Лекция Составление кинематической технологической cхемы и карты машины. Общие положения



бет1/28
Дата12.10.2019
өлшемі2 Mb.
түріЛекция
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   28
КАЗАХСТАНСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Колмыкпаев Батырбек Камитович - к.т.н., и.о. доцента


Лекция 1. Составление кинематической технологической cхемы и карты машины.
1. Общие положения

1.1. Технологический процесс и его схема

Технологический процесс, являясь частью производственного процесса, включает в себя подготовку орудий труда; получение и хранение исходного материала; переработку и обработку (на всех стадиях) исходного сырья; транспортировку исходного сырья и готового продукта; технико-физический и химический контроль качества сырья и продукта; упаковку и реализацию продукции. Технологические процессы, как правило, состоят из технологических и вспомогательных операций, а последние - из элементов операций (частей).

Под технологической операцией понимают искусственное воздействие на предмет труда (продуктового сырья) с целью изменения структурно-механических, физико-химических, биологических или других его свойств, а также его формы, размеров и пр. К технологическим относятся операции, дающие непосредственно технологические результаты, например измельчение мяса в волчке, сепарирование молока в сепараторе и т. д.

Под вспомогательной операцией понимают действие, направленное на закрепление, перемещение предмета труда, контроль качества готового продукта и др. (установочно-съемные, транспортные, контрольные, управления и др.).

Под элементом операции понимают часть операции, выполняемую одним рабочим органом (одним орудием труда).

Технологические и вспомогательные операции могут быть простыми и сложными. Простая технологическая операция состоит из одного технологического элемента и одного или нескольких вспомогательных элементов, а сложная - из нескольких технологических и нескольких вспомогательных элементов. Простая вспомогательная операция состоит из одного основного элемента и одного или нескольких вспомогательных элементов, а сложная - из нескольких основных и вспомогательных элементов.

Вспомогательные элементы операций могут быть одними и теми же, как при выполнении технологических, так и при выполнении вспомогательных операций, например прижатие обрабатываемого объекта (оно необходимо при выполнении технологических и вспомогательных операций). Разбивка операций на элементы позволяет перейти от технологической задачи к кинематической. Таким образом, уже технологический процесс предопределяет в какой-то мере будущую конструкцию машины.

Для создания машины оптимальной конструкции необходимо тщательно изучить технологический процесс, чтобы достаточно полно представить его структуру и активно влиять на изменение структуры в случае необходимости. Для полного представления технологического процесса как на стадии создания машины, так и на стадии ее эксплуатации разрабатывают технологическую схему и технологическую карту машины.

Технологические схема и карта являются важными частями документации машины. Они разрабатываются и составляются инженерно - техническими работниками тех организаций, которые занимаются конструированием и изготовлением машин.

Технологической схемой машины называется графическое изображение технологического процесса в порядке последовательности выполнения технологических и вспомогательных операций и их элементов.

Технологической картой называется таблица, в которой указаны технологические и вспомогательные операции, элементы этих операций, рабочие органы, их обозначения по технологической схеме и позиции, где выполняются элементы или совокупности элементов операций.

В ряде случаев, для того чтобы технологический процесс мог быть выполнен при помощи машины, его приходится видоизменять - разделять на иные, чем при ручной работе, операции, изменять порядок их выполнения.

Правильно оформленные технологические схема и карта машины должны давать исчерпывающее представление о последовательности выполнения операций обработки, о положении обрабатываемых объектов или перерабатываемого сырья внутри машины в периоды воздействия на них рабочих органов, о количестве рабочих органов, их движении (в первом приближении), о системе транспортировки объектов или сырья в машине, о распределении операций обработки между позициями и т.п. В конечном итоге технологическая схема и карта определяют взаимодействие рабочих органов и обрабатываемых объектов.

Разработка технологических схемы и карты является первой и наиболее ответственной задачей при расчете и конструировании машины, так как они определяют основные параметры будущей машины, ее структуру, кинематику, конструкцию рабочих органов, последовательность и синхронность выполнения операций, условия эксплуатации, технико-экономические показатели и т. п. Выбор технически рациональной и экономически эффективной технологической схемы машины является одной из важнейших и трудоемких задач.

