Conf. Dr. Ing. Vasile V. Merticaru PROIECT DE DIPLOMĂ PROIECTAREA UNUI SUBANSAMBLU DINTR-UN SISTEM DE SORTARE AUTOMATĂ PE GRUPE DE DIMENSIUNI… [306246]
PROIECT DE DIPLOMĂ
Student: [anonimizat]:
Conf. Dr. Ing. Vasile V. [anonimizat]: [anonimizat]:
Conf. Dr. Ing. Vasile V. Merticaru
Rezumatul proiectului:
[anonimizat]-un sistem de sortare automată pe grupe de dimensiuni.
În primul capitol al proiectului se prezintă o [anonimizat], [anonimizat], prezentând anumite particularități constructive ale acestora.
[anonimizat]. În acest capitol s-a definit tema de proiectare prin datele inițiale. Această parte a lucrării este destinată de asemenea proiectării asistate de calculator a sistemului de sortare automată pe grupe de dimensiuni. În acest capitol sunt prezentate vederile de ansamblu 3D necesare pentru identificarea tuturor elementelor componente și pentru înțelegerea principiului de funcționare. S-[anonimizat].
În capitolul 3 se prezintă tehnologia de proiectare mecanică a [anonimizat]. [anonimizat], [anonimizat].
CAPITOLUL 1: GENERALITĂȚI PRIVIND DISPOZITIVELE / [anonimizat]-dozare realizează funcția aducătoare de numărare dozare a cărei conținut este determinarea numărului de obiecte dintr-o [anonimizat], respectiv separarea unui număr sau cantitate de obiecte.
Numărarea obiectelor se poate face in mod direct sau indirect.
Funcția de numărare poate fi definită ca fiind funcția aducătoare în decursul căreia se determină numărul de obiecte care fac parte dintr-o [anonimizat]-un anumit interval de timp.
În mod direct se poate realiza prin numărarea semnalelor date de senzori tactili atinși de fiecare obiect dintr-o formație în decursul deplasării lor sau prin numărarea dată de senzori de proximitate activați de trecerea fluxului de obiecte. Principiul de funcționare al dispozitivelor de numărare directă se prezintă în fig. 1.1.
Fig. 1.1 [anonimizat].
Dispozitivul din figura 1.2 [anonimizat] + [anonimizat], coloana coborând cu câte un pas. Numărarea oscilațiilor va cuantifica numărul de obiecte eliberate.
Cu notațiile din figură se impun a fi îndeplinite relațiile:
(1.1)
(1.2)
(1.3)
din care rezultă condițiile:
(1.4)
(1.5)
Fig. 1.2 Dispozitiv de numărare cu gheare
Dispozitivele din figura 1.3 și 1.4 funcționează după același principiu, ghearele oscilante fiind executate ca niște furci.
La dispozitivul din figura 1.4 ghearele constau din tampoane fixate pe lame elastice, reținerea coloanei de obiecte se face de către forța de frecare dintre obiectul și tub, forță care apare în urma apăsării tamponului.
Numărarea obiectelor dintr-o formație se poate realiza și cu dispozitive prevăzute cu cuțite în mișcare de translație (fig. 1.5) care se deplasează efectuând separarea a câte unui obiect care se deplasează pe un jgheab. La fiecare translație într-un anumit sens se eliberează câte un obiect, deci pentru a le număra trebuie înregistrate alternanțele cuțitelor.
Fig.1.3 Dispozitiv de numărare Fig.1.4 Dispozitiv de numărare
cu gheare furci cu tampoane elastice
Fig.1.5 Dispozitiv de separare
Dispozitivul de numărare cu rotor din figura 1.6 realizează prin știfturile montate pe discul "d"și separarea. Numărul de obiecte care parcurg traseul se determină prin unghiul de rotație efectuat de disc.
Dispozitivul din figura 1.7 realizează și eliberarea câte unui obiect prin acțiunea rotorului "r", compus din două discuri prevăzute cu găuri care pătrund în interiorul tubului de ghidare a fluxului de obiecte.
Numărul de obiecte eliberate este determinat de numărul de rotații ale rotorului, acest lucru înseamnă că trebuie asigurată numărarea rotațiilor.
Fig.1.6 Dispozitiv de numărare Fig.1.7 Dispozitiv de numărare
cu rotor cu știfturi cu rotor
Fig.1.8 Dispozitiv de numărare cu șurub
Dispozitivul de separare cu șurub realizează simultan și funcția de numărare: la o rotație completă a șurubului se eliberează din coloana de obiecte câte unul, numărarea se reduce la înregistrarea numărului de rotații ale șurubului (figura 1.8).
Numărarea obiectelor pentru cazul transferului acestora pe transportoare cu bandă cu viteza de deplasare a benzii v[m/s] și având pasul de dispunere a dispozitivelor de poziționare a obiectelor p[m] se poate face‚ținând cont de relația:
(1.6)
La dispozitivele de numărare care se interpun pe un flux de obiecte și care funcționează pe baza unor mecanisme a căror cicluri cinematice au durata Tc într-un interval T printr-un punct al traseului vor trece N obiecte:
(1.7)
Dispozitive de dozare
Dozarea ca funcție de aducere-evacuare are drept conținut operația de extragere dintr-un depozit de tip buncăr, de cântărire urmată de separare și apoi de evacuare într-un ambalaj.
Fig.1.9 Dispozitiv de dozare pentru materiale în vrac
În fig. 1.9 este prezentat un dispozitiv de dozare pentru materialele sub formă de vrac. Materialul este depozitat în buncărul B din care se scurge prin canalele Cj și C2, acoperite periodic prin clapetele articulate Cl1, și Cl2, care execută mișcări vibratorii sub acțiunea electromagneților EM1 și EM2 precum și a unor arcuri.
Materialul scurs se acumulează în recipientul R, cantitatea acumulată în recipient este cântărită continuu prin intermediul pârghiei p și a arcului. Înaintea acumulării în recipient a cantității de material dotat, pârghia închide pentru început contactul , care întrerupe alimentarea cu curent alternativ a electromagnetului EMl și scurgerea materialului prin canalul de secțiune mai largă. Materialul continuă să curgă prin canalul de secțiune mai mică C2 cu debit scăzut până în momentul în care pârghia p închide contactul 2 care întrerupe alimentarea cu curent a electromagnetului EM2 și curgerea materialului prin canalul C2.
În figura 1.10 se prezintă un dispozitiv de dozare pentru lichide. Lichidul se găsește în recipientul R. În vederea dozării, robinetul Rj pune în legătură prin intermediul unor conducte recipientul R cu vasul Vi al cărui volum este stabilit prin poziția capacului.
Fig.1.10 Dispozitiv de dozare pentru lichide-principiu de funcționare
Cantitatea de lichid care depășește volumul stabilit se scurge prin tubul Tj cu ventil de reținere în recipientul de unde se readuce în recipientul R prin acțiunea pompei P.
Prin schimbarea poziției distribuitorului Rj volumul de lichid reținut în vasul Vj se evacuează în folosul utilizării în tubul iar o altă cantitate de lichid va fi canalizată în vasul de construcție identică cu vasul Vi.
1.1 Subsisteme de manipulare
1.1.1 Funcția de manipulare
Funcția de manipulare are în vedere modificarea poziției obiectelor. Partea din sistemul de fabricație care asigură realizarea operațiilor de manipulare ale diferitelor materiale (obiecte de lucru, scule, deșeu, materiale auxiliare) se numește subsistem de manipulare. Operațiile de manipulare realizează transferul scurt al obiectelor.
Captarea și/sau extragerea din depozit poate fi realizată prin deschiderea clapetei orificiului care permite obiectelor să "scurgă" din buncăr. Se utilizează de asemenea rotoare (Fig. 1.14), culise și jgheaburi vibratoare.
Instalații de alimentare / evacuare
Instalațiile de alimentare/evacuare – IA/E, fac parte din subsistemul de manipulare al sistemului de fabricație flexibilă automată. Ele realizează funcțiile de alimentare/evacuare ale diferitelor obiecte (de lucru, scule, palete, deșeuri, materiale auxiliare) la, sau de la componentele subsistemului de lucru.
Se disting următoarele funcțiile de aducere/evacuare:
depozitarea, captarea / extragerea, ordonarea, transferarea, separarea / reunirea, livrarea, numărarea / dozarea, măsurarea /controlul, sortarea.
IA / E se constituie din mai multe dispozitive, fiecăreia corespunzând una sau mai multe funcții.
Fig.1.11 Buncăr staționar pentru Fig.1.12 Acumulator cu bară pentru
obiecte discrete sau material depozitarea obiectelor ordonate
’’în vrac’’ după o axă
1.1.2 Funcția de ordonare exprimă trecerea unei mulțimi de obiecte identice din stare neordonată în stare ordonată. În formație neordonată situările obiectelor sunt aleatorii.
În formație ordonată situările obiectelor diferă prin unul, două sau trei parametri. În primul caz ordonarea este unidimensională, în al doilea caz este bidimensională.
Elementele/dispozitivele de ordonare lucrează prin selectare (cu eliminarea obiectelor neordonate), sau prin modificarea situării.
Elementele de ordonare nu conțin piese în mișcare. Ele selectează obiectele după geometrie sau după distribuția de masă. Astfel de elemente sunt șicanele folosite în jgheaburile buncărelor vibratoare.
Fig.1.13 Container cu obiecte cilindrice Fig.1.14 Dispozitiv de
depozitate în straturi captare/extragere cu rotor
Dispozitivele de ordonare conțin elemente în mișcare. Ele pot fi gravitaționale, când mișcarea de ordonare se realizează pe baza greutății obiectelor (Fig. 1.15), sau cu aport de energie din exterior pentru mișcarea de ordonare (Fig. 1.16).
1.1.3 Funcția de transfer (transfer scurt) asigură realizarea fluxului de materiale în sistemul de fabricație.
Fig.1.15 Dispozitiv de ordonare gravitațional pentru obiecte de tip "pahar"
Fig.1.16 Dispozitiv de ordonare cu mecanism, care acționează un tub rotativ,
pentru schimbarea la nevoie a situării obiectelor
Transferul scurt se poate efectua cu sau fără aport de energie exterioară, continuu sau intermitent. Materialele transferate pot fi obiecte de lucru, scule, dispozitive, palete sau containere cu obiecte de lucru, recipiente cu lichide, gaze, materiale în vrac. Transferul scurt se realizează prin folosirea unor elemente/dispozitive de transfer. Prima categorie nu conține mecanisme, deplasarea obiectelor se datorează strict forțelor gravitaționale.
Obiectele se deplasează în elemente de transfer prin alunecare sau rostogolire pe plane înclinate, în mod continuu sau pas cu pas.
Planul înclinat are formă de jgheab. Suprafața inferioară a jgheabului sau a tubului reprezintă planul înclinat, pereții laterali ghidează mișcarea reperelor în cauză.
Obiectele cu formă de corpuri de revoluție se deplasează prin alunecare sau prin rostogolire iar cele de formă prismatică, numai prin alunecare. Pentru a nu se deteriora obiectele prin ciocnirea reciprocă, vitezele lor trebuie să fie limitate.
Pentru micșorarea frecării dintre obiect și jgheab, pe suprafața interioară a jgheabului se prevăd în unele cazuri niște role cilindrice, cu axele perpendiculare pe direcția de deplasare și care se pot roti liber.
Dispozitivele de transfer gravitațional intermitent, conțin mecanisme de tip pendul, acționate de forța de greutate a obiectelor, care la fiecare oscilație dublă înaintează obiectele respective cu câte un pas.
Elementul de execuție al unui dispozitiv de transfer cu mecanism este acționat printr-o axă energetică. Elementul de execuție pune obiectele de transferat în mișcare prin frecare, agățare sau împingere cu niște elemente speciale. Asemenea dispozitive de transfer sunt conveioarele (Fig. 1.17) și cele pas cu pas (Fig. 1.18).
