TECHNOLOGIČNOST KONSTRUKCE A RETROFITTING VÝROBNí CH STROJ Ú. Zdenek Kolíbal, Radek Knoflíček, Petr Blecha, Ivan Vavrík

Transkript

1 TECHNOLOGIČNOST KONSTRUKCE A RETROFITTING VÝROBNí CH STROJ Ú Zdenek Kolíbal, Radek Knoflíček, Petr Blecha, Ivan Vavrík Vysoké učení technické v Brne / Nakladatelství VUTIUM 2010

2 Obsah r Anotace 1. Úvod. Vymezení problematiky, definice retrofittingu, historický prehled a současný stav 1.1 Definice retrofittingu a vymezení problematiky 1.2 Krátký historický prehled Mezinárodní rozvoj retrofittingu Príklady činnosti firmy Gorishegg, GmbH: Rozvoj retrofittingu v CR Retrofitting na ústavu výrobních stroju, systému a robotiky FSIVUT v Brne 1.3 Retrofitting a pedagogika Retrofitting - praktické doplnení teoretického studia konstruktéru výrobních stroju Následná integrace učení ve výrobním procesu l. Cesta: učení spoluvytvái'ením II.Cesta: použití techniky, která podporuje učení 1.4 Literatura ke kapitole 1 2. Modernizace stroju pri retrofittingu 2.1 Kritéria potreby modernizace 2.2 Prínosy retrofittingu pro uživatele 2.3 Základní schéma postupu pri modernizaci výrobních stroju 2.4 Specifikace oblastí inovace obrábecích stroju Delení retrofittingu Rízení a ovládánístroje Možnosti retrofittingu zhlediska rízení Zhodnocení současných možností retrofittingu v oblasti rízení Výber odmerovacích zarízení Inovace vlastního stroje Úpravy upínání obrobku a nástroje Manipulace s obrobkem u stroje Uplatnení nových rezných materiálu Prostredky ke slučování technologických operací Vybavení stroje prostredky aktivní kontroly Zlepšení pracovních podmínek Další možnosti modernizace stroju 2.5 Literatura ke kapitole 2 3. Analýza príčin poruch strojních součástí a posuzování poruch výrobních stroju 3.1 Úvod a definice 3.2 Analýza príčin poruch strojních součástí Degradační mechanismy v kovových materiálech součástí Úvod a základní pojmy Výrobní degradace Degradace provozní Degradace svarových spoju [13] Experimentální metody Metalografie Transmisní elektronová mikroskopie Rastrovací elektronová mikroskopie.. a elektronová mikroanalýza Fraktografie

