Артоболевский И.И. - Теория механизмов и машин (1073999), страница 116
Текст из файла (страница 116)
е. точную отделочную обработку; изменение физикомеханическнх свойств материала изделия, например упрочнение и т. и.; сборку, т. е. сопряжение собираемых компонентов в определенных сочетаниях, их фиксацию и скрепление, приводящее к образованию неразъемных н разъемных соединений; заполнение, например смазкой и т. и.; укупорку, упаковку, консервацию, герметизацию, опрессовку; отделку, т. е. удаление заусенцев, нанесение покрытий, окраску, маркировку, прикрепление этикеток и т. д. Затраты времени и материальных ресурсов на операции собственно обработки определяют производительные затраты, а на все прочие операции — непроизводительные затраты, или, как их часто называют, потери.
Посредством транспортных машин объекты обработки подвергаются межмашинному транспортированию посредством конвейеров или межпозиционному транспортированию посредством линейных и круговых столов, переориентации, штабелированию и другим тому подобным операциям посредством манипуляторов, автооператоров, промышленных роботов и других устройств. Информационные машины осуществляют получение, накопление, преобразование и использование информации с целью обеспечения оптимальных условий работы всего комплекса. При этом, помимо обеспечения программы действия каждой пз прочик машин комплекса и обеспечения их взаимодействия, информационным машинам поручаются такие функции, как счет готовой продукции, учет брака и сортности продукции, учет простоев, диагностирование отказов злемептов машин, контроль за запасами, и другие логические и вычислительные (арифметические) функции.
2'. «Родословная» современных технологических машин уходит в глубь веков. К технике наших дней человечество пришло от имитировавшнх «чудеса» автоматов, устанавливавшихся в античных храмах еще за двадцать веков до нашей эры; от часов и овеянных легендами механических кукол средневековья; от гениальных изобретений Леонардо да Винчи; от «самодвижущихся» игрушек замечательного механика-самоучки Ивана Кулибина; от токарнокопировального станка Андрея Нартова, работавшего в мастерских Петра 1; от ткацкого станка Жаккарда, удостоенного Наполеоном золотой медали. 57З Гл.
»8. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ МАШИН-АВТОМАТОВ На рнс. 28Л показан пример прообраза машины-автомата. Это музыкальный инструмент, имевший распространение в прошлом столетии н называвшийся «пнанолой». Пианола была предназначена для механического воспроизводства музыки на обычном пианино нлн фортепиано н была предшественницей современных машин-автоматов с программным управлением. Мелодия запнсывалась в форме отверстий на плотной бумажной ленте 1 (рнс. 28.1). Ширина ленты позволяла разместить на ней 88 отверстий в ряду, по числу клавиш б пианолы. В каждом ряду пробивались только те отверстия, которые ,т, ':- соответствовали необходимому перемещению одной илн нескольких клавиш одновре") 1 менно (аккорд). Таким обра- 78 зом, на ленту наносилась «мелодня» в виде отверстнй, а не нотных знаков. Лента У сматывалась в валнк, кото- рый устанавливался в прием- 8 ' Я ное устройство пианолы не помощью кожаного привода приводился в движение.
ЛенРис. 18.1. Слепа пианолы та 1 перематывалась с одного валика на другой, огибала специальный распределитель 2, в котором было просверл но 88 отверстий; как только одно нз отверстий ленты 1 совпадало с отверстием на распределителе 2, соответствующая клавиша 6 опускалась, нажатая невидимым «пнаннстом», которым был воздух. С помощью воздуха «счнтывалась» с ленты мелодия, т. е.
клавиши приводились в движение воздухом. Система приводов основных механизмов пианолы н управления нмн действовала следующим образом. Каждое нз отверстий в распределителе 2 соединялось каналом с пространством под мембраной б, выполненной нз легкой кожи. В полостн над мембраной 5 в течение всего времени действия инструмента поддерживалось некоторое разрежение. Полости, разделенные мембраной, сооб. щались чрезвычайно узким каналом, однако достаточным для того, чтобы разрежение по обе стороны было одинаковым, когда выходное отверстие закрыто лентой.
