Базров Б.М. - Основы технологии машиностроения (1042954), страница 32
Текст из файла (страница 32)
Особенно актуален такой метод описания изделия в условиях авто- матизации технологической подготовки производства. Пользуясь изло- женной методикой, можно любое машиностроение описать в виде струк- турированного множества МП и МС. Рассмотрим применение методики на примере бурового долота. 1,4.6. ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА В МОДУЛЪНОМ ПРЕДСТАВЛЕНИИ Буровое трехшарошечное долото является породоразрушаюшим инструментом при бурении скважин.
Оно состоит (рис. 1.4.25) из трех секций, каждая из которых содержит лапу 7, опорный подшипник, состоящий из двух наборов цилиндрических роликов 2, 3 и набора шариков 4, насадку 5 гидромониторного канала, замковый палец б и шарошку 7 с зубками в количестве 28 штук. Лапа каждой секции представляет собой сектор в виде двугранного угла в 120', вследствие чего три соединенные лапы образуют в поперечном сечении круг, а наборы роликов и шариков образуют соответствующие подшипники. В процессе бурения скважины долото вращается и совершает поступательное движение, одновременно вращаются и шарошки, разрушая породу.
176 МАШИНОСТРОИТЕЛЪНОЕ ИЗДЕЛИЕ КАК ОБЪЕКТ ПРОИЗВОДСТВА 10 Ю;1! Рис. 1.4.25. Буровое трехшарошечное долото: а — общий вид; 6- схема базирования секций долота с помощью трех штифтов; в — схема базирования секций долота с помощью двух пар штифтов 8, 9 и 10, 11 Для описания долота в модульном исполнении сначала строится граф 1 его сборочных единиц и деталей. Г!остроение должно начинаться с определения базовой детали, однако конструкция трехшарошечного бурового долота отличается отсутствием базовой детали, поэтому его называют бескорпусным долотом.
Такое решение объясняется дефицитом пространства, в которое должно вписываться долото. Как следует из сборочного чертежа, отсутствие базовой детали у долота привело к дефекту его конструкции, заключающемуся в наличии степеней свободы у каждой секции. Действительно, секции в долоте соединяются друг с другом посредством совмещения плоскостей двугранного угла их лап. Такое базирование секций оставляет каждой из них два перемешения на плоскости двугранного угла лапы и одно вращение вокруг оси, перпендикулярной к плоскости двугранного угла.
ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧЫОГО ЗОЛОТА 177 Неподвижность секций долота достигается их сваркой в стыках лап Чтобы осушествить сварку секций. необходимо предварительно их сориентировать относительно друг друга, для чего в конструкцию долота введены три технологических штифта цилиндрической формы, с помощью которых соелиняются все секции. Относительная ориентация секций долота и обеспечение постоянства их положения до сварки осушествляется слслуюшим образом. Одну из секций условно выбирают в качестве базовой и к ней присоединяют вторую секцию, а ко второй секции присоединяют третью секцию. Чтобы построить граф ! долота, пало знать подчиненность всех деталей лолотж а для этого необходимо установить схемы базирования каждой детали и сборочной единицы. В результате ввода трех технологических штифтов базирование одной секции относитсльно другой осушествляется по плоскости двугранного угла и цилинлрическому штифту !рис, !.4.25, б).
Контакт по плоскости лишает секцию трех степеней свободы, а контакт с цилиндрическим штифтом — двух степеней свободы. В итоге у кажлой секции остается по одной степени своболы врашение вокруг цилинлрического штифта. Следовательно, имеют место неполные комплекты основных и вспомогательных баз. Наличие указанных степеней свободы затрудняет фиксирование положения секций перед сваркой.
С целью облегчения фиксации секций относительно друг друга введен третий штифт, соединяюший первую и третью секции. Однако введение третьего штифта нарушает правило шести точек, согласно которому для лишения шести степеней свободы необходимо и достаточно шести опорных точек. С вводом третьего штифта количество базирующих точек увеличивается до девяти, а какие шесть из них будут образовывать фактическую схему базирования, зависит от случайных причин. Избыточное число базируюших точек приводит к следующему.
На сборку поступают лапы с погрешностями расположения осей отверстий под штифты, диаметров отверстий и штифтов относительно друг друга. Из-за погрешностей при монтаже секции Ш третий штифт может не войти в отверстие лапы этой секции. В этом случае его ввод в отверстие нарушит контакт плоскостей двугранных углов лап секций 0 и!!Е С тем, чтобы избежать этого и обеспечить прилеганис плоскостей лап, зазор в штифтовом соединении третьего штифта увеличивают. Однако увеличение зазора снижает точность базирования. Таким образом, введением третьего штифта добились лишь облегчения соелинения секций в долото, но при этом относительная подвижность секций сохранилась. 178 МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ КАК ОБЪЕКТ ПРОИЗВОДСТВА Указанная неопределенность базирования, как уже отмечалось, затрудняет установление фактических схем базирования секций в долоте.
