Материал: Проектирование технологии сборки и испытаний изделий. Сай В.А., Кириллов О.Н

Рис. 6.7. Шланговый захват

При подаче сжатого воздуха в полости 7 и 8 пальцев 4 стенки пальца на участке полости 7 будет вытягиваться, а на участке полости 8 сжимаются. В результате все пальцы повернуться и зажмут деталь 2.

Наиболее сложными и перспективными для сборочных работ являются адаптивные захваты (рис. 6.8.) оснащённые различными элементами очувствления и различные виды воздействия. К элементам очувствления, например, относится способность захватов определять и регулировать силу зажима, для чего разработана гамма датчиков.

Рис. 6. 8. Адаптивный захват:

1 – губки; 2 – основания; 3 – камера; 4 – заслонка;

5 – сопло; 6 – деталь

В захвате представленном на рисунке 6.7 с регулированием силы зажима с помощью пневматики, деталь 6 зажимается губками 1 пальцев, армированных эластичными фрикционными прокладками. Губки 1 связанны с основанием 2 пальцев посредствам камер 3, которые при зажиме наполняются воздухом. Губки 1 оснащены заслонками 4, находящимися под соплами 5. При зажатии под действием массы детали губки просядут, зазор между соплом 5 и заслонкой 4 уменьшаться, что приведёт к затруднению истечения воздуха из камер и повышению их давления. Это будет происходить до тех пор, пока сила зажатия не увеличится настолько, чтобы приседание губок прекратились, то есть в данном случае сила зажатия регулируется в захвате. Адаптивный захват с пальцами управляемой жёсткости способен приспосабливаться к деталям, имеющих различную форму и размеры. Адаптивные датчики могут быть также оснащены элементами технического видения и осязания.

Следует отметить, что целесообразность применения роботов определяется на основании экономических расчётов. Производственный опыт показывает, что в сборочном производстве высокая эффективность может быть достигнута применением специальных и специализированных роботов упрощённой конструкции с 3 – 4 степенями свободы применительно в виду собираемых деталей и изделий и условиям производства.

7. Испытание собранных машин и сборочных изделий

7.1. Виды и методы испытаний сборочных изделий

Машина собрана. Дальше необходимо осуществить проверку работы машины (установки) со снятием необходимых характеристик в искусственно созданных условиях, сходных с эксплуатационными, т.е. осуществить заключительную контрольную операцию технологического процесса изготовления машины (установки). По существу испытание готовой машины не относится уже к сборочному процессу, т.к. целью испытаний является не только проверка качества сборки, но и общая проверка качества производственного процесса.

Действительно, если детали какого-либо тяжело нагруженного соединения, работающие на истирание, неправильно термически обработаны и не имеют необходимой поверхностной твёрдости, то как бы качественно ни была выполнена сборка, это не будет гарантировать надёжность работы сборочной единицы. Следовательно, причиной погрешности, обнаруженной при испытании машины будет несоблюдение технологии термической обработки.

Далее, при шлифовании поверхности детали, на неё возможны появления микротрещин. Детали с таким дефектом, даже если они смонтированы с соблюдением всех технологических требований на сборку, могут при испытании изделий нарушающие нормальную работу сочленений. И другие многочисленные примеры, которые свидетельствуют о том, что тщательное испытание играет очень большую роль в деле повышения качества выпускаемой продукции.

Существует много различных видов производственных испытаний машин, но все их можно свести к следующим: 1- приёмочные, 2- контрольные, 3- специальные.

1. Приемочные испытания проводят для определения фактических эксплуатационных характеристик машин (N, расход горючего, геометрические точности, чистоты и точности на обрабатываемом изделии и пр.), а также для установления правильности работы механизмов и сборочных единиц зубчатых, ценных и других передач, уплотнений и т.д. Для ряда машин большое значение имеет проверка на виброустойчивость и контроль температурных деформаций. При этом очень большую роль играет отбор оценочных критериев, которые должны быть выявлены в процессах испытания.

