План
1.Значення й обсяг складальних робіт у машинобудуванні
2. Вихідні дані для проектування технологічного процесу складання
3. Основні види з’єднань, їх класифікація і методи їх виконання при складанні вузлів і машин
4. Організаційні форми складання в машинобудуванні
5. Методи складання в машинобудуванні.
1.Складанням називають частину технологічного процесу виготовлення виробу машинобудівного заводу, якою закінчуються роботи зі з’єднання окремих деталей у вузли і їх компонування для надання виробу готового виду відповідно до його функціонального призначення.
Складання починають з базового елемента, яким може бути деталь чи вузол. Як частина технологічного процесу складання буває вузлове і загальне, тобто складання: готового виробу. Технологічні схеми вузлового і загального складання будують окремо. В першій приводять порядок комплектування вузлів, а в другий – виробу в цілому. У приладобудуванні й апаратобудуванні, де у виробі є елементи, що утворюють електричні і магнітні ланцюги, розрізняють електричне складання і монтажні роботи.
У технологічний процес складання включаються також регулювальні, налагоджувальні й випробувальні роботи. Оскільки складання є заключним етапом у виробничому процесі, то, природно, що якість складання значно впливає на експлуатаційні якості машини, її надійність і довговічність. Обсяг складальних робіт у різних галузях машинобудування різний: його мінімальне значення 10%, а максимальне — 60%. Співвідношення складальних робіт до механічної обробки залежить від типу виробництва: у дрібносерійному воно складає 40...50%, у серійному 30...35%, у великосерійному 20...25% і в масовому – менше 20%.
Розробка виду технологічного процесу складання також залежить від типу виробництва. В одиничному виробництві технологічні процеси складання детально не розробляються. Розробляється тільки послідовність операцій і, орієнтовно, на підставі статистичних чи аналітичних даних, визначається основний час. Технологічний процес будується за принципом вказування послідовності виконання операцій, які не розчленовуються на більш дрібні переходи складального процесу. Для складання використовуються універсальні пристрої і устаткування. У серійних і масових виробництвах, навпаки, техпроцес складання розчленований на операції, переходи, прийоми з використанням спеціальних пристосувань, високоефективних пристроїв і устаткування.
2.Для того, щоб приступити до розробки технологічного процесу складання виробу чи вузла, технолог повинен мати у своєму розпорядженні деякі дані про виробництво і наступні документи: 1) складальні креслення і креслення загальних видів вузлів і виробів, на яких повинні бути зазначені допуски на кутові і лінійні розміри, конструктивні зазори і технічні вимоги до виробу; 2) технічні умови на приймання і випробування виробів; 3) виробнича програма складального цеху, у якій повинно бути вказано найменування вузлів і машин, що складаються , маса кожного вузла і виробу в цілому, річний випуск у кількісному вираженні і у тонах; 4) специфікації вузлів, що надходять на складання, і перелік деталей із вказівкою їхньої назви, номера, кількості на один виріб і місця, з якого вони надходить на складання. На підставі цих даних розробляється технологічний процес складання. Видається він у виді карт, схем і графіків. У картах складальних робіт для її кожної стадії викладаються усі елементи технологічного процесу з розбивкою його на операції, переходи і прийоми. Карти повинні містити: найменування машини; річний випуск машин і величину серії; найменування й опис операції і переходу для кожної стадії складання; інформацію про пристосування, інструменти, пристрої для складання і час окремих операцій; розряди робітників; конструктивні зазори для з’єднань деталей; ескізи, що ілюструють операції, пристрої і т.п.
3.До найбільш розповсюджених з’єднань у машинах відносяться вузли підшипників і зубчасті зачеплення. Ці види з’єднань у середньому складають від 5 до 20% загальної кількості з’єднань деталей машин.
У залежності від конструкцій деталей і вузлів їх з’єднання можуть бути рухомими і нерухомими. Як рухомі, так і нерухомі з’єднання підрозділяються на роз’ємні , що розбираються і нероз’ємні. Нерухомі з’єднання теж можуть бути роз’ємними.
До роз’ємних відносяться такі з’єднання, що можуть бути розібрані без особливих утруднень і ушкодження сполучених чи кріпильних деталей.
До нероз’ємних чи нерозбірних відносяться такі з’єднання, розбирання яких у процесі експлуатації не передбачено. Їх розбирання вимагає великих зусиль і супроводжується ушкодженням сполучених чи кріпильних деталей або матеріалу що їх з’єднує.
Нерухомі нероз’ємні з’єднання в машинобудуванні виконуються клепанням, зварюванням, паянням, склеюванням, посадкою з натягом, холодним штампуванням, пресуванням і іншими способами. Відмінною рисою таких з’єднань є точність і міцність.
