Расчет показателей надежности и производительности автоматической линии с жесткой транспортной связью

Министерство образования Российской Федерации

 

Тульский государственный  университет

 

Кафедра Технологии машиностроения

 

«Автоматизация производственных процессов»

 

 

 

 

 

РАСЧЕТ ПОКАЗАТЕЛЕЙ  НАДЕЖНОСТИ И 

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ  АВТОМАТИЧЕСКОЙ

ЛИНИИ С ЖЕСКОЙ ТРАНСПОРТНОЙ СВЯЗЬЮ

АЛС-113

 

 

Курсовая работа

 

Пояснительная записка

 

КРАПП.ПЗ

 

 

 

 

 

Выполнил:                                                                                  Пелевина Е.Ю.

ст. гр. 660171

 

 

Проверил:                                                                                   Федин Е.И.

 

 

 

Тула 2011

 

 

Содержание

 

Введение	4
1 Расчет такта автолинии	6
2 Расчет технологической  и цикловой производительностей,  коэффициента производительности АЛ	6
3 Расчет коэффициента  готовности линии	7
4 Расчет удельных собственных  потерь времени	12
5 Расчет коэффициента  технического использования АЛ  и ее технической производительности	14
6 Определение коэффициента  использования и ожидаемой фактической производительности	14
7 Расчет производственной программы выпуска деталей	15
8 Баланс часовой производительности  автоматической линии	15
Список использованных источников	16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Автоматизация является одним из эффективных  средств повышения производительности труда в крупносерийном и массовом производствах. Одновременно внедрение отработанных и современных средств автоматизации способствует стабилизации технологического процесса, его количественных и качественных показателей, в конечном итоге – повышению потребительских и эксплуатационных свойств выпускаемых изделий.

Основной целью данной контрольно-курсовой работы является ознакомление с основными понятиями о производительности и надежности технических систем, приобретение навыков расчета ожидаемой производительности автоматической линии с жесткой транспортной связью (АЛ ЖТС) и агрегатных станков.

Основная задача контрольно-курсовой работы – определение ожидаемых  производительностей АЛ ЖТС.

Исходные данные для  расчета:

Таблица 1 Исходные данные

№ по схеме	Принадлежность	Наименование элемента  или подсистемы  АЛ	Количество	Тип элемента (подсистемы) по заданию
1	2	3	4	5
1	АЛ	Накопитель заготовок	1	МС
2	АЛ	Конвейер	1	КШГ
3	Поз. 1	Стол крестовый	1	УЕ4316.05
4		Бабка фрезерная	1	У1Е4136
5		Фреза концевая	1	Ø25 / Р6М5
6		Головка силовая	1	1УН4024.03
-		Сверло спиральное	1	Ø17,6 / Р6М5
-		Патрон быстросменный	1	ПБК
7	Поз. 2	Стол силовой	1	УХ4531.00.02
8		Привод главного движ.	1	УХ4651.17
9		Коробка многошпиндельн.	1	УНЕ
-		Сверла спиральные:
		- Ø 12 мм	1	Р18
		- Ø 11,8 мм	2	Р9К5
-		Патроны быстросменные	3	ПБУ
-		Плита кондукторная	1	ПКП
10		Головка силовая	1	1УН4024.02
-		Зенкер	1	Ø 17,9 / Р18
-		Патрон быстросменный	1	ПБП
-		Плита кондукторная	1	ПКП
11	Поз. 3	Стол силовой	1	УХ4531.00.02
12		Привод главного движ.	1	УЕ4652
12		Коробка многошпиндельн.	1	УНЕ
-		Зенковка Ø 20 мм	1	Р18
-		Зенкер Ø 12Н10 мм	2	Р6М5
-		Патрон быстросменный	3	ПБУ
-		Плита кондукторная	1	ПКН
14		Головка силовая	1	1УН4024.02
-		Развертка	1	Ø 18 / Р9
-		Патрон быстросменный	1	ПБП
-		Плита кондукторная	1	ПКН
15	Поз.4	Стол силовой	2	УХ4531.00.02
16		Бабка расточная	2	У1Е4114
-		Борштанга расточная	2	БР
-		Резец расточной (черн.)	2	Р18
17	Поз. 5	Робот промышленный (цикловой)	1	РПЦП
18		Машина моечно-сушильная  конвейерная	1	ММКВ / КСВ
19	Поз. 6	Автомат контроля	1	АКПФ
20	Поз. 7	Автомат контроля	1	АКМР
21		Накопитель брака	1	НБ1
22	АЛ	Накопитель деталей	1	МС
-	АЛ	Приспособления	6	ПСГ
-		Система подачи СОЖ (централизованная)	1	СПС1
-	АЛ	Гидросистема	1	ГС
-	АЛ	Станция смазки	1	УМ7700.001
-	АЛ	Подсистема управления	1	СУПК