Машина, поступающая из сборочного цеха на испытательную станцию, должна иметь сопроводительную карту, в которую контролёры сборки заносят замечания о результатах проведённой проверки сборочных единиц и деталей.

Испытывая машины, создают условия, близкие к их эксплуатационным. Например, двигатель внутреннего сгорания устанавливают на специальной раме. Вал двигателя присоединяют через муфту к тормозному устройству (электрический тормоз, гидравлический тормоз, воздушный и т.д.), позволяющему создавать переменные нагрузки, измеряемые приборами к испытываемому двигателю подключают все нарушенные системы: водяную, масляную, топливную. В этих системах предусматриваются приспособления для определения характерных качественных показателей – количество прокачиваемой охлаждающей жидкости или масла, расхода горючего и т.д.

Двигатели испытывают на определённых режимах, устанавливаемых техническими требованиями или технологией. В конце испытаний мастер – контролёр производит окончательный осмотр и приёмку двигателя. Все замеченные погрешности заносят в карту, которую вместе с двигателем направляют в дефектное отделение.

Правила, программу и режимы приёмочного испытания любой машины разрабатывают в зависимости от её назначения, конструкции, требуемой точности и надёжности, а также от типа производства.

2. Контрольным испытаниям подвергают не все машины, а лишь те у которых при приёмочных испытаниях были обнаружены недостатки. Изделия, которые должны отвечать особо высоким требованиям надёжности, после сборки, обкатки и испытания частично или полностью разбирают, проверяют состояние деталей, а затем вновь собирают и тоже проверяют кратковременным контрольным испытаниям.

3. Специальные испытания проводят при необходимости изучения какого-либо явления в машине (износа), при проверке новой конструкции сборочной единицы или детали, установление пригодности новой марки материала не ответственных деталях или изменении качества обработки поверхностей и т.д. Программу и режимы испытаний разрабатывают в зависимости от целей их проведения.

В работе по повышению долговечности и безотказности механизмов и деталей необходима достоверная и достаточная по объёму информация, в которой бы содержались данные о характере и причинах отказов в процессе испытания машин, затратах времени и средств на устранение дефектов и др.

Перечень данных предусматривают заранее, составив соответствующую методику сбора и отбора информации. Получаемая при испытании ряда машин информация кодируется, подвергается статической обработке и на основе этого анализа появляется возможность выявить с большой степенью достоверности недостаточно надёжные сборочные единицы, механизмы и детали и принять меры для их заработка. Очевидно, что чем больше различных сведений поступит о работе машины, тем точнее может быть заключение о её достоинствах и недостатках. В совершенных условиях большой объём подобной поступающей информации обрабатывают с помощью привлечения ЭВМ.

Кроме испытаний машин – изделий, часто такой же проверке подвергают некоторые собранные сборочные единицы: масленые и водные насосы, коробки перемены передач, различные вспомогательные агрегаты и т.п. Собранные сборочные единицы обычно испытывают на стендах либо по методу искусственного нагружения, имитирующего условия работы сборочной единицы в изделии, либо путём обкатки по системе “замкнутый контур”. Однако второй способ нередко не позволяет получить требуемые характеристики работы сборочной единицы.

Для получения более полных данных о качестве продукции в ряде случаев заводы – изготовители организуют систематическое наблюдение за группами машин, работающих в обычных эксплуатационных условиях, а также осуществляют анализ выявленных погрешностей по рекламациям, которые поступают от потребителей.

7.2. Роль испытаний в обеспечении качества

вновь создаваемых машин

Понятием “ испытание” охватывается большой комплекс работ, включающих в себя: экспериментальное определение основных параметров и характеристик изделия, экспериментальную отработку конструкции сборочных единиц, агрегатов и изделия в целом.

В процессе испытаний отрабатывают режимы работы, запуск и включение вновь создаваемого изделия. Конечной целью экспериментальной отработки является создание изделия, наилучшим образом удовлетворяющего техническим требованием на проектирование изделия.

