Диссертация (Сборка регулируемых цилиндрических клеевых соединений), страница 16

В этом случае конструктивное развитие можетидти по двум направлениям: 1) к каждой секции насадки может быть подведентрубопровод от собственного источника подачи воздушной среды (Рис. 4.2).103Рис. 4.2. Конструкция секционной насадки с индивидуальными источникамиподачи воздушной среды: 1 – насадка, 2 – трубопровод, 3 –индивидуальный источник подачи давления воздушной среды2)подачавоздушнойсредык каждойсекциинасадкиможетпроизводиться от одного источника, однако в этом случае потребуетсярегулирующее устройство, обеспечивающее необходимые режимы сборки вкаждой секции (Рис.

4.3).104Рис. 4.3. Конструкция секционной насадки с регулирующим устройством: 1 –насадка, 2 – трубопровод, 3 – регулирующее устройство, 4 – генераторподачи воздушной средыАнализируя предложенные конструктивные решения можно сделатьследующие выводы: использование многосекционных насадок усложнитконструкцию рабочей установки, увеличит себестоимость изготовленияпродукции, однако значительно повысит качество получаемой продукции засчетисключениявлиянияэксцентриситетаисократиттрудоемкостьизготовления; возможно использование клеевых композиций любой вязкостина рассматриваемом интервале зазоров, исключая вытекание дорогостоящейклеевойкомпозицииизсоединенияпризначительнойвеличинеэксцентриситета.

[41, 44]В результате проведенного исследования, возможно, внести дополнения всуществующую методику проектирования качественной сборки регулируемыхцилиндрических клеевых соединений параграфа 2.4., а именно в этап 5 –отверждение клея:1)При использовании клеевых композиций низкой вязкости, в случаеобразования эксцентриситета при разнице зазоров от 12% необходимо105прибегнуть к использованию многосекционной насадки. В данном случаенеобходимо применять шестисекционные насадки.2)При применении клеевых композиций средней и высокой вязкости,в случае образования эксцентриситета при разнице зазоров от 12% достаточноиспользовать четырехсекционную насадку.3)случаеПри выборе клеевых композиций средней и высокой вязкости, ввозникновенияэксцентриситетасразницейзазоровот16%рекомендуется прибегнуть к использованию шестисекционной насадки.4.2.

Исследование структуры трудоемкости метода сборки регулируемыхцилиндрических клеевых соединенийПосле завершения исследования технологического процесса сборкирегулируемыхцилиндрическихклеевыхсоединенийбылнакопленэкспериментальный опыт по назначению рекомендуемых режимов сборки. Врезультате исследования выявлено, что для ускорения процесса отвержденияклеевых композиций, помимо подачи давления воздушного потока, возможно,задавать температуру воздушного потока в зоне сборки.Как было описано в предыдущих параграфах исследования, каждаягруппа клеевых композиций имеет свои граничные температуры эксплуатации.Превышениеверхнейграницытемпературногоинтервалаприводиткдеструкции клея и разрушению связей в нем.

Однако при подаче требуемойтемпературы в зону сборки, наблюдается сокращение времени отвержденияклеевой композиции, а, следовательно, и технологического процесса сборкисоединений. Например, для клеев анаэробной группы при увеличениитемпературы воздушного потока при сборке с 5 до 40 °С, время отвержденияклеевой композиции в среднем уменьшается с 6 часов до 10 минут, чтосоответствует ускорению процесса отверждения в 36 раз. При увеличениитемпературы воздушного потока при сборке с 5 до 22 °С, процесс отвержденияускоряется в 12 раз (Рис.4.4.). [54]106% от максимальной прочности на стали10040°C755 °C22°C502505мин 10мин 30мин 1ч.3ч.6ч.72 ч.24ч.Время полимеризацииРис.4.4.

Зависимость скорости отверждения от температуры на примереанаэробной клеевой композиции Loctite 638Для клеев эпоксидной группы при увеличении температуры воздушногопотока с 10 до 40°С, время отверждения состава в среднем уменьшается с 36 до3 часов, то есть в 12 раз (Рис. 4.5.). При увеличении температуры воздушногопотока с 10 до 22 °С, время отверждения уменьшается в среднем в 3 раза. [54]% Shear strength on al.10040°C10°C7522°C502502122436486072HoursРис.4.5.

Зависимость скорости отверждения от температуры на примереэпоксидной клеевой композиции Loctite 3423Таким образом, можно сделать вывод, что грамотная подача температурывоздушного потока в зону сборки позволит сократить время технологическогопроцесса сборки в рамках предлагаемого исследования до 10 раз.Для возможности задания температуры воздушного потока в зоне сборки,необходимо усовершенствовать конструкцию рабочей установки, путемвведения в ее исполнительные органы нагревательного элемента.107В качестве нагревательного элемента для воздушной среды, следуетприбегать к использованию ТЭНов.

[18]Для нагрева воздуха можно применять два вида ТЭНов:1) Воздушные, которые используют для «неподвижного» воздуха, приестественном движении воздушных потоков, поступающих в нагреваемуюобласть (Рис. 4.6, а).2)Оребренные,которыепредпочтительнееиспользоватьдля«неспокойного» воздуха, приводимого в действие и создающего движениевоздушной среды, тем самым уменьшая тепло нагретой среды (Рис.

