Обеспечение качества уплотнительных соединений в серийном автоматизированном сборочном производстве тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Хайбуллов, Константин Анатольевич

• Хайбуллов, Константин Анатольевич
• кандидат технических наук
• 2007

Оглавление диссертации кандидат технических наук Хайбуллов, Константин Анатольевич

Аннотация Введение

Глава 1. Анализ современного состояния теории и практики автоматизации серийной сборки изделий с использованием прокладок и уплотнений, цели и задачи исследования 1.1. Конструкции машиностроительных изделий с использованием уплотнительных прокладок и круглых уплотнительных колец

1.2. Технологичность и экономичность изделий машиностроения с 20 использованием уплотнительных прокладок и колец и направления совершенствования их конструкции

1.3 Анализ существующих средств автоматизации серийной 33 сборки изделий с применением уплотнительных прокладок и колец. Цели и задачи исследования

Глава 2. Выбор метода достижения точности при использовании 50 прокладок и колец

2.1. Выбор метода достижения точности замыкающих звеньев 50 собираемых изделий при использовании уплотнительных прокладок

2.2. Экспериментальные исследования по определению 54 податливости уплотнительных прокладок и круглых резиновых колец

Глава 3. Установление взаимосвязи между расположением 65 и размерами отверстий в уплотнительных прокладках собираемых изделий для обеспечения сохранения их качества при автоматической сборке соединений

3.1. Выбор конструктивного исполнения уплотнительной прокладки 65 в качестве модели для установления взаимосвязи между расположением, размерами и точностью их отверстий

3.2. Установление взаимосвязи между расположением, размерам 65 и точностью отверстий в уплотнительных прокладках

Глава 4. Выбор средств оснащения для автоматизации серийной 73 сборки соединений с использованием упругих прокладок

4.1. Выбор обобщённой модели для расчёта условий автоматической сборки упругих прокладок , крышек и 73 корпусных деталей

4.2. Выбор захватных устройств для установки упругих 75 и компенсационных прокладок

4.3. Выбор средств подачи и установки крышек

4.4. Методика ориентирования и подачи разнотипных винтов 86 и болтов к универсальным сборочным устройствам, исключающая заклинивание деталей в процессе их транспортирования

4.4. Рабочий инструмент для установки разнотипных винтов 87 и болтов

Глава 5. Методика проектирования технологии и автоматических 95 средств для серийной сборки изделий и их технико-экономическая эффективность

5.1. Методика проектирования технологии и универсальных 95 автоматических сборочных средств для серийной сборки изделий с использованием уплотнительных прокладок

5.2. Методика проектирования технологии и универсальных 105 автоматических сборочных средств для серийной сборки изделий с использованием круглых уплотнительных колец

5.3.Испытание собранных изделий - конических редукторов 131 с упругими прокладками.

5.4. Технико-экономическая эффективность автоматических средств 132 для серийной сборки изделий

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обеспечение качества уплотнительных соединений в серийном автоматизированном сборочном производстве»

Важнейшее значение для современных изделий машиностроения имеет их качество, как необходимое условие для обеспечения конкурентоспособности изделий.

Качество изделий в значительной мере формируется на заключительных сборочных операциях, трудоемкость которых высока.

Трудоемкость этого вида работ в машиностроении США, Англии и ФРГ составляет 30.50% [19] от общей трудоемкости изготовления изделий в нашей стране всего 25.30%. Даже при изготовлении транспортных средств, требующих повышенных мер безопасности, например, автомобилей трудоемкость их сборки составляет всего 22.35%, что свидетельствует о том, что качеству изделий пока не уделяется должного внимания.

Себестоимость современной машиностроительной продукции также в решающей мере определяется себестоимостью выполнения сборочных работ, которая в промышленно развитых странах достигает 50% от себестоимости изделий [19].

