Оптимизация работы станка продорожки.

Использование методов машинного обучения и искусственного интеллекта. Анализ больших данных, полученных от датчиков и системы управления, с использованием алгоритмов машинного обучения может способствовать оптимизации настроек процесса обработки и предсказания ресурса станка и инструмента.Применение данных предложений требует детального анализа существующего оборудования, производственных процессов и потребностей предприятия. Каждое из предложений должно быть предметом технико-экономического обоснования. Это необходимо для того, чтобы определить потенциальные преимущества от оптимизации и рационализации производственного процесса. Важно также учесть возможности интеграции новых технологий с уже существующим оборудованием и управленческими процессами. Описание оптимизацииПродорожку коллектора выполняют на специальном бандажировочном станке типа А591Т, состоящим из электродвигателя мощностью 0,55 кВт, установленного на салазках. Электродвигатель через ременную передачу приводит во вращение фрезудиаметром 22 мм. Частота вращения шпинделя фрезерной головки приспособления для продорожки1970 оборотов в минуту. Салазки могут перемещаться горизонтально на 600 мм от маховика и вертикально на 100 мм от маховика. Вращающуюся с большой скоростью фрезу устанавливают над миканитовой пластиной, опускают на необходимую глубину и маховиком перемещают с наружной стороны к петушкам. В обратном направлении фрезу маховиком приподнимают и возвращают назад в исходное положение. Глубина продорожки, как правило, составляет от 0,7 до 1 мм. В процессе продорожки коллектора на бандажировочном станке якорь поворачивается вручную каждый раз после прохождения фрезы по всей длинеЦель модернизации –повышение производительности станка продорожки коллекторов электрических машин.Был модернизирован вал с одной фрезой. Послетого, как проточили вал, на него была установлена дополнительная фреза. Между фрезами установлена дистанцирующая прокладка из текстолита.Внедренная модернизация позволяет обрабатывать два паза одновременно, что увеличивает производительность процесса продорожки коллекторов в два раза.Итоговые улучшения должны привести к снижению затрат на производство, увеличению производительности, повышению качества конечной продукции и уменьшению нагрузки на операторов на производственной линии.Расчет игольчатого подшипникаОсновные типы игольчатых подшипников показаны на рисунке 7. В конструкциях (а, б) иголки можно собрать, используя пластичный смазочный материал; при этом не исключена опасность выпадения отдельных иголок. После работы на масле, растворяющем пластичный смазочный материал, иголки при демонтаже рассыпаются.Целесообразнее агрегатные конструкции с невыпадающими иголками (виды в, г), зафиксированными в корпусах подгибом колец из мягкой стали, завальцованных по торцам обойм.Рисунок 7 – Игольчатые подшипникиВ конструкции (д), предназначенной для безобойменной установки в легконагруженных опорах, иголки заключены в штампованную обойму с подогнутыми кромками. Обоймы изготовляют из малоуглеродистой холоднокатаной стали; рабочую поверхность цианируют на глубину ~0,1 мм.Как показывает опыт, в игольчатых подшипниках нет полного качения. В нагруженной зоне на участке плотного соприкосновения с валом иголки вращаются вокруг собственной оси с частотойгдеnв–частота вращения вала; d — диаметр вала; δ — диаметр иголок.Максимально допустимой частотой вращения иголок вокруг своей оси считается n = 20000—30000 об/мин.Переходя в ненагруженную зону, иголки по инерции продолжают вращаться, но с пониженной вследствие трения частотой; при возвращении в нагруженную зону частота вращении снова увеличивается.Проскальзывание иголок в ненагруженной зоне, а также трение иголок друг о друга обусловливает повышенную величину коэффициента трения (f=0,01—0,02) и ограничивает быстроходность подшипников пределом 1000—2000 об/мин.Целесообразно применять игольчатые подшипники в тихоходных высоконагруженных опорах, а также в опорах с колебательным вращением (поршневые головки шатунов, оси коромысел, рычагов).Игольчатые подшипники не могут нести осевую нагрузку. При их установке необходимо применять тот или иной вид осевой фиксации детали, а также фиксировать наружную обойму в корпусе и внутреннюю — на валу (рисунок 8, а).Рисунок 8 – Установка игольчатых подшипниковОбоймы подшипников сажают в корпуса и на валы на посадках не плотнее Н7/m6, Н7/n6. Посадки с натягом могут вызывать перенапряжение тонких обойм подшипников.Для сокращения радиальных размеров часто применяют установку игольчатых подшипников только с внутренней (вид б) или наружной (виды в, г) обоймами, заставляя иголки катиться по беговым дорожкам, выполненным непосредственно на детали. Нередко обе дорожки выполняют на деталях (вид д). Радиальные размеры безобойменных игольчатых подшипников не превышают размеров подшипников скольжения.Игольчатые подшипники могут работать при пластичном и жидком смазочном материале. Барботажная смазка затруднена из-за узости кольцевых щелей на торцах подшипника. В безобойменных установках наилучший способ подвода масла — через радиальные отверстия в вале, расположенные по оси симметрии подшипника (виды в, г).