Тема 2. Классификация соединений деталей в машинах

Лекция № 2.

 

 

В процессе узловой и общей сборки соединяют разнообразные детали. Метод образования соединения назначает конструктор с учетом условий работы изделия, экономики его производства и эксплуатации. По конструкции и условиям эксплуатации соединения подразделяются на подвижные и неподвижные. Первые характеризуются возможностью относительного перемещения составных частей, вторые такого перемещения не имеют. Все соединения можно подразделять на разъемные и неразъемные. К разъемным соединениям относятся те, которые могут быть полностью разобранными без нарушения целостности собираемых деталей. Разъемные соединения наиболее распространены (65 – 85%), однако в последнее время во многих машинах удельный вес неразъемных соединений начинает расти в связи с более широким использованием неремонтируемых узлов. Сочетанием приведенных признаков (по ГОСТ …) все соединения можно разбить на четыре класса: I – неподвижные разъемные; II – неподвижные неразъемные; III – подвижные разъемные; IV – подвижные неразъемные. Наиболее распространены в машиностроении соединения класса III, затем I и II. Соединения класса IV встречаются редко. Для общего машиностроения число соединений указанных классов, (включая сборку в заготовительных процессах) можно выразить соотношением

0,45:0,35:0,15<0,05.

Соединения классифицируют также, по способам сборки и технологической характеристике.

К классу I относят наиболее распространенные соединения, осуществляемые установкой сопрягаемых деталей по охватывающим (охватываемым) поверхностям или по установочным элементов сборочных приспособлений. Соединения осуществляют с гарантируемым зазором вручную или автоматически без приложения сил. Этот вид соединений применяют как при узловой, так и при общей сборке изделий.

К классу II относят соединения, выполняемые пластическим деформированием крепежных деталей (сплошных или трубчатых заклепок) или соединяемых деталей (раскернивание, расклепывание, развальцовывание, отбортовка, соединение в фальц, отгибка или скручивание специальных выступов, обжимка, постановка шплинтов, постановка рифленых штифтов). Данный класс относят к неразъемным, неподвижным соединениям.

Соединения класса III выполняют упругим деформированием соединяемых или соединенных деталей: запрессовкой(осуществляемой приложением осевой силы или тепловым воздействием на сопрягаемые детали), постановкой стопорных упругих колец на валы и в канавки корпусных деталей, постановкой упругих разъемных шайб, сборкой с помощью упругих защелок, пружинных фиксаторов положения сопрягаемых деталей, пустотелых упругих штифтов, применением клемм и упругих элементов (кнопки для обивки дверей автомобилей, упругое крепление патрона в рефлекторе фары, сборка клапана двигателя с пружиной и разрезными сухариками, соединение патрубка водяного насоса с дюритовым шлангом и д.р.). В машинах и приборах широкое применение получили штепсельные разъемы, а также упругие наконечники проводов. К достоинствам данного класса соединений относятся малые габариты, удобство и быстрота сборки и разборки, что важно не только для производства, но и для обслуживания машин.

В большинстве случаев усилие для сборки и разборки соединений невелико, а надежность их работы высокая даже в условиях толчков и вибраций. Соединения с упругими элементами применяют как при узловой, так и при общей сборке.

Класс IV объединяет разъемные соединения осуществляемые различными крепежными и фиксирующими деталями (резьбовые детали, клинья, цилиндрические и конические штифты). Наиболее распространены резьбовые соединения; их выполняют отдельными крепежными деталями (винтами, болтами, шпильками) а также специальными крепежными деталями. При сборке данных соединений обеспечивают требуемый натяг и стопорение резьбовых деталей различными способами.

К классу V относят соединения, осуществляемые введением в зону контакта сопрягаемых деталей дополнительного материала (расплавляемого металла при сварке, припоя, клея, пластмасс, мастик). Эти соединения являются неподвижными и неразъемными. Их применяют при выполнении заготовок (сваркой, пайкой), на промежуточных этапах механической обработки (перед окончательной обработкой), а также на сборочных операциях (при отдельных методах сварки и пайки, склеивания). В последнем случае сварка допускается, если обработанные поверхности расположены достаточно далеко от швов и допуски на расположение обработанных поверхностей в соединенных элементах достаточно широки.

К классу VI относятся соединения, получаемые специальными методами (заливкой деталей расплавленным металлом или пластмассой, обвязкой проволокой, соединением тонкостенных деталей из мягких листовых металлов или пластмасс скрепками, сшивкой тонких листовых деталей из неметаллов и др.). Эти методы имеют ограниченное применение.

При выборе способа соединения учитывают условия работы изделия, обеспечение необходимой его надежности, технологии обработки и сборки, условия эксплуатации, включая необходимую разборку, ремонт и сборку соединения, а также затраты на изготовление и эксплуатацию в течение заданного срока службы изделия.

Из нескольких возможных вариантов, удовлетворяющим требованиям работы и эксплуатации, окончательно отбирается метод, обеспечивающий наименьшие затраты на изготовление и эксплуатацию соединения.

 

 

Тема 3. Организационные формы сборки.