 

 

Машинное время = 2,78 мин.

Вспомогательное время = 0,54 мин.

Материал детали – Алюм.сплав

1 Расчет такта автолинии

 

Такт автолинии (ta) – промежуток времени между изготовлением двух смежных деталей (сборкой двух изделий).

Такт АЛ ЖТС равен:

ta = t_M  + t_B,

где  t_М – машинное время обработки;

        t_В = t_XX + t_ЗГ + t_РГ + t_TP  - вспомогательное время технологического                 модуля;

        t_XX – время холостых ходов рабочего органа станка, неперекрываемых машинным временем t_M;

        t_ЗГ – время загрузки – сумма времен всех последовательных движений по перемещению заготовки с транспортной подсистемы (конвейера) на рабочий орган станка, включая зажим заготовки в приспособлении и отвод захватов устройства загрузки из рабочей зоны на безопасное расстояние (в позицию ожидания обработки);

        t_РГ – время загрузки станка – сумма времен всех последовательных движений по перемещению детали от рабочего органа станка на конвейер, включая разжим приспособления и отвод захватов от конвейера (в позицию ожидания транспортирования);

        t_TP = S/V_K – время транспортирования заготовки (детали) по конвейеру на шаг S со скоростью V_K.

Таким образом такт АЛ равен:

ta = 2,78 + 0,54 = 3,32 мин.

 

2 Расчет технологической и цикловой производительностей, коэффициента производительности АЛ.

 

Производительность АЛ ЖТС, отдельных  станков-автоматов и полуавтоматов как технических систем, состоящих из нескольких функционально взаимосвязанных элементов подразделяется на технологическую, цикловую, фактическую и техническую.

Технологическая производительность АЛ (П_ТЛ) определяется количеством годной продукции, вырабатываемой в единицу времени, при условии непрерывности технологического процесса (обработки).

Так как на обработку одной детали затрачивается машинное время t_М, то при непрерывном технологическом процессе:

П_ТЛ = (дет/мин) = (дет/час) = (дет/час).

Цикловая производительность (П_Ц) выражается количеством годной продукции, выпускаемой дискретной АЛ в единицу времени при условии непрерывности ее работы.

П_Ц = (дет/мин) = 18,072 (дет/час).

Коэффициент производительности (η) отражает степень конструктивного  совершенства АЛ, ее приближенности к линии непрерывного действия. Он показывает , какую долю времени такта занимает производительное машинное время.

η = t_M / ta = 2,78 / 3,32 = 0,837

3 Расчет коэффициента  готовности линии

 

Коэффициент готовности (η_Г) определяет вероятность работоспособного состояния (готовность к работе) линии в любой момент времени. Таким образом коэффициент готовности учитывает только технические неплановые внецикловые потери времени (ВПВ):

η_Г ,

где  t_Т = τ_НТ/z – относительные технические неплановые ВПВ (мин);

       В_Т = t_T/ta – удельные технические неплановые простои линии;

       τ_НТ = τ_НИ + τ_НС – суммарные неплановые технические ВПВ (мин.).