Беговые дорожки на деталях выполняют по 5-му квалитету. Твердость рабочих поверхностей больше HRC 58, параметры шероховатости обработанных поверхностей Rа = 0,02—0,08 мкм. На углубленных беговых дорожках следует предусматривать канавки для выхода шлифовального крута.При безобойменной установке иголки группируют по диаметру (отклонение диаметров иголок в комплекте не более 2 мкм).Длину иголок (рисунок 9, а) рекомендуется принимать(1)гдеδ — диаметр иголок.Рисунок 9 – Конструктивные соотношения в игольчатых подшипникахНижний предел относится к подшипникам малых, а верхний — к подшипникам больших диаметров.В зависимости от диаметра внутренней беговой дорожки длину иголок рекомендуется брать в пределах(2)гдеd — диаметр внутренней беговой дорожки.Нижний предел относится к подшипникам большого диаметра, верхний — малого.Приравнивая правые части формул(1) и (2), получаем формулу для определения диаметра иголок:(3)где нижний предел относится к подшипникам большого диаметра, верхний — малого.Торцовый зазор s между иголками и направляющими заплечиками должен быть равен (рисунок 9, а)Высоту заплечиков принимаютДиаметральный зазор в подшипнике, т.е. зазор , выбирают по посадкам Н7/е8, H7/d8, Н7/с8. Средний диаметральный зазор, мкмЧем больше частота вращения, тем больше должен быть зазор.Боковой зазор между иголками определяют из условия, чтобы при плотной укладке на валу между первой и последней иголкой (рисунок 9, б) оставался зазоргдеδ —диаметр иголки; q — коэффициент, равный 0,4—0,8. При q<0,4 в подшипнике возникает повышенное трение, а при q>0,8 становятся возможными перекос и заклинивание иголок.Число иголок(4)Подставляя , получаем(5)откуда(6)При проектировании подшипника обычно задан внутренний диаметр d. Диаметр иголок находят по формуле (3). Число иголок предварительно определяют из выражения (5), полагая q = 0:(7)и округляют до ближайшего меньшего целого числа z. Разность z’—z, как видно из формул (5), (7), равна q.Условие q=0,4…0,8 соблюдается.Согласно формуле (7)Принимаем z = 34. Следовательно,что допустимо.Стандартные размеры иголок приведены в таблице 2.Таблица 2 – Стандартные размеры иголокδ, ммДлина l, мм2,0810121416(18)(20)(22)(24)–2,5810121416(18)(20)(22)(24)–3,0–1012141618(20)(22)(24)273,53035––––––––4,040–––––––––5,050–––––––––Согласно полученным расчетам, установленный на приводной головке станка подшипник 9941/12 ГОСТ 4060-78 подобран верно.УКАЗАНИЯ ПО МОНТАЖУ, БЕЗОПАСНОСТИ И ОБСЛУЖИВАНИЮРазмещение и монтажСтанок устанавливается в помещении для ремонта электрических машин на специальном фундаменте.Для удаления миканитовой пыли, образующейся при продорожке коллекторов, рекомендуется применять вытяжное устройство, исходя из местных условий. Разрежение, создаваемое натяжным устройством, должно быть в пределах 1100-1250 мм водяного столба.Рабочая зона станка должна быть хорошо освещена.Меры безопасностиСтанок должен быть надежно закреплен на фундаменте. Все действующее оборудование станка должно находиться в полной исправности. Работа на неисправном оборудовании запрещается.Все электрооборудование, а также механизмы, которые могут оказаться под напряжением, должны быть надежно заземлены, электропроводка должна быть надежно изолирована и защищена от механических повреждений.Работы по ремонту оборудования и механизмов должны производиться только после полного отключения от сети электропитания.При уходе рабочего от станка, последний отключить.Перед началом работы по продорожке коллектора якоря необходимо включить вентиляцию. Работу производить в защитных очках.Ремонт и смазка станка во время работы запрещается.Допуск к работе на станке разрешается только после проведения инструктажа и проверки знаний по технике безопасности.Техническое обслуживаниеЭлектрооборудование станка должно содержаться в порядке и чистоте. Электродвигатели и электроаппаратуру необходимо периодически осматривать и, при необходимости, очищать от грязи, пыли и масла.Не реже двух раз в год проверять состояние подшипников электродвигателей и заменять смазку.Перед пуском станка в эксплуатацию необходимо провести смазку узлов и поверхностей согласно схеме смазки (рисунок 10).Рисунок 10– Схема смазки станкаВязкость жидкой смазки при плюс 50ºС – 47-45 сСт. Вязкость консистентной смазки при минус 50ºС – 1100 Пас.По окончании работы все наружные обработанные неокрашенные поверхности станка необходимо смазать тонким слоем масла; следует особо обратить внимание на смазку поверхностей направляющей станины, пиноли задней бабки и планшайбы.ЗАКЛЮЧЕНИЕВ данном курсовом проекте спроектирован автоматизированный станочный модуль на базе многоцелевого токарного станка1716ПФ4, для детали «Палец»Рассмотрены основные технические характеристики многоцелевого токарного станка модели 1716ПФ4, на котором будет производиться обработка заготовок, подаваемых из бункерного загрузочного устройства.В качестве автоматизированного устройства входящего в состав станочного модуля спроектировано и рассчитано бункерное загрузочное устройство с карманами, входящее в состав станочного модуля для обработки деталей из стали 45.