Контрольная работа по «Машины и оборудование»

  Оборудование  для вибродуговой наплавки основано на применении прерывистого дугового процесса. При помощи вибратора 9 (рис. 7) электродная проволока 8 диаметром 1,6 - 2,0 мм подводится к изделию 4 и  отводится от него с частотой до 100 Гц. При этом мундштук 7 и конец  проволоки производят возвратно - поступательное движение с амплитудой 1,2 - 2,5 мм. К  электроду и изделию подводится напряжение от источника питания 11 постоянного или переменного  тока (100 - 250 А, 18 - 25 В). При коротком замыкании электрода на изделие образуется перемычка из жидкого металла, которая при отводе электрода разрывается; образуется дуговой разряд и происходит плавление основного и электродного металла. По мере отхода конца электрода от изделия дуга растягивается и обрывается.

  Для охлаждения детали и защиты зоны сварки от окружающей среды на деталь и  к месту сварки через специальные  сопла 5 и 5 подается струя жидкости (4%-ный раствор кальцинированной соды, 25%-ный раствор технического глицерина в воде или другие растворы). Возможна наплавка и с флюсовой защитой.

  Прерывистый процесс с длительными паузами (дуга горит всего 20% времени) и охлаждение детали жидкостью дают возможность при незначительной глубине провара наплавлять слой малой толщины.

  Автоматы  для вибродуговой наплавки отличаются от обычных наплавочных автоматов  наличием вибратора и жидкостного  охлаждения. Для вибраторов используются механические или электромагнитные приводы. Малый размах и высокая  частота колебаний в вибраторах не допускают никаких люфтов. Поэтому  ось 10 (рис. 7) качания мундштука устанавливается  на кернах или выполняется в виде торсионного вала.

  Наплавочная установка снабжена приемником 3 для  жидкости, резервуаром 1 и нагнетательным насосом 2. В сварочную цепь последовательно  с источником питания 11 включается дроссель 12. Его назначение - уменьшение тока короткого замыкания и увеличение длительности импульсных дуговых разрядов. 
 
 
 

Д. Токарные автоматы и  полуавтоматы

3. Одношпиндельный токарно-револьверный автомат модели 1Б140. 

Ответ:

  Автомат предназначен для обработки в  серийном и массовом производстве сложных  по форме заготовок из прутка с  применением нескольких последовательно  или параллельно работающих инструментов.

  Техническая характеристика станка. Наибольший диаметр  обрабатываемого прутка 40 мм; число  частот вращения шпинделя 13; пределы  частот вращения шпинделя при левом  вращении 160- 2500 мни-1, при правом вращении 63-1000 мин-1; число суппортов 6; габаритные размеры станка 1900 X 890 X 1500 мм.

  Принцип работы и движения в станке (рис. 37). Обрабатываемый пруток 7 цанговым зажимом  закрепляется в шпинделе 2 шпиндельной  бабки 1 и получает главное вращательное движение. Инструмент крепится или  в револьверной головке 5 револьверного суппорт 6, имеющего продольную подачу, или в переднем 8, заднем 4 и двух вертикальных 3 суппортах (на рис. 37 показан один суппорт), получающих поперечную подачу. Инструментами револьверной головки обрабатывают отверстия, протачивают наружные поверхности, нарезают резьбу. С помощью поперечных суппортов производят обработку фасонных поверхностей, подрезку торцов, снятие фасок, сверление поперечных отверстий; а с помощью вертикальных суппортов обрабатывают канавки и производят отрезку заготовок.

  Рис. 37. Схема работы токарно-револьверного  автомата 1Б140 

Е. Сверлильные и  расточные станки

2.Горизонтально-расточной  станок2625 

Ответ:

  Расточные станки предназначаются для обработки  деталей в условиях единичного и  серийного производств. Это - широкоуниверсальные  станки, на которых можно производить  черновое и чистовое растачивание отверстий, обтачивание наружных цилиндрических поверхностей и торцов отверстий, сверление, зенкерование и развертывание отверстий, фрезерование плоскостей, нарезание  резьбы и другие операции. Большое  разнообразие различных видов обработки, производимых на расточных станках, позволяет в ряде случаев проводить  полную обработку детали без перестановки ее на другие станки, что особенно важно  для тяжелого машиностроения.

  Характерной особенностью расточных станков  является наличие горизонтального (или вертикального) шпинделя, который  совершает движение осевой подачи. В шпинделе крепится режущий инструмент - борштанга с резцами, сверло, зенкер, фреза, метчик и др. В последнее  время широкое применение начинают получать расточные станки с программным  управлением, что сокращает время  на переналадку станка, повышает производительность труда и улучшает качество обработки.

