лампы визуальной индикации. При этом проверку перемещения стрелочного указателя вдоль шкалы прибора производят с помощью потенциометра корректировки нуля 15.
По окончании настройки стрелочный указатель совмещают с нулевой отметкой шкалы. Скобу возвращают на исходную позицию.
После шлифования в полуавтоматическом режиме первых деталей и оценки их размера универсальными измерительными средствами может быть внесена до-полнительная корректировка настройки потенциометром смещения нуля.
В процессе эксплуатации измерительной системы возможно возникновение отдельных неполадок. Если при включении прибора в сеть не отклоняется стрелка, и не загораются сигнальные лампы, следует проверить, нет ли обрыва в кабеле индуктивного преобразователя, и проконтролировать напряжение в линии пита-ния. Кроме того, следует проверить, не перегорели ли сигнальные лампы или пре-дохранитель, и, если необходимо, заменить их. В случае повторного выхода из строя необходимо установить причину короткого замыкания.
Правильное функционирование измерительной системы может быть нарушено вследствие проникновения влаги внутрь корпуса индуктивного преобразователя из-за механического повреждения герметизирующих уплотнений. После просушки узлов преобразователя поврежденные детали уплотнений следует заменить но-выми. Увеличение погрешности измерения может появиться при ослаблении кре-пления деталей и узлов, входящих в измерительную цепь индуктивной скобы. На точностные показатели отрицательно влияет износ контактных поверхностей из-мерительных наконечников. Обновление изношенных поверхностей осуществля-ется путем поворота цилиндрических наконечников вокруг собственной оси. Смещение настройки в процессе работы измерительной системы, обусловленное небольшим износом измерительных поверхностей наконечников, легко компен-сируется потенциометром электрической корректировки нуля в диапазоне ±60 мкм.
Устранение возникающих неисправностей и ремонт измерительной системы следует поручать квалифицированным специалистам.

3 ОРГАНИЗАЦИОННО–ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

3.1 Эффективность автоматизированного комплекса.

Экономическая эффективность комплекса определяется повышением уровня автоматизации и организации производственных процессов, осуществляемых на них, гибкостью этих модулей при смене объектов производства. Эти и другие факторы определяют источники экономии и затрат, учитываемые при расчете го-дового экономического эффекта.
Основными источниками эффективности автоматизированного комплекса яв-ляются:
– повышение производительности оборудования за счет более полного ис-пользования его технических возможностей;
– сокращение времени обслуживания оборудования и как следствие времени изготовления детали;
– повышение производительности за счет снижения процента брака в изделиях;
– повышение качества и точности изготовления изделий;
– сокращение времени контроля изделий;
– повышение производительности труда как следствие замены ручного и ма-шинно-ручного труда автоматизированным (на основных и вспомогательных опе-рациях), сокращение потерь рабочего времени и высвобождение рабочих.
Применение автоматизированного комплекса позволяет решить ряд социаль-ных задач:
– изменение характера и повышение качества условий труда;
– сокращение травматизма и т.д.

3.2 Определение экономической эффективности внедрения автоматизирован-ного комплекса.

Определение годового экономического эффекта основывается на сопоставле-нии приведенных затрат по базовой и новой конструкции.
Приведенные затраты представляют собой сумму себестоимости и норматив-ной прибыли:

П=С+Ен•К, руб.

где С – себестоимость механической обработки годовой продукции по данному варианту, руб.;
Ен – отраслевой нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (Ен=0,15);
К – капитальные вложения по тому же варианту, руб.
Годовой экономический эффект определяется по разности приведенных затрат двух вариантов:
Эг=П1–П2=С1–С2–Ен•(К2–К1), руб.

Условно годовая экономия:

Эу.г =С1–С2, руб.

Тогда годовой экономический эффект:

Эг=Эу.г –Ен (К2–К1), руб.

где К2–К1=Кд – дополнительные капитальные вложения, требуемые для внедрения автоматизированного комплекса.

3.3. Расчет вспомогательных показателей.

Для расчета капитальных и текущих затрат необходимо предварительно опре-делить:
– коэффициенты использования оборудования при выполнении операции с ус-ловным годовым выпуском N=100000 шт.
Находим их по формуле расчетного числа станков:

Sрасч=(Тшк•N)/(Fд.о•60),

где Тшк – норма штучно-калькуляционного времени, для базового и проектируе-мого вариантов она будет соответственно равна:

Тшк1=4,6 мин;

Тшк2=2,4 мин.