Часто качество изделий оказывается недостаточным из-за того, что сборочные работы выполняются вручную. Автоматизировано в промышленно развитых странах не более 10. 12% от общего объема выполняемых сборочных работ. Автоматизация этого вида работ в значительной мере обеспечила бы стабильность качества собираемых изделий.

Причины недостаточной автоматизации в сложности выполнения сборочных работ как в массовом производстве, так и в серийном. Особенно это актуально для многономенклатурного производства, когда требуются значительные затраты времени на переналадку и поднастройку автоматического сборочного оборудования и технологической оснастки.

Тенденция развития общества - в повышении производительности труда -сокращении трудоемкости изготовления изделий путем автоматизации.

Около 70.75% изделий машиностроения в нашей стране изготовляют серийно и для обеспечения конкурентоспособности предприятий необходимо резкое сокращение затрат на подготовку производства.

Решение проблемы многономенклатурной серийной сборки изделий -применение адаптивных автоматических систем.

Качество многих изделий: насосов водяных и масляных автомобильных, тракторных и авиационных, редукторов различных назначений, дифференциалов автомобильных и тракторных гидро- и пневмоцилиндров и многих других изделий зависит от уплотнений и прокладок, обеспечивающих герметизацию этих соединений.

При сборке изделий приходится осуществлять герметизацию воздушной и водяной среды, бензина, керосина и других различных агрессивных жидкостей и воды, при различных температурах, нормальном и повышенном давлениях и других условиях работы. Нарушение работоспособности в процессе эксплуатации таких устройств может нередко служить причиной повышенной опасности.

Необходимое качество изготовления этой аппаратуры, её надежность и долговечность в транспортных машинах: автомобилях, самолетах, строительных машинах могут служить гарантией безопасности их работы. Поэтому обеспечение стабильных качественных параметров при сборке уплотнительных соединений является важной задачей повышения надежности ответственных машин и механизмов.

Для установки круглых уплотнительных колец и прокладок в условиях массового производства создан ряд автоматических сборочных устройств и предприняты попытки по созданию переналаживаемых автоматических сборочных устройств, для условий серийного производства. Однако, на настоящий момент, переналаживаемых автоматических сборочных устройств, обеспечивающих стабильное качество монтажа уплотнительных соединений для условий серийного производства, пока не создано.

Цель работы и задачи исследования - обеспечение качества уплотнительных соединений при автоматической серийной сборке изделий на основе учета свойств материалов деталей, их размеров и точности.

Достижение поставленной цели требует решения следующих задач:

Выбор метода достижения точности собираемых изделий с учетом влияния упругих свойств материалов прокладок;

Определение размеров и положения элементов прокладок, обеспечивающих сохранение их качества при автоматической сборке изделий;

Установление качественной и количественной взаимосвязи между параметрами соединяемых деталей и средствами автоматизации сборки изделий.

Разработка методики расчета и проектирования автоматических сборочных средств.

Научная новизна.

1. Установлена качественная и количественная взаимосвязь между размерными, точностными параметрами и свойствами материалов соединяемых деталей, величиной силы затяжки и выбираемым методом достижения точности;

2. Создана модель автоматической сборки изделий с учетом размеров и положения взаимосвязанных элементов.

3. Установлена взаимосвязь между точностными и размерными параметрами соединяемых деталей и параметрами автоматических сборочных средств серийной сборки изделий.

Практическая ценность.

1. Создана методика расчета точности замыкающих звеньев собираемых изделий с учетом физико-механических свойств уплотнительных соединений.

2. Разработана методика расчета размеров и положения элементов уплотнительных соединений, обеспечивающих сохранение их качества при автоматической сборке изделий.

3. Разработана методика расчета необходимой точности автоматических серийных сборочных средств и их структуры.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Хайбуллов, Константин Анатольевич

7. Результаты работы внедрены при разработке проектов автоматических сборочных заводов по производству высокоэффективных конденсаторов с использованием метода регулировки для автоматической установки пакета электродов и регулировочных пластин в корпус конденсатора, а также проекта средств автоматизации для установки упругих резиновых колец на пробку крышки конденсатора.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Хайбуллов, Константин Анатольевич, 2007 год

1. Автоматизация и современная технология №5. 1993.

