Контрольно-измерительные инструменты

Точность измерений.

При обработке заготовок необходимо выдерживать определен­ные геометрические параметры поверхностей: размер, форму и относительное расположение. Степень приближения истинного параметра к его теоретическому значению называют точностью обработки.

Действительная поверхность детали после обработки может иметь различные отклонения от номинальной поверхности, опре­деленной чертежом. К таким отклонениям относят отклонения действительных (измеренных) размеров детали от номинальных; отклонения во взаимном расположении поверхностей обработанной детали (отклонения от параллельности, перпендикулярности, заданных углов наклона одной поверхности относительно другой), волнистость поверхности и ее шероховатость.

Отклонения могут иметь разные числовые значения. Мерой точности того или иного параметра является допускаемое откло­нение числового параметра от его номинального значения.

Отклонения формы и взаимного расположения поверхностей на чертежах имеют условные обозначения.

К отклонениям относят отклонения от прямолинейности, от плоскостности, от круглости, от цилиндричности и отклонения профиля продольного сечения.

Незначительные отклонения формы реальной поверхности от номинальной в виде неровностей с относительно малым расстоя­нием между ними называют шероховатостью. Если эти расстоя­ния относительно велики по сравнению с высотой рассматривае­мых неровностей, то такое отклонение называют волнистостью.

После обработки геометрические параметры детали должны быть проверены на их соответствие номинальным параметрам, указанным на чертеже. Контроль производится с помощью специ­альных контрольно-измерительных инструментов путем измере­ния действительных параметров обработанной детали.

Под измерением понимают сравнение контролируемой вели­чины с другой величиной того же рода, принятой за эталон.

Точность измерения связана с определенным видом измери­тельного инструмента и может быть достигнута только при не­укоснительном выполнении правил измерения.

Для повышения точности измерения необходимо повторять не­сколько раз, а затем вычислять их среднее арифметическое значе­ние. Ни одно измерение невозможно произвести абсолютно точ­но, поэтому измеренное значение величины всегда отличается от ее действительного значения. Это отклонение называют погрешностью измерения.

Контроль точности обработки.

При выборе измерительного инструмента необходимо убедить­ся, что цена деления его отсчетного устройства соответствует тем требованиям, которые предъявляют к точности обработки прове­ряемой детали.

Контроль линейных размеров осуществляется при помощи следующих инструментов: измерительной (масштабной) линейки; кронциркулей; поверочных (лекальных) линеек; концевых мер длины; штангенинструментов; микрометрических инструментов.

Измерительная (масштабная) линейка имеет штрихи-деления, расположенные на расстоянии 1 мм друг от друга, что определяет цену деления линейки и, следовательно, точность измерения.

Кронциркули (рис. 1) применяют для контроля наружных и внутренних размеров деталей (диаметра, длины, толщины бурти­ков и стенок).

Кронциркули
Рис. 1. Кронциркули:
а — для наружных и внутренних измерений; б — пружинный для наружных и вну­тренних измерений: 1 — пружина; 2 — гайка; 3 — винт; в, г — измерение размера по кронциркулю с использованием измерительной линейки и штангенциркуля

Поверочные (лекальные) линейки служат для контроля прямоли­нейности и плоскостности обработанных поверхностей. Повероч­ные линейки могут быть с двухсторонним скосом, трех- и четы­рехгранными (рис. 2).

Лекальная линейка
Рис. 2. Лекальная линейка: а — формы поперечного сечения; б — прием измерения

Концевые меры длины применяют для воспроизведения едини­цы длины, с их помощью производят регулирование и настройку на размер показывающих измерительных приборов (микроме­тров, измерительных головок и т.п.). Концевые меры длины могут быть также использованы для непосредственного измерения раз­меров деталей методом сравнения с мерой и для выполнения точ­ных разметочых работ.

Штангенинструменты (рис. 3) служат для измерения линей­ных размеров методом непосредственной оценки. К этим инстру­ментам относятся штангенциркули (рис. 3, а и 6), пггагенглубиномеры (рис. 3, в), штангенрейсмасы (рис. 3, г) и ряд других штангенинструментов специального назначения.

Штангенинструменты
Рис. 3. Штангенинструменты:
а, б — штангенциркули: 1 — штанга; 2 — губки для измерений наружных и вну­тренних поверхностей; 3 — рамка; 4 — винт для фиксации рамки; 5 — нониус; 6 — линейка глубиномера; 7 — устройство для точного перемещения рамки; в — пггангенглубиномер: 1 — штанга; 2 — основание; 3 — рамка; 4 — нониус; г— пггангенрейсмас: 1 — выступ рамки; 2, 4 — измерительные ножки; 3— держа­тель измерительной ножки; 5 — нониус; 6 — рамка; 7 — штанга; 8 — основание; d — диаметр измеряемой детали; b — толщина измерительных губок; h — глубина отверстия или высота уступа  

В качестве отсчетного устройства у этих инструментов исполь­зуется шкала штанги (линейки) с делениями через 1 мм. Отсчет делений по этой шкале производится при помощи нониуса — вспомогательной подвижной шкалы. Нониус — равномерная дополнительная шкала с пределом измерений, равным цене деления основной шкалы.

Перед измерением штангенциркулем следует проверить:

  • плавность перемещения рамки по всей длине штанги;
  • плотность прилегания измерительных губок друг к другу (в све­денном положении между ними не должно быть просвета);
  • точность совпадения нулевого штриха нониуса с нулевым штри­хом шкалы, т.е. правильность установки измерительного ин­струмента в нулевое положение;
  • точность совпадения измерительной линейки глубиномера с торцом штанги.

Измерять следует только обработанные детали, чтобы преду­предить повреждение измерительных губок. При измерении не­обходимо точно, без перекосов, сопрягать измерительные плоско­сти (ребра) измерительных губок с измеряемыми поверхностями детали. При определении размера проверяемой детали необходи­мо обращать внимание на указатель точности измерения, выби­тый на нониусе штангенинструмента.

Микрометрические инструменты широко применяют для кон­троля наружных и внутренних размеров, глубин пазов и отвер­стий. Измерение микрометрическими инструментами осущест­вляется методом непосредственной оценки, т.е. результаты изме­рений непосредственно считывают со шкалы инструмента. Принцип действия этих инструментов основан на использовании пары винт—гайка, преобразующей вращательное движение винта в поступательное движение его торца.

К группе микрометрических инструментов относятся микро­метры для измерения наружных размеров, микрометрические нутромеры для измерения диаметров отверстий и ширины пазов, микрометрические глубиномеры для измерения глубины отвер­стий и пазов и высоты уступов.

Микрометрические инструменты независимо от их конструк­ции состоят из корпуса и микрометрической головки, являющейся основной частью микрометрического инструмента. В зависимости от пределов измеряемых размеров микрометрические головки мо­гут иметь разную конструкцию. Конструкция микрометрической головки, которую устанавливают на микрометрические инструмен­ты с верхним пределом измерений до 100 мм, показана на рис. 4, а, а с верхним пределом измерений свыше 100 мм — на рис. 4, б.

Микрометрические головки
Рис. 4. Микрометрические головки:
а — с верхним пределом измерения до 100 мм: 1 — микрометрический винт; 2 — стебель; 3 — барабан; 4 — микрогайка; 5 — стяжная гайка; 6 — накидной колпачок; 7 — трещотка; 8 — винт крепления трещотки; 9 — палец; 10 — пружина; 11 — втулка; 12 — винт; б — с верхним пределом измерений свыше 100 мм: 1 — микрометрический винт; 2 — стопорная гайка; 3 — разрезная втулка; 4 — барабан; 5 — установочный колпачок; 6 — палец; 7 — трещотка

Контроль угловых размеров осуществляется по плоскостному углу, за единицу которого принят градус. Градусом называется 1/360 часть окружности, он состоит из 60 угловых минут, а минута состоит из 60 угловых секунд. Особенность угловых размеров со­стоит в том, что точность их изготовления и контроля зависит от длины сторон, образующих угол. Методы измерения углов можно подразделить на три основных вида:

  • метод сравнения с жесткими угловыми мерами;
  • абсолютный метод, основанный на применении инструментов с угловой шкалой (угол при этом отсчитывается непосредствен­но по шкале прибора в угловых единицах);
  • косвенный метод, состоящий в измерении линейных размеров, связанных с углом конуса геометрическими зависимостями.

Угловые меры (рис. 5, а) изготавливают в виде прямых призм и применяют для контроля углов и градуировки угломерных ин­струментов и угловых шаблонов.

Угловые меры и держатели для их применения
Рис. 5. Угловые меры (а) и держатели для их применения (б—г)

Поверочные угольники (рис. 6) предназначены для контроля разметки прямых углов, а также контроля взаимного расположе­ния поверхностей деталей при сборке.

Поверочные угольники
Рис. 6. Поверочные угольники:
Н и L — соответственно высота и длина полок угольника; D — диаметр цилиндри­ческого угольника

Угломеры (рис. 7) служат для контроля углов методом непо­средственной оценки. Угломеры изготавливают двух типов: для измерения наружных и внутренних углов (рис. 7, а) и для изме­рения только наружных углов (рис. 7, б).

Угломеры
Рис. 7. Угломеры:
а — для измерения наружных и внутренних углов: 1 — нониус; 2 — основание; 3 — линейка; 4 — стопорный винт; 5 — сектор; 6 — угольник; 7 — съемная линейка; 8 — державка линейки; 9 — державка угольника; б — для измерения только наруж­ных углов: 1 — державка угольника; 2— угольник; 3 — линейка; 4 — основание; 5, 8 — стопорные винты; 6 — винт микрометрической подачи; 7 — нониус; 9 — сектор; 10 — подвижная линейка; А — ось

Индикаторные инструменты (рис. 8) обеспечивают преоб­разование малых отклонений размеров изделий от заданного номинального размера в удобные для отсчета перемещения стрелки по шкале.

Индикаторная измерительная головка (индикатор часового типа)
Рис. 8. Индикаторная измерительная головка (индикатор часового типа):
а — общий вид: 1 — измерительная шкала; 2 — кольцо доя установки шкалы на ноль; 3 — стрелка-указатель; 4 — стрелка отсчета числа оборотов; 5 — гильза; 6 — стержень; 7 — наконечник; 8 — корпус; 9 — крепежное ушко; 10 — головка отвода измерительного стержня; б — кинематическая схема: 1, 5 — пружины; 2 — гильза; 3 — стрелка-указатель; 4 — стрелка контроля числа оборотов; 6 — ось; 7—10 — зубчатые колеса; 11 — зубчатая рейка; 12 — наконечник

К этим инструментам относятся измерительные головки, кото­рые применяют для определения отклонений линейных размеров от номинального значения и отклонений от заданной формы: овальность, огранка, прямолинейность, плоскостность и т.д. При измерении индикаторными инструментами в большинстве случа­ев используют метод сравнения с эталонной мерой.

Измерительные головки имеют механическое преобразующее устройство, которое обеспечивает преобразование малых переме­щений измерительного наконечника в большие перемещения стрелки указателя, которые наблюдают по шкале отсчетного устройства.

