Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

ВРЕМЕННОЕ ЦЕПИ

Любой процесс, в том числе и технологический, протекает не только в пространстве, но и во времени. Качество технологического процесса, его производительность и себестоимость во многом связаны с затратами времени на осуществление каждого его этапа, поэтому представляет большой интерес установление связей между затратами времени на эта­пы процесса и определение законов их суммирования.

Анализ и синтез временных связей технологического процесса яв­ляются фундаментом для построения высокопроизводительных техноло­гических процессов. Как правило, при проектировании технологических процессов затраты времени рассчитывают в номинальных величинах. Между тем многочисленные наблюдения свидетельствуют о существова­нии значительных отклонений фактических затрат времени от расчетных, причем эти отклонения носят как систематический, так и случайный ха­рактер. Это приводит к нарушению режимов функционирования меха­низмов, рассинхронизации этапов технологического процесса, возникно­вению явных и скрытых простоев исполнительных органов технологиче­ской системы и в итоге к нарушению ритмичности протекания процесса во времени.

Чтобы свести к минимуму эти негативные явления, следует рассчи­тывать затраты времени не только в номинальных величинах, но и в их отклонениях, а для этого следует воспользоваться временными цепями.

Объектом теории временных цепей применительно к машинострое­нию является разработка методов расчета затрат времени, методов управления технологическими процессами в реальном времени.

В основу формирования теоретических положений временных цепей должны быть положены основные свойства времени как одной из форм существования материи. События во времени характеризуются, с одной стороны, последовательностью, а с другой - длительностью. Последова­тельность (неодновременность) событий во времени отражает порядок смены состояний материи, в то время как смена состояний материи под­разумевает некоторую продолжительность, длительность существования каждого сменяющегося состояния, ибо без наличия какой-либо длитель­ности каждого состояния не может быть самого состояния.

Последовательность и длительность связаны с такими свойствами времени, как дискретность и непрерывность. Конечная длительность сменяющихся состояний материи определяет дискретность времени, а непрерывность времени выступает как свойство сохранения связей меж­ду сменяющими друг друга явлениями. Кроме рассмотренных свойств.

Время характеризуется такими свойствами как одномерность, однона­правленность, бесконечность и однородность.

Одномерность времени показывает, что следующие друг за другом последовательные состояния материи связаны непосредственно друг с другом, и эта связь полностью исчерпывается одним измерением. Непо­средственным следствием этого свойства является возможность пред­ставления результата измерения времени одним числом.

Однонаправленность или необратимость времени означает, что по­следовательность состояний материи носит однозначный упорядоченный характер. Следствием однонаправленности времени является возмож­ность рассмотрения времени как скалярной величины и представления результата измерения времени всегда положительным числом.

Бесконечность времени обусловлена вечностью мира, несотворимо - стью и неуничтожаемостью материи, формой движения которой является время.

Однородность времени состоит в том, что все его свойства остаются неизменными.

Следствием бесконечности и однородности времени является воз­можность произвольного выбора начала отсчета времени при любом его измерении. Бесконечность времени исключает существование естествен­ного начального момента отсчета, а однородность времени позволяет выбрать за начало отсчета любой произвольный момент на оси времени.

Однонаправленность времени является проявлением необратимости развития мира. Но при этом необратимость не исключает повторяемости. Иными словами, чередование означает, что событие может повторяться. Итак, время непрерывно, необратимо, его нельзя остановить, изменить его направление или скорость.

На основе изложенного можно сформулировать следующие основ­ные понятия и определения временных цепей по аналогии с размерными цепями. Однако, при этом свойства времени вносят существенные отли­чия в понятийный аппарат временных цепей и методов их расчета.

Звено временной цепи - отрезок прямой, условно отражающий про­межуток времени. Принимая во внимание свойство необратимости вре­мени, звено изображается в виде отрезка с одной стрелкой.

В отличие от звена размерной цепи, которая существует во времени целиком, представление звена временной цепи отрезком (от момента на­чала до момента окончания) в силу необратимости времени является ус­ловным, так как в момент окончания звена вся его предыдущая часть ос­талась в прошлом.

Временной цепью будем называть замкнутый контур отрезков пря­мой, отражающих продолжительности этапов процесса, следующих друг за другом.

Замыкающее звено временной цепи -- это промежуток времени, ко­торый следует обеспечить (определить) в соответствии с поставленной задачей.

За замыкающее звено принимается продолжительность какого-либо процесса или промежуток времени, характеризующий несовпадение мо­ментов начала или окончания каких-либо этапов процесса, например прихода в требуемое положение каких-либо органов машины.

