Технические
науки/3. Отраслевое машиностроение
Меркулов М.В.
Донецкий национальный
технический университет, Украина
ОЦЕНКА
СТАБИЛЬНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА НА ПРИМЕРЕ СОПРЯЖЕНИЯ ШАТУН-ПАЛЕЦ
На
заводе «Компрессор» проводилось исследование обработки деталей типа шатун и
палец, которые входят в сопряжение при сборке поршневого компрессора. Изучаемое
сопряжение (пара шатун-палец) используется в поршневом герметичном компрессоре,
где передача движения поршня осуществляется с помощью кривошипно-шатунного
механизма. Компрессоры такого типа широко применяются в машиностроении, в химической, холодильной
промышленности и криогенной технике.
Функция
поршневого герметичного компрессора состоит в поддержании определенной разницы
давлений в холодильном контуре для обеспечения постоянной циркуляции жидкого
холодильного агента и наличия холодильного цикла.
В
герметичном компрессоре двигатель и компрессор спарены напрямую и помещены в
один стальной корпус. Корпус представляет собой две полуформы (верхняя и
нижняя) из штампованной стали, которые в процессе сборки соединяются при помощи
сварки. Электродвигатель герметичного компрессора охлаждается всасываемым
газом, а так же имеет защиту от перегрева.
Для
оценки стабильности технологического процесса применялся метод выборочного
текущего контроля. Задача этого метода - своевременно выявить и по возможности
устранить отклонения, возникающие в ходе технологического процесса обработки. В
условиях непрерывного производства выборки делались через некоторый период
времени. Это позволяет анализировать изменения в налаженности технологического
процесса.
Финишная
обработка внутренней цилиндрической поверхности шатуна выполнялась на токарном
двухшпиндельном станке модели 1046У-М специальной разверткой. Контроль размеров
производился измерительным прибором Микрон-08.
Финишная
обработка детали типа палец выполнялась на бесцентровошлифовальном станке
модели 3Е 183 ВН. Выполняемый размер контролировался рычажной скобой.
Для оценки точности обработки
сопрягаемых поверхностей были произведены замеры их размерных параметров. В
условиях завода «Компрессор» по каждой поверхности были сделаны выборки количеством 50, 50 и 25 штук соответственно. Выборки по
каждой обрабатываемой поверхности производились с целью выбора наименее точной.
В качестве границы
регулирования принималось предельное значение
контролируемого параметра при налаженном технологическом процессе.
В данном случае это верхнее и
нижнее предельные отклонения от номинального размера. В случае превышения этого
значения принимается решение о разлаженности технологического процесса и о
необходимости его регулировки. [1]
Рассмотрим выборку количеством 50 штук, которая
отображает размеры внутренней цилиндрической поверхности шатуна диаметром 7 мм.
Результаты измерений представлены в таблице 1. По результатам измерений
построена диаграмма, которая изображена на рис.1. Следует отметить, что контролируемые размерные параметры шатуна Dmin и
Dmax – минимальное и
максимальное отклонение от круглоти.
Таблица 1. Результаты
измерений отклонений от номинального диаметра шатуна Ø7 мм
|
№ детали |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Dmin |
17 |
18 |
16 |
16 |
16 |
17 |
17 |
17 |
17 |
16 |
|
Dmax |
18 |
19 |
17 |
17 |
17 |
18 |
18 |
18 |
19 |
17 |
|
№ детали |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
Dmin |
16 |
15 |
17 |
15 |
16 |
15 |
17 |
17 |
15 |
17 |
|
Dmax |
18 |
17 |
18 |
17 |
17 |
16 |
18 |
18 |
16 |
18 |
|
№ детали |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
Dmin |
17 |
16 |
17 |
15 |
17 |
16 |
15 |
19 |
17 |
16 |
|
Dmax |
18 |
17 |
18 |
18 |
18 |
18 |
16 |
21 |
18 |
17 |
|
№ детали |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 |
|
Dmin |
15 |
17 |
15 |
16 |
16 |
16 |
16 |
15 |
17 |
18 |
|
Dmax |
17 |
18 |
18 |
18 |
16 |
18 |
18 |
17 |
18 |
18 |
|
№ детали |
41 |
42 |
43 |
44 |
45 |
46 |
47 |
48 |
49 |
50 |
|
Dmin |
16 |
16 |
16 |
15 |
17 |
18 |
16 |
16 |
18 |
17 |
|
Dmax |
18 |
19 |
10 |
16 |
18 |
18 |
18 |
18 |
19 |
18 |
Рисунок 1. Точечная диаграмма с размерами Dmin и Dmax поверхности шатуна Ø
7 мм
Все значения размеров Dmin
и Dmax в выборке удовлетворяют полю допуска T1D.
Рассмотрим выборку количеством 50 штук, которая
отображает размеры другой внутренней цилиндрической поверхности шатуна, диаметр
которой 14 мм. Результаты измерений представлены в таблице 2. По результатам
измерений построена диаграмма, которая изображена на рис.2.