3 3.3 Posuzování vad aporuch výrobních stroju Úvod Vady ovlivňující technický stav stroju a zarízení Proces vyšeti'ování poruch (haváriovýrobních stroju Opravy stroju a za/'ízení Analýza zpusobilosti provozu a dusledku poruch ve strojních za/'ízeních Metoda spolehlivostní analýzy stroje [9] Dekompozice obrábecího centra ve vazbe na stanovení príčin vzniku poruchy Vyhodnocení a záver Literatura ke kapitole Metodika postupu oprav, nejčastejší poruchy a nutné opravy na jednotlivých skupinách výrobních stroju, praktické p/'íklady 4.1 Obecná metodika retrofittingu konvenčních a NC stroju Obecná metodika postupu od generálních oprav po retrofitting Obecné zásady pro retrofitting /'ízení výrobních stroju Doporučení pro retrofitting konvenčních, NC a CNC výrobních stroju Praktická doporučení pro postup p/'i retrofittingu 4.2 Nejčastejší poruchy a nutné opravy na jednotlivých skupinách výrobních stroju Hlavní skupiny výrobních stroju Nejčastejší poruchy a nutné opravy na uvedených hlavních skupinách stroju Rešení oprav výmenou normalizovaných dílu 4.3 Opravy lineárních vedení Lineární (p/'ímočará) vedení kluzná bez obložení Náhrada kluzných prímočarých vedení valivými elementy 4.4 Opravy lineárních vedení kluzných s obložením Materiály pro obkládání kluzných vedení - popis a rozdelení [3; s. 128] Materiály p/'ipevňované v tuhém stavu Turcite@-B Slydway@ [1] Metaloplast SP Materiály nanášené v kašovitém stavu [3; s ] Materiály nanášené v tekutém stavu [3; s ] Praktická ukázka postupu nalévání tekuté hmoty GS-super fluid Celkové vyhodnocení vlastností kluzných materiálu [3; s ] 4.5 Problematika oprav soustav (p/'evodu) s ozubenými koly Vymezení problematiky Výroba ozubených kol [4; s. 152] Obrábení ozubených kol tva rovým i nástroji [4; s ] Frézování kotoučovou modulovou frézou Frézování stop kovo u modulovou frézou Obrážení zubu tvarovým nožem Obrábení zubu protahovacím trnem Vytvo/'ení ozubení postupným protahováním Odvalovací zpusoby obrábení zubu čelních kol [4; s ] Obrážení zubu (hoblováno Obrábení zubu odvalováním (frézou) Obrážení jiným ozubeným kolem, které je nástrojem [10; s ] Obrábení vniti'ního ozubení čelních kol [4; s. 1] Obrábení ozubeného h/'ebene [4; s. 1] Vyhodnocení problematiky výroby ozubených kol

4 4.6 Opravy úložných ploch pro val ivá ložiska Opravy ploch pro vnit/'ní kroužky ložisek Opravy ploch pro vnejší kroužky ložisek 4.7 Aplikace odme/'ovacích za/'ízení Aplikace lineárních snímaču Aplikace rotačních snímaču Aplikace rotačních snímaču pro rotační odme/'ování Aplikace rotačních snímaču pro lineární odme/'ování Speciální problematika aplikace rotačních snímaču 4.8 Nekterá další praktická doporučení Manipulace se stroji Ustavování stroju Ostatní nezbytné úkony p/'i retrofittingu 4.9 Literatura ke kapitole 4 5. Technologičnost konstrukce 5.1 Úvod 5.2 Systémový prístup k /'ízení návrhu retrofittingu 5.3 Všeobecné zásady technologičnosti konstrukce Tk zhlediska minimalizace pracnosti Volba racionální drsnosti Tuhost obrábených součástí Druh polotovaru 5.4 Technologičnost konstrukce odlitku Polomery vnit/'ních zaoblení odlitku ze šedé litiny Úkosy Prídavky na obrábení 5.5 Technologičnost konstrukce výkovku a výlisku Technologičnost konstrukce výkovku Technologičnost konstrukce výlisku 5.6 Technologičnost konstrukce svarku Všeobecné zásady Volba vhodného druhu svaru Volba velikosti prídavku na obrábení svarku P/'edpis tepelného zpracování Obrobitelnost svarových spoju 5.7 Technologičnost konstrukce nýtovaných spoju Druhy nýtovaných spoju Technologičnost nýtovaných konstrukcí Speciální zpusoby nýtování 5.8 Technologičnost konstrukce rotačních součástí Požadavky na polotovary a jejich materiál Drsnost povrchu Volba typizovaných konstrukčne-technologických prvku (KTP) 5.9 Technologičnost konstrukce nerotačních součástí Požadavky na konstrukci zhlediska upínání Technologické možnosti nc stroju a jej ich vliv na konstrukci součástí Technologičnost konstrukce z hlediska montáže 5.10 Kontrola výrobní a technické dokumentace 5.11 Literatura ke kapitole