Fig.1.17 Conveier cu role antrenate Fig.1.18 Dispozitiv de transfer pas cu pas
cu aport de energie exterioară
Mesele indexate sunt dispozitive de transfer de precizie. Au ca element de execuție o masă, care execută față de batiu o mișcare de translație sau de rotație. Reperul este fixat pe masă cu dispozitive de lucru. În repaus, precizia de situare a mesei se asigură cu un element de indexare.
Mesele de poziționare-orientare (de situare) au 2 sau 3 grade de mobilitate. Axele energetice ale acestor mese sunt prevăzute cu control prin sisteme de urmărire. Mesele de poziționare cu două axe de translație, cunoscute sub denumirea de mese X – Y, au utilizare spre exemplu la centrele de prelucrare.
Funcția de separare / reunire implică două etape:
a) separarea unor obiecte discrete dintr-un flux continuu, respectiv, reunirea unor obiecte discrete într-un flux continuu (ex. Fig. 1.20);
b) divizarea unui flux continuu de obiecte dintr-un anumit traseu, în fluxuri continue pe mai multe trasee și invers (ex. Fig. 1.21).
Fig.1.19 Masă de orientare cu 2 grade Fig.1.20 Dispozitiv de separare
de mobilitate bucată cu bucată
1.1.4 Funcția de livrare realizează interfața între funcțiile de manipulare și prelucrare. Ea se execută prin intermediul dispozitivelor de livrare (preluare, predare), dispozitive care la rândul lor reprezintă interfețe între subsistemele de manipulare, respectiv de lucru (prelucrare). Se livrează obiecte de lucru, palete de prelucrare, scule, dispozitive și material în vrac.
Funcția de livrare poate fi îndeplinită de dispozitive de livrare sau de roboți industriali.
Dispozitivul de livrare este un dispozitiv de transfer pentru care poziția finală a punctului caracteristic al obiectului livrat se găsește în spațiul de lucru al mașinii de lucru sau al dispozitivului de lucru.
Fig.1.21 Dispozitiv de separare în flux continuu, tip macaz
În Fig. 1.22 se prezintă un dispozitiv de livrare pentru o presă de ambutisat, constituit dintr-un jgheab înclinat prevăzut cu un dispozitiv de separare bucată cu bucată. Semifabricatele din tablă livrate cad în matrița presei, una câte una, înaintea fiecărei curse de ambutisare.
1.1.5 Funcția de evacuare reprezintă opusul funcției de aducere. Se realizează cu ajutorul dispozitivelor de evacuare.
Dispozitivele de evacuare sunt dispozitive de transfer pentru care situarea inițială a obiectului transferat se găsește în spațiul de lucru al mașinii/dispozitivului de lucru. Așa cum reiese și din exemplul prezentat în Fig. 1.22, piesele ambutisate trec într-un container.
O problemă deosebită o constituie evacuarea așchiilor de la mașinile unelte din cadrul S.F.F. Ea poate fi realizată cu ajutorul unor containere care adună așchiile produse într-un interval de timp și care se evacuează periodic. În activitatea denumită "gospodărire de așchii", instalațiile de colectare-evacuare ale așchiilor rezultate din procesul de fabricație conțin dispozitive de transfer cu melc.
1.1.6 Funcția de control/măsurare are mai multe subfuncții precum: controlul de existență, de numărare-dozare, control dimensional, etc.
Conținutul subfuncției de control, de existență este acea de a constata că un anumit obiect se află sau nu la un moment dat într-un loc de situare determinată pe traseul fluxului de materiale, de exemplu în locașul unui magazin, în punctul de predare / preluare al unui dispozitiv de transfer, în dispozitivul de prehensiune al robotului, în dispozitivul de lucru al unui post de prelucrare, etc. Într-un sistem de fabricație automat, fiecare componentă a sistemului trebuie să fie prevăzută cu un dispozitiv de control de existență. O modalitate simplă de a realiza controlul de existență este acea bazată pe folosirea unor senzori tactili.
Latura de numărare a subfuncției de numărare-dozare urmărește stabilirea unei corelații dintre cantitatea de obiecte și timpul în decursul căreia aceasta trece printr-un subsistem al sistemului de fabricație.
Fig.1.22 Dispozitiv de livrare-evacuare cu jgheab
Latura de dozare a subfuncției de numărare-dozare are conținutul de a impune ca într-un interval de timp dat, prin subsistem să treacă o anumită cantitate de obiecte, exprimată fie prin număr, fie prin masă, greutate sau alte caracteristici cantitativi.
Cele două laturi sunt strâns legate între ele. Dispozitivul de separare bucată cu bucată din Fig. 1.20 constituie totodată un dispozitiv de dozare-numărare.
Numărarea/dozarea materialelor în vrac se face pe bază de cântărire, iar a lichidelor fie prin cântărire, fie prin umplerea și golirea succesivă a unor recipiente de volum cunoscut.
Numărarea obiectelor se poate realiza și cu ajutorul unor senzori de proximitate. Senzorul se amplasează deasupra fluxului de obiecte care circulă pe banda unui dispozitiv de transfer. Intrarea unui obiect în volumul senzitiv al senzorului produce un impuls în circuitul unui numărător electronic. Prin numărarea impulsurilor într-un timp dat se deduce numărul obiectelor trecute în dreptul senzorului.
Automatizarea controlului dimensional se realizează cu ajutorul unor dispozitive care conțin traductoare de deplasare. Acestea convertesc dimensiunile măsurate în deplasări, apoi în semnale electrice, formă sub care sunt prelucrate și înregistrate ca informații despre dimensiunile obiectelor măsurate. Traductoarele pot fi cu sau fără contact mecanic.
Controlul dimensional automat presupune compararea dimensiunii măsurate cu una de referință și tragerea unor concluzii privind coincidența sau necoincidența acestora.
Natura controlului dimensional într-un sistem automat poate fi activ sau pasiv.
În cazul controlului activ măsurările se realizează în timpul desfășurării procesului de prelucrare. Rezultatele măsurărilor, inițiază emiterea unor comenzi de reglaj către echipamentele care iau parte în procesul de prelucrare (spre exemplu pentru modificarea poziției sculei, a dispozitivului de lucru, a regimului de lucru, etc.), în vederea corectării cauzelor abaterilor de la valorile nominale ale dimensiunii măsurate.
Controlul pasiv se realizează după efectuarea operației de prelucrare. Rezultatele controlului pasiv servesc atât la efectuarea ulterioară a reglajului echipamentelor în vederea asigurării preciziei de prelucrare a obiectelor care urmează în flux, cât și la sortarea obiectelor prelucrate după dimensiunile măsurate, pentru a diferenția obiectele bune de cele rebut.
Dispozitivele de control activ se includ în componența mașinii sau dispozitivului de lucru, pe când cele de control pasiv constituie echipamente sine stătătoare ale sistemului de fabricație, care intră în componența IA/E.
Dispozitivele de sortare se compun din dispozitive de transfer, de control și de separare. Dispozitivul de transfer aduce/evacuează obiectele, dispozitivul de control le controlează (măsoară, prelucrează rezultatele și transmite informațiile) iar dispozitivul de separare le sortează pe baza informațiilor provenite de la dispozitivul de control.
Legat de funcțiile IA/E trebuie reținute următoarele:
► IA / E nu trebuie să conțină toate dispozitivele prezentate mai sus, dar fără depozite și dispozitive de transfer fluxul material nu poate fi realizat.
► Dispozitivele IA / E pot avea funcții / subfuncții multiple (spre exemplu, dispozitivul de transfer poate îndeplinii și rolul unui depozit intermediar).
► Unele dispozitive, care trebuie să realizeze funcții compuse, se alcătuiesc din mai multe dispozitive componente, fiecare îndeplinind o anumită subfuncție (spre exemplu, dispozitivul de sortare a bilelor, prezentat în Fig. 1.23).
Bilele sunt transferate prin jgheabul J1 până la dispozitivul de separare DS1. Acesta eliberează la sfârșitul unui ciclu de măsurare bila 2, lăsând să cadă în postul de prezentare PP.
Fig.1.23 Dispozitiv de sortat bile
Dispozitivul de control DC măsoară diametrul bilei, care se găsește acum în poziția 3. După terminarea măsurării, bila este împinsă de tija împingătoare I în poziția 4, de unde începe să se rostogolească spre capătul inferior al jgheabului J2. În funcție de dimensiunea măsurată, sistemul de comandă al dispozitivului de sortare emite semnalul de deschidere a uneia dintre clapetele C1, C2, C3 ale dispozitivului de separare DS2, care dirijează astfel bila în acel acumulator (A1, A2, A3) care corespunde dimensiunii măsurate (poziția 5).
1.2. Dispozitive/elemente de separare-reunire
Funcția de reunire realizează punerea în comun a unui flux de obiecte pe care le captează într-o ordine oarecare sau impusă de pe mai multe trasee de transfer.
Funcția de separare realizează dirijarea obiectelor transferate de pe un flux pe mai multe fluxuri sau trasee de transfer într-o ordine oarecare sau una impusă.
Funcția de separare și cea de reunire realizează operații inverse una celeilalte.
Principial, un dispozitiv de separare se transformă într-unul de reunire prin schimbarea sensului parcurs a fluxurilor. Din punct de vedere constructiv, dispozitivele de separare-reunire se pot clasifica astfel:
– dispozitive de separare-reunire tip macaz ;
– dispozitive de separare-reunire tip clapetă;
– dispozitive de separare-reunire cu "element de captare".
În figura 1.24 a) se prezintă schema de principiu a unui dispozitiv de separare (repartizare) tip macaz cu ax orizontal. Obiectele se deplasează pe jgheabul continuu (J) până la elementul de jgheab (E) care are rol de macaz. În funcție de poziția acestuia deplasarea obiectelor poate fi dirijată succesiv, pe jgheabul. Poziția elementului (E) este comandată de sistemul de comandă al IAE, el mișcându-se în jurul axei orizontale O.
În figura 1.24 b) se prezintă schema de principiu a unui dispozitiv de separare tip macaz cu ax vertical. Elementul (E) se rotește în jurul axei verticale Oi poziționându-se în dreptul unuia din jgheaburile și dirijând fluxul de obiecte pe traseul dat de acesta.
a) cu ax orizontal b) cu ax vertical
Fig.1.24 Dispozitiv de separare tip macaz
Repartizarea pe mai multe fluxuri a obiectelor se poate realiza și prin intermediul unor dispozitive cu clapete.
În figura 1.25 a), b), c), d) se prezintă schemele de principiu ale unor dispozitive cu clapete comandate de sistemul de comandă.
Clapeta poate fi comandată chiar de obiect. În figura 8.3 se prezintă un dispozitiv de separare cu clapeta comandată de obiect. Acesta se deplasează în tubul (), în care își deschide accesul rotind clapeta în jurul axei orizontale O, astfel încât obiectul următor va fi dirijat înspre tubul (T2), distribuția efectuându-se alternativ.
În figura 1.26 se prezintă un dispozitiv de separare cu împingător care execută o mișcare de translație alternativă, repartizând obiectele extrase din acumulatorul (A) în tuburile; () sau (T2).
Fig.1.25 Scheme de principiu ale unor dispozitive de separare cu clapete
Fig.1.26 Dispozitiv de separare cu clapetă comandată de obiectul manipulat
Fig.1.27 Dispozitiv de separare reunire cu împingător în mișcare de translație
În figura 1.28 este prezentat un dispozitiv de ramificare care materializează modificarea traseului unui flux de obiecte pe unul din cele două trasee posibile. Selectarea unuia sau altuia dintre trasee este comandată de poziția pe care o poate ocupa clapeta basculantă.
Fig.1.28 Dispozitiv de selectare a traseului
Un flux de obiecte poate fi separat în două fluxuri paralele ordonat cu dispozitivul din figura 1.29. Astfel pe unul dintre trasee vor trece numai obiectele cu număr de ordine par iar pe celălalt cele cu număr de ordine impar.
