Курсовая работа: Расчет и проектирования автоматической системы технологического оборудования

Таблица 5.2 - Расчет времени потерь по инструменту для варианта 2

п\п	Наименование инструмента	, мин	, мин	, мин	, мин	, мин
1	Резец ВК8 (черновой)	6,77	50	1,5	0,2	0,230
2	Резец проходной ВК3М (чистовой)	1,4	50	3	0,18	0,089
3	Резец расточной ВК3М (чистовой)	0,67	50	3	0,18	0,043
4	Сверло ВК8	0,3	25	1	0,12	0,013
5	Зенкер ВК8	0,04	25	1	0,18	0,002
6	Метчик ВК8	0,12	90	1	0,27	0,002
7	Фреза ВК8	4,98	70	5	0,12	0,364

Расчет внецикловых потерь по оборудованию проводится по формуле:

где  - среднее время простоев i-го нормализованного узла.

Рассмотрим первый вариант компоновки автоматической линии. Данные по потерям времени по оборудования сводим в таблицы 5.3 и 5.4.

Таблица 5.3 - Уточненные потери по оборудованию для варианта 1.

Операция	Наименование механизма	Время простоев на 100 мин. , мин	Время работы j-ого нормализованного узла , мин	Простои конкретных механизмов , мин
Токарно-винторезная черновая Установ А	Узел подачи и закрепления заготовки	0,55	4,5	0,025
	Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения	0,18	4,5	0,008
	Узел поперечных суппортов	0,07	1,77	0,001
	Узел продольных суппортов	0,06	2,73	0,002
	Гидравлическое оборудование	0,20	4,5	0,009
	Электрооборудование	1,43	4,5	0,064
	Система охлаждения	0,08	4,5	0,004
	Транспортер стружки	0,24	4,5	0,011
Токарно-винторезная черновая Установ Б	Узел подачи и закрепления заготовки	0,55	2,27	0,012
	Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения	0,18	2,27	0,004
	Узел поперечных суппортов	0,07	1,04	0,001
	Узел продольных суппортов	0,06	1,23	0,001
	Гидравлическое оборудование	0,20	2,27	0,005
	Электрооборудование	1,43	2,27	0,032
	Система охлаждения	0,08	2,27	0,002
	Транспортер стружки	0,24	2,27	0,005
Токарно-винторезная чистовая	Узел подачи и закрепления заготовки	0,55	2,07	0,011
	Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения	0,18	2,07	0,004
	Узел поперечных суппортов	0,07	0,44	0,000
	Узел продольных суппортов	0,06	1,63	0,001
	Гидравлическое оборудование	0,2	2,07	0,004
	Электрооборудование	1,43	2,07	0,030
	Система охлаждения	0,08	2,07	0,002
	Транспортер стружки	0,24	2,07	0,005
Вертикально-сверлильная	Узел подачи и зажима	0,55	1,49		0,008
	Сверлильная головка	0,07	1,49		0,001
	Электрооборудование	1,43	1,49		0,021
	Система охлаждения	0,08	1,49		0,001
	Транспортер стружки	0,24	1,49		0,004
Горизонталь-но-фрезерная	Узел подачи и зажима	0,55	4,98	0,027
	Фрезерная  бабка	0,04	4,98	0,002
	Силовой стол с гидроприводом	0,24	4,98	0,012
	Электрооборудование	1,43	4,98	0,071
	Система охлаждения	0,08	4,98	0,004
	Транспортер стружки	0,24	4,98	0,012
				0,41

Тогда производительность такой линии  с учетом потерь по инструменту и оборудованию будет составлять:

 шт./смену.

Как видим после уточнённого расчёта, производительность АЛ повысилась до 56 шт/см при требуемой 50 шт/см.

Таблица 5.3 - Уточненные потери по оборудованию для варианта 2.

