Файл: Ярмолинский, Д. А. Элементы конструкций автоматов линий розлива вин монография.pdf

рабочего цикла Гр выдается одно готовое изделие, то Q' равно количеству циклов в единицу времени.

Выпускная способность Q' машины данной конструкции есть величина постоянная. Действительная же производительность зависит не только от теоретического значения выпускной спо­ собности, но от того, насколько стабильна эта выпускная способ­ ность, т. е. от надежности машины, а также от продолжитель­ ности остановок по другим причинам, которые в целом характе­ ризуют степень совершенства организации данного производства, а не качество машины.

Два разных образца одной и той же машины могут быть изго­ товлены в разных условиях, с разной тщательностью и поэтому один из них может работать лучше, надежнее, с меньшим коли­ чеством брака, сбоев и подналадок. С другой стороны, один и тот же образец может работать по-разному в различных усло­ виях, в частности, на разном сырье. Отношение действительной производительности к теоретической характеризует относитель­ ную величину всякого рода потерь времени работы машины. Это отношение

называется коэффициентом общего использования теоретической производительности машины или коэффициентом использования машины.

Технологической производительностью Q" называется такое фиктивное, максимально возможное при данной технологии ко­ личество продукции в единицу времени, которое могло бы быть выпущено, если бы не было потерь на холостые ходы и в тече­ ние всего времени пребывания обрабатываемого объекта в ма­ шине он непрерывно подвергался бы обработке.

Отношение теоретической производительности к технологи­ ческой

называется коэффициентом непрерывности, или коэффициентом производительности. Он может быть представлен также в виде

r\' = tplT9,

здесь Гр — рабочий цикл (обычно совпадающий с кинемати­ ческим)

Гр — tp “Р ^ВСП ,

где /р — часть интервала рабочего хода, используемая для непо­

средственного воздействия на обрабатываемый объект; tBCn— вспомогательное время для подвода инструмента, обратного хо­ да или остановки в пределах цикла.

9

В циклических машинах коэффициент непрерывности колеб­ лется в пределах 0<'ц//<1, в непрерывно-поточных машинах

V '= 1.

Таким образом:

Как видно из формулы (1), повысить фактическую произво­ дительность можно увеличением:

а) коэффициента использования машины г\', т. е. повышением надежности, сокращением внецикловых потерь, лучшей органи­ зацией производства;

б) коэффициента непрерывности ц", т. е. увеличением отно­ сительного времени непосредственной обработки; уменьшение времени обратных ходов, остановок, более полное использова­ ние рабочего хода уменьшают потери процесса, приближая его к непрерывно-поточному;

в) технологической производительности Q", т. е. интенсифи­ кацией режима обработки, например увеличением скоростей

рабочих ходов.

Увеличение одной технологической производительности Q" или одного коэффициента непрерывности т\" не может дать ли­ нейно-пропорционального увеличения теоретической производи­ тельности Q'. В равной мере увеличение Q' при ц '= const, или наоборот, не дает пропорционального увеличения фактической производительности Q. В самом деле, так как

будет Qmax=Q/-

В машинах, у которых коэффициент непрерывности сравни­ тельно невелик, следует в первую очередь стараться сократить время холостых ходов и вспомогательных операций, а также совмещать операции во времени. При значительной величине т)" можно добиться увеличения теоретической производительности интенсификацией самого процесса. Если невелик коэффициент

10

использования машины, не следует стремиться во что бы то ни стало увеличивать теоретическую производительность. Нужно прежде всего позаботиться о повышении надежности машины и улучшении ее технического обслуживания. Если же коэффициент использования достаточно высок, то нужно думать и о путях повышения теоретической производительности машины.

Основная паспортная характеристика машины — ее теорети­ ческая производительность (выпускная способность) Q'. Она зависит от класса машины, числа потоков (ручьев) w, скоростей рабочих органов, степени совмещения отдельных цикловых опе­ раций.

Для всех машин справедливы два основных положения.

1. Производительность (в дальнейшем будем подразумевать везде теоретическую производительность) пропорциональна про­ дуктовой емкости машины е и обратно пропорциональна ее технологическому циклу Гт, т. е.

(2)

Под продуктовой емкостью понимают количество одновре­ менно находящихся в машине объектов. При этом само собой разумеется, что технологический цикл машины не должен быть меньше технологического цикла процесса.

2. Производительность пропорциональна числу потоков w и обратно пропорциональна рабочему циклу 7Р. т. е. в общем случае

Понятно, конечно, что размерности производительности и цикла должны соответствовать одна другой.

Рассмотрим частные выражения производительности для машин разных классов.

Производительность машин класса I группы А (простейшим примером этого случая может служить однопозиционный уку­ порочный автомат типа УАЗ) в общем случае определится так:

1

Q' = ---- или Q' =

Тт

так как Tv= Tr

В свою очередь

Тг — ^ус +

1

п

где tyc — продолжительность установки и съема изделия; 2 ^ — 1

суммарное время выполнения основных и вспомогательных опе­ раций.

