ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН И
АППАРАТОВ
Лекционный курс
Лектор Баранов Павел Рудольфович
Распределение учебного времени
Лекции
Практические занятия
Лабораторные занятия
- 8 часов
- 16 часов
- 24 часа
Курсовой проект
Самостоятельная работа - 168 часов
Кредит 6
Итоговый контроль – диф. зачет; экзамен
Список литературы
Основная литература
• 1. Курсовое проектирование по технологии производства электрических машин
и аппаратов: учебное пособие / А.Д. Чесалин, П.Р. Баранов; Национальный
исследовательский Томский политехнический университет. − Томск: Изд-во
Томского политехнического университета, 2014. – 148 c.
• 2. Антонов М.В. Технология производства электрических машин .- М.:
Энергоатомиздат,1993.-592 с.
• 3.Гольдберг О.Д. Испытания электрических машин. - М.: Высш. шк.,2000.- 255 с.
• 4. Черпаков Б.И. Технологическая оснастка. – М.: Издательский центр
«Академия», 2005. – 288 с.
• 5. Технология электроаппаратостроения/Под ред. Ю.А. Филиппова. - Л.:
Энергоатом-издат,1987.- 360 с.
• 6. Проектирование технологических процессов в машиностроении / под общ.
ред. И.П. Филонова. – Мн.: УП «Технопринт», 2003. – 910 с.
Вспомогательная литература
• 7. Антонов М.В. Технология сборки электрических машин и аппаратов - М.:
Высш. шк.,1986.-288 с.
• 8. Гольдберг О.Д.Испытания электрических машин. - М.: Высш. шк.,2000.- 255 с.
• 10. Осьмаков А.А. Технология и оборудование производства электрических
машин и аппаратов. - М.: Высш. шк.,1980.-312 с.
• 11. Проектирование технологии. / Под общ. ред. Ю.М. Соломенцева. – М.:
Машиностроение, 1990. – 416 с.
• 12. Сахаров П.В., Селянин В.И. Технология и оборудование производства
электрических аппаратов. – М.: «Энергия», 1972 – 464 с.
1. Жизненный цикл и технологическая подготовка
производства изделий
Изделием в электротехнической промышленности называют
предмет подлежащий изготовлению на предприятии.
ЖЦИ –совокупность процессов создания и последовательного
изменения состояния изделия от формирования исходных
требований к нему до окончания его эксплуатации. Каждый
из процессов связывают с определенным этапом ЖЦИ:
- маркетинг;
- разработка конструкции изделия;
- материально-техническое обеспечение;
- ТПП (технологическая подготовка производства);
- производство, контроль и испытание;
- упаковка и хранение;
- реализация;
- монтаж и эксплуатация;
- техническая помощь в обслуживании;
- утилизация после использования.
На этапе маркетинга менеджеры анализируют состояние
рынка электротехнической продукции. Устанавливают
наличие перспективной потребности в изделиях данного
назначения. Определяются перспективные показатели в
эксплуатации (мощность, КПД и пр.). Разрабатывают общие
требования конкурентоспособности изделия.
Перечисляется качественные показатели, потребительские
предпочтения в отношении эгрономических, эстетических и
других характеристик продукции, требования к условиям
поставки. Ориентировочно определяют предполагаемый
объем выпуска изделия.
На этапе конструирования оформляют техническое задание
на разработку изделия. При этом возможно создание
различных альтернативных конструкций, расчеты, изготовление и исследование макетных и опытных образцов.
Все требования в конструкторской документации,
необходимые для изготовления, контроля, приемки,
поставки изделия указывают в рабочей конструкторской
документации в соответствии с ГОСТ 2.103 «ЕСКД. Стадии
разработки».
На этапе МТО определяют перспективные потребности
производства в различных ресурсах. Т.е. совокупность
средств производства, а также трудовые, финансовые,
материальные, энергетические и информационные
ресурсы. Обеспечивают наличие ресурсов для организации
планируемого выпуска нового изделия.
На этапе ТПП проводятся мероприятия, обеспечивающие
технологическую готовность производства по ГОСТ 14.004
«ТПП. Термины и определения основных понятий».
Выполнение данного этапа определяется наличием полных
комплектов рабочей, конструкторской, технологической
документации и средств технологического оснащения.
Организацию и управление ТПП регламентируют
государственные стандарты ЕСТПП.
Этап производство – организация и изготовление продукции.
