Формулы, рекомендуемые для расчета параметров сечения лотка

Форма лотка	Эскизы поперечного сечения	Расчетные формулы
V-образный     Круглый внутренний   Круглый наружный   Коробчатый: открытый   закрытый		α=45°..60°; h л = 0,5 d (ctg α + 0,4)   где - радиус изгиба лотка   где      при ,    где коэффициент трения;

_________

* Для исключения перекрытия деталей (без учета фасок) принимают х 1...2 мм.

Для принудительной подачи деталей в зону сборки приме­няют шибер с глубиной гнезда Н = 0,95 d. Бункерные загрузоч­ные устройства используют для деталей простой геометрической формы массой менее 0,5 кг и длиной не более 100 мм, не склон­ных к слипанию и сцеплению, достаточно жестких и нехруп­ких. По объему деталей определяют конструкцию бункера: од­ноемкостную с одним бункером или многоемкостную с бунке­ром для выдачи деталей и предбункером для их хранения (стационарным или перемещаемым) (рис. 2.56).

Рис. 2.56. Схемы одно- (а) и многоем­костного (б) бункеров

 

Объем бункера вычисляют по формуле

где - объем детали, см³; - время непрерывной работы бункера (без досыпки), мин; t — такт сборки; q — коэффициент объемного заполнения (для простых деталей q = 0,4...0,6, при­чем чем сложнее и длиннее деталь, тем меньше q);   - сред­няя производительность устройства, шт./мин.

Наибольшее распространение в промышленности получили вибробункеры. При их применении рассчитывают диаметр чаши. Для чаши цилиндрической формы (рис. 2.57, а)

Рис. 2.57. Элементы конструкции вибробункера: а — вибробункер с цилиндрической чашей; б — ко­ническая чаша вибробункера; 1 — чаша; 2 — ло­ток; 3 — пружинная подвеска; 4 — вибропривод

 

а для чаши конической формы (рис. 2.57, б)

где D_BH ≥ (5...10) l _дет — внутренний диаметр чаши бункера у дни­ща, мм; b _ст — толщина стенки, мм (для точеных чаш b _ст = 2...3 мм, для сварных b _ст = 1 1,5 мм); V _дет — объем детали, мм³; П _цил – цикловая производительность, мин;   H _расч – высота заполнения бункера, мм;

l _дет — длина детали в преобладающем положении при перемещении по лотку, мм.

Полная высота чаши бункера Н = H _расч+(1,0... 1,5)/ t, где

  t = - шаг подъема спирального лотка, мм;  — сред­ний диаметр лотка, мм;  = 0,5...3° — угол подъема лотка.

Рассчитанные диаметры чаш бункеров округляют в большую сторону до числа из стандартного ряда: 60, 100, 120, 160, 200, 250, 320, 400, 450, 500, 640, 800, 1000 мм. По обшей вибрирую­щей массе и необходимой производительности рассчитывают виб­ропривод.

Установочные приспособления

Установочные приспособления предназначены для базирова­ния деталей и узлов на сборочной по­зиции с необходимой фиксацией. Ко­личество и тип установочных элемен­тов, реализующих выбранную схему базирования, определяют в зависимос­ти от вида базовых поверхностей (плос­кие, цилиндрические, призматические и т.д.), их точности и шероховатости.

При автоматической сборке точ­ность изготовления установочных эле­ментов рассчитывают из условий со­бираемости сопрягаемых поверхностей. Например, для выполнения цилиндри­ческих соединений с зазором или на­тягом (рис. 2.58) допустимое смещение ∆_∑   осей сопрягаемых поверхностей определяют из следующих условий:

Рис. 2.58. Параметры выполняемого соединения

 

где — сумма катетов фасок на торцах деталей; — мини­мальный зазор (со знаком «+») или максимальный натяг (со зна­ком «—»); — размер выточки (расточки) на торцах деталей; — угол перекоса деталей; — допустимый угол перекоса, определяемый точностью соединения.

В свою очередь,

где , -погрешности установки сопрягаемых поверх­ностей базовой и присоединяемой деталей; ∆_н — погрешность настройки сборочной позиции (± 0,025...0,05 мм).

Погрешность приспособления определяют по формулам

где ,  соответственно погрешность базирования базовой и присоединяемой деталей;   , ^— соответ­ственно погрешность закрепления базовой и присоединяемой деталей; ∆_поз, ∆_пв.поз – соответственно погрешности позициони­рования установочного приспособления и руки робота на сбо­рочной позиции (повторного позиционирования).

