способ автоматического селективного комплектования деталей для сборки подшипников качения

Формула изобретения

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО СЕЛЕКТИВНОГО КОМПЛЕКТОВАНИЯ ДЕТАЛЕЙ ДЛЯ СБОРКИ ПОДШИПНИКОВ КАЧЕНИЯ, заключающийся в перемещении колец через измерительные позиции комплектующего устройства, размещении нескольких размерных групп колец на позиции комплектования и позиции возврата и подборе комплектов размерных групп колец и тел качения путем последовательного опроса размерных групп, отличающийся тем, что после подбора комплектов размерных групп колец и тел качения неукомплектованные кольца направляют на позицию возврата комплектующего устройства, затем дополнительно неукомплектованные кольца накапливают по размерным группам на позиции накопления колец в равных количествах и перемещают их в соответствующие магазины-накопители, после чего кольца из магазинов-накопителей подают на сборку в момент некомплектности колец на позиции комплектования.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в подшипниковой промышленности.

Известен способ селективной сборки подшипников качения, включающий измерение дорожек качения наружных и внутренних колец и сортировку их на размерные группы, использование предварительно измеренных и предварительно рассортированных на размерные группы тел качения и подбор комплектов деталей, при этом каждую размерную группу внутренних колец изготавливают в своем поле допуска после измерения и сортировки партии наружных колец, а границы поля допуска на изготовление внутренних колец определяют с учетом данных о распределении наружных колец и тел качения по размерным группам. Выбор комплектов деталей осуществляют по всем размерным группам наружных колец, внутренних колец и шариков так, чтобы для каждого комплекта сумма номеров размерных групп удовлетворяла заданному двустороннему ограничению, характеризующему границы поля допуска на радиальный зазор [1].

Недостатком данного способа является низкая производительность селективной сборки подшипников качения, так как предусмотрено изготовление внутренних колец по результатам измерения ранее изготовленных наружных колец, что связано с неизбежными затратами времени на проведение ряда технологических операций после формирования заданных отклонений диаметра дорожки качения при шлифовании (суперфиниш, промывка, контроль и др.). Кроме того, такое решение усложняет организацию производства и требует дополнительных трудовых и материальных затрат.

Известен также способ автоматического селективного комплектования радиальных шариковых подшипников, заключающийся в прерывистом перемещении колец через измерительные позиции комплектующего устройства, размещении на комплектовочной позиции нескольких размерных групп прерывисто передаваемых колец и подборе нужной комбинации с помощью вычислительной машины путем последовательного перекрестного опроса размерных групп колец и шариков, размещенных на комплектовочной позиции в нескольких размерных группах [2].

Недостатком способа является следующее. Если полный цикл опроса не дает ни одной нужной комбинации для сборки подшипника, то кольца с последних позиций комплектующего устройства сбрасываются и возвращаются в соответствующие транспортные линии. Затем происходит сдвиг колец с заполнением последних позиций и соответственно, освобождением первых. Начинается новый цикл опроса. В связи с этим описанный способ автоматического селективного комплектования подшипников не обеспечивает достаточно высокой вероятности сборки подшипников, а следовательно, и производительности сборки, так как для подборки комплекта из возвращенных в транспортные линии колец требуется соответствующее количество рабочих циклов автомата, при этом вероятность сборки уменьшается с увеличением количества возвращенных колец.

Целью изобретения является повышение производительности путем повышения вероятности сборки подшипников.

Для этого в способе автоматического селективного комплектования деталей для сборки подшипников качения, заключающемся в перемещении колец через измерительные позиции комплектующего устройства, размещении нескольких размерных групп колец на позиции комплектования и позиции возврата и подборе комплектов размерных групп колец и тел качения путем последовательного опроса размерных групп, после подбора комплектов размерных групп колец и тел качения неукомплектованные кольца направляют на позицию возврата комплектующего устройства, затем дополнительно неукомплектованные кольца накапливают по размерным группам на позиции накопления колец в равных количествах и перемещают их в соответствующие магазины-накопители, после чего кольца из магазинов-накопителей подают на сборку в момент некомплектности колец на позиции комплектования.