Нерухомі з’єднання, що розбираються, виконують глухою, тугою, напруженою і щільною посадками, гвинтовими і штифтовими з’єднаннями, а також комбінацією цих і інших з’єднань.
Рухомі з’єднання здійснюють рухомими посадками по циліндричних, конічних, гвинтових, сферичних поверхнях і іншими способами.
При складанні кулькових підшипників мають місце дві нерухомі посадки - внутрішнього кільця на валі і зовнішнього кільця в корпусі. Характер посадок у даному випадку різний і умови роботи теж різні, тому у внутрішнього кільця бігова доріжка зношується рівномірно, а в зовнішнього ––інтенсивно на невеликій ділянці. При неправильному встановленні підшипників може виникнути заклинювання кульок. Причиною є зменшення зазору між поверхнями кілець і кульками. Тому не можна зовнішнє і внутрішнє кільця підшипника запресовувати (на вал і в корпусі) з натягом. Треба, щоб внутрішнє кільце запресовувалось на вал з натягом, а зовнішнє – у корпус з невеликим зазором, тобто щоб воно мало можливість незначно провертатися під час роботи.
Якщо запресовування внутрішнього і зовнішнього кілець здійснити з зазором, то це приводить до порушення центрування вала. Правильне запресовування кілець підшипників здійснюється з використанням спеціальних верстатів, чи оправок, гвинтових пристроїв, що дозволяють у першому випадку передавати зусилля запресовування на торець зовнішнього чи внутрішнього кільця, на торці обох кілець при одночасному їхньому запресовуванні на вал і запресовуванню в корпус. Якщо у вузлі встановлюється кілька підшипників, то для виключення їхнього перекосу і заклинювання кульок, необхідно забезпечити самоцентрування зовнішніх кілець у радіальному й осьовому напрямках. Виконується це шляхом перевірки „на хитання” чи поворотом вала. Щоб полегшити умови складання з’єднання вал - підшипник кочення, рекомендується останній нагріти в масляній ванні до температури 80...1000 С.
Складання роликового підшипника відрізняється від складання кулькового тим, що воно проводиться окремо: внутрішнє кільце з роликами і сепаратором встановлюється на вал, а зовнішнє кільце – у корпус. Радіальний зазор у цьому випадку регулюється зсувом в осьовому напрямку зовнішнього чи внутрішнього кільця за допомогою пари гвинт - гайка, чи підбором відповідного комплекту паперових прокладок. Завершальною операцією складання підшипника з валом є встановлення спеціальних прокладок, що захищають робочу зону підшипника від потрапляння пилу, бруду, вологи та утримують змазку.
Підшипники ковзання також бувають нероз’ємні і роз’ємні. Нероз’ємними є втулки, які запресовані в корпус у холодному виді чи з нагріванням корпуса й охолодженням втулки. Останні фіксують від провертання в корпусі і, як правило, обробляють, тому що в тонкостінних втулок внутрішній діаметр зменшується.
Роз’ємні виконані у вигляді вкладишів (втулка розрізана по осі на дві половини) і їх складання починається з припасування по шийках вала, встановлення в корпус, встановлення вала і регулювання.
Складання зубчастого зачеплення виконується в кілька етапів: складання зубчастих коліс на посадкові шийки вала; встановлення валів з колесами в корпус; регулювання їхнього зачеплення.
Складання зубчастих коліс з валом у залежності від характеру посадки може бути з зазором чи з натягом. У першому випадку складання здійснюється вручну, а в другому – за допомогою преса. Іноді виникає необхідність у нагріванні колеса й охолодженні вала.
Зубчасте зачеплення буде працювати нормально у тому випадку, якщо осі ведучого і веденого валів знаходяться в одній площині, і міжцентрова відстань витримана в межах допуску. При збільшенні міжцентрової відстані збільшується зазор у зачепленні зубів, що приведе до ударів і передчасного зносу зубчастих коліс.
Правильність зачеплення перевіряється по плямі контакту поверхні зубів за допомогою фарби. Це пляма в средньошвидкісних передачах повинна займати не менш 60...65%, а у швидкохідних – до 80% робочої довжини зуба і повинна розташовуватися рівномірно по обох сторонах початкового кола.
При складанні вузлів машин з великою кількістю болтових з’єднань необхідно пам’ятати, що спочатку затягуються гайки, розташовані по середині, а потім – по кінцях деталі. Якщо болтові з’єднання розташовані по колу, то затягування гайок здійснюється хрест-нахрест.
Достатню щільність з’єднання деталей, що складаються, можна проконтролювати методом вимірювання величини кута повороту гайки на болті, але кращих результатів можна досягти, використовуючи для затягування гайок спеціальних тарованих ключів з заданою величиною моменту закручування.
