Лекция N 2
Контрольные вопросы
- В чем заключается роль инженеров в обеспечении БЖД на производстве.
- Что такое риск в производственной деятельности человека?
- Что такое приемлемый риск и как можно им управлять?
- Постройте дерево происшествий при поражении человека электрическим током и при пожаре.
§ 1. Структурная схема МЗУ, классификация и основные виды
Простейшее МЗУ состоит из емкости с запасом полностью или частично ориентированных заготовок и питателя, предназначенного для поштучной выдачи заготовок (предметов обработки) из емкости МЗУ потребителю.
В зависимости от используемого технологического оборудования (ТО) поштучная выдача ориентированных заготовок может осуществляться либо в рабочую зону станка (ТО металлообработки с постоянным технологическим циклом), либо в промежуточный лоток-накопитель ТО (автоматизированное механосборочное производство).
В любом случае используются так называемые питатели, обеспечивающие с помощью встроенных в них механизмов поштучную отсечку заготовок от общей массы на выходе из емкости, при необходимости их переориентирование и захват с последующим перемещением в рабочую зону ТО.
|
|
В случае если к МЗУ предъявляется только одно основное требование,- выдача ориентированных заготовок в лоток-накопитель станка (последний обычно управляет работой МЗУ), его питатель состоит из одного устройства, называемого механизмом поштучной выдачи заготовок (МПВ).
Различают МПВ простого и двойного действия: первые с помощью отсекателя обеспечивают поштучную выдачу заготовок в один прием, вторые,- в два приема, отделяя сначала заготовку от общего потока, а затем досылая ее в лоток-накопитель ТО (последние применяют в тех случаях, когда заготовки в емкости склонны в слипанию или сцеплению друг с другом).
Отсекатели МПВ могут иметь самую различную конструкцию, в частности, в виде звездочки, зубчатого барабана, рычага и др., и иметь прерывистое или непрерывное вращение, что обеспечивает требуемую производительность загрузочного устройства.
Емкость для запаса ориентированных заготовок, называемая в зависимости от формы исполнения магазином, лотком-питателем или бункером должна обеспечивать перемещение в заданном направлении всего обьема заготовок (деталей). Для большинства заготовок в форме тел качения, (в том числе осей, колец, втулок, шаров и т.п.) искомое движение к выходу из емкости (в зону действия питателя) обеспечивается самотеком, т.е. под действием собственного веса, при условии их упорядочного расположения в емкости.
Самотечные МЗУ с ориентированной укладкой заготовок рекомендуется использовать для несцепляющихся заготовок, которые при укладке в штабель занимают одно из устойчивых положений, например, с взаимно-параллельными осями (тела вращения), либо плоскопараллельное,- для заготовок типа дисков или шайб, при этом выдача таких заготовок из магазина производится обычно снизу через специальный элемент конструкции магазина – лоток.
|
|
Однако, для деталей более сложной формы, особенно склонных к слипанию, потере исходной ориентации при закладке в бункер и т.п., направленное перемещение потока заготовок в емкости следует обеспечивать принудительно, при этом их поштучная выдача из емкости выполняется чаще всего с помощью специальных захватов (вакуумных, механических, магнитных, см ниже, лекц. N), и реже, с помощью МПВ двойного действия. Конструкция таких МЗУ более сложная и будет рассмотрена ниже на примере устройства загрузки стеклянных корпусов ЭВП с автооператором (см рис.3.5).
Разновидностью самотечных магазинов являются более простые лотковые магазинные устройства, в которых заготовки сразу располагают в лотке в один ряд, их поштучная выдача осуществляется через лоток в днище емкости с помощью механизма поштучной выдачи.
На рис.2.1 представлено МЗУ с лотковым магазином и питателем, предназначенным для загрузки-выгрузки штучных заготовок в шпиндель токарного автомата.
Оно состоит из магазина-лотка 1 с однорядно ориентированными заготовками типа стержней, шибера 2 с призматической проточкой (для удержания заготовки), кулачково-рычажного механизма с распредвалом и со сбрасывателем 3 обработанных заготовок в поддон станка, шпиндельного узла 4-6 станка и устройства 7 поштучной выдачи заготовок, состоящего из рычажного отсекателя, управляемого от упора, расположенного на шибере 2. Последний
выполнен в виде качающегося двухплечего рычага со стержнями 8, последовательно отсекающими заготовку в лотке за двойной ход шибера 2.
Соориентированная заготовка из положения загрузки “1” переводится в рабочую зону станка (положение “11”) с помощью шибера 2, где осевым толкателем (на рис. не показан) досылается в шпиндель 4 автомата для обработки.
На рис.2.2 а,б,в представлены варианты МЗУ с механизмами поштучной выдачи, выполненными в виде:
- качающейся кулисы,- шибера 3 с элементами 4 захвата заготовок (рис.2.2а);
- вращающегося ротора (рис.2.2б);
- линейно перемещающегося шибера (рис.2.2в).
Конструктивными средствами, повышающими надежность подачи заготовок в МЗУ, могут быть:
- применение вибрации (см рис.2.2б, поз.4), снижающей трение между заготовками и емкостью, тем самым исключается зависание заготовок в лотке из-за образования “сводов” заготовок;
- использование предбункеров, уменьшающих давление штабеля заготовок на нижний слой заготовок, выходящих из лотка (см рис.2.2в, поз.1,2).