4.6, б).абРис.4.6. Виды ТЭНов: а – воздушный, б – оребренныйТак как воздух подается в зону сборки с рекомендованной величинойдавления воздушного потока, то в промышленной установке требуетсяиспользовать оребренные ТЭНы. Оребренные ТЭНы обладают большеймощностьюискоростьюнагревавоздушнойсреды.Температурациркулирующего воздушного потока при использовании данного вида ТЭНовподдерживается на установленном уровне.108Рассмотрим, как внедрение ТЭНов в исполнительный орган рабочейустановки, а именно в насадку поз.

4, параграф 3.2. Рис. 3.2. повлияет наосновное время выполнения сборочных работ (Таблица 11). [99, 105]Таблица 11.Нормы основного времени на выполнение технологического процесса сборкирегулируемого цилиндрического клеевого соединенияЭтапыНорма времени наНорма времени натехнологическоговыполнение операции безвыполнение операции спроцесса сборкииспользования ТЭНа, миниспользованием ТЭНа, мин0,070,070,140,140,070,070,140,140,780,780,050,051570,110,110,060,0616,428,42Взять деталь –втулка и установитьвтулку на оправкуЗакрепить втулкуВзять деталь - вали установить вал нанаправляющуюЗакрепить валРегулированиевзаимногоположенияПодача клеяОтверждение клея(до «ручного» отв.)Открепить изделиеСнять готовоеизделиеОбщее времясборки, мин109Данные получены при использовании анаэробной клеевой композицииLoctite 638 при весе сопрягаемых деталей до 5кг, а изделия до 12 кг, диаметрахвала до 50 мм, температуре воздушной среды, подаваемой в зону сборки 40 °С.[54, 99]Не трудно заметить, что основное время трудоемкости выполненияоперацийзанимаетвремяотверждения.Еслидругиесоставляющиетрудоемкости выполнения операций представить как ′ , то трудоемкостьвыполнения операций можно представить в виде:1 = ′ + отв1 ;(4.1)2 = ′ + отв2 ,где 1 и 2 – основная трудоемкость выполнения операций по каждомутехнологическому процессу сборки, отв1 и отв2 – время отверждения клея вкаждом технологическом процессе сборки, ′ - другие составляющиетрудоемкостивыполненияопераций,которыеаналогичныдлядвухтехнологических процессов сборки.Наглядно данная картина представлена на графике (Рис.4.7.).Рис.4.7.Зависимостьвременитрудоемкостивыполненияоперацийотвыбранного варианта технологического процесса сборки: 1 –времяотверждения клея отв, 2 – другие составляющие трудоемкостивыполнения операций ′Исходя из полученных данных, можно сделать вывод, что внедрениеТЭНов в конструкцию рабочей установки в 2 раза снизит трудоемкость110технологического процесса сборки регулируемых цилиндрических клеевыхсоединений за счет значительного сокращения времени на отверждениеклеевой композиции до «ручного» отверждения.В результате проведенного анализа можно внести уточнения всуществующуюметодикупроектированиясборкирегулируемыхцилиндрических клеевых соединений параграфа 2.4., а именно в пункт 5 –отверждение клея:Подача температуры воздушного потока в зону сборки ускорит процессотверждения клеевой композиции в создаваемом зазоре.

Благодаря даннойинновации происходит «запирание» клеевой композиции в получаемом объеме.Температура равномерно подается по всему объему клеевой композиции,создавая благоприятные условия для отверждения клея. Технологическийпроцесс сборки по рассмотренной методике ускоряется в два раза. Послезавершения технологического процесса сборки клеевая композиция продолжаетотверждаться в замкнутом объеме до полного ее отверждения.Внедрениеданнойинновациипозволяетисключитьвведениенаполнителей в случае сборки при увеличенных зазорах.4.3. Экономическое исследование внедрения метода сборкирегулируемых цилиндрических клеевых соединенийРезультаты исследования, описанные в параграфе 4.2., показываютэффективность внедрения нагревательных элементов в виде ТЭНов висполнительныйорганрабочейустановки.Однаконеобходимопроанализировать возможность введения данной инновации с точки зрениясебестоимости технологического процесса.Данные, отраженные в Таблице 12, показывают дополнительныематериальные затраты производства при внедрении ТЭНа в исполнительныеорганы рабочей установки.

Проведен расчет экономических показателейизделий одного типоразмера, массой до 12 кг и диаметральными размерами до11150 мм. В качестве клеевой композиции рассматривается анаэробная клееваякомпозиция Loctite 638. [54, 99]Таблица 12.Дополнительные материальные затратыИсходные данныеОребренный ТЭНСредняя цена, руб.1400Потребляемая мощность, кВт/ч.2Средняя стоимость производственнойэлектроэнергии за 1 кВт, рубПроизводственные затраты за 1смену (8 часов), руб4,951479,2При анализе данных завода-производителя для клеевой анаэробнойклеевой композиции Loctite 638 время до полного отверждения, без подачитемпературы в зону сборки составляет 6 часов, при подаче температуры 40 °С,время до полного отверждения составляет 1,5 часа. Время достижениятехнологической прочности или время до «ручного» отверждения, без подачитемпературы составляет 15 мину, а при увеличении температуры до 40 °С,время уменьшается до 7 минут (Рис.