Fд.о – действительный (эффективный) фонд времени работы оборудования в год (при двухсменном режиме работы).

Fд.о=номинальный годовой фонд времени – потери номинального фонда (5%).

Fд.о=4140–4140•0,05=3935 час.

– коэффициенты занятости производственных рабочих.
В базовом и проектируемом вариантах количество производственных рабочих определяется по формуле:

Rп = (Тшк1•N)/(Fд.р•60•Sм), чел.,

где Fд.р – действительный фонд времени работы производственного рабочего (Fд.р =1820 час.);
Sм – коэффициент многостаночности (Sм =1).
Число высвобождаемых рабочих определяется по формуле:

Чв.р=Rп1–Rп2

Расчеты сводим в таблицу 1.

Таблица 3.1 – Расчет вспомогательных показателей
Наименование показателя Расчетная формула Расчет
1 вариант
(базовый) 2 вариант
(проектируемый)
1. Расчетное число станков, ед. Sр=(Тшк•N)/(Fдо•60) Sр1=(4,6•100000)/ /(3935•60)=1,94 Sр1=(2,4•100000)/ /(3935•60)=0,8
2. Количество станочников Rп=(Тшк•N)/(Fдр•60•Sм) Rп=(4,6•100000)/ /(1820•60•1)=4,2 Rп=(2,4•100000)/ /(1820•60•1)=2,2
3. Количество высвобождаемых рабочих Чвр=Rп1-Rп2 Чвр=4-2=2

3.4Расчет суммы капитальных вложений по сравниваемым вариантам.

Капитальные вложения К, учитываемые при определении эффективности складываются из следующих затрат:
1. Балансовая стоимость оборудования:

Коб=Цоб•Sпр•1,1 руб.

где Цоб – стоимость единицы оборудования;
Sпр –принятое число станков на анализируемой операции;
1,1 – коэффициент, учитывающий затраты на транспортировку и мон-таж.
Для базового варианта стоимость единицы оборудования Цоб равна стоимости станка.
Для проектируемого варианта стоимость единицы оборудования Цоб рассчи-тываем в таблице 2.


Таблица 3.2 – Расчет стоимости автоматизированного комплекса
Наименование оборудования Количество Стоимость, руб
Станок шлифовальный 1 165000
Металлоконструкция 1 15000
Гидроцилиндр 2 30000
Транспортер шаговый 2 40000
Манипулятор 2 70000
Скоба индуктивная 1 9000
Устройство подводящее 1 7000
Отсчетно-командное устройство 1 10000
Основание крепления подводящего устройства 1 5000
Итого: 351000

Модернизация оборудования (3% от стоимости основного оборудования):

0,03•165000=4950 руб.

Монтаж и отладка комплекса (3% от стоимости всего оборудования):

0,03•351000=10530 руб.

Проектные работы (2% от стоимости всего оборудования):

0,02•351000=7020 руб.

Итого: стоимость комплекса:

Цоб =373500 руб.

Капитальные вложения для базового варианта:

Коб1=165000•2•1,1=363000 руб.

Капитальные вложения для проектируемого варианта:

Коб2=373500•1•1,1=410850 руб.

2. Стоимость производственной, вспомогательной и служебно-бытовой пло-щадей:

Кпл=1,1•Цпл•Fоб•γ•Sпр•Цпл.быт•Fбыт•Rп руб.
где 1,1 – коэффициент, учитывающий вспомогательную площадь;
Цпл – стоимость одного квадратного метра площади (Цпл = 886 руб.);
Fоб – площадь, занимаемая оборудованием, м ²;
γ – коэффициент, учитывающий дополнительную площадь;
Sпр – принятое число станков, шт.;
Цпл.быт – стоимость одного квадратного метра площади служебно-бытовых помещений (Цпл.быт =400 руб.);
Fбыт – площадь служебно-бытовых помещений, приходящаяся на одного ра-бочего (Fбыт = 7 м ²);
Rп – количество производственных рабочих, чел.
Капитальные вложения в площади для базового варианта:

Кпл1=1,1•886•2,5•5•2+400•7•4=35565 руб.

Капитальные вложения в площади для проектируемого варианта:

Кпл2=1,1•886•4,3•4,5•1+400•7•2=24459 руб.

Итого: капитальные вложения по сравниваемым вариантам:

К1=Коб1+Кпл1=363000+35565=398565 руб.

К2=Коб2+Кпл2=410850+24459=435309 руб.