Настройку индикатора часового типа на заданный размер про­изводят следующим образом:

  • закрепляют индикатор в измерительном приспособлении — стойке;
  • устанавливают на контрольной плите блок концевых мер длины;
  • опускают индикатор по колонне стойки так, чтобы наконечник соприкоснулся с поверхностью меры, и стрелка индикатора от­клонилась от нулевого положения. Положение индикатора на стойке фиксируют.

Нормальные и предельные калибры — бесшкальные меры, которые предназначены для контроля формы и расположения поверхностей деталей. По методу контроля калибры подразделяют на нормальные и предельные.

Нормальные калибры копируют размеры и форму изделий. К этому типу калибров относятся шаблоны и щупы, а также ко­нусные калибры.

Предельные калибры воспроизводят размеры, соответствующие верхней и нижней границам поля допуска на изделие. При кон­троле используют проходной и непроходной предельные калибры. По конструкции предельные калибры подразделяют на регулируе­мые и нерегулируемые. Предельные калибры могут быть одно- и двухпредельными, объединяющими проходной и непроходной калибры. Оба предельных калибра могут быть расположены с одной стороны. В этом случае калибры называют односторонними. По количеству контролируемых параметров различают комплексные и дифферециальные калибры.

Комплексные калибры (рис. 9) предназначены для одновре­менного контроля нескольких размеров изделия (например, раз­меров деталей шлицевого соединения).

Калибры для контроля деталей шлицевого соединения
Рис. 9. Калибры для контроля деталей шлицевого соединения: а — пробка; б — кольцо

Дифференциальные калибры (рис. 10) позволяют контроли­ровать только один размер.

Калибр для контроля ши­рины шпоночного паза
Рис. 10. Калибр для контроля ши­рины шпоночного паза

На калибры наносят маркировку, в которой указывают параме­тры контролируемых деталей: номинальный размер, обозначение поля допуска и предельные отклонения.

Мероприятия по охране окружающей среды при ведении сле­сарных и слесарно-сборочных работ.

При выполнении слесарных и слесарно-сборочных работ наиболее негативное влияние на окружающую среду оказывают:

  • притирочные и доводочные операции;
  • выполнение паяных соединений с применением мягких и твер­дых припоев;
  • работы, связанные с подготовкой деталей под сварку и с зачист­кой сварных швов;
  • выполнение соединений с гарантированным натягом путем на­грева или охлаждения одной из сопрягаемых деталей;
  • консервация деталей.

Притирочные и доводочные операции выполняют как вруч­ную, так и с применением специального оборудования и ручных механизированных инструментов. Во всех случаях для выполне­ния этих операций используют абразивные материалы в виде спрессованного абразива (бруски, диски, сегменты), абразивных паст и свободного абразива (абразивные порошки). В связи с тем, что после притирки или доводки обработанная поверхность долж­на иметь малую шероховатость, для этих операций используют мелкозернистые абразивные материалы с величиной зерен от 0,5 до 40 мкм, которые, обладая небольшими размерами и малой мас­сой, легко переходят во взвешенное состояние, загрязняя воздуш­ное пространство рабочей зоны и попадая из нее в атмосферу. В целях активизации процесса обработки при притирке и доводке стараются использовать не сухой абразив, а абразивные пасты, в состав которых входят стеариновая и олеиновая кислоты. Кроме того, при доводочных работах с применением сухого абразива ис­пользуют керосин и скипидар. Испарение кислот, керосина и скипидара в процессе обработки также вызывает загрязнение воз­душного пространства рабочей зоны, а соответственно, и атмо­сферы. В этой связи рабочие места при притирке и доводке необходимо оснащать вытяжной вентиляцией, которая должна использоваться в комплекте с очистными установками, обеспечивающими очистку воздуха от абразивной и металлической пыли и от паров агрессивных веществ.

При выполнении притирочных и доводочных работ на специ­альном оборудовании (притирочно-доводочных станках) необхо­димо убедиться в наличии на них систем приточно-вытяжной вен­тиляции и очистительных устройств, а также в их исправности.

Не менее важным является выполнение правил утилизации от­ходов притирки и доводки. Недопустимо попадание этих отходов в канализационные системы ввиду их малого объема. Отходы, содер­жащие легко летучие соединения, должны складироваться в специ­альные емкости, оснащенные плотно закрывающимися крышками.

Пайка мягкими припоями связана с применением припоев, в состав которых входят вещества, обладающие токсичными свой­ствами, в основном свинец (до 90%), который отрицательно влия­ет на здоровье человека и животных. Попадание свинца в атмо­сферу в процессе пайки особенно опасно тем, что он может накапливаться зелеными растениями, переходя из них в организм человека и животных, вызывая различные заболевания. При пай­ке используют также флюсы, испарение которых ведет к за­грязнению рабочей зоны, а соответственно, и атмосферы взве­шенными химическими соединениями. Значительное загрязнение воздуха может возникнуть и в процессе подготовки соединений к пайке. Перед пайкой детали соединения должны быть зачищены в целях удаления оксидной пленки с поверхности. В процессе за­чистки происходит снятие тончайших слоев оксидов и металлов с поверхностей соединяемых деталей, которые в связи с малыми размерами и массой легко переходят во взвешенное состояние, за­грязняя рабочую зону и атмосферу При подготовке к пайке также производят обезжиривание поверхностей соединяемых деталей, применяя для этой цели ацетон, бензин, скипидар, этиловый и ме­тиловый спирт. Эти вещества представляют собой легко летучие жидкости, быстро испаряющиеся при использовании и загрязня­ющие атмосферу. После обезжиривания соединяемые детали под­вергают травлению в растворах соляной, серной или фосфорной кислот, являющихся весьма агрессивными жидкостями. Их попа­дание в окружающую среду в результате испарения ведет к край­не нежелательным последствиям. Зачистка швов после пайки при­водит к дополнительному попаданию в атмосферу свинца и его соединений, образовавшихся в процессе пайки.

При проведении работ, связанных с выполнением соединений пайкой, рабочие места необходимо обеспечить:

  • приточно-вытяжной вентиляцией;
  • установками для очистки и фильтрации воздуха, отводимого из зоны обработки;
  • емкостями для хранения травильных растворов, растворов для обезжиривания и флюсов, которые должны быть снабжены герметически закрывающимися крышками.

Кроме того, категорически запрещается сливать в систему ка­нализации отработанные растворы, так как они содержат химиче­ски активные вещества (кислоты, соли, щелочи). Эти вещества мо­гут разъесть трубы канализационной системы, что приведет к утечке этих растворов в почву, вызвав ее резкое загрязнение.

Категорически запрещается передача травильных и обезжири­вающих растворов с одного рабочего места на другое, так как при случайном ударе стеклянный сосуд с раствором может быть раз­бит, что приведет к аварийному выбросу в воздушное простран­ство производственного помещения, а следовательно, и в окружа­ющую среду паров агрессивных жидкостей.

Клеевые соединения при их выполнении помимо отрицатель­ного воздействия травильных и обезжиривающих растворов и пыли, образующейся при подготовке деталей соединения к склеи­ванию, могут вызвать загрязнение окружающей среды за счет ис­парения различных растворителей, входящих в состав клеев.

Меры предупреждения загрязнения окружающей среды при выполнении клеевых соединений те же, что и при выполнении соединений пайкой.

Подготовка деталей к выполнению соединении сваркой свя­зана с формированием и зачисткой кромок соединяемых деталей под сварочный шов и с очисткой поверхностей деталей соедине­ния от загрязнения. Форма кромок сварочного шва зависит от условий его работы в конструкции собираемого изделия. Для при­дания кромкам необходимой формы применяют, как правило, руч­ные механизированные инструменты с электрическим или пнев­матическим приводом, оснащенные абразивными кругами раз­личного профиля. Обработка кромок сварного шва абразивными кругами связана с интенсивным пылеобразованием в результате выкрашивания абразивных зерен с поверхности круга, снятия не­больших слоев металла за каждый отдельный проход и разбрасывания частиц абразива и металла за счет центробежных сил, возникающих при вращении шлифовального круга с высокой часто­той. Пыль, образующаяся в процессе зачистки швов под сварку, содержит мельчайшие частицы абразива, металла и вещества, ис­пользуемого в качестве связующего при изготовлении шлифоваль­ных кругов. Высокая интенсивность пылеобразования при зачист­ке швов под сварку объясняется тем, что эта работа выполняется при высоких частотах вращения без применения смазочно-охлаж­дающих технологических сред (СОТС), способствующих оседанию пыли в зоне обработки.

Наиболее рациональным методом защиты работающих и окру­жающей среды от запыления при ведении работ является органи­зация этих работ в специальных помещениях, изолированных от основных производственных помещений и снабженных эффек­тивной приточно-вытяжной вентиляцией и фильтрующими уста­новками.

Сборка соединений с гарантированным натягом находит широкое применение в машиностроении, так как обеспечивает высокую степень центрирования сопрягаемых деталей и достаточ­но простой технологический процесс сборки таких соединений.

В целях повышения прочности соединений с гарантированным натягом вместо традиционного метода сборки запрессовкой при­меняют сборку с тепловым воздействием, а при сборке особо от­ветственных соединений и соединений с тонкостенными деталями применяют сборку методом глубокого охлаждения.

В связи с тем, что при нагревании собираемые детали окисля­ются, а для соединений с гарантированным натягом недопустимо наличие оксидных пленок, нагрев следует производить в безокислительной среде, например в масле. Так как нагрев в масляных ваннах производится до достаточно высоких температур (порядка 400 °C), то масло может испаряться и загрязнять атмосферу. Поэ­тому такой нагрев необходимо вести в специальных ваннах, снаб­женных вентиляционными и очистными устройствами. Кроме того, масло, постоянно находящееся в нагретом состоянии, посте­пенно теряет свои свойства и требует замены.

При замене масла в масляных ваннах:

  • не допускается слив масла в систему канализации, так как удале­ние масла из сточных вод предприятия связано со значительны­ми техническими трудностями и экономическими затратами;
  • отработанное масло должно сдаваться на регенерацию, после которой оно может быть использовано повторно.

Эти мероприятия позволяют не только оградить природную среду от вредного воздействия, но и получить экономию матери­альных средств.

Значительную опасность с точки зрения загрязнения окружа­ющей среды представляют работы, связанные с использованием низкотемпературных веществ для глубокого охлаждения собирае­мых деталей. В большинстве случаев для этих целей применяют жидкий азот и твердую углекислоту. Отличительной особенностью этих материалов является легкость их перехода в газообраз­ное состояние, причем этот переход наблюдается уже при обыч­ных условиях без повышения температуры, что в свою очередь требует особых условий для хранения этих веществ. Если пере­численные вещества хранить в герметически закрытых емкостях, то при их испарении внутри емкости возникнет такое давление, которое может привести к взрыву. Последствиями взрыва будут не только производственный травматизм и материальные потери, но и загрязнение окружающей природы. Эти емкости должны быть снабжены отверстиями для выхода газов, образующихся в результате испарения хладоносителей. В целях предупреждения излишнего испарения охлаждающих веществ целесообразно снаб­жать сосуды для их хранения перепускными клапанами, отрегули­рованными на определенное давление и ограничивающими попа­дание продуктов испарения в окружающую среду.

