Производительность АЛЛ

Различают технологическую производительность АЛЛ (П) - количество основных технологических операций, которые автомат (линия) выполняет в единицу времени.

Цикловую производительность (Q) - количество изделий (рабочих циклов), которое машина, линия может обработать, изготовить за единицу времени:

где t_ц – время полного цикла

в качестве единицы времени, как правило, выбирают 1 час.

Технологическая производительность включает в себя только время, необходимое для изготовления изделия (выполнения операции), не учитывая холостой ход:

Таким образом,

где h - коэффициент производительности, характеризующий затраты времени на х.х. или степень непрерывности протекания технологического процесса на АЛЛ, h_мах = 1:

если t_х.х.= 0, то П = Q b h = 1.

Простои (t_пр) АЛ могут происходить по:

- технологическим причинам

- техническим причинам

- организационным причинам

- из-за остановок смежного оборудования.

Фактическая производительность;

где N_ф – фактическое количество годных изделий (форм для АФЛ) за период наблюдений (t_н).

Как правило, рассматривают Q_ф за год при этом t_ф – годовой фонд рабочего времени, зависящий от сменности работы оборудования:

- при 1 сменной работе ~ 1900 часов (в год)

- при 2 сменной ~ 3700-3800 часов

- при 3 сменной ~ 5400 часов.

t_н cкладывается из рабочего времени и простоев t_н = t_р +St_пр

Q_ф = R_n Q_ц, где R_n – коэффициент полезного использования АЛ:

Как правило, R_n даже для очень надежных линий, при высокой организации работы линии, все равно не превышает 0,65-0,75.

На стадии проектирования АЛ необходимо также учитывать и ожидаемый (исходя из статистических данных) брак отливок и специфику применяемой технологии. Так, например, количество форм Q_ф, которое должно быть изготовлено на стадии проектирования, считают исходя из годовой программы выпуска отливок с учетом ожидаемого брака отливок и форм:

где (1,04-1,06) – коэффициент брака отливок и форм.

Казалось бы, чем больше в линии автоматов, выполняющих параллельно различные операции, тем выше производительность АЛ. Однако на самом деле каждый новый агрегат снижает надежность линии и увеличивает время различного рода простоев, т.е. существует некоторое оптимальное количество автоматов в составе АЛ и позиций в составе автомата.

Свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, называется надежностью.

Автоматическая линия как ремонтируемая система многократного действия может находиться либо в процессе эксплуатации, либо в планово-предупредительном ремонте. Поэтому различают эксплуатационную и общую надежность.

Эксплуатационная надежность отражает работоспособность линии в период ее эксплуатации и обусловлена безотказностью и долговечностью наиболее часто выходящих из строя элементов, а также ремонтопригодностью с точки зрения устранения случайных отказов.

Общая надежность обусловлена теми же показателями, но охватывает весь срок службы линии, в том числе и периоды планово-предупредительных ремонтов.

Все показатели надежности можно разделить на две категории: частные и обобщенные (комплексные).

Частные показатели надежности включают характеристики безотказности, ремонтопригодности и долговечности.

Безотказность – это свойство элемента или системы сохранять работоспособность в течение некоторого времени без вынужденных перерывов в работе, т.е. без отказов. Наиболее распространенным показателем безотказности является вероятность безотказной работы, т.е. вероятность того, что в заданном интервале времени не возникнет отказа элемента. Функциональная зависимость вероятности безотказной работы от проработанного времени называется функцией надежности Р(t). Она может принимать любые значения между нулем и единицей и для элементов, работающих непрерывно, подчиняется экспоненциальному закону:

где t – время работы или наблюдения;

- среднее время работы элементов (машины) между двумя соседними отказами или наработка на отказ; t₁ – время работы элемента системы от момента его включения до момента первого отказа; t₂ – время работы элемента от первого до второго отказа и т.д.; n - количество отказов элемента за время наблюдения.

Для автоматических систем и линий t_ср подсчитывается как среднее время между двумя соседними отказами системы за исследуемый период.

Ремонтопригодность – это свойство изделий, механизмов, систем, заключающееся в их приспособленности к предупреждению, обнаружению и устранению причин возникновения отказов в результате проведение ремонта и технического обслуживания. Характеристикой ремонтопригодности является среднее время восстановления t_вос, т.е. время, в течение которого обнаруживается и устраняется отказ на линии.

Среднее время устранения отказа на АЛЛ не должно превышать 5 мин, иначе короткая остановка перерастет в длительный простой из-за нарушения технологического процесса (подсыхает формовочная смесь, переохлаждается металл и т.п.). Так, в результате вынужденной остановки линии на 15 минут требуется 1,5-2 часа для ее пуска.

Долговечность – это свойство системы или механизма сохранять работоспособность до наступления предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания и ремонта. Предельное состояние наступает тогда, когда дальнейшая эксплуатация линии становится невыгодной экономически, даже если она технически пригодна. При этом износ может быть не только физическим, но и моральным (линия устаревает, так как появляются новые, с более совершенными технико-экономическими показателями).