  Рис. 1 Кинематическая схема станка мод. 2625.

  В зависимости от характера выполняемых  операций, назначения и конструктивных особенностей расточные станки можно  подразделить на универсальные и специализированные. В свою очередь, универсальные станки разделяются на горизонтально-расточные, координатно-расточные и алмазно-расточные (отделочно-расточные). Для всех типов станков наиболее существенным параметром, определяющим все основные размеры станка, является диаметр расточного шпинделя.

  Формообразующими  движениями в расточных станках  являются: вращение шпинделя и движение подачи. Подача сообщается либо инструменту, либо заготовке, в зависимости от условий обработки. Вспомогательными движениями являются: установочные перемещения шпиндельной бабки в вертикальном направлении, установочные перемещения стола в продольном и поперечном направлениях, установочное перемещение задней стойки с люнетом, перемещение люнета по стойке и т. д.

  На  рис. 91 показана кинематическая схема  универсального горизонтально-расточного станка 2625. На станине / справа установлена  передняя неподвижная стойка 2, по вертикальным направляющим которой перемещается шпиндельная бабка 3. С левой стороны  станины установлена задняя стойка 4, которую можно перемещать по направляющим станины. Между стойками на направляющих станины расположен поворотный стол 5, который может совершать движения подачи в продольном и поперечном направлениях. В шпиндельной бабке, расположенной на передней стойке станка, помещается механизм главного движения и механизм подачи расточного шпинделя. Бабка может перемещаться вручную  по направляющим стойки 2.

  Рассмотрим  основные кинематические цепи станка.

  Главное движение - вращение расточного шпинделя и шпинделя планшайбы. Вращение шпинделям  передается от двухскоростного электродвигателя 30, через ременную передачу 6-7, зубчатые передачи коробки скоростей 8-9, 10-11, 12-13, 14-15, 16-17, 18-19. При включении муфты 31 движение с вала коробки скоростей  через колеса 20-21 будет передаваться на планшайбу. Коробка скоростей  обеспечивает 18 различных значений частот вращения шпинделей.

  Расточной шпиндель, помимо вращательного движения, может совершать также поступательное движение подачи в осевом направлении. Коробка подач позволяет получить 16 подач. Наличие ходового винта  подачи шпинделя позволяет нарезать наружные и внутренние резьбы. Эта  цепь настраивается при помощи гитары а - b, с-d.

  Шпиндель  планшайбы имеет суппорт, служащий для подачи инструмента в радиальном (поперечном) направлении при помощи планетарной передачи. Движение от шпинделя планшайбы к суппорту передается по двум кинематическим цепям. С одной  стороны движение передается непосредственно  от шпинделя через зубчатые колеса 21-22 с постоянным передаточным отношением 58 : 22 на водило. В этом случае колеса 23 и 24 совершают планетарное движение, вращая колесо 25. С другой стороны на это колесо передается движение от шпинделя через коробку подач станка. Движение, передаваемое по обеим кинематическим цепям, суммируется зубчатым колесом 25 и передается через колеса 26-27, червячную и реечную передачи суппорту планшайбы. Суппорт планшайбы имеет 16 подач, предельные значения которых будут smin = 0,05 мм/об, smax - 8,1 мм/об.

  Шпиндельная бабка также имеет 16 ступеней вертикальной подачи по направляющим передней стойки в пределах от 0,1 до 16 мм/об планшайбы.

  Стол  станка совершает продольную подачу. Начальным звеном этой цепи является расточной шпиндель, конечным звеном - реечное колесо 28. Стол имеет 16 подач  в пределах от 0,05 до 8,1 мм/об расточного шпинделя и от 0,1 до 16 мм/об шпинделя планшайбы. Ускоренное перемещение стола производится электродвигателем 29 быстрых перемещений. 

Н. Промышленные роботы

3. Промышленный робот  СМ40Ф2.80.01. 

Ответ:

  Промышленный  робот с программным управлением предназначен для загрузки деталей типа тел вращения в станках с горизонтальной осью шпинделя. Обширная рабочая зона площадью более 30 м2 позволяет обслуживать группу станков при линейном или линейно-параллельном (в два ряда) расположении. Привод промышленного робота - электрогидравлический шаговый. Система координат - угловая. Промышленные роботы комплектуется быстросменными широкодиапазонными самоцентрирующими захватными устройствами. Имеется специальный датчик для определения положения заготовок на позициях вспомогательных устройств. Предусмотрено устройство светозащиты, обеспечивающее безопасность эксплуатации оборудования.