Составляющее звено временной цепи - это промежуток времени, изменение которого вызывает изменение замыкающего звена.

Компенсирующее звено временной цепи - это промежуток времени, с изменением величины которого устраняется погрешность замыкающего звена.

Согласно приведенным определениям, временная цепь изображается графически в виде замкнутого контура расположенных один за другим отрезков прямой в строгом соответствии с последовательностью выпол­нения этапов процесса. Временные цепи могут быть двух типов: цепи с последовательно расположенными составляющими звеньями и цепи с параллельно расположенными составляющими звеньями (рис. 1.3.37).

Свойства необратимости и непрерывности времени находят свое от­ражение в том, что последовательность формирования временной цепи данного процесса из составляющих звеньев является единственной и не может быть изменена. В ней нельзя заменить или изменить какое-либо звено, как это делается в размерной цепи.

0)

В связи с этим нумерацию составляющих звеньев следует осуществ­лять в одном направлении, например, слева направо в строгом соответст­вии с последовательностью выполнения этапов процесса. Если временная цепь содержит параллельные звенья, то нумерацию звеньев временнбй цепи в обеих ветвях проводят в одном направлении, а номер первого зве­на второй ветви является продолжением нумерации (см. рис. 1.3.37, б).

Ч.

0)

Рис. 1.3.37. Временное цепи:

А - с последовательными звеньям; 6-е параллельными звеньями

В результате необратимости времени физическое существование звена временнбй цепи совпадает со временем осуществления данного этапа процесса, промежуток времени которого оно отображает. В силу этой же причины невозможно одновременное существование двух и более звень­ев одной ветви временнбй цепи, как это имеет место в размерной цепи.

Итак, контур временнбй цепи является условным ее изображением, когда в рассматриваемый момент времени одни звенья могут быть в прошлом, а другие - в будущем.

Свойство непрерывности времени проявляется в том, что по оконча­нии одного этапа процесса должен начинаться следующий этап, т. е. не мо­жет быть разрыва между смежными звеньями. Это обстоятельство имеет важное значение для построения временных цепей. При этом необходимо введение в цепь в качестве звеньев всех этапов процесса, включая и пере­рывы, так как последние тоже изменяют значение замыкающего звена.

Под увеличивающим звеном временнбй цепи будем понимать звено, с увеличением которого увеличивается значение замыкающего звена; под уменьшающим звеном - звено, с увеличением которого уменьшается зна­чение замыкающего звена.

Обозначим увеличивающее звено стрелкой, направленной вправо, со знаком плюс, а уменьшающее звено - стрелкой, направленной влево, со знаком минус, т. е

T, - t.

Тогда значение замыкающего звена временнбй цепи

/и-1 к m-1

Или

(=1 /=1 4-І

Где /-- номер составляющего звена; т - число звеньев временнбй цепи.

Для временнбй цепи с одной ветвью все составляющие звенья явля­ются только увеличивающими.

В случае многократно повторяющегося процесса имеет место рас­сеяние значений составляющих звеньев, поэтому погрешность замыкаю­щего звена может быть отображена кривой рассеяния и ее числовыми характеристиками, как и в размерных цепях:

M-1 m-1

=ZI7'/I' ш<д=ЕкІ' /=і /=і

І де 7) и ш, - соответственный допуск и поле рассеяния замыкающего

Звена временнбй цепи.

В отличие от размерной цепи в формировании закона распределения значений замыкающего звена, вследствие необратимости времени, на­блюдается определенная упорядоченность. Сущность этой упорядочен­ности заключается в том, что значение замыкающего звена /-го цикла всегда будет равно сумме составляющих звеньев временной иепи только /-го цикла.

Рассмотрим это явление в сопоставлении с размерной цепью. Пусть имеется трехзвенная размерная цепь зазора соединения «вал втулка». При сборке /-го соединения в его состав может войти любой вал и любая втулка из множества изготовленных валов и втулок. Иными словами в размерных цепях, в отличие от временных цепей, при поступлении дета­лей на сборку деталь одного и того же номера может быть включена в размерную цепь любого соединения.

Введем некоторую упорядоченность в процесс соединения валов со втулками, задав правила выбора номеров вала и втулки, входящих в со­единение. Сопоставим диаграммы изменения величины диаметров вала, втулки и зазора в соединении для двух случаев.

В первом случае в соединении участвуют вал и втулка одного номе­ра, т. е. вал 1 и втулка 1, во втором соединении - вал 2 и втулка 2, и т. д. (рис. 1.3.38, б).

