Лекция № 1. Под механизацией технологических процессов обычно понимают замену человеческого труда работой машин

Тема: Введение.

Под механизацией технологических процессов обычно понимают замену человеческого труда работой машин. Автоматизация технологических процессов предусматривает механизацию обслуживания и управления машинами, их системами и производственными процессами в целом. Непрерывный рост производительности труда в настоящее время обеспечивается в первую очередь механизацией ручных работ и автоматизацией производственных процессов.

Основным направлением работ в области механизации и автоматизации является переход к комплексной автоматизации, к созданию полностью автоматизированных участков, цехов и заводов.

Комплексную механизацию и автоматизацию следует прежде всего внедрять в наиболее трудоемкие виды производства - литейное, прокатное и сварочное, при транспортировке материалов, в области механической обработки металлов резанием и др.

Наряду с работами по механизации и автоматизации производственных процессов в крупносерийном и массовом производстве проводятся работы по механизации и автоматизации в мелкосерийном и серийном производствах.

В настоящее время при создании новых машин учитывают их способность работать в автоматических линиях.

Для широкого развития автоматизации необходимым условием является разработка типовых решений по отдельным автоматическим агрегатам и автоматическим линиям во всех отраслях машиностроения.

Быстрая смена многих объектов производства требует повышения универсальности автоматических машин, расширения номенклатуры обрабатываемых на них заготовок и возможности быстрой переналадки.

Многие, выпускаемые в настоящее время металлорежущие станки, оснащают типовыми автоматическими загрузочными и разгрузочными устройствами, а также устройствами для автоматической подналадки инструмента в процессе обработки заготовок и для контроля качества готовых деталей. Механизированное и автоматизированное производство должно базироваться на прогрессивных технологических процессах.

Экономическая эффективность механизации и автоматизации технологических процессов определяется следующими показателями: повышение производительности труда, снижение себестоимости выпускаемой продукции, облегчение условий труда, оптимальный срок окупаемости и др.

Механизация и автоматизация имеют не только большое экономическое, но и огромное социальное значение. В социалистических условиях автоматизация производственных процессов отвечает насущным интересам трудящихся, облегчает и коренным образом изменяет характер труда, создает условия для ликвидации различий между умственным и физическим трудом. Комплексная механизация и автоматизация производства являются основным направлением технического прогресса.

Механизация и автоматизация являются основой дальнейшего технического развития современного производства вообще и в том числе сварочного. Развитие и внедрение автоматической и полуавтоматической сварки под флюсом, сварки в среде защитных газов, электрошлаковой, контактной и газопрессовой сварки, механизированной кислородной резки и др. обеспечивают высокий уровень автоматизации и механизации собственно сварочного процесса, достигающий в ряде случаев 70—80% от числа выполняемых операций.

Наибольший уровень автоматизации сварки и резки дает применение сварочных установок и резательных машин с программным управлением. Программное управление обеспечивает автоматизацию не только самого процесса резки, но и связанных с ним вспомогательных операций: зажигание и гашение пламени резака, пуск и включение струи режущего кислорода, подвод головки к листу и отвод и др. Таким образом программное управление почти полностью заменяет оператора сварщика и резчика, за которыми остаются только функции наблюдения протекающего автоматически процесса резки и сварки. Внедряется программное управление таю:.' и в сварочные установки, выполняющие дуговую и контактную сварку.

Тем не менее механизация и автоматизация только самих процессов сварки и резки еще не решает полностью проблемы механизации и автоматизации сварочного производства в целом на данном участке или предприятии. Необходима также механизация и автоматизация вспомогательных трудоемких, тяжелых а иногда и вредных работ: подготовки металла под сварку, транспортировки заготовок, перемещения изделий при сборке и сварке на стенде, очистки швов от шлака и др. Некоторые из перечисленных видов работ выполняются с помощью различных механизмов общего или специального назначения: грузоподъемных мостовых кранов, автопогрузчиков, электрокар, тельферов, кранов-укосин, лебедок, рельсовых тележек, роликоопор, кантователей, манипуляторов и многих других.

При подготовке и очистке металла перед сваркой применяется травление металла, очистка металлическими щетками, приводимыми в действие от электродвигателя через гибкий вал; аналогичные переносные машинки с гибким валом используются также для механизации работ по зачистке швов после сварки с помощью наждачного круга.

Наибольший технико-экономический эффект дает комплексная механизация и автоматизация сварочного процесса в целом, особенно при организации линий непрерывного поточного производства. В линии поточного производства механизируются и автоматизируются почти все операции, включая подачу металла со склада, подготовку его, раскрой, сборку и сварку, испытание после сварки, покраску и отделку, подачу на склад готовой продукции. В поточном производстве объем механизации и автоматизации производства может достигать 80—90%, а в отдельных случаях — 100%. Поточные линии целесообразно организовывать только в условиях массового производства.

Основой для комплексной механизации и автоматизации сварочного производства является применение:

1) машинной газокислородной резки;

2) полуавтоматической и автоматической сварки;

3) универсальной технологической оснастки с быстродействующими зажимными устройствами, допускающей легкую переналадку при изменении размеров изделия;

4) механизированных стендов для сборочно-сварочных работ, оснащенных механическими, электропневматическими и гидравлическими приводами;

5) автоматов с электроприводами, с магнитными усилителями для плавной регулировки режимов сварки;

6) монорельсов, манипуляторов, кантователей, приводных роликоопор, транспортеров и пр.;

7) механизированных методов изготовления заготовок (штамповки, гибки), обеспечивающих более точные размеры и сокращающих объем работ по подгонке деталей при сборке.