Операция	Наименование механизма	Время простоев на 100 мин. , мин	Время работы j-ого нормализованного узла , мин	Простои конкретных механизмов , мин
Токарно-винторезная черновая Установ А	Узел подачи и закрепления заготовки	0,55	4,5	0,025
	Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения	0,18	4,5	0,008
	Узел поперечных суппортов	0,07	1,77	0,001
	Узел продольных суппортов	0,06	2,73	0,002
	Гидравлическое оборудование	0,20	4,5	0,009
	Электрооборудование	1,43	4,5	0,064
	Система охлаждения	0,08	4,5	0,004
	Транспортер стружки	0,24	4,5	0,011
Токарно-винторезная черновая Установ Б	Узел подачи и закрепления заготовки	0,55	2,27	0,012
	Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения	0,18	2,27	0,004
	Узел поперечных суппортов	0,07	1,04	0,001
	Узел продольных суппортов	0,06	1,23	0,001
	Гидравлическое оборудование	0,20	2,27	0,005
	Электрооборудование	1,43	2,27	0,032
	Система охлаждения	0,08	2,27	0,002
	Транспортер стружки	0,24	2,27	0,005
Токарно-винторезная чистовая	Узел подачи и закрепления заготовки	0,55	2,07	0,011
	Шпиндельный блок с механизмом фиксации и приводом вращения	0,18	2,07	0,004
	Узел поперечных суппортов	0,07	0,44	0,000
	Узел продольных суппортов	0,06	1,63	0,001
	Гидравлическое оборудование	0,2	2,07	0,004
	Электрооборудование	1,43	2,07	0,030
	Система охлаждения	0,08	2,07	0,002
	Транспортер стружки	0,24	2,07	0,005
Вертикально-сверлильная	Узел подачи и зажима	0,55	0,46		0,003
	Сверлильно-резьбонарезная коробка	0,06	0,46		0,000
	Электрооборудование	1,43	0,46		0,007
	Система охлаждения	0,08	0,46		0,000
	Транспортер стружки	0,24	0,46		0,001
	Поворотный стол	0,1	0,46		0,0005
Горизонталь-но-фрезерная	Узел подачи и зажима	0,55	4,98	0,027
	Фрезерная  бабка	0,04	4,98	0,002
	Силовой стол с гидроприводом	0,24	4,98	0,012
	Электрооборудование	1,43	4,98	0,071
	Система охлаждения	0,08	4,98	0,004
	Транспортер стружки	0,24	4,98	0,012
				0,38

Используем гибкую межагрегатную связь, введя в линию накопитель и, тем самым, повысим производительность АЛ.

 шт./смену

где  -- число участков, на которые разделена линия =2;

 W—коэффициент увеличения простоев лимитирующего участка, вследствие

Как видим после уточнённого расчёта, производительность АЛ 2 повысилась до 60 шт/см при требуемой 50 шт/см.

7 ВЫБОР ТРАНСПОРТНО-ЗАГРУЗОЧНОЙ СИСТЕМЫ

Транспортные системы являются одним из основных элементов автоматизированного производства в любой отрасли промышленности. Кроме основных функций — перемещения изделий и материалов, транспортные системы могут изменять ориентацию, производить накопление и адресование изделий, осуществлять обработку изделий и материалов в процессе перемещения. Наиболее полно возможности транспортных систем реализованы в автоматических линиях, нашедших широкое применение в массовом производстве. В автоматических линиях полностью решены вопросы загрузки и выгрузки ТМ, передачи изделий с одного участка на другой. В этих линиях обычно применяются специальные или специализированные транспортеры, предназначенные для перемещения одного или нескольких видов изделий. Необходимость частой переналадки технологического оборудования на другой тип изделий, характерна для большинства современных быстросменных и многономенклатурных производств, сопряжена с большими материальными и временными затратами, исключающими применение традиционных автоматических линий

В качестве транспортно загрузочной системы в данной линии можно применить роботы-манипуляторы. Для осуществления загрузки в данных условиях можно воспользоваться тактовыми столами и транспортером для перемещения детали от позиции к позиции. Для удаления стружки из зоны резания удобно воспользоваться общим конвейером, проходящим вдоль всех станков линии.

8 РАСЧЕТ ЗАТРАТ ДЛЯ ВЫБРАННЫХ ВАРИАНТОВ АВТОМАТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ

Ранее варианты  АЛ рассматривались  с точки зрения обеспечиваемой ими производительности и оба из них обеспечивают требуемую производительность. Для окончательного выбора компоновки АЛ определим стоимость каждой из них.

Для расчета стоимости того или иного варианта автоматической линии необходимо предварительно определить состав оборудования, которое будет входить в данную линию.

В обеих компоновках будут использоваться транспортеры деталей, стружки, поворотные столы. В АЛ со станками с ЧПУ загрузка и выгрузка деталей будет осуществляться с помощью портальных роботов, в то время как в АЛ с копировальными станками этот процесс будет осуществляться манипуляторами.

