Основные понятия, определения и сокращения 9 страница

- шаг между двумя смежными позициями единичных технологических зон в i-м тихоходном технологическом потоке;

- количество тихоходных технологических потоков в пространственной технологической зоне.

Подставляя выражение (1.67) в формулу (1.58), получим необходимое выражение для определения теоретической или цикловой производительности поточного поверхностно-пространственного технологического модуля:

(1.68)

где - цикловая или теоретическая производительность технологического модуля.

Учитывая геометрические и кинематические параметры поверхностно-пространственной технологической зоны, выражение (1.68) можно представить следующим образом:

(1.69)

где - длина i–го тихоходного технологического потока в поверхностно-пространственной технологической зоне;

- ширина тихоходного технологического потока;

- длительность технологического воздействия орудий и средств обработки на предмет обработки в i–м тихоходном технологическом потоке.

Учитывая в выражении (1.69) то, что площадь поверхностно-пространственной технологической зоны определяется выражением а площадь единичной поверхностно-пространственной технологической зоны следующим образом можно записать:

(1.70)

где - площадь i–го тихоходного технологического потока;

- площадь единичной технологической зоны в i–м тихоходном технологическом потоке.

Поточно-пространственные технологические модули, объединяемые в поточно-пространственные технологические системы, являются многопоточными и многоинструментальными технологическими системами, предназначенными обычно для обработки однотипных предметов обработки. Тогда принимая во внимание то, что и проделав соответствующие преобразования, выражение (1.70) примет следующий вид:

(1.71)

где - площадь любого тихоходного технологического потока;

- площадь единичной технологической зоны;

- площадь поверхностно-пространственной технологической зоны, в которой реализуется технологическое воздействие орудий и средств обработки на предметы обработки.

Учитывая то, что технологический модуль состоит из двух подсистем, а именно пространственной технологической зоны, в которой реализуется технологическое воздействие орудий и средств обработки на предметы обработки, и пространственной зоны, в которой орудия и средства обработки возвращаются на исходную позицию по замкнутой траектории (здесь они перемещаются без предметов обработки). В этом случае, цикловую или теоретическую производительность поверхностно-пространственных технологических модулей можно определить через время полного кинематического цикла орудий и средств обработки , которая будет определяться следующим образом:

(1.72)

где - площадь тихоходных технологических потоков вне технологической зоны;

S – общая площадь тихоходных технологических потоков в поточно-пространственном технологическом модуле.

Выражая площади через двойные интегралы в соответствующих координатах евклидова пространства, выражение (1.72) можно представить в общем виде, следующим образом:

(1.73)

где x, y – координаты поверхностно-пространственной технологической зоны;

x₁, y₁ – координаты единичной поверхностно-пространственной технологической зоны.

Для поточного объемно-пространственного технологического модуля, изображенного на рис. 1.30, формулу (1.69) представляем следующим образом:

(1.74)

где - площадь поперечного сечения i-го тихоходного технологического потока в объемно-пространственной технологической зоне поточно-пространственного технологического модуля.

В формуле (1.74) можно сделать следующие преобразования и , тогда она примет следующий вид:

(1.75)

где - объем i-го тихоходного технологического потока в объемно-пространственной технологической зоне;

- объем единичной технологической зоны i-м тихоходном технологическом потоке объемно-пространственной технологической зоны.

По аналогии с предыдущим модулем, введем следующие обозначения , и , тогда будем иметь:

(1.76)

где - объем любого тихоходного технологического потока;

- объем единичной технологической зоны;

- объем объемно-пространственной технологической зоны.

Цикловую производительность поточного объемно-пространственного технологического модуля можно выразить через время полного кинематического цикла с помощью следующего выражения:

(1.77)

где - объем тихоходных технологических потоков вне технологической зоны;

V – общий объем тихоходных технологических потоков в поточно-пространственном технологическом модуле.

Выражая объемы через тройные интегралы в соответствующих координатах евклидова пространства, выражение (1.76) можно представить следующим образом:

(1.78)

где x, y, z – координаты объемно-пространственной технологической зоны;

x₁, y₁, z₁– координаты единичной объемно-пространственной технологической зоны.