2. Автоматизация сборки. №6. -М.: Знание. 1987.

3. Автоматизация сборочных процессов в машиностроении. -М.: Наука. 1979.

4. Автоматизация сборочных операций в автомобильной промышленности за рубежом. -М. 1967.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя т. 1,2,3 -М.: Машиностроение. 1992.

6. Балакшин Б.С. Основы технологии машиностроения -М.: Машиностроение. 1969.-560 с.

7. Белецкий Я. Энциклопедия языка Си

8. Ветров А.П.Шерешевский А.Н. Сокращение ручного труда при сборке гидро- и пневмоаппаратуры на основе использования промышленных роботов. 1983.

9. Гибкие производственные системы (механосборочное производство). Библ. указатель 1982-84гг. Сост. Фишман О.П. -М.: 1985.

10. Гидро- и пневмопривод и его элементы. Рынок продуктов. Каталог -М.: 1992.

11. Гибкие автоматизированные системы сборки. Алексеев П.Н., Герасимов А.Г., Давыденко Э.П. и др. -М.: Машиностроение. 1989. 348с.

12. Гибкие сборочные системы под ред. Хегинботама У.Б. Пер. с англ. Пирон.Д.Ф. -М.: Машиностроение. 1988. -399с.

13. Гусев A.A. Адаптивные устройства сборочных машин. -М.: Машиностроение. 1979

14. Гусев A.A., Гусева И.А. Технологическая оснастка (расчёт и проектирование). -М.: ИЦ МГТУ «Станкин», Янус-К, 2007. 372 с.

15. Гусев A.A. Автоматизация и механизация сборочных процессов /в мелкосерийном и серийном производстве/. -М.: ЦНИИТЭИлегпищемаш. 1976. -52с.

16. Гусев A.A. Основные принципы построения сборочных гибких производственных систем. -М.: Машиностроение. 1988. -52с.

17. Гусев A.A. Прогрессивные методы и средства автоматизации сборки изделий. -М.: ВНИИТЭМР. 1990. -64с.

18. Гусев A.A. Итоги науки и техники т.6 -М.: ВИНИТИ. 1971.

19. Гусев A.A. Техника №6. Автоматизация сборки. М. 1987.

20. Дёмкин Н.Б., Рыжов Э.В. Качество поверхности и контакт деталей машин.-М.: Машиностроение. 1981.

21. Джамп Д. AutoCAD программирование. -М.: Радио и связь. 1992.

22. Джордейн Р. Справочник программиста персональных компьютеров типа IBM PC, XT, AT. Справочник. -M.: Финансы и Статистика 1991.

23. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Расчет допусков размеров. -М.: Машиностроение, 1981. -189 е., ил.

24. Замятин В.К. Технология и оснащение сборочного производства машино- и приборостроения. Справочник. -М.: Машиностроение. 1995.

25. Иосилевич Г.Б. и др. Затяжка и стопорение резьбовых соединений. -М.: Машиностроение. 1971. с.

26. Качество машин: Справочник. В 2 т. Под общ. ред. Суслова А.Г. -М.: Машиностроение. 1995.

27. Кондаков JI.A. Уплотнения гидравлических систем. -М.:Машиностроение. 1972. 240с. ЗЬКовальчук Е.Р., Косов П.Г., Митрофанов В.Г. и др. Под ред. Соломенцева Ю.М. Основы автоматизации производства. -М.: Машиностроение. 1995. 312с.

28. Кулаков Г.А., Гусева И.А., Житников Ю.З.Рыльцев И.К. Автоматизация и механизация серийной сборки изделий. -М.: Янус-К, 2003. -324с.