,

где М_Р – математическое ожидание наработки АЛ от включения до первого отказа за принятый промежуток времени ее эксплуатации;

       М_В – среднее время восстановления.

Для непрерывных машин:

- интенсивность отказов –  условная плотность вероятности  возникновения отказа в единицу времени.

- интенсивность восстановления.

Для дискретных (цикловых) машин:

λ_Ц = 1/М_РЦ.

Связь между непрерывными и дискретными машинами:

λ = λ_Ц /ta;     М_Р = М_РЦ ^. ta.

При расчете плановых ВПВ инструменты приравниваются к дискретным элементам со средней наработкой на отказ:

М_РЦ = М_РТ ^. К_И ^. К_М ^. Т / t_М (дет),

где М_РТ – средняя наработка на отказ инструмента;

       К_И – поправочный коэффициент, зависящий от материала инструмента;

       К_М – поправочный коэффициент, зависящий от обрабатываемого материала;

       Т  – Средняя норма стойкости  инструмента.

 

Результаты расчета  сведем в таблицу 2.

Таблица 2 Показатели надежности АЛ ЖТС

 

 

№ п/п 1-Позиция 2-Группа 3-Элемент			Наименование элементов или подсистем АЛ	Модель (тип)	Кол-во	Показатели надежности
						Мрц циклов / отказ	Мр мин / отказ	Мв мин / восст	λц103 отказ /мин	λ103 отказ /мин	μ восст /мин	Вт 103 (мин/мин)
												элемент	группа	позиция
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1			Позиция 1											4,238
	1		Оборудование  позиции 1										4,235
		1	Стол крестовый	УЕ4316.05	1			40	0,2			2,410
		2	Бабка фрезерная	У1Е4136	1					0,07	0,076	0,921
		3	Головка силовая	1УН4024.03	1			30	0,10			0,904
	2		Инструмент поз. 1										0,001
		4	Фреза концевая	Ø25/Р6М5	1	4856,115		4,7				0,0003
		5	Сверло спиральное	Ø17,6/Р6М5	1	3237,410		0,7				0,0007
	3		Оснастка поз. 1										0,002
		6	Патрон быстросменный	ПБК	1			0,2		0,008		0,002
2			Позиция 2											1,151
	1		Оборудование  позиции 2										1,056
		7	Стол силовой	УХ4531.00.02	1			8	0,06			0,145
		8	Привод главного движ.	УХ4651.17	1					0,03	0,16	0,188
		9	Коробка многошпинд.	УНЕ	1					0,003	0,022	0,136
		10	Головка силовая	1УН4024.02	1			25	0,08			0,587
	2		Инструмент поз. 2										0,0005
		11	Сверло спиральное Ø12 мм	Р18	1	1618,705		1,3				0,0002
		12	Сверло спиральное Ø11,8 мм	Р9К5	2	1618,705		1,3				0,0002
		13	Зенкер	Ø17,9/Р18	1	3237,410		1,3				0,0001
	3		Оснастка поз. 2										0,094
		14	Патрон быстросменный	ПБУ	3			0,8		0,01		0,024
		15	Плита кондукторная	ПКП	1			10		0,004		0,04
		16	Патрон быстросменный	ПБП	1			0,8		0,027		0,022
		17	Плита кондукторная	ПКН	1			8		0,001		0,008
3			Позиция 3											1,194
	1		Оборудование поз.3										1,068
		18	Стол силовой	УХ4531.00.02	1			8	0,06			0,145
		19	Привод главного движ.	УЕ4652	1					0,02	0,10	0,2
		20	Коробка многошпинд.	УНЕ	1					0,003	0,022	0,136
		21	Головка силовая	1УН4024.02	1			25	0,08			0,587
	2		Инструмент поз. 2										0,0003
		22	Зенковка Ø20 мм	Р18	1	3237,410		1,5				0,0001
		23	Зенкер Ø12 Н10 мм	Р6М5	2	3237,410		1,3				0,0001
		24	Развертка	Ø18/ Р9	1	4316,547		1,3				0,0001
	3		Оснастка поз. 3										0,126
		25	Патрон быстросменный	ПБУ	3			0,8		0,01		0,024
		26	Плита кондукторная	ПКН	1			10		0,004		0,04
		27	Патрон быстросменный	ПБП	1			0,8		0,027		0,022
		28	Плита кондукторная	ПКН	1			10		0,004		0,04
4			Позиция 4											0,635
	1		Оборудование  поз. 4										0,435
		29	Стол силовой	УХ4531.00.02	2			8	0,06			0,145
		30	Бабка расточная	У1Е4114	2					0,016	0,055	0,29
	2		Инструмент поз. 4										0,0003
		31	Резец расточной (черн.)	Р18	2	2697,842		2,7				0,0003
	3		Оснастка поз. 4										0,2
		32	Борштанга расточная	БР	2			5		0,04		0,2
5			Позиция 5											3,494
		33	Робот промышленный (цикловой)	РПЦП	1			22		0,10		2,2
		34	Машина моечно-сушильная (конвейерная)	ММКВ/КСВ	1					0,11	0,085	1,294
6			Позиция 6											3,75
		35	Автомат контроля	АКПФ	1					0,24	0,064	3,75
7			Позиция 7											3,582
		36	Автомат контроля	АКМР	1					0,21	0,066	3,182
		37	Накопитель брака	НБ1	1					0,06	0,15	0,4
АЛ			Прочее											13,198
		38	Накопитель  заготовок	МС	1			9		0,01		0,09
		39	Конвейер	КШП	1			27		0,14		3,78
		40	Накопитель деталей	МС	1			9		0,01		0,09
		41	Приспособления	ПСП	6			8		0,002		0,016
		42	Система подачи СОЖ (централизованная)	СПС-1	1					0,01	0,085	0,118
		43	Гидросистема	ГС	1					0,015	0,068	0,221
		44	Станция смазки	УМ7700.001	1					0,05	0,08	0,625
		45	Подсистема управления	СУПК	1					0,3	0,042	7,143
											Итого:               ВТ.103 =  31,242
											Таким образом    ВТ  =   0,031242