Постоянное испарение жидкого азота и твердой углекислоты в процессе их хранения предъявляют особые требования к услови­ям складирования охлаждающих веществ:

  • эти вещества должны храниться в специальном помещении, оборудованном приточно-вытяжной вентиляцией и очистными устройствами;
  • хранение охлаждающих веществ на рабочем месте категориче­ски запрещено;
  • после заполнения устройств для глубокого охлаждения хладо­носителем емкости с жидким азотом или твердой углекислотой должны быть возвращены в помещение, оборудованное для их хранения;
  • для охлаждения деталей перед сборкой необходимо применять специальные установки, причем при их использовании необхо­димо следить за тем, чтобы не было утечки паров охлаждающих веществ и чтобы они не попадали в окружающую среду.

Консервация деталей, т. е. их защита от воздействия окружа­ющей среды, связана либо с покрытием поверхностей деталей смазочными материалами, либо с изоляцией их путем заключения в герметичную упаковку (в основном, в полиэтиленовую пленку) с внесением внутрь упаковки адсорбента, обеспечивающего погло­щение паров воды и агрессивных жидкостей. Отрицательное воз­действие на окружающую среду при консервации происходит в основном за счет неправильной утилизации отходов. Что касается смазывающих веществ и адсорбентов, то их отходы не должны выбрасываться, а должны собираться в специальные емкости для последующей регенерации и повторного использования. Отходы полиэтиленовой пленки необходимо уничтожать, сжигая их, так как пленка, попадая в почву, долгое время не перегнивает, нару­шая структуру почв и приводя к эрозии.

Обработка металлов резанием применяется для замены руч­ного труда механизированным при выполнении таких слесарных операций, как рубка, резка, опиливание, обработка отверстий, на­резание наружной и внутренней резьбы, притирка, доводка, ша­брение и др. Для этих целей применяют токарные, консольно­фрезерные, шлифовальные, сверлильные и строгальные станки. Обработка металлов резанием связана с удалением слоя материа­ла с поверхности заготовки. Поскольку на поверхности заготовки нередко присутствуют оксидные пленки и окалина, обладающие высокой твердостью и хрупкостью, то в процессе обработки они удаляются в виде стружки, состоящей из мелких частиц, образующих пыль, которая, попадая в воздушную среду производствен­ного помещения, может быть вынесена и за его пределы, т. е. в ат­мосферу. Большое влияние на процесс пылеобразования при об­работке металлов резанием оказывают режимы обработки, от которых зависит вид стружки. Увеличение глубины резания или подачи при уменьшении частоты вращения позволяет, не снижая производительности обработки, увеличить размеры и массу ча­стиц стружки надлома. Увеличение массы частиц стружки не по­зволяет ей перейти во взвешенное состояние.

Важную роль в предупреждении загрязнения окружающей среды от попадания в нее взвешенных частиц металла играет пол­ная или частичная изоляция зоны резания от окружающего про­странства производственного помещения. Для этой цели исполь­зуют различные защитные устройства в виде кожухов и экранов, которые служат преградой для частиц стружки при ее разбрасыва­нии за счет центробежных сил в процессе обработки заготовки.

Широкое распространение при обработке металлов резанием получило применение СОТС, которые позволяют оптимизировать процесс резания и повысить качество обработанных поверхно­стей. Несмотря на то, что СОТС перед внедрением в производство проходят всесторонние испытания на соответствие санитарно-гигиеническим требованиям с учетом экологии окружающей сре­ды, они все же содержат некоторые вещества, которые, попадая в атмосферу, вызывают ее загрязнение. Попадание дисперсных ча­стиц СОТС в окружающую атмосферу происходит, в основном, за счет центробежных сил, возникающих в процессе обработки и пу­тем испарения. Интенсивность подачи СОТС в зону резания под­бирается, как правило, экспериментально в процессе резания. Для предупреждения попадания в окружающую среду дисперсных ча­стиц СОТС достаточно эффективно применение заградительных устройств, имеющихся на станке (кожух, экран).

В процессе эксплуатации за счет испарения в СОТС повышает­ся концентрация активных веществ, что приводит к усилению их влияния на работающего и окружающую среду. После предельно­го срока эксплуатации СОТС настолько теряют свои свойства, что необходимо их удаление из станка.

Требования безопасности при выполнении слесарных и сборочных работ.

Основная задача службы безопасности труда — предупреждение несчастных случаев и создание таких условий, которые обеспечивают полную безопасность работающего.

Несчастные случаи чаще всего происходят в результате невни­мательного отношения к инструкциям по безопасности труда и правилам внутреннего распорядка, а также недостаточного усвое­ния производственных навыков и отсутствия опыта в обращении с инструментами и оборудованием.

Слесарные работы выполняют главным образом на слесарных верстаках, которые должны отвечать следующим требованиям:

  • верстак должен иметь жесткую и прочную конструкцию и быть устойчивым;
  • рабочая поверхность должна быть строго горизонтальной и по­крыта листовой сталью;
  • верстак должен быть оснащен выдвижными ящиками, разде­ленными на ячейки и располагаемыми под рабочей поверхно­стью, и полками для хранения инструментов, заготовок, мелких деталей и технической документации;
  • на верстаке должен быть установлен защитный экран из орга­нического стекла или металлической сетки с ячейками разме­ром не более 3 мм. Экран обеспечивает защиту работающего от отлетающих частиц металла при выполнении таких операций, как, например, рубка зубилом. При использовании двух- и многоместных верстаков защитный экран должен располагать­ся также и между рабочими местами;
  • верстаки должны быть оборудованы светильниками местного освещения напряжением не более 220 В, которые можно регу­лировать по высоте и изменять угол их наклона, обеспечивая оптимальную освещенность зоны обработки;
  • светильники должны быть защищены сетчатыми ограждения­ми и отражателями, обеспечивающими направление светового потока в зону обработки;
  • слесарные тиски, устанавливаемые на верстаке, должны обе­спечивать надежное закрепление обрабатываемой заготовки, для чего они снабжаются стальными сменными губками, имею­щими перекрестную насечку на рабочей поверхности с шагом 2…3 мм и глубиной 0,5… 1,0 мм. Зазор между сменными губка­ми тисков не должен превышать 0,1 мм. Подвижные части ти­сков должны перемещаться без заедания и рывков и надежно фиксировать положение обрабатываемой заготовки;
  • тиски, установленные на слесарном верстаке, должны иметь устройство, предупреждающее полное вывинчивание ходового винта из гайки.

Ручной инструмент (молотки, чертилки, кернеры, зубила, крейцмейсели, напильники, шаберы, ножовки, ножницы, гаечные ключи и т.д.) должен быть закреплен за рабочим, который несет персональную ответственность за его состояние.

Для обеспечения безопасного применения ручной инструмент должен отвечать следующим требованиям:

  • рабочая поверхность молотков и кувалд должна быть гладкой (не допускается наличие трещин, сколов, выбоин, заусенцев);
  • рукоятки молотков и кувалд должны иметь в поперечном сече­нии овальную форму по всей длине, быть гладкими, без тре­щин;
  • рукоятки молотков и кувалд должны быть изготовлены из хоро­шо просушенной древесины твердых лиственных пород (бере­зы, дуба, бука, клена, ясеня, рябины, кизила, граба) и не иметь сучков;
  • рукоятка молотка для предупреждения выскальзывания из рук работающего в процессе нанесения удара должна иметь кони­ческую форму с утолщением к свободному концу;
  • рукоятка кувалды к свободному концу должна сужаться, так как ее насадка производится без клиньев от свободного узкого конца к широкому;
  • ось рукоятки должна быть строго перпендикулярна продольной оси инструмента;
  • клинья для крепления бойка на рукоятке молотка должны быть изготовлены из мягких сталей и снабжены насечкой, обеспечи­вающей удержание клина в материале рукоятки;
  • при установке рукояток на заостренные части инструмента, на­пример напильника или шабера, необходимо в обязательном порядке применять металлические бандажные кольца;
  • напильники, шаберы и отвертки должны иметь рукоятки, вы­полненные из дерева или полимерных материалов (использова­ние этих инструментов без рукояток категорически запреще­но);
  • зубила, крейцмейсели, канавочники, бородки не должны иметь трещин, волосовин, сбитых и скошенных торцев, а их рабочая часть не должна иметь видимых повреждений. Длина этих ин­струментов должна быть не менее 150 мм. Работа зубилом, крейцмейселем и канавочником должна выполняться с использованием защитных очков (зона обработки при этом должна быть защищена экраном из металлической сетки или органиче­ского стекла);
  • рукоятки ручных ножниц для разрезания металла должны быть гладкими, без вмятин, зазубрин и заусенцев, а с их внутренней стороны должен быть предусмотрен упор, предотвращающий сдавливание пальцев руки;
  • ручные рычажные ножницы должны быть надежно закрепле­ны на верстаке и снабжены прижимами на верхнем подвиж­ном ноже для обеспечения прижатия разрезаемого листа к по­верхности нижнего неподвижного ножа и противовесом, обе­спечивающим удержание верхнего ножа в безопасном положении;
  • губки гаечных ключей должны быть строго параллельны, а их размер должен соответствовать размеру гаек и головок винтов или болтов;
  • запрещен подъем домкратами (винтовыми, пневматическими или гидравлическими) грузов массой свыше паспортной грузо­подъемности.

Электроинструмент, применяемый при выполнении слесар­ных и сборочных работ, должен отвечать следующим требованиям:

  • ручной электроинструмент должен подключаться к электриче­ской сети напряжением не более 42 В. В тех случаях, когда под­ключение электроинструмента к сети напряжением 42 В невоз­можно, допускается его подключение к сети напряжением 220 В, но при этом должно быть предусмотрено защитное отключение или наружное заземление корпуса. При работе с электроинструментом, подключенным к сети 220 В, обязательным являет­ся использование средств электрозащиты (резиновые коврики, диэлектрические перчатки и т.п.);
  • электрические кабели и провода для обеспечения их целостно­сти должны подводиться к электроинструменту через эластич­ную трубку длиной не менее пяти диаметров кабеля, которая устанавливается в корпус электроинструмента;
  • рабочие органы электроинструментов, за исключением элек­тродрелей, должны иметь защитные кожухи;
  • в случае обнаружения неисправностей электроинструмента ра­бота с ним должна быть немедленно прекращена;
  • разборка и ремонт электроинструмента, штепсельных разъемов и проводов разрешается только персоналу, осуществляющему обслуживание электроинструмента (самостоятельный ремонт категорически запрещен).

Ручной пневматический инструмент, применяемый при вы­полнении слесарных и сборочных работ, должен отвечать следу­ющим требованиям:

  • рабочая часть инструмента не должна иметь повреждений (тре­щин, выбоин, заусенцев) и должна быть правильно заточена;
  • боковые грани инструмента не должны иметь острых кромок;
  • хвостовая часть инструмента, устанавливаемая в присоедини­тельное устройство, должна плотно прилегать к его стенкам и обеспечивать надежное центрирование инструмента;
  • на хвостовой части инструмента не должно быть поврежде­ний;
  • пневматические инструменты должны быть снабжены вибро­гасящими устройствами;
  • пневматический инструмент должен быть оборудован глушите­лем выхлопа воздуха и не должен допускать попадания отрабо­танного сжатого воздуха на работника, загрязняя зону его ды­хания;
  • ударные инструменты должны быть оборудованы устройства­ми, не допускающими вылет рабочего инструмента.

