SZERVÍZTECHNIKA ÉS ÜZEMFENNTARTÁS
Dr. Szabó József Zoltán Egyetemi docens Mechatronikai és Autótechnikai Intézet
8. előadás
GÉPIPARI SZERELÉS
Gépipari szerelés, alapfogalmak
A gépipari szerelés: - az a technológiai eljárás, amellyel a gyártmány egyes részeinek összes alkatrészeit és az egyes részek egymáshoz való kapcsolódását a megfelelő szilárdsági és pontossági előírások, valamint egyéb műszaki feltételek megtartásával összeállítjuk és rögzítjük. Rövidebben fogalmazva a szerelés olyan művelet, amelyben az alkatrészeket illetve, a szerelési részegységeket további egységekké, gyártmánnyá egyesítjük. A gépiparban gyártmánynak azt a terméket nevezzük, amely az alkatrészek elkészítése és összeszerelése, valamint a szerelési és szerkezeti egységek összeszerelése által létesül
Gépipari szerelés, alapfogalmak
A gépiparban gyártmánynak azt a terméket nevezzük, amely az alkatrészek elkészítése és összeszerelése, valamint a szerelési és szerkezeti egységek összeszerelése által létesül. A gépalkatrészek a gyártmány azon elemei, amelyek általában egy anyagból készülnek, szerelés nélkül. A gépalkatrészeken lehetnek szerkezeti elemek, mint pl. csavarfej, fogaskerék koszorú stb. Szerkezeti egységet az oldható vagy oldhatatlan kötésekkel összekapcsolt alkatrészek alkotnak. A szerkezeti egység a gyártmány azon része, amely meghatározott funkciót szolgál, és az egész gyártmánytól különválasztható, sok esetben külön is működésbe hozható.
A gyártmány szerkezeti egységekre bontása
Gépipari szerelés, alapfogalmak
Az alegység a szerelési egységben együttműködéssel összeszerelt több alkatrészből álló egységnek egy alkotó részét képezi, és vagy közvetlenül a gépházzal, vagy a gépkerettel van összekapcsolva. A meghatározott mozgás előállítására szolgáló egység és alegység a gép mechanizmusa. A szerelési csoport az adott gyártmány azon alkatrészeinek összessége, amely a szétszerelési és összeszerelési folyamatban különálló egységet képez. A szerelési csoportokra bontást a technológiai dokumentációban végezzük Összeszerelés: Az alkatrészek részegységekké szerelése az előszerelés, ezek fődarabbá szerelése a közbenső szerelés, a fődarabok késztermékké szerelése a végszerelés. Szétszerelés: A szétszerelés technológiai kivitelezése - az esetek többségében - az összeszerelésnél alkalmazott eljárás fordított sorrendben történő végrehajtása.
A szerelési műveletek jellegük szerint 1. Anyagmozgatás. Ide sorolják a műveletközi és műveleten belüli anyagmozgatást, a raktározást és egyéb tárolási feladatokat. 2. Tisztítás. Mechanikai, kémiai és összetett tisztítási folyamatok végezhetők a szerelendő gyártmány jellege szerint. 3. Összeállítás. A mozgó és nem mozgó valamint az energiatároló szerkezetek alkatrészeinek működési helyzetbe történő összeállítása. 4 Megmunkálás. Az egyes alkatrészek megmunkálása, szerkezeti egységek, szerelés során történő illesztése, a szerelés szakszerű kivitelezése, és a szerkezet minőségének biztosítása érdekében. 5. Rögzítés. Oldható és nem oldható kötések létesítése az alkatrészek, szerkezeti egységek, - funkcióteljesítés szempontjából - megfelelő helyzetben való tartásának biztosítása érdekében. 6. Ellenőrzés. Geometriai, funkcionális (feladat szerinti) és egyéb (ergonómiai, esztétikai stb.) ellenőrzéseket végeznek. 7. Kikészítés. Itt történik a termék komplettírozása, esetleges kisebb hibák javítása, festés és a szükséges dokumentációk elkészítése 8. Csomagolás. Szükség szerint előkészítés egyedi vagy gyűjtő csomagolásra, becsomagolás, és/vagy előkészítés szállításra.
A szét- és összeszerelési tevékenységek bonyolultsága, különlegessége nehézsége vagy könnyűsége függ: • • • • •
a gyártmány konstrukciójától, a gyártmány szereléstechnológiai jellegzetességétől, az anyagminőségtől, a szereléstechnológiai felszerelés milyenségétől és használhatóságától, a kötések fajtájától stb.
