ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕХНОЛОГИИ СБОРКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ
4-1. Организационные формы сборки
Организационная форма сборки зависит от объема производства и всецело ему подчиняется. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства, когда выпускается большая номенклатура изделий сравнительно небольших партий, значительные затраты, связанные с внедрением механизации и автоматизации, сдерживают и сужают область ее применения. Поэтому в основном при таком типе производства применяется индивидуальная форма сборки изделия. Технологический процесс сборки почти не дифференцирован, а сборка от начала до конца ведется на одном рабочем месте, причем в общем цикле изготовления электрических аппаратов сборка составляет 35—45% и механизации подвергаются до 10% слесарно-сборочных работ. К видам слесарно-сборочных работ, подвергающихся механизации, относится сборка неподвижных соединений, а именно: соединения заклепочные, прессовые и в некоторых случаях сборка подшипниковых узлов с подшипниками качения [53]. Все остальные операции выполняются универсальным слесарно-сборочным инструментом.
В условиях мелкосерийного и серийного производства препятствие к механизации и автоматизации в значительной мере может быть устранено путем правильной разработки и внедрения групповых технологических процессов. Внедрение групповых методов на сборочных работах позволяет резни повысить уровень механизации и автоматизации этих трудоемких работ и создает необходимые условия для организации поточных методов в условиях серийного производства.
Поточные методы работы предполагают такую разбивку производственногo процесса, при которой рабочие места располагаются по ходу сборки; на каждом из них выполняется одна или несколько операций, а продолжительность выполнения их равна или кратна ритму, т. е. времени между двумя последовательными выпусками одинаковых изделий. При этом сокращается длительность производственного цикла изготовления изделий за счет правильного подбора технологических режимов работы, возможности механизации и автоматизации как основных, так и вспомогательных процессов.
Организация групповых поточных линий требует проведения больших подготовительных работ технического и организационного порядка. Как показывает опыт ряда заводов, внедрение этих линий на сборочных работах в серийном и мелкосерийном производстве дает большой экономический эффект.
При разработке группового технологического процесса необходимо произвести тщательный анализ конструктивных и технологических особенностей электрических аппаратов, подлежащих сборке на групповом потоке. Следствием такого тщательного анализа является повышение технологичности конструкции, часть сборочных узлов и деталей подлежит унификации, увеличивается серийность, улучшаются эксплуатационные характеристики аппаратов. Основное внимание необходимо уделять принципиальным схемам сборки и нахождению операций и переходов, общих для всех типов. Путем дробления или объединения переходов и операций, изменения режимов работы и оснащения рабочих мест высокопроизводительным инструментом создаются групповые технологические процессы.
Технологический маршрут для групп аппаратов разрабатывается так, чтобы сборка их последовательно проходила через все рабочие места, которые оснащены инструментом и приспособлениями, позволяющими выполнять сборочные операции любой группы аппаратов. Время на замену разного рода наладок необходимо небольшое, и проводится она самим сборщиком.
Подборка деталей осуществляется комплектовщиками в кладовой или па складе, и доставляются они к линии в специальной таре из расчета сменной потребности в них. Во избежание ошибок необходимо иметь график комплектации и перечень деталей, загружаемых в лотки, в зависимости от типа собираемых аппаратов. Для каждого типа изделия лоток может иметь различную окраску [47].
Переход на поточную групповую сборку повышает технологическую дисциплину, улучшает условия труда рабочих и повышает производительность труда.
В условиях индивидуальной сборки рабочий в течение смены занимался сборкой нескольких типоразмеров аппаратов. При небольшой трудоемкости сборки аппаратов и довольно частой их сменяемости чтение технологических карт занимало почти столько же времени; сколько и сборка. Поэтому рабочий, просмотрев технологию одного аппарата, другие собирал уже согласно своему опыту. Это отрицательно влияло на качество сборки аппаратов.
Разделение труда и специализация рабочих на выполнение несложных, периодически повторяющихся работ приводят к тому, что рабочий быстро их осваивает и выполняет сборочные приемы и операции точно по технологическому процессу. Исчезает загроможденность деталями и теснота на рабочих местах.
Для аппаратов небольшой массы и габаритов для групповой сборки может применяться цепной конвейер непрерывного действия. В случае же значительной массы и габаритов целесообразно применять конвейер подвесного типа, пульсирующий. Конструкция подвесок должна позволять надежно кренить аппарат и обеспечивать доступ к местам сборки. Продолжительность стоянки подвесок на каждом рабочем месте одна и та же.