3.5 Расчет отдельных статей себестоимости.

1. Затраты на основную и дополнительную заработную плату с отчислениями производственных рабочих:

З=Рсд•N•ηпр•ηр.к•ηдоп•ηсоц руб,

где Рсд – сдельная расценка за операцию:

Рсд=Тст•Тшк /60 руб.;

Тст – часовая тарифная ставка соответствующего разряда работ, руб.;
Тшк – норма штучно-калькуляционного времени, мин.;
N – годовой выпуск деталей, шт.;
ηпр – коэффициент, учитывающий приработок рабочего (ηпр=1,4);
ηр.к – районный коэффициент (ηр.к = 1,15);
ηдоп – коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату (ηдоп=1,18);
ηсоц – коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды (ηсоц=1,279).
2. Затраты на амортизацию технологического оборудования:

А=Коб•а/100 руб.

где а – норма амортизационных отчислений, которая устанавливается, исходя из срока полезного использования Т=10 лет (а=10%).
3. Затраты на ремонт и содержание площадей:

Зпл=Нпл (Fоб•γ•Sпр•1,1+Fбыт•Rп) руб.

где Нпл – норматив затрат на ремонт и содержание одного квадратного метра про-изводственной площади и площади служебно-бытовых помещений (Нпл=180 руб.).
Все расчеты сводим в таблицу 3.

Таблица 3.3 – Расчет технологической себестоимости
Статьи затрат Расчетная формула Расчет
1 вариант
(базовый) 2 вариант
(проектируемый)
1 Затраты на зара-ботную плату производственных рабочих, руб. З =(Тст•Тшк/60)•N• •ηпр•ηр.к•ηдоп•ηсоц З1=(9,3•4,6/60)•100000••1,4•1,15•1,18•1,279= =173248 З2=(7,8•2,4/60)•100000•
•1,4•1,15•1,18•1,279=
=75811
2. Затраты на амортизацию тех-нологического оборудования, руб. А = Коб•а/100 А1=363000•10/100= =36300 А2=435309•0/100= =43531
3 Затраты на ре-монт и содержа-ние площадей, руб. Зпл=Нпл•(Fоб•γ• •Sпр•1,1+Fбыт•Rп) Зпл1=180•(2,5•5•2• •1,1+7•4)=9990 Зпл2=180•(4,3•4,5•1•
•1,1+7•2)=6352
Итого: С1=219538 руб. С2=125694 руб.


3.6. Обоснование экономической эффективности внедрения автоматизирован-ного комплекса.

В результате расчетов установлена экономическая целесообразность внедрения разработанного автоматизированного комплекса, а именно:
– увеличение производительности труда и высвобождение численности рабо-чих на 50 %;
– снижение себестоимости операции на 43 %;
– годовой экономический эффект составляет 84333 руб.

Таблица 3.4 – Расчет показателей экономической эффективности внедрения авто-матизированного комплекса.
Наименование
показателя Единица измерения Расчетная
формула Расчет
1. Условно годовая экономия. Руб. Эу.г=С1-С2 Эу.г=219538–125694= =93844
2. Дополнительные капитальные затраты. Руб. Кд=К2-К1 Кд=435309–398565= =36744
3. Годовой экономи-ческий эффект. Руб. Эгод=Эу.г -Ен×Кд Эгод=93844–0,15×36744=
=88333
4. Снижение себе-стоимости операции. % αсеб=((С1-С2)/ /С1)×100% αсеб=((219538–125694)/ /219538)•100=43
5. Высвобождение рабочих. % αчисл=((Rп1-Rп2)/ /Rп1)100% αчисл=((4–2)/4)•100=50

 

4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Требования безопасности на участке механической обработки детали “Вал” на круглошлифовальном станке