При работе с пневматическим инструментом необходимо со­блюдать следующие правила и нормы безопасности:

  • перед присоединением воздушного шланга к инструменту его необходимо продуть, направляя в зону, в которой не наблюда­ется присутствия людей;
  • присоединение шланга к инструменту следует производить при помощи штуцера, ниппеля или стяжных хомутов;
  • соединять отдельные части шланга в случае необходимости при помощи металлической трубки, накладывая на нее хомуты по­верх шланга;
  • присоединение шланга к инструменту или к соединительной трубке проволокой категорически запрещено;
  • шланг пневматического инструмента к централизованной сети разводки сжатого воздуха присоединяют, используя вентиль, обеспечивающий перекрытие подачи сжатого воздуха;
  • отсоединяя шланг пневматического инструмента, необходимо сначала перекрыть вентиль, соединяющий шланг с централизо­ванной магистралью подачи сжатого воздуха;
  • проверить работу пневматического инструмента на холостом ходу до установки рабочего инструмента, включив его на не­продолжительное время (1 …3 мин);
  • начинать работу пневматическим инструментом можно только после того, как рабочий инструмент плотно прижат к обраба­тываемой поверхности;
  • ремонт пневматического инструмента на рабочем месте не до­пускается;
  • при выполнении работ с применением пневматического ин­струмента не допускается натягивание и перегибание воздухо­подводящих шлангов;
  • подача воздуха к пневматическому инструменту осуществляет­ся после того, как инструмент будет установлен в рабочее по­ложение.

Стационарное технологическое оборудование применяется для замены ручного труда механизированным. К этому виду обо­рудования относятся ножницы для резки металла (гильотинные, дисковые, роликовые и пресс-ножницы), прессы и гибочные стан­ки (трех- и четырехвалковые).

Гильотинные ножницы должны быть снабжены столом или рольгангом, установленным на уровне неподвижного ножа. На столе или рольганге монтируют направляющие и предохранитель­ные линейки таким образом, чтобы была возможность наблюде­ния за линией реза. Подача разрезаемого листа на ножницы долж­на быть механизирована и осуществляться с рабочего места рез­чика. Положение разрезаемого листа относительно подвижного и неподвижного ножей должно фиксироваться механическими или гидравлическими прижимами, привод которых блокируется с пу­сковым механизмом станка. Цилиндрические прижимы, устанав­ливаемые вне зоны ограждения ножей, следует закрывать по окружности специальными ограждениями, позволяющими осу­ществлять регулирование прижимов по высоте в зависимости от толщины разрезаемого листа. Ножницы необходимо обеспечить предохранительными устройствами, сблокированными с пуско­вым механизмом. Привод ножниц не должен допускать сдвоенных ходов и самопроизвольного опускания подвижного ножа.

Не допускается разрезание на гильотинных ножницах полосо­вого материала, ширина которого не позволяет зафиксировать по­ложение заготовки на столе.

Эксплуатация ножниц должна быть приостановлена в случае затупления режущей кромки хотя бы одного из ножей или при на­личии зазора между ними свыше 0,05 толщины разрезаемого ли­ста.

Пресс-ножницы должны быть оборудованы ограждениями опас­ных зон, исключающими травмирование рук работающего.

Дисковые ножницы должны быть снабжены ограждениями ра­бочей зоны и зон подачи обрабатываемого материала и его при­емки. Ограждения должны обеспечить защиту работающего от нанесения травм концом обрабатываемой ленты при ее сходе с подающего устройства и выходе из-под ножей по окончании про­цесса резания.

Роликовые ножницы должны быть оснащены устройствами по укладке обрабатываемого материала, например столами. В конструк­ции роликовых ножниц должны быть предусмотрены устройство, регулирующее величину зазора в зависимости от толщины разреза­емого материала, а также защитные приспособления, не допуска­ющие попадания пальцев работающего под ножи (ролики). Диаметр ножей (роликов) должен быть больше толщины разрезаемого мате­риала не менее чем в 30 раз, что обеспечивает затягивание материа­ла под ножи, не вызывая необходимости его проталкивания.

Гибочное оборудование должно быть оснащено приемными устройствами для обработанных деталей, снабженными специаль­ными ограждениями для защиты работающего от травмирования.

При гибке листового материала с применением бумаги или тка­ни категорически запрещается расправление образовавшихся на них складок. Не допускается протирание опорных и рабочих вал­ков в процессе вращения.

Перед подачей профильного проката под гибочные валки не­обходимо выправить и зачистить их торцы, что обеспечивает сво­бодную заправку проката в зажим и ролики станка.

При гибке профильного проката работник должен находиться на расстоянии не менее 1 м от свободного конца изгибаемого профиля.

Защитные ограждения гибочного оборудования должны быть сблокированы с пусковым устройством таким образом, чтобы ис­ключить возможность включения станка при открытом защитном ограждении.

Эксплуатация гибочного оборудования не допускается:

  • при неравномерном (рывками) перемещении верхнего валка;
  • несоответствии хода верхнего валка показаниям индикатора;
  • провисании верхнего валка.

При выполнении сборочных работ достаточно часто приходит­ся производить пайку соединяемых деталей. В этих случаях ис­пользуется низкотемпературная (мягкими припоями) и высоко­температурная (твердыми припоями) пайка.

Пайка твердыми припоями, при которой основным источником теплоты является паяльная лампа, требует выполнения определен­ных правил, обеспечивающих безопасность работ:

  • работник, осуществляющий пайку твердыми припоями, должен пройти специальный курс обучения, сдать квалификационный экзамен и получить соответствующее удостоверение;
  • паяльные лампы необходимо не реже 2 раз в год подвергать контрольным гидравлическим испытаниям при двойном рабо­чем давлении, которые оформляют специальным актом;
  • при пайке твердыми припоями запрещается применение бен­зиновых паяльных ламп;
  • при работе с керосиновыми паяльными лампами категориче­ски запрещается:

разжигать лампы подачей горючего через горелку; приближаться с горящей паяльной лампой к легковоспламеня­ющемуся объекту;

производить заправку лампы горючим веществом в процессе работы;

выполнять разборку лампы вблизи открытого огня; заправлять керосиновую лампу бензином;

снимать горелку с паяльной лампы до того, как давление в лам­пе не достигнет нормальных, соответствующих окружающей среде значений;

  • стравливание воздуха из резервуара паяльной лампы допуска­ется производить только после того, как лампа будет погашена, а горелка остынет до температуры окружающей среды;
  • паяльные лампы могут быть использованы в технологическом процессе только в том случае, если расстояние от образованно­го лампой пламени составляет не менее 1,5 м до токоведущей части напряжением до 10 кВ, при напряжении более 10 кВ это расстояние должно составлять не менее 3 м;
  • категорически запрещается разжигать паяльные лампы непо­средственно под оборудованием, проводами и кабелями или вблизи маслонаполненных аппаратов.

Электробезопасность.

Тело человека является проводником электрического тока, но проводимость тканей биологического происхождения отличается от проводимости обычных проводни­ков. Она обуславливается не только физическими свойствами тка­ни, но и биологическими процессами, происходящими в организ­ме. Поэтому сопротивление человеческого тела прохождению че­рез него электрического тока постоянно меняется в зависимости от большого числа разнообразных факторов, в том числе от со­стояния поверхности кожи и окружающей среды, а также от цело­го ряда физиологических факторов. Как известно, человеческие ткани состоят на 60% из воды и могут рассматриваться в качестве электролита, который разлагается под воздействием электриче­ского тока.

Ткани человека имеют разное сопротивление. Так, например, мышечная ткань, кровь, а в особенности головной и спинной мозг имеют крайне малое сопротивление, в то время как кожа, кости, жировая ткань и сухожилия обладают достаточно большим сопро­тивлением. На сопротивление биологических тканей большое влияние оказывает их физиологическое состояние. Так, например, обычное потоотделение резко снижает сопротивление кожи.

Проходя через организм человека, электрический ток оказыва­ет на него термическое и электролитическое воздействие, которое представляет собой обычные физико-химические процессы, но одновременно электрический ток может оказывать на организм и биологическое воздействие.

В результате термического воздействия тока на организм чело­века на отдельных участках тела появляются ожоги, происходит нагрев кровеносных сосудов, нервов, сердца, мозга и других орга­нов, что приводит к серьезным функциональным расстройствам. Электролитическое действие тока вызывает разложение биологических жидкостей организма, что приводит к изменению физико- химического состава. В результате биологического воздействия тока происходит нарушение биохимических процессов, протека­ющих в организме человека.

Многообразное воздействие тока на организм человека может привести к разным видам травм электрическим током, которые условно делят на два типа: местные травмы электротоком и трав­мы электротоком, поражающие организм в целом.

При местных травмах электрическим током происходит нару­шение целостности тканей, в том числе и костей. В большинстве случаев при местных травмах поражаются поверхностные ткани организма — кожа, в ряде случаев наблюдается также поражение мягких тканей, сухожилий и костей. Как правило, местные травмы поддаются лечению и работоспособность пострадавшего восстанавливается, и только в отдельных случаях местные травмы могут привести к летальному исходу. К местным травмам относятся ожо­ги, электрические знаки, металлизация кожи, механические по­вреждения и электроофтальмия. Примерно в 75% случаев при по­ражении электрическим током наблюдаются местные травмы.

Электрический ожог — наиболее распространенный вид травм электрическим током, который происходит при прохождении электрического тока через организм человека в результате его не­посредственного контакта с токоведущими частями. Такой ожог тем опаснее, чем больше величина тока, проходящего через орга­низм человека, и чем продолжительнее это прохождение. Различа­ют четыре степени ожогов по их тяжести:

  • I — поражение кожи;
  • II — образование пузырей;
  • III — омертвление кожи по всей ее толщине;
  • IV — обугливание тканей.

Электрические знаки представляют собой пятна на теле человека, подвергшегося воздействию электрического тока. Обычно пятна имеют круглую или овальную форму, но в некоторых случаях могут воспроизводить контуры токоведущих частей, которых коснулся по­терпевший. В результате поражения участки кожи становятся твер­дыми, происходит как бы омертвение ткани. Обычно электрические знаки поддаются лечению и не вызывают последствий.

Металлизация кожи — проникновение в верхнюю часть кож­ного покрова мельчайших частиц металла, распылившегося под воздействием электрической дуги. Наиболее часто металлизация наблюдается при коротких замыканиях. Обычно пораженный брызгами металла участок кожи восстанавливается.

Механические повреждения в виде разрыва тканей, сосудов, су­хожилий, вывихов, иногда переломов костей происходят в резуль­тате непроизвольных судорожных сокращений тканей под воздей­ствием электрического тока.

Электроофтальмия возникает в результате воздействия мощ­ного ультрафиолетового излучения вольтовой дуги на роговицу и слизистую оболочку глаза, что приводит к ее воспалению.