A szét- és összeszerelés technológiai követelményeit meghatározza: a gép és elemeinek nagysága, szilárdsági tulajdonságok, alkatrészek anyaga, a szerkezet merevsége és tartóssága, a megmunkálás fajtája és pontossága, valamint a gépek és a berendezések műszaki állapota.
Szerelési méretláncok
A gyártmánytervezéskor a tervező fontos feladata, hogy helyesen állapítsa meg az alkatrészek gyártási és szerelési tűréseit, mivel ezek alapvetően meghatározzák a termék minőségét és költségét. Szereléskor meghatározott méretű alkatrészeket helyezünk egymáshoz, hogy az alkatrészek között pontos helyzetet, megfelelő távolságot hozzunk létre. Az alkatrészek a köztük kialakuló távolságokkal méretláncot alkotnak, amelyek meghatározzák két vagy több gépelem egymáshoz viszonyított helyzetét. A méretlánc olyan meghatározott sorrendben, önmagában visszatérő méretsorozat, amely azoknak az alkatrészeknek a felületeit köti össze, amelyeknek kölcsönös helyzetét meg kell határozni.
A méretlánc elemzésekor célszerű a méreteket a szerelendő részegység rajzától elkülönítve, önálló vázlat alakjában ábrázolni
Elhelyezkedésük szerint a méretláncok lehetnek:
Síkbeli méretláncot, amely kétféle lehet:
Szög-méretláncot Térbeli méretláncot A méretek egymással való kapcsolata alapján
Lineáris, ennek tagjai párhuzamosak Nem lineáris, melynek tagjai nem párhuzamosak
Párhuzamos méretlánc Soros méretlánc Vegyes méretlánc
A méretlánc tagjai lehetnek:
összetevő tagok (A A A .vagy B B B .stb.) eredő tag (AA, AB. . . stb.)
Síkbeli lineáris méretlánc
Síkbeli nem lineáris méretlánc
A vegyes méretlánc tagjai lehetnek: összetevő tagok (A A A .vagy B B B .stb.) eredő tag (AA, AB. . . stb.)
Alkatrészek összekapcsolási módszerei
Összeszereléskor az alkatrészeket úgy kell összekapcsolni, hogy biztosítsuk a kész gyártmány szabályos működését és előírt élettartamát. E célból az alkatrészeket a következő összekapcsolási módszerek szerint készítjük el ill. válogatjuk össze: • a teljes cserélhetőség módszere, • a részleges cserélhetőség módszere, • a kiválasztás vagy válogatás módszere, • az utólagos illesztés módszere, • a beszabályozás vagy mozgó kiegyenlítés módszere
A teljes cserélhetőség módszere :
az alkatrészek minden korlátozás nélkül összeszerelhetők. Ilyenkor a szerelési méretlánc minden tagja olyan tűréssel rendelkezik, hogy az összeszerelés után a zárótag előírt pontossága biztosítva van. A módszer alkalmazásának előnyei: a szerelés az alkatrészek egyszerű összerakásával, külön illesztési munka nélkül végezhető, kisebb szakképesítésű szerelőkre van szükség, könnyű a szerelés ütemezése, a részegységek egymástól függetlenül szerelhetők, az alkatrészgyártásnál széleskörű kooperáció lehetséges, a szerelési műveletekhez futószalag alkalmazható, egyszerű a tartalék alkatrész ellátás, kisebbek a szerelés költségei. A módszer alkalmazásának hátrányai: A nagy pontossági követelmény miatt nagyok a gyártás költségei, az alkatrészgyártáshoz pontos szerszámgépek szükségesek, az alkatrész gyártásánál nagy a selejtveszély, magas szintű minőségbiztosítást igényel.
A részleges cserélhetőség módszere :
A részleges cserélhetőség elvének alkalmazásánál a költ-séges, nagypontosságot igénylő alkatrészek méret tűréseit megnövelik a szerelésnél jelentkező többletmunkák rovására oly mértékben, hogy a szerelési selejt ne haladja meg az előírt mértéket.