5 v.,v'al<:lia,y ve ~ldvue STrOJUa technologle oprav dílu z nichvyrobených 6.1 Základní prístupy 6.2 Určení výchozího materiálu opravovaných součástí 6.3 Ocelové součástky Konstrukční oceli Oceli s predepsaným obsahem C, Mn, Si, P, S Nízkolegované konstrukční oceli Stredne legované a vysoko legované konstrukční oceli Nástrojové oceli 6.4 Litiny $edá litina Oceli na odlitky 6.5 Umelé hmoty 6.6 Technologie oprav Obrábení Lepení Chemickotepelné zpracování [1; s ] Cementování Nitridování Nitridování na mekko Nitrocementování Difúzní pokovování Svarování, navarování, vyvarování Elektrochemické nanášení materiálu (galvanotechnika) [1; s ] Chemická úprava povrchu 6.7 Literatura ke kapitole 6 7. Principy aplikace QMS podie ISO 9001 v oblasti retrofittingu 7.1 Základní principy QMS (quality management system) Význam a vývoj péče o kvalitu Základní pojmy a definice z oblasti kvality/jakosti 7.2 Prehled požadavku normy (SN EN ISO Dokumentace QMS Struktura dokumentace QMS Identifikace dokumentu (Ienení dokumentu na fízené a nefízené dokumenty (Ienení dokumentu podie jejich puvodu Další členení dokumentu 7.4 Postup zpracování dokumentu (smernice/postupu) 7.5 Príklady zpracování dokumentace QMS Karta procesu Procesní diagram Mapa procesu '.6 Monitorování a merení produktu Vstupní kontrola Mezioperační kontrola Výstupní kontrola '.7 Literatura ke kapitole

6 8. Technicko - ekonomické aspekty retrofittingu 8.1 Seznam použitých zkratek 8.2 Úvod 8.3 Definice a názvosloví používané pi'i posuzování technického stavu a oceňování stroju a zai'ízení Stroje a strojní zai'ízení (SAZ) Clenení (dekompozice) stroju a zai'ízení (SAZ) Životnost (Ž), [roky, mesíce, hodiny] Spolehlivost Mezní stav Údržba a opravy SAZ Modernizace a rekonstrukce SAZ Technická hodnota saz (TH) v [%] Výchozí technická hodnota (VTH) v [%] Vth skupiny stroje (VTHS) [%] Pomerný podíl skupiny stroje (PDS) [%] Porizovací cena saz (PC) [Kč] Výchozí cena saz (VCS) [Kč] Casová cena saz (CC) [Kč] Koeficient prodejnosti (KP) [-l Obvyklá cena (OC) [Kč] Mimoi'ádná výbava SAZ (MV) Základní amortizace (ZA) [%] Doba provozu (DP) [roky] Poškození saz (POS) [Kč] Náklady na opravu (NO) [Kč] Koeficient redukce obvyklé ceny (KR) [ - ] 8.4 Metodika hodnocení technického stavu a oceňování stroju a zarízení Hodnocení technického stavu a oceňování jednotlivých stroju a zai'ízení Technická prohlídka, funkční a provozní zkouška Stanovení technické hodnoty SAZ (TH) Stanovení ZA - amortizační ki'ivky a stupnice Podmínky pro stanovení amortizace stroju a zarízení Stanovování amortizace Prirážky a srážky pi'i hodnocení technického stavu SAZ Stanovení výchozí ceny (VCS) Výpočet časové ceny (CC) Výpočet obvyklé ceny (OC) Stanovení koeficientu prodejnosti (KP) Hodnocení a oceňování rozsáhlých souboru pi'edmetu kategorie DHIM Skupinová metoda Metoda zjednodušená Stanovení výše škody na saz (VS) Porovnání nákladu na opravu s obvyklou cenou stroje pred poškozením Stanovení pi'irážek nebo srážek za zhodnocení, prípadne za znehodnocení stroje opravou Úplné zničení stroje Cena zbytku stroje [Kč] Zbytkové procento provozuschopnosti stroje ZPPS [%] 8.5 Amortizační krivky 8.6 Amortizační stupnice