Această separare se, poate realiza cu ajutorul unui dispozitiv echipat cu un element de captare rotativ prevăzut cu canale configurate convenabil astfel încât să poată prelua din fluxul principal câte o pereche de obiecte. La rotația cu a elementului de captare obiectele din locaș ajung în dreptul canalelor fiind livrate în cădere liberă pe fiecare din cele două canale (1) și (2).
Fig.1.29 Dispozitiv de separare ordonată cu două canale
Dispozitivul de separare din figura 1.30 asigură preluarea din flux a obiectelor și livrarea lor succesiv în cele șase canale astfel încât prin fiecare să treacă tot al șaselea obiect din fluxul principal. Distribuirea pe fiecare canal a obiectelor se efectuează cu un element de captare rotativ prevăzut cu locașuri dispuse circumferențial. Configurația locașurilor este dependentă de forma obiectelor manipulate. Distribuirea obiectelor dintr-un flux de pe un jgheab înclinat se poate realiza comandat pe unul dintre traseele în dreptul jgheabului printr-o mișcare de translație la poziții indexate comandată după necesitățile de separare.
Fig.1.30 Dispozitiv de separare ordonată cu șase canale
Fig.1.31 Dispozitiv de separare comandat prin mișcarea suportului de canale
Fig.1.32 Dispozitiv de separare
Dispozitivul din figura 1.32 realizează funcția de separare pe traseele (7) ce pot fi alimentate prin deschiderea comandată a unor clapete (5) ce le obturează. Funcția de reunire poate fi realizată cu dispozitive specializate ca în exemplele descrise în continuare. Astfel în fig. 1.33 se prezintă un dispozitiv constituit din două canale de transfer obiecte care se reunesc printr-un canal unic, într-un singur flux, preluarea din cele două fluxuri nefiind asigurată într-o odine strictă.
Fig.1.33 Dispozitiv de reunire
Fig.1.34 Dispozitiv de reunire a două fluxuri alimentate de pe transportoare cu elemente flexibile
Pentru a se obține o formație de obiecte într-o ordine impusă dispozitivul din figura 1.34 preia de pe transportoarele (1) respectiv (2) obiecte de tip respectiv (o").
Prin asigurarea comandată a vitezelor de transport în raportul, de pe transportorul (2) sunt eliberate N obiecte de tipul o" în intervalul de timp în care de pe transportorul (1) este eliberat un singur obiect de tipul o'.
Formația de obiecte rezultată va fi structurată în segmente conținând "N+l" obiecte, "N" de tipul (o") urmate de câte un obicei de tipul (o').
În particular daca N=l formația de obiecte rezultată prin reunire conține alternativ câte un obiect din fiecare tip.
Fig.1.35 Dispozitiv de reunire cu asigurarea montajului pieselor
Fig.1.36 Dispozitiv de reunire constituit din acumulatoare
cu extractoare în mișcare de rotație
Pentru a realiza grupe ordonate de obiecte, în poziție relativă impusă de montajul lor, se utilizează în practică dispozitive de reunire la care trecerea obiectelor pe fluxurile ce se reunesc cât și pe fluxul rezultat este comandată de opritoare. Exemplul din fig. 1.35 formează perechi de inele de rulmenți. Formații ordonate, compuse din obiecte de două tipuri dispuse alternativ, se pot obține cu ajutorul unor dispozitive de reunire, constituite din acumulatoare cu extractoare în mișcare de rotație cu același număr de locașuri și cu mișcare sincronă. Acestea eliberează obiectele pe rând într-un jgheab profilat (fig. 1.36).
Dacă se impune ca formația de obiecte rezultată din reunirea fluxurilor să aibă ca structură număr inegal de obiecte din fiecare tip extractoarele se prevăd cu număr diferit de locașuri ca în exemplul din fig. 1.37.
Fig.1.37 Dispozitiv de reunire constituit din acumulatoare
cu extractoare în mișcare de rotație cu număr diferit de locașuri.
În concluzie forma constructivă a dispozitivelor de reunire este dependentă în primul rând de geometria obiectelor manipulate dar și de structura formației pe care urmărim să o realizeze acestea.
1.3. Automatizarea sortării pieselor după dimensiunile exterioare
Pentru a înțelege mai bine importanța ce trebuie acordată selecționării (sortării) pieselor în vederea asamblării lor, în cele ce urmează se vor aminti câteva noțiuni privind metoda asamblării selective de rezolvare a lanțurilor de dimensiuni.
Metoda asamblării selective are în vedere rezolvarea lanțurilor de dimensiuni în condiții economice de prelucrare. La această metodă, precizia elementului de închidere este asigurată prin înlocuirea unor elemente ale lanțului de dimensiuni cu alte elemente, prelucrare pe baza unei precizii economice (cu toleranțe mărite de ‘’n’’ ori), dar sortate pe grupe de dimensiuni, astfel încât piesele din aceleași grupe, în procesul asamblării, să asigure precizia elementului de închidere și să fie schimbabile între ele fără excepție.
Producția de rulmenți se pretează bine la o producție de serie mare. Pentru ca fabricarea lor să fie economică, este necesar ca prelucrarea elementelor acestora să se facă cu toleranțe mari, fapt ce contribuie la o variație mare a mărimii jocului. Pentru o bună funcționare a rulmentului, în condițiile unei încărcări egale, este necesar ca dimensiunile corpurilor de rulare pentru același rulment să fie pe cât posibil egale.
Pentru ca la îmbinarea pieselor din grupa de același ordin să rezulte ajustaje identice, este necesar ca atât câmpurile de toleranță ale dimensiunilor H și h, cât și jocul minim j1,2min să fie același pentru toate ajustajele. Aceste condiții pot fi obținute numai dacă toleranțele de execuție sunt egale atât pentru piesele de tip arbore, cât și cele de tip alezaj. Dacă piesele care se asamblează au toleranțe de execuție diferite (TH ≠ Th), asamblarea pieselor din grupe de același ordin va conduce la obținerea unor ajustaje care diferă de la o grupă la alta, ca urmare a modificării jocului minim, respectiv a poziției relative a câmpurilor de toleranță
Fig.1.38 Lanțuri de dimensiuni în rulmenți cu role cilindrice
Grupele după care vor fi sortate piesele vor fi următoarele:
Pentru piese de tip alezaj:
Grupa I-a va fi cuprinsă între H…H+TH;
Grupa a II-a va fi între H+TH…H+2TH;
Grupa a III-a va fi între H+2TH…H+3TH.
Pentru piese de tip arbore:
Grupa a I-a va fi cuprinsă între h…h+Th;
Grupa a II-a va fi între h+Th…h+2Th;
Grupa a III-a va fi între h+2Th…h+3Th.
Fig.1.39 Schema sortării pieselor pe grupe de dimensiuni
1.4. Controlul unei instalații electropneumatice de sortare folosind programul LLWIN 3.0
În continuare este prezentată o instalație electropneumatică de sortare și a softului LLWIN 3.0 folosit pentru controlul acesteia. Pentru învățarea instrucțiunilor se propune dezvoltarea unui program care să asigure controlul instalației astfel încât aceasta să realizeze separarea unor piese albe și negre, în mod automat. În figura de mai jos este prezentată electropneumatică fiind indicate principalele elemente din structura acesteia.
Fig.1.40 Instalație electropneumatică de sortare
Microcontrolerul din fig. 1.40 asigură comenzile pentru motorul de antrenare a dispozitivului de scoatere a pieselor din magazie și pentru electrovalvele ce comandă poziționarea brațului. Comunicația microcontrolerului cu softul LLWin ce rulează pe un PC este de tip RS232. Există posibilitatea transferului programului din PC în microcontroler, caz în care după transfer nu mai este necesară comunicația cu PC-ul, sau rularea programului direct de pe PC, caz în care este necesară păstrarea comunicației cu microcontrolerul.
Lansarea programului LLWIN 3.0 se face astfel: Start>All programs>Llwin 3.06>Llwin 3.06. Interfața utilizatorului este prezentată în figura de mai jos:
Fig.1.41 Interfața utilizator a programului LLWin 3.0
Pentru crearea unui proiect este necesară parcurgerea următorilor pași:
Din fereastra principală se alege meniul Project și apoi submeniul New.
Se deschide fereastra New project (vezi fig. 1.42) din care se alege template-ul „Empty Project”.
Se dă un nume proiectului.
Se definește locația unde va fi salvat pe disk.
Fig. 1.42 Fereastra New Project
Programul de control se scrie sub forma unei scheme logice formate din blocuri funcționale și subprograme (vezi fig. 1.41). La rândul lor subprogramele sunt formate din blocuri funcționale.
Așa cum am precizat anterior fiecare program de control cuprinde mai multe blocuri funcționale a căror descriere va fi prezentată în continuare:
BLOCUL DE IEȘIRE
Din fereastra Toolbox (vezi fig. 1.41), cu butonul stâng al mausului apăsat pe simbolul blocului de ieșire, se aduce blocul în zona de creare a diagramei logice;
Se va deschide fereastra Output din fig. 1.43;
În căsuța Output se alege ieșirea din controler la care se va lega blocul respectiv;
În căsuța Type se stabilește tipul blocului de ieșire, acesta putând fi:
motor
electromagnet
lampă
În partea dreaptă a ferestrei Output se găsesc butoanele corespunzătoare acțiunilor ce pot fi asociate blocului de ieșire respective.
Fig.1.43 Fereastra pentru stabilirea parametrilor blocurilor de ieșire
BLOCUL DE INTRARE
Din fereastra Toolbox (vezi fig. 1.40), cu butonul stâng al mausului apăsat pe simbolul blocului de intrare, se aduce blocul în zona de creare a diagramei logice;
Se va deschide fereastra Input din fig. 1.44;
În căsuța Input se alege intrarea din controler la care se va lega blocul respectiv;
În căsuța Type se stabilește tipul blocului de ieșire, acesta putând fi:
buton cu revenire (pushbutton)
releu reed (reed contact)
fototranzistor (phototransistor)
În partea dreaptă a ferestrei Output se găsesc butoanele corespunzătoare acțiunilor ce pot fi asociate blocului de intrare respective.
Intrările E17÷E26 pot fi folosite pentru butoanele de pe terminal (va fi descris mai târziu);
Intrările E31÷E38, E41÷E48 sunt folosite pentru a memora sensul de rotație al motoarelor: sens antiorar, respectiv sens orar (vezi fig. 1.45).
Fig.1.44 Fereastra pentru stabilirea parametrilor blocurilor de intrare
Fig.1.45 Alte tipuri de blocuri de intrare
BLOCUL „EDGE”
Așteaptă o tranziție din 0 în 1 sau din 1 în 0;
Din fereastra Toolbox (vezi fig. 1.41), cu butonul stâng al mausului apăsat pe simbolul blocului „EDGE”, se aduce blocul în zona de creare a diagramei logice;
În fereastra Edge, în căsuța Input (vezi fig. 1.46) se alege intrarea căreia i se asociază acest bloc, iar în partea dreaptă se alege dacă acest bloc să fie activ la tranziție 0->1 sau la tranziție 1->0;
Corespunzător tipului ales vor apare unul din blocurile din fig. 1.47.
Fig.1.46 Fereastra ’’Edge’’
Fig.1.47 Blocurile edge active la tranziție 0>1 respectiv 1<0
BLOCUL POSITION
Numără impulsurile date la o intrare digitală până când se atinge valoarea dorită, de exemplu dacă un buton este apăsat și apoi lăsat să revină, blocul va contoriza două impulsuri;
Din fereastra Toolbox (vezi fig. 1.41), cu butonul stâng al mausului apăsat pe simbolul blocului „position”, se aduce blocul în zona de creare a diagramei logice;
În fereastra Position, în căsuța Input (vezi fig. 1.48) se alege intrarea căreia i se asociază acest bloc, iar în căsuța Result se introduce valoarea până la/de la care va contoriza impulsurile, în funcție de sensul de contorizare ales cu butoanele din partea dreaptă a ferestrei Position;
Dacă este selectată opțiunea „Use standard counter”, atunci programul va atașa automat un numărător fiecărei intrări E1-E16; dacă nu, atunci în căsuța Counter se va defini o variabilă contor în care se va memora starea blocului POSITION.