На фиг. 1 представлена схема одного из вариантов устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - результаты моделирования на ЭВМ двух способов автоматического комплектования: с возвращением некомплектных колец в транспортные линии (по прототипу) и с накоплением некомплектных колец (по изобретению).

Устройство для автоматического селективного комплектования деталей состоит из склада 1 наружных колец, склада 2 внутренних колец, измерительной позиции 3 для наружных колец, измерительной позиции 4 для внутренних колец и комплектующего устройства в виде гибкого транспортера, включающего позиции 5 комплектования наружных колец, позиции 6 комплектования внутренних колец, позиции 7 возврата для неукомплектованных наружных колец, позиции 8 возврата неукомплектованных внутренних колец, шариков, управляющее устройство 9 и бункер 10.

Наружное кольцо ритмично подают из склада, кольцо поступает на измерительную позицию 3, где осуществляется измерение дорожки качения кольца и информация о результатах измерения - номере селективной группы наружного кольца направляется в управляющее устройство 9.

Точно также внутреннее кольцо из склада 2 поступает на измерительную позицию 4 и информация о номере селективной группы направляется в управляющее устройство 9.

Между позициями 5 и 6 комплектования колец и позициями 7 и 8 возврата расположены позиции 11 и 12 отбраковки колец вне диапазона групп сортировочного магазина, которые направляют в бункеры 13 и 14 колец для брака.

После размещения неукомплектованных колец на гибком транспортере кольца направляются на позиции накопления 15 наружных колец и позиции накопления 16 внутренних колец по размерным группам в равных количествах, а затем - в соответствующие в магазины-накопители 17 наружных колец, а 18 - внутренних колец.

Автоматическое селективное комплектование осуществляется следующим образом.

В начале работы устройства на комплектовочной позиции 5 и 6 в наличии имеется по одному наружному и внутреннему кольцу, поступившему с измерительных позиций 3 и 4. Начинается последовательный подбор каждого наружного кольца с каждым внутренним кольцом по следующей зависимости:

ngrdsh^Т=ngrDi-ngrdj, где ngrdsh^T- номер требуемой селективной размерной группы тел качения,

ngrDi - номер селективной размерной группы диаметра наружного кольца,

ngrdj - номер селективной размерной группы диаметра внутреннего кольца,

i,j - номер комплектовочных позиций от 1 до при i=1 j=1 ...,N i=2 j=1 ...,N i=3 j=1 ...,N . . ... . . ... . . ... i=N j=1 ...,N

Если

ngrdsh_К=ngdsh, где К - номер размерной группы тел качения, то

ngrdsh_К - номер селективной группы тел качения, составляющий комплект.

Итак, если для i=i", j=j" требуется ngrdsh^Т, т.е.

ngrdsh^Т= ngrDi-ngrdj, среди номеров групп шариков нашелся требуемый, т. е.

ngrdsh_К=ngrdsh^Т, то

ngrdsh_К, ngrDi", ngrdj". представляют комплект.

Наружные и внутренние кольца после измерительных позиций 3 и 4 непрерывно поступают на освободившиеся комплектовочные позиции и одновременно с этим осуществляют подбор комплектов размерных групп колец и тел качения на позициях 5 и 6 комплектования.

Подбор комплектов размерных групп колец и тел качения по указанному алгоритму производят с помощью управляющего устройства: для номера селективной размерной группы колец, находящейся на первой позиции 5 комплектования для наружных колец, и для номера внутреннего кольца на первой 6 позиции комплектования последовательно со всеми номерами шариков в бункерах 10 ищется комплект, затем с тем же наружным кольцом и внутренним кольцом на следующей второй позиции и опять со всеми шариками и так далее, включая и номер внутреннего кольца на последней позиции. Затем осуществляется перебор номера наружного кольца на второй позиции с внутренним кольцом на первой позиции со всеми шариками, с внутренним кольцом на последней позиции и так далее до наружного кольца на последней позиции.

В случае обнаружения комплектности колец и шариков управляющее устройство дает команду на выдачу этих деталей на сборку, если комплект нашелся, то он поступает на сборку.