Поточно-пространственные технологические модули с поверхностно-пространственными технологическими зонами (рис. 1.31) или с объемно-пространственными технологическими зонами (рис. 1.32) могут быть эффективно использованы для обработки изделий (предметов обработки) нескольких номенклатур. Для этого в поточно-пространственных технологических модулях выполняют несколько входных и несколько выходных потоков предметов обработки, где m – число входных потоков предметов обработки, n – число выходных потоков предметов обработки. При проектировании поточно-пространственных технологических систем следует иметь в виду то, что число входных и выходных потоков предметов обработки может быть как равно, так и неравно друг другу. В случае, когда число входных и выходных потоков предметов обработки равно, то по первому входному потоку поступают предметы обработки первой номенклатуры, а по первому выходному потоку они выгружаются; по второму входному потоку поступают предметы обработки второй номенклатуры, а по второму выходному потоку они выгружаются и так далее для всех номенклатур. На рис. 1.31 и рис. 1.32 позиции элементов моделей соответствуют позициям предыдущих рисунков.

В практике конструирования поточно-пространственных технологических модулей встречаются проблемы, когда одно загрузочное или разгрузочное устройство не обеспечивает по производительности темп загрузки или выгрузки предметов обработки одной номенклатуры. В этом случае, к поточно-пространственному технологическому модулю монтируют несколько загрузочных и разгрузочных устройств, и предметы обработки поступают по нескольким входным и выходным потокам. Кроме того, бывают случаи, когда необходимо обеспечить неравное количество входных и выходных потоков предметов обработки, Все это обеспечивает функциональная структура поточно-пространственных технологических модулей, выполненных на базе моделей, представленных на рис. 1.31 и рис. 1.32.

Весьма важно отметить, что пространственная технологическая зона поточно-пространственного технологического модуля может иметь различную пространственную конфигурацию. Эти вопросы, связанные с проектированием пространственных технологических зон будут рассмотрены далее в данной работе. Для примера, на рис. 1.33 представлен поточно-пространственный технологический модуль с цилиндрической пространственной технологической зоной. Здесь, все позиции рисунка соответствуют позициям предыдущих рисунков.

Для реализации сложных технологических процессов, поточно-пространственные технологические модули соединяются в группы в соответствии с алгоритмом технологического процесса: последовательно, параллельно, параллельно-последовательно, последовательно-параллельно, иерархично, смешанно и с обратными связями. Такие группы технологических систем получили название поточно-пространственные технологические системы непрерывного действия. Передача предметов обработки между поточно-пространственными технологическими модулями в системах осуществляются специальными транспортными устройствами, а именно: транспортными поточно-пространственными модулями, роторными или роторно-конвейерными машинами, а также посредством других передающих устройств. При этом загрузка предметов обработки в ориентированном виде в транспортные устройства поточно-пространственного технологического модуля или системы реализуется существующими в промышленности загрузочными механизмами.

Следует отметить, что для широкого практического использования поточно-пространственных технологических систем непрерывного действия необходимо разработать общие основы их создания и функционирования, а также выполнить исследования их показателей качества и эффективности работы. При этом в связи с тем, что разрабатываемые технологические системы имеют пространственные структуры технологических зон, необходим новый теоретический подход, который должен реализовываться на базе достижений современной математики, системного подхода, моделирования, модульного принципа проектирования и других подходов. Здесь можно отметить, что проектирование поточно-пространственных технологических систем это многовариантный процесс, результатом которого может быть целое множество вариантов различных поточно-пространственных технологических систем. При этом многовариантность процесса синтеза этих систем зависит от степени использования новых и известных принципов проектирования, методов технологического воздействия орудий и средств обработки на изделия, маршрутов обработки изделий, степени дифференциации и концентрации операций технологического процесса, типа и состава применяемого оборудования, вида межмодульных связей и других параметров. Поэтому одной из важнейших задач начального этапа проектирования поточно-пространственных технологических систем является выбор наилучшего или оптимального варианта технологического процесса, структурной и компоновочной схемы их построения.

Контрольные вопросы по лекции:

1. Назовите основные свойства и характеристики технологических систем непрерывного действия.

2. Представьте модели поточного поверхностно- и объемно пространственного технологического модуля.

3. Представьте модели поточного поверхностно- и объемно пространственного технологического модуля с несколькими входными и выходными потоками ПО.

ЛЕКЦИЯ 8.

ВИДЫ И ОБЩАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

СИСТЕМ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Цель занятия: формирование у магистрантов комплекса знаний об общих закономерностях и тенденциях развития современного машиностроительного производства на базе технологии и технологических систем непрерывного действия.

Основные задачи занятия: 1. Ознакомление студентов с видами и вариантами пространственных технологических зон ППТМ.

2. Ознакомление студентов с классификацией поточно-пространственных технологических модулей непрерывного действия.

3. Ознакомление студентов с классификацией поточно-пространственных технологических систем непрерывного действия.

