Совершенствование технологического процесса сборки карданной передачи

3.1 Обоснование типа производства

Тип производства согласно ГОСТ 3.1108-74 характеризуется коэффициентом закрепления операций за одним рабочим местом или единицей оборудования и определяется по формуле

k_з.o.=Q/Р _р.м. ,                                                    (1)

где Q – число различных технологических операций, выполняемых в течение месяца;

Р_р.м. – число рабочих мест, на которых выполняются данные операции;

Q=150;

Р_р.м.=4.

k_з.o.= 150/4 = 37,5

При k_з.о.= 37,5 тип производства мелкосерийный.

3.2 Расчет количества сборочных единиц и разработка комплектовочной карты

Базовая деталь определяет положение входящих в данную сборочную единицу других сборочных единиц и деталей. Её для сборки обычно устанавливают в сборочное приспособление. Исходя из вышесказанного базовой деталью в вале карданном является вал поз. 1, в передаче карданной – кроншетйн, средний и задний мосты.

Сборочными единицами в вале карданном являются: вал поз. 1, вилка скользящяя поз. 2, при установке они не подвергаются разборке, а также крестовина поз.3,  так как при её сборке используется селективный метод, в технологии  предусмотрены соответствующие разборочные работы для установки крестовины в проушины фланца-вилки и вала.

Сборочными единицами в  карданной передаче являются: валы поз. 1, 3, 4,  опора промежуточная поз. 2, при установке они не подвергаются разборке.

Для обеспечения ритмичного и непрерывного выпуска изделий стабильного уровня качества была составлена комплектовочная карта, приведённая в приложении Б.

3.3 Обоснование выбранных видов соединений

Таблица1 — Обоснование видов соединений

3.4 Выбор методов обеспечения точности сборки

Точность сборки деталей и узлов автомобиля напрямую влияет на качество и надёжность автомобиля при его эксплуатации. Для обес­печения заданных характеристик автомобиля нужно выбрать необхо­димый метод, обеспечивающий заданную точность при сборке. К мето­дам обеспечения точности сборки относят: сборку с полной, неполной и групповой взаимозаменяемостью, а также сборку с пригонкой и ре­гулированием.

Для уменьшения трудоемкости разработок технологических процессов сборки, сокращения сроков технологической подготовки производства (ТПП), сокращения общего количества документов на предприятии необходимо пользоваться технологическими инструкциями (ТИ), которые разрабатываются на наиболее часто повторяющиеся процессы (операции), включающие в себя общие приемы работ.

Данная технологическая инструкция разработана для сборки и установки карданного вала.

3.5.1 Оборудование и оснастка

• — сопло 9684-1088;
• — ветошь510 ГОСТ 463-75;
• — рукав 20∙30-10в;
• — шпатель цеховой;
• — выколотка 9827-257;
• — молоток 7850-0103 ГОСТ 2310-77;
• — пневмогайковёрт  ИП 3113-А ТУ 22-5579-83;
• — ключи динамометрические 9696-416, 9696-153, 9696-409, 9696-154;
• — головки 14-08353, 14-08331, 12-08329, 19-08352, 30-08352, 22-08352;
• — приспособление 9695-1563;
• — ключи 9831-678, 7811-0024;
• — оправка 9692-2558;
• — выколотка 9827-257;
• — клеймо стрелка 9817-29;
• — штангенрейсмас ШР-25-0,05 ГОСТ 164;
• — штатив ШМ-3-8 ГОСТ 10197-70;
• — индикатор ИЧ 05 КП1 ГОСТ 577-68;
• — приспособления контрольные 9692-4129, 9693-1212,  9693-1141, 9693-1144, 9693-1124,9693-1126, 9693-1122;
• — рулетка Р2Н2К ГОСТ 7502-89;
• — ветошь 510 ГОСТ 4643-75;
• — чалка 4а-1024;
• — бородок 9815-43;
• — вставка шарнирная 9831-938.

3.5.2 материалы и компоненты

-МС-70 ГОСТ 9762-76;

-Литол 24 ГОСТ 21150-87.

3.5.3 Сборка карданного вала

1 — транспортирование к месту сборки вала;

2 — сборочно-подготовительные операции;

3 — сборка крестовины и фланца-вилки;

4 — сборка  вилки скользящей и вала;

6 — сборка крестовины с фланцем-вилкой и вилки скользящей, вала;

7 – балансировка;

8 — стопорение болтов;

9 — контроль приемочный.