Электрический удар — наиболее опасная форма воздействия электрического тока на организм человека, в результате которого происходит поражение всего организма. В зависимости от тяже­сти различают четыре степени воздействия электрического удара на организм человека:

  • I — судорожное сокращение мышц без потери сознания;
  • II — судорожное сокращение мышц с потерей сознания;
  • III — потеря сознания с нарушением сердечной деятельности шли дыхания;
  • IV — клиническая смерть.

Пожарная безопасность.

Пожар — неконтролируемое горение, наносящее материальный ущерб и создающее опасность для жизни и здоровья людей. Причины пожара на предприятии носят различный, в том числе технический, характер (в порядке убывания по частоте возникновения пожаров): нарушение технологического режима; не­исправность электроустановок; самовозгорание промасленной вето­ши и других материалов; неисправность оборудования; искры при электро- и газосварочных работах; ремонт оборудования на ходу.

В целях предупреждения пожаров намечаются мероприятия по их профилактике:

  • организационные (правильная эксплуатация оборудования и внутрицехового транспорта; противопожарный инструктаж ра­ботающих; организация добровольных пожарных дружин; ор­ганизация пожарно-технических комиссий; издание приказов по усилению пожарной безопасности);
  • технические (соблюдение противопожарных норм и правил при проектировании производственных помещений, монтаже электропроводки, установке оборудования, отоплении, венти­ляции, освещении);
  • режимного характера (запрещение курения в неустановленных местах, производство сварочных и других работ в пожароопас­ных помещениях);
  • эксплуатационные (профилактические ремонты и осмотры обо­рудования, испытания технологического оборудования).

Классификация помещений по пожаро- и взрывоопасности.

Все производственные помещения в соответствии с типовыми правилами пожарной безопасности промышленных предприятий подразделяют на несколько категорий в зависимости от применя­емых в технологическом процессе веществ и материалов:

  • категория А — взрывоопасные помещения, в которых приме­няют горючие газы с нижним пределом воспламенения до 10%, жидкости с температурой вспышки до 28 °C, вещества, которые способны воспламеняться и гореть при соединении с водой, кислородом воздуха или друг с другом;
  • категория Б — взрыво- и пожароопасные помещения, в кото­рых используют газы с нижним пределом воспламенения более 10% и жидкости с температурой вспышки от 28 до 61 °C; поме­щения, в которых образуется пыль с нижним концентрационным пределом воспламенения до 65 г/м3;
  • категория В — пожароопасные помещения, в которых приме­няют жидкости с нижним пределом вспышки свыше 61 °C, а в процессе производства образуются пыли с нижним концентра­ционным пределом воспламенения более 65 г/м3;
  • категория Г — помещения, в которых используют горючие ве­щества и материалы в горячем, раскаленном и расплавленном состоянии;
  • категория Д — помещения, в которых обрабатывают горючие вещества и материалы в холодном состоянии.

Пожарная сигнализация.

Основным условием пожарной без­опасности на промышленном предприятии является применение автоматических устройств (извещателей), позволяющих опове­стить дежурный персонал о пожаре и месте его возникновения.

По принципу действия такие устройства могут быть максималь­ными и дифференциальными. Максимальные пожарные извеща­тели срабатывают при определенных, заранее заданных значени­ях контролируемого параметра (температурные, световые, дымо­вые).

Организация пожарной охраны предприятия.

На машиностро­ительном предприятии устанавливают порядок проведения противопожарных инструктажей и занятий по пожарно-техническому минимуму с рабочими и служащими.

Противопожарный инструктаж осуществляется в два этапа: сначала его проводит начальник пожарной охраны, инструктор пожарной охраны или начальник караула, а затем с противопо­жарными правилами знакомятся на конкретном производствен­ном участке.

На предприятии создают добровольные пожарные дружины, которые занимаются профилактикой и предупреждением пожа­ров в цехах и на своих рабочих участках.

Средства пожаротушения.

В практике пожаротушения наиболее широко применяют следующие способы прекращения горения:

  • изоляция очага горения от воздуха;
  • охлаждение очага горения;
  • интенсивное торможение скорости химической реакции в пла­мени;
  • механический срыв пламени в результате воздействия на него сильной струи газа или воды;
  • создание условий, препятствующих распространению огня.

Широкое распространение при пожаротушении получили ог­нетушители: жидкостные, пенные и углекислотные.

Оказание первой помощи при несчастных случаях.

Первая до­врачебная помощь при несчастном случае на производстве оказы­вается разными способами, выбор которых зависит от характера нанесенной травмы: ушибы, переломы, термические ожоги, те­пловой удар, отравление, поражение электрическим током.

При ушибах следует обеспечить иммобилизацию (покой, непод­вижное состояние) ушибленной части тела. Затем необходимо охладить ушибленную часть тела, наложив на место ушиба лед или ткань, смоченную холодной водой. В случае подозрения на ушиб внутренних органов необходимо снять с потерпевшего стесняюшую его одежду, уложить его на ровное место и дождаться прибытия «скорой медицинской помощи» или медицинских ра­ботников предприятия.

При переломах необходимо обеспечить иммобилизацию кости в месте перелома, наложив шину из специальных или подручных материалов, зафиксировав положение суставов конечностей, при­легающих к месту перелома. Вопрос о транспортировании постра­давшего в медицинское учреждение может быть решен только ме­дицинским работником.

При ожогах оказание первой помощи зависит от характера ожога (термический или химический) и степени поражения по­страдавшего.

При термических ожогах, если на пораженной поверхности от­сутствуют пузыри (ожог I степени), пораженное место промывают струей холодной воды и обрабатывают слабым раствором перман­ганата калия (розового цвета), спиртом или одеколоном и накла­дывают сухую стерильную повязку.

При наличии пузырей на пораженных участках тела (ожог II степени) поступают аналогичным образом, но обожженные участ­ки обрабатывают только вокруг пузырей, не допуская их разрыва.

В тех случаях, когда имеют место тяжелые ожоги, сопровожда­ющиеся обугливанием тканей тела, места ожогов необходимо за­крыть стерильной повязкой.

Если ожог произошел через одежду или обувь, необходимо бы­стро и аккуратно их снять.

При поражении электрическим током необходимо немедленно освободить пострадавшего от воздействия электрического тока, отключив установку от электрической сети.

Если установка не может быть быстро отключена от сети, не­обходимо принять меры по освобождению пострадавшего от воз­действия электрического тока, не прикасаясь к нему, так как это опасно для жизни.

Для освобождения пострадавшего от контакта с токоведущими частями следует воспользоваться канатом, палкой или каким-либо другим предметом, не проводящим электрический ток.

Пострадавшего эвакуируют одной рукой, держа другую за спи­ной или в кармане, чтобы исключить возможность замыкания электрической цепи между пострадавшим и оказывающим ему первую помощь.

Правила промышленной санитарии.

Промышленная санита­рия предусматривает создание на производстве условий, обеспе­чивающих необходимую температуру в производственных поме­щениях, хорошую вентиляцию, достаточную освещенность рабо­чих мест, отсутствие сквозняков, наличие вспомогательных и бытовых помещений.

Температура производственных помещений должна поддержи­ваться в пределах 16…20°C.

Вентиляция производственных помещений должна обеспечи­вать создание комфортных условий труда за счет поддержания не­обходимого температурного режима, удаления вредных газов и пыли. Вентиляция может быть приточной и вытяжной.

Оптимальная освещенность на рабочем месте должна обеспечи­вать снижение нагрузки на глаза, облегчая работу и уменьшая воз­можность травматизма. Освещение может быть как естественным (дневное освещение), так и искусственным (электрическое освеще­ние). Предпочтительным является естественное освещение.

Помимо общих правил гигиены большое значение имеет лич­ная гигиена работника, под которой понимают меры, направлен­ные на сохранение здоровья, предупреждение и устранение усло­вий, которые могут привести к ухудшению здоровья.

Для сохранения здоровья и предупреждения заболеваний необ­ходимо:

  • делать короткие перерывы во время работы, позволяющие снять усталость (кроме того, следует иметь в виду, что после ра­боты стоя отдыхать нужно сидя, и наоборот);
  • отводить на сон не менее 8 ч в сутки;
  • в процессе работы время от времени менять рабочую позу;
  • после окончания рабочего дня мыть в душе с мылом все тело.

Автоматизация сборочных процессов с использованием промышленных роботов.

Классификация роботов.

В зависимости от назначения роботы условно подразделяют на два класса: производственные и транс­портные.

Производственные роботы, осуществляющие основные тех­нологические процессы, обычно оснащают соответствующими инструментами или устройствами.

Транспортные роботы осуществляют межоперационное пе­ремещение заготовок и деталей, передают готовые изделия и скла­дируют их, например в конце сборочной линии укладывают гото­вые изделия в контейнеры или в поддоны. В ряде случаев транс­портные роботы наряду с вспомогательными операциями по транспортированию могут также выполнять основные технологические операции; аналогично производственные роботы часто изготовляют приспособленными для выполнения определенных транспортных операций.

Каждый из этих классов роботов может быть специальным или универсальным.

Универсальные роботы выполняют как основные, так и вспомогательные операции.

Специальные роботы предназначены для выполнения отдельных операций, например завинчивания гаек.

Основные параметры промышленных роботов.

К основным параметрам, определяющим технологические возможности промышленных роботов, относятся мобильность, грузоподъемность, число степеней свободы рабочих органов, точность позициониро­вания, рабочая зона, тип системы управления.

Мобильность — способность робота перемещаться в про­странстве.

Различают стационарные и передвижные роботы, которые мо­гут обслуживать группу технологического оборудования, напри­мер объединенного конвейером.

Грузоподъемность — максимальная масса груза, которой ро­бот способен манипулировать. Этот параметр характеризуется наибольшей силой, развиваемой рабочими органами робота в лю­бом положении.

Число степеней свободы рабочих органов — параметр, харак­теризующий подвижность робота.

Точность позиционирования — параметр, определяющий сте­пень точности движения рабочих органов при многократных пе­ремещениях изделий заданной массы в предусмотренное положе­ние.

На точность позиционирования влияют грузоподъемность, кон­струкция и кинематика рабочих органов, тип привода и система управления.

Особенно высокие требования в отношении точности позицио­нирования предъявляют к сборочным роботам, предназначенным для обслуживания таких сборочных операций, как запрессовка, сборка высокоточных сопряжений и т. д.

Рабочая зона — параметр, характеризующий пространство, занимаемое рабочим органом робота при совершении всех видов предусмотренных движений.

Системы управления промышленными роботами осуществля­ют формирование логической последовательности выполнения операций их рабочими органами по заданным параметрам.

Устройство промышленных роботов.

Независимо от типа и на­значения промышленный робот состоит из механической части и системы управления, в которую входят блоки памяти и логики и пульт управления.

Механическая часть промышленного робота.

Конструкция механической части зависит от назначения робота, числа степе­ней свободы, типа приводных устройств, системы управления. Механическая часть робота (рис. 1) состоит из станины 3, обыч­но устанавливаемой на основании 1, и одного или нескольких ры­чажно-захватных устройств 2. Рычажно-захватное устройство — основной орган робота, способный совершать возвратно-поступательное и вращательное движения. Рычажно-захватные устрой­ства можно условно классифицировать по конструкции, типу привода, расположению и т. п. Например, в зависимости от кон­струкции рычажно-захватные устройства могут быть стационар­ными, выдвижными, телескопическими, шарнирными и портальными.