Проектирование технологических машин и систем представляет собой сложную многокритериальную задачу синтеза, решение которой сводится к направленному поиску оптимального компоновочного варианта оборудования по обобщающему критерию качества создаваемой технологической системы, соответствующего экстремуму целевого функционала. Однако для того, чтобы выполнять такой синтез технологических систем необходимо иметь определенную базу данных, из которой можно было бы производить выбор необходимых вариантов решений или относить получаемые решения к какому-то классу объектов. При этом содержание этой базы данных должно подчиняться определенным законам, а расположение технологических объектов должно выполняться по некоторым закономерностям. Эта проблема может быть решена с помощью классификации поточно-пространственных технологических систем.

Классификация это средство упорядочивания знаний. Поэтому при проектировании поточно-пространственных технологических систем определение общих свойств объектов помогает найти общие ключевые абстракции, механизмы и принципы, что в свою очередь приводит к более простому проекту технологической системы. К сожалению, пока не разработаны строгие методы классификации и нет общих правил, позволяющих выделять классы и объекты. Однако, классифицируя, мы объединяем в одну группу объекты, имеющие одинаковое строение или поведение. Разумная классификация, несомненно, часть любой точной науки. Классификация поточно-пространственных технологических модулей существенно облегчает понимание основной проблемы и дальнейшее развитие общего теоретического подхода их создания. Она помогает определить обобщенную, специализированную и собирательную иерархию объектов и классов. Целью классификации является нахождение общих свойств объектов.

При создании поточно-пространственных технологических систем основным является использование принципа перехода от линейно-пространственной компоновки технологических элементов к поверхностно-пространственной компоновке или объемно-пространственной компоновке технологических элементов. Это обеспечивает качественно новые свойства и возможности технологическим системам непрерывного действия. На рис. 1.34 показаны виды компоновок и некоторые варианты геометрических форм компоновок пространственных технологических зон поточно-пространственных технологических систем непрерывного действия. Каждый вид из трех предлагаемых имеет открытое множество вариантов геометрических форм компоновок, что дает возможность генерировать значительное множество вариантов поточно-пространственных технологических систем и выявлять наиболее приемлемые для реализации заданного технологического процесса.

На рис. 1.35 представлена классификация поточно-пространственных технологических модулей непрерывного действия. Здесь, технологические машины непрерывного действия классифицируют по следующим признакам: по пространственной компоновке технологических элементов; по количеству входных и выходных потоков предметов обработки; по номенклатурности предметов обработке, подвергающихся обработке в технологическом модуле; по способу технологического воздействия орудий и средств обработки на изделия; по назначению технологической машины непрерывного действия; по числу потоков, имеющихся на технологической машине. Как уже отмечалось ранее, пространственная компоновка технологических элементов может быть трех видов, а именно: линейно-пространственная, поверхностно-пространственная, объемно-пространственная. При этом технологические модули могут иметь как равное число потоков на входе и выходе, так и неравное число потоков. Это зависит от технологического назначения поточно-пространственного тех нологического модуля. Здесь можно заметить, что технологические модули, имеющие равное число потоков на входе и выходе подразделяются на однопоточные и многопоточные системы. При этом технологические модули, содержащие неравное число пото ков предметов обработки на входе и выходе делятся на модули, имеющие один поток предметов обработки на входе (выходе) и несколько потоков на выходе (входе), а также на многопоточные модули, как на его входе, так и на его выходе. Поточно-пространственные технологические модули это многофункциональные системы, предназначенные как для обработки изделий одной номенклатуры (однопредметные), так и нескольких номенклатур (многопредметные). Это зависит от их технологических возможностей и назначения, закладываемых проектировщиком в процессе их создания. Отметим, что однопредметная обработка изделий в поточно-пространственном технологическом модуле может реализовываться во всех подсистемах системы или в некото рых подсистемах, а многопредметная обработка – во всех подсистемах или в некоторых подсистемах. По способу технологического воздействия орудий и средств обработки технологические модули непрерывного действия делятся на модули для инструментальной и аппаратной обработки. По назначению технологические машины непрерывного действия подразделяются: для обработки давлением, для обработки резанием, для термообработки, для физико-химической обработки, для нанесения покрытий, для промывки, для контроля, для сборки, для сварки, для лужения и пайки, для расфасовки, для консервации и упаковки, а также для выполнения других операций. Также можно заметить, что технологические машины непрерывного действия по числу потоков в пространственной технологической зоне делятся на однопоточные и многопоточные модули.

Дата добавления: 2020-11-23; просмотров: 88; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 4 5 6 7 8 91011 12 13 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!