3.5.3 Установка карданного вала

1 – транспортирование к месту установки;

2 — сборочно-подготовительные операции;

3 – установить опору и закрепить при помощи болтов;

4 – установить необходимые валы и закрепить при помощи болтов;

5 – контроль приёмочный.

3.5.4 Контроль

Проверить:

1 — полноту и качество сборки;

2 — качество стопорения болтов усиками пластины стопорной;

3 — радиальное биение трубы карданного вала при базировании по присоединительным поврхностям 1 мм не более;

4 — радиальный зазор в шарнире 0,1 мм не более. Точность допускается проверять по отдельным элементам;

6 — угол качания шарниров в каждую сторону от средней оси не

менее 20⁰;

7 — суммарный угловой зазор в поперечной плоскости не более 40′ под действием М_кр=196 Н∙м, приложенного к свободному концу карданного вала при неподвижном втором;

8 — вал должен выдерживать М_кр=14700±10 Н∙м без разрушения деталей;

9 — размер длины карданного вала 1080±20;

10 — вилка скользящая должна перемещаться по шлицам без ощутимого зазора. Осевое усилие в скользящем соединении не более 147 Н, при ослабленной затяжке. Контроль выборочный не менее 10%.

3.6 Технологическая схема сборки

Для удобства составления технологического процесса составля­ется технологическая схема сборки, которая позволяет наглядно по­казать весь технологический процесс сборки, что обеспечивает лёг­кость чтения технологического процесса. Технологическая схема сборки вала карданного и сборки передачи приведена на рисунке 18.

3.7 Режим работы участка

Участок сборки работает по пятидневной прерывной рабочей неделе.

3.8 Расчет годовых фондов времени

Данный расчёт выполняется по методическим указаниям к курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Технология сборки автомобилей и техническое нормирование».

Годовые фонды времени — рабочих, оборудования, рабочих мест определяют, исходя из режима работы участка. Различают два вида годовых фондов времени: номинальный и действитель­ный.

Номинальный годовой фонд времени рабочего Ф_н.р., ч, учитывает полное календарное время работы и определяется по формуле

Ф_н.р.=[365-(104+d_п)]·t_см-t_ск·n_п ,                                      (2)

где 365, 104  — соответственно число дней в году и число выходных дней;

d_п – количество праздничных дней в году;

t_см – средняя продолжительность рабочей смены, ч;

t_ск – сокращение длительности смены в праздничные дни, ч;

n_п – количество праздников в году;

d_п=6 дней;

t_см=8 ч;

t_ск=1 ч;

n_п=3 дня.

Ф_н.р. =[365 – (104+6)]∙8 — 1∙3 = 2037 ч

Действительный годовой фонд времени Ф_д.р., ч, учитывает фактически отрабатываемое время рабочим в течение года с учетом отпуска (годового, учебного, по болезни) и потерь по уважительным причинам и определяется по формуле

Ф_д.р.={[365-(104+d_п+d_о.р.)] )·t_см-t_ск·n_п}·n_р ,                         (3)

где d_о.р. — продолжительность отпуска рабочего, рабочие дни;

n_р – коэффициент, учитывающий потери рабочего времени по уважительным причинам;

d_о.р.=18 дней;

n_р=0,97.

Ф_д.р.={[365-(104+6+18)] )·8-1·3}·0,97=1836 ч

Ф_н.о=_.{[365-(104+d_п)] )·t_см-t_ск·n_п}·у ,                               (4)

где у – количество смен работы; у=2.

Ф_н.о=_.{[365-(104+6)] )·8-1·3}·2=4074 ч

Действительный годовой фонд времени работы оборудования Ф_д.о., ч, учитывает неизбежные простои оборудования в профилактическом обслуживании и в ремонтах и представляет собой время, в течение которого оно может быть полностью загружено производственной работой

Ф_д.о.=Ф_н.о.(1-η_о),                                             (5)

где   η_о — коэффициент, учитывающий потери времени на выполнение планово-предупредительного ремонта оборудования; η_о=0,03.