Механическая часть про­мышленного робота и основ­ные движения
Рис. 1. Механическая часть про­мышленного робота и основ­ные движения:
1 — основание; 3 — рычажно-захватное устройство; 3 — станина

Следует отметить, что одинаковое число степеней свободы рычажно-захватного устройства может быть достигнуто за счет сочетания различных возвратно-поступательных и вращательных движений. Например, три степени свободы рычажно-захватного устройства обеспечиваются при следующих сочетаниях движений: трех возвратно-поступательных (рис. 2, а); двух возвратно- поступательных и одного вращательного (рис. 2, б); одного возвратно-поступательного и двух вращательных (рис. 2, в); трех вращательных (рис. 2, г).

Возможные движения рычажно-захватного устройства робота при одинаковом числе степеней свободы и различных системах координат отсчета перемещений
Рис. 2. Возможные движения рычажно-захватного устройства робота при одинаковом числе степеней свободы и различных системах координат отсчета перемещений:
а—г — соответственно прямоугольная, цилиндрическая, полярная и сферическая система координат

Наибольшая часть промышленных роботов снабжена рычажно­захватными устройствами, имеющими 3—5 степеней свободы.

Тип системы координат, в которой перемещается рабочий ор­ган, наряду с числом степеней свободы оказывает существенное влияние на зону обслуживаемого пространства. Если зону обслу­живания робота, имеющего захватное устройство с одной степе­нью свободы, работающее в прямоугольной системе координат, принять за единицу, то зона обслуживания робота при тех же условиях составит: в цилиндрической системе — 9,6; в полярной — 29,7; в сферической — 87,2.

Захватные устройства промышленного робота.

Конструк­ция, габаритные размеры и форма захватных устройств промыш­ленных роботов определяется массой, формой, габаритными раз­мерами и материалом транспортируемых деталей. Захватные устройства бывают механическими, вакуумными, электромагнитными, с эластичными камерами.

Механические захватные устройства осуществляют зажим в двух, трех и четырех точках. Основным элементом механического захватного устройства являются постоянные или сменные зажимные губки, конструкция которых во многом зависит от конфигурации удерживаемых деталей (рис. 3).

Зажимные губки для цилиндрической шаровой, внутрен­ней цилиндрической и плоской поверхностей
Рис. 3. Зажимные губки для цилиндрической (a) шаровой (б), внутрен­ней цилиндрической (в) и плоской (г) поверхностей

Часто в одном рычаге монтируют два одноместных захватных устройства (рис. 4, а) либо одно двухместное (рис. 4, б). Два двухместных захвата могут быть смонтированы на одном или на двух рычагах (рис. 4, в) и иметь независимые движения.

Многоместные захватные устройства
Рис. 4. Многоместные захватные устройства:
а — два одноместных, смонтированных на одном рычаге; б — двухместное; в — два двухместных, смонтированных на двух рычагах

Вакуумные захватные устройства просты по кон­струкции, имеют небольшую массу, равномерное распределение нагрузки по поверхности контакта. В ряде случаев такие захват­ные устройства обеспечивают одновременно центрирование дета­лей. Вакуумные захватные устройства можно применять для удер­живания деталей несложной формы из любого материала, но срок их службы относительно невелик.

Основным элементами вакуумных захватных устройств явля­ются резиновые или пластмассовые присоски и механизм для соз­дания вакуума. Наиболее простым и часто применяемым способом создания вакуума является использование эжекторов, причем в этом случае разрежение может быть получено за счет сжатого воз­духа, поступающего из заводской централизованной сети. Основ­ной деталью эжектора является тройник, в который впаивают трубки малого диаметра.

Электромагнитные захватные устройства исполь­зуют для удерживания деталей любой конфигурации из различ­ных металлов и сплавов, обладающих магнитными свойствами. По назначению электромагнитные захватные устройства аналогичны вакуумным, но значительно проще по конструкции и имеют боль­ший срок службы.

Электромагнитные захватные устройства состоят из элемен­тарных магнитов, установленных на общей раме и служащих для удерживания деталей, имеющих фасонные, круглые, ребристые и решетчатые поверхности, которые невозможно или весьма сложно захватить и удержать при помощи вакуумных захватных устройств.

Захватные устройства с эластичными камерами предназначены для захвата, удерживания и переноса деталей сложной формы и небольшой массы. Особенно эффективно при­менение таких устройств при переносе деталей из хрупких материалов. Различают захватные устройства с изгибающимися и расширяющимися эластичными камерами.

Захватное устройство с изгибающейся эластичной камерой (рис. 5, а) предназначено для захвата детали сложной формы за наружную поверхность. На корпусе 4 устройства закреплены ба­зирующие призмы 1 и две эластичные камеры 2, соединенные с пневматическим приводом патрубком 3. Камеры изготавливают так, чтобы по профилю они имели переменную жесткость. При изгибе камеры прижимают удерживаемую деталь к базирующим призмам, осуществляя ее закрепление. Высота расположения призм может регулироваться.

Захватные устройства с изгибающейся и расширяющейся камерами
Рис. 5. Захватные устройства с изгибающейся (а) и расширяющейся (б, в) камерами:
1 — базирующая призма; 2 — эластичная камера; 3 — соединительный патрубок; 4, 5— корпуса; 6 — гайка; 7 — кольца; 8 — втулка

Захватное устройство с расширяющейся эластичной камерой применяют для захвата деталей по наружному или по внутреннему диаметру. Работает устройство следующим образом: сжатый воздух поступает через отверстие в корпусе 5, при этом втулка 8, выпол­няющая роль эластичной камеры, раздувается и удерживает деталь по внутреннему (рис. 5, б) либо по наружному (рис. 5, в) диа­метру.

Требования к деталям, предназначенным для автоматической сборки.

В целях автоматизации процесса сборки с применением промышленных роботов необходимо, чтобы детали, предназна­ченные для автоматической сборки, удовлетворяли ряду общих требований:

  • качество изготовления деталей должно соответствовать требованиям чертежа или технических условий;
  • конструкция деталей должна исключать возможность их сцепления друг с другом при выходе из подающего ма­газина;
  • в конструкции деталей должны быть предусмотрены фа­ски, конусы, проточки и другие центрирующие элементы;
  • в соединениях не должны использоваться хрупкие и другие легкодеформируемые материалы.

Требования к изделиям и сборочным единицам.

Изделия или сборочные единицы, подлежащие сборке с помощью промышлен­ных роботов, должны удовлетворять следующим требованиям:

  • изделия должны состоять из законченных взаимозаме­няемых сборочных единиц, обеспечивающих возмож­ность их сборки независимо друг от друга;
  • должна быть обеспечена возможность сборки по методу полной взаимозаменяемости;
  • число сопрягаемых поверхностей и видов соединений должно быть минимальным;
  • места соединения сборочных единиц должны быть до­ступны для контроля качества соединения;
  • процесс сборки не должен иметь операций дополнитель­ной пригонки и регулирования;
  • должна быть обеспечена возможность последовательной сборки, т.е. наличие базовой детали, с которой последо­вательно соединяются другие детали узла.

Требования к промышленным роботам.

Так как в процессе сборки необходимо обеспечить компенсацию погрешностей пози­ционирования, захвата и установки деталей, к промышленным ро­ботам, применяемым в сборочном производстве, также предъяв­ляют определенные требования:

  • сборочные роботы должны осуществлять свои действия в цилиндрической системе координат;
  • размеры рабочей зоны роботов должны обеспечивать размещение вспомогательных устройств, приспособле­ний и оснастки, которыми пользуются для ведения тех­нологического процесса сборки, а также магазинов и инструментов с захватными устройствами, подающих устройств, средств контроля сборки;
  • робот должен обладать не менее чем тремя степенями свободы, а также иметь возможность получения допол­нительных степеней свободы как за счет своего переме­щения, так и перемещения сборочных инструментов;
  • робот должен быть снабжен механизмом смены захват­ных устройств и сборочных инструментов.

Для обеспечения сборки определенных изделий и контроля качества промышленные сборочные роботы снабжают датчика­ми обратной связи, применение которых позволяет существен­но упростить программирование действий промышленного ро­бота.

Промышленный робот с обратной связью (рис. 6) имеет три механические руки: рука II подает на сборочную позицию базо­вую деталь, рука I вводит в отверстие базовой детали болт, а рука III навинчивает на него гайку. Управление руками I и III осущест­вляется от скоростного позиционного сервопривода 1 на основе сигналов от тензометрического датчика силы, которые подаются в вычислительный блок 2. В последнем сигнал от тензометрического датчика сравнивается с расчетным, заданным программирующим устройством 3. Сигнал рассогласования усиливается и подается от вычислительного блока на сервопривод, который осуществляет изменение углов поворота захватных устройств, обеспечивая сборку соединяемых деталей. Вычислительный блок 2 подает сиг­нал на позиционный привод 4 руки II, которая устанавливает базо­вую деталь в заданном положении.

Структурная схема промышленного робота с обратной связью
Рис. 6. Структурная схема промышленного робота с обратной связью:
1 — сервопривод; 3 — вычислительный блок; 3 — программирующее устройство; 4 — позиционный привод; I, II, III — механические руки

Сборочный инструмент промышленных роботов.

При выборе сборочных инструментов, применяемых для комплектации промыш­ленных роботов, должны учитываться следующие требования:

  • деталь должна надежно захватываться при ее транспор­тировании и установке на место;
  • элементы инструмента, обеспечивающие его установку в манипулирующий орган, должны быть унифицированы;
  • конструкция инструмента должна обеспечивать возмож­ность встраивания датчиков обратной связи;
  • конструкция захватных устройств инструмента должна обеспечивать заданную точность позиционирования;
  • инструмент не должен деформировать деталь при захва­те и фиксации;
  • конструкция инструмента должна обеспечивать возмож­ность его легкой переналадки на различные типоразме­ры детали.

В зависимости от типа захватных устройств все сборочные ин­струменты, применяемые в промышленных роботах, могут быть подразделены на две группы: с захватными устройствами, изго­товленными отдельно от инструмента, и с захватными устройства­ми, изготовленными как единое целое с инструментом.

Захватные устройства, изготовленные отдельно от инструмен­та, обеспечивают соединение деталей, изменение их положения, перенос деталей и собранного изделия.

Захватные устройства, совмещенные со сборочным инструмен­том, отличаются большим разнообразием конструкций.

В качестве примера рассмотрим инструменты, применяемые для сборки подшипниковых узлов.