Каждый технологический процесс характеризуется определенными вредными и опасными факторами, влияющими на организм человека:
– физические (движущиеся машины и механизмы, подвижные части производ-ственного оборудования, передвигающиеся изделия, повышенная запыленность и загазованность рабочей зоны и др.);
– химические (токсические, раздражающие, сенсибилизирующие, канцероген-ные, мутагенные, влияющие на репродуктивную функцию химические вещества);
– биологические (патогенные микроорганизмы и продукты их жизнедеятель-ности, а также микроорганизмы);
– психофизиологические (физические и нервно-психические нагрузки).
Спроектированный технологический процесс механической обработки детали, планировка оборудования на участке, производственное здание цеха, должны удовлетворять основным нормам безопасной организации труда, такие как орга-низационно – технические, санитарно – гигиенические, социально-экономичес-кие. Для успешного решения вопросов охраны труда необходимо выполнение следую-щих мероприятий:
– соблюдения санитарных норм;
– защита от механического травмирования;
– электробезопасность участка;
– пожаробезопасность участка.
Производственная санитария проектируемого участка является важнейшим мероприятием снижения вредных факторов воздействующих на человека. Такими факторами на участке являются:
– шумы механического происхождения;
– производственные вибрации.
Факторы, вызывающие шумы механического происхождения, следующие: инерционные возмущающие силы, возникающие из-за движения деталей меха-низма с переменными ускорениями, также источниками шума, происхождение которого несвязанно непосредственно с технологическими операциям, выполняе-мые металлорежущим оборудованием, являются прежде всего подшипники каче-ния и зубчатые передачи. Для уменьшения механического шума необходимо своевременно проводить ремонт оборудования, применять принудительное сма-зывание трущихся поверхностей.
Производственные вибрации, возникающие в процессе работы оборудования, не должны воздействовать на ход выполнения технологического процесса. В этом случае, для гашения общей вибрации используют установку металлорежущего оборудования на фундамент. Массу фундамента подбирают таким образом, чтобы амплитуда колебания подошвы фундамента не превышало 0,1 – 0,2 мм. Также не-обходимо выполнять организационные мероприятия:
– контроль за монтажом оборудования;
– своевременное и качественное выполнение планово – предупредительных ремонтов и технического обслуживания;
– выполнения правил эксплуатации машин.
Одним из необходимых условий здорового и высокопроизводительного труда является обеспечение санитарных норм воздушной среды в рабочей зоне помеще-ний, а также отопление производственного участка в холодное время года.
Для данного технологического процесса предусматривается естественная вен-тиляция, которая может быть неорганизованной и организованной, а также мест-ная вытяжная вентиляция для отдельного оборудования. Неорганизованная вен-тиляция – поступление и удаление воздуха происходит через не плотности, окна, форточки, специальные проемы здания участка. Организованная естественная вентиляция осуществляется аэрацией. Расчет аэрации производят для летнего времени, как самого неблагоприятного для аэрации по формулам, приведенных в СНиП II-90-81 (Проектирование воздухообмена производственных зданий про-мышленных предприятий). Местная вытяжная вентиляция позволяет полностью устранить пылевыделение и отлетание крупных частиц при работе на заточном станке во время заточки инструмента. Тип вытяжного устройства необходимо применить защитно-обеспыливающий кожух.
Цель отопления участка – поддержания в нем заданной температуры воздуха при использовании системы водяного отопления, как наиболее эффективной в са-нитарно-гигиеническом отношении. Применяются системы с нагревом воды до 100 0С. В качестве побудителей движения воды используют водяные насосы. Вода в систему отопления подается либо от собственной котельной предприятия либо от городской котельной.
Правильно спроектированное и выполненное освещение на участке обеспечит возможность нормальной производственной деятельности. Сохранность зрения человека, состояние его центральной нервной системы и безопасность на участке в значительной мере зависят от условий освещения. При освещении производст-венного участка необходимо использовать совмещенное освещение, при котором естественное освещение дополняется искусственным. Естественное освещение применяется верхнее, осуществляемое через аэрационные фонари и проемы в пе-рекрытиях. Искусственное освещение рекомендуется применять комбинирован-ное, когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующие световой поток непосредственно на рабочих местах. По функциональному назначению искусственное освещение, применяемое на участке должно быть рабочее, аварий-ное, эвакуационное.
Рабочим освещение обязательно на всем участке для обеспечения нормальной работы, прохода людей и движения транспорта. Нормы рабочего освещения должны соответствовать общим нормативам искусственного освещения СНиП II-32-80 (Естественное и искусственное освещение).
Аварийное освещение устраивают для продолжения работы в тех случаях, ко-гда внезапное отключение рабочего освещения (при аварии) и связанного с этим нарушение нормального обслуживания оборудования могут вызвать на участке пожар и длительное нарушение технологического процесса. Наименьшая осве-щенность рабочих поверхностей требующих обслуживания при аварийном режи-ме, должна составлять 5% освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе комбинированного освещения.
Эвакуационное освещение следует предусмотреть для эвакуации людей из по-мещения участка при аварийном отключении рабочего освещения в местах опас-ных для похода людей. Эвакуационное освещение должно обеспечивать освещен-ность 0,5 лк. Для аварийного и эвакуационного освещения следует применять только лампы накаливания и люминесцентные.
Сведение к минимуму ручных операций связанных с установкой и снятием достаточно тяжелых заготовок (вес более 30 кг) при работе на металлорежущем оборудовании достигается механизацией и автоматизацией данных операций. Для защиты от механического травмирования на участке применяются предохра-нительные защитные средства и оградительные устройства. Предохранительные защитные средства предназначены для автоматического отключения металлоре-жущего оборудования, автоматизированных систем, агрегатов при отклонении какого либо параметра, характеризующего режим работы оборудования, за преде-лы допустимых значений. Таким образом, при аварийных режимах (увеличении давления, температуры, рабочих скоростей, силы тока, крутящих моментов) ис-ключается возможность взрывов, поломок, воспламенений. Требования предо-хранительных защитных средств выполняются в соответствии с ГОСТ 12.4.125-83. Оградительные устройства необходимы для препятствования попадания человека в опасные зоны участка, такие как зоны работы промышленных роботов, зоны обработки заготовок на станках а также выполнять роль защиты от отлетающих при обработке частиц. Применение полного стационарного ограждения для распределительных устройств электрооборудования участка работающего под высоким напряжением. Конструктивные решения оградительных устройств должны соответствовать ГОСТ 12.4.125-83.
Для повышения электробезопасности участка необходимо применение систем защитного отключения, защитного заземления, применение изолирующих средств для токоведущих частей оборудования, знаков безопасности, предупредительных плакатов и надписей. Защитное отключение оборудования обеспечивается путем введения устройства, автоматически отключающего оборудование – потребитель тока при возникновении опасности поражения током, данное устройство срабаты-вает на превышение какого – либо параметра в электрических цепях технологиче-ского оборудования (силы тока, напряжения, сопротивления изоляции). Пред-ставлена принципиальная схема защитного отключения с использованием реле максимального тока (рисунок 4.1).

