Механизация и автоматизация шлифовальных операций

В шлифовальных станках основными объектами автоматизации являются перемещение и установка за­готовки на рабочую позицию; закрепление заготовки; освобождение, съем и отвод готовой детали с рабо­чей позиции; основные и вспомогательные движения рабочих органов станка.

На рис.44 показана схема автоматизации шлифо­вальных станков. Подлежащие шлифованию на круглошлифовальном станке детали 2 загружаются в ма­газин 1, откуда шток гидроцилиндра 12 проталки­вает их в гнезда поворотного барабана 3. Барабан, получая прерывистое движение от гидроцилиндра 5, через собачку 6 и храповое колесо 4 перемещает деталь к центрам 10, которые получают вращение от отдельных электродвигателей. В тот момент, когда барабан неподвижен, поршни цилиндров 9 переме­щают центра и зажимают деталь. После обработки центра отходят в исходное положение. Обработанная деталь выталкивается из гнезда барабана поступаю­щей из магазина 1 заготовкой в желоб 11, по которому направляется в тару. Автоматическим циклом работы станка управляет распределительный меха­низм (командоаппарат) 8. Распределительный вал командоаппарата имеет постоянное число оборотов и приводится во вращение от электродвигателя, червяч­ной пары и сменных зубчатых колес. Число оборо­тов распределительного ва­ла 7 соответствует числу автоматических циклов станка. Кулачки распределительного вала 7 управ­ляют гидрораспределителями, подающими масло к цилиндрам в нужной последовательности. Подача жидкости в распределительный механизм 8 может осуществляться от общей гидросистемы станка или от отдельной гидроустановки.

Рисунок 44 – Схема автоматизированного круглошлифовального станка

Наиболее просто поддаются автоматизации бесцентрово-шлифовальные станки, так как по своим конструктивным особенностям эти станки являются полуавтоматами и основная задача, которая реша­ется при их автоматизации, заключается в оснащении их устройствами для загрузки заготовок и снятия готовых деталей.

Рисунок 45 – Схема автоматизированного бесцентровошлифовального станка

На рис.45 показана конструктивная схема автоматизированного бесцентровошлифовального станка. Заготовки в ориентированном положении загружа­ются в бункер 1. В корпусе бункера установлен ворошитель 10, соединенный шарнирно со штоком пневмоцилиндра 9. Ворошитель устраняет заторы и способствует более интенсивному перемещению заго­товок. Из бункера заготовки поступают в магазин 2, по которому под действием силы тяжести опускаются на опорный нож 3. Подача заготовок в рабочую зону (между кругами) осуществляется толкателем 7, установленным на штоке пневмоцилиндра 8, по команде от кулачка 5 и золотника 6. Съем детали осуществляется ведущим кругом 4.

На рис.46 изображена более сложная схема автоматизированного круглошлифовального станка. Ста­нок оснащен механизмом врезания, импульсным датчиком А для компенсации износа круга, пневмопатроном 1, люнетом с пневмоцилиндром 2, задней бабкой с пневмоцилиндром 5, устройством 9 для от­вода во время снятия и установки заготовки измери­тельного прибора с электроконтактным датчиком, командоаппаратом (распределительным валом 10) и его приводом 11. Цикл работы станка осуществляется от распределительного вала 10 и гидроклапанов гидрокранов Б. Быстрый подвод шлифующего круга к детали осуществляется штоком 6, который переме­щается в гидроцилиндре 3. В конце быстрого хода головка штока 6 давит на клин 5, и поршень 4 пере­мещается вверх. В результате происходит рабочая подача круга. Когда деталь получит требуемый раз­мер, срабатывает электромагнит 7, происходит пере­ключение одного из гидроклапанов Б, и клин 5 возвратится назад, возвращая в исходное положение шлифовальную бабку.

Рисунок 46 – Автоматизированный круглошлифовальный станок

МЕХАНИЗАЦИЯ И АВТОМАТИЗАЦИЯ ТРАНСПОРТНЫХ ОПЕРАЦИЙ.

УДАЛЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВАНИЕ СТРУЖКИ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Транспортные устройства машиностроительных за­водов используются для перемещения материалов, полуфабрикатов, деталей, сборочных единиц, готовых изделий, вспомогательных материалов, стружки и т. п. на склад, со склада к рабочим местам, между рабочими местами и между цехами. Число транспортных операций, объем и масса перемещаемых грузов, даже на небольших заводах, достаточно велики. Зна­чительная часть этой работы выполняется вручную или с помощью транспортных устройств, требую­щих ручного управления. Поэтому для дальнейшего повышения производительности труда в промышлен­ности нужно преодолеть возникший разрыв между относительно высокой технической оснащенностью основных работ и большими затратами ручного труда на транспортных, складских и погрузочно-разгрузочных операциях.

В зависимости от назначения, заводской транспорт можно разделить на три вида: внешний, межцеховой и цеховой.

Внешним называется транспорт, который служит для связи завода с ближайшими железнодорожными станциями, с другими предприятиями, с водными портами, откуда поступают грузы. В качестве транс­портных средств чаще всего применяются автомобили или рельсовый транспорт.

Межцеховым называется транспорт, который слу­жит для перевозки грузов между цехами и складами. В качестве транспортных средств используются те­лежки, электротележки, конвейеры, лифты и другие устройства.

Цеховым называется транспорт, который предна­значен для перемещения грузов внутри цеха и обслуживает складские помещения, станки, сборочные места и т. п. В качестве транспортных средств используются электротележки, рольганги, конвейеры, лотки, вибролотки, лифты, электротельферы, мостовые краны и т. п.

В зависимости от направления перемещения различают горизонтальный (на одном уровне), вертикальный (между этажами), пространственный транспорт. В зависимости от способа действия различают устройства периодического и Непрерывного действия.

Выбор вида транспортного устройства зависит от характера изготовляемой продукции, ее массы, раз­меров, вида производства и формы организации работы и ряда других специфичных факторов и произ­водится на основе технико-экономических расчетов.

ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА ПЕРИОДИЧЕСКОГО И НЕПРЕРЫВНОГО

ДЕЙСТВИЯ

Для периодического транспортирования грузов используются всевозможные ручные и самоходные те­лежки, электротали, тельферы, монорельсовые тележки, мостовые краны, кран-балки, автомобили, авто­погрузчики. Действие этих устройств рассматривалось в предшествующих предметах. К этому же типу можно отнести так называемые шаговые конвейеры. Последние позволяют осуществлять сборку изделий в неподвижном состоянии, что особенно важно для точных изделий, например станков.

На рис.47 показана схема шагового конвейера — транспорта пульсирующего действия. Объект сборки, например станина станка 7, устанавливается на первую слева рабочую позицию, опирающуюся на непод­вижную раму 5. Подвижная рама 2 в это время на­ходится в опущенном положении. Для передачи транспортируемого изделия на следующую позицию подвижная рама 2 поднимается подъемниками 6 вверх и приподнимает над неподвижной рамой все транспортируемые изделия. Включается привод 1, и подвижная рама вместе с изделиями по роликам 3 и направляющим 4 движется вперед (вправо) на один шаг, т. е. на расстояние между рабочими пози­циями. Затем подвижная рама опускается и устанавливает собираемый объект на неподвижную раму. В нижнем состоянии подвижной рамы привод 1 возвращает ее в исходное положение. При полностью заполненном конвейере подвижная рама перемещает все собираемые объекты на один шаг вперед, чтобы с последней позиции сошло собранное изделие. Таким образом, сборка производится при неподвиж­ном изделии, после чего происходит перемещение на следующую позицию сборки.

Рисунок 47 – Схема шагового конвейера

В массовом, крупносерийном и серийном производствах машиностроения при транспортировании грузов применяют транспорт непрерывного действия в виде различных конвейеров: грузонесущих, подвесных и толкающих, напольных цепных буксирных и тележечных, вибрационных для перемещения на короткие расстояния, винтовых, скребковых и других для транспортирования стружки.

Межоперационный транспорт изделий является организующим началом поточного метода производства и обеспечивает работу линий, цеха или всего предприятия но строго определенному такту выпуска изделий.