A megoldás alkalmazásának előnyei:
az alkatrészek gyártása nagyobb tűrésmezővel történhet, mint az előbbi esetben, kisebb költséggel gyárthatók az alkatrészek nagy alkatrészszám és szerelési pontosság mellett is gazdaságosan alkalmazható. Az alkalmazás hátrányai: nagyobb minőségellenőrzési feladatot igényel, több kapcsolódó méretlánc esetén a selejt százalék a méretláncok számával növekszik
A kiválasztás vagy válogatás módszere: alkalmazásánál szelektív párosítással összeválogathatók a megfelelő méretű alkatrészek úgy, hogy a kívánt illesztés adódjon, ugyanakkor nem szükséges a tűrés-mezőket szűkíteni. Ilyenkor az alkatrész-gyártás után és a szerelés előtt kell osztályozó mérést végezni. A tűrésmezőt - a pontossági követelményektől függően több méretcsoportba osztjuk
Az utótagos illesztés A beszabályozás vagy mozgó kiegyenlítés módszere : módszere: alkalmazásakor a szerelés alkalmazásánál az pontosságát egy kompenzáló alkatrész méretének alkatrészek méretváltoztatásával érik el, de a tűréseit a gazdaságos méret változtatást nem megmunkálási ponforgácsolással végzik, hanem egy tosságot figyelembe alkat-rész méretét változtatják véve állapítják meg, meg. Az alkatrész méretének változtatása lehetséges majd kijelölnek egy méretlépcsőként (hézagoló alkatrészt, amelynek alátét) vagy folyamatos méretét szereléskor méretváltoztatással alakítják ki általában (hagyományos szelephézag valamilyen módon, álállítás). talában forgácsolással
Szerelési rendszerek
A szerelés szervezett végrehajtását a rendszer hatékonyságát elsősorban a körülmények minél jobb összehangolásával lehet növelni. A gépipari szerelési rendszerek a szerelés szervezeti felépí-tésének, a szervezési módjának, a szerszámozottságnak, a munkaerő szakképzettségének és a szerelés tárgyának összhangján alapulnak. A szerelési rendszerek főbb jellemzői: a munkadarabok mozgási módja, a szerelés térbeli elrendezése, a szakosítás mértéke, a szerelés ütemessége, a szerelés szervezése, a szerelés és alkatrészgyártás összefüggése.
A munkadarabok mozgása szerint megkülönböztetünk álló vagy mozgó szere-lést, attól függően, hogy az egymást követő szerelési műveletek során a munka tárgya változtatja-e a helyzetét A szerelés térbeli elrendezését a szerelési családfa ismeretében alakítják ki. Általában a szerelési alegységekre tagolható gyártmányo-kat elágazó és csillag alakú elrendezésben, a nem kellően tagolt gyártmányt sorbakapcsolt vonalmenti művelettel szerelik. A szakosítás mértéke attól függ, hogy a szerelés szervezésében a központosítás vagy a munkamegosztás elve érvényesül. Központosítás esetén a gépet egy szerelő vagy csoport szereli
A szerelés üteme lehet: kötött vagy kötetlen. A kötött ütemű szerelésnél minden szerelési művelet eleje és vége egy megadott időpontra esik. Az ütemidőn belül nincs lehe-tőség az ügyesebb, nagyobb teljesítményt nyújtó szerelő munkájának hasznosítására, viszont a termelés egyenletessége biztosítha-tó. A kötetlen ütemű szerelésnél adott idő a-latt kell elvégezni a gép szerelését, de nincs előírva az egyes műveletek kezdete és vége. A szerelés szervezése, a szerelési rendszer kialakítása jórészt annak a függvénye, hogy a szerelési programban szereplő termékek mennyire hasonlóak, homogének (az a szere-lési feladat, aminek a szerelés technológiája hasonló, műveletek, ezek száma, ideje tagozódás, hasonló eszközök, stb.)
A szereléstechnológia tervezése
A szereléstechnológia tervezésének feltételei: • konstrukciós kialakítás, • a konstrukció és az alkatrész előállítás kölcsönhatása, • a gyártmány tagolhatósága. A szerelést befolyásoló további tényezők : A munka tárgya: A termék bonyolultsága, működési elve, hossz és tömeg méretei, részelemek és alkatrészek száma, alkatrészek és részegységek jellege, alkalmazott kötésmódok, méretlánc megoldási módszerek stb. A munka eszköze: Száma, alkalmassága, korszerűsége, elhelyezése, mobilizálhatósága, méretei, kiszolgálási helyszükséglet, műszaki állapota, fejleszthetősége stb. A munkaerő: Létszáma, képzettség szerinti megoszlása, termelékenysége, tovább képezhetősége, Létszámának bővíthetősége stb. Gyártási feltételek: Gyártási program, a gyártmány piaca, tervezett átfutási idő, a gyártmány állandósága, fejlesztés lehetősége, gyártási kapacitás jelenlegi és jövőbeni helyzete stb. A gyártás szervezése: A gyártmány tagolása, folyamatosság, szervezési forma, sorozatnagyság, technológiai feltételek és szervezettség, határidők, minőség, fejleszthetőség. Egyéb tényezők: Infrastruktúra, hazai és nemzetközi tapasztalatok, a fejlődés várható tendenciái stb.
