Полезная отдача

Машина карусельного типа

Полезная отдача выражается стоимостью продукции или полезной работы, выполняемой машиной в единицу времени. Величина полезной отдачи зависит от производительности машин, т. е. от числа операций (или единиц работы), ею выполняемых в единицу времени, и от стоимости операций (единиц работы).

Увеличение отдачи является комплексной задачей, решение которой во многом зависит от правильности эксплуатации. Для автомашин, например, эксплуатационные средства повышения отдачи заключаются в сокращении холостых пробегов, увеличении технической скорости езды, повышении грузоиспользования (применение прицепов) и т. д. Производительность машин-орудий повышают интенсификацией технологических операций, применением приспособлений и специальной оснастки.

В основном же эту задачу необходимо решать конструктивными мероприятиями. Машине должна быть придана наибольшая возможная производительность, согласованная с реальными требованиями производства и перспективами его развития. Рабочие органы машины следует рассчитывать на максимальный объем операций с соответствующим выбором ее кинематики, мощности, прочности и жесткости.

Главными способами повышения производительности машин являются:

  • увеличение числа одновременно осуществляемых над изделием операций;
  • увеличение числа одновременно обрабатываемых изделий;
  • сокращение длительности технологического цикла;
  • автоматизация технологического процесса.

Первый способ получил наиболее полное выражение в конструкции агрегатных металлообрабатывающих станков, позволяющих обрабатывать детали одновременно по нескольким или всем поверхностям. Другим примером могут служить многорезцовые токарные автоматы.

Представителями второго способа являются роторные машины, на которых одновременно обрабатывают большое число деталей. Другой пример — групповая обработка одновременно нескольких деталей в многоместных приспособлениях.

Роторными называют машины карусельного типа, у которых каждое изделие или объект, подвергаемые определенным операциям или комплексу операций, устанавливаются на карусель, закрепляются за отдельным операционным органом (блок, патрон, шпиндель) и обрабатываются в процессе вращения карусели за один полный ее оборот. Роторные машины обладают высокой производительностью (карусельные наполнители с 40—60 шпинделями дают до 1500 наполнений в 1 мин).

Высокая производительность роторных машин является следствием непрерывности действия и выполнения технологической операции одновременно над несколькими объектами. Число объектов, одновременно проходящих операцию,

Poleznaja otdaha 1

где i — число операционных блоков, установленных по окружности ротора; α — доля окружности, на которой происходит операция обработки.

Производительность роторной машины

Polez otdaha 1

где n — частота вращения: ротора (об/мин), зависящая от продолжительности выполняемой над объектом операции (фазового времени),

Poleznaja otdaha 3

где tф — фазовое время, мин; α — доля окружности, на которой происходит операция обработки (обычно α = 0,65—0;75),

Следовательно,

Polez otdaha 3

Как видно из этого выражения, производительность роторной машины можно увеличить; уменьшением фазового времени (ускорением выполняемой над объектом операции); увеличением числа операционных блоков.

Возможности первого способа ограничены. Второй способ позволяет увеличивать производительность практически сколь угодно. Лимитом нередко становятся только операции загрузки и разгрузки изделий.

Повышение производительности роторной машины по сравнению с машиной, выполняющей последовательные одиночные операции той же продолжительности tф, характеризуется отношением tф / t0, где t0 — время выпуска одного изделия на роторной машине, равное согласно формуле (25)

Poleznaja otdaha 5

Следовательно, tф/t0 = iα. При среднем значении α = 0,7, отношение  tф/t0 = 0,7. Например, при числе шпинделей i = 50 производительность роторной машины в 0,7·50 = 35 раз больше, чем машины последовательной обработки.

Роторные машины хорошо компонуются в автоматические линии, высокопроизводительные, компактные и экономичные (благодаря сокращению энергозатрат на транспортирование деталей от одной машины к другой).