Файл: Волчкевич, Л. И. Автооператоры.pdf

ливается соосно со скалкой автооператора. Головка автооператора зажимает заготовку в перекошенном состоянии, в результате чего она не вставляется в патрон.

Такие отказы также являются неизбежным следствием того, что наружные и внутренние диаметры заготовок имеют большой разброс. В этих случаях стремление наладчиков отрегулировать положение магазина по высоте лишь приводит к увеличению ча­ стоты отказов, так как постоянное регулирование уменьшает жесткость системы, а получить гарантированную соосность осей заготовок с осью скалки невозможно из-за большого разброса по­ ложений оси заготовок. Заклинивание обработанного кольца в отводном лотке также происходит в основном из-за стружки. Стружка, попадая в отводной лоток, не дает возможности выкатиться кольцу, загораживает головку скалки автоопе­ ратора.

Таким образом, отказы обусловлены комплексным действием как циклических, так и необратимых факторов: наличие стружки

инестабильные размеры заготовок; несоосность осей зажимного патрона и скалки питателя из-за погрешностей сборки; хаотич­ ность положения заготовки при ее захвате головкой питателя и другие циклические факторы, действие которых проявляется с са­ мого первого момента эксплуатации автомата, после его пуска, ремонта, подналадки.

Действие необратимых факторов большой и средней интенсив­ ности — разрегулирование хода автооператора и положение дна магазина, снижение жесткости, загрязнение рабочих поверх­ ностей и т. д. — также проявляется достаточно быстро и требует периодической очистки и подналадки механизмов, что выполняется достаточно часто в новых станках или после капитального ремонта.

Все перечисленные циклические и необратимые факторы фор­ мируют сравнительно стабильную во времени интенсивность отказов автооператоров, которая зачастую бывает весьма высо­ кой. Так, автооператоры к автоматам 1261 для черновой обработки колец в линии системы Н. М. Князькова (1 ГПЗ) имели среднюю наработку на отказ не более 20—25 рабочих циклов; аналогичного типа автооператоры в линии системы Н. М. Морозова — около

55—70 циклов.

Необратимые, медленно действующие факторы (изнашивание рабочих поверхностей, усталостная прочность и т. д.) являются дестабилизирующими факторами уровня безотказности в работе из-за увеличения разброса параметров, поломок и т. д. Так, износ

иухудшение качества поверхностей магазинов (появление забоин, вмятин) увеличивают нестабильность положения заготовок и частоту их застревания в магазине; износ направляющих пита­ теля увеличивает нестабильность взаимного положения осей

шпинделя автомата и подаваемой заготовки в момент загрузки, а следовательно, — вероятность отказа при загрузке в патрон или на оправку.

29

Таким образом, задача повышения работоспособности авто­ операторов не должна рассматриваться только с позиций исполь­ зования малоизнашиваемых материалов, регулировки износа, увеличения габаритных размеров и прочности конструктивных звеньев, что позволило бы лишь несколько стабилизировать во времени интенсивность отказов, которая может при этом оказаться

весьма высокой.

Отказы лотковых устройств* Отказы транспортирующих меха­ низмов автоматических линий (подъемников, транспортеров-рас­ пределителей, подводящих и отводящих лотков, отводящих транс­ портеров и др.), как и у автооператоров, определяются комплекс­ ным воздействием как циклических (нестабильность размеров и формы заготовок, хаотичность их положения), так и необратимых факторов (износ, коробление, коррозия, разрегулирование звеньев; засорение и загрязнение). Рассмотрим действие этих факторов на примерах лотковых устройств.

Лотковые устройства (см. рис. 11) служат для подвода потока ориентированных деталей к механизмам автооператора (подвод­ ные лотки-магазины) и отвода их после выгрузки из зоны обработки станка (отводящие лотки). Детали в лотках перемещаются каче­ нием, под действием сил тяжести, без какого-либо механического воздействия приводных механизмов.

Подводящие лотки, связывающие транспортеры-распредели­ тели со станками, и отводящие лотки, связывающие станки с от­ водящим транспортером (см. рис. 3, 4), изготовляют обычно из полос пружинной листовой стали, которые служат бортами лотка. Лотки выполняют обычно сборными из нормализованных элемен­ тов (стальные полосы, соединительные скобы, проставки, крепеж­ ные изделия и т. д.), что позволяет их легко изготовлять и соби­ рать, гнуть по месту с последующей затяжкой болтов и т. д. В под­ водных лотках создаются межоперационные заделы; это обуслав­ ливает постоянную распределенную нагрузку на стенки лот­ ков, элементы заслонок и отсекателей, значительные силы, дей­ ствующие на кольца. В результате лотки изгибаются в плоскости наименьшей жесткости и дополнительно поворачиваются вокруг продольной оси; кольца выдавливаются, заклиниваются и застре­ вают. Тем самым, несмотря на видимую простоту конструкции и выполняемых функций, отсутствие приводных и подвижных эле­ ментов (кроме отсекателей и заслонок), лотковые подводные и от­ водные устройства являются источником значительной части отказов транспортирующих систем.