29. Лившиц В.И., Кривошеин А.Л., Прегер М.Л. Гибкая автоматизация производства машиностроении. Опыт, проблематика, системный подход Томск. 1989.-с.261.

30. Машиностроение. Энциклопедия/ Ред. совет: Фролов К.В. (пред.) и др. М.: Машиностроение. Технология сборки в машиностроении. Т. Ш-5/ Гусев A.A., Павлов В.В., Андреев А.Г. и др.; Под общ. ред. Соломенцева Ю.М. 2001. -640с., ил.

31. Металин A.A. Технология машиностроения. -М: Машиностроение. 1985.

32. Механизация и автоматизация сборочных работ в машиностроении. Аннотированный библиографический указатель отечественной литературы. -М.: НИИМаш. 1964.

33. Механизация и автоматизация сборочных работ в машиностроении. Тематический указатель отечественной литературы. -М.: НИИМаш. 1971.

34. Механизация и автоматизация сборочных работ в машиностроении. Аннотированный библиографический указатель зарубежной литературы. -М.: НИИМаш. 1966.

35. Механизация и автоматизация сборочных работ в машиностроении. Библиографический указатель отечественной литературы. -М.: НИИМаш. 1973-1976.

36. Новиков М.П. Основы конструирования сборочных приспособлений. -М.: Маш.гиз. 1960.

37. Новиков М.П. Основы технологии сборки машин и механизмов. -М.: Машиностроение. 1980.

38. Новиков М.П., Корсаков B.C., Новиков М.П. Справочник по механизации и автоматизации сборочных работ. -М. 1961.

39. Новиков М.П. Научные основы автоматизации сборки машин. -М. 1976.

40. Новиков М.П. Основы технологии сборки машин и механизмов. -М.: Машиностроение. 1980.

41. Огар П.Н. Исследование влияния контактных давлений в деталях уплотнительных соединений на их герметичность. Дис. к.т.н. Львов 1989.

42. Орлов П.И. Основы конструирования. Кн. 1,2.1988.

43. Осипов Ю.М. Автоматизация процессов машиностроения. Томск. 1994.

44. Попов Г.Н. Механизация и автоматизация сборочных процессов в серийном и крупносерийном производстве. 1972.

45. Проектирование технологии. Бранчукова И.М., Гусев A.A., Крамаренко Ю.Б. и др.; под общ. ред. Соломенцева Ю. М. -М.: Машиностроение, 1990. -416с.

46. Прохоров А.Ф. Общая методология проектирования машин. -М.: МГТУ. 1994.

47. Расчёт на прочность деталей машин: Справочник/ Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. -М.: Машиностроение. 1993. -640 е.: ил.

48. Романов В.Ю. Популярные форматы файлов для хранения графических изображений на IBM PC. -М.: Унитех. 1992.

49. Рябов H.H. Автоматизация сборочных операций в автомобильной промышленности за рубежом. -М. 1967.

50. Соколов Н.Ф. Автоматизация сборки двигателя. -М. 1963.

51. Соломенцев Ю.Г. Основы автоматизации производства. Учебник. -М.: 1995.

52. Соломенцев Ю.М. Механизация и автоматизация сборки в машиностроении-М.: 1985.

53. Соломенцев Ю.М. Роботизированные технологические комплексы и ГПС в машиностроении. Альбом схем и чертежей. Учебное пособие. -М.: 1989.

54. Строганов Г.А. Технологическое обеспечение надёжности уплотнительной техники. -М.: МАНИ. 1985.

55. Тематический указатель. Кондашева P.P. 1967.

56. Технология машиностроения (специальная часть): Учебное пособие. Гусев A.A., Ковальчук Е.Р., Колесов И.М. и др. -М.: Машиностроение, 1986. -448с.: ил.

57. Технология изготовления, сборки и испытаний уплотнительных устройств в автомобилестроении. Ильин H.H. и др. 1984.

58. Технология машиностроения. Гусев A.A., Ковальчук Е.Р., Колесов И.М. и др. -М.: Машиностроение. 1986.