Во втором случае в первое соединение входит вал 1, а втулка берет­ся с наибольшим номером и; второе соединение собирается из вала 2 и втулки п -1, и т. д. (рис. 1.3.38, б).

На рис. 1.3.38, а и б приведены точечные диаграммы, сопоставление которых показывает существенную разницу в величине поля рассеяния зазора в зависимости от номеров вала и втулки в соединении.

В общем случае в соединении может участвовать любой номер вала и втулки, поэтому при расчете величина поля рассеяния замыкающего звена ы определяется как сумма величин полей рассеяния составляющих звеньев.

Во временнбй цепи этого не может быть, так как значение замы­кающего звена /-го цикла всегда будет равно сумме составляющих звень­ев временнбй цепи только /-го цикла. В этом и заключается упорядочен­ность, о которой говорилось выше. Например, пусть технологический процесс состоит из двух этапов продолжительностью t\ и t2 и пусть этот процесс повторяется п раз.

Согласно явлению упорядоченности, значение замыкающего звена /д временной цепи t (рис. 1.3.39)/-го цикла будет равно сумме составляю­щих звеньев іь только у-го цикла, т. е.

'л, ='\ і +hu t.\1 — t\ 2 + f? 2 '

'л„ _ 'l / +/2;>

Dd8

И -

Л-

ВРЕМЕННОЕ ЦЕПИ

Ч - В В 10 12 N Вала Ч S3 10 12 N втулки

В 8 Ю А/'соединения б)

Рис. 1.3.38. Точечные диаграммы изменения

Величины зазора при сборке соединений:

А - отклонения диаметральных размеров валов сі, и отверстия d0 во втулках; б - величина зазора в первом случае(1) и во втором случае (2)

Где t], t2 - составляющие звенья временной цепи; j - номер цикла.

Таким образом, возможна только единст­венная точечная диаграмма изменения значе - ^ ния замыкающего звена и, следовательно, единственная кривая его рассеяния.

В условиях отмеченной упорядоченности

Временных цепей большое влияние на форму Рис-1"3"39- Временная

„ цепь

Кривом рассеяния оказывают систематические

Факторы. Из рис. 1.3.40 видно, что величина поля рассеяния замыкающе­го звена в данном случае значительно меньше величины поля рассеяния любого из составляющих звеньев, так как систематические изменения последних имеют разное направление.

Рассмотренные выше свойства времени оказывают влияние и на ме­тоды достижения точности замыкающего звена временных цепей. Из пя­ти методов достижения точности замыкающего звена размерных цепей вследствие необратимости времени во временных цепях могут приме­няться только методы полной, неполной взаимозаменяемости и регули­ровки.

ВРЕМЕННОЕ ЦЕПИ

Рис. 1.3.40. Точечные диаграммы изменения значений звеньев временнбй цепи:

А - звена ts: о - звена ь; в - звена t{

Метод групповой взаимозаменяемости неприменим, так как во временнбй цепи нельзя в цепи j - го цикла какое-либо составляющее зве­но заменить на составляющее звено того же номера из другого цикла.

Метод пригонки неприменим физически. При применении метода регулировки имеется определенная специфика в выборе компенсирую­щего звена. В силу необратимости времени компенсирующее звено мо­жет уменьшать возникшие погрешности только предыдущих составляю­щих звеньев. Поэтому в качестве компенсирующего звена следует вы­бирать для цепи первого типа последнее составляющее звено во временнбй цепи. К моменту существования этого звена уже известны отклонения всех предыдущих звеньев и можно вычислить необходимую поправку, чтобы максимально уменьшить погрешность на замыкающем звене.

Для временнбй цепи с параллельными звеньями в качестве ком­пенсатора целесообразно выбирать последнее составляющее звено в любой ветви.

Основы ТЕХНОЛОГИИ МАШИНОСТРОЕНИЯ

СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕХАНОСБОРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ЭБ - это множество связанных между собой элементов технологи­ческих процессов, обрабатывающих и сборочных технологических систем. Связи между элементами возникают из обслуживания изделий тех­нологическими процессами, а последних - технологическими системами. В …

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАРШРУТА И ОПЕРАЦИЙ СБОРКИ ИЗДЕЛИЯ

Разработка технологического маршрута сборки изделия начинается с установления последовательности сборочного процесса. В соответствии с делением изделия на сборочные единицы различают общую сборку из­делия и сборку его сборочных единиц. Разработку последовательности …

Разработка технологической операции

Исходными данными для разработки операции являются изготавли­ваемые на операции МП, МПИ, их МТИ, а также МТБ, заготовительные модули, тип станка, такт выпуска, общее количество изготавливаемых деталей и др. В результате …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.