Например, анализ работы транспортной системы автомати­ ческой линии токарной обработки конического кольца конического

лотков из-за деформации лент; ослабление гаек винтов, стягиваю-

30

щмх ленты лотков, в результате чего не соблюдается расчетный зазор; загрязнение и забивание лотков стружкой; разброс колец; несоблюдение величин углов наклона лотков; перекосы лотков и т. п. На качение и застревание колец влияет также их форма.

Рис. 12. Схема западания бурта одного кольца за бурт другого

Например, конические кольца подшипников часто застревают из-за западания бурта одного кольца за бурт другого (рис. 12).

По рекомендуемым нормам на параметры лотков, разработан­ ным МСКБ АЛ и СС, зазоры между кольцом и боковой стенкой лотка для цилиндрических колец должны быть 4—8 мм, но не более Ѵ3 толщины кольца; для конических — не более Ѵ3 толщины буртов.

Диаграмма фактического рассеяния ширины лотка В, рабо­ тающего четыре года на участке обработки конических колец, при-

Рис. 13. Диаграмма фактического рассея­ ния ширины лотка В:

К — число случаев, по­

павших в данный интер­ вал; номинальная шири­

тическая ширина лотка как увеличивается, так и уменьшается. Наибольший зазор между кольцом и бортом лотка стал при­ мерно в 2,5 раза больше требуемого, а наименьшая ширина лотка стала меньше номинальной высоты кольца, что делает невозмож­ ным качение колец. Такое изменение ширины лотков — резуль­ тат неправильного монтажа и погрешностей сборки, действия динамических ударов катящихся колец о заслонки лотков и дру­ гие препятствия.

31

Вероятность застревания конических колец в лотках зависит от многих факторов: нестабильности ширины лотка, рассеяния высоты кольца, высоты бурта, разворота кольца и западания бурта одного кольца за бурт другого. Последний фактор уста­ новлен на примере качения конических колец в эксперименталь­ ном лотке.

Прокатываемые конические кольца брали с токарного участка технологического потока цеха 1 ГПЗ в количестве, обеспечивающем

лец становится практически невозможной. Между тем, более чем у 35% лотков ширина больше 39 мм (см. рис. 13). При углах на­ клона а = 10 и 15° (см. рис. 14) и ширине лотка 38 мм обеспечи­ вается допустимая вероятность отказов, равная 0,05—0,07.

С увеличением угла наклона лотка повышается вероятность застревания колец. Это объясняется тем, что у скатывающихся колец возрастает кинетическая энергия, усиливающая силу ди­ намического соударения колец. Борта лотков под действием уда­ ров колец об отсекатель или кольцо воспринимают часть динами­ ческой нагрузки и могут упруго деформироваться, тем самым увеличивая зазор и вероятность застревания колец. Под действием ударов катящихся колец скопившиеся перед отсекателем кольца постепенно выдавливаются из ряда и деформируют лоток; при этом бурты колец заклиниваются и кольца застревают.

Повышение надежности при проектировании автоматических линий должно достигаться не только применением более износо­

32

стойких материалов и методов снижения интенсивности износа (термической обработкой, упрочнением, компенсирующими устрой­ ствами и т. д.), но и стабилизацией параметров деталей, техноло­ гических процессов и конструктивных элементов. Для этого необ­ ходимо: 1) максимально перейти к цельным и жестким конструк­ циям; 2) создать механизмы с минимально возможным числом регулировочных звеньев и надежным их стопорением; 3) ввести блокировки, локализирующие действие случайных отказов; 4) тщательно рассчитать геометрические размеры и величину перемещений, точность изготовления и монтажа конструкций, исходя из анализа возможных вероятностных состояний при про­ цессах транспортировки и загрузки-выгрузки; 5) пересмотреть требования к заготовкам и ввести дополнительные операции, обес­ печивающие повышение точности их размеров и геометрической формы; 6) разработать меры по улучшению организации обслужи­ вания, профилактики и ремонта, позволяющие стабилизировать

интенсивность отказов, и т. д.

Необходимо исследовать работоспособность автоматических линий, в том числе и транспортно-загрузочных систем с учетом реальной нестабильности определяющих факторов как цикли­ ческого, так и необратимого характера. Особое место должно быть уделено исследованиям работоспособности автооператоров, как наименее надежных механизмов не только по сравнению с другими элементами транспортно-загрузочной системы, но и в целом по линии, что подтверждает табл. 1.

Таблица 1

Относительное распределение простоев механизмов и устройств многошпиндельных автоматов, встроенных

в автоматические линии 1 ГПЗ

У всех автоматов, несмотря на конструктивные и технологи­ ческие различия, на долю механизмов питания приходится наи­ больший процент простоев оборудования. Таким образом, надеж­ ность работы автоматов для обработки заготовок деталей типа