На рис.48 показана схема грузонесущего подвес­ного конвейера. Замкнутая тяговая цепь 7 имеет расположенные на определенных расстояниях грузовые тележки 2. Тележки перемещаются по подвесному монорельсовому пути 3. Грузонесущие подвески 4, за которые подвешивают или укладывают груз, шарнирно прикрепляют к грузовым тележкам. Тяговая цепь приводится в движение электроприводом 5, а ее на­тяжение обеспечивается натяжным устройством 6. Такой конвейер весьма простой конструкции, обла­дает пространственной гибкостью и позволяет свя­зать большое число рабочих мест, участков, складов, расположенных в различных цехах и корпусах. На таком конвейере может применяться автоматиче­ская загрузка и разгрузка транспортируемого груза.

На рис.49 показаны схемы автоматической загрузки подвесного конвейера. В первом случае (рис.49,а) ветвь 1 цепного конвейера опускается в месте за­грузки, и грузовые подвески 2 снимают груз 3 с рольгангового стола 4. По второй схеме (рис.49,6) загрузка осуществляется за счет гидравлического или пневматического стола 4, который поднимает груз до необходимого для захвата положения. По третьей схеме (рис.49,в) автоматическая загрузка дости­гается при помощи рольганга 4 и наклонного конвейера 5, поднимающего груз до уровня движения подвесок.

В тех случаях, когда транспортируемый груз, сле­дующий в общем потоке, надо остановить у опреде­ленных рабочих мест на время выполнения операции, нет необходимости снимать его с подвесок. Можно оставить груз (тару) на подвеске, но вывести ее из потока, применяя подвесные грузотолкающие конвейеры с автоматическим адресованием.

На рис.50 показан узел ходовой части однопутного подвесного грузотолкающего конвейера. Трасса конвейера 8 выполнена из двух швеллеров, расположенных в одной плоскости. Каретка 7 тяговой цепи 5 перемещается по верхним полкам швеллеров, а грузовые тележки 1 — по внутренним поверхностям нижних полок швеллеров. Для жесткого скрепления швеллеров имеются хомуты 6. Усилие для перемещения грузовых тележек пере­дается от тяговых цепей посредством толкателя 3, жестко закрепленного на каретке 7, к ведущему упору 4. При движении цепи вправо толкатель 3 поворачивает предохранительный упор 2, проходит дальше и упираясь в упор 4, захватывает тележку и ведет ее по направляющим трассы. Для автоматической остановки тележки имеется адресователь 9, который включает специальное устройство. Это устройство поворачивает упор 4 и пропускает цепь с толкателем 3 дальше, оставляя каретку на месте. С помощью стрелочного перевода тележка с грузом отводится на неприводной запасной путь, где производится необходимая работа. После возвращения тележки обратно тяговая каретка автоматически захватывает тележку.

Рисунок 48 – Схема подвесного Рисунок 49 – Автоматическая загрузка

грузонесущего конвейера подвесного конвейера

Рисунок 50 – Ходовая часть однопутного Рисунок 51 – Грузовая тележка

толкающего конвейера напольного толкающего конвейера

На рис.51 показана грузовая тележка напольного толкающего конвейера щелевого типа. Такой конвейер обеспечивает непрерывное перемещение изделия и позволяет в случае необходимости отключать грузо­вые тележки от тягового элемента и переводить их на запасные пути вручную или при помощи автоматической системы. Под полом цеха находится путь 7 для цепной каретки 8. Приводная тележка 4 двигается по настилу 6. Для сцепления и расцепления тележки с тяговой цепью предусмотрен фиксатор, состоящий из штыря 5, стакана 3, пружины 2 и ру­коятки 1. Вытягивая фиксатор, отсоединяют тележку от тяговой цепи и переводят ее на запасный путь.

Рисунок 52 – Схема ленточного конвейера с автоматическим адресованием груза

На рис.52 показана схема ленточного конвейера с автоматическим адресованием грузов. Грузы, дви­гаясь по ленточному конвейеру 1 с направляющими 4, подходят к регули­руемым лоткам 3 и отводятся к станку 2. Для пропуска грузов лоток отводится и не мешает транспортировке. После того как грузы прошли все станки они направляются или в бункер 5 или движутся дальше по различным направлениям ленточного конвейера.

Рисунок 53 – Автоматическое адресование груза на роликовом конвейере

На рис.53 показан роликовый конвейер для транспортировки грузов на поддонах с автоматиче­ским адресованием. В днище поддона закреплена пластина 1, на которой электромагнитной записываю­щей головкой специальным кодом указывается адрес доставки груза. Перед каждым ответвлением конвей­ера имеются считывающий датчик 2 и аппарат сли­чения 3. Если записи совпадают, то подается команда на отклоняющее устройство 4, и поддон с грузом переходит на боковой путь 5. Для автоматического отклонения груза применяют различные отсекатели (рис.54 а,б,в,з,и – ленточные и штыревые; г,д,е – пневматические и цепные; ж — гравитационные).