 

Для оборудования и оснастки имеем:

λ_Ц = (мин/мин);

= (мин/мин);

λ_Ц = (мин/мин);

(мин/мин);

λ_Ц = (мин/мин);

= (мин/мин);

= (мин/мин);

В_Т10 = В_Т3 = 0,904 (мин/мин);

(мин/мин);

(мин/мин);

(мин/мин);

(мин/мин);

В_Т18 = В_Т7 = 0,145 (мин/мин);

В_Т19 = В_Т8 = 0,188 (мин/мин);

В_Т20 = В_Т9 = 0,136 (мин/мин);

В_Т21 = В_Т3 = 0,904 (мин/мин);

В_Т25 = В_Т14 = 0,024 (мин/мин);

В_Т26 = В_Т15 = 0,04 (мин/мин);

В_Т27 = В_Т16 = 0,022 (мин/мин);

В_Т28 = В_Т26 = 0,04 (мин/мин);

В_Т29 = В_Т18 = 0,145 (мин/мин);

= (мин/мин);

(мин/мин);

(мин/мин);

= (мин/мин);

= (мин/мин);

= (мин/мин);

= (мин/мин);

(мин/мин);

(мин/мин);

В_Т40 = В_Т38 = 0,09 (мин/мин);

(мин/мин);

= (мин/мин);

= (мин/мин);

= (мин/мин);

= (мин/мин).

 

Для режущего инструмента  имеем:

(циклов/отказ)	(мин/мин)
(циклов/отказ)	(мин/мин).
(циклов/отказ)	(мин/мин).
(циклов/отказ)	(мин/мин).
(циклов/отказ)	(мин/мин).
(циклов/отказ)	(мин/мин).
(циклов/отказ)	(мин/мин).
(циклов/отказ)	(мин/мин).
(циклов/отказ)	(мин/мин).