Упрощение состава операций и закрепление на длительное время за каждым рабочим местом определенных операций позволяет широко внедрить на этих работах высокопроизводительные инструменты и приспособления. Большие подготовительные работы по внедрению линии, связанные с группировкой номенклатуры аппаратов по конструктивному и технологическому подобию и разработкой технологического маршрута, а также затраты на них окупаются довольно быстро благодаря эффективности групповой поточной сборки по сравнению с индивидуальной. Себестоимость продукции снижается до 30%, капитальные затраты на внедрение конвейера окупаются в течение года. Наибольший эффект при увеличении объема производства дают переналаживаемые поточные линии групповой сборки. При установке универсального сборочного оборудования смена наладок не занимает много времени и позволяет вести ритмичную сборку групп аппаратов одной или нескольких серий.
Примером этого может служить линия сборки контакторов серии КМ 2000 в ЛПЭО «Электросила», а также данные, приведенные в [47, стр. 50—53].
Для крупносерийного и массового производства электрических аппаратов наиболее целесообразной является сборка на непереналаживаемых поточных линиях. Выбор компоновки линии, оборудования и рабочих мест тесно связан с требуемой производительностью, затратами и на изготовление и эксплуатацию оборудования и оснастки.
Выбор количества потоков сборки аппарата производится исходя из необходимого ритма выхода готового изделия:
где tр — ритм выхода готового изделия; F — фонд работы поточной линии; F1 — потери времени, связанные с появлением дефектных узлов в процессе сборки; N — программа выпуска аппаратов; N1— число дефектных аппаратов; η — коэффициент, показывающий потери времени из-за остановки транспортного средства.
Сравнивая время сборки аппарата согласно технологическому процессу с необходимым ритмом выхода готового изделия, устанавливают количество потоков:
выбирая при этом ближайшее большее целое число или принимая соответствующие меры по обеспечению необходимой экономической эффективности с целью устранения нежелаемого количества потоков.
Для получения максимальной экономической эффективности от внедрения поточной линии массового производства необходимо произвести тщательную подготовку, а именно: дробление операций технологического процесса, максимально возможное по технологическому процессу и конструкции совмещение операций по времени для создания параллельности в потоке, технологичное исполнение аппарата по компоновке узлов и деталей.
Сборку аппарата можно производить последовательным, параллельно- последовательным и параллельным способом. Каждому способу соответствует определенная длительность сборки. При последовательном способе сборки общая длительность равна сумме времен монтажа отдельных деталей и узлов, так как процессы монтажа их не совмещены во времени, и времени, затрачиваемого на транспортировку узлов и деталей. При параллельном способе общая длительность сборки будет равна сумме наибольшего из времен сборки на одном из параллельных потоков и несовмещенного времени сборки.
В общем случае при числе деталей и узлов, входящих в сборку, равном n, количестве деталей и узлов, монтаж которых совмещен по времени, ровном пС, время сборки
где ti — время монтажа i-й детали или узла; i — номер детали или узла по порядку; tn — несовмещенное время сборки, включающее в себя последовательныe переходы и время выполнения переходов транспортировки и съема ютового аппарата.
При последовательном способе время сборки будет наибольшим, при параллельном — наименьшим.
Компоновка линии и рабочих мест целиком и полностью зависит от структуры технологического процесса. Выбор транспортного средства зависит от требуемой производительности процесса; от экономических соображений; от числа направлений, с которых можно вести сборку одновременно. Транспортное средство может быть в виде поворотных столов и барабанного типа (при количестве деталей и узлов менее 6); замкнутые цепные и шаговые транспортеры применяются при значительном количестве деталей и узлов, собираемых последовательно. Причем аппарат или базовая деталь аппарата на вышеперечисленных транспортных средствах крепится на приспособлении-спутнике. Непрерывно движущийся транспортер может применяться в случаях, когда сборочная операция выполняется вне транспортного средства (на прессе, клепальном станке или другом универсальном оборудовании со значительными рабочими усилиями). Собираемый аппарат или его у юл снимается и устанавливается на транспортное средство рабочим. Время транспортирования устанавливается на 10% больше времени монтажа детали, узла или аппарата на данном транспортном средстве.
При работе с шаговым транспортным средством, регламентирующим цикл выхода готового изделия, возможны простои, связанные с появлением дефектного узла или детали на одной из позиций. Для бесперебойной работы сборочного конвейера необходимо предусматривать заделы на позициях, следующих за дефектной.
Для своевременного обнаружения дефектных узлов целесообразно предусматривать контрольные устройства или рабочие места работников технического контроля. Дефектные узлы или изделия снимаются с транспортного средства и направляются на исправление (если это возможно).