Рисунок 4.1 – Принципиальная схема устройства защитного отключения
1-реле максимального тока; 2-трансформатор тока; 3-проводник;
4-заземлитесь; 5-электродвигатель; 6- пускатель; 7- блок контакты;
8-сердечник; 9-катушка пускателя; 10,12,13- кнопки;
11- вспомогательное сопротивление.
Защитное заземление представляет собой преднамеренное электрическое со-единение с землей или ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей электрического и технологического оборудования участка, которые могут ока-заться под напряжением. В соответствии с рисунком 3.2 представлена схема за-щитного заземления.

Рисунок 4.2 – Схема защитного заземления
1-трансформатор; 2-сеть; 3-корпус оборудования;
4-обмотка электродвигателя; 5-заземлитель;
6-сопративление заземления.

Конструктивными элементами защитного заземления являются заземлители – металлические проводники, находящиеся в земле и заземляющие проводники, со-единяющие заземляемое оборудование с заземлителем. В качестве естественных заземлителей можно применить железобетонный фундамент участка, водопро-водные трубы. Естественные заземлители необходимо связывать с заземляющей сетью не менее чем двумя проводниками, присоединенных к заземлителю в разных местах. В качестве искусственных заземлителей можно применить вертикально забитые стальные трубы длиной 2–3 м и диаметром 25–62 мм в виде очагов из трех и более труб расположенных по треугольнику или в ряд. Сопротивление заземляющего устройства для установок напряжением до 1000 В согласно ин-струкции по выполнению сетей заземления электроустановок СН-102-85, должно быть не более 4 Ом. При защитном заземлении используется явление, возникаю-щие во время стекания тока в землю, при котором происходит резкое снижение потенциала заземлившийся токоведущей части.
В свою очередь для периодической смены инструмента, регулировки и подна-ладки станков с ЧПУ, их смазывания, и чистки, а также для мелкого ремонта ав-томатизированных устройств должно быть предусмотрено специальное время. Все перечисленные работы должны выполняться на обесточенном оборудовании. Требования безопасности к промышленным работам и робототехническим ком-плексам установлены ГОСТ 12.2.072-82.
Класс пожарной опасности участка соответствует классу (Е) – пожары, свя-занные с горением электроустановок. Категория помещения участка соответствует категории (Д) – это производства, в которых обрабатываются негорючие вещества и материалы в холодном состоянии. Исходя из этих данных необходимо оснастить участок ручными и передвижными огнетушителями, а также пожарными щитам (ЩП-Е). Для данных условий необходимо применять порошковые, углеки-слотные, хладоновые огнетушители. Применение автоматических средств обна-ружения пожаров является одним из основных условий обеспечения пожарной безопасности на участке так как позволяет оповестить дежурный персонал о по-жаре и месте его возникновения. Такими средствами являются извещатели ком-бинированного типа реагирующие на тепло и дым.