59. Уплотнения и уплотнительная техника. Справочник. Под общ. ред. Кондакова JT.A., Голубева А.И. и др. -М.: Машиностроение. 1994.

60. Уплотнения для гидравлических и смазочных устройств. -М.: Машиностроение. 1972.

61. Управление качеством уплотнений и методологическое обеспечение процессов мехобработки. Сейнов. C.B. 1991.

62. Фёдоров А.И., Миляев О.Н. Автоматизация сборочных процессов -путь интенсификации производства. 1986.

63. Шерман В.А., Зимина JI.A., Шерман B.JI. Механизация и автоматизация сборочных работ в приборостроении. -М. 1066.

64. Шерман В.Л., Лёгоньких Г.В. Механизация и автоматизация сборочных работ в приборостроении. -М.: Маш.гиз. 1963.

65. Шерешевский Н.И. Анализ и синтез схем многоярусной автоматической сборки. Дис. д.т.н. Севастополь. 1966.

66. Шерешевский А.Н., Рабинович Л.А. Особенности автоматизации сборки уплотнительных соединений. // Механизация и автоматизация производства. 1979 №8 с. 16-18. /журнал/

67. Шиповал М.В. Автоматизация сборочных процессов на основе внедрения робототехнических комплексов. Киев. 1985.

68. Яхимович В.А., Нейштадт В.А., Шиманчик И.П. Автоматизация сборки в кассетах. -М.: Машиностроение. 1981.Статьи диссертанта

69. Хайбуллов К.А. Обеспечение автоматизации установки уплотнений в условиях серийного производства. // Сб. докладов научно-технической конференции «Управление в технических системах».- Ковров, 1998-С.138-139.

70. Хайбуллов К.А. Базовые детали для процессов автоматизации установки уплотнений в изделиях машиностроения. // Автоматизация и современные технологии-№ 8,1998 С. 16.

71. Хайбуллов К.А. Методы и средства автоматической установки уплотнительных колец при серийном производстве изделий. // Сборка в машиностроении и приборостроении №1, 2000 - С. 31.

72. Гусев A.A., Гусева И.А., Хайбуллов К.А. Основы создания высокоэффективных сборочных ГПС и заводов. // Материалы Международного научно-технического семинара «Современные методы сборки в машиностроении и приборостроении» г. Свалява-Киев, 2001.-С. 13-15.

73. Хайбуллов К.А. Методы и средства автоматической установки уплотнительных колец при серийном производстве изделий. // Автоматизация и современные технологии-№4, 2001-С.7-8.

74. Гусев A.A., Гусева И.А., Хайбуллов К.А. Выбор оптимальной структуры технологической операции для серийной сборки изделий. // Сб. докладов VIII научной сессии «Прогрессивные технологические процессы в машиностроении».- М., 2002 С.83-84.

75. Arreger B.J., Burg P. Flaxible assemble system for oscillating gear motor dive. Proc. 8th. int. Conf. Assembly Autom. Conpenhagen, 31 March-2Apr 1987/ Kempston ect, 1987. p. 347-355/

76. Fischer G. Automatische Montage von O-Ringen mit ntuartigen Roboterwekzeugen// VDI-Zeitschift. 1987. Bd.l29.№7.S105-107. Bibliogr.7.Reb.Авторские свидетельства и патенты

77. Захватное устройство для установки уплотнительных колец в расточки отверстий корпусных деталей. Патент ФРГ № 2034, 1989г.

78. Устройство для ручной установки деталей корпусов и уплотнительных колец. Патент России №498 от 18.01.89.

79. Устройство для автоматической установки уплотнительных колец в канавки отверстий корпусных деталей. Патент Японии. № 1246 от 14.08.87.

80. Устройство для автоматизированной установки уплотнений в кольцевую канавку деталей поршней, золотников, пневмо- и гидроаппаратуры. Патент ФРГ №3905, от 14.11.91.