Технология сборки машин

Сборочные работы являются заключительным этапом в производственном процессе изготовления станков и машин. Трудоемкость сборочных работ в машиностроении составляет 20-30% от общей трудоемкости изготовления изделия. От качества выполнения сборочных работ во многом зависят эксплуатационные характеристики станков и машин. Сборку осуществляют путем соединения с заданной точностью относительного положения составных элементов изделия.

Изделием в машиностроении называют любой предмет или набор ряда предметов, подлежащих изготовлению на предприятии. Изделием может быть любая машина, ее элементы в сборе, отдельные детали в зависимости от того, что является продуктом конечной стадии данного производства. Например, для станкостроительного завода изделием может являться станок, автоматическая линия, изготовление крепежных деталей — болтов, гаек и т. д.

Установлены следующие виды изделий:

• детали;
• сборочные единицы (узлы);
• комплексы;
• комплекты.

Деталь – изделие (составная часть изделия), изготовленное без применения сборочных операций. Деталь является первичным сборочным элементом каждой машины.

Сборочной единицей (узлом) называют изделие, составными частями которого являются детали в сочетании со сборочными единицами, которые могут в нее входить. Технологическим признаком составной части является возможность ее сборки обособленно от других элементов изделия. Различают составные части первого, второго и более высоких порядков. Деление изделия на составные части осуществляется по технологическому признаку. Составная часть первого порядка входит непосредственно в составную часть изделия, составная часть второго порядка – в составную часть первого порядка. Она может разделяться на составные части третьего порядка и детали и т. д. Составная часть высшего порядка разделяется только на детали.

Комплекс – это два и более изделия, не соединенных сборочными операциями, но служащих для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. В комплекс входят изделия, выполняющие основные функции, а также детали, сборочные единицы, предназначенные для выполнения вспомогательных функций, например, монтажа комплекса на месте его эксплуатации.

Комплект представляет собой два и более изделия, которые не соединены посредством сборочных операций. Эти изделия имеют общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера, например, комплект запасных частей и т. д.

Сборку разделяют на общую и сборочных единиц (узлов). При общей сборке собирают изделие, при сборке сборочных единиц (узлов) – собирают составные части этого изделия. Элемент (деталь), с которого начинают сборку изделия или его составной части, называют базовым. Базовым элементом, например, металлорежущего станка, является станина.

Построение процессов общей сборки и сборки сборочных единиц представляют с помощью технологических схем сборки. Эти схемы показывают структуру и последовательность соединения сборочных единиц в изделие и их составных частей. В единичном, мелкосерийном и серийном производстве сборку сборочных единиц и общую сборку выполняют в сборочных цехах или сборочных участках механосборочных цехов. В крупносерийном и массовом производстве сборку сборочных единиц изделий осуществляют в конце поточных линий. Общую сборку выполняют в сборочном цехе.

В зависимости от характера производства, определяемого размером изделий, трудоемкости сборочных работ и факторов сборка может быть стационарной и подвижной.

Стационарная сборка выполняется на определенном рабочем месте, к которому подают необходимые детали. Существует два вида стационарной сборки:

• сборка по принципу концентрации операций, когда работу выполняют на одном рабочем месте одним рабочим или одной бригадой, которые собирают изделие, начиная с получения деталей и кончая испытанием. Эту форму сборки применяют главным образом при единичном производстве и иногда при мелкосерийном (например, сборка турбин);
• сборка изделия по принципу расчленения операций на узловую и общую сборку, когда сборочные единицы собирают несколько рабочих или бригад одновременно; собранные сборочные единицы подают на общую сборку, где из них специальная бригада собирает изделия. Так собирают металлорежущие станки и автомобили.

В производстве крупных изделий, имеющих значительную массу и большие габариты, применяют поточную сборку на подвижных стендах, при которой рабочий или бригада рабочих выполняют одну и ту же операцию, переходя от одного стенда к другому.

Подвижную сборку выполняют также двумя способами:

• сборка со свободным перемещением собираемого изделия от одной операции сборки к другой с помощью крана, конвейера, тележек на рельсовом пути, рольгангов и т. п.;
• сборка с принудительным передвижением собираемого изделия с помощью конвейера или тележек, замкнутых ведомой цепью.

Участок подвижной сборки может включать рабочие места, на которых выполняется стационарная сборка сборочных единиц и подготовка деталей к сборке.

