Технология Кира (Tekhnologicheskaya_Chast)

Посмотреть архив целиком

3. Технология сборки силового модуля

3.1. Назначение узла

Силовой модуль предназначен для преобразования электрической энергии в механическую по средствам мотор-редуктора и дальнейшей передачи крутящего момента через ременную передачу на модуль ведомого колеса для обеспечения требуемого момента и частоты вращения колес.

В состав силового модуля входят:

  • Тяговый блок;

  • Узел шкива;

  • Колесо;

  • Крышка подшипников;

  • Колпак;

  • Кожух;

  • Винты М4-6gx7 ГОСТ 17475-80;

  • Винты М4-6gx10 ГОСТ 17475-80;

Тяговый блок состоит из:

  • Мотор-редуктор;

  • Стакан мотор-редуктора;

  • Подшипники качения 806 ГОСТ 23179-78;

  • Втулка;

  • Стопорное кольцо A30.65Г ГОСТ 13940-86;

  • Муфта соединительная;

  • Винты М3-6gx8 ГОСТ 17475-80;

  • Винт М4-6gx8 ГОСТ 17475-80;

Узел шкива состоит из:

  • Шкив;

  • Кольцо шкива;

3.2. Анализ технических требований на сборку силового модуля

Технические требования на сборку составлялись с учетом конструкции модулей ведущего и ведомого колес, а так же их отдельных элементов и рекомендаций, представленных в литературе.

  1. Детали, поступающие на сборку, должны быть без забоин на рабочих поверхностях, коррозии и в чистом виде (для обеспечения заданной точности при сборке). Данное требование обусловлено тем, что если, например, останутся следы ржавчины на деталях, то процесс продолжится в собранном изделии, что недопустимо. Для обеспечения этого требования детали необходимо тщательно протереть, продуть, удалить следы коррозии. Метод контроля – визуальный.

  2. Крепёжные детали должны быть надёжно затянуты и застопорены при помощи стопорных или деформируемых шайб во избежание их откручивания в процессе работы силового модуля. Крепежные изделия необходимо затягивать моментом 1..3 Нхм. Затяжку необходимо контролировать с помощью динамометрического ключа.

  3. Необходимо проверить визуально плотность и герметичность стыков для исключения возможности проникновения влаги или выдавливания смазочного материала. Метод контроля – визуальный.

  4. Окончание момента запрессовки деталей определяется визуально. Запрессовка производится до упора или на длину, указанную отдельно и позволяет контролировать окончание момента запрессовки визуально.

3.3. Подготовка деталей к сборке

Надёжная работа узла обеспечивается строгим выполнением подготовительных операций перед сборкой.

  • все составные детали освободить от упаковки, очистить от предохранительной смазки, протереть;

  • провести визуальный контроль, а при необходимости дефектоскопию;

  • стальные детали промыть в горячем водном растворе соды и обдуть сжатым воздухом;

3.4. Анализ технологичности силового модуля

Оценка технологичности изделия имеет целью установить соответствие конструкции современному уровню развития техники, её экономичность, удобство в изготовлении и эксплуатации.

В соответствии с ГОСТ 14.201-83 оценка технологичности бывает двух видов: качественная и количественная. Дополнительные показатели технологичности позволяют оценить уровень стандартизации и унификации изделия; надёжность выполнения установленных для изделия функций при минимальном числе составных частей; возможность рационального разделения на составные части.