При выполнении соединений с тепловым воздействием в рас­четных формулах необходимо учесть возможные тепловые де­формации элементов приспособлений (∆_Т).

Рис. 2.59. Самоцентрирующее базирующее устройство

 

Для упрощенных расчетов можно принимать погрешность ус­тановки базовой и присоединяемой деталейε = 0,6...0,7∆_∑.

Для повышения безотказности сборочного процесса в целях снижения погрешности установки сопрягаемых поверхностей ча­сто используют самоцентрирующие приспособления: патроны, схваты (рис. 2.59) и т. п.

Ориентирующие устройства

При автоматизированной сборке ориентирующие устройства выполняют две функции: ориентируют присоединяемые детали в пространстве и определяют взаимное расположение сопрягаемых поверхностей перед выполнением соединения в зоне сборки.

Метод ориентации деталей в пространстве зависит от их кон­струкции, массы, материала и уровня автоматизации. Различают контактные и бесконтактные методы. При контактном методе ориентация детали происходит под воздействием твердого, жид­кого или газообразного тела, при бесконтактном методе — под воздействием электрического, магнитного или электромагнитного поля.

По виду конструкции эти ориентирующие устройства быва­ют пассивные и активные. Используя гравитационные силы или конструктивные элементы деталей, пассивные ориентирующие устройства (рис. 2.60, а) сбрасывают неправильно сориентиро­ванные детали обратно в бункер, а правильно сориентирован­ные — пропускают в лотке в зону сборки. Активные устройства всем неправильно сориентированным деталям придают нужное положение в пространстве. В качестве примера на рис. 2.60, б показано устройство, где присоединяемая деталь — керн 2 в маг­нитной катушке 1 — получает определенную полярность, что позволяет ей ориентироваться на лотке 4 под воздействием по­стоянного магнита 3. Переключатель 5 обеспечивает нужную по­лярность в катушке в зависимости от положения керна.

Механические ориентирующие устройства способны разли­чать конструктивные элементы детали размером не менее 0,3 мм, оптические — не менее 0,01...0,05 мм, электромагнитные — не менее 0,01...0,1 мм (в зависимости от массы детали и чувстви­тельности датчика), пневматические — не менее 0,02...0,03 мм.

 

Рис. 2.60. Пассивное (а) и активное (б) ориентирующие устройства

Ориентирующие устройства для взаимной ориентации сопря­гаемых поверхностей в зоне сборки чаще всего выполняют механическими. Оптимальные параметры для взаимной ориентации (зазор 8 между ориентирующей поверхностью и присоединяе­мой деталью, жесткость упругих элементов, расстояние l _т меж­ду торцами ориентируемых деталей) зависят от параметров со­единения, погрешностей положения ∆_∑ и α_∑ сопрягаемых по­верхностей и режимов сборочного процесса. Их определяют по математическим моделям, полученным на базе многофактор­ных экспериментальных исследований автоматического процесса выполнения соединения.

 

 

Рабочие приспособления

Рабочие приспособления — исполнительные механизмы — по виду выполняемого соединения подразделяют на прессовые

постоянного действия для раскатки, вальцовки, соединения с на­тягом и т. п.; ударные для заклепки, кернения и т. п.; адгезион­ные для сварки, пайки, склеивания и т. п.; резьбовые для затяж­ки резьбовых соединений; на устройства для выполнения соеди­нений с зазором (досылатели, рабочие органы сборочных роботов и др.) и комбинированные (клеесварные, клеезаклепочные и т. д.).

Параметры исполнительных механизмов зависят от вида со­единения (с зазором, с натягом и т.д.), способа его выполнения (с помощью досылателя, тепловым воздействием, запрессовкой) и от размеров сопрягаемых поверхностей. Например, при авто­матической сборке при выполнении цилиндрических соедине­ний (рис. 2.61) диаметр D досылателя 1 делают на 0,1...0,2 мм меньше диаметра d сопрягаемой детали 2, так как при этом досылатель выполняет функции отсекателя в лотке 4 и обеспечи­вает поштучную выдачу присоединяемой детали в ориентирую­щее устройство 3 зоны сборки.