În fig. 1.49, câmpurile reprezintă (de la stânga la dreapta): intrarea, variabila contor, valoarea pana la/de la care va număra crescător/descrescător.
Fig.1.48 Fereastra Position folosită pentru definirea blocului de contorizare a unor impulsuri
Fig.1.49 Blocul Position folosit pentru contorizarea unor impulsuri în sens crescător, respectiv descrescător
BLOCUL START
Orice diagramă logică ce descrie un program de control trebuie să înceapă cu acest bloc (vezi fig. 1.50);
Dacă o aplicație presupune existența mai multor diagrame, atunci fiecare dintre acestea trebuie să înceapă cu acest bloc.
Fig.1.50 Blocul Start
BLOCUL STOP
Se folosește ca terminator pentru o secvență de program (vezi fig. 1.51);
Pot fi conectate la același bloc mai multe secvențe de program;
Dacă programul trebuie să funcționeze în buclă atunci acest bloc lipsește.
Fig.1.51 Blocul Stop
BLOCUL RESET
Acest bloc resetează toate secvențele de program când este îndeplinită condiția de resetare, adică aduce secvențele la blocul (blocurile) Start ;
Blocul Reset nu se leagă fizic de nici un alt bloc funcțional;
Într-un proiect poate fi folosit un singur bloc Reset;
În fig. 1.53 este prezentat blocul Reset și fereastra Reset pentru configurarea blocului;
Condiția de resetare poate fi o simplă intrare sau poate fi o expresie matematică.
Fig.1.52 Blocul Reset și fereastra de configurare a acestuia
BLOCUL „OPRIRE
DE URGENȚĂ”
Acest bloc dezactivează toate ieșirile când el este activat, dar programul rulează în continuare;
Blocul „Oprire de urgență”nu se leagă fizic de nici un alt bloc funcțional;
Într-un proiect poate fi folosit un singur bloc „Oprire de urgență”;
În fig. 1.53 este prezentat blocul „Oprire de urgență” și fereastra Stop pentru configurarea blocului;
Condiția de resetare poate fi o simplă intrare sau poate fi o expresie matematică.
Fig.1.53 Blocul „Oprire de urgență” și fereastra de configurare a acestuia.
BLOCUL „TERMINAL”
Acest bloc (vezi fig. 1.54) este folosit pentru afișarea unor date din proces și pentru introducerea unor mărimi de intrare în proces;
Blocul „Terminal” nu se leagă fizic de nici un alt bloc funcțional;
Cuprinde mai multe zone:
1.Indica motorul activat și sensul de rotație;
2.Sunt folosite pentru afișarea valorilor unor variabile;
3.Permite afișarea unui mesaj de maxim 17 caractere;
4.Permite setarea parametrilor EA-ED;
5.Intrări digitale activate din interfață (contacte fără revenire);
6.Intrări digitale activate din interfață (contacte cu revenire);
7.Poate fi folosit pentru oprirea unui program aflat în modul „online”;
8.Poate fi folosit pentru resetarea unui program aflat în modul „online”;
Parametrii și comutatoarele pot fi activați, respectiv schimbate în modul „edit” folosind butonul din dreapta al mausului.
Fig.1.54 Blocul ‘’Terminal’’
BLOCUL „DISPLAY”
Este folosit pentru afișarea unei valori, a unei variabile sau, a intrărilor EX-EY sau EA-ED pe unul din afișoarele incluse în blocul „terminal”;
În fereastra de configurare a blocului (vezi fig. 1.55) se poate preciza numărul afișorului și numele variabilei ale cărei valori vor fi afișate, numele intrării sau un număr.
Fig.1.55 Blocul ‘’Display’’
BLOCUL „MESAJ”
Este folosit pentru afișarea unui șir de maxim 17 caractere în câmpul text al terminalului;
Textul ce urmează să fie afișat se va introduce în fereastra de dialog și poate avea diferite culori (vezi fig. 1.56).
Fig.1.56 Blocul ‘’Mesaj’’
BLOCUL „AFIȘEAZĂ VALORI”
Acest bloc arată valoarea curentă a unei variabile când programul este în modul „online” (vezi fig. 1.57);
Blocul nu se leagă fizic de nici un alt bloc funcțional;
În fereastra de configurare a acestui bloc se precizează numele variabilei sau al intrării ce urmează să fie afișată.
Este posibil de asemenea să se afișeze o altă variabilă în bloc, în timp ce programul rulează, prin selectarea blocului cu butonul din stânga și introducerea numelui acesteia.
Fig.1.57 Blocul pentru afișarea valorii unei variabile sau a unei intrări
BLOCUL „INCREMENTARE/DECREMENTARE VALOARE A UNEI VARIABILE”
Folosind acest bloc se poate incrementa sau decrementa valoarea unei variabile;
În fereastra de configurare a blocului (vezi fig. 1.58) se introduce numele variabilei și se selectează operația dorită: +1 pentru incrementare, respectiv -1 pentru decrementare;
Fig.1.58 Blocul pentru incrementarea/decrementarea unei variabile
BLOCUL „ATRIBUIRE”
Permite asignarea la o variabilă a unei valori sau a unei expresii matematice valide ;
Lungimea expresie poate fi de maxim 34 de caractere;
Configurarea blocului se face folosind fereastra de configurare din fig. 1.59.
Fig.1.59 Blocul de atribuire
BLOCUL „COMPARĂ”
Permite evaluarea unei condiții introduse ca formulă în fereastra de configurare a blocului;
Numărul maxim de caractere pentru formulă poate fi de 40;
Dacă condiția este adevărată se urmărește ramura cu 1, în caz contrar cea cu 0;
Cele două ramuri pot fi inversate între ele din aceeași fereastră (vezi fig. 1.60)
Fig.1.60 Blocul de comparare
BLOCUL „ALARMĂ”
Emite un semnal sonor în difuzorul calculatorului;
Durata și frecvența sunetului emis poate fi stabilită din fereastra de configurare a blocului (vezi fig. 1.61);
În modul „download” nu se pot genera sunete.
Fig.1.61 Blocul alarmă
BLOCUL „AȘTEAPTĂ”
Permite introducerea unei întârzieri în fluxul de execuție al instrucțiunilor;
Durata întârzierii se introduce în câmpul dedicat din fereastra de configurare a blocului (vezi fig. 1.62) și poate avea o durată de maxim 999,99 sec.);
Selectarea tipului „defined” face ca durata de așteptare să fie cea precizată în câmpul „duration”;
Selectarea tipului „random” duce la generarea unui timp de așteptare aleator, dar nu mai mare decât cel introdus în câmpul „duration”;
Opțiunea „random” poate fi utilă în programarea testelor de reacție.
Fig.1.62 Blocul așteaptă
BLOCUL „TEXT”
Textul scris în blocuri de acest tip poate fi plasat oriunde în fereastra de programare și poate fi folosit de exemplu pentru documentarea programului;
Introducerea textului și stabilirea mărimii literelor se fac în fereastra de configurare. (vezi fig. 1.63);
Fig.1.63 Blocul text
BLOCURILE „SUBIN” ȘI „SUBOUT”
Aceste blocuri sunt vizibile în fereastra cu blocuri doar când se editează un subprogram;
Ele creează conexiunea între programul principal și începutul subprogramului (SubIn) sau între sfârșitul unui subprogram și programul principal (SubOut) (vezi fig. 1.64);
Un nume asociat unui bloc nu poate fi folosit mai mult decât o singură dată;
Fig. 1.64 Blocurile SubIn și SubOut
Modalitatea de creare a unui subprogram:
Un subprogram este reprezentat în diagrama logică sub forma unui bloc;
În cadrul acestui mod de scriere a programelor, subprogramul este echivalentul unei proceduri din limbajele de nivel înalt;
Pentru definirea și inserarea unui subprogram în programul principal trebuie urmați pașii prezentați mai jos:
Din meniul Edit selectați opțiunea Subprogram care va determina apariția ferestrei Subprogram (vezi fig. 1.65) în care se va preciza numele subprogramului; după introducerea numelui și validarea cu tasta OK, va apare o nouă fereastră care are același nume cu cel introdus anterior;
Adăugați în fereastra corespunzătoare subprogramului, blocurile SubIn și SubOut (vezi fig. 1.64); introduceți apoi instrucțiunile ce definesc funcționalitatea subprogramului;
Din meniul Subprogram alegeți submeniul Design… și selectați în fereastra ce se deschide (vezi fig. 1.66) numele subprogramului anterior definit;
Blocurilor SubIn și SubOut adăugate în diagramă le corespund cerculețele Out1 și In1 din fig. 1.67; acestea trebuie adăugate blocului subprogram, pentru ca blocul asociat subprogramului să devină funcțional (adică să poată fi inserat în programul principal); (Adăugarea lor se face prin operațiile de „drag and drop”);
Închideți fereastra din fig. 1.67 și apoi puteți adăuga blocul corespunzător subprogramului, la programul principal la fel cum adăugați orice alt bloc din Toolbox.
Fig.1.65 Fereastra pentru definirea subprogramelor
Fig.1.66 Fereastra pentru selectarea subprogramelor
Fig.1.67 Fereastra pentru selectarea subprogramelor
Pentru fixarea cunoștințelor anterior prezentate, se va concepe, edita și testa un program care să asigure sortarea după culoare a unor piese. Se poate opta fie pentru scrierea modulară a programului (sub formă de proceduri), fie pentru scrierea întregii aplicații într-o singură fereastră. Folosind instalația prezentată în fig. 1.40 se urmărește scrierea unui program de control care să asigure sortarea unor piese cilindrice după culoare. Piesele de culoare albă sau neagră se găsesc într-o magazie de unde sunt scoase cu ajutorul unui sistem bielă manivelă antrenat de un motor electric. După ce sunt identificate cu ajutorul unui senzor de culoare, în funcție de culoarea lor sunt puse în unul din cele două containere.
Programul trebuie să asigure scoaterea pieselor din magazie, aducerea lor sub senzorul de culoare și apoi, după identificare, plasarea lor sub brațul care le va transfera în unul din cele două containere.
CAPITOLUL 2: PROIECTAREA PĂRȚII MECANICE DINTR-UN SORTATOR AUTOMAT PE GRUPE DE DIMENSIUNI A UNOR ROLE DE RULMENT
2.1 Tema de proiectare
Să se proiecteze partea mecanică a unui sortator automat pe grupe de dimensiuni a unor role de rulment, plecând de la următoarele date inițiale:
Role de rulment cu dimensiunile:
Diametrul rolelor: 16 [mm];
Lungimea: 16 [mm]
Număr de clase de sortare: 3
Schema de principiu a automatului de sortare:
Fig. 2.1 Schema de principiu a mașinii de sortat
role cilindrice după dimensiunea exterioară
2.2 Proiectarea transmisiei prin curele
Acest tip de transmisie permite transmiterea puterii și mișcării de rotație între arbori paraleli. Are în construcție cel puțin două roți pe care se înfășoară elementul intermediar elastic și flexibil, cureaua, montată cu pretensionare (forță de întindere inițială), fiind recomandată pentru distanțe mari între axele de rotație ale arborelui conducător și cel condus.
Principalele elemente geometrice ale unei transmisii prin curele și distribuția de forțe, sunt reprezentate în figura 2.2:
Fig. 2.2 Elementele geometrice ale unei transmisii prin curele
Elementul intermediar elastic, cureaua, este solicitat la tracțiune datorită forțelor din ramura activă F1 și cea pasivă F2 și la încovoiere datorită înfășurării curelei pe roțile de curea.
Proiectarea transmisiei prin curele se face conform prevederilor următoarelor standarde: – SR ISO 1081:1996 Transmisii prin curele trapezoidale. Terminologie
STAS 1163-71 Transmisii prin curele trapezoidale clasice și înguste. Calculul transmisiilor cu arbori paraleli
STAS 1164/1-91 Curele trapezoidale. Dimensiuni
Algoritmul de lucru este prezentat în tabelul de mai jos:
2.3 Proiectarea angrenajului cilindric
Elemente teoretice
Roțile dințate sunt organe de mașini prevăzute pe suprafețele de contact în angrenare cu o serie de proeminențe (dinți) și goluri ce formează dantura. Studiul angrenajelor plane (formate din roți dințate cilindrice) se face într-un plan perpendicular pe cele două axe ale roților.