П

Производительность этих машин может быть повышена пу­ тем сокращения длительности установочно-съемных операций и интенсификации рабочих операций.

В машинах группы Б этого же класса различные операции начинаются одновременно. В этом случае машинное время оп­ ределяется продолжительностью наиболее длительной операции

Теоретическую производительность этих машин можно повы­ сить путем сокращения tyc и лимитирующей рабочей операции

^тах-

В машинах группы В класса I рабочие операции соверша­ ются параллельно-последовательно, т. е. частично совмещаются во времени. Продолжительность tt каждой последующей опера­ ции как бы сокращается здесь на время t\ перекрытия ее пре­

дыдущей операцией. Если число всех операций п, а число пере­ крытий ш, то

тр = т т= ^ +

1 1

Производительность этих машин можно повысить путем уменьшения времени установки и съема, уменьшения машинного

возможно большего совмещения операций.

В машинах класса II транспортер той или иной конструкции совершает движение с остановками на позициях, где рабочие ор­ ганы производят необходимую обработку. Примером такой полуавтоматической или автоматической (это зависит от харак­ тера загрузки и выгрузки) машин может служить цепная буты­

ломоечная машина.

Теоретическую производительность машины можно опреде­ лять по формуле (3) либо по формуле (2), где под рабочей емкостью следует понимать количество бутылок, единовременно находящихся в машине.

Для машин, подобных бутыломоечной, характерно, что одна и та же операция, например шприцевание, выполняется в не­ скольких позициях. Этот прием разбивки лимитирующей опера­ ции на ряд позиций часто используют для повышения произво­ дительности.

Очевидно, что в машинах класса II:

1) рабочий цикл равен кинематическому циклу ведущего звена основного транспортирующего органа и состоит из интер­

12

2) технологический цикл TT = Tp qp, где qp— число рабочих позиций.

Чем меньше время движения tR, тем лучше можно использо­ вать время остановки для непосредственной обработки. Но со­ кратить в пределах заданного цикла, значит повысить скорость транспортера и его ускорения в моменты трогания с места и торможения. Это может привести к рывкам и увеличению дина­ мической нагрузки, вызываемой инерцией массы транспортера. В некоторых случаях (например, в разливочных машинах) рыв­ ки транспортера недопустимы и по технологическим соображе­

операций, совершающихся в одной позиции, с учетом времени перекрытия. Тогда минимально возможный рабочий цикл

min = + ^д*

Наиболее оправдана схема машин класса II в тех случаях, когда операции обработки многочисленны, а по длительности более или менее одинаковы. Число позиций q и гнезд z тран­ спортера выбирают по формуле

па), непрерывно перемещающего обрабатываемые объекты от одной позиции к другой.

Машины группы Б этого класса характеризуются тем, что рабочие органы закреплены не за позициями, а за гнездами и движутся вместе с установленными в них обрабатываемыми объектами. Эти машины обычно производят лишь одну опера­ цию. Смысл применения их в том, чтобы во много раз умень­ шить рабочий цикл Гр по сравнению с технологическим Гт путем увеличения числа гнезд, в которых эта операция выпол­

13

времени поворота ротора на угол а между осевыми линиями двух соседних гнезд:

а

0) »

где со — угловая скорость карусели в рад/с.

Пусть полное число гнезд на карусели z0 и они располо­

где п — число оборотов карусели в единицу времени, соответ­ ствующую размерности, принятой для Гр.

Рабочий цикл Гр должен быть не меньше времени, необхо­ димого для выполнения наиболее длительной операции, т. е.

р min^STmaX'

Число гнезд для машин класса III выбирают, как и в ма­ шинах класса II, исходя из числа технологических операций, по формуле (4), а производительность выражается формулой

Следует отметить, что в отличие от многооперационных ав­ томатов группы А класса III, в которых число позиций с рабо­ чими органами обусловлено технологическим процессом (так как зависит от числа операций), в однооперационных автома­ тах группы Б конструктор может более или менее произвольно увеличивать число гнезд, в которых совершается операция, и тем самым повышать производительность.

Предел увеличения числа гнезд определяется экономичес­ кими соображениями. Чем больше гнезд по периферии кару­ сели, тем больше (при одном и том же шаге между гнездами) диаметр карусели, а значит и ее масса и стоимость (массу карусели обычно считают пропорциональной квадрату ее диа­ метра) . Стоимость же зависит как от массы, так и от сложно­ сти рабочих органов. Поэтому, например, при использовании сравнительно простых и недорогих разливочных устройств в автоматах для розлива некоторых пищевых жидкостей число этих устройств (z0) доводят до 64 шт.

Технологический цикл Гт роторной однооперационной маши­ ны с числом гнезд z0 равен времени полного оборота карусели

14