 

В различных типах и при различных условиях пр-ва организация сборки приобретает различные формы. По перемещению собираемого изделия сборка подразделяется на стационарную и подвижную, по организации на непоточную, групповую и поточную.

1. Непоточная стационарная сборка характеризуется тем, что весь процесс сборки изделия и его СЕ выполняется на одной сборочной позиции. Все детали поступают на эту позицию.

Достоинства: 1) сохранение неизменного положения основной базовой детали, что способствует достижению высокой точности изделия; 2) использование универсальных транспортных средств, приспособлений и инструментов, что сокращает продолжительность и стоимость ТПП.

Недостатки 1) длительность общего цикла сборки, выполняемого последовательно; 2) потребность в высококвалифицированных рабочих, способных выполнять любую сборочную операцию; 3) увеличение потребности в больших сборочных стендах, т.к. машина длительное время занимает монтажный стенд.

Область применения – единичное и мелкосерийное производство тяжелого и энергетического машиностроения, экспериментальные и ремонтные цехи.

2. Непоточная стационарная сборка с расчленением сборочных работ предполагает дифференциацию процесса на узловую и общую сборку. Сборка каждой СЕ и общая сборка выполняется в одно и тоже время различными бригадами и многими сборщиками. Собираемая машина остается неподвижной на одном стенде. В результате длительность процесса сборки значительно сокращается.

Преимущества: 1) значительное сокращение длительности общего цикла сборки; 2) сокращение трудоемкости выполнения отдельных сборочных операций за счет: а) специализации рабочих мест и их оборудования соотв. приспособлениями и механизирующими устройствами; б) специализации рабочих-сборщиков; в) лучшей организации труда; 3) снижение потребности в дефицитной рабочей силе сборщиков высокой квалификации; 4) более рациональное использование помещений и оборудования; 5) уменьшение размеров высоких помещений сборочных участков оборудованных мощными подъемно-транспортными устройствами; 6) сокращение себестоимости сборки.

Область применения – серийное производство средних по размеру и крупных машин.

3. Непоточная подвижная сборка характеризуется последовательным перемещением собираемого изделия от одной позиции к другой. Перемещение может быть свободным или принудительным. ТП сборки при этом разбивается на отдельные операции.

Сборка со свободным перемещением собираемого объекта заключается в том, что рабочий закончив свою операцию, с помощью средств механизации или вручную перемещает собираемую СЕ на следующую рабочую позицию, СЕ также могут собираться на тележках, рольгангах и т.п.

Сборка с принудительным перемещением собираемого объекта состоит в том, что он передвигается при помощи конвейера или тележек, замкнутых ведомой цепью.

Фактическая продолжительность выполнения каждой операции колеблется, для компенсации таких колебаний создается межоперационный задел.

Область применения – переход от сборки единичных изделий к их серийному изготовлению.

4. Поточная сборка характеризуется тем, что при построении ТП сборки отдельные операции процесса выполняются за одинаковый промежуток времени – такт, или за промежуток времени, кратный такту. При этом на более продолжительных операциях параллельно работают несколько рабочих-сборщиков. Обеспечение одинаковой продолжительности технологических операций, называемое синхронизацией операций, достигается их перестройкой.

Поточная сборка может быть организована со свободным или принудительным ритмом. Межоперационное перемещение собираемого изделия осуществляется: вручную или с помощью тележек, наклонного лотка или рольганга, с помощью конвейера с периодическим или непрерывным перемещением.

Поточная сборка сокращает длительность производственного цикла и уменьшает межоперационные заделы деталей, повышает специализацию сборщиков и возможности механизации и автоматизации сборочных операций, что в конечном итоге приводит к снижению трудоемкости сборки на 35 – 50%.

Главным условием поточной сборки является обеспечение взаимозаменяемости собираемых узлов и деталей. В случае необходимости использования пригоночных работ они должны осуществляться за пределами потока на операциях предварительной сборки.

4а. Поточная стационарная сборка является одной из форм поточной сборки, требующих наименьших затрат на ее реализацию. Она применяется при сборке крупных и громоздких изделий (самолеты и т.д.). При этом виде сборки все собираемые объекты остаются на рабочих позициях в течении всего процесса сборки. Рабочие (или бригады) по сигналу все одновременно переходят от одних собираемых объектов к следующим через периоды времени, равные такту. Каждый рабочий (или бригада) выполняет закрепленную за ним одну и ту же операцию на каждом из собираемых объектов.

Преимущества: работа с установленным тактом, равномерный выпуск продукции, короткий цикл сборки, высокая производительность труда, высокий съем продукции с 1 м² площади.

Область применения – серийное производство машин, отличающихся недостаточной жесткостью базовых деталей, большими габаритами и массой (станков, крупных дизелей, самолетов и т.п.).

4б. Поточная подвижная сборка становится экономически целесообразной в тех случаях, когда выпуск машин и СЕ значительно возрастают.

Этот вид сборки может осуществляться с непрерывно или периодически перемещающимися собираемыми объектами.

Преимущества – выполнение работы с требуемым тактом и возможность почти полного совмещения времени, затрачиваемого на транспортирование объектов, со временем их сборки.