  Техническая характеристика промышленного  робота СМ40Ф2.80.01. Грузоподъемность 40 кг; число степеней подвижности (без захвата) 4; число захватных устройств 1; наибольший диаметр и длина транспортируемых заготовок соответственно 250 и 1200 мм; максимальные линейные перемещения 1900 мм; углы поворота плеча и локтя 90°, кантования захватного устройства 180°; максимальная скорость перемещений рабочих органов: каретки 0,8 м/с; плеча и локтя 0,6 м/с, кантования захватного устройства 0,5 м/с.

  Система управления - позиционная  типа УПМ-331. Число управляемых от устройства ЧПУ координат (всего/одновременно) 3/2; программирование происходит методом обучения. Точность позиционирования ±1,00 мм. Программоноситель - накопитель на магнитной ленте с объемом хранимой информации 600 К бит. Имеется цифровая индикация номера зоны и номера кадра, а также световая сигнализация.

  Основные  механизмы, движения и кинематика. Промышленный робот СМ40Ф2.80.01 (рис. 1) имеет портальную компоновку. Опорная система 1 представляет собой траверсу, состоящую из двух секций монорельс длиной 6000 мм каждая, закрепленную на трех колоннах. К траверсе крепятся рельсы прямоугольного сечения, по которым перемещается каретка 2. Две группы роликов (каждая из трех штук) охватывают верхний рельс и пара роликов опирается с боков на нижний рельс. К базовой поверхности каретки крепится рука и гидропанель. Рука выполнена сварной и состоит из плеча 3 и локтя 4. На базовый фланец локтя устанавливается головка 5 робота, на переднем конце шпинделя которой имеется байонетный зажим для крепления захватного устройства.

  Рис. 1. Общий вид и рабочая зона промышленного робота СМ40Ф2.80.01

  Привод  каретки 10 (рис. 2) осуществляется от шагового двигателя M1 типа ШД5-Д1 с гидроусилителем крутящих моментов через редуктор z1-z2, z3-z4 и реечную передачу с реечным колесом z5. Рейка расположена на монорельсе 11. Вокруг оси 9, закрепленной на каретке, качается плечо 7 от электрогидравлического шагового привода М2 через редуктор z6-z7 и пару винт-гайка качения 12. Вокруг неподвижной оси 6 качается от шагового электродвигателя М3 типа ШД5-Д1 с гидроусилителем локоть 5 через зубчатую пару z8-z9 и винт - гайку качения 8. Электромагнитные муфты М1 и М2 обеспечивают торможение при прекращении подачи электрического тока.

  Рис. 2. Кинематическая схема промышленного робота СМ40Ф2.80.01

  Гидроцилиндр  Ц1 через тягу, передний конец которой входит в зацепление с захватным устройством 2, осуществляет его зажим. Приводом механизма кантования является гидроцилиндр Ц2. Этот механизм позволяет захватному устройству поворачиваться соответственно на углы 90 и 180° относительно шпинделя 3 в зависимости от положения выдвижного упора, управляемого электромагнитом. Гидроцилиндр Ц2 вращает шпиндель головки и соответственно захватное устройство посредством шток-рейки и зубчатой пары z11-z12. Захватное устройство имеет две пары губок специального профиля, обеспечивающего центрирование заготовок с диаметрами, лежащими в диапазоне работы захвата. На губках, шарнирно закрепленных на корпусе нарезаны зубчатые сектора, и губки попарно зацепляются с двусторонними рейками 1. Зубчатые рейки связаны с цилиндром зажима Ц1 

П. Автоматизированное производство

1. Назначение и классификация  автоматических станочных  систем. 

Ответ:

  Современное машиностроение примерно на три четверти имеет среднесерийный и мелкосерийный  характер производства. Быстро обновляется  номенклатура машин, одновременно возрастает их сложность и точность, все это  приводит к необходимости оперативной  перестройки производства на предприятиях. Организационно-технические средства, эффективные для массового однономенклатурного уровня производства, становятся тормозом при обновлении продукции. Следовательно, необходимо создавать быстро переналаживаемые производства с высокой производительностью труда. Значительное место в таких производствах принадлежит промышленным роботам, которые на многих операциях заменяют ручной труд, что уменьшает число требуемых рабочих, способствует многостаночному обслуживанию. Повышению производительности труда способствует резкое повышение уровня автоматизации оборудования и надежности его работы. Высокоавтоматизированные станки, обслуживаемые промышленными роботами, окупаются в приемлемые сроки только при условии их работы в две-три смены.