Производство принято разделять по типу (един., сер., мас.),
виду (лит., свар,, механосборочное и т.д.) уровню
автоматизации (ручное, механизир., автоматизир,
автоматическое), базовому принципу организации
(поточное, переменно-поточное, непоточное) и т.д.
Каждый из после производственных этапов ЖЦИ имеет
конкретную цель, для достижения которой создают
необходимые условия и выделяют необходимые ресурсы.
Общей целью для всех этапов ЖЦИ является обеспечение
высокого качества изделия при его производстве и
эксплуатации. Для достижения свих целей Изготовитель и
Заказчик должны тесно сотрудничать и взаимодействовать
друг с другом.
1.1. Производственно-технологический цикл
Важнейшими этапами ЖЦИ, на которых в значительной мере
формируется качество изделия, является этапы ТПП и
производства, которые принято объединять в
производственно-технологический цикл ПТЦ. Выполнение
ПТЦ связано с принятием и реализацией технологических
решений.
Технологическим называют любое решение, принимаемое и
реализующиеся в ПТЦ, которое относится непосредственно
к изменению состояния изделия и направлено на
обеспечение выпуска продукции, а также для разработки
конструкторской и технологической документации при ТПП
для внедрения в производство.
Основными функциями ТПП на уровне предприятия
являются:
-обеспечение технологичности конструкции изделия;
-выбор и подготовка заготовок;
- разработка ТП;
- разработка средств технологической оснастки;
- контроль и управление ТП.
Входную информацию для системы ТПП образуют:
конструкторская документация, объем выпуска изделия,
информационное обеспечение.
1.2. Автоматизация поддержки жизненного цикла изделий
При использовании систем автоматизированного
проектирования конструкций (САПР К) информация об
изделии и его элементах может импортироваться системой
ТПП в удобных для применения формах. Вместо
сборочных чертежей и чертежей деталей используют
геометрически-технологические модели изделия и его
элементов. Необходимые технологические решения
формируются на основе дополнительных характеристик
моделей.
Усложнение конструкций изделий, рост требований к их
качеству, усложнение условий их эксплуатации,
необходимость сокращения длительности ПТЦ требует
принятие эффективных решений в минимальные сроки. Это
возможно при автоматизации процесса принятия решений,
что нашло отражение в появлении нового класса
автоматизированных информационных систем поддержки
решений (DSS). Современные информационные
технологии дают возможность интеллектуальной помощи,
создание интегрированной системы поддержки принятия
решений для всего ЖЦИ. Последнее нашло отражение в
разработке, так называемых, GALS – технологий, которая
переводится как «информационная поддержка жизненного
цикла изделия», которая позволяет достичь должного
уровня взаимодействия промышленных,
автоматизированных и информационных систем.
К отечественным САПР ТП можно отнести Компас –
Автопроект.
2. Проектирования технологического процесса сборки
Технологический процесс сборки заключается в соединении
отдельных деталей в узлы и изделие. Являясь
заключительным этапом изготовления изделия, сборка
оказывает значительное влияние на его качество.
Важно, чтобы общая трудоемкость процесса сборки была
минимальной. Снижение трудоемкости наиболее часто
обеспечивается параллельным изготовлением
функциональных узлов, являющихся составной частью
изделия.
Исходными материалами для проектирования
технологического процесса сборки служит сборочный
чертеж узла или изделия, технические условия, программа
выпуска изделия, руководящие материалами на
проектирование техн. процесса (нормативы, данные об
оборудовании и оснастки и т.д.), служебное назначение
изделия.
2.1 Служебное назначение и конструкция изделия
Под служебным назначением изделия понимают максимально
уточненная и четко сформулированная задача, для которой
предназначено это изделие:
- сведения о выпускаемой продукции (вид, качество,
конструкция, область применения);
- условия эксплуатации изделия (климат. условия,
размещение, режим работы и т.д.);
- эгрономика изделия (эстетический вид, удобство обслуж.);
- безопасность (уровень шума и вибрации, защита и т.д.);
- эксплуатационные показатели (надежность, срок службы,
периодичность обслуживания и ремонта и т.д.).
Большинство показателей качества машины обеспечивается
в процессе ее изготовления, т.е. зависит от уровня
технологии. Одним из важнейших показателей качества
является точность.