Поэтому при построении графа 1 были приняты следующие условия. За базовую деталь! долота была принята лапа одной из трех секций, которую будем в дальнейшем считать секцией (, все детали этой секции будем считать принадлежащими непосредственно долоту.
Дальнейшая подчиненность деталей долота опрелеляется следующим образом. В лапу ! вставляется технологический штифт 8 (рис. 1.4.25, б) и они вместе образуют неполный комплект баз для секции (( (сборочная единица С1). В свою очередь лапа секции !! со вставленным в нее технологическим штифтом 9 образуют неполный комплект баз лля секции И (сборочная единица С2), а третий технологический штифт /О входит одновременно в лапы секций!/( и (.
При таком базировании графа 1 !рис. !.4.26) долота видна структура долота, состоящего из двух сборочных единиц — С1 и С2. двух наборов роликов 2, 3 и одного набора шариков 4, насадки 5 гидромониторного канала, замкового пальца б, шарошкн 7 и трех технологических штифтов д, 9, /О и зубков (!...58, Поскольку опорный подшипник состоит из двух наборов цилиндрических роликов и набора шариков, и каждый из перечисленных элементов в одном наборе имеет одинаковую схему базирования, то на графе 1 все они, находящиеся в одном наборе, имеют один номер.
Как следует из графа 1, базой С1 являются детали ( и (/, базой С2— сборочная единица СЗ и деталь 9, а деталь (О одновременно связана со сборочной единицей С2 и деталью /. Наличис третьего штифта !О приводит к тому, что С2 превращается в его конструкторскую базу и деталь (О Рис, 1.4,26. Граф 1 бурового трехшарошечного долота с тремн штифтами ОПИСАНИЕ БУРОВОГО ТРЕХШАРОШЕЧНОГО ДОЛОТА 179 оказывается одновременно принадлежашей двум деталям. Этот конструктивный недостаток приводит к нарушению структуры графа, когда С2 имеет лишнюю связь. Отсюда следует, что анализ структуры графа может показывать ошибки в конструкции изделия. Чтобы устранить этот недостаток долота. было решено внести измения в его конструкцию.
В качествс базовой детали долота быта принята лапа ! секции ( и, для обеспечения определенности базирования на ней, секций (( и (П; у базовой детали (лапа () на каждой плоскости се двугранного угла было смонтировано по паре штифтов В, 9 и (О, ((. При этом в каждой парс штифтов один штифт является цилиндрическим, а другой — срезанным. Таким образом, каждая плоскость двугранного угла базовой лапы ! вместе с парой штифтов (см. рис. 1.4.25, в) образуют два полных комплекта вспомогательных баз (Б322), а две другие лапы имеют по одному ответному полному комплекту основных баз (Б321), с помошью которого присоединяются к первой лапе.
Баэируясь по ним, секции (( и!И лишаются всех степеней свободы. С учетом этих изменений граф ! теперь принял вид, представленный на рис. !.4.27. Как видно из графа 1, характерной чертой долота является то, что деталь 7 устанавливается на комплект вспомогательных баз, образованных поверхностями трех деталей 1тремя подшипниками: двумя роликовыми и одним шариковым). В соответствии с графом 1 1рис, 1.4.27) была составлена табл. !.4.9, в которой дано описание информации с графа! .
Следуюшим шагом является построснис графа 2 деталей долота, для чего каждая сборочная единица представляется графом их деталей. Таблица !.4.9 180 МАШИНОСТ!'ОИТЕЛЬНОЕ ИЗДЕЛИЕ КАК ОБЪЕКТ ПРОИЗВОДСТВА Рис. 1.4.27. Граф 1 бурового трехшарошечиого долота с двумя парами штифтов Сборочная единица С! состоит из базовой детали — лапы 40 и смонтированных на ней двух наборов цилиндрических роликов 41, 42, набора шариков 43, насадки 44 гидромониторного канала, замкового пальца 45 и шарошки 46 с 28 зубками !от 47 до 74). Сборочная единица С2 содержит тот же состав деталей — лапу 75 (базовая деталь), два набора цилиндрических роликов 7б, 77, набор шариков 78, насадку 79 гидромониторного канала, замковый палец 80 и шарошку 8! с 28 зубками (от 82 до 109), как это видно на графе 2 (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