По данным фирмы «Гильман» (США), экономическая эффективность организации операционного контроля оценивается по формуле
где А — затраты на содержание одной контрольной позиции; Сж-м — расходы на изготовление и монтаж одного комплекта деталей, установка которых производится от данной контрольной позиции до следующей Мот — стоимость отходов; Q1 — количество дефектных сборочных единиц в год при работе от данной контрольной позиции до следующей. В отличие от индиции до следующей; Q2 — количество дефектных сборочных единиц в год при работе от данной контрольной позиции до следующей. В отличие от индивидуальной сборки поточные линии требуют вместо прямой сдельной повременно-премиальную форму оплаты труда.
При таком сочетании сборочных и контрольных позиций и правильном обеспечении рабочих позиций необходимой величиной задела поточная линия обеспечивает максимальную эффективность.
В случае индивидуальной сборки наиболее целесообразным является технический контроль аппарата в целом. Ответственные узлы подлежат контролю рабочего с регулировкой и настройкой непосредственно перед их установкой в аппарат.
К тому же следует отметить, что в условиях индивидуального и мелкосерийного производства квалификация рабочих достаточно велика для проведения межоперационного контроля. Оснастка для регулировки и настройки ответственных узлов одновременно является и контрольной.
В процессе сборки электрические аппараты подвергаются по узловому и общему техническому контролю качества на соответствие требованиям технической документации. Подвижные соединения подвергаются проверке на плавность хода, отсутствие заеданий и перекосов при движении, а также на отсутствие увеличенных зазоров. Неподвижные соединения проверяют на прочность, отсутствие качаний и правильность геометрических размеров. Контактные системы проверяют на величину растворов и провалов, усилий нажатия контактов при замыкании. Для этого рабочие места сборщиков и работников технического контроля оснащаются специальными приспособлениями весового типа или динамометрами, показывающими зависимость линейных перемещений и нагрузки.
Собранный аппарат подвергается целому ряду испытаний: проверяются сопротивление изоляции, срабатывание при номинальных токах и напряжениях, устойчивость в работе при длительной вибрации и воздействии различных климатических условий, работоспособность при коротких замыканиях, различных выдержках времени и т. п. Вид испытания, его объем и периодичность устанавливаются техническими условиями на аппарат или соответствующими ГОСТ.
Для транспортировки и хранения аппарат необходимо тщательно подготовить, для чего производится стопорение подвижных частей специальными прокладками или бандажами, консервация незащищенных мест и подвижных соединений смазками, установка аппарата в специальную тару, крепление его в таре во избежание самопроизвольных передвижений и поломок во время транспортировки, укладка технической документации (паспорт, инструкция и т. п.). В зависимости от массы и размеров аппарата тара может быть картонной или деревянной. Аппарат, запасные части и документация предварительно упаковываются в специальные полиэтиленовые мешки вместе с силикагелем для влагопоглощения. Сроки хранения и условия транспортировки оговариваются техническими условиями.
Сборочные цехи, выпускающие электрические аппараты, оснащены оборудованием, позволяющим выполнить все операции технологического процесса сборки.
Поточные линии оборудованы конвейерами различного типа: непрерывного действия и шаговые — по принципу работы, подвесные и напольные — согласно конструктивным особенностям собираемых аппаратов.
Для сборки болтовых и винтовых соединений необходимы гайковерты фрикционные, с тарированным моментом затяжки, реверсивные для сборки и разборки узлов и нереверсивные с бункером для винтов и автоматической подачей винтов в зону сборки. Для комплектования крепежа с шайбами могут применяться в массовом производстве специальные автоматы [53].
Для сборки неподвижных соединений, получаемых способом пластической деформации, продольно-прессовых и заклепочных соединений необходимы клепальные станки, станки для бесшумной развальцовки, прессы гидравлические и пневматические, универсальные и специальные [53].
Для сборки подшипниковых узлов качения необходимы ванны для расконсервации подшипников и нагрева их для сборки. Станки для разделки проводников, оконцевания и их маркировки; установки для сшивания картонной тары, для сварки полиэтиленовых упаковочных конвертов также являются неотъемлемой частью оборудования сборочного цеха.
Для складирования комплектующих изделий, узлов и деталей в сборочных цехах устанавливаются склады с автоматизированным адресованием, а также элеваторные склады, занимающие часть межопорного пространства цехов.
Контрольные и периодические испытания аппаратов производятся на стендах сборочных цехов, оборудованных подстанциями и агрегатами для получения необходимого питания по величине тока и напряжения, вибро-стендами и камерами для испытания аппаратов в различных климатических условиях, на водозащищенность и т. п.
Для выполнения отделочных операций в сборочном цехе после испытания и регулировки аппаратов имеются отдельные камеры для подкрасочных работ, изолированные от остальных участков согласно требованиям техники безопасности.