Любое электротехническое изделие можно представить как
совокупность размерных связей отдельных узлов и
деталей. Последовательность этапов перехода от
служебного назначения изделия к ее размерным
параметрам:
- служебное назначение;
- параметры точности;
- выявление исполнительных поверхностей;
- Преобразование в номиналах и допусках исполнительных
поверхностей в размерные цепи. Установление норм
точности размеров, относительного положения и пр.
В описание конструкции изделия входит:
- перечень узлов и деталей;
- назначение и роль всех узлов в изделии;
- описание связей узлов и деталей в машине;
- анализ технических требований к изделию в целом.
2.2 Классификация процессов сборки
Сборка – это образование разъемных и неразъемных
соединений составных частей заготовки или изделия.
Сборка может осуществляться простым соединением
деталей, их запрессовкой, свинчиванием, сваркой, пайкой и
т.д. По объему различают общую сборку, результатом
которого является изделие, и узловую сборку, результатом
которого является составная часть изделия (сборочная
единица).
В условиях единичного и мелкосерийного производства
основная часть сборочных работ выполняется на общей
сборке. С увеличением серийности производства
сборочные работы все больше разделяются на отдельные
сборочные единицы, а в условиях крупносерийного и
массового производства объем узловой сборки становится
больше объема общей сборки. По стадиям сборка
подразделяется на предварительную, окончательную и пр.
Исходная информация для проектирования ТП сборки
При разработке технологических процессов сборки
используют исходную информацию: базовую, руководящую
и справочную. Базовая информация включает данные,
содержащиеся в конструкторской документации на
собираемое изделие и программу выпуска изделия.
Руководящая информация включает данные, содержащиеся в
стандартах всех уровней на технологические процессы и
методы управления ими, оборудование и оснастку;
производственных инструкциях и документации на
действующие и перспективные единичные, типовые и
групповые технологические процессы; в материалах по
выбору технологических нормативов (реж. сборки, норм
времени и др.); документации по технике безопасности.
Справочная информация включает данные, содержащиеся в
технологической документации опытного производства;
каталогах, паспортах, справочниках, описаниях способов
сборки; планировках сборочных участков; прогнозах
научно-технического процесса и планах повышения
технического уровня сборочного производства аналогов.
Этапы проектирования технологических процессов
К основным этапам разработки технологических процессов
сборки относят следующие:
- анализ исходных данных для разработки технологического
процесса сборки;
- расчет такта и ритма сборки, определение типа
производства и организационной формы сборки;
- отработка конструкции изделия на технологичность в
сборке;
- выбор действующих типового, группового технологических
процессов или поиск аналога единичного процесса сборки;
- проведение размерного анализа конструкции собираемого
изделия,
- выбор технологических баз и схем базирования,
установление рациональных методов сборки;
- составление схемы сборки и технологического маршрута
сборки изделия;
- разработка технологических операций;
- выбор стандартного или проектирование специального
оборудования или оснастки;
- нормирование технологического процесса сборки;
- определение требований техники безопасности;
- расчет экономической эффективности вариантов
технологического процесса сборки;
- оформление документации на технологический процесс
сборки.
Необходимость выполнения каждого из данных этапов, а
также состав задач и последовательность их решения
определяется в зависимости от вида и типа сборочного
производства и устанавливается стандартами
предприятия.
СЛУЖЕБНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ
Под служебным назначением изделия понимается
максимально уточненная и четко сформулированная
задача, для решения которой предназначено изделие.
Служебное назначение изделия содержит: сведения о
производимой им продукции - вид, качество, количество
(напряжение и мощность, крутящий момент при заданной
частоте вращения, время срабатывания и т.д.); условия
эксплуатации – температура, влажность, запыленность,
взрывобезопасность и пр.; безопасность изделия – уровень
шума и вибраций, безопасность обслуживания;
долговечность, надёжность, ремонтопригодность, степень
автоматизации; эргономика изделия – эстетичный вид,
удобство обслуживания.
Служебное назначение (СН) формирует заказчик, либо
маркетинговая служба предприятия.
Конструктор уточняет и воплощает СН в конструкции изделия.
Технолог оценивает возможность осуществления
производства конструкции на данном предприятии.
Изделие обеспечивают выполнение СН при помощи ряда
поверхностей, принадлежащих отдельным деталям. Это
поверхности называются исполнительными. При работе
изделия между исполнительными поверхностями
действуют связи: размерные, кинематические,
динамические, электрические, магнитные, световые и пр.