Таблица 2. Результаты
измерений отклонений от номинального диаметра
шатуна Ø14 мм
|
№ детали |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Dmin |
6 |
11 |
6 |
8 |
0 |
6 |
6 |
13 |
5 |
7 |
|
Dmax |
8 |
13 |
7 |
9 |
2 |
7 |
7 |
14 |
6 |
8 |
|
№ детали |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
Dmin |
7 |
5 |
9 |
5 |
5 |
11 |
5 |
7 |
7 |
11 |
|
Dmax |
8 |
7 |
10 |
6 |
6 |
13 |
6 |
8 |
8 |
13 |
|
№ детали |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
|
Dmin |
8 |
0 |
4 |
5 |
10 |
6 |
4 |
2 |
7 |
4 |
|
Dmax |
9 |
4 |
6 |
7 |
11 |
7 |
6 |
3 |
8 |
5 |
|
№ детали |
31 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
37 |
38 |
39 |
40 |
|
Dmin |
6 |
8 |
5 |
6 |
10 |
3 |
7 |
1 |
5 |
3 |
|
Dmax |
7 |
9 |
8 |
8 |
11 |
4 |
8 |
3 |
7 |
5 |
|
№ детали |
41 |
42 |
43 |
44 |
45 |
46 |
47 |
48 |
49 |
50 |
|
Dmin |
5 |
2 |
4 |
3 |
4 |
2 |
4 |
11 |
4 |
6 |
|
Dmax |
6 |
3 |
6 |
5 |
5 |
4 |
6 |
13 |
5 |
7 |
Рисунок 2. Точечная диаграмма с размерами Dmin и Dmax внутренней
цилиндрической поверхности шатуна диаметром 14 мм
Все значения размеров Dmin и Dmax в выборке
удовлетворяют полю допуска T2D.
Далее рассмотрим выборку
количеством 25 штук, которая отображает размеры цилиндрической поверхности детали типа
палец диаметром 7 мм. Результаты
измерений представлены в таблице 3. По результатам измерений построена
диаграмма, которая изображена на рис.3.
Таблица 3. Результаты
измерений отклонений от номинального размера детали типа палец Ø7 мм
|
№ детали |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
dmin |
10 |
7 |
9 |
10 |
8 |
9 |
10 |
7 |
10 |
9 |
|
dmax |
11 |
8 |
10 |
11 |
9 |
10 |
11 |
8 |
11 |
10 |
|
№ детали |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
|
dmin |
8 |
9 |
10 |
9 |
7 |
9 |
7 |
9 |
8 |
8 |
|
dmax |
9 |
10 |
11 |
10 |
8 |
10 |
8 |
10 |
9 |
9 |
|
№ детали |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
|
||||
|
dmin |
10 |
7 |
10 |
8 |
9 |
|
||||
|
dmax |
11 |
8 |
11 |
9 |
10 |
|
||||
Рисунок 3. Точечная
диаграмма размеров цилиндрической поверхности
детали типа палец Ø7 мм
Все значения размеров dmin и dmax, указанных на диаграмме, удовлетворяют полю допуска T3D.
Исследуемая
пара деталей (шатун-палец) является одной из наиболее ответственных в
компрессоре. Поэтому необходимо, чтобы зазор между сопрягаемыми поверхностями
не превышал заданных отклонений. Окончательный контроль производился с
использованием метода селективной сборки. Для этого в процессе измерения, перед
сборкой, детали распределялись по селективным группам, таким образом
производился подбор попарно работающих деталей. Сборку выполняют только с
одинаковыми группами. Метод селективной
сборки позволяет получить более
высокую точность сборки при
наличии широких допусков
на изготовление деталей. Такой метод удобно применять при массовом типе
производства.
Эффективность селективной
сборки снижается, если есть несоответствия размеров обеих сопрягаемых
деталей закону нормального распределения. В данном случае сборка дополнительно
не осложняется, так как детали подбираются по одному размерному параметру.
В настоящее время для определения эффективности производственного
процесса используют статистический метод анализа. Он характеризуется низкой
стоимостью и трудоемкостью, позволяет найти условия наилучшего функционирования
изучаемого процесса. [2] Такой метод основан на получении и обработке большого
количества информации. Статистический метод применяют для исследования точности
технологических процессов в серийном и массовом производствах. Выборочный
текущий контроль осуществляется одновременно с выполнением основных
производственных процессов. Он ориентирован на текущие производственные задачи.
Выборочный контроль требует мало затрат, но имеет риск случайных ошибок. Эти случайные ошибки можно снизить путем
увеличения размера выборки.
Выводы: контроль является важным видом производственной
деятельности. В данной работе использован инструментальный (технический) метод
контроля. Эксперимент показал, что выборка не содержит бракованных деталей, а
значит технологический процесс их изготовления является стабильным.
Список литературы
1. «Прогрессивные направления развития машиноприборостроительных
отраслей и транспорта»: Тезисы международной научно-технической конференции
студентов, аспирантов и молодых ученых, Севастополь: Издательство СевНТУ, 2010.
2. Шишкин И. Ф. Контроль: Учеб.
пособие. — СПб.: СЗПИ. 1992 —62 с.