Ф_д.о.=4074·(1-0,03)=3951 ч

Годовой фонд времени рабочего места Ф_р.м., ч, определяется временем, в течении которого оно используется, при заданном режиме работы участка по формуле 4

Ф_р.м={[365-(104+6)] )·8-1·3}·2=4074 ч

3.9 Усовершенствование технологического процесса

Для усовершенствования технологического процесса сборки карданного вала предлагается следующее:

— изменить способ  закрепления игольчатого подшипника. Вместо стопорной пластины установить стопорное кольцо, что упростит конструкцию и сократит время на сборку;

— применить  при запрессовке подшипника пресс вместо молотка и выколотки, это сократит время на сборку, повысит качество, так как при запрессовке ударные нагрузки не желательны и приводят к разрушению деталей;

— применить самостопорящиеся гайки. Самостопорящиеся гайки позволяют обойтись без пружинных шайб и обладают лучшими стопорящими качествами.

3.10 Трудоемкость работ на базовом предприятии

Трудоёмкость прямо влияет на годовой объём работ, количество рабочих и оборудования, на экономические показатели.

Трудоемкость сборки для объекта сборки   равна

где — трудоемкость сборки узла для эталонных условий, чел-ч;

— поправочный коэффициент, учитывающий конструктивно-техноло-гические  особенности объекта сборки;

— поправочный коэффициент, учитывающий величину производственной программы;

— поправочный коэффициент, учитывающий разномарочность собираемых объектов;

— поправочный коэффициент, учитывающий структуру производственной программы;

t_{з к.п.}=0,85 чел-ч;

t_{з к.в. усов.} =0,56 чел-ч;

t_{з к.п. усов.}=0,79 чел-ч;

k₄=1,0;

k₁=1,0;

k₂=1,0;

k₃=1,0;

t_к.в.  = 0,65·1,0·1,0·1,0·1,0 = 0,65 чел-ч

t_к.п.  = 0,85·1,0·1,0·1,0·1,0 = 0,85 чел-ч

t_{к.в.усов.}  = 0,56·1,0·1,0·1,0·1,0 = 0,56 чел-ч

t_{к.в.усов.}  = 0,79·1,0·1,0·1,0·1,0 = 0,79 чел-ч

Годовой объем работ , чел-ч , по сборке узлов  на данном участке составляет

T=t_Σ∙N,                                                            (7)

где t_Σ — суммарная трудоемкость сборки объекта, чел-ч;

N — годовая производственная программа сборки объекта, ед;

N = 120 шт.

Т_к.в. = 0,65·120 = 78 чел-ч

Т_к.п. = 0,85·120 = 102 чел-ч

Т_{к.в. усов.} = 0,56·120 = 67,2 чел-ч

Т_{к.п. усов.} = 0,79·120 = 94,8 чел-ч

3.11 Выбор организационной формы сборки

Вопрос о выборе той или иной формы сборки решается после определения требуемого количества рабочих мест Х_р.м.

Х_р.м. = T/(Ф_р.м.н.∙m)  ,                                              (8)

где  — годовой объем работ, чел-ч;

Ф_р.м.н.— годовой номинальный фонд времени рабочего места, ч;

— число рабочих, одновременно работающих на одном рабочем месте, чел.

Х_{р.м. к.в.} = 78/(4047·1) = 0,01

Х_{р.м. к.п.} = 102/(4047·1) = 0,02

Х_{р.м. к.в. усов.} = 67,2/(4047·1) = 0,01

Х_{р.м. к.п. усов.} = 94,8/(4047·1) = 0,02

3.12 Определение содержания, состава и последовательности сборки

Составленный маршрут оформлен на маршрутной карте технологического процесса сборки.

Содержание операций оформлено на операционной карте.

Маршрутная, операционная и нормировочная карты приведены в приложении В.

3.13 Определение норм времени

Под технически обоснованной нормой времени понимают время, необхо-

димое для выполнения заданного объема работы (операции) при определенных организационно-технических условиях и наиболее эффективном использовании

всех средств производства.

Технически обоснованная норма времени , мин, для единичного произ-

водства определяется по формуле

Н_вр = t_оп · [1 + (a_п-з + a_обсл + a_отл)/100] · k₂ · k₃,                        (9)

где t_оп – оперативное время, мин;

a_п-з, a_обсл, a_отл – процент от оперативного времени соответственно на подготовительно — заключительное время, время обслуживания рабочего места, время на отдых и личные потребности, %;

k₁ – коэффициент, учитывающий число приемов, комплексов приемов, выполняемых одним рабочим;

k₃ – коэффициент, учитывающий условия выполнения работ

k₂ = 1;

k₃ = 1.

Таблица 4 – Нормы времени

3.14 Определение годового объема работ

Для сборочных участков годовой объем работ Т, чел-ч равен

T = t · N,                                                         (10)

где t – трудоемкость сборки объекта, чел-ч;

N – годовая производственная программа выпуска данного объекта сборки, ед.