Требование точности характеристик в СН изделия
определяются точностью исполнительных поверхностей и
их связей: точность формы, точность размеров, точность
направления движения и т.д.
Анализ соответствия норм точности служебному назначению
проводится с помощью:
- теоретических исследований;
- проведение экспериментов на опытных образцах;
- изучение опыта эксплуатации аналогов;
- опыт технолога.
Для перехода от СН к параметрам размерной точности
изделия необходимо:
1.Выявить исполнительные поверхности.
2.Выявить виды связей исполнительных поверхностей.
3.Осуществлять переход в номиналах и допусках от
параметров изделия к параметрам связей исполнительных
поверхностей.
4.Преобразовать связи исп. поверхностей в номиналах и
допусках в размерные связи и установить нормы точности.
Переход от параметров качества изделия к параметрам
связей исполнительных поверхностей можно осуществить
следующим образом. Пусть «y» –параметр, отражающий
СН изделия и зависит от параметров исп. поверхностей х1,
х2..хn. Таким образом у = f (x1, x2,…xn) (1)
Для составления этого уравнения следует разобраться в
явлениях, происходящих в изделии. В результате решения
(1) определяются номиналы аргументов х1, х2,… Если
отклонения аргументов х1,х2.. носят случайный характер,
то их следует ограничить допусками Тxi, исходя из допуска
Ту на функцию «у».
Задача перехода от параметров СН изделия к параметрам
размерной связи исполнительных поверхностей сводится :
а) к определению номинальных значений Хi,
б) к определению значений допусков Тхi,
которые соответствуют значениям «у», Ту, требуемых СН.
Если число неизвестных Хi велико, а уравнение одно, то
решение осуществляется методом подбора.
Пример. ДПТ с постоянными магнитами.
Выходной функцией двигателя являются параметры
механической мощности – частота вращения nв, момент
вращения Мв.
В СН даны средние значения и допуски nв, Тnв; Мср, Тмср.
Вращение вала двигателя – кинематическая связь с якорем
nв=nя.. Создание вращающего момента – динамическая
связь вала с якорем Мв=Мя.
Обе эти связи осуществляютсяа через электромагнитные связи
Переход отражают уравнения: nя=(60аЕ)/(рФN), где Е эдс
якоря, а-число пар. ветвей ОЯ, р- число пар полюсов, Ф –
поток, N- число проводн. ОЯ.
Выразив Е через напряжения и сопротивления ОЯ, можно
получить выражение допуска nв(Тnв) от допусков
электромагнитных связей из выражения:
Тnв= [(∆nя/∆Ф)Тф2+ (∆nя/Rя)ТRя2+(∆nя/∆N)TN ]-1/2.
Помимо расчетного метода задания точности в
электротехнике используются
- экспериментальные исследования на опытных образцах;
- моделирование;
- анализ эксплуатационных результатов аналогов.
Количественная оценка ТКИ
При проектировании технологического процесса сборки
вместе с качественной проводится количественная
оценка технологичности конструкции, которая включает в
себя расчет и сопоставление численных значений
показателей технологичности.
В соответствии с ГОСТ 14.203 рассчитывают следующие
показатели технологичности:
1) коэффициент сборности Ксб = Е/ (Е + Д),
где Е – число сборочных единиц в изделии; Д – число
деталей в изделии, не вошедшие в сборочные единицы;
2) Коэффициент применяемости унифицированных
сборочных единиц Ку = Еу/Е,
где Еу – число унифицированных сборочных единиц в
изделии (подшипники, муфты, переключатели и т. д.);
3) коэффициент применяемости унифицированных деталей
(кроме крепежа) Куд = Ду/Д,
где Ду – число унифицированных деталей (оси, пробки,
рукоятки, скобы, петли и т.д.);
4) коэффициент повторяемости составных частей изделия
Кповт = 1 – Q/( E + Д),
где Q число различных наименований составных частей в
спецификации (сб + дет); Е + Д – общее число составных
частей в изделии (сборочных единиц и деталей);
5) коэффициент применяемости стандартных изделий
Кст = Дст/Д, где Дст – число стандартных деталей;
6) коэффициент повторяемости материалов в изделии
Кмат = 1 – Qм/Д,
где Qм – число различных марок материалов,
применяемых при изготовлении изделия.
Типы производства и организационные формы сборки
Организационная форма сборки электротехнических изделий
определяется типом и условиями производства.