Рисунок 54 – Приспособления для автоматического адресования грузов

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СКЛАДЫ

Автоматизированный склад значительно сокращает количество рабочих, развозящих, укладывающих, снимающих и отправляющих потребителю материалы, полуфабрикаты, заготовки и готовые детали. Такой склад позволяет использовать весь объем помещения склада.

Автоматизированный склад (рис.55) состоит из стеллажей 1, в которых находятся ячейки для хранения станда­ртных ящиков (тары), кранаштабелера 2 со­ответствующей грузоподъемности, пульта управления 3 и картотеки 4. Кранштабелер имеет ручное и автома­тическое управление.

Оператор, получив заказ на определенный груз, находит в картотеке соответствующую карточку, на которой указан адрес местонахождения груза. Адрес груза набирается на пульте. Затем оператор нажатием кнопки поворачивает подъемные вилы кранаштабелера в направлении к стеллажу и включает автоматику. Вилы автоматически поднимаются к заданному ярусу, перемещаются вдоль прохода и останавливаются напротив нужной ячейки. Вилы вдвигаются под тару, поднимают ее немного вверх, подхватывая груз, сдвигаются в исходное положение, вытаскивая груз из стеллажа, и возвращаются к пульту управления, где груз снимают.

При загрузке новых изделий цикл такой: груз доставляется в ячейку и опускается на стеллаж, затем кранштабелер возвращается к пульту управления.

Рисунок 55 – Автоматизированный склад

УДАЛЕНИЕ И ТРАНСПОРТИРОВКА СТРУЖКИ

Механизация удаления стружки, образующейся при изготовлении деталей на металлорежущих стан­ках, может обеспечиваться установкой шнековых (винтовых) транспортеров, встроенных в станок, вибротранспортеров, ленточных, скребковых и пнев­матических отсасывающих и воздуходувных устройств.

Для транспортировки стружки от станков к местам ее сбора и переработки применяют ленточные, скреб­ковые, скребково-штанговые и другие транспортеры, которые располагаются под полом цеха, а для мелкой сыпучей стружки — вакуумные, располагаемые над станками.

На рис.56 показан винтовой конвейер для транспортирования стружки. В неподвижной трубе 4 на подшипниках 1 я 3 вращается винт-шнек 2 от привода 7. Стружка загружается через люк 5 и при вращении шнека захватывается им и транспортируется к разгрузочному люку 6. Вибролотки для уборки стружки действуют так же, как и вибробункеры. Вибролоток помещается в корыто станка на самостоятельной раме или крепится к корыту на виброгасящих опорах. Под влиянием вибраций лотка стружка получает импульсы движения и перемещается к стружкосборнику, находящемуся вне станка.

Рисунок 56 – Схема винтового конвейера

Пневматические отсасывающие устройства пред­ставляют собою сопло с гибким шлангом, связанным с мощным пневмоприводом. Сопло располагается в рабочей зоне станка вблизи режущего инструмента. Струя воздуха, всасываемая через сопло, увлекает за собою большую элементную стружку или мелкую сливную. В трубопроводе, по которому движется стружка, имеется ответвление для подачи стружки в резервуар типа циклон. В резервуаре стружка получает вращательное движение. Центробежные силы отбрасывают стружку к стенам резервуара, выполненным конусообразно. От стен стружка, поте­ряв кинетическую энергию, ссыпается через отверстие в дне резервуара в стружкоприемник.

В большинстве случаев стружка отводится в стружкоприемник вместе со смазочно-охлаждающей жидкостью. Поэтому стружку перед брикетированием следует очистить в отстойниках, магнитных сепараторах, фильтровальных установках или в других подобных устройствах.

Для улучшения транспортабельности и удобства переплавки стружку брикетируют. На специальных брикетировочных прессах в горячем или холодном состоянии стружку сжимают и превращают в монолитный брикет, уменьшая ее объем в 10—15 раз. Для брикетирования применяются брикет-прессы, обеспечивающие высокую плотность брикетов.