Наружное и внутреннее кольца освободят позицию 5 и 6 участка комплектования гибкого транспортера в случае подбора нужного комплекта колец и шариков, а на их место с измерительных позиций 3 и 4 поступят очередные кольца с тактом, равным прохождению колец через измерительные позиции 3 и 4. Постепенно заполняются все позиции 5 и 6 участка комплектования колец.

В случае некомплектности наружных и внутренних колец и шариков кольца с позиции 5 и 6 комплектования перемещаются по гибкому транспортеру на позицию 7 и 8 возврата неукомплектованных колец, после чего они направляются на позиции 15 и 16 для сортировки наружных и внутренних колец, где кольца сортируются по размерным группам и накапливаются в равных заданных количествах. Далее наружные и внутренние кольца перемещаются и накапливаются в соответствующих магазинах-накопителях 17 и 18.

Из магазинов-накопителей кольца комплектуются в пары колец с учетом имеющихся групп шариков и используются в тех рабочих циклах сборочного автомата, в которых не найдено комплекта на комплектовочных позициях 5 и 6.

На фиг. 2 показаны результаты моделирования на ЭВМ двух способов автоматического комплектования: с возвращением некомплектных колец в транспортные линии (по прототипу) и с накоплением некомплектных колец (по данному изобретению). Принцип моделирования заключается в расчете случайных отклонений диаметров дорожек качения колец, поступающих на сборку, их сортировке на размерные группы в подборке комплекта по номерам размерных групп по соответствующему алгоритму.

Результатом работы программы является количество циклов работы автомата, количество холостых ходов, расход деталей и их остатки после сборки партии подшипников. Две схемы комплектования сравниваются по "собираемости" - отношению количества собранных подшипников к количеству циклов автомата, которая характеризует производительность способа автоматического комплектования.

Алгоритм расчета случайных отклонений диаметров дорожек качения колец построен с учетом особенностей формирования точности при шлифовании и суперфинишировании. Отклонения при шлифовании колец складываются из мгновенного рассеяния, смещения настройки, вызванного температурными деформациями системы станок-приспособление-инструмент-деталь на первоначальном этапе работы станка и смещения настройки станка по мере износа шлифовального круга.

Следует отметить, что характер смещения настройки при шлифовании наружных и внутренних колец различен, так как износ инструмента при шлифовании наружных колец на порядок выше по сравнению с внутренними. Поэтому мгновенные средние значения отклонений наружных и внутренних колец во времени не совпадают. Отклонения диаметров дорожек качения колец при суперфинишировании определяются как случайная нормальная величина с нулевым математическим ожиданием.

На фиг. 2 приведены результаты расчета собираемости для одной, трех и пяти групп шариков при следующих исходных данных:

Допуск на шлифование

дорожек качения наруж- ных и внутренних колец 10 мкм

Количество наружных и

внутренних колец,

поступающих на сборку по 2000

Количество комплектовоч- ных позиций 13

Количество сортировоч- ных позиций накопления 13

Количество колец,

накапливаемых на сортиро-

вочной позиции накоп- ления 20

Из приведенных на фиг.2 данных следует, что при прочих равных условиях собираемость по предлагаемому способу (две верхние кривые) значительно выше, причем в этом случае собираемость в меньшей степени зависит от количества размерных групп шариков, чем при комплектовании без накопления колец (по прототипу).

В реальных условиях эксплуатации в автомате всегда имеются кольца, оставшиеся от предыдущего периода работы. Поэтому моделирование предлагаемого способа было проведено в двух вариантах: для "пустого" автомата, т.е. при отсутствии рассортированных колец в первичных и вторичных накопителях (средняя кривая на фиг.2) и для наполненных с предыдущего периода работы первичных и вторичных накопителей (верхняя кривая на фиг.2). При этом в качестве исходных данных для второго варианта принимались результаты работы по первому варианту после 2000 циклов. Как следует на фиг.2 собираемость в реальных условиях эксплуатации (второй вариант) близка к 1.

Таким образом, техническое преимущество данного способа обусловлено повышением производительности сборки подшипников. Основной экономический эффект достигается за счет повышения вероятности сборки подшипников.

При правильном подборе комплектов можно обеспечить полную собираемость изделий и отсутствие незавершенного производства при селективной сборке подшипников.