Решающими факторами являются объем выпуска изделий
в календарном периоде, трудоемкость сборочных работ,
экономическая эффективность. Связь ОФ с типом
производства представлена в таблице.
1. Объем выпуска изделий
Единичное
Серийное
Массовое
Т/Е, час.
шт./мес.
Т/Е, час.
шт./мес.
Т/Е, час.
шт./мес.
св.250
до 3
св.250
10 - 60
св.250
св.1500
2,5-25
до 8
2,5-25
51-600
2,5-25
св. 3000
0,25-2,5
-
0,25-2,5
81-800
0,25-2,5 св. 4500
2. Номенклатура
Единичное
Различная
Серийное
Массовое
Постоянная
Изделия выпускаются
партиями или сериями
3. Организационная форма
Стационарная
непоточная сборка
без расчленения
процесса
Стационарная
непоточная сборка с
расчленением процесса
на операции
Подвижная поточная
сборка с
расчленением
процесса на
операции с заданным
тактом
Непоточная сборка характеризуется тем, что операции
выполняются за разные промежутки времени, поэтому
возможно «пролеживание» деталей или сборочных единиц
между операциями.
Непоточная стационарная сборка без расчленения
сборочных работ характеризуется тем, что весь процесс
сборки выполняется на одной сборочной позиции: стенде,
станке, верстаке. Сборочные работы выполняются
бригадой рабочих последовательно, т.е. от начала до
конца.
Достоинства:
- неизменное положение базовой детали обеспечивает
точность собираемого изделия;
- использование универсальных средств, приспособлений и
инструментов сокращает и удешевляет технологическую
подготовку производства.
Недостатки:
- увеличение длительности сборки , выполняемой
последовательно;
- требование высокой квалификации рабочих.
Непоточная стационарная сборка с расчленением
сборочных работ предполагает разделения процесса на
узловую и общую сборки. Сборка каждой единицы и общая
сборка выполняются в одно и тоже время различными
бригадами. Время процесса сокращается. Оптимальным
является близкие по времени циклы узловой и общей
сборки.
Непоточная подвижная сборка характеризуется
последовательным перемещением собираемого изделия от
одной позиции к другой. Технологический процесс
разбивается на отдельные операции, выполняемые одним
или несколькими рабочими. При свободном перемещении
рабочий перемещает сборочную единицу на следующую
позицию. При принудительном перемещении объект
сборки передвигается при помощи конвейера, тележек и
т.д. Для выполнения производственной программы
возможно использование параллельных потоков.
Поточная сборка (крупносерийное и массовое производство)
характеризуется тем, что операции выполняются за
одинаковый промежуток времени – такт или за время
кратное такту.
Одной из форм является поточная стационарная сборка. При
такой организации все собираемые объекты остаются на
рабочих позициях в течении всего процесса сборки.
Рабочие или бригады последовательно переходят от
одного собираемого объекта к следующему за время,
равной такту. Каждый рабочий выполняет одну и ту же
операцию.
Поточная подвижная сборка может быть со свободным или
принудительным ритмом. Такая сборка сокращает
длительность производственного цикла, уменьшает
межоперационные заделы деталей, повышает
специализацию сборщиков и автоматизацию операций. Это
позволяет снизить трудоемкость сборки на 35-50 %.
Главное – обеспечить принцип взаимозаменяемости.
Сборка типовых узлов ЭТИ
При общей сборке изделия, как правило, отсутствует
дополнительная механическая обработка поверхностей.
При сборке сборочных единиц – узлов или агрегатов
изделия, достаточно часто применяют дополнительную
механическую обработку, как правило, для повышения
точности или качества поверхностей узла или для
специальных технологических процессов, например,
настройка, пропитка, намагничивание, окрашивание и
прочие. Зачастую требуется расчёт усилий при выполнении
прессовых соединений, расчёт припусков на
дополнительную механическую обработку, а также выбор
соответствующего оборудования.
Расчет зазоров или натягов в соединениях
На сборочном чертеже обозначены все посадки сопрягаемых
деталей и предельные значения зазоров и натягов в
соединениях. Такая информация необходима для
определения режимов сборки и выбора инструментов,
приспособлений.
В соединениях с зазором предельные зазоры рассчитываются по формулам:
Smax = ES – ei
Smin = EI – es,
где ES и EI – верхнее и нижнее предельные отклонения
охватывающей поверхности (отверстия); es и ei – верхнее и
нижнее предельные отклонения охватываемой поверхности
(вала).