4.2 Взрывозащита технологического оборудования на участке

Ни одно производство не обходится без использования систем повышенного давления (трубопроводов, баллонов и емкостей для хранения или перевозки сжа-тых, сжиженных и растворенных газов, и т.п.). Любые системы повышенного давления всегда представляют потенциальную опасность.
Причинами разрушения или разгерметизации систем повышенного давления могут быть: внешние механические воздействия, старение систем (снижение ме-ханической прочности); нарушение технологического режима; конструкторские ошибки; изменение состояния герметизируемой среды; неисправности в кон-трольно-измерительных, регулирующих и предохранительных устройствах; ошибки обслуживающего персонала и т.д.
Взрывозащита систем повышенного давления достигается организационно-техническими мероприятиями; разработкой инструктивных материалов, регла-ментов, норм и правил ведения технологических процессов; организацией обуче-ния и инструктажа обслуживающего персонала; осуществлением контроля и над-зора за соблюдением норм технологического режима, правил и норм техники безопасности, пожарной безопасности и т.п. Кроме того, оборудование повышен-ного давления должно быть оснащено системами взрывозащиты, которые пред-полагают:
– применение гидрозатворов, огнепреградителей, инертных газов или паровых завес;
– защиту аппаратов от разрушения при взрыве с помощью устройств аварий-ного сброса давления (предохранительные мембраны и клапаны, быстродейст-вующие задвижки).
Средства обеспечения безопасности основных элементов систем повышенного давления.
Чтобы внешний вид трубопровода указывал на свойства траспортируемого вещества, введена их опознавательная окраска:
Вода…………………………………...зеленый
Пар…………………………………….красный
Воздух…………………………...........синий
Кислоты………………………………оранжевый
Щелочи……………………………….фиолетовый
Горючие и негорючие газы………….желтый
Горючие и негорючие жидкости……коричневый
Прочие вещества......………...……….серый
Для выделения вида опасностей на трубопроводы наносят предупреждающие (сигнальные) цветные кольца, количество которых определяет степень опасности. Так, на трубопроводы взрывоопасных, огнеопасных, легковоспламеняющихся веществ наносят красные кольца, безопасных или нейтральных веществ – зеленые, токсичных веществ – желтые. Для обозначения глубокого вакуума, высокого давления, наличия радиации используют также желтый цвет.
Трубопроводы, по которым в зону реакции к аппарату или устройству подается горючее и окислитель, оборудуют специальными устройствами: автоматическими задвижками, обратными клапанами, гидравлическими затворами, огне- и взрывопреградителями.
Стационарные сосуды, баллоны для хранения и перевозки сжатых, сжиженных и растворенных газов: баллоны (ГОСТ 949-73) изготовляют малой (0,4...12л), средней (20...50л) и большой (80...500л) вместимости. Баллоны малой и средней вместимости изготовляют из углеродистой стали на рабочее давление 10, 15 и 20 МПа, из легированной стали – на15 и 20 МПа.
Наружная поверхность баллонов окрашивается в определенный цвет, на нее наносится соответствующая надпись и сигнальная полоса. Сигнальная окраска баллонов и цистерн позволяет исключить образование смеси «горючее - окисли-тель» вследствие заполнения емкостей рабочим телом, для которого они не пред-назначены.
Для обеспечения безопасной и безаварийной эксплуатации сосуды и аппараты, работающие под давлением, должны подвергаться техническому освидетельство-ванию после монтажа и пуска в эксплуатацию периодически в процессе эксплуа-тации, а в необходимых случаях и внеочередному освидетельствованию.