Приведенные затраты автоматической линии находятся по формуле:

;

;

где  - стоимость основного оборудования;

 - стоимость транспортно загрузочной системы.

Основное оборудование АЛ для первого варианта:

·  Токарный станок с ЧПУ - 3 шт. × 70000у.е.=210000 у.е.

·  Радиально-сверлильный станок - 1 шт. × 50000у.е.=50000 у.е.

·  Горизонтально-фрезерный  станок 1шт. × 20000у.е.=20000у.е.

Общая стоимость основного оборудования составляет: 280000у.е.

Вспомогательное оборудование для данной схемы:

·  Манипулятор 8шт.×8000у.е.=40000 у.е.

·  Транспортер стружки 6шт. ×1000у.е.=6000 у.е.

·  Транспортер роликовый, шаговый 2000у.е.

Общая стоимость вспомогательного оборудования составляет 48000у.е

Приведенные потери составляют для данного варианта:

у.е

Аналогично рассчитываем стоимость основного оборудования для варианта 2:

·  Токарный станок с ЧПУ - 3 шт. × 70000у.е.=210000 у.е.

·  Агрегатный станок - 1 шт. × 70000у.е.=70000 у.е.

·  Горизонтально-фрезерный  станок  - 1шт. × 20000у.е.=20000у.е.

Общая стоимость основного оборудования составляет: 300000у.е.

Вспомогательное оборудование для данной схемы:

·  Манипулятор 5шт.×8000у.е.=40000 у.е.

·  Транспортер стружки 6шт. ×1000у.е.=6000 у.е.

·  Транспортер роликовый, шаговый 2000у.е.

Стоимость вспомогательного оборудования для данного варианта составляет 48000 у.е.

Как видно из расчетов второй вариант является экономически более целесообразным. Приведенные потери составляют для него:

у.е.

Из экономического сравнения двух вариантов видим, что вариант АЛ с применением агрегатного станка для сверления отверстий является более дорогим.

Все расчеты  заносим в таблицу 7.1.

Таблица 7.1 – Стоимость основного и вспомогательного оборудования

№ варианта	Тип оборудования	Стоимость оборудования	Тип ТЗС	Стоимость ТЗС	Приведенные затраты
1	Станок токарно-винторезный 16К20Ф3	3*70000	Манипулятор	3*3000	27640
			Транспортер стружки	1х320
	Станок радиально-сверлильный 2М55	1*50000	Манипулятор	2х3000
			Манипулятор	1х3000
	Станок горизонтально-фрезерный 6К81Г	1*20000	Транспортер стружки	1х320
			Манипулятор	3*3000
2	Станок токарно-винторезный 16К20Ф3	3*70000	Манипулятор	3*3000	27640
			Транспортер стружки	1х320
	Станок многоинструментальный С ЧПУ	1*70000	Манипулятор	2х3000
	Станок горизонтально-фрезерный 6К81Г	1*20000	Манипулятор	1х3000
			Транспортер стружки	1х320

ВЫВОДЫ

В данной курсовой работе рассматривался процесс проектирования автоматической линии технологического оборудования.

Поставленная цель работы - спроектировать оптимальную структурно-компоновочную схему автоматической линии для условий серийного производства детали типа «переходник» - была полностью достигнута, при этом было выполнено основное требование к проектируемой линии: обеспечена требуемая производительность при наилучших экономических показателях.

Курсовая работа включает данную пояснительную записку, которая содержит все необходимые сведения о проектировании автоматической линии; эскизы карт наладок; чертеж компоновки автоматической линии с обозначением всех позиций; циклограмма работы автоматической линии.

ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОК

1. Горбацевич А.Ф., Шкред В.А. Курсовое проектирование по технологии машиностроения. - Мн: Выш. школа, 1983. - 256 с.

2. СТМ. Т. 1 /Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - Г.: Машиностроение, 1985. - 656 с.; СТМ. Т. 2 /Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - Г.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

3. Справочник Технолога-машиностроителя. Т. 1 /Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - Г.: Машиностроение, 1985. - 656 с.; Справочник Технолога-машиностроителя. Т. 2 /Под ред. А.Г.Косиловой и Р.К.Мещерякова. - Г.: Машиностроение, 1985. - 496 с.

4. Балабанов А.Н. Краткий справочник технолога-машиностроителя. - Г.: Издательство стандартов, 1992. - 464 с.