В соединениях с натягом предельные натяги рассчитываются
по формулам:
Nmax = es – EI,
Nmin = ei – ES.
В соединениях с переходными посадками максимальные
зазор и натяг рассчитывают по формулам:
Smax = ES – ei,
Nmax = es – EI.
Сборка соединений с натягом
Соединения с натягом применяют для получения
неподвижных неразъемных соединений без
дополнительного крепления деталей (сердечник ротора на
валу и т.д.). Относительная неподвижность деталей
обеспечивается за счет напряжений, возникающих в
материале сопрягаемых деталей при деформации
контактных поверхностей.
Применяют следующие способы сборки соединений с
натягом:
- механическая запрессовка при нормальной температуре;
- сборка с нагревом охватывающих поверхностей;
- сборка с охлаждением охватываемых деталей.
Механическая запрессовка является наиболее
распространенным и простым процессом. Его применяют
при относительно небольших натягах: Nmax ≤ 0,001d .
При таком способе сборки микронеровности частично
сминаются и фактический натяг в соединении
уменьшается. Поэтому шероховатость посадочной
поверхности назначают в пределах Ra ≤ 1,25 мкм.
Недостаток способа:
- неравномерность деформаций тонкостенных деталей;
- возможность повреждения сопрягаемых деталей;
- потребность пресса значительной мощности.
Необходимые усилия запрессовки можно рассчитать по
известным эмпирическим формулам (в зависимости от
диаметра, длины сопрягаемых деталей, максимального
натяга в соединении и пр.).
Сборка соединений с нагревом охватывающей детали
Этот способ широко применяют как при относительно
больших, так и при небольших натягах на предприятиях
Электротехпрома. Для нагрева применяют следующие
средства: горячую воду до 1000 С, чаще масляную ванну с
температурой масла 100 – 1300 С, нагревательные шкафы,
установки ТВЧ (токов высокой частоты). Следует помнить,
что нагрев металлов выше 4000 приведет к структурным
изменениям кристаллической решетки. Рекомендуемые
посадки Н7/g6, Н7/р6.
Сборка соединений с охлаждением охватываемой детали
Этот способ уступает способу с нагревом, т.к. в этом случае
возможна сборка с меньшими натягами из-за ограничения
температур охлаждения. Для охлаждения используют сухой
лед (t = -79o C), сухой лед с этанолом (t = -100o C), жидкий
азот (t = - 196o C). Этот способ преимущественно
применяют при сборке тонкостенных деталей (втулок) с
массивными корпусами.
Сборка соединений с переходными посадками
Особенность данной сборки состоит в том, что в соединениях
могут получаться либо зазоры, либо натяги. Стандартом
установлены четыре такие посадки: H/js, H/k, H/m, H/n.
Они применяются для неподвижных, но разъемных
соединений, и обеспечивают хорошее центрирование
деталей. Натяги, получающие в переходных посадках,
имеют относительно малую величину и обычно не требуют
проверки деталей на прочность. Переходные посадки
имеют разную вероятность получения натяга или зазора в
соединении.
Посадка H/js обеспечивает наиболее вероятное получение
зазора, хотя возможны и небольшие натяги. При сборке и
разборке таких соединений необходимо предусматривать
применение небольших усилий. Обычно достаточно
деревянного молотка.
Посадка H/k является наиболее распространенной. Она
обеспечивает примерно равные вероятности получения
зазоров и натягов. Сборка и разборка таких соединений
выполняется с помощью ручных молотков.
Посадка H/m обеспечивает преимущественно натяги.
Вероятность получения зазоров мала. Для сборки и
разборки деталей требуются значительные усилия:
используют прессы, распрессовочные приспособления.
Посадка H/n является наиболее прочной. Зазоры при сборке
практически не возникают. Сборку выполняют с
использованием прессов или термических методов сборки.
Сборка узлов с подшипниками
Работоспособность. надежность и долговечность подшипника
качения зависит не только от качества его деталей и
материала, но и от качества его установки в узел.
Перед началом сборки подшипник необходимо освободить от
упаковки и антикоррозийной смазки. Для этого подшипники
промывают в бензине, керосине или горячих (700 С)
антикоррозийных водных растворах. Проводится внешний
осмотр на отсутствие дефектов.
Обычно, подшипник устанавливается на вал с натягом, а на
подшипниковый щит с зазором (скользящая посадка).