Верематывающейся с одного ролика на другой. Привод клавиши б осуществлялся так называемым пневматиком 4, который небольшим клапаном 3 отделялся от полости над мембраной. Прн этом давление в пневматике 4 равнялось атмосферному. Однано, как только во входной канал через отверстие в бумаге поступал наружный воздух, давление под мембраной становилось равным атмосферному, клапан 3 поднимался, перекрывая доступ наружного воздуха в пневматнн 4. » 1з». нАпРАВлнниЯ РАВВитиЯ мАшин-АВтОмАтОВ 577 При этом полость пневматика сообщалась с полостью, в которой поддерживалось разрежение.
Давление в пневматике становилось ниже атмосферного, и он сжимался, приводя в движение кривошипно-ползунный механизм клавиши 6. Затем входное отверстие вновь перекрывалось бумагой, давление на обе стороны мембраны из-за наличия соединительного канала выравнивалось, клапан 3 опускался. Клавиша б занимала исходное положение. «Играющему» на пианоле оставалось только откачивать воздух с помощью специальных педалей о, используя при этом обратные клапаны 9 и пневматик откачки воздуха 10. Пианола имела дополнительные устройства для регулирования громкости звука и темпа исполнения ').
й 122. Направления развития машин-автоматов и систем машин автоматического действия 1'. Прогресс в развитии современных машин состоит в том, что все большее число физических и умственных, т. е. логических и вычислительных, функций человека передается техническим средствам, в результате чего человек освобождается от непосредственного участия в технологическом процессе. С некоторой условностью можно указать следующие этапы развития технологических машин. Первый этап: автоматизация переработки только энергетических потоков; на этом этапе используется механизированный инструмент, т.
е. машина-двигатель с собственно машиной-орудием. Человек как бы «привязан» к машине, Второй этап: автоматизация переработки энергетических, частично материальных и частично информационных потоков, циркулирующих в машине. На этом этапе используются машины-полуавтоматы и поточные (полуавтоматические) линии; функции человека часто состоят только в загрузке — выгрузке и в подаче сигнала о пуске машины в ход; в некоторых случаях возможно многомашинное обслуживание. Третий этап: автоматизация переработки всех энергетических, материальных и информационных потоков. На этом этапе используются машины-автоматы и автоматические линии. Функции человека сводятся к наблюдению и периодическому контролю за правильностью работы оборудования, ремонту, переналадке н тому подобному. 2'.
Парк и номенклатура технологических машин всех перерабатывающих отраслей все время расширяются, а сами машины постоянно совершенствуются в соответствии с прогрессом технологии, техники и организации той или иной отрасли. з) При изложении раздела курса «Основы теории машин-автоматов» бмли использованы материалы, любезно предоставленные Д. Я. Ильинским, О. Н, Левитской и А. Г. Оввкнмовым. 19 И. И, Артобоаевскиа 573 г . зк основные понятия теогии млшин-лвтомлтов Несмотря на многообразие принципов действия, схемных и конструктивных решений технологических машин, можно указать те основные, притом часто взаимосвязанные, тенденции, которым следует их развитие.
3'. Концентрация технологических процессов в пространстве, сопровождающаяся упрощением и уменьшением числа движений, совершаемых рабочими органами машин, достигается следующими путями. Во-первых, заменой технологических способов, для которых характерно локальное, обычно механическое, воздействие инструмента на объект обработки, технологическими способами обработки, для которых характерно одновременное (часто немеханическое или не только механическое) воздействие на весь объем материала обрабатываемого объекта (например, прессование из порошков, объемная пластическая деформация металлов и пластмасс и пр.), воздействие на всю обрабатываемую поверхность (например, электрофизическпе и электрохимические способы формообразования металлов, напыление, осаждение и пр.) или иа весь обрабатываемый контур (например, склеивание, сварка и пр.).