4.3 Оценка устойчивости работы участка

Под устойчивостью функционирования предприятия понимают способность его в чрезвычайных ситуациях (ЧС) выпускать продукцию в запланированном объеме и номенклатуре (выполнять свои функции в соответствии с предназначе-нием), а в случае аварии (повреждения) восстанавливать производство в мини-мально короткие сроки.
На устойчивость функционирования участка в ЧС влияют следующие факторы: надежность защиты работающих от последствий стихийных бедствий, аварий (катастроф), а также воздействия первичных и вторичных поражающих факторов ОМП и других современных средств нападения; способность инженерно-технического комплекса объекта противостоять в определенной степени этим воздействиям; надежность системы снабжения объекта всем необходимым для производства продукции (сырьем, топливом, электроэнергией, газом, водой и т.п.); устойчивость и непрерывность управления производством и ГО; подготов-ленность объекта к ведению спасательных и других неотложных работ (СиДНР) и работ по восстановлению нарушенного производства.
Оценка устойчивости участка к воздействию различных поражающих факторов проводится с использованием специальных методик. Исходными данными для проведения расчетов по оценке устойчивости участка являются возможные максимальные значения параметров поражающих факторов; характеристики объ-екта и его элементов.
Параметры поражающих факторов обычно задаются вышестоящим органом обеспечения БЖД в условиях ЧС. Если такая информация не поступила, то мак-симальные значения поражающих факторов определяются расчетным путем. При отсутствии и этих данных характер и степень ожидаемых разрушений могут быть определены для различных значений интенсивности землетрясений (I, в баллах) или избыточного давления (∆Pф) воздушной ударной волны ядерного взрыва, вы-зывающего в зданиях и сооружениях слабые, средние и сильные разрушения.
Оценка степени устойчивости объекта к воздействию сейсмической (ударной) волны заключается в выявлении основных элементов объекта (цехов, участков, систем), от которых зависят его функционирование и выпуск необходимой про-дукции; определение предела устойчивости каждого элемента и объекта в целом по минимальному пределу входящих в его состав элементов; сопоставлении най-денного предела устойчивости объекта с ожидаемым максимальным значением сейсмической (ударной) волны и заключении о его устойчивости. Устойчивость самих элементов оценивается по средним разрушениям.
В выводах и предложениях на основе анализа результатов оценки устойчивости каждого элемента и объекта в целом даются рекомендации по целесообразному повышению устойчивости наиболее уязвимых элементов объекта.
Целесообразным пределом повышения устойчивости принято считать такое значение сейсмической (ударной) волны, при котором восстановление повреж-денного объекта возможно в короткие сроки и экономически оправдано (обычно при получении объектом слабых и средних разрушений).
Оценка устойчивости объекта к воздействию светового излучения ядерного взрыва заключается в определении предела устойчивости здания к световому из-лучению и сопоставлении этого значения с ожидаемым максимальным световым импульсом на объекте.
Оценка устойчивости объекта к воздействию проникающей радиации ядерного взрыва заключается в определении максимального значения дозы излучения Dmax, ожидаемой на объекте, определении степени поражения людей и повреждения материалов и приборов, чувствительных к радиации (ЭВМ, оптические приборы, фотопленка и др.).
Температурное воздействие является статически преобладающим поражающим фактором, проявляющимся при различных ЧС техногенного происхождения в качестве первичного, а в ряде случаев и вторичного фактора. Оно возникает при воздействии потоков нагретого воздуха, воздействии открытого пламени, темпе-ратурном воздействии при взрывах или воздействии лучистой энергии и приводит к возникновению и распространению пожаров.
Устойчивость функционирования промышленного объекта при возникновении пожара зависит от огнестойкости элементов оборудования и зданий, от их конст-руктивной и функциональной пожарной опасности, от наличия на объекте средств локализации и тушения пожаров и возможностей их своевременного применения.
Под огнестойкостью понимают способность строительной конструкции сопро-тивляться воздействию высокой температуры в условиях пожара и выполнять при этом свои обычные эксплутационные функции.
Потеря несущей способности определяется обрушением конструкции или воз-никновением предельных деформаций и обозначается индексом R. Потеря ограж-дающих функций определяется потерей целостности или теплоизолирующей спо-собности. Потеря целостности обусловлена проникновением продуктов сгорания за изолирующую преграду и обозначается индексом Е. Потеря теплоизолирующей способности определяется повышением температуры на необогреваемой по-верхности конструкции в среднем более чем на 1400 С или в любой точке этой по-верхности более чем на 1800 С и обозначается индексом J.
Основные положения методов испытаний конструкций на огнестойкость из-ложены в ГОСТ 30247.0 – 94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования» и ГОСТ 30247.1 – 94 «Конструкции строи-тельные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конст-рукции».
Степень огнестойкости здания определяется огнестойкостью его конструкций в соответствии с таблицей 4.1.
Таблица 4.1 – Огнестойкость строительных конструкций
Степень огне-ти здания Максимальные пределы огнестойкости строительных конструкций
Несущие элементы здания Наруж-ные сте-ны Перекрытия междуэтажные чердачные и над подвалом Перекры-тия бес-чердач-ные Лестничные клетки
Внутр. площад-ки стены Марши лестниц