В процессе проектирования бункерного загрузочного устройства для токарного станка были тщательно проанализированы исходные чертежи и данные, что позволило определить оптимальный метод получения заготовок. Рассмотрение требований к качеству и точности обработки привело к грамотному назначению припусков на обработку, что обеспечит необходимые размеры и качество поверхности готовой детали. Выбор метода базирования и крепления заготовки обусловлен стремлением к повышению точности и сокращению времени замены заготовок, что критично для серийного производства. Подбор режущего и вспомогательного инструмента был выполнен с учетом материала заготовок и требуемых операций. Определение последовательности переходов позволит минимизировать количество наладочных работ и время межоперационной выдержки, что повысит общую производительность работы токарного станка. Таким образом, разработанный проект создает основу для эффективного и экономичного процесса загрузки заготовок в токарный станок, что важно для увеличения его производительности и снижения затрат на персонал.В процессе исследования по оптимизации работы станка продорожки коллекторов были получены значимые результаты, которые позволяют сформулировать следующие выводы и рекомендации:1. **Эффективность работы станка продорожки коллекторов** непосредственно зависит от точности и правильности настроек процессов резания и продорожки. Было установлено, что оптимизация параметров резки, включая скорость движения инструмента, глубину реза и подаваемое давление охлаждающей жидкости, способствует повышению качества обработанных поверхностей и снижению износа инструмента.2. **Применение современных материалов для инструментов продорожки** значительно повышает их износостойкость и эффективность работы станка. Материалы, такие как твердые сплавы на основе вольфрам-кобальтовых соединений и поликристаллический алмаз, демонстрируют значительное преимущество перед традиционными быстрорежущими сталями по критериям долговечности и качества обработки.3. **Автоматизация процессов контроля и настройки станка** с использованием современных систем ЧПУ и программного обеспечения для моделирования процессов обработки позволяет существенно ускорить подготовку станка к работе, минимизировать человеческий фактор и ошибки при настройке, а также обеспечить высокую повторяемость и точность обработки.4. **Оптимизация режимов работы и планирование процессов обработки** на основе принципов линейного и нелинейного программирования дает возможность наилучшим образом распределить рабочее время станка, минимизировать простои и повысить общую производительность оборудования.5. **Разработка и внедрение программ обучения для операторов станков** должны включать в себя не только основы управления и обслуживания оборудования, но и знания о принципах оптимизации рабочих процессов и методиках повышения эффективности работы с оборудованием. Это способствует росту квалификации персонала и оптимизации производственного процесса в целом.На основе вышеизложенного можно сделать вывод, что комплексный подход к оптимизации работы станка продорожки коллекторов, включая техническое обеспечение, модернизацию инструмента, автоматизацию процессов и повышение квалификации операторов, позволяет значительно улучшить технические и экономические показатели производства. Реализация предложенных мероприятий требует начальных инвестиций, однако в долгосрочной перспективе они окупят себя за счет сокращения издержек на производстве, повышения качества изготавливаемой продукции и увеличения производительности оборудования.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫАлябьев С.А. и др. Устройство и ремонт электровозов постоянного тока. Учебник для технических школ ж.д. транспорта - М., Транспорт, 1977Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. Изд. 4-е, перераб. и доп. Кн. 1. – М.: Машиностроение, 1974. – 416 с., ил.Афонин Г.С., Барщенков В.Н., Кондратьев Н.В. Устройство и эксплуатация тормозного оборудования подвижного состава. Учебник для начального профессионального образования. М.: Издательский центр «Академия», 2005.Белкин М.Л., Черняк Л.С. Инструменты и приспособления для машиностроения: справочник. – М.: Механика, 2022. – Стр. 199-203. Гранов А.А. Обработка металлов резанием. Справочник технолога. М.: Машиностроение, 1988.Дубровский З.М. и др. Электровоз. Управление и обслуживание. - М., Транспорт, 1979Кикнадзе О.А. Электровозы ВЛ-10 и ВЛ-10у. М.: Транспорт, 1975Красковская С.Н. и др. Текущий ремонт и техническое обслуживание электровозов постоянного тока. - М., Транспорт, 1989Модернизация станочного парка промышленных предприятий: учебно-методическое пособие / Л. П. Толстых, С. М. Гора, Н. К. Медведев [и др.]. — Вологда: Инфра-Инженерия, 2018. — 136 с.Охрана труда на железнодорожном транспорте и в транспортном строительстве. Учебник для учащихся техникумов ж.д транспорта. - М., Транспорт, 1983Справочник технолога-машиностроителя. В 2-х т. Т 1: Под общ. ред. А.Г. Косиловой. – М.: Машгиз, 1957. – 660 с., ил.