Оборудование, применяемое при сборке автомобилей

Существует несколько типов оборудования

• молотки;
• кернеры;
• зубила;
• крейцмейсели;
• дрели;
• шлифовальные машины;
• гайковерты.

• подставки;
• поворотные столы;
• стенды для сборки коробок передач и двигателей;
• приспособления для прессовки шестерен, втулок, подшипников на валы.

• специальные контрольные приспособления;
• стенды для определения эксплуатационных параметров собранного агрегата или автомобиля в целом.

• подъемники с электрическим или гидравлическим приводом;
• различные кран-балки;
• тельферы;
• электротали.

• электрокары;
• электропогрузчики;
• тележки;
• конвейеры.

Сборка, как правило, осуществляется в соответствии с технологической цепочкой, соответственно и рабочие места рабочих-сборщиков должны располагаться одно за другим по технологии сборки.

Все оборудование, приспособления и инструмент должен быть исправным и использоваться только по назначению. Инструмент с электрическим и пневматическим приводом перед применением необходимо опробовать простым включением не присоединяя к собираемым агрегатам и узлам. Все провода и шланги должны иметь заводскую изоляцию и оплетку, не допускается разлохмаченная тканевая изоляция и изоляция, отремонтированная с помощью изоленты. Невыполнение этих требований может привести не только к отказу в работе оборудования, но и к возникновению ситуаций опасных для жизни как работающих с этим оборудованием, так и окружающих.

Основы технологии сборки машин. Применяемое оборудование и инструмент

2. Основы технологии сборки машин. Применяемое оборудование и инструмент

Под сборкой понимают процесс соединения деталей в пары и узлы, деталей в агрегаты, агрегатов, узлов, деталей в машину с соблюдением кинематических схем, посадок, размерных цепей, заданных техническими условиями и сборочными чертежами.

При сборке должны выполняться следующие требования:

— строгая последовательность выполнения операций при сборке машины в соответствии с требованиями технологии; деталь – сопряжение – сборочная единица – узел – агрегат – машина;

— сборка должна выполняться с помощью современных средств (стендов, кантователей, прессов, гайковертов и д.р.);

— перед сборкой детали должны быть промыты, рабочие поверхности протерты и смазаны маслом, каналы продуты;

— перед сборкой необходимо проверить статическую и динамическую балансировку деталей;

— при сборке следует соблюдать зазоры, натяги, разбеги, люфты, соосности, регулировки, затяжку резьб и др. параметры;

— при сборке необходимо тщательно следить за герметичностью сборки трубопроводов, фланцевых соединений, не допуская подтекания топлива, масла, воды, подсоса воздуха;

— при сборке нераскомплектованные детали следует ставить парами по меткам, нанесенным при разборке.

Процесс сборки узлов и агрегатов слагается в основном из ряда типовых сборочных работ (сборка соединений с неподвижными и подвижными посадками, сборка конусных, шлицевых, шпоночных соединений, сборка шестерен и т.д.).

Особенности сборки основных типовых составных частей.

Сборку резьбовых соединений включает: подачу деталей, их установку и предварительное ввертывание, подвод и монтаж инструмента, завинчивание, затяжку, отвод инструмента, дотяжку, стопорение от самоотвинчивания. По ориентировочным подсчетам резьбовые соединения составляют более 70% от всех соединений, имеющихся в современных конструкциях машин. Трудоемкость сборки этих соединений занимает 25…30% в общем объеме сборочных работ.

На качество сборки резьбовых соединений большое влияние оказывают состояние опорных поверхностей деталей; состояние и точность изготовления резьб; жесткость скрепляемых деталей; прочность стопорных устройств; отсутствие искривлений и перекосов на сопрягаемых поверхностях.

Стопорение соединений с целью предотвращения самоотвинчивания болтов, винтов, гаек должно производиться правильно выбранными способами и средствами. Существуют следующие способы стопорения: контргайкой, проволокой, шплинтом, пружинными, тарельчатыми шайбами, применением герметиков и анаэробных составов, стопорными шайбами и др.

Усилие затяжки (момент) резьб следует выдерживать в определенных пределах, используя динамометрические ключи и рекомендации НТД.

Сборка опор с подшипниками качения. Детали сборочной единицы, собираемые с подшипниками качения, должны быть чистыми, посадочные места на валу и в корпусе подшипника должны иметь установленную техническими требованиями форму и надлежащую шероховатость поверхности.

Усилие запрессовки должно передаваться непосредственно и исключительно на торец сопрягаемого кольца: внутреннего – при напресовке на вал и наружного – при постановке в корпусе подшипника. Передача усилия через шарики, ролики, сепараторы при монтаже подшипников запрещена.

Правильно посаженный подшипник должен легко и плавно вращаться от руки без заметного торможения. Радиальный люфт подшипника оценивают осевым перемещением внутреннего кольца относительно наружного, он должен быть 0,15…0,25 мм.

Сборка подшипников скольжения. В тракторах, автомобилях, сельскохозяйственных машинах применяются подшипники скольжения, конструктивно оформленные в виде втулок или разъемных вкладышей.

Втулки чаще запрессовывают в корпуса с натягом. Реже их устанавливают с подвижной посадкой и при этом стопорят.

Усилие следует прилагать равномерно по всей окружности запрессовываемой детали, применяя специальные оправки. При этом очень важно установить ее правильно для предотвращения перекоса. Перед запрессовкой втулка и отверстие корпуса должны быть тщательно очищены, а острые углы – опилены. Для предотвращения появления задиров поверхность детали смазывают минеральным маслом. Следует иметь в виду, что после запрессовки внутренний диаметр втулки уменьшается. Поэтому втулки растачивают или развертывают после запрессовки в корпусе.

При сборке подшипников скольжения необходимо проверять соосности опор и масляный зазор в сопряжении.

Сборка прессовых соединений. Надежность прессовых соединений зависит от размеров, геометрической формы, шероховатости деталей, а также от способа формирования соединения. Размеры, геометрическая форма, шероховатость деталей соединения должны соответствовать техническим требованиям. Соединения с неподвижными посадками собираются путем запрессовки одной детали в другую вхолодную при помощи гидравлических или механических прессов. Усилие запрессовки контролируется манометром пресса.

Детали небольших диаметров и со слабым натягом собирают при помощи ручного пресса или вручную ударами молотка, изготовленного из мягкого материала. При этом надо пользоваться приспособлениями, позволяющими равномерно распределять ударную силу. Во избежание перекосов на деталях делают фаски, используют центрирующие оправки, специальные приспособления.

Детали значительных диаметров, а также с большим натягом собирают после предварительного нагрева охватывающей детали или охлаждения охватываемой. Общий нагрев деталей не должен превышать 500 0 С. Нагревают детали в масле или расплавленном свинце, а охлаждают в жидком азоте.

Сборка шпоночных соединений. При сборке ряда деталей применяют призматические и сегментные шпонки. Особое внимание уделяют подгонке шпонок по торцам и зазору по наружной стороне шпонки.

Обычно шпонку устанавливают в паз вала плотно или с натягом, а в пазу охватывающей детали создают более свободную посадку. Люфт шпонок в канавках валов не допускается. Охватывающая деталь не должна «сидеть» на шпонке. Ее необходимо центрировать по цилиндрической или конической поверхности вала. При этом между верхней плоскостью шпонки и впадиной паза должен быть достаточный зазор.

При сборке шпонок небольших размеров применяют молотки или оправки из цветного металла. Целесообразнее запрессовывать шпонки прессом или специальными струбцинами.

Сборка шлицевых соединений. Шлицевое соединение деталей может быть подвижным и неподвижным. Независимо от вида шлицевого соединения сборку следует начинать с осмотра состояния шлицов обеих деталей. Не допускаются забоины, задиры, заусенцы. Особое внимание должно быть уделено осмотру внешних кромок и закруглений внутренних углов шлицов. При подвижной посадке шестерни на шлицевом валу должны свободно перемещаться вдоль вала без заедания и не должна иметь на нем люфта.

При сборке шлицевого соединения по шлицевому валу подбирают сопрягаемую деталь (шестерню, муфту и др.).

Необходимость этого вызывается тем, что в процессе механической обработки не удается обеспечить точность сопрягаемых поверхностей.

После сборки шестерни со шлицевым валом ее проверяют на биение при помощи индикатора на призмах или в специальных центрах.

Герметизация при сборке машин. Герметизацию картеров, корпусов, полостей машин можно обеспечить:

— применением прокладочного материала: картона, паронита, бумаги, ткани, резины, пробковых прокладок, самотвердеющих и жидких прокладок (герметиков, замазок, паст);

— применением специальных устройств: магнитожидкостных уплотнителей, сальников (самоподжимных, простых, резиновых, войлочных, комбинированных);