II R45 RE15 REJ45 RE15 REJ90 R45

Класс конструктивной пожарной опасности здания определяется степенью участия строительных конструкций в развитии пожара и образования его опасных факторов.
По пожарной опасности строительные конструкции подразделяются на классы: К0, К1, К2, К3 (ГОСТ 30-403 – 95 «Конструкции строительные. Метод опре-деления пожарной опасности»). Класс пожарной опасности конструкции опреде-ляется по таблице 4.2.

Таблица 4.2 – Классы пожарной опасности конструкции
Классы пожарной опасности конструк-ции Допустимый раз-мер повреждения конструкции Наличие Допускаемые характери-стики пожарной опасности поврежденного материала
Верти-кальные Гори-зонтальные Тепло-вого эффек-та Горе-ния Группа
Горю-чести Воспла-меняе-мости Дымооб-разующей способно-сти
К1 До 40
До 25
Н.Д.
Н.Р. Н.Д.
Н.Р. Н.Р.
Г2 Н.Р.
В2 Н.Р.
Д2

Здания и пожарные отсеки по конструктивной пожарной опасности подразде-ляются на классы согласно таблице 4.3.

Таблица 4.3 – Классы конструктивной пожарной опасности здания
Класс конст-руктивной пожарной опасности здания Опускаемые классы пожарной опасности строительных конст-рукций
Несущие стержне-вые эле-менты (ко-лонны,ри-гели и др.) стены наруж-ные с внешней стороны Стены, пере-городки и перекрытия и бесчердач-ные покры-тия Стены лест-ничных кле-ток и проти-вопожар-ные преграды Марши и площадки лестниц
С1 К2 К1 К0 К0 К0

Согласно ГОСТ 30244 – 94 «Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть», строительные материалы в зависимости от значения параметров го-рючести подразделяются на горючие (Г) и не горючие (НГ) согласно таблице 4.4.

Таблица 4.4 – Характеристики групп горючести строительных материалов
Группа горючести материалов Параметры горючести
Температура дымовых газов t, 0С Степень повреждения по длине Sl, % Степень поврежде-ния по мас-се Sm, % Продолжительность самостоятельного го-рения tст, 0С
Г2 < 235 < 85 < 50 < 30

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Ковальчук, Е.Р. Основы автоматизации машинного производства / Е.Р. Ковальчук, М.Б. Косов, В.Г. Митрофанов. – М.: Высш. шк., 2001. – 321 с.
2. Капустин Н.М. Автоматизация машиностроения. – М.: Высш. шк., 2003. – 223с.
3. Педя Е.И. Активный контроль в машиностроении.- М.: Машиностроение, 1978. – 352с.
4. Белоусов А.П., Дащенко А.И., Полянский П.М. Автоматизация процессов в машиностроении. – М.: Высш. шк., 1993. – 215с.
5. Владзиевский А.П., Белоусов А.П. Основы автоматизации производства в машиностроении – М.: Высш. шк., 1974. – 352с.
6. Белоусов А.П., Дащенко А.И. Основы автоматизации производства в маши-ностроении – М.: Высш. шк., 1982. – 351с.
7. Малов А.Н. Загрузочные устройства для металлорежущих станков.– М.: Машиностроение, 1965. – 444с.
8. Организация производства и менеджмент: Методические указание по вы-полнению курсовой работы/ Е.А.Устюгова – Усть-Катав: Изд. ЮУрГУ, 2006 – 14с.
9. Методические указания по выполнению экономической части дипломного проекта/ Н.С. Колпакова– Усть-Катав: Изд. ЮУрГУ, 2006 – 14с.
10. Роботизированные технологические комплексы и гибкие производственные системы в машиностроении: Альбом схем и чертежей/ Ю.М. Соломенцев. – М.: Машиностроение, 1989. – 192с.
11. Белов С.В., Козьянов А.Ф. Безопасность жизнедеятельности. – М.: Высш. шк., 2005. – 608с.





Комментарий:

Дипломная работа полная, отлично!


Рекомендовать другу
50/50         Партнёрка
Отзывы