4.За формою організації складання може бути стаціонарним і рухомим. У першому випадку виріб знаходиться на одному нерухомому місці, до якого подаються, всі деталі і вузли. В другому випадку виріб під час складання переміщається від одного робочого місця до іншого. При цьому на кожнім робочому місці виконується постійно та сама операція одним робітником чи бригадою. Вибір форми складання визначається типом виробництва. Стаціонарне складання використовується в одиничному і серійному виробництві, рухома – у крупносерійном і масовому.
Стаціонарне складання може виконуватися концентрованим і диференційованим методами. У першому випадку все складання машини від початку до кінця виконує одна бригада. Процес складання не розчленований на окремі операції, на яких можлива спеціалізація слюсарів. Метод вимагає високої кваліфікації всіх складальників, непродуктивний і дорогий. Застосовується в одиничному виробництві.
У серійному і масовому виробництвах застосовується диференційований метод складання, який характерний тим, що складальний процес розбивається на ряд окремих операцій, кожна з яких виконується окремим робітником чи невеликою бригадою, яка спеціалізується на даній операції. Метод продуктивний і прогресивний.
При випуску виробів великими партіями застосовують потоковий метод стаціонарного чи рухомого складання. Стаціонарне потокове складання характерне для складання важких і громіздких виробів, які важко переміщувати. При цьому виріб, установлюють на спеціальному стенді і до нього по черзі підходять бригади, які виконують свою операцію. Після виконання своєї операції бригада переходить до наступного стенду і там виконує теж свої операції. Кількість місць для складання повинно бути рівним кількості операцій плюс одне встановлювальне.
При рухомому потоковому складанні виріб знаходиться на конвеєрі і пересувається без зупинок або з деякими зупинками через визначені проміжки часу.
Конвеєр може бути головним і другорядним. Як правило, головний конвеєр призначений для загального складання виробу, а другорядний – для вузлового.
Процес складання розбивається на таку кількість операцій, щоб тривалість кожної з них була рівною чи кратною такту випуску виробу з даної потокової лінії.
5.В залежності від того, як забезпечується необхідна точність з’єднання у машині, а. також точність взаємного розташування різних поверхонь, складання можна виконувати одним з наступних методів:
1. Методом повної взаємозамінності. Суть методу полягає в тому, що необхідна точність замикаючої ланки досягається у всіх об’єктів шляхом включення в розмірний ланцюг складових ланок без будь якого їхнього підбору чи припасування.
Найбільш часто метод повної взаємозамінності використовується для досягнення необхідної точності в таких розмірних ланцюгах, як діаметр отвору -зазор - діаметр валика і т.п., тобто при відносно коротких розмірних ланцюгах і відсутності досить твердих допусків на розмір замикаючої ланки.
2. Метод групового підбору, який використовують для. складання відповідальних з’єднань (з дуже жорсткими допусками на величину зазору і натягу) При цьому методі, який застосовують як правило в серійному і масовому виробництві, проводять сортування всіх деталей на окремі групи. Після цього з’єднання деталей проводять відповідно до окремих груп.
До недоліків методу можна віднести: збільшення трудомісткості складання; збільшення незавершеного виробництва; зниження рівня взаємозамінності; звуження можливості постачання взаємозамінних запасних деталей, які можна виготовляти за кооперацією. Сортування деталей найчастіше виконують на спеціальних сортувальних автоматах.
3. Метод селективного складання принципово мало чим відрізняється від методу групового підбору. Як правило кількість груп при селективному складанні беруть трохи більшою, а іноді використовують одиничний підбір. У цьому випадку можна витримати допуски посадок по 5-му квалітету точності, хоча деталі виготовленні по 6 чи 7-му квалітету точності.
4. Метод регулювання передбачає використання рухомих чи нерухомих компенсаторів, за рахунок яких забезпечується необхідна точність замикаючої ланки і необхідне відносне розташування різних поверхонь.
5. Метод пригінки полягає в тому, що необхідну точність замикаючої ланки досягають за рахунок зміни розміру однієї з наперед намічених ланок через зняття необхідного шару матеріалу. Застосовується в одиничному і дрібносєрійному виробництві.
Питання для самоконтролю
1. Що таке процес складання і який обсяг воно займає в різних типах виробництва?
2. Які види технологічних процесів використовують в різних типах виробництва?
3. Які дані необхідні для розробки технологічного процесу складання?
4. Які види з’єднань можуть використовуватися при складанні вузлів та машин?
5. Як правильно складаються підшипникові вузли?
6. Як складають зубчасті з’єднання?
7. Перерахуйте відомі вам організаційні форми складання та охарактеризуйте їх.
8. Назвіть методи складання та охарактеризуйте кожен з них.