Поэтому усилие прикладывается к внутреннему кольцу как
указано на рисунке. Во избежание перекосов
прикладываемое усилие должно быть равномерно
распределено по всему торцу кольца. Необходимое усилие
запрессовки определяется по формуле:
Р = 0,5• 106 NфfBE(1-d/do)(3,14),
где Nф –фактический натяг в соединении, мм; f- коэффициент
трения (0,10…..0,15); В –ширина подшипника, мм;
Е- модуль упругости (2,12 •1011 Н/м2); d- диаметр отверстия
внутреннего кольца подшипника;
d0 = d + (D + d)/4, D – наружный диаметр подшипника.
Фактический натяг можно определить по эмпирической
формуле:
Nф = 0,8 Nmax .
Организация общей сборки электрических машин и
аппаратов
Для электротехнической промышленности характерна
высокая доля трудоемкости сборочных работ. Особенно
важной при сборочных работах является конструктивная
расчлененность изделия на сборочные единицы, поскольку
удачная расчлененность позволяет рационально
организовать весь технологический процесс сборки,
выявить слабые места конструктивных элементов и узлов
изделия еще до начала общей сборки путем испытаний на
поузловых измерительных стендах.
На таких стендах обеспечивается гарантированная
надежность важнейших узлов изделия и исключается
доработка всего изделия в целом.
Чем выше качество общей отработки нового изделия в
процессе технической подготовки производства,
изготовления, сборки и испытаний на заводе-изготовителе,
тем менее трудоемок такое изделие при сборке на месте
его монтажа и более надежен в условиях эксплуатации.
При расчленении на сборочные единицы и отдельные детали
зависит от конструктивных особенностей изделия и носит
для каждого типа изделия индивидуальный характер.
При расчленении конструкции изделия на отдельные
сборочные единицы нужно руководствоваться следующими
основными соображениями:
а) выделение того или иного соединения в самостоятельную
сборочную единицу должно быть оправдано в
функциональном, конструктивном, технологическом и
экономическом отношении;
б) должна быть обеспечена возможность сборки и отладки
каждой выделенной сборочной единицы;
в) должна быть выделена базовая сборочная единица, к
которой крепятся все остальные;
г) на сборку должны подаваться уже отлаженные узлы;
д) общая сборка должна быть освобождена от мелких
сборочных соединений и ручных вспомогательных работ.
Рассмотрим расчленение аппарата на узлы на
примере контактора. Типовой состав узлов
выглядит следующим образом:
- сердечник с короткозакнутыми витками на
полюсах;
- якорь;
- узел с подпружиненными контактами;
- механизм передачи движения якоря контактам;
- корпус;
- катушка;
- блок-контакты;
- торированная возвратная пружина;
- тепловое реле в сборе;
- монтажные провода;
- средство сигнализации (светодиод, сигнальная
лампа и тд).
Та же операция для асинхронного двигателя выглядит
следующим образом:
- статор;
- ротор;
- подшипниковые щиты;
- крышки подшипников;
- коробка выводов;
- вентилятор;
- кожух.
Технология сборочных процессов регламентируется
технологической документацией (технологическими и
маршрутными картами), в которой указаны:
- сама операция (код и содержание);
- метод ее выполнения;
- применяемые инструменты и приспособления;
- квалификация рабочих;
- нормы времени на каждую операцию.
Уменьшение трудоемкости сборки достигается
также:
- обработкой деталей по принципу их полной
взаимозаменяемости;
- применение в большей степени предварительной
сборки узлов вне общей сборки изделия;
- применение в конструкциях регулировочных и
компенсационных звеньев;
- применение специальных технологических
приспособлений и инструмента;
- применение метода общей сборки в аппаратах;
- применение механизации, автоматизации,
компьютерных технологий в процессе сборки и
испытаниях.
Технический контроль
Качество электротехнических изделий является самым
важным фактором определяющим конкурентоспособность
предприятия (затем – цена, издержки потребителя при
эксплуатации, сервисное обслуживание). На предприятии
контролем качества занимаются служба технического
контроля и технические службы. Кроме того, для
повышения имиджа предприятия, выхода на
международный рынок службы ЭТП проводят
сертификацию производства на соответствие безопасности
и качества продукции европейскому стандарту ИСО 9000.