Для составления технологической схемы и технологической карты режде всего расчленяют весь технологический процесс на элементы операций так, чтобы каждый отдельный элемент операции в машине выполнял один рабочий орган, т. е. чтобы расчленение технологического процесса было увязано с механикой машины. После этого составляются отдельные схемы (кадры) взаимного расположения обрабатываемого объекта или перерабатываемого продукта и рабочих органов во время их взаимодействия, как это представляется в натуре. Для большей наглядности технологические схемы желательно выполнять цветными, вводя соответствующие цвета для различных материалов или частей брабатываемых объектов.

Отдельные схемы взаимного расположения обрабатываемого объекта и рабочего органа для некоторых машин можно выполнять в зависимости от выбранной величины угла поворота ведущего звена (главного или распределительно-управляющего вала) машины.

Количество поворотов вала ведущего звена каждый раз на выбранный угол, до полного оборота вала, будет определять количество кадров одной операции или всего процесса.

Рабочие органы на схеме обозначают арабскими цифрами, позиции - римскими цифрами и прописными буквами русского алфавита, движения рабочих органов - стрелками. Все цифровые и буквенные обозначения поясняются на чертеже в соответствии с требованиями ЕСКД.

В сложных многопозиционных машинах циклического действия наряду со стремлением разъединить технологические операции на элементы операций (с целью выполнения каждой из них в одной позиции) часто встречается и обратное - соединить несколько элементов операции (с целью выполнения их также в одной позиции). Первое делается тогда, когда элементы операций по длительности их выполнения примерно одинаковые, а второе - когда разные.

Некоторые элементы операции в этих машинах выполняются даже между позициями – во время транспортировки изделия от позиции к позиции.

Технологические схемы машин могут выполняться и в других вариантах, например с нанесением поясняющих надписей непосредственно на схеме. Однако такие схемы уступают первым двум по полноте представления технологического процесса и его связей с машиной.
1.2. Структура машин

Современная машина состоит из питающего устройства, привода (трансмиссии), исполнительных механизмов с рабочими органами, механизмов регулирования, контроля, управления, защиты, блокировки и др.

Питающее устройство предназначено для непрерывной или периодической подачи объектов (сырья) в машину. Часто такая подача осуществляется путем отмеривания заданных порций продукта (по объему и реже по массе).

В составе привода у машин имеются электродвигатель, как правило, редуктор, передачи гибкой связи, зубчатые и цепные передачи. Заканчивается привод рабочими или распределительно-управляющими валами. На рабочем валу закрепляют рабочий орган, на распределительно- управляющем - ведущие звенья исполнительных механизмов.

Распределительно-управляющий вал может служить одновременно и промежуточным, и рабочим валом. Механизмы привода и приводных устройств (трансмиссионные) служат для передачи движения от двигателя к ведущим звеньям исполнительных механизмов или непосредственно к рабочим органам машины.

Исполнительные механизмы служат для преобразования движения (иногда энергии) ведущего звена и передачи его в преобразованном виде ведомому звену (рабочему органу). Исполнительные механизмы, как правило, являются механизмами циклического действия.

Рабочие органы машин бывают основными (обрабатывающими) и вспомогательными (например, удерживающими объект). Они также бывают различными у машин периодического и непрерывного действия. Отличаются они и функциональным назначением. Движение рабочих органов осуществляется по определенным законам и в определенное заданное время.

Механизмы регулирования, контроля, управления, защиты, блокировки и другие обычно состоят из исполнительного механизма циклического действия со вспомогательным рабочим органом. Ведущие звенья этих механизмов также могут закрепляться на распределительно- управляющих валах машины.

Создание машины начинается с представления ее структуры. Анализ условий работы машины немыслим без знания ее структуры. Структуру любой машины представляют в виде структурной схемы. На основании структурной схемы определяют основные размеры машины, осуществляют первое компоновочное решение и набрасывают предварительную кинематическую схему. Структурные схемы машин составляют в соответствии с рекомендуемыми условными обозначениями элементов машин. Нанесение и соединение (линиями или стрелками) условных обозначений для получения структурной схемы начинают от двигателя в последовательности присоединения передач, валов рабочих органов и механизмов. На структурной схеме указывают мощность двигателя, условные скорости вращения вала двигателя и валов машины, передаточные числа промежуточных передач, порядковые номера валов (римскими цифрами), названия исполнительных механизмов, а также названия рабочих органов, укрепленных непосредственно на валах (обычно в конце того или иного ответвления схемы).