7 ~./ Strukturní model prepočtu cen Č. 226/1991 Sb. FMF 8.8 Seznam formuláru pro technickou prohlídku vybraných obrábecích a tvái'ecích stroju, pram 8.9 Literatura ke kapitole 8 9. Bezpečnost retrofitovaných stroju 9.1 Úvod Posuzování shody Evropská legislativa Komunitární právo Llenení sekundárního komunitárního práva Charakteristické rysy komunitárního práva Orgány evropských společenství Legislativa týkající se konkrétních oblastí Zdroje informací Smernice 2006/42/ES Oblast pusobnosti smernice 2006/42/ES Požadavky na výrobce Technická dokumentace strojního zai'ízení Základní požadavky na ochranu zdraví a bezpečnost Smernice 2006/95/ES Smernice 2004/1 08/ES Národní legislativa Zákon Č. 22/1997 Sb. O technických požadavcích na výrobky Vládní nai'ízení k provedení zákona Č. 22/1997 Sb Narízení vlády Č. 24/2003 Sb Nai'ízení vlády Č. 17/2003 Sb Narízení vlády Č. 616/2006 Sb Nai'ízení vlády Č. 20/2003 Sb Zákon Č. 102/2001 Sb Nai'ízení vlády Č. 378/2001 Sb Zákon Č. 59/1998 Sb Zákon Č. 262/2006 Sb. (Zákoník práce) Vyhláška úbp 48/1982 sb Sankce 250 ~.5 Bezpečnostní normy Hierarchie typu bezpečnostních norem Prehled základních definic Nebezpečí a rizika uvažovaná pri konstrukci stroju Popis základních nebezpečí Mechanická nebezpečí Elektrické nebezpečí Tepelné nebezpečí Nebezpečí vytvárená hlukem Nebezpečí vytvái'ená vibracemi Nebezpečí vytvái'ená zái'ením Nebezpečí vytvárená materiály a látkami Nebezpečí vytvárená zanedbáním ergonomických zásad pri konstrukci stroje Kombinace nebezpečí

8 9.6 Ergonomie Ergonomie v normativních ustanoveních Ergonomické zásady v procesu projektování stroju Antropometrie a biomechanika Mentální schopnosti človeka Sdelovače a signalizační prvky vládače Interakce človeka se strojem v pracovním procesu Interakce človeka s fyzikálním pracovním prostredím Prehled všeobecných zásad Osvetlení Tepelné podmínky Akustické podmínky Vibrace Nebezpečné látky a zmení Celkové pomery na pracovišti (pracovním míste) Vybrané ergonomické metody hodnocení stroju Metoda ergonomického hodnocení stroju pomocí kontrolního listu Metoda ergonomického hodnocení stroju zhlediska funkce človeka u stroje Metoda hoderg - hodnocení ergatičnosti stroje Metoda bodovací Vymezení anylýzy rizik v harmonizovaných normách Analýza rizik v konstrukci stroje Analýza rizik u funkční bezpečnosti stroje Všeobecné základy managementu rizik Literatura ke kapitole Príklady a zkušenosti z praktických rešení 10.1 Výber príkladu 10.2 Firma S.O.S. Difak, s.r.o Firma Juráček, generální opravy a stavba stroju 10.4 Firma M-MOOS, spol. s r. o Firma Act-in Machine Services, s. r. o Výrobci komponent 10.7 literatura ke kapitole PRílOHY Soustruhy hrotové Soustruhy svislé Soustruhy revolverové Frézky konzolové Vrtačky otočné Vrtačky souradnicové Vyvrtávačky Obrážečky Hoblovky Rámové pily na kov Kotoučové pily na kov Brusky hrotové Brusky bezhroté Rn ICV\! rr\\iinn ~1h

9 fstredníkovýlis ikový lis JChar bulové nužky umyslové roboty a manipulátory )dékování )sah