3.4.1. Количественная оценка технологичности конструкции силового модуля

Технологичность конструкции силового модуля ведущего колеса обеспечивается следующими факторами:

С учетом принципа агрегатирования изделие разбито на рациональное число составных частей, сборку которых можно производить независимо друг от друга. Этими составными частями являются:

  • тяговый блок;

  • узел шкива;

Коэффициент сборности конструкции:

- общее число сборочных единиц в изделии;

- общее число деталей, за исключением вошедших в сборочные единицы и крепёжные изделия;

Коэффициент повторяемости:

Ен – количество наименований сборочных единиц;

Dн- количество наименований деталей, не вошедших в состав сборочных единиц;

  • удобный доступ к местам, требующим контроля и регулировки;

  • соблюдение принципа взаимозаменяемости, как на уровне стандартных деталей и элементов (манжеты, уплотнительные кольца, болты, шайбы), так и на уровне сборочных единиц;

  • отсутствие пригонки и доводки, промежуточной разборки и повторной сборки;

  • использование стандартных и нормализованных деталей и элементов (уплотнительные кольца, защитные кольца, крепежные детали и др.);

  • количество наименований деталей и сборочных единиц сведено к минимуму;

  • отсутствие применяемых при сборке сложных специальных инструментов;

Приведенный анализ количественной оценки технологичности конструкции свидетельствует о достаточном уровне технологичности сборочного процесса силового модуля.



3.4.2. Качественная оценка технологичности конструкции силового модуля

Детали, поступающие на сборку: гайки, шайбы, валы и т.д. используются достаточно давно и технология их сборки и изготовления хорошо отработана.

Сборка проводится при помощи достаточно простых приспособлений, инструментов и сменных оправок. Практически большинство операций выполняются вручную или с применением таких инструментов как молоток, шестигранные ключи и щипцы.

Небольшие габаритные размеры и вес деталей.

В собираемом узле используются стандартные изделия в значительном количестве. Главным образом, в роли крепёжных.

Шероховатости поверхностей колеблются от 3.2…6.3 мкм (посадочные поверхности) до 120 мкм (наружные поверхности).

Сборка узла относительно проста и может проводится рабочим невысокой квалификации.

3.5. Методы обеспечения точности

Методы обеспечения заданной точности замыкающих звеньев размерных цепей конструктор выбирает при создании сборочных чертежей. Требуемая точность сопряжения деталей при сборке обеспечивается методами полной, неполной и групповой взаимозаменяемости, регулировкой и индивидуальной пригонкой.

Для достижения требуемой точности взаимного положения элементов собираемого изделия следует совмещать сборочные базы с установочными и измерительными. Базовая деталь изделия должна иметь технологическую базу, обеспечивающую достаточную устойчивость собираемого узла. Для соблюдения принципа взаимозаменяемости необходимо избегать многозвенных размерных цепей, которые сужают допуски на размеры составляющих звеньев. Если сократить число звеньев невозможно, то в конструкции изделия следует предусмотреть жесткий или регулируемый компенсатор. Проведение регулировочных работ, разборок и повторных сборок требует ручных операций.

При сборке в зависимости от типа производства различают пять методов достижения точности замыкающего звена. Далее проводится сравнительный анализ методов обеспечения точности и выбор пригодного для данных условий.

  1. Метод полной взаимозаменяемости. При этом методе качественное соединение образуют любые сопрягаемые детали, входящие в сборочную единицу. Пригонки деталей отсутствуют. Допуски на сопрягаемые детали устанавливает конструктор, но взаимозаменяемость может произойти, если эти допуски равны или больше допусков технологических. Чем больше деталей в размерной цепи сборочной единицы, тем более жестким должен быть допуск на каждую деталь. Это обстоятельство существенно удорожает производство.

  2. Метод неполной взаимозаменяемости. В этом случае требуемая точность замыкающего звена размерной цепи достигается у заранее обусловленной части объектов путем включения в неё составляющих звеньев без выбора, подбора или изменения их значений. Таким образом, у части изделий погрешность замыкающего звена может выходить за пределы допуска на сборку, т.е. возможен риск не собираемости.

  3. Метод групповой взаимозаменяемости. В этом случае конструкторские допуски меньше технологических. Все полученные детали сортируют на группы а затем соответствующую точность обеспечивают подбором деталей из соответствующих групп.

  4. Метод пригонки. При этом методе требуемая точность замыкающего звена достигается в результате изменения размера одного из заранее намеченных составляющих звеньев.