Поточные линии проектируются с учетом общего характера производства на данном предприятии. При этом сварка производится не в специальных сварочных цехах, а сварочные агрегаты включаются в общую поточную линию. Такой принцип построения процесса с использованием сварки сейчас наиболее широко распространен в условиях массового производства.

Автоматические сборочно-сварочные линии с максимальной механизацией и автоматизацией процессов созданы и работают, например, на многих трубосварочных заводах, выпускающих сварные трубы со спиральным или продольным швом, на автомобилестроительных, вагоностроительных, судостроительных и других предприятиях массового производства.

К поточной линии изготовления заготовок обечаек листы, просушенные после травления, подаются на тележке в пакетах по 10 шт. и мостовым краном укладываются на питатель. - Пневматическим толкателем верхний лист пакета сдвигается на 50 мм, захватывается эксцентриковой скобой и с помощью лебедки подается на транспортер, откуда толкателями перемещается в девятивалковые правйльные вальцы. С вальцев пневмомагнитные досылатели подают лист на поперечный транспортер, который перемещает его на накопитель. Накопитель выдает по одному листу на стенд к портальной газорежущей машине ПР-3,5, осуществляющей продольную обрезку листа на заданную ширину заготовки одновременно двумя резаками. Толщина листов составляет от 6 до 16 мм.

Немерные листы, оставшиеся от раскроя, подаются на стенд, где подвергаются автоматической сварке до размеров обечайки. Этот стенд оборудован магнитными прижимами листов и пневмо-флюсовой подушкой. Для сварки используется автомат АДС-1000-2.

С накопителя листы подаются на поворотную пневматическую тележку, которая подвозит их к гидравлическому прессу, подгибающему кромки листов перед вальцовкой. По наклонному стеллажу заготовка далее поступает на последний агрегат линии — вальцы, придающие ей цилиндрическую форму.

На поточной линии сборки и сварки обечаек сначала гидравлической скобой производится стягивание кромок и прихватка их на стенде, а также приварка выводных планок. Между отдельными стендами обечайки перемещаются скатыванием по наклонным стеллажам. На стенде обечайка сваривается изнутри под флюсом на автомате АДС-2000-2, снабженном удлинителем.

Стенд имеет механизм поворота для установки обечайки швом вниз и пневмофлюсовую подушку.

После сварки внутреннего шва обечайка пневматическим устройством выталкивается на промежуточный стеллаж, откуда попадает на стенд, где производится ее сварка снаружи на специальной портальной сварочной установке, по рельсам которой перемещается автомат АДС-2000-2. Для удаления остатков флюса на всех установках применяются флюсоотсосы.

На следующем рабочем месте от обечайки отрезаются выводные планки и она поступает на калибровочные вальцы. В камере обечайки подвергаются рентгеноконтролю. Предварительно швы обечаек отбраковываются магнитным дефектоскопом. Готовые обечайки подаются при помощи подвесного цепного конвейера на сборку аппаратов.

В поточной линии для сборки-сварки крышек и днищ на стенде производится газокислородная обрезка кромок днищ.

Затем по монорельсу днище передается на стенд, где размечаются и накерниваются отверстия. На установке производится автоматическая газокислородная вырезка отверстий, после чего днище поступает на стенд для сборки и прихватки фланца. На стенде полуавтоматом А-537, установленным стационарно, сваривается в среде углекислого газа внутренний шов, соединяющий фланец с днищем, а на стенде 6 сваривается наружный шов под флюсом сварочным трактором ТС-І7МУ. На стенде производится установка патрубков, а на стенде — перегородок. Привариваются перегородки к днищу в среде углекислого газа полуавтоматом А-537. После контроля качества сварки крышка подается на участок механической обработки, откуда по рольгангу поступает в камеру подготовки к окраске, а затем пневматическим подъемным столом подается на подвесной конвейер, который транспортирует крышки, в окрасочную и сушильную камеры. Готовые крышки поступают на линию сборки кожухотрубной аппаратуры.

Применение поточных линий значительно повысило производительность труда на заводе. Так, на участке сборки-сварки обечаек съем продукции производственной площади увеличился в четыре раза.

Вопросы для самопроверки:

1. Что дает наибольший технико-экономический эффект?

2. Что является основой для комплексной механизации и автоматизации сварочного производства?

Литература:

Базовая:

1. А.Д. Гитлевич, Механизация и автоматизация сварочного производства, М., Машиностроение, 1979г. – стр.290.

Вспомогательная:

1. С.А. Куркин, Сварные конструкции, М., Высшая школа, 1991г. – стр.398;

2. М.С. Львов, Автоматика и автоматизация сварочных процессов, М., Машиностроение, 1982г. – стр.302;

3. В.А. Тимченко, А.А. Сухомлин, Роботизация сварочного производства, К., Техника, 1989г. – стр.175;

4. Г. Герден, Сварочные работы, М., Машиностроение, 1988г. – стр.288;

5. Методические указания к выполнению практических работ по дисциплине «Технологическое оборудование»;