Fig. 2.3
Suprafețele profilate ale danturii se numesc flancuri. Forma danturii poate fi dreaptă, înclinată sau curbă, având secțiunea în plan axial sau normal la profil, constantă.
Fig. 2.4
Pentru ca angrenajul ca funcționeze, trebuie să fie respectate anumite condiții impuse prin legea fundamentală a angrenării: normala comună în punctul de contact taie linia centrelor în punctul C, polul angrenării, fig. 2.5:
Fig. 2.5
Normala comună la profilele în angrenare în punctul de contact împarte linia centrelor în segmente invers proporționale cu vitezele unghiulare. Pentru ca raportul de transmitere să rămână constant este necesar ca polul angrenării să fie fix. Deci normala comună trece printr-un punct fix – polul angrenării C, situat pe linia centrelor în punctul de tangență al cercurilor de rostogolire.
În figura 2.6 sunt prezentate principalele elementele geometrice ale danturii roților dințate cilindrice cu dinți drepți. Acestea sunt:
înălțimea danturii h;
înălțimea capului dintelui ha;
înălțimea piciorului dintelui – hf ;
jocul radial c = hf-ha ;
lățimea danturii b;
pasul danturii ;
grosimea dintelui s;
grosimea golului între doi dinți e;
diametrul cercului de cap da ;
diametrul cercul sau cilindrul de rostogolire dw;
diametrul cercul sau cilindrul de divizare d ;
diametrul cercul sau cilindrul de picior df ;
Fig. 2.6
Prin definiție, arcul de cerc cuprins între două profile succesive poartă numele de pas p. Pasul măsurat pe cercul de rostogolire se numește pas de angrenare. Pentru ca două roti să poată angrena este necesar să aibă același pas de angrenare:
P1 = P2 (2.1)
(2.2)
Pasul poate fi măsurat și pe alte cercuri. Prin urmare vom avea pas pe cercul de picior, pas pe cercul de cap etc.
Pentru o roata dințată, lungimea cercului de rostogolire:
(2.3)
Deoarece pasul se poate măsura pe diferite cercuri, corespunzător vom avea diferite module. Modulul corespunzător pasului măsurat pe cercul de rostogolire se numește modul de angrenare. Pentru a se raționaliza execuția danturilor (număr minim de scule prelucrătoare) și a se asigura interschimbabilitatea lor, s-a standardizat o gamă a modulilor. Această gamă este prescrisă prin STAS 822-82.
(2.4)
m – se numește modul și se exprimă în milimetrii
2.4 Calculul geometric al angrenajului
Calculul geometric se face urmând algoritmul prezentat în cele ce urmează. Relațiile se referă la dantura cilindrică înclinată. Dacă sunt precizate două semne, cel superior se referă la dantura exterioară, cel inferior se referă la dantura interioară.
2.5. Soluția finală a dispozitivului proiectat pentru automatizarea sortării după dimensiunile exterioare
Sortarea pieselor se poate efectua manual, cu ajutorul unor calibre limitative corespunzătoare sau aparate de măsură, ori în mod automat, cu ajutorul unor aparate (mașini) de control și sortare.
Automatizarea procesului de sortare implică o serie de condiții absolut obligatorii pentru efectuarea unor măsurători precise: poziționare precisă și sigură a piesei supusă măsurării, precizie mare a aparatului de măsură, rigiditate sporită a unor subansamble ale mașinii de sortat etc.
Automatele de sortare, deși complexe, asigură, pe lângă condițiile menționare mai înainte, și o mare productivitate (cca 4000 buc/h, chiar și mai mult).
Elementele componente principale ale unui automat de sortare, în raport cu funcția ce o îndeplinește, se pot clasifica după cum urmează:
Dispozitive de alimentare dotate cu acumulatoare de piese neordonate (buncăre), cu sisteme de ordonare și transport al pieselor, precum și cu dispozitive de distribuire (livrare) către postul de măsurare;
Stații de măsurare, care pot lucra pe principiul calibrelor sau prin intermediul unor traductoare de deplasare cuplate la un aparat de măsură;
Stații (mecanisme) de sortare propriu-zisă, în care piesele sunt dirijate în funcție de dimensiuni, spre alte acumulatoare.
Complexitatea automatelor de sortare depinde în special de forma și dimensiunile piesei supuse controlului, precum și de parametrul ce se controlează: abateri dimensionale (abateri diametrale sau de lungimi), abateri de formă (bătaie frontală, conicitate, convexitate etc.) sau abateri de poziție reciprocă a suprafețelor (neparalelismul suprafețelor, neperpendicularități etc.) sau uneori chiar rugozități, fisuri, aspect exterior.
Automatul prezentat oferă posibilitatea sortării rolelor cilindrice după diametrul exterior. Sortarea are lor astfel: rolele 1 ce provin de la un buncăr, sunt aduse în stare ordonată pe calea de transport 2 de unde cad, una câte una, în locașele discului de transport-livrare 3.
Discul de transport are o mișcare intermitentă pe care o primește de la un mecanism indexor cu cruce de Malta 19, antrenat de un motor de curent continuu 8, prin intermediul unei transmisii de curea 10, angrenajul dințat 11-12 și cama 18.
Discul preia rolele și le transportă până în dreptul stației de măsurare 4, unde vor fi măsurare cu ajutorul unui traductor inductiv. De aici și semnalul este transmis unui aparat electronic 5, care îl memorează și îl compară cu un semnal etalon și lansează apoi comenzi pentru electromagneții rotitori 7 din stația de sortare 6.
Măsurarea are loc în mers, astfel încât rola va fi atât măsurată cât și sortată.
Pentru protecția la suprasarcină (în cazul unei blocări accidentale a unei role pe discul de transport), mecanismul indexor este prevăzut cu un ambreiaj 14, ce acționează dispozitivul de limitare 15 prin care se comandă oprirea motorului 8.
Comanda sortării se face la axul cu came 16 și contactorii 17, prin aparatul electronic – la electromagneții rotitori 7.
Automatul de sortare se compune din următoarele părți principale:
Dispozitivul de alimentare, care depinde de mărimea și forma piesei ce se controlează. Diametrul piesei ce se poate măsura este cuprins între 10…30 mm.
Mecanismul de indexare este antrenat de un motor de CC. de 24V, printr-o transmisie cu curea trapezoidală, o transmisie cu roți dințate și un mecanism de construcție specială, ce lucrează pe principiul crucii Malta. Crucea de Malta are forma unei flanșe cu 10 canale radiale echidistante și 10 bolțuri aflate în formă de V asigură poziționarea precisă a crucii de Malta după divizare, precum și blocarea acesteia. La fiecare rotire a camei cu 360°, bolțul acesteia imprimă crucii o rotire cu un unghi de 36°. În momentul începerii indexării, pârghia care fixează crucea de Malta pe bolț, este deblocată de camă.
Pentru evitarea blocării indexorului, instalația de sortare are un ambreiaj cu bile și arcuri, care la suprasarcini acționează un microîntrerupător anulând alimentarea cu energie a motorului.
Stația de măsurare se compune dintr-o parte fixă și una mobilă. Măsurarea rolelor se face cu un traductor fixat pe partea mobilă, a cărui vârf se află în contact continuu cu un palpator elastic prevăzut cu o pastilă dură. Sprijinirea laterală a rolei are loc tot pe o pastilă dură. Partea mobilă a stației de măsurare se poate deplasa față de cea fixă prin intermediul unui mecanism roată dințată-cremalieră, ce permite măsurarea unor role cu diametrul cuprins între 5…50 mm.
Traductorul folosit este de tip inductiv și lucrează în sistem diferențial (MICROLIMIT T1 – 1B, cu precizie de 0,001 mm).
Blocul electronic culege informațiile de la traductor sau de la microcontactoarele instalației, le compară, le memorează și apoi emite comenzi către stația de sortare. Blocul este un ‘’micro comparator tip N 2201’’ fabricat la Intreprinderea Electronica – București.
Stația de sortare constă dintr-un jgheab cu trei căi și un sistem de separare alcătuit din doi electromagneți rotitori pe axul cărora sunt fixate paletele separatoare.
Rolele sortate sunt introduse în trei casete, fiecare din ele cumulând piese cu același domeniu de dimensiuni (mai mari decât dimensiunea maximă, în domeniul câmpului de toleranță și mai mici decât dimensiunea minimă).
Fig. 2.7 Ansamblu (vedere de sus)
Fig. 2.8 Ansamblu (vedere din dreapta)
Fig. 2.9 Ansamblu (vedere din stânga)
Fig. 2.10 Ansamblu (vedere din față-explodată)
Fig. 2.11 Ansamblu (vedere izometrică-explodată)
Fig. 2.12 Ansamblu (vedere izometrică)
Fig. 2.13 Ansamblu (vedere izometrică)
Fig. 2.14 Vedere de ansamblu folosind aplicația Keyshot Render
Fig. 2.15 Jgheab (vedere din față)
Prin înclinarea sa, jgheabul permite deplasarea pieselor cilindrice în orificiile din discul de transport-livrare.
Fig. 2.16 Jgheb (vedere izometrică)
Fig. 2.17 Disc de transport-livrare (vedere izometrică)
Acesta are rolul de a transporta piesele până în dreptul stației de măsurare. Primește o mișcare intermitentă de la mecanismul indexor cu cruce de Malta antrenat de motorul de curent continuu prin intermediul transmisiei de curea.
Fig. 2.18 Transmisie curea trapezoidală (vedere izometrică)
Transmisiile prin curele sunt transmisii mecanice, care realizează transmiterea mișcării de rotație și a sarcinii, de la o roată motoare la una sau mai multe roți conduse, prin intermediul unui element flexibil, fără sfârșit, numit curea. Transmiterea mișcării se poate realiza cu alunecare sau fără alunecare.
Fig. 2.19 Transmisie curea trapezoidală (vedere de sus)
Fig. 2.20 Transmisie cu roți dințate (vedere izometrică)
Transmisiile cu roti dintate sunt angrenaje pentru transmiterea miscarii de rotatie, formate dintr-o roata conducatoare și una condusă, prevazută cu dantură periferica. Ele pot asigura transmiterea unor puteri mari între arbori și asigură un raport de transmitere constant.
Fig. 2.21 Mecanism cruce Malta (vedere izometrică)
Asigură obținerea unei mișcări de roțatie intermitentă. Este folosit la mesele rotative pentru mașini-unelte agregat în special la indexarea meselor rotative și pentru antrenarea aparatelor tip 'dozator' în industria chimică.
Fig. 2.22 Stație de măsurare (vedere izometrică)
Realizează măsurarea diametrului pieselor cu ajutorul unui traductor inductiv. De aici semnalul este transmis unui aparat electronic care memorează și compară cu un semnal etalon și lansează comenzi pentru stația de sortare.
CAPITOLUL 3: PROIECTAREA UNUI PROCES TEHNOLOGIC DE PRELUCRARE PE MAȘINI-UNELTE UNIVERSALE
Să se proiecteze tehnologia de proiectare mecanică a reperului furcă cu arbore canelat, dispunând de următoarele date inițiale:
Desen de execuție;
Număr de piese: 5000 buc.;
Echipamentul disponibil: cel din dotarea departamentului de T.C.M., acceptându-se achiziționarea a cel puțin 3 mașini-unelte suplimentare;
Fond de timp disponibil: 3 luni.
Fig. 4.1
Etapa 1: Studiul desenului de execuție:
Definire: Transmisia cardanică reprezintă ansamblul organelor de mașini cu rolul de a transmite un moment fără amplificare. Aceasta se compune dintr-un ansamblu format din articulații, arbori, cuplaje de compensare, amortizoare, suporturi intermediare etc. care constituie o unitate funcțională independentă.