Чтобы быть уверенным в том, что АЛЛ обеспечивает заданную в проекте производительность, необходимо на стадии проектирования хотя бы в первом приближении оценить ее надежность. Это можно сделать, рассчитав по структурным схемам АЛЛ проектный коэффициент надежности готовности.

Отдельные элементы АЛЛ имеют такие коэффициенты надежности готовности, установленные по результатам обработки хронометрических данные:

Формовочные автоматы - 0,96

Распаровщики - 0,99

Сборщики форм - 0,98

Выбивные установки - 0,96

Литейные конвейеры - 0,98

Разрабатывая систему управления линией, по значению функции надежности Р(t), входящих в нее агрегатов, оценивают надежность линии в целом. С точки зрения надежности последовательным называется соединение элементов, в котором отказ одного элемента приводит к отказу всего соединения, а параллельным – в котором схема отказывает лишь при отказе всех входящих в него элементов.

При последовательном и параллельном соединениях элементов надежность схемы рассчитывают соответственно по формулам:

Здесь P_i (t) – надежность i-го элемента схемы; t – время работы системы.

Если схема смешанная, то сначала определяют вероятность безотказной работы параллельных соединений, а затем – последовательных в «приведенной» схеме.

ЛЕКЦИЯ 5

АВТОМАТИЧЕСКИЕ ФОРМОВОЧНЫЕ ЛИНИИ.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМ МЕТОДОМ ПРЕССОВАНИЯ.

80% отливок сегодня получают в разовые литейные формы, соответственно абсолютное большинство создаваемых и используемых сегодня автоматических литейных линий (АЛЛ) – это линии изготовления отливок в разовые литейные формы (АФЛ). При этом наиболее трудоемкая операция этого техпроцесса – изготовление разовой песчаной формы.

Одними из первых АФЛ были линии изготовления форм из ПГС прессовым, вибропрессовым методом и методом встряхивания с подпрессовкой. Сегодня существует огромное множество АФЛ, отличающихся по методам формообразования, по типу используемых смесей, по компоновочным схемам, виду используемых межоперационных (транспортных) связей, формовочных автоматов и т.д.

Классификация АФЛ по признакам поточности, по степени автоматизации, структурным признакам, характеру работы, принципу агрегатирования (виду автоматов встроенных в линию) соответствует общей классификации АЛЛ.

Поэтому подробнее остановимся на классификационных признаках деления присущих именно АФЛ:

- по способу формообразования (с учетом наиболее часто используемых сегодня АФЛ):

· Прессованием (чистым прессованием, последовательным прессованием, вибропрессовым методом);

· Встряхиванием (встряхивание с подпрессовкой);

· Пескодувно (пескострельно) - прессовым методом;

· Воздушно - прессовым методом (сейатсу-процесс);

· Вакуумно-пленочным методом;

· Импульсным методом (воздушно-импульсным, формовка взрывом, высокоскоростным прессованием);

· Замораживанием;

· Пескометным способом;

· Гравитационным способом (насыпная, наливная формовка);

· Магнитная формовка;

· Линии литья по выплавляемым моделям;

· Линии литья по выжигаемым моделям.

Последние три типа АФЛ могут быть отнесены еще и к так называемым АЛ специальных методов литья.

- по типу формы: опочные АФЛ и безопочные АФЛ;

- по виду формовочной смеси:

· с песчано-глинистыми смесями

· с холодно-твердеющими смесями

· без связующего.

Традиционная АФЛ включает в свой состав следующие основные агрегаты (блоки):

- формовочный автомат (или несколько автоматов);

- распаровщик опок;

- сборщик форм;

- простановщик стержней;

- кантователи и/ или установщики форм;

- заливочное устройство;

- устройство выбивки форм;

- грузоукладчик;

- АСУ автоматической линией.

На формовочных автоматах, как правило, выполняются следующие операции:

- замена модельной оснастки;

- обдув и опрыскивание модельного комплекта;

- установка опоки;

- установка наполнительной рамки;

- подача смеси в дозатор;

- дозирование порции смеси;

- предварительное уплотнение смеси;

- окончательное уплотнение;

- срезка излишков смеси;

- образование заливной воронки;

- накол каналов для выхода газов;

- извлечение моделей;

- удаление полуформы.

Формовочные автоматы принято классифицировать:

- по способу уплотнения (прессование, встряхивание, импульс);

- по типу автомата (проходной, челночный, карусельный);

- по числу позиций (1, 2 или многопозиционный);

- по способу дозировки (шиберные дозаторы, коробчатые, секторные, с жалюзийным затвором и др.);

- по способу протяжки модели (штифтовый, рамочный, с поворотом на 180⁰).

Дата добавления: 2014-01-15