A gyártási és szerelési költségek egymásra hatása
o
o o o
Egy gépipari termék előállítási költségeit alapvetően a megvalósítási folyamat egyes, elkülöníthető rész-folyamatainál felmerülő ráfordítások határozzák meg. Ennek értelmében a vevő által beszerzendő termék önköltsége kissé egyszerűsítve, összetevődik: a tervezés vagy konstrukció kialakítás, az alkatrészgyártás és beszerzés, a szerelés, az értékesítés és garanciális szolgáltatás költségeiből
A szerelés költségeit befolyásoló tényezők a konstrukció és az alkatrészek bonyolultsága, méretei, méretpontossága, tömege, a szerelési folyamat tervezett jellege (egyedi, kissorozat, sorozat), a szerelés technológiai színvonala (hagyományos kézi vagy robotokkal történő), a gépalkatrészek és részegységek szereléshelyes kialakítása, a gyártási sorozatnagyság stb.
A szerelési mutató
Ha a gyártási folyamat részeként tekintjük a tervezési folyamatot, akkor a gyártás és szerelés költségeinek egymásra hatását tágabb értelemben elemezhetjük. A termék előállításának színvonalát, bizonyos esetekben jellemezni szokták a szereléshez szükséges idő (Tsz és a gép-munkaidő (Tg) hányadosával, melyet szerelési mutatónak (K) neveznek. K= Tsz / Tg A K értéke egyedi és kissorozat gyártás esetén 0,45 körül, nagysorozat vagy tömeggyártásnál 0,25 alatt van. Ez a mutató függ meg a gyártmány jellegétől is. Motorgyártásnál a szokásos szerelési időhányad 18 25%, darugyártás és hajóipar területén 40 - 50% és nagy tartályok, vegyipari berendezések létesítésénél 70 - 75%.
A szerelendő gyártmány már korábban említett jellemzői közül több olyan található, amely befolyással van a szerelés költségeire illetve a szerelés várható időszükségletére. Az egyik ilyen konstrukcióból adódó jellemző a gyártás pontossági követelménye, amit az alkatrészek tűrésével jellemezhetünk.
Az „a” görbe a szerelési, a „b” a megmunkálási költségek változását szemlélteti az alkatrészekre megadott méretpontosság függvényében. A „c” gör-be a két költség eredője. Látható, hogy minél pontosabb a munkadarabok mérete, annál kisebb költséggel lehet a szerelést megvalósítani.
A gyártott termék darabszáma lényegesen befolyásolja a fajlagos szerelési időráfordítást, ami közvetve a költségeket is módosítja
A szerelési időt jelentősen befolyásolja a szerelendő gépet alkotó alkatrészek és részegységek bonyolultsága is Az alkatrészek szerelési bonyolultságát a főbb alaki jellemzők határozzák meg.
A bonyolultság osztályozása : A legegyszerűbb szerelési művelet a tömör golyó beszerelése, mivel a vele kapcsolatba hozandó alkatrész viszonylatában nincs kitüntetett tengelye. A központos forgásfelületű alkatrészek behelyezése egyszerűbb, de szerelése egyre bonyolultabb mozgásformákat igényel minél több rajta az alapfelületen kívüli egyéb kialakítás.
A szerelést legjobban az excentrikusan elhelyezkedő felületek nehezítik, mivel ezek igényelnek a kézi és a robotszerelés esetén is egyre bonyolultabb mozdulatokat.
A szerelés dokumentációja A szerelés dokumentációjára általános érvényű elő-írások nincsenek. Minden vállalat a saját gyakorlatában kialakult módszereket alkalmazza. A gépfenntartásban általánosan használható szerelési dokumentációk gyakoribb variációit és ezek egymással való kapcsolódását a következő ábra szemlélteti. A számítógépes gyártmány és gyártástervezés bevezetésével egyre több cég foglalkozik szerelést segítő szoftverek kifejlesztésével, melyeket a gépfenntartási tevékenységek során is jól lehet használni.
A dokumentációk és kapcsolataik
Szerelési családfa egyszerű gépek esetén
Szerelési folyamatábra vázlat
Rajzolt, vagy fényképes szerelési segédlet