Структурная схема машины дает представление о распределении энергии от двигателя к механизмам. Схема весьма удобна при определении общего КПД машины.

Кинематическая схема машины разрабатывается при конструировании новой и модернизации старой машины или снимается при исследовании (анализе) имеющейся машины.

Кинематическая схема является исходным документом для кинематического и силового расчетов машины. Она также входит как обязательное приложение к описанию и инструкции по эксплуатации машины. Она помогает в условиях эксплуатации быстрее разобраться в принципе действия машины, представить ее структуру и состав, поэтому каждый инженер должен не только уметь читать и понимать кинематические схемы, но и быстро и четко составлять их.

Кинематическая схема представляет собой условное плоскостное или перспективное изображение всех ее механизмов и звеньев в их взаимосвязи и должна давать представление о порядке присоединения механизмов, распределении потоков энергии, кинематических связях элементов машин, о взаимном расположении ведущих звеньев.

Все элементы на схеме изображают с помощью условных графических обозначений или упрощенных внешних очертаний элементов машины. Допускается кинематические схемы вписывать в контур изображения машины.

Полную кинематическую схему сложной машины выполнять на высоком качественном уровне часто бывает трудно, поэтому в таких случаях можно рекомендовать раздельное составление кинематических схем привода (трансмиссии) и исполнительных механизмов циклического действия. Такое разделение оправдывается тем, что в целом ряде машин двигатель и трансмиссия представляют собой обособленную конструкцию, кинематика механизмов которой может изучаться и разрабатываться независимо от кинематики остальных механизмов машины. В большинстве случаев механизмы привода обладают постоянными для определенных режимов передаточными отношениями. Эти механизмы обычно являются механизмами непрерывного действия, однако они могут быть и механизмами прерывистого, но однонаправленного действия. В последнем случае их работа должна быть увязана с работой других механизмов машины. Цикличность работы исполнительных механизмов, как правило, должна быть подчинена цикличности технологического процесса, выполняемого машиной.

Разделение машин на привод и исполнительные механизмы облегчает выполнение кинематических схем частей машин в соответствии с требованиями ГОСТ 2.703–68 и 2.770-68. Непосредственно на кинематической схеме привода указывают мощность двигателя, угловую скорость вращения выходного вала двигателя и всех валов машины, диаметры шкивов, длину и тип ремня, числа зубьев колес, звездочек, храповиков, модули зубчатых передач, шаги цепных передач, числа и значения ходов рабочих органов. Все валы нумеруются римскими цифрами. Все элементы машины на схеме нумеруются арабскими цифрами в порядке обхода схемы слева направо или справа налево и поясняются на свободном поле чертежа текстовой частью, например с помощью таблицы (ГОСТ 2.702-75). Элементы покупных или заимствованных механизмов (например, редукторов, вариаторов) не нумеруют, а порядковый номер присваивают всему механизму в целом. При описании принципа действий и устройства машины ссылки на цифровые обозначения элементов схемы обязательны.

Кинематические схемы исполнительных и других механизмов циклического действия изображаются в отличие от кинематической схемы привода в масштабе с точным соблюдением относительного расположения звеньев и пар. На схеме указывают расстояния между неподвижными шарнирами, а также между ними и осевыми линиями поступательно движущихся звеньев, а также угловые характеристики изогнутых звеньев.

Неподвижные шарниры обозначают буквой О с индексом внизу - порядковым номером; подвижные - прописными буквами латинского алфавита. Звенья нумеруют арабскими цифрами. Направление вращения ведущего звена указывают стрелкой. Рядом со схемой помещают таблицу, в которой указывают порядковые номера звеньев, буквенные обозначения отдельных частей звеньев и их размерные характеристики.

К выполнению кинематических схем исполнительных механизмов предъявляются те же требования, что и к выполнению кинематической схемы привода. Конструктивные особенности звеньев и механизма в целом, не оказывающие влияния на движение механизма и его элементов, кинематической схемой не учитываются.

КАЗАХСТАНСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ



Колмыкпаев Батырбек Камитович - к.т.н., и.о. доцента

Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   28


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет