Определение фонда времени и расчеты, связанные с объемом выпуска воздушного клапана тормозного крана

1.  Определение фонда времени и расчеты, связанные с объемом выпуска.

Действительный фонд времени F_д для работников определяем согласно исходным данным, приведенных в таблице 1.

Таблица 1 - Действительный годовой фонд времени работы работников

Принимаем двухсменный режим работы, 40-часовую рабочую неделю с двумя выходными днями.

Действительный годовой фонд работы оборудования F_до (в часах) рассчитываем по формуле:

F_до = [(365-104-C)×8]×m×(1-M/100),                      (1)

где 365 – количество календарных дней в году, дн.;

    104 – количество выходных дней за год, дн.;

    С – количество праздничных дней в год, С = 9 дн.;

    8 – продолжительность рабочего дня, час;

    т – количество смен работы оборудования, т = 2;

    М – потери времени на проведение ремонта, обслуживание и наладку оборудования, М = 4% (поточная линия).

F_до = [(365-104-8)×8]×2×(1-4/100) = 3871

Исходя из годового объема выпуска изделий N = 50000 штук, определяем месячный объем изделий.

Месячный объем

N_м = N/12,                                 (2)

где 12 –количествомесяцев в году.

N_м = 50000/12 = 4167 шт.

Такт выпуска Т изделий из участка сборки узла определяем по формуле

Т = F_до×60×h /N,                                      (3)

где  h - коэффициент использования автоматического оборудования,

           (h = 0,7-0,75)

Т = 3871×60×0,7 /50000 = 3,25 мин.

Определяем трудоемкость сборки изделия

Трудоемкость сборки пневмоаппарата клапанного согласно [3] приблизительно равняется 0,822 мин.

Исходя из месячного объема N_м = 4167 шт. и трудоемкости сборки изделий 53,75 часа по [1, с. 461] определяем тип производства – массовый.

В массовом типе производства номенклатура выпускаемых изделий постоянна.

2.  Служебное назначение изделия и описание его работы.

Воздушный клапан тормозного крана служит для подачи сжатого воздуха из воздушного баллона в тормозные камеры. Воздушный клапан открывается при нажатии на тормозную педаль. Сжатый воздух из баллона поступает в тормозные камеры. Когда педаль тормоза отпущена, пружина поднимает толкатель и держит клапан в закрытом состоянии. При этом подача сжатого воздуха в тормозные камеры прекращается.

Условия эксплуатации клапана:

- температурный интервал работы -30°С … +60°С;

- загрязнение воздушной среды не более 4 мг/м³;

- нагрев корпуса свыше +60°С не допускается;

Уровень шума пневмоаппарата клапанного не более 20 дБ.

Давление воздуха в сети - 0,4…0,63 МПа.

Рабочая нагрузка пружины – 10000 циклов закрывания и открывания.

Скорость срабатывания клапана 1 раз в 10 с.

Быстрота действия - 5 дм³/с.

Средняя наработка на отказ не менее 400часов.

Средний ресурс до капитального ремонта - 10000 часов.

Габаритные размеры, мм:

    длина - 77

    ширина - 42

    высота – 46

3. Нормы точности изделия, их составление.

Необходимо:

- обеспечить давление пружины Р = 40±0,5 Н.

- обеспечить притирку поверхностей клапана и седла клапана на 10000 циклов закрывания и открывания. Это требование обеспечит герметичность корпуса пневмоаппарата клапанного для поддержания постоянного давления внутри и предотвращения утечки воздуха;

- обеспечить резьбовое соединение корпуса и седла клапана с натягом – М22 х 1,5 7Н/6к. Требование необходимо для создания герметичности корпуса.

Рисунок 1 - Пневмоаппарат клапанный.

4. Выбор и обоснование метода достижения необходимой нормы точности изделия.

Выбираем необходимый метод достижения точности для обеспечения технического требования: «Обеспечить давление пружины Р = 40±0,5 Н». Для решения этой задачи необходимо выявить сборочную размерную цепь.

Рисунок 2 – Схема пневмоаппарата клапанного и его сборочная размерная цепь.

Определим метод достижения нормы точности сформулированной раньше.

Согласно условию тип производства – массовый, допуск ТА_D = 1 мм = ±0,5 мм достаточно свободный и должен обеспечиваться методом полной взаимозаменяемости.

Определим средний допуск Т_ср

Т_ср = ТА_D/(т-1)                               (4)

где т – количество звеньев размерной цепи

Т_ср =1000/(7-1) = 166,7 мкм » 0,167 мм

Средний квалитет точности размеров детали, входящих в размерную цепь – 11 - 12. Допуск ТА_D = 1 мм обеспечивать методом полной взаимозаменяемости не экономично, так как необходимо исполнение размеров повышенной точности. Это усложняет технологический процесс, а по служебному назначению не требуется. Применим метод регулировки, потому что конструкцией предвидена специальная деталь – прокладка, которая является компенсатором. На рисунке 2 это звено [А₅] – толщина прокладки. На все звенья размерной цепи, кроме компенсатора, назначаем допуски согласно среднеэкономической точности методов обработки. Необходима точность замыкающего звена будет обеспечена набором прокладок.

Экономически выгодными допусками будут: ТА₁ = 300 мкм (h14); ТА₂ = 300 мкм (Н14); ТА₃ = 120 мкм (Js12); ТА₄ = 150 мкм (Js12); ТА₆ = 620 мкм (Js14).

Предварительно зададим номинальный размер замыкающего звена               А_D = 28±0,5мм. Составим уравнение, по которому можно определить необходимые номинальные размеры:

А_н = SА_i - SА_j ,                              (5)

где SА_і – увеличивающие звенья сборочной размерной цепи;

SА_i - уменьшающие звенья сборочной размерной цепи.

Определим номинальный размер звена – компенсатора из уравнения (5)

[А₅] = А_D + А₁ + А₃ + А₄ – А₂ – А₆

[А₅] = 28 + 6 + 4 + 9 – 4 – 42 = 1 мм

Чтобы определить точность А_D методом регулировки, необходимо собрать корпус, эталон, толкатель, клапан и седло клапана. Эталон имитирует пружину в сжатом состоянии (рисунок 3).

Рисунок 3 – Технологическая размерная цепь, определяющая зазор Б_D между седлом клапана и корпусом.