Таблица 5 – Расчет годового объема работ

3.15 Определение числа основных рабочих

Для выполнения планов расстановки оборудования следует знать численность работающих на участке сборки. Численность всех групп работающих на участке определяется расчетным путем.

Списочное m_сп, чел, и явочное m_яв, чел, количество производственных рабочих определяется по формулам

m_сп = ( Т / Ф_д.р )·k_п;                                             (11)

m_яв = ( Т / Ф_н.р )·k_п,                                             (12)

где — годовой объем работ, чел-ч;

— годовой фонд времени рабочего соответственно действительный и номинальный;

— коэффициент, учитывающий перевыполнение рабочими норм выработки; k_п=0,95

m_сп = ( 102/1836 )·0,95= 0,05 чел

Принимаем m_сп = 1 чел

m_яв = ( 102/ 2037 )·0,95 = 0,05 чел

Принимаем m_яв = 1 чел

Догружаем рабочего другими видами работ.

Расчет необходимого количества технологического оборудования по трудоемкости для конкретного вида сборочных работ  Х_о , шт

Х_о=T_i / Ф_д.о. ,                                                         (13)

где T_i — годовой объём  конкретной работы, чел-ч;

Ф_д.о. — действительный годовой фонд времени оборудования, ч.

Х_о=54,84/3951=0,01 шт

Принимаем Х_о=1 шт.

Догружаем оборудование другими видами работ.

Количество потребных в пролете кранов Х_кр определяют по формуле

где t_кр — среднее время одной крановой операции, мин;

n_кр — количество крановых операций за смену;

t_см — продолжительность смены,ч;

k_кр — коэффициент использования крана;

t_кр = 5,01 мин;

n_кр = 1,41;

k_кр = 0,95.

Принимаем Х_хр = 1 шт.

Догружаем кран другими видами работ.

Таблица 6 – Ведомость технологического оборудования

Таблица 8 – Ведомость организационной оснастки

3.17 Выбор технологической оснастки

К технологической оснастке относятся: сборочные приспособления, слесарный, режущий и вспомогательный инструменты и средства контроля.

Таблица 10 — Ведомость материалов

Таблица 11 — Инструмент для ручных работ

Таблица 12 – Ведомость измерительного инструмента

3.18 Расчёт площади участка

Площадь участка F_уч, м², определяется по формуле:

F_уч = f_об · k_п  ,                                               (15)

где  f_об – площадь, занимаемая напольным оборудованием, м²;

k_п — коэффициент, учитывающий плотность расстановки оборудования на участке;  k_п = 3.

F_{уч к.в.} = 5,7 · 3= 17,1 м²

F_{уч к.п.} = 26,26 · 3 = 78,78 м²

Отступление принятой площади участка сборки от расчетной Δ, м², определяется по формуле:

Δ = [(F_ф – F_р)/ F_ф] · 100%,                                       (16)

F_р – расчетная площадь участка;

F_{ф к.в.} = 16,8м²;

F_{ф к.п.} = 66,5 м²;

Δ_к.в. = [(16,8 – 17,1)/ 16,8] · 100% = -1,7%

Отступление Δ_к.в. = -1,7%,  что приемлемо для помещений площадью меньше 100 м².

Δ_к.п. = [(66,5– 78,78)/ 66,5] · 100% = -18%

Отступление Δ_к.в. = -18%,  что приемлемо для помещений площадью меньше 100 м².

3.19 Технологическая документация

При дипломном проектировании составлена следущая документация:

— комплектовочная карта, приведена в приложении Б;

— технологическая схема сборки, приведена на рисунке 18;

— маршрутная,  операционная  и  нормировочная  карты,  приведены  в  приложении В;

— планировка участка сборки карданного вала, приведена на рисунке 19, планировка участка сборки карданной передачи, приведена на рисунке 20.

3.20 Разработка планировки участка сборки

Планировка участка сборки карданных валов представлена на рисунке 19.

Таблица 13 — Ведомость применяемого на участке сборки оборудования

4,5 — тара; 6 — стеллаж универсальный; 7 — кран подвесной

Рисунок 19 — Планировка участка сборки карданных валов

Планировка участка сборки карданных передач представлена на рисунке 20.

4- тара

Рисунок 20 — Планировка участка сборки карданных передач

Таблица 14 — Ведомость применяемого на участке сборки оборудования