Инструмент для захвата и монтажа подшипника качения в от­верстие базовой детали
Рис. 7. Инструмент для захвата и монтажа подшипника качения в от­верстие базовой детали:
1 — губка; 2 — сферическая опора; 3 — стопорное кольцо; 4 — стакан; 5 — возду­ховод; 6 — пневматический разъем; 7, 9, 15, 17 — направляющие; 8 — корпус; 10, 16 — соответственно рабочий и прессующий шток; 11 — головка; 12 — гайка; 13, 14 — упоры; 18 — штифт; 19 — пневматический датчик; 20 — диск; 21 — шарик; 22 — эластичная струна

В инструменте для захвата и монтажа подшипников качения (рис. 7) по направляющим скольжения 7 и 9 корпуса 8 переме­щается шток 10. Головка 11 рабочего штока связана со штоком ги­дравлического цилиндра привода, расположенного внутри руки промышленного робота. Наличие детали (подшипника) в сбороч­ном инструменте контролируется с помощью пневматического датчика 19, установленного на стакане 4 и подключенного к пневматическому разъему 6 воздуховода 5. Подшипник, подлежащий сборке, помещают в начальную позицию в кассете. Сборочный инструмент, установленный в манипулятор промышленного робо­та, размещают над деталью. Когда инструмент опускается манипу­лятором вниз, рабочий шток 10 находится в крайнем верхнем по­ложении, а прессующий шток 16 весит на упоре 14. Между подшипником и фланцем прессующего штока расположен сепаратор, представляющий собой диск 20 с шариками 21. Сепаратор крепят к фланцу прессующего штока с помощью эластичной струны 22. Подшипник центрируется и захватывается тремя пружинными губками 1. При движении инструмента вниз деталь перемещает прессующий шток вверх до тех пор, пока его фланец не перекроет датчик 19, который подает команду на транспортирование под­шипника на сборочную позицию. По команде на выполнение сое­динения гидравлический цилиндр, встроенный в манипулятор промышленного робота, перемещает вниз рабочий шток 10, кото­рый через сферическую гайку 12 передает усилие на сферическую поверхность упора 13, укрепленного на прессующем штоке 16, который по направляющим 15 и 17 перемещается внутри стакана 4, расположенного соосно с отверстием корпуса. Самоустановка ста­кана относительно корпуса обеспечивается за счет его монтажа на сферической опоре 2 внутри корпуса 8 инструмента. Осевое пере­мещение стакана предотвращается стопорным кольцом 3, а пово­рот — штифтом 18. Перемещаясь вниз прессующий шток запрес­совывает подшипник в корпус.

Переналадка этого инструмента осуществляется за счет регули­рования зажимных губок 1 и датчика 19, а также установки сепа­ратора необходимого размера.

Для запрессовки резиновых уплотнительных манжет с пружи­ной применяют инструмент (рис. 8), представляющий собой цилиндрический корпус 6 с хвостовиком и фланцем для при­соединения к манипулятору промышленного робота. Внутри кор­пуса расположена подпружиненная оправка 7, вылет которой ограничивается упором 8. На оправке на двух полуосях 9, установ­ленных в пазах 5 корпуса 6, смонтирован рычаг 2, представляю­щий собой полувилку, с одной стороны которой расположен щуп 1, а с другой — кулачок 3, взаимодействующий с пневматическим датчиком 4, закрепленным на оправке 7.

Инструмент для запрессовки резиновой уплотнительной ман­жеты
Рис. 8. Инструмент для запрессовки резиновой уплотнительной ман­жеты:
a — до запрессовки; б — в момент запрессовки; 1 — щуп; 2 — рычаг; 3 — кулачок; 4 — пневматический датчик; 5 — паз; 6 — корпус; 7 — оправка; 8, 11 — упоры; 9 — полуось; 10 — манжета; 12 — крышка; 13— приспособление

При опускании инструмента в накопитель манжета 10 надева­ется на оправку 7, диаметр которой соответствует диаметру уплот­няемого вала. Манжета удерживается на оправке за счет сил тре­ния. При надевании на оправку манжета отжимает щуп 1, рычаг 2 поворачивается, перекрывая кулачком 3 сопло датчика 4, движе­ние манипулятора вниз прекращается, а инструмент с манжетой перемещается в сборочную позицию. Упор 1, установленный в приспособлении 13 на сборочной позиции, центрирует базовую деталь — крышку 12, являясь одновременно направляющей ман­жеты. При запрессовке манжеты оправка 7 упирается торцом в упор 11, а корпус 6, двигаясь вниз, сжимает пружину и запрессо­вывает манжету в гнездо. Меняя насадки на корпусе 6 и оправке 7, можно запрессовывать манжеты диаметром 32… 135 мм.

При установке плоских прокладок применяют вакуумные или электромагнитные захватные устройства. Вакуумные захватные устройства обеспечивают большую точность, и их работа не зави­сит от материала прокладок.

Вакуумное захватное устройство (рис. 9) изготовлено в виде цилиндрического корпуса 6, в котором закреплен сменный диск 2. В пазах диска установлены присоски 1. Воздух подается от силовой пневматической сети через разъем 5 и патрубок 4 в корпус 6, где размещен распределитель 3. Переналадка осуществляется сме­ной диска 2.

Вакуумное захватное устрой­ства
Рис. 9. Вакуумное захватное устрой­ства:
1 — присоска; 2 — диск; 3 — распределитель; 4 — патрубок; 5 — разъем; 6 — корпус

В процессе выполнения сборочных работ часто используют резь­бовые соединения. Для выполнения таких соединений применяют различные инструменты, один из которых показан на рис. 10.

Инструмент для сборки резьбовых соединений
Рис. 10. Инструмент для сборки резьбовых соединений:
1 — магнитный элемент; 2 — пневматический датчик; 3 — ключ; 4 — шпиндель; 5 — кронштейн; 6 — корпус; 7 — фланец; 8 — хвостовик; 9 — разъем; 10 — трубопровод; 11 — гнездо

К хвостовику 8, который одновременно с фланцем 7 является элементом автоматической смены инструмента, прикреплен кор­пус 6 пневматического резьбозавертывающего механизма, изго­товленного на базе стандартного гайковерта. Присоединяемая резьбовая деталь захватывается из накопителя магнитным элемен­том 1 и подводится к базовой детали. Сжатый воздух через разъем 9 и трубопровод 10 поступает к пневматическому двигателю. Шпиндель 4 одновременно с вращательным движением получает колебательное движение вдоль оси свинчивания, в результате чего происходит установка резьбовой детали вдоль оси гайки. После этого шпиндель получает рабочее движение вдоль оси свинчива­ния, а элемент 1 устанавливается в гнездо 11. На корпусе 6 закре­плен кронштейн 5 с пневматическим датчиком 2 контроля поло­жения торцевого ключа 3 относительно корпуса 6.

Компоновка роботизированных сборочных комплексов.

Все роботизированные сборочные комплексы состоят из типовых эле­ментов, к которым относятся промышленный робот, рабочая по­зиция, питатели, магазин с комплектом инструмента. Компонов­ка роботизированного комплекса зависит от технологического процесса сборки. Различают три типовые схемы компоновки ком­плексов оборудования с применением промышленных роботов (рис. 11).

Схема А. Технологический процесс разделен на отдельные опе­рации, при этом некоторые из них осуществляются на нескольких рабочих позициях (на приведенной схеме — на двух позициях 3, каждая из которых оснащена промышленным роботом 1). Это условие определяет необходимость применения на сборочном комплексе нескольких одинаковых позиций сборки для обеспече­ния требуемой производительности отдельных сборочных опера­ций.

Схема Б. Эта схема характеризуется применением нескольких промышленных роботов 1 упрощенной конструкции, которые вы­полняют узконаправленные специальные сборочные операции. Собираемые детали перемещаются последовательно с помощью специального транспортера 5 между несколькими позициями 3 сборки. В этом случае при отказе оборудования на одной позиции происходит остановка всей линии.

Схема В. Эта схема характеризуется максимальной концентра­цией сборочных операций на отдельных сборочных позициях с учетом их специализации, причем операции на отдельных позици­ях выполняются одновременно. Детали с одной сборочной пози­ции на другую перемещаются с помощью транспортера 5.

Типовые схемы компоновки оборудования в роботизированных сборочных комплексах
Рис. 11. Типовые схемы компоновки оборудования в роботизированных сборочных комплексах:
1 — промышленный робот; 2 — магазин с комплектом рабочих инструментов; 3 — рабочие позиции; 4 — питатели; 5 — транспортеры  

Типовой технологический процесс сборки подшипникового узла с использованием промышленного робота.

Собираемый узел (рис. 12) состоит из корпуса, крышки, двух резиновых манжет, подшипника, прокладки из картона, трех винтов, трех стопорных шайб.

Эскизы выполнения операций сборки подшипникового узла на роботизированном сборочном комплексе
Рис. 12. Эскизы выполнения операций сборки подшипникового узла на роботизированном сборочном комплексе

Последовательность сборки узла следующая:

  1. Установка корпуса в приспособление.
  2. Установка крышки в приспособление.
  3. Запрессовка манжеты в крышку.
  4. Запрессовка манжеты в корпус.
  5. Установка подшипника в корпус.
  6. Установка картонной прокладки на корпусе.
  7. Сборка крышки с корпусом.
  8. Установка трех винтов со стопорными шайбами.

Сборка производится на специально оборудованном комплек­се, в состав которого помимо промышленного робота входят:

  • магазин сборочных инструментов, выполненный в виде пятипозиционного поворотного стола;
  • две рабочие позиции, обеспечивающие установку и фиксацию базовых деталей (корпус, крышка);
  • транспортер, обеспечивающий подачу корпуса и крыш­ки на рабочую позицию;
  • магазин деталей (число магазинов соответствует числу деталей собираемого узла).

Типовой технологический процесс сборки состоит из двух групп операций:

  • загрузочно-установочные — установка корпуса и крыш­ки в соответствующие приспособления (операции 1 и 2); загрузка выходного магазина-накопителя собранными узлами;
  • сборочные — запрессовка резиновых манжет в крышку и корпус (операции 3 и 4); запрессовка подшипника в корпус (операция 5); установка картонной прокладки на корпусе (операция 6); установка крышки на корпус (опе­рация 7); установка и завинчивание болтов со стопорны­ми шайбами (операция 8). Для выполнения этих опера­ций используют инструменты, описанные ранее.

Последовательность движений робота при выполнении всех сборочных операций по приведенной схеме однотипны:

  • захват из магазина соответствующего сборочного ин­струмента;
  • выполнение сборочной операции;
  • установка в магазин использованного сборочного ин­струмента.

Автоматизация сборочных работ.

Общие сведения об автоматизации сборочных работ.

Автоматизация сборочных работ связана с передачей маши­нам, механизмам и приборам не только исполнительных функций, что имеет место при механизации технологических процессов, но и функций управления этими процессами. Автоматизация техно­логического процесса может быть полной и неполной. Наиболее часто в промышленности встречается неполная автоматизация технологического процесса сборки, которая сводится к полуавто­матической и автоматической сборке отдельных узлов, а общая сборка осуществляется вручную. Наибольшее распространение полуавтоматическая и автоматическая сборка получили в таких отраслях, как автомобиле- и приборостроение, радиотехническая промышленность.

Сложность автоматизации технологических процессов сборки связана с их значительным разнообразием, что приводит к необ­ходимости создания большой номенклатуры самого различного сборочного оборудования, вызывая существенные затруднения в его изготовлении и внедрении.