Региональные ведомства по надзору за безопасностью и
качеством выпускаемой продукции (ЦСМ) также
контролируют соответствие выпускаемой продукции
российским ГОСТам и нормативным документам (ТУ).
По назначению контроль качества делят на три вида:
- входной, заключающийся в проверке поступающих на
предприятие сырья, материалов и комплектующих изделий;
- операционный, предусматривающий контроль изделий;
- приемочный, направленный на проверку качества готовой
продукции.
Входной контроль осуществляется работниками ОТК.
Обязанностями служб является:
- проведение проверок соответствия показателей качества
поступающих на предприятие материалов, сырья и
комплектующих изделий требованиям технических условий,
стандартам и условиям поставок;
- контроль за правильностью хранения поступающих
материалов и комплектующих изделий на складах и
своевременностью их выдачи в производство;
- фиксация и недопущение в производство выявленных при
входном контроле дефектной продукции;
- ведение учета, анализа брака и составление актов
рекламаций изготовителям продукции.
Готовые изделия могут быть допущены к испытаниям или
отправлены заказчику только после оформленной в
установленном порядке приемки их ОТК.
Проектирование технологической оснастки
Технологическая оснастка — совокупность приспособлений
для установки и закрепления заготовок и инструментов,
выполнения сборочных операций, транспортирования
заготовок, изготовления деталей или изделий.
Средства технологического оснащения - это совокупность
орудий производства, необходимых для осуществления
технологического процесса. Технологический процесс
оснащается с целью обеспечения требуемой точности
обрабатываемых деталей и повышения
производительности труда.
Средства технологического оснащения подразделяются на
технологическое оборудование, средства механизации и
автоматизации технологических процессов
(вспомогательных операций и переходов), технологическую
оснастку.
Технологическое оборудование - это средства
технологического оснащения, в которых для
выполнения определенной части технологического
процесса размещаются материалы или заготовки,
средства воздействия на них, а также технологическая
оснастка. Технологическое оборудование выбирается в
зависимости от конструкции детали и требованиями по
обеспечению качества поверхности. В отдельных
случаях технологи разрабатывают техническое задание
на проектирование специальных станков.
Механизации и автоматизации технологических процессов является одним из важнейших направлений для
достижения высокой производительности труда и
стабилизации качества продукции.
Технологическая оснастка - это средства
технологического оснащения, дополняющие
технологическое оборудование для выполнения
определенной части технологического процесса и
устанавливаемые на технологическом оборудовании (или
применяемые рабочим) для выполнения данной
конкретной операции или группы операций.
К оснастке при получении заготовок относятся: штампы,
литейные формы, модели, прессформы и др. К
оснастке при механической обработке относятся:
приспособления, режущий, вспомогательный и
мерительный инструмент.
Приспособление - это технологическая оснастка,
предназначенная для установки или направления предмета
труда или инструмента при выполнении технологической
операции.
Станочное приспособление это не имеющее
формообразующих средств вспомогательное орудие
производства, предназначенное для установки в нем
заготовок с целью изготовления изделий на
механообрабатывающем оборудовании.
Приспособления подразделяются по виду оснащаемых
работ на фрезерные, сверлильные, токарные,
шлифовальные и т.д.
При подготовке производства следует учесть, что 70 %
трудозатрат на постановку в производство изделий
связано с проектированием и изготовлением
технологической оснастки и инструмента. Единственный
путь успешного внедрения прогрессивней оснастки
являются проведение следующих мероприятий:
1. Переход от разработки отдельных конструкций к
стандартизации целевых комплексов и систем оснастки.
2. Совершенствование и стандартизация методов
планирования и внедрения технологической подготовки
и освоения производства изделий на предприятиях.
3. Организация специализированного серийного
производства стандартной оснастки.
4. Введение оценки качества и уровня оснащения
технологии производства изделий.
Способы достижения заданной точности обработки в
приспособлениях различных систем.
Классификация приспособлений
Приспособления классифицируются
- по количеству одновременно закрепляемых заготовок
(одноместные и многоместные);
- по способу
закрепления (ручные,
механизированные и автоматизированные).
Способы механизации закрепления могут быть весьма
разнообразные. Все детали, из которых состоят
приспособления, можно рассматривать как элементы
этих приспособлений. По типовому назначению различают
следующие элементы:
- установочные,
- зажимные,
- установочно-зажимные,
- направляющие,
- делительные механизмы,
- корпусные детали, крепеж и прочие детали
вспомогательного назначения.