Основными задачами испытаний изделий машиностроения является:

– оценка правильности конструкции и рабочей схемы агрегатов и изделий в целом, корректировка их в процессе отработки;

– проверка и отработка функционирования агрегатов, сборочных единиц и самого изделия в эксплуатационных условиях; отработка их взаимодействия в общей конструктивной схеме;

– определение основных параметров и характеристик агрегатов и изделия в полном эксплуатационном диапазоне условий их применения;

– исследование и устранение причин обнаружённых в процессе испытаний неисправностей, которые могут привести к сверке при работе изделия на стенде или в реальных условиях;

– отработка самих испытаний изделий.

Объём и содержание испытаний создаваемых изделий машиностроения находятся в прямой зависимости от величины основных его параметров и характеристик, его конструктивной схемы, конструкций и схем его входящих агрегатов и узлов. Испытания познаются в соответствии с требованием конструкторской документации и в тесной связи определением основных значений и основных проектных параметров изделия и является частью общего процесса проектирования вновь создаваемых машин и устройств. Только при реальных испытаниях все агрегаты изделия работают в действительных условиях эксплуатации, а значение его параметров и степень надёжности определяется непосредственно, без пересчётов, и поэтому наиболее точно.

7.2.1. Классификация испытаний

Испытание изделий машиностроение, в том числе и двигатели легковых автомобилей, проводимые на серийных заводах, опытно – конструкторских бюро и научно - исследовательских институтах классифицируется в зависимости от места их выполнения и поставленной цели.

По месту проведения испытания делятся на наземные, лётные и морские.

Наземные испытания – это испытания, проводимые на земле, в том числе, на остановках, имитирующих скоростные и высотные условия полёта.

Лётные испытания – испытания изделий и двигателей легкового автомобиля в полёте на специальных легковых автомобилей.

Морские испытания – испытания, проводимые на подводных или надворных кораблях, оборудованных специальными стендами испытаний.

В зависимости от цели испытания делятся на научно – исследовательские, опытные и серийные.

7.2.2. Научно- исследовательские испытания

Создание нового изделия, отличающегося от предыдущих схемой и принципом действия, применением новых конструкционных материалов, более высокими механическими и тепловыми нагрузками, лучшими удельными и абсолютными показателями работы и т.д. основывается на различных исследовательских испытаниях. При этом могут решаться общетеоретические и чисто прикладные задачи.

Задачи научно – исследовательских испытаний могут быть различными, но их главная цель – экспериментальное исследование и анализ происходящих в изделие и его агрегатах явлений и процессов.

Методика проведения научно - исследовательских работ содержит ряд обязательных этапов:

1 – чёткую постановку исследований;

2 – описание объекта исследований с характеристикой его размеров, свойств и т.д.;

3 – описание принципиальной схемы имеющегося или разработанного для испытаний объекта экспериментального стенда;

4 – описание стандартной и специальной аппаратуры с указанием требований точности определения измеряемой величины;

5 – разработку программ исследования: рабочие параметры, последовательность установления режимов работы и т.д.;

6 – описание способа обработки первоначальных данных.

Приводятся используемые при этом тарировочные и иные вспомогательные графики, таблицы, расчётные формулы; указывается в каком виде, должны быть представлены полученные опытные данные.

В ряде случаев в методике даётся теоретическая разработка вопроса, подлежащего изучению. Это позволяет заранее предсказать изменение определяемых параметров и более чётко выявить величины и зависимости, которые следует получить или уточнить при проведении опыта.

Результаты научно – исследовательских испытаний даёт возможность установить качественную картину протекающих в изделии (двигатель – в частности) рабочих процессов, понять причины возникающих в нём явлений, уточнить и дополнить существующие теоретические положения и методы расчёта и т.д.

Научно – исследовательские испытания проводятся в лабораториях ОКБ, НИИ и ВУЗов по заданию планирующих организаций и договорами с заинтересованными предприятиями.