  5. Метод регулировки. При этом методе размеры деталей, входящих в размерную цепь, имеют технологические допуски, т.е. характеризуются точностью, обеспечиваемой в данном производстве, а требуемая точность замыкающего звена достигается путём изменения величины заранее выбранного компенсирующего звена без снятия с него слоя металла. Компенсирующим звеном может оказаться шайба, втулка или прокладка, которую в процессе сборки можно регулировать, а после регулирования закрепить. Метод регулировки имеет значительные преимущества перед методом пригонки, т.к. не требует дополнительных затрат, его можно применять для достижения точности замыкающего звена многозвенных размерных цепей.

Учитывая данные факты, можно сделать вывод о том, что при сборке силового модуля метод пригонки является наиболее предпочтительным, поскольку отсутствует риск несобираемости.

3.6. Расчёт усилий запрессовки

Для сборки силового модуля необходимо определить усилия запрессовки для всех посадок с натягом, осуществляемых на прессе.

Из сборочного чертежа силового модуля видно, что непосредственно при его сборке осуществляется только одна посадка с натягом:

  1. Колесо (поз. 6) - подшипник 806 ГОСТ 23179 - 78 (поз. 8) {∅42 H7/k6}.

При сборке тягового блока необходимо осуществить посадку с натягом в следующем сопряжении:

  1. Стакан мотор-редуктора (поз. 1) - подшипник 806 ГОСТ 23179 - 78 (поз. 8) {∅30 H7/k6}.

На рисунке 3.1 представлена расчётная схема для определения усилия запрессовки.

Рисунок 3.1. Схема определения усилий запрессовки.

Усилие запрессовки определяется по следующей формуле:

, мм - номинальный диаметр соединения;

, мм - длина соединения;

, МПа - максимальное давление в соединение от натяга;

- коэффициент трения при прессовании;

, мкм- максимальный натяг в соединении (является характеристикой каждой конкретной посадки на конкретном диаметре);

, МПа- модули упругости первого рода вала и ступицы;

- коэффициенты жёсткости вала и ступицы;

, мм - диаметр отверстия пустотелого вала;

, мм - условный наружный диаметр ступицы;

- коэффициенты Пуассона материалов вала и ступицы;

3.6.1. Определение усилия запрессовки подшипника в корпус

42 H7/k6

мм

Материал корпуса - алюминиевый сплав (МПа).

Материал внешнего кольца подшипника - сталь (МПа).

На рисунке 3.2 представлена схема расположения полей допусков внешнего кольца подшипника и отверстия в корпусе.

Рисунок 3.2. Схема расположения полей допусков внешнего кольца подшипника и отверстия в корпусе.

3.6.2. Определение усилия напрессовки подшипника на стакан мотор-редуктора

30 H7/k6

мм

Материал вала - сталь (МПа)

Материал внутреннего кольца подшипника - сталь

(МПа)

На рисунке 3.3 представлена схема расположения полей допусков внутреннего кольца подшипника и корпуса мотор-редуктора.

Рисунок 3.3. Схема расположения полей допусков внутреннего кольца подшипника и корпуса мотор-редуктора.

3.7. Расчёт размера компенсирующего звена.

Необходимо определить толщину крышки подшипников, которая является компенсирующим звеном между колесом и подшипником качения.

Для нормальной работы таких подшипников при сборке необходимо обеспечить определённой величины осевой зазор. Допускаемая величина осевого зазора приводится в соответствующих справочниках и зависит от диаметра и типа подшипника. Необходимая величина осевого зазора будет являться замыкающим звеном для данного сборочного соединения. Требуемую точность замыкающего звена предполагается обеспечить методом пригонки. Осевой зазор в подшипниках условно отнесен к толщине крышки подшипников и показан в виде зазора между подшипником и торцом буртика крышки. Этот зазор и будет замыкающим звеном сборочной размерной цепи силового модуля.

На рисунке 3.4 представлена рассчитываемая размерная цепь.