В целях сокращения номенклатуры сборочного оборудования для различных технологических процессов сборки необходима ти­пизация этих процессов, которая напрямую связана с технологич­ностью конструкций деталей и сборочных единиц, применяемых в собираемом узле. Для оценки технологичности деталей, сбороч­ных единиц и механизмов в целом с учетом возможности их авто­матической сборки используют различные критерии. Основным из этих критериев является число деталей в собираемом узле (должно быть минимальным). Сложные изделия, состоящие из большого числа деталей, необходимо компоновать из отдельных функциональных блоков, состоящих из 4—12 деталей, которые могут быть собраны независимо друг от друга. Облегчает внедрение автоматической сборки применение унифицированных конструктивных элементов у деталей, входящих в сборочную единицу. Кроме того, должна быть предусмотрена возможность установки всех входящих в сборочную единицу деталей на неподвижную базовую деталь при использовании простейших рабочих движений, а также возможность установления допусков на размеры собираемых деталей, обеспечивающих сборку по методу полной взаимозаменяемости.

Технологические процессы автоматической сборки.

При автоматической сборке наиболее целесообразным является использование типовых технологических процессов, которые применяются главным образом в условиях серийного, крупносерийного и массового производства с устойчивой номенклатурой собираемых изделий.

Основой для разработки типовых технологических процессов автоматической сборки является классификация деталей и сборочных единиц, имеющих различные конструктивные формы и размеры. Детали и сборочные единицы классифицируют по конструктивным, и технологическим признакам, на основе которых их объединяют в группы. Для каждой группы изделий выбирают схему технологиче­ского процесса сборки и типовые средства автоматизации.

Технологические процессы автоматической сборки могут быть различными по содержанию, последовательности выполнения сборочных операций, составу применяемого автоматизированного, оборудования и технологической оснастки.

В технологическом процессе автоматической сборки различают два вида операций: основные и вспомогательные. К основным относятся операции, связанные со сборкой разъемных (резьбо­вых, шпоночных, шлицевых и т.п.) и неразъемных (заклепочных, сварных, клеевых, вальцованных и т.п.) соединений. К вспомога­тельным операциям автоматической сборки следует отнести подачу деталей к сборочному оборудованию; их ориентирование в положении, необходимом для выполнения соединения; входной кон­троль; подачу в рабочую зону.

Типовой технологический процесс автоматической сборки включает в себя:

  • загрузку деталей, подлежащих сборке, в загрузочное устройство;
  • предварительную пространственную ориентацию дета­лей в загрузочном устройстве;
  • подачу собираемых деталей в зону сборки па устрой­ство, обеспечивающее базирование собираемых дета­лей и их взаимную ориентацию относительно друг друга с требуемой точностью;
  • соединение и фиксацию в требуемом положении соби­раемых деталей;
  • контроль качества сборки;
  • транспортирование сборочной единицы на следующую операцию или ее съем.

Ориентирование деталей, подлежащих автоматической сборке, состоит из трех этапов: предварительного (в загрузочном устрой­стве); промежуточного (осуществляется питателем, подающим де­тали от загрузочного устройства в зону сборки) и окончательного (на сборочной позиции перед началом процесса автоматической сборки).

В качестве загрузочных в процессе автоматической сборки при­меняют два типа устройств: магазинные и бункерные. В магазин­ных устройствах детали располагаются рядами с промежутками или без промежутков между ними, а в бункерном — навалом.

Технологическое оборудование для автоматизации сборочных работ.

Конструктивные особенности изделий и особенности технологи­ческого процесса их сборки приводят к большому числу конструк­тивных решений сборочного автоматического оборудования. Такое оборудование подразделяется на одно- и многопозиционное.

Однопозиционное сборочное оборудование.

Если сборочные операции на автоматизированном оборудовании производятся без перемещения базовой детали, то такое оборудование называют одпопозиционным. На однопозиционном оборудовании, как пра­вило, можно собирать изделия, состоящие из двух-трех деталей, К этому типу оборудования относятся механизированные уста­новки, полуавтоматы и автоматы. Однопозиционное оборудование просто по конструкции и надежно в работе, что обусловливает его достаточно широкое применение в сборочном процессе.

Механизированные установки применяют для механизации сборочных процессов в условиях мелкосерийного и единичного производства. К этому виду оборудования относятся прессы, ста­ционарные гайко- и шпильковерты, гидравлические скобы и ряд других устройств.

При использовании однопозиционных сборочных полуавтома­тов основные рабочие действия (собственно сборка) выполняются автоматически, а установка базовой и присоединяемых к ней де­талей осуществляется вручную.

Многопозиционное сборочное оборудование.

Многопозицион­ное оборудование можно подразделить на четыре типа:

  • дискретного действия, когда сборочные операции вы­полняются во время остановки транспортирующего устройства, перемещающего базовую деталь;
  • ограниченно-прерывистого действия, когда собираемые детали находятся в движении, а рабочие органы непод­вижны или имеют ограниченное перемещение относи­тельно неподвижной базы;
  • непрерывного действия, когда все рабочие операции выполняются при непрерывном движении базовой де­тали и рабочих органов автоматического оборудова­ния;
  • непрерывно-дискретного действия, когда часть рабочих операций осуществляется во время остановки транспор­тирующего органа, а часть — в процессе его движения.

Многопозиционное сборочное оборудование включает в себя механизированные, автоматизированные и автоматические сбо­рочные линии.

Механизированные сборочные линии — это линии, на кото­рых основная часть сборочных операций выполняется с примене­нием механизированных инструментов и оборудования. Собирае­мая сборочная единица перемещается с одной рабочей позиции на другую при помощи конвейера. Съем собранного изделия про­изводится вручную.

Автоматизированные сборочные линии — это линии, на ко­торых основная часть сборочных операций осуществляется с при­менение полуавтоматического и автоматического оборудования, а оставшиеся операции сборки выполняются, как правило, с приме­нением механизированного инструмента и оборудования. По ком­поновке автоматизированное многопозиционное оборудование может быть конвейерного или роторного типа.

Оборудование роторного типа применяют при сборке изделий, содержащих до десяти деталей. Если число деталей в сборочной единице превышает это количество, то более целесообразно при­менение оборудования конвейерного типа.

Автоматическая сборочная линия — это комплекс основно­го, вспомогательного и подъемно-транспортного оборудования, которое позволяет осуществлять сборочный процесс без участия человека.

Многопозиционное сборочное оборудование оснащено транс­портными устройствами, обеспечивающими перемещение базо­вой детали с одной сборочной позиции на другую.

По степени синхронизации сборочных операций автоматиче­ские линии можно подразделить на синхронные, несинхронные и комбинированные.

Синхронные сборочные линии применяют в услови­ях массового производства при сборке крупногабаритных изде­лий. На таких линиях сборочная единица последовательно пере­мещается с одной сборочной позиции на другую с определенным временным интервалом. На синхронных автоматических линиях не предусмотрено межоперационных заделов, что приводит к остановке работы линии в тех случаях, когда из строя выходит хотя бы один механизм.

Несинхронные автоматические линии состоят из замкнутого транспортера, на котором располагаются приспособ­ления-спутники с собираемыми изделиями. Приспособления-спутники не связаны жестко с транспортером, что позволяет, в случае необходимости, создавать межоперационные заделы. Не­синхронные линии имеют ряд преимуществ по сравнению с син­хронными:

  • наличие нескольких приспособлений-спутников между рабочими позициями позволяет компенсировать вынуж­денные простои отдельных единиц сборочного оборудо­вания;
  • возможность сочетать как ручные, так и автоматические операции сборки;
  • возможность встраивать в автоматическую линию обо­рудование, цикл работы которого отличается от цикла работы линии;
  • достаточно легко осуществляемая наладка линии на сборку изделий различной конфигурации.

Комбинированные сборочные линии сочетают в себе в той или иной степени участки синхронных и несинхронных линий.

Гибкие производственные системы и сборочные центры.

Не­обходимыми условиями для создания гибких производственных, систем (ГПС) являются:

  • наличие автоматизированного сборочного оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ);
  • наличие автоматизированных транспортных устройств и автоматических складов материалов, деталей и сбо­рочных единиц, которые управляются с помощью микропроцессорной техники.

Для ГПС характерен модульный принцип компоновки сборочного и вспомогательного оборудования. Отличительной особенно­стью таких систем является технологическая гибкость, что позво­ляет применять их в условиях любого типа производства.

В условиях массового производства ГПС обеспечивают рост производительности труда на 50 …60% по сравнению с синхронными сборочными линиями.

В условиях мелкосерийного производства применение ГПС позволяет эффективно осуществлять насыщение сборочного произ­водства средствами механизации и автоматизации, создавать комплексно-механизированные рабочие места сборщиков, сборочные участки и цеха с технологическими комплексами по всему циклу склад—сборка—испытание—установка.

Сборочные центры представляют собой установки широко­универсального назначения, которые оснащены манипуляторами для смены сборочного инструмента, подачи собираемых деталей и осуществления сборочных работ. Сборочные центры обеспечи­вают сборку изделий различных типов, состоящих из большого числа деталей; обладают высокой гибкостью и универсально­стью

Специальные методы автоматической сборки.

На практике автоматическую сборку применяют при сборке несложных узлов, состоящих, в большинстве случаев, из мелких деталей (например, штифтов, шайб, втулок). Автоматизация осу­ществляется за счет использования специальных вращающихся устройств, как правило, пневматического действия. Одно из таких устройств показано на рис. 1, а. Устройство состоит из барабана 3, имеющего горизонтальную ось вращения. В одной из стенок барабана установлена съемная доска L В доске выполнены гнезда со сквозными отверстиями. Размер отверстий соответствует раз­меру соединяемых деталей 2. Подлежащие сборке детали загружа­ют в барабан навалом.

Под воздействием сжатого воздуха, подаваемого в барабан по трубопроводу 4, детали перемещаются и ориентируются по гнез­дам с отверстиями. После заполнения всех гнезд съемная доска переставляется в следующий барабан, а ее место занимает но­вая.

Сборка узлов в барабане с подводом сжатого воздуха
Рис. 1. Сборка узлов в барабане с подводом сжатого воздуха:
а — схема барабана; 1 — съемная доска; 2 — детали; 3 — барабан; 4 — трубопровод; б — конструкция собираемого узла

Во втором барабане операция повторяется. Доска переставляет­ся из барабана в барабан до тех пор, пока все детали собираемого узла не займут свои места в гнездах сменной доски (рис. 1, б).

Автоматическая сборка соединений с зазорами также может осуществляться в специальных автоматических установках во вра­щающемся потоке воздуха (вихревым методом).

Такая установка представляет собой трубу (рис. 2), в кото­рой создают вращающийся вихревой поток. Деталь 3 помещают в трубу 2 с зазором 1…5 мм. Под воздействием вращающегося по­тока воздуха деталь совершает колебательные движения, траекто­рия которых зависит от параметров детали и трубы и характеристики вихревого потока.

Схема сборки вихревым методом
Рис. 2. Схема сборки вихревым методом:
1, 3 — собираемые детали; 2 — ориентирующая труба; е — отклонение собираемых деталей друг от друга

Метод относительной ориентации деталей во вращающемся потоке воздуха характеризуется наличием осевой силы, которая создается этим потоком и может достигать 100 Н. Наиболее целе­сообразно применение этого метода для выполнения соединения пар деталей, конструкции которых приведены на рис. 3.

Характерные пары, собираемые вихревым методом
Рис. 3. Характерные пары, собираемые вихревым методом.