2014-2015-1自动机设计第二章.ppt

第二章自动机械设计原理
2018/4/26
天津科技大学机械工程学院
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本章内容:自动机械的生产率分析、提高自动机械生产率的途径、自动机械循环图设计、自动机械循环图的实例分析
本章重点:自动机械循环图设计
本章难点:自动机械循环图的设计和绘制
教学要求:
1、掌握自动机械的间歇作用型、连续作用型的理论生产率分析、基本概念和基本公式,以及提高自动机械生产率的途径。
2、熟悉自动机械循环图设计的概念、作用和目的,掌握自动机械工作循环图设计的内容、设计计算、分析的步骤,能够进行自动机械循环图的设计和绘制。
第一节自动机械的生产率分析
一、概述
1. 基本概念
1)自动机械的生产率
自动机械在单位时间内生产或完成加工的产品数量,称为自动机械的生产率,或生产能力。
生产率的单位: 件/min,kg/min,m/h,m2/h等。
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2)生产率分类
理论生产率QT
实际生产率QP
工艺生产率K
何谓自动机械的理论生产率、实际生产率、工艺生产率?含义和区别是什么?
理论生产率QT:自动机械调整到正常的工作状态加工产品时,单位时间内生产或完成加工的产品的数量。
实际生产率QP:考虑故障、维修、出现废品或其它原因引起的停机时间的情况下,单位时间内平均生产或完成加工的合格产品的数量。
工艺生产率K:在某种工艺条件下,自动机械在单位时间内可能生产或完成加工产品的最大数量。
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设产品以件为单位,一个循环加工一个产品
Ty——自动机的有效工作时间;
ΣZ—自动机在有效工作时间Ty内的循环次数;
Z——自动机在单位时间内的循环次数;
TP——自动机的工作循环时间,简称工作循环时间
T总表示实际运行时间与停顿时间之和
QP是所要求的自动机械的额定生产能力,即自动机械的预期生产能力,因此往往称为设计能力。
Tk——基本工艺时间
基本工艺时间即:假设加工对象在自动机械上在没有空行程时间损失,全部时间内连续接受加工所用的时间。

1)间歇作用型自动机械又称为第Ⅰ类自动机械
特点: 加工对象在自动机上的加工、传送和处理等,是间歇式周期性进行的。
理论生产率: 取决于生产节拍,即加工对象在自动机上的加工工作循环时间TP
2)连续作用型自动机械又称为第Ⅱ类自动机械
特点: 加工对象在自动机械上的加工、传送和处理等都是连续进行的。
理论生产率QT:与产品在自动机械上的移动速度,即自动机械的工艺速度vp相关
QT =R·vp
问题:决定自动机械生产率的因素是什么?
按生产过程的连续性,自动机械可以分为:
R——自动机械加工对象的产品特征计算单位系数,简称为产品特征系数
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结论[决定生产率的因素]:
在任何一台自动机械上,生产或完成加工一件(对于单件加工方式)或一组(对于多件平行加工方式)产品的工作循环时间TP或工艺速度vp就决定了该台自动机械的理论生产率QT。
二、间歇作用型自动机械的理论生产率分析

自动机械执行机构的动作分为:
工艺操作:包括加工、装配或计量等动作。
辅助操作:包括加工对象的传送、安装和自动检测,以及自动机械执行机构的空行程等动作。
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工作循环时间内的基本工艺时间和循环内的辅助操作时间。
这些动作的时间,有的可以相互完全重合或者重合一部分,有的则不能重合。
在工作循环时间TP内,各执行机构进行工艺操作的时间即为基本工艺时间,以Tk表示;
在与基本工艺时间不相重合的时间内,各执行机构中只存在辅助操作,构成了辅助操作时间,以Tf表示。
自动机械的工作循环时间可表示为: TP=Tk+Tf
生产率分析[讨论1]
着重讨论单件产品特征的则自动机械的理论生产率。
则由前式可知:
自动机械的理论生产率
若令辅助操作时间Tf =0(表示在工作循环内辅助操作时间全部与基本工艺时间重合)
则
即为前述的工艺生产率K
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TP=Tk+Tf 中的Tf =0的意义是什么?
[讨论2]
对于间歇作用型自动机械(第Ⅰ类)
总有辅助操作时间不为零Tf≠0,那么,将代入,且令η=1/[1+K·Tf],得出: QT=K·η(2-9)
则: (2-10)
这里:η=1/[1+K·Tf]—生产率系数(对于第Ⅰ类自动机械 0<η<1),表示自动机械在时间上的利用程度,即工艺过程的连续化程度。
显然,如果要通过减少工作循环时间TP 来提高自动机械的理论生产率QT,就必须减少基本工艺时间Tk