Рисунок 3.4. Рассчитываемая размерная цепь: колесо - подшипник – втулка - подшипник - замыкающее звено – крышка подшипников.

По условиям необходимо, чтобы осевой зазор , a мм; мм. Coставляющими звеньями размерной цепи, которая определяет осевой зазор в подшипниках, являются следующие: А1 и А3 – ширина подшипников, А2 – ширина втулки; А4 – высота буртика крышки; А5 – ширина корпуса между торцами;

Звено А5 является увеличивающим, все остальные звенья - уменьшающими.

На все составляющие звенья размерной цепи, включая и компенсатор, назначаются легко достижимые, экономически целесообразные допуски. Затем определяется погрешность замыкающего звена. Полученное значение погрешности должно превышать требуемое значение . Разность между этими значениями равна величине необходимой компенсации погрешности замыкающего звена:

Отклонения от номинальных размеров принимаются «в тело». С учётом, номинальные размеры, предельные отклонения и допуски для звеньев размерной цепи следующие:

мм;

мм;

мм;

мм;

мм;

Проверяем правильность назначения номинальных размеров:

Так как компенсация производится путем дополнительной обработки компенсатора на сборке, то необходимо учитывать погрешность метода компенсации . Эта величина зависит от метода дополнительной обработки компенсатора (точение, шлифование, фрезерование и др.) и не должна превышать . Обычно допуск компенсатора принимается от 0,01 до 0,1 мм, поэтому окончательно:

 Расчет размерной цепи будет производить по вероятностному методу. Примем для всех составляющих звеньев . Определим погрешность замыкающего звена:

0.501 мм

Примем , тогда:

мм

Определяем координату поля допуска замыкающего звена:

Знак плюс ставится в том случае, если компенсатор является увеличивающим звеном, а минус - уменьшающим звеном.

мм

Определяем координату поля рассеивания компенсирующего звена:

   мм

Предельные значения величины необходимой компенсации размера замыкающего звена будут равны:

мм

мм

Поле компенсации лежит в пределах размера компенсатора.

3.8. Разработка технологических схем сборки

Построение технологического процесса сборки может быть представлено в виде технологических схем, которые отражают структуру и последовательность сборки изделия и его составных частей.

Сборку машины, механизма, сборочной единицы нельзя проводить в любой последовательности. Её необходимо согласовывать с конструкцией собираемого изделия и его составных частей.

В пункте 3.1 данной части дипломного проекта определена разбивка силового модуля по отдельным узлам и подсборкам.

В данном разделе строятся технологические схемы сборки как силового модуля в целом, так и отдельных его подсборок и узлов.

Далее рассматривается процесс сборки силового модуля мобильной роботизированной платформы в виде технологических схем.

На рисунке 3.4 представлена технологическая схема сборки силового модуля мобильного робота.

Рисунок 3.4. Технологическая схема сборки силового модуля мобильной роботизированной платформы.


На рисунке 3.5 представлена технологическая схема сборки тягового блока мобильной роботизированной платформы.

Рисунок 3.5. Технологическая схема сборки тягового блока мобильной роботизированной платформы.


На рисунке 3.6 представлена технологическая схема сборки узла шкива.

Рисунок 3.6. Технологическая схема сборки узла шкива мобильной роботизированной платформы.

3.9. Разработка маршрута сборки силового модуля.

Операция 005: Комплектовочная.

Оборудование:-

Приспособление:-

Переходы:

  1. Скомплектовать детали и сборочные единицы.

  2. Визуально проверить детали и сборочные единицы на наличие повреждений.

Операция 010: Сборочная.

Оборудование: пресс вертикальный, шайба подкладная, щипцы.

Приспособление: сборочное.

Переходы:

  1. Установить тяговый блок поз. 1 в приспособление и закрепить.

  2. Напрессовать колесо поз. 6.

  3. Снять сборочную единицу.

Операция 015: Сборочная (3 установа).

Оборудование: верстак, ключ динамометрический.