При проектировании силовых исполнительных механизмов выбирают вид привода и выполняют силовой расчет для опре­деления его параметров. В конструкциях используют ручные, электрические, пневматичес­кие, гидравлические, гидро­пневматические приводы, дополненные в ряде случаев рычажными или клиновыми усилителями. Для автоматизи­рованной многопозиционной сборки проектируют устройства с несколькими рабочими органами, работающими параллельно.

Рис. 2.61. Устройство с упругими компенсаторами для сборки цилиндрических соединений с зазором

 

При проектировании оборудования для нанесения кле­ев и других адгезивных ма­териалов необходимо учиты­вать ряд особенностей. Во избежание выхода из строя дозаторов, подающих жидкие клеи, вследствие возникновения клеевых пробок на пути транспортировки клея не следует применять элементы из материалов, вызывающих адгезию или стимулирующих отверждение данного клея. Использование клеев, чувствительных к температурным перепадам, требует изо­ляции нагревающихся элементов конструкции, контактирующих с зонами транспортировки клея.

Для подачи термопластичных клеев, которые в нормальных условиях представляют собой пластичное твердое тело без клея­щих свойств и становятся жидкими при нагреве, используют тер­мопистолет (рис. 2.62). Нагревательные устройства пистолета имеют три зоны нагрева. В зоне I (см. рис. 2.62) температура должна быть достаточной лишь для размягчения расплава, в зоне II поддерживают его рабочую температуру, а в зоне III — на 5... 15 %

ниже рабочей. В противном случае расширяющийся при нагреве клей самопроизвольно будет поступать в зону сбор­ки. Для поддержания температуры используют устройства об­ратной связи.

Для сборки резьбовых соединений в качестве исполнитель­ных органов применяют различного типа гайковерты (электри­ческие, пневматические) с тарированной муфтой или без нее. Выбор той или иной конструкции гайковерта зависит от типа производства, качества соединения, оснащенности производства, требуемого момента затяжки и параметров деталей соединения. Пример комбинированного загрузочно-исполнительного устрой­ства представлен на рис. 2.63, где в одной конструкции объеди­нены вибробункер 1, лоток 4 и винтоверт 3 с приводом 2.

 

Рис. 2.62. Ручной тер­мопистолет для подачи гермопластичного клея: 1 — клей в виде стерж­ня; 2 — нагреватель; 3 — сменное сопло

Рис. 2.63. Пример комбинированного устройства для авто­матизированной подачи и завинчивания винтов

 

 

Контрольные приспособления

Контрольные приспособления служат для контроля качества выполнения соединения (момента затяжки, силы запрессовки), а также контроля выходных геометрических параметров соеди­нения (параллельности, перпендикулярности поверхностей). На рис. 2.64 показано приспособление для контроля взаимного по­ложения гильзы цилиндра 1 и корпусной детали 2. Погреш­ность положения (проседание) торца гильзы определяют по различию показаний индикаторов 3, предварительно настроен­ных на ноль по эталону. По конструкции контрольные устрой­ства могут быть механическими, электронными, пневматичес­кими, оптическими и др.

 

 

Рис. 2.64. Приспособление для контроля по­ложения гильзы цилиндра: а — главный вид;   б — вид сверху без деталей 1 и 2

 

Наиболее эффективными являются средства активного конт­роля, позволяющие управлять качеством сборки в процессе вы­полнения соединения. На рис. 2.65 представлена схема устрой­ства для комбинированного контроля силы затяжки Р _зат ответ­ственных резьбовых соединений по моменту затяжки М _зат и углу поворота φ. В микропроцессорную систему управления поступа­ют сигналы от датчиков 2, 3, замеряющих реактивный момент на корпусе гайковерта (датчик момента) и угол поворота болта (гай­ки). Управляющая система определяет пороговый момент, приращения ∆ M, ∆φ и их отношение и рассчитывает требуемый мо­мент затяжки М _{з ат} = φ_зат ∆ М / ∆φ. Как только момент затяжки до­стигает требуемого значения, устройство контроля и управления 6, содержащее отключающее устройство, через электромагнитную порошковую муфту отключает двигатель привода гайковерта.

Рис. 2.65. Схема резьбозавертывающе­го устройства с активным контролем силы затяжки резьбового соединения комбинированным методом:

1 — торцевая насадка под ключ; 2 — дат­чик угла поворота ∆φ; 3 — датчик мо­мента затяжки ∆ M; 4 — датчик обратной связи; 5 — привод; 6 — блок контроля и управления