Axul cardanic este o componentă mecanică folosit pentru transmiterea momentului de torsiune și rotație, de obicei folosit pentru a conecta alte componente ale unui tren de propulsie, care nu poate fi conectat direct din cauza distanței sau necesitatea de a permite mișcarea relativă dintre ele.
Articulațiile cardanice sunt mecanisme care servesc la transmiterea mișcării de rotație între 2 arbori concurenți, cu unghiuri între axe, în general, variabile și al căror raport de transmitere este egal cu 1. Din punct de vedere constructiv și al principiului de funcționare, articulațiile cardanice pot fi asincrone și sincrone.
Părți componente:
2 furci. Una dintre acestea este prevăzută cu o flanșă cu ajutorul căreia se asamblează, prin șuruburi, de arborele secundar al cutiei de viteze. Cealaltă furcă este prevăzută cu un butuc, care, fiind canelat, permite culisarea arborelui longitudinal în scopul măririi sau micșorării distanței dintre cele 2 articulații;
Bucșe de oțel folosite pentru reducerea pierderilor prin frecare, între orificiile furcilor și fusurile crucii;
Rulmenți cu ace;
Garnitură de etanșare;
Crucea, care se fixează în brațele furcilor cu niște capace prinse cu șuruburi;
Gresor pentru ungerea rulmenților;
Supapă de siguranță folosită pentru ca unsoarea să nu depășească presiunea maximă.
În urma analizei desenului de execuție, s-au constatat următoarele:
Cotele existente sunt suficiente și sunt puse corect;
Suprafețele ce alcătuiesc piesa sunt tehnologice;
Etapa 2: Verificarea tehnologicității piesei:
Prin tehnologicitate de fabricație se înțelege măsura în care produsul poate fi obținut cu un cost minim de execuție, cu nivel redus de muncă și cu un consum redus de material. De asemenea se apreciază măsura în care mașina este realizată în așa fel, încât pe de o parte să satisfacă în totalitate cerințele de natură tehnico-funcțională și socială.
Se urmărește:
Prelucrabilitatea prin așchiere;
Forma constructivă a piesei;
Posibilitatea utilizării unor elemente ale piesei ca bază de referință, bază de așezare, bază de ghidare;
Modul de așezare, de prescriere a toleranțelor și rugozităților suprafețelor.
Modul de normalizare și unificare a toleranțelor și a elementelor acestora.
Analiza suprafețelor:
Fig. 4.2 Analiza suprafețelor piesei
Etapa 3: Alegerea semifabricatului:
Conform desenului de execuție, reperul din temă este confecționat din C45/U EN10277-2:2008 cu următoarele caracteristici:
Compoziția chimică:
Carbon: 0,43…0,48%;
Mangan: 0,5…0,8%;
Siliciu: 0,17…0,37%;
Nichel: max 0,03%;
Crom: max 0,03%.
Caracteristici mecanice:
Limita de curgere Rp0,2=480N/mm2;
Rezistența la tracțiune Rm=700…840 N/mm2;
Alungirea la rupere A5=14%;
Reziliența KCU 30/2=40J/cm2;
Modulul de elasticitate E= 2100 N/mm2;
Coeficientul Poisson=0,3
Duritate Brinell în stare recoaptă=max 207.
Tratamentele termice aplicate acestei mărci de oțel sunt:
Tratamente termice primare (recoacere de normalizare, recoacere de omogenizare, recoacere de înmuiere);
Tratamente termice secundare (finale), aplicate pieselor finite (călire, revenire, tratamente termochimice).
Etapa 4: Determinarea ritmului de fabricație:
(4.1)
Etapa 5: Stabilirea traseului tehnologic:
Etapa 6: Calculul adaosului de prelucrare și a dimensiunilor intermediare:
Pentru determinarea adaosului de prelucrare se folosesc 2 metode:
Metoda de calcul analitic;
Metoda experimental-statistică.
Comparativ cu adaosurile determinate experimental-statistic, calculul analitic poate conduce la economii de material de 6…15% din greutatea piesei finite. Adaosul de prelucrare intermediar minim se calculează cu ajutorul relațiilor:
Pentru adaosuri simetrice (pe diametru) la suprafețele exterioare și interioare de revoluție:
; (4.2)
Pentru adaosuri simetrice (bilaterale) la suprafețele plane opuse, prelucrate simultan:
; (4.3)
Pentru adaosuri asimetrice (unilaterale) la suprafețe plane opuse prelucrate succesiv sau pentru o singură suprafață plană:
, unde: (4.4)
este adaosul de prelucrare minim pentru operația (faza) , considerat pe diametru sau pe două fețe plane opuse, prelucrate simultan;
este înălțimea neregularităților profilului, rezultată la operația (faza) precedentă ;
este adâncimea stratului superficial defect, format la operația (faza) precedentă ;
sunt abaterile spațiale ale suprafeței de prelucrat față de bazele tehnologice ale piesei rămase după efectuarea operației (fazei) precedente ;
este eroare de instalare a suprafeței de prelucrat (inițiale) la operația sau faza considerată .
Relațiile de calcul ale dimensiunilor intermediare se stabilesc din analiza schemelor de dispunere a adaosurilor intermediare și toleranțelor tehnologice.
În cazul producției de serie mică sau individuală se folosește metoda obținerii individuale a dimensiunilor.
Dispunerea adaosurilor de prelucrare se face conform schemei următoare:
Suprafețe exterioare Suprafețe interioare
Pentru suprafețele exterioare cu adaosuri simetrice se pot scrie relațiile:
; (4.5)
; (4.6)
; (4.7)
(rotunjit). (4.8)
Pentru suprafețele interioare cu adaosuri simetrice se pot scrie relațiile:
; (4.9)
; (4.10)
; (4.11)
(rotunjit). (4.12)
In documentația tehnologică se va prescrie cota:
. (4.13)
Calculul adaosului de prelucrare pentru suprafața S12: Ø [mm]
Pentru obținerea suprafeței sunt necesare următoarele operații:
Strunjire de degroșare;
Strunjire de finisare;
Rectificare de degroșare;
Rectificare de finisare.
Rectificarea de finisare (operația precedentă este rectificarea de degroșare):
;
Si-1 = 0 (după tratamentul termic de călire Si-1 se exclude din calcul);
ρi-1 = 2lc; (4.14)
/mm (fără îndreptare după tratamentul termic cu CIF)
c = 110 [mm];
ρi-1 = 2 0,65 110 = 143 .
La prelucrări între vârfuri nu se face verificarea așezării, deci = 0.
Așadar, adaosul minim pentru rectificare este:
= 2 10 + 2 143 = 306 . (4.15)
Din tab. 2.15, cap. 2, Picoș, obținem toleranța pentru operația precedentă – rectificare de degroșare conform treptei 9 de precizie.
= 62 , deci adaosul nominal pentru rectificare este:
= + = 306 +62 = 368 (4.16)
Diametrul maxim înainte de rectificare este:
[mm] (4.17)
Se rotunjește:
[mm] (4.18)
Diametrul minim rezultă:
[mm]
Deci, operația de rectificare de degroșare se va executa la cota: Ø [mm].
Rectificarea de degroșare (operația precedentă este strunjirea de finisare):
= 25 ;
= 30;
= ; (4.19)
Δc= 0,75, conform tab. 5.11, pag. 243, cap. 2, Picoș
lc = 110 [mm];
= 2 Δc lc = 2 0,75 110 = 165 ] (4.20)
= 0,25, conform rel. 4.4, pag. 214, cap. 2
= ] ≈ 300 ]
La prelucrarea între vârfuri nu se face verificarea așezării, deci
Așadar, adaosul minim pentru rectificarea de degroșare este:
] (4.21)
Din tab. 2.15, obținem toleranța pentru operația precedentă (strunjirea de finisare) conform treptei 10 de precizie:
= 100 ]
Deci, adaosul nominal pentru rectificarea de degroșare este:
= + = 770 + 100 = 870 ]
Diametrul maxim înainte de rectificarea de degroșare, după strunjirea de finisare, este:
[mm]
Se rotunjește:
[mm]
Diametrul minim rezultă:
[mm].
În concluzie, operația de strunjire de finisare se va executa la cota: Ø [mm].
Strunjirea de finisare (operația precedentă este strunjirea de degroșare)
= 63 ;
= 60;
= ;
Δc= 3 ;, conform tab. 5.11, pag. 243, cap. 2, Picoș
lc = 110 [mm];
= 2 Δc lc = 2 3 110 = 660 ]
= 0,25, conform rel. 4.4, pag. 214, cap. 2
= ]
La prelucrarea între vârfuri nu se face verificarea așezării, deci
Așadar, adaosul minim pentru strunjirea de finisare este:
]
Din tab. 2.15, obținem toleranța pentru operația precedentă (strunjirea de degroșare) conform treptei 11 de precizie:
= 162 ]
Deci, adaosul nominal pentru rectificarea de finisare este:
= + = 1658 + 162 = 1820 ]
Diametrul maxim înainte de strunjirea de finisare, (după strunjirea de degroșare), este:
[mm]
Se rotunjește:
[mm]
Diametrul minim rezultă:
[mm].
Deci, operația de strunjire de degroșare se va executa la cota: Ø [mm].
Strunjirea de degroșare (operația precedentă este matrițarea)
= 160 ;
= 200;
= ;
Δc= 3 ;, conform tab. 5.11, pag. 243, cap. 2, Picoș
lc = 110 [mm];
= 2 Δc lc = 2 3 110 = 660 ]
= 0,25, conform rel. 4.4, pag. 214, cap. 2
= ]
La prelucrarea între vârfuri nu se face verificarea așezării, deci
Așadar, adaosul minim pentru strunjirea de finisare este:
]
Pentru calculul dimensiunii nominale a arborelui din semifabricatul matrițat, sunt necesare abaterile limită la matrițare, conform ISO 8062-3:2007. În cazul semifabricatului, factorul de complexitate a formei S = mP/mH are valoarea S > 0,63, conform relației 5.4, pag. 231, cap.1.
Adaosul de prelucrare nominal se calculează astfel:
= + || = 2132 + 35 = 2167 ].
|| reprezintă valoarea absolută a abaterii inferioare, la dimensiunea nominală a semifabricatului.
Diametrul nominal este:
(4.22)
Operația de strunjire de degroșare se va executa la cota: Ø
Adaosurile de prelucrare intermediare pentru celelalte suprafețe ale piesei sunt centralizate în tabelul următor:
Etapa 7: Stabilirea parametrilor regimurilor de așchiere
Pentru strunjirea de finisare a suprafeței cilindrice exterioare S12 la cota:
Stabilirea schemei de așchiere
Pentru ca așchierea metalelor să aibă loc, sunt necesare două mișcări: mișcarea principală de așchiere și mișcarea de avans. La rândul ei, mișcarea de avans poate fi executată printr-o mișcare sau mai multe mișcări.
La strunjire, mișcarea principală de așchiere este rotirea piesei, iar mișcarea de avans este mișcarea de translație a cuțitului.
Fig. 4.3
Alegerea mașinii-unelte
Prelucrarea va avea loc pe strungul SN-400 cu următoarele caracteristici:
Diametrul maxim de prelucrare deasupra patului: 400[mm];
Diametrul maxim de prelucrare deasupra saniei transversale: 210[mm];
Distanța dintre vârfuri: 750, 1000, 1500, 2000[mm];
Gama turațiilor arborelui principal: 12, 15, 19, 24, 30, 38, 46, 58, 76, 96, 120, 150, 185, 230, 305, 380, 480, 600, 765, 955, 1200, 1500[rot/min];
Gama de avansuri:
Longitudinale: 0,046; 0,057; 0,06; 0,075; 0,08; 0,092; 0,10; 0,101; 0,113; 0,120; 0,126; 0,140; 0,150; 0,160; 0,176; 0,180; 0,184; 0,2; 0,203; 0,220; 0,226; 0,240; 0,253; 0,280; 0,300; 0,320; 0,340; 0,360; 0,368; 0,400; 0,406; 0,440; 0,452; 0,480; 0,506; 0,560; 0,600; 0,640; 0,680; 0,720; 0,736; 0,800; 0,880; 0,900; 0,960; 1,120; 1,200; 1,280; 1,6; 1,624; 2,024; 2,24; 2,72; 2,80; 3,5
Transversale: 1/3 din avansurile longitudinale
Pentru o alegere rațională a mașinii-unelte s-a impus luarea în considerare a unor factori tehnico-economici, cum sunt cei privind forma și dimensiunile semifabricatului, forma și dimensiunile suprafețelor de prelucrat, condițiile tehnice de calitate impuse piesei prelucrate, volumul producției, mașinile-unelte disponibile în secția de prelucrări mecanice etc.