Приспособление: сборочное.

Переходы:

Установ 1:

  1. Установить тяговый блок в сборе с колесом в приспособление и закрепить.

  2. Вставить до упора крышку подшипников поз.8 в колесо поз.6.

  3. Установить и затянуть моментом 1…3 Нхм винты поз. 10.

  4. Снять сборочную единицу.

Установ 2:

  1. Перевернуть тяговый блок в сборе с колесом.

  2. Установить тяговый блок в сборе с колесом и крышкой подшипников в приспособление и закрепить.

  3. Вставить по упора узел шкива поз.2.

  4. Установить и затянуть моментом 1…3 Нхм винты поз. 11.

  5. Снять сборочную единицу.

Установ 3:

  1. Перевернуть тяговый блок в сборе с колесом, крышкой подшипников и узлом шкива.

  2. Установить тяговый блок в сборе с колесом, крышкой подшипников и узлом шкива в приспособление и закрепить.

  3. Вставить до упора колпак поз.7.

  4. Установить и затянуть моментом 1…3 Нхм винты поз. 10.

  5. Вставить до упора кожух поз.5.

  6. Снять силовой модуль в сборе.

3.9.1.1. Разработка маршрута сборки тягового блока.

Операция 005: Комплектовочная.

Оборудование:-

Приспособление:-

Переходы:

  1. Скомплектовать детали и сборочные единицы.

  2. Визуально проверить детали на наличие повреждений.

Операция 010: Сборочная.

Оборудование: пресс вертикальный, шайба подкладная, щипцы.

Приспособление: сборочное.

Переходы:

  1. Установить стакан мотор-редуктора поз. 3 в приспособление и закрепить.

  2. Напрессовать подшипник поз. 8.

  3. Вставить до упора втулку поз.1.

  4. Напрессовать подшипник поз. 8.

  5. Установить стопорное кольцо поз. 7.

  6. Снять сборочную единицу.

Операция 015: Сборочная.

Оборудование: верстак, ключ динамометрический.

Приспособление: сборочное.

Переходы:

  1. Установить сборочную единицу в приспособление и закрепить.

  2. Вставить до упора мотор-редуктор поз.10 в стакан поз.3.

  3. Установить и затянуть моментом 1…3 Нхм винты поз. 5.

  4. Установить муфту соединительную поз. 2 на вал мотор-редуктора поз. 10.

  5. Установить и затянуть моментов 1…3 Нхм винт поз. 6.

  6. Снять сборочную единицу.

3.9.1.2. Разработка маршрута сборки узла шкива.

Операция 005: Комплектовочная.

Оборудование:-

Приспособление:-

Переходы:

  1. Скомплектовать детали и сборочные единицы.

  2. Визуально проверить детали на наличие повреждений.

Операция 010: Сборочная.

Оборудование: верстак.

Приспособление: сборочное.

Переходы:

  1. Установить шкив поз. 3 в приспособление и закрепить.

  2. Вклеить кольцо шкива поз. 1 шкив поз.3.

  3. Снять сборочную единицу.


3.10. Нормирование времени на операции сборки силового модуля

Для большей наглядности и простоты восприятия, целесообразно привести расчёт норм времени к табличному виду.

В таблице 3.1 представлен приведённый к табличному виду расчёт норм времени на сборку.

Таблица 3.1. Расчёт норм времени.

Сборочная единица

Номер операции

Номер перехода

Определение нормы времени, мин

(формула + расчёт значения)

Силовой модуль

005

1

-

2


010

1

2

3


015

Установ 1


1

2

3

4

Установ 2


5

6

7

8

9

Установ 3


10

11

12

13

14

15



2.2



Тяговый блок

005

1

-

2


010

1

2

3

4

5

6


015

1

2

3

4

5

6



1.249



Узел шкива

005

1

-

2


010

1

2

3

4



0.329




Определённое в таблице 3.1 оперативное время указывается на эскизах операций в графическом приложении к данной части дипломного проекта.







Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.