Структурная схема МЗУ (при самотечной подаче) представлена на рис.2.3. и содержит (в зависимости от типа основного технологического оборудования) емкость (Б) и питатель (П), функционально связанный со станком и состоящий из набора механизмов и устройств (в зависи мости от применения в различном ТО).
МЗУ с принудительной подачей заготовок предусматривают упорядочное перемещение всего массива заготовок или деталей по лотку или емкости внешними устройствами и поэтому конструктивно более сложны, чем рассмотренные выше, однако располагают и большими функциональными возможностями (в частности, обеспечивают выдачу заготовок снизу вверх).
Для плоских, осесимметричных деталей применяют, например, шахтное магазинное устройство (рис.2.4), которое обеспечивает выдачу заготовок снизу вверх с поддержанием постоянства верхнего положения заготовки перед выдачей. Базирование заготовок в шахтном магазине осуществляется по элементам внешнего контура (см вид А-А рис.2.4), а движение пакета заготовок обеспечивается пружинно-рычажным механизмом.
|
|
Пружину 7 подьема следует выбирать из условия ограничения осевой нагрузки при наличии полного пакета заготовок в шахте и незначительного усилия при разгрузке магазина:
- рекомендуемые предельные значения усилий сжатия пружины
(наибольшее/наименьшее)
[ mшт + (1,2 y 1,7) mзаг] g
[ mшт + (0,2 y 0,3) mзаг] g,
где: mшт – масса штока, поддерживающего пакет заготовок, и
связанных с ним деталей устройства; mзаг – масса полного
пакета заготовок; g – ускорение силы тяжести.
В исходном положении шток, поддерживающий пакет заготовок, зажат пружиной 9 через плунжер 4. При опускании захвата 1 в положение захвата заготовки (см рис.2.4) плунжер отводится рычажной системой от штока и под действием пружины 3 поджимает верхнюю деталь к опорной поверхности захвата.
Последующее удержание заготовки магнитной или вакуумной головкой захвата обеспечивает ее перемещение в нужном направлении вместе с захватом.
Для загрузки сложных по форме предметов обработки (деталей или узлов), которые в силу сцепляемости нельзя располагать вплотную (например, стеклянные ножки вакуумных приборов), целесообразно применять МЗУ c расположением транспортируемых элементов в гнездах, поворотной сменной кассеты 1, выполняющей функцию магазина, рис.2.5. Дискретный привод поворота кассеты выполнен в виде храпового механизма с поступательно движущемся от внешнего привода храповиком 4 (время срабатывания храпового механизма не более 1,5секунды). Питатель 3 выполнен в виде манипулятора с вакуумным захватом 5, и действует по жесткой программе синхронно с работой технологической машины (в частности, полуавтомата заварки ножек ЭВП).Сменность кассет позволяет сократить вспомогательное время на загрузку МЗУ. Число гнезд в кассете на действующем оборудовании –50, если те же гнезда расположить по спирали, задав манипулятору дополнительное перемещение, вместимость магазина может быть увеличена до 200 единиц.
|
|
Отдельный подкласс среди МЗУ составляют устройства для подачи заготовок (деталей и узлов) между технологическими машинами, участками и цехами. Их отличают большая протяженность, сложность трассы транспортировки предметов обработки, наличие на трассе накопительных участков, а также различных по виду средств захвата и подачи изделий в зоны обработки.
На рис. 2.6 представлена схема замкнутого цепного транспортер а с накопительным участком 4 (большой емкости) и участком 5 технологической обработки, включающем загрузку-выгрузку заготовок. Особенностью рассматриваемого варианта является наличие приводной пластинчато-шарнирной цепи, звенья которой снабжены средствами для крепления транспортируемых заготовок.
Важным является вопрос определения размеров магазина МЗУ и количества одновременно загружаемых заготовок, поскольку связан с критерием безостановочности работы ЗУ, влияющим на производительность основного технологического оборудования.
При проектировании МЗУ обычно стремятся к тому, чтобы минимальное время безостановочной выдачи заготовок составляло не менее 0.5 часа, учитывая при этом удобство обслуживания и то, что максимальное время работы МЗУ (до повторной загрузки) обычно имеет ограничения в связи с увеличением габаритов емкости, рассчитываемой исходя из размеров заготовок.
Итак, в заключении отметим основные особенности МЗУ:
- сосредоточение запаса полностью или частично ориентированных заготовок (предметов обработки) в магазине с возможностью направленного перемещения в заданном направлении под действием сил тяжести или принудительно;
- поштучная выдача заготовок путем отсекания одной заготовки от общего числа с подачей ее в технологическую машину с помощью питателя;
- обеспечение синхронизации работы питателя МЗУ с технологической машиной.
В следующей лекции рассмотрим основы выбора конструктивных параметров бункеров и лотков для ориентированных заготовок, обеспечивающих самотечное движение заготовок (в режимах качения и скольжения), и основные зависимости для определения производительности бункерных и магазинных загрузочных устройств.