Alegerea SDV-urilor
Cuțit de strunjit pentru finisare 25×25 STAS 6384-80/P20
Fig. 4.4
Plăcuța este conform STAS 6373/1-73
Șubler de interior și exterior conform STAS 1373/1-87
Fig. 4.5
Caracteristici funcționale:
Intervalul de măsurare: 0-150 [mm] (pentru măsurători interioare 10-160 mm);
0-200 [mm] (pentru măsurători interioare 10-210 mm ).
Valoarea diviziunii vernierului: 0,1 [mm];
0,05 [mm].
Condiții tehnice generale de calitate: conform STAS 1373/1-87;
Suprafețele de măsurare: duritate 54 HRC.
Caracteristici fizice:
Masa netă: 0,19 [kg] pentru intervalul de măsurare 0-150 [mm];
0,26 [kg] pentru intervalul de măsurare 0-200 [mm].
Material: OSC8 sau inox.
Dispozitivul de prindere a semifabricatului:
Universal cu 4 bacuri, accesoriu al mașinii unelte SN 400 STAS 1655-80;
Vârfuri de centrare.
Dispozitivul de prindere al sculei așchietoare:
Cuțitele se prind în suporturile port-cuțit ale mașinii.
Stabilirea adâncimii de așchiere:
(4.23)
Stabilirea și verificarea avansului:
Stabilirea avansului în funcție de valoarea impusă rugozității suprafeței, se face cu ajutorul relației:
, [mm/rot], unde: (4.24)
CSR – coeficient ce depinde de unghiul de atac principal, cu valori conform tab. 10.24; CSR = 0.0909
Ra – rugozitatea suprafeței prelucrate, Ra = 3,2 [µm];
r – raza la vârful sculei: r = 0.8 [mm];
e5 și e6 – exponentul rugozității și al razei la vârful sculei cu valori conform tab. 10.24. e5 = 0,509; e6 = 0,463.
Se obține f = 0,146 [mm/rot]
Din caracteristicile mașinii-unelte, se va alege avansul imediat inferior:
f = 0,140 [mm/rot].
Verificarea corpului cuțitului:
Se folosește relația 10.8, pag. 348, [8]:
, unde: (4.25)
h și b – dimensiunile corpului cuțitului: h=25 [mm]; b=25 [mm];
L – lungimea în consolă a cuțitului: L=140 [mm];
HB = 207 [daN/mm2] – duritatea materialului prelucrat;
= 200 [N/mm] (s-a adoptat);
c4 – coeficient ce depinde de tipul cuțitului, materialului prelucrat și materialul părții
așchietoare; c4 = 3705, conform tab. 10.15, pag. 374, [8], pentru cuțite din carburi
metalice;
= 1,464 [mm] – adâncimea de așchiere.
Verificarea plăcuței amovibile:
, conform rel. 10.12, pag . 348 (4.26)
Verificare mecanism de avans:
(4.27)
= π m b y = 3.14 320.1750 = 1413 [N] (4.28)
L = 1,5H = 37.5 [mm] (4.29)
Determinarea vitezei de așchiere:
, unde: (4.30)
– coeficienți ce depind de secțiunea corpului cuțitului, unghiul de atac principal, unghiul de atac secundar, raza la vârful sculei, materialul părții așchietoare, materialul prelucrat, modul de obținere al semifabricatelor, starea stratului superficial și forma feței de degajare.
Coeficientul și exponenții xv, yv au valorile:
= 257;
Xv = 0,18;
Yv= 0,20, conform tab. 10.30, pag. 360 [8].
Durabiliatatea sculei, T=90 [min], iar exponentul durabilității, conform tab. 10.3, pag. 335, pentru prelucrarea cu cuțit din carburi metalice a oțelului, pentru o secțiune a cuțitului 25×25 este m = 0,125.
Adâncimea de așchiere = 1,464 [mm], iar avansul f = 0.140 [mm/rot]
Duritatea materialului prelucrat: HB = 207, iar exponentul ’’n’’ al durității are valoarea n = 1,75 la prelucrarea oțelurilor cu HB > 130
unde pentru prelucrarea oțelului (4.31)
= 0,968;
= = 0,76; (4.32)
= 0,97;
= 0,83;
= 0,85, conform tab. 10.31, pag. 362. Acest coeficient ține seama de influența materialului din care este confecționată partea așchietoare a sculei.
= 1, conform tab. 10.32, coeficient ce depinde de materialul prelucrat;
= 1, coeficient ce ține cont de modul de obținere al semifabricatului (oțel laminat la cald);
= 0,9 pentru oțel cu țunder;
= 1, coeficient ce ține seama de forma suprafeței de degajare (suprafață plană).
Se obține viteza de așchiere:
Determinarea turației:
= =724,32 [rot/min] (4.33)
Din gama de turații a strungului SN 400, se adoptă n = 725 [rot/min].
Recalcularea vitezei și a durabilității:
= = 86,507 [mm/min] (4.34)
(4.35)
Determinarea puterii:
[kW] (4.36)
(4.37)
(4.38)
Verificarea dublului-moment de torsiune:
(4.39)
Stabilirea parametrilor regimurilor de așchiere pentru strunjirea de degroșare a suprafeței cilindrice exterioare S12 la cota:
Stabilirea schemei de așchiere:
Fig. 4.6
Alegerea mașinii-unelte:
Prelucrarea va avea loc pe strungul SN 400 ale cărui caracteristici au fost prezentate anterior.
Alegerea SDV-urilor
Cuțit drept de degroșat: 16×16 STAS 6376-80
Șubler de interior și exterior conform STAS 1373/1-87
Dispozitivul de prindere al semifabricatului:
Universal cu 4 bacuri, accesoriu al mașinii SN 400 STAS 1655-80
Dispozitivul de prindere al sculei așchietoare:
Suportul port-cuțit al mașinii.
Stabilirea adâncimii de așchiere:
Stabilirea și verificarea avansului:
CSR – coeficient ce depinde de unghiul de atac principal, cu valori conform tab. 10.24; CSR = 0.0899
Ra – rugozitatea suprafeței prelucrate, Ra = 3,2 [µm];
r – raza la vârful sculei: r = 0.4 [mm];
e5 și e6 – exponentul rugozității și al razei la vârful sculei cu valori conform tab. 10.24. e5 = 0,509; e6 = 0,463.
=
Verificarea corpului cuțitului:
Se adoptă , deci se va utiliza formula:
h = 16 [mm];
b = 16 [mm];
L = 110 [mm];
= 35.7, conform tab. 10.15, pag. 347 [8];
t = 1.747 [mm];
HB = 207 [daN/];
= 0.35; x1=1
Verificarea plăcuței:
;
Verificare mecanism avans:
= 0,75;
= 1;
= 35,7;
L = 24 [mm];
t = 1,747 [mm];
HB = 207 [daN/];
n1 = 0.35
= π m b y = 3.14 320.1200 = 376,8 [N]
Determinarea vitezei de așchiere:
= 257;
Xv = 0,18;
Yv = 0,20, conform tab. 10.30, pag. 360 [8].
m = 0,125, conform tab. 10.29
T = 90, conform tab. 10.3
a = 1,747 [mm]
f = 0,122 [mm/rot]
HB = 207 [daN/]
n = 1.75
unde pentru prelucrarea oțelului
= 0,934;
= = 0,73;
= 1;
= 0,72;
= 0,85, conform tab. 10.31, pag. 362. Acest coeficient ține seama de influența materialului din care este confecționată partea așchietoare a sculei.
= 1, conform tab. 10.32, coeficient ce depinde de materialul prelucrat;
= 1, coeficient ce ține cont de modul de obținere al semifabricatului (oțel laminat la cald);
= 0,9 pentru oțel cu țunder;
= 1, coeficient ce ține seama de forma suprafeței de degajare (suprafață plană).
Se obține viteza de așchiere:
Determinarea turației:
= =607,29 [rot/min]
Din gama de turații a strungului SN 400, se adoptă n = 600 [rot/min].
Recalcularea vitezei și a durabilității:
= = 71,592 [mm/min]
Determinarea puterii:
[kW]
Verificarea dublului-moment de torsiune:
Stabilirea parametrilor regimurilor de așchiere la prelucrarea găurilor suprafeței cilindrice exterioare S16 la cota: Ø16×18 [mm]:
Stabilirea schemei de așchiere:
Fig. 4.7
Alegerea mașinii-unelte:
Prelucrarea va avea loc pe mașina de găurit G25, având următoarele caracteristici:
Diametrul maxim de găurire: 25 [mm];
Adâncimea de găurire: 224 [mm];
Cursa maxima a păpușii pe coloană: 280 [mm];
Cursa maxima a axului principal: 224 [mm];
Distanța dintre axa burghiului și coloană: 315 [mm];
Distanța maximă dintre axul principal și masă: 710 [mm];
Distanța maximă dintre axul principal și placa de bază: 1120 [mm];
Suprafața plăcii de bază: 560×560 [mm];
Gama de turații a axului principal: 40, 50, 56, 80, 112, 160, 224, 315, 450, 630, 900, 1250, 1800 [rot/min];
Gama avansurilor: 0,1; 0,13; 0,19; 0,27; 0,38; 0,53; 0,75; 1,06; 1,5 [mm/rot.];
Puterea motorului de acționare: 3 [kW].
Alegerea SDV-urilor:
Pentru prelucrarea găurilor cu o lungime 1<10D , unde D este diametrul burghiului, se folosesc următoarele tipuri de burghie: din oțel rapid, pentru prelucrarea oțelului; plăcuțe dure, pentru prelucrarea fontei și pieselor din oțel călit.
Uzura admisibilă: 0,5 [mm];
Duritatea economică: 45 [min];
Șubler pentru interior și exterior conform STAS 1373/1-87
Dispozitivul de prindere al sculei așchietoare: burghiele se prind în mandrina cu 3 bacuri a mașinii.
Stabilirea adâncimii de așchiere:
, unde: (4.40)
D – diametrul burghiului în [mm]
Stabilirea avansului:
= , în care: (4.41)
– coeficient de corecție în funcție de lungimea găurii (l<3D);
= 1, deoarece (l<3D);
– coeficientul de avans;
= 0,047, conform tab. 16.9, Picoș, [2];
D – diametrul burghiului; D = 16 [mm];
S = 10,047
Determinarea vitezei de așchiere:
La găurire, viteza de așchiere se calculează cu relația:
; (4.42)
= 7;
= 16 [mm];
zv = 0,4;
m = 0,2;
yv = 0,5
– coeficient de corecție ce ține seama de factorii ce influențează procesul de găurire:
= , unde:
= 0,5;
= 1,14;
= 1,12;
= 1
= 0,51,141,121 = 0,63
Se obține viteza de așchiere:
Determinarea turației:
= =253,58 [rot/min]
Din gama de turații a mașinii de găurit G25, se adoptă n = 315 [rot/min].
Recalcularea vitezei:
= = 15,82 [mm/min]
Determinarea forțelor și momentelor la găurire:
(4.43)
= 630;
D = 16 [mm];
Xf = 1,07;
S = 0,24 [mm/rot.];
Yf = 0.72
= ; (4.44)
= 1, conform tab. 16,41;
= 0,95, conform tab. 16,42;
= 1, conform tab. 16,44, pag. 28, [2];
= 0,88
(4.45)
= 67, conform tab. 16,38, pag. 25, [2];
D = 16 [mm];
= 1,71;
S = 0,24 [mm/rot];
= 0,93
Determinarea puterii efective:
(4.46)
Stabilirea parametrilor regimurilor de așchiere la prelucrarea cu abrazivi a suprafeței cilindrice exterioare S12 la cota: Ø33 [mm]:
Stabilirea schemei de așchiere:
Fig. 4.8 Schema de așchiere la rectificare
Alegerea mașinii-unelte:
Prelucrarea va avea loc pe mașina de rectificat rotund exterior SRAx2000, având următoarele caracteristici:
Diametrul maxim de rectificat: 380 [mm];
Distanța maximă dintre vârfuri: 2100 [mm];
Gama de turații a axului port piesă: 30; 48; 60; 75; 95; 118; 150; 235 [rot/min];
Turația pietrei de rectificat: 1140; 1900 [rot/min];
Avansul are variații continui de la 0-2 [mm/rot], din 0,01 în 0,01[mm];
Puterea motorului: 17 [kW];
Alegerea SDV-urilor:
Denumire: Disc abraziv cilindric plan;
Standard: ISO525 SR EN 12413
Notare: D x H x d
Gamă dimensională: D = 80…1065 [mm];
H = 6…300 [mm];
d = 20…304,8 [mm]
Șubler de interior și exterior STAS 1373/1-87
Stabilirea adâncimii de așchiere și a numărului de treceri:
Adâncimea de așchiere se alege simultan cu avansul de pătrundere, întrucât la rectificare cele două noțiuni se confundă.
Numărul de treceri la rectificarea rotundă exterioară cu avans longitudinal se calculează cu relația:
, în care: (4.47)
– adaosul de prelucrare maxim (pe rază) în [mm];
t – adâncimea de așchiere în [mm];
Stabilirea avansurilor:
Sunt necesare avansul longitudinal sl și avansul de pătrundere st.
Avandul longitudinal sl se calculează cu relația:
= β B [mm/rot.], în care: (4.48)
β – avansul longitudinal în fracțiuni din lățimea discului abraziv;
B – lățimea discului abraziv în [mm]
β = 0.5, conform recomandărilor de la pag. 308, [2];
B = 6 [mm]
=0,5 6 = 3 [mm/rot]
St = 0.025, conform indicațiilor din tab. 22.3 și 22.1
Stabilirea vitezei de așchiere și a vitezei de rotație a piesei:
Vieza de așchiere la rectificare este considerată viteza de rotație a discului abraziv pentru care se recomandă valorile date în tabelul 22.9.
, unde: (4.49)
d – diametrul piesei [mm];
T – durabilitatea discului abraziv în [min];
– coeficient de corecție dat în funcție de durabilitatea discului abraziv;
d = 33 [mm];
T = 6 [min], conform indicațiilor din tab. 22.10;
= 0,6, conform tab. 22.11, pag. 315 [Picoș, vol. 2]
Determinarea turației:
= =107,96 [rot/min]
Din gama de turații a mașinii de rectificat, se adoptă n = 118 [rot/min].
Recalcularea vitezei:
= = 12,227 [mm/min]
Determinarea forței principale de așhiere:
Se stabilește cu relația:
(4.50)
= 2,2
= 11,187 [m/min];
= 3 [mm/rot];
T = 1
Determinarea puterii:
(4.51)
Etapa 8: Stabilirea normei de timp
Norma de timp cuprinde totalitatea timpilor productivi ai executorului precum și timpii de întreruperi reglementate, pentru efectuarea unei lucrări cu intensitate normală și în condiții tehnico-organizatorice precizate.
Între norma de timp și norma de producție există o legătură directă exprimată prin relația: (4.52)
– timp pregătire-încheiere;
– timp de bază;
– timp ajutător;
– timp de deservire tehnică;
– timp de deservire organizatorică;
– timp de întreruperi condiționate de tehnologie și organizare;
– timpul de odihnă și necesități fiziologice;
n – lotul optim de piese.
Normarea timpuli de pregătire-încheiere la strunjire:
Pregătirea curentă a lucrării: 15 [min];
Montarea și demontarea universalului: 3 [min];
Montarea și demontarea vârfului de centrare: 0,5 [min];
Deplasarea și fixarea păpușii mobile: 1 [min];
Așezarea mai multor cuțite în dispozitivul port-cuțit și reglarea la cotă: 3 [min]
Normarea timpului de bază, relația 5.10, pag. 118
(4.53)
L – lungimea cursei de lucru a sculei;
W – viteza de avans, [mm/min];
i – numărul de treceri;
l – lungimea suprafeței prelucrate [mm];
l1 – distanța de pătrundere a cuțitului [mm];
(4.54)
l2 – distanța de depășire a sculei; l2 = 0…5 [mm];
l3 – lungimea suprafeței prelucrate pentru o așchie de probă; l3 = (0…10)[mm];
n – turația [rot/min].
Normarea timpilor ajutători:
Timpii ajutători pentru prinderea și desprinderea piesei: în universal: 0,6 [min], în universal și vârful păpușei mobile: 14 [min] și între vârfuri cu montarea antrenorului: 0,8 [min]
Timpii ajutători pentru comanda mașinii, montarea și demontarea sculelor:
Schimbarea turației: 0,1 [min];
Schimbarea avansului: 0,1 [min];
Rotirea port-cuțitului: 0,15 [min];
Blocarea saniei: 0,25 [min];
Pornirea motorului: 0,05 [min];
Pornirea universalului: 0,1 [min];
Pornirea fălcilor lunetei: 0,4 [min];
Montarea cuțitului pentru strunjire: 0,7 [min];
Demontarea cuțitului: 0,4 [min];
Centrare cuțite: 0,3 [min];
Strângere cuțite: 0,2 [min];
Timpii ajutători pentru complexe de mânuiri de fază:
Reglaj la cotă, strunjire longitudinală: 0,25 [min];
Reglaj la cotă, strunjire frontală: 0,2 [min];
După discul gradat, fără măsurare: 0,3 [min];
Pentru lungime longitudinală exterioară: 0,25 [min];
După discul gradat, cu măsurare: 0,55 [min];
Strunjire frontală, retezare: 0,5 [min];
Pentru strunjire frontală: 1 [min];
Timpii ajutători pentru măsurători de control:
Măsurare cu șubler până la 50 [mm]: 0,22 [min].
Normarea timpilor de deservire tehnică și organizatorică:
Conform tab. 5.79
(4.55)
Normarea timpilor de odihnă și necesități firești:
Conform tab. 5.80
(4.56)
Normarea tehnică pentru strunjirea de degroșare a suprafeței S12:
f = 0,59 [mm/rot.]
n = 600 [rot/min]
(4.57)
(4.58)
(4.59)
Norma de timp pentru operația de strunjire de finisare:
f = 0,140 [mm/rot]
n = 725 [rot/min]
Norma de timp pentru operația de găurire a suprafeței S16:
f = 0,24 [mm/rot]
n = 315 [rot/min]
Norma de timp pentru operația de rectificare a suprafeței S12:
Se calculează cu relația:
Normarea tehnică totală:
Etapa 9: Calculul tehnico-economic:
În lipsa unor principii de alegere a succesiunii operațiilor, numărul variantelor tehnologice care se pot întocmi pentru prelucrarea prin așchiere a unei piese este dat de relația:
V = N!, unde:
V – numărul variantelor de procese tehnologice;
N – numărul de operații necesare prelucrării unui produs.
Din toate variantele, se alege cea optimă care asigură realizarea piesei în condiții tehnice impuse de documentație, la prețul cel mai mic cu un volul de timp cât mai redus.
Alegerea se face în funcție de următorii indici tehnico-economici:
Coeficientul timpului de bază:
(4.60)
– timpul de bază [min];
– timpul unitar [min]
Pentru strunjirea de finisare:
(4.61)
Pentru strunjirea de degroșare:
Pentru rectificare:
Coeficientul de contiunuitate în funcționarea mașinii-unelte:
(4.62)
Coeficientul de utilizare al materialului:
(4.63)
g – greutatea piesei finite, în [kg];
G – greutatea semifabricatului, în [kg]
Productivitatea muncii:
(4.64)
=8 [ore] (durata unui schimb)
= 40,37 [min] (norma totală de timp)
Prețul de cost:
(4.65)
M – costul materialului
(4.66)
m = 2,5 [lei/kg] – costul unui kg de material;
G = 3 [kg];
m = 0,5 [lei/kg] – costul unui kg de deșeuri din materialul utilizat;
k = 0,8 – coeficient de utilizare al deșeului;
g = 1,2 – greutatea piesei finite
S – salariu = 12/h
Cr – costuri regie = 300%
R = Cr · S = 36 [lei]
Avantaje tehnico-eonomice:
Construcția simplă a dispozitivului;
Costul materialelor;
Deservirea dispozitivelor este comodă;
Universalitate relativ mică.
Norme de securitate a muncii:
Să se verifice prinderea corectă a piesei în vederea prelucrării;
Nu se vor mai folosi dispozitive ce au depășit gradul de uzură prescris;
Să nu se pornească dispozitivul dacă nu este cunoscut;
Locul de muncă să fie iluminat corect;
Avariile trebuie aduse la cunoștința maistrului pentru a lua măsuri urgente;
Să se cunoască regulile de bază pentru a da un prim-ajutor persoanei care se accidentează;
În caz de electrocutare se va proceda în următoarea ordine:
Întreruperea curentului de la rețea fără a atinge persoana cu pricina;
Efectuarea respirației artificiale;
Chemarea de urgență a medicului.
ANEXE:
BIBLIOGRAFIE:
C. Picoș, O. Prutescu, C. Bohosievici, Gh. Coman, V. Braha, Dr. Paraschis, L. Slătineanu, Tr. Gramescu, Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin așchiere volumul I;
C. Picoș, O. Prutescu, C. Bohosievici, Gh. Coman, V. Braha, Dr. Paraschis, L. Slătineanu, Tr. Gramescu, Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanică prin așchiere volumul II;
C.Picoș, Gh.Coman, N.Dobre, O.Pruteanu, C.Rusu, St.Rusu, St. Trufinescu, Norma tehnică pentru prelucrări prin așchiere volumul I;
C.Picoș, Gh.Coman, N.Dobre, O.Pruteanu, C.Rusu, St.Rusu, St. Trufinescu, Norma tehnică pentru prelucrări prin așchiere volumul II;
Laboratorul: Automatizarea și robotizarea proceselor tehnologice. [online], [citat 11 februarie 2017], disponibil la adresa: http://www.cmmi.tuiasi.ro/docs/TCM/LAB_ARPT.pdf;
Steluța, Angheluș, Sistem automat de sortare sticle colorate, [online], [citat 17 februarie 2017], disponibil la adresa: http://stiintasiinginerie.ro/wp-content/uploads/2013/12/40-SISTEM-AUTOMAT-DE-SORTARE.pdf;
Lucrare de laborator: Controlul unei instalații electropneumatice de sortare folosind programul LLWin 3.0, [online], [citat 25 februarie 2017], disponibil la adresa: http://rrg.utcluj.ro/eahp/Sortare.pdf;
Transmisii prin roți dințate, [online], [citat 5 martie 2017], disponibil la adresa: http://www.scritub.com/tehnica-mecanica/TRANSMISII-PRIN-ROTI-DINTATE1851623713.php;
Mecanismul cu cruce de Malta, [online], [citat 03 aprilie 2017], disponibil la adresa: http://www.qreferat.com/referate/mecanica/Mecanismul-cu-cruce-de-Malta534.php;
Subsisteme de manipulare, [online], [citat 12 aprilie 2017], disponibil la adresa: https://www.scribd.com/document/13355822/Cap-5-Sbs-Manipulare;
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: Conf. Dr. Ing. Vasile V. Merticaru PROIECT DE DIPLOMĂ PROIECTAREA UNUI SUBANSAMBLU DINTR-UN SISTEM DE SORTARE AUTOMATĂ PE GRUPE DE DIMENSIUNI… [306246] (ID: 306246)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.