Аттестационная работа (ИАР/ВАР) на тему Роботизированный самоходный манипулятор для малярных работ

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ. 7

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 6

1.1 Область применения. 6

1.2 Оборудование для малярных работ 
и его характеристики. 8

1.3 Технология
и организация выполнения малярных работ. 43

1.4 Требования к качеству. 49

1.5 Основные параметры и
классификация оборудоваия. 57

1.6 Условия работы.. 62

2 Специальная часть. 64

2.1 Описание
конструкции и принципа действия машины.. 64

2.2 Патентный поиск и
сущность модернизации. 69

2.3 Выбор захватного
устройства. 71

2.4 Выбор схемы
манипулятора. 73

2.5 Расчет и выбор
оборудования для манипулятора. 78

2.6 Расчет модуля
линейного перемещения и подъемного устройства. 85

2.8 Выбор ходовой
части. 93

2.9 Расчет
сопротивления движению.. 101

2.10 Выбор
аккумуляторной батареи. 102

2.11 Расчет тягового
двигателя. 105

2.12 Расчет на
устойчивость. 106

2.13 Автоматизация
технологического процесса. 111

3 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 116

3.1
Разработка плана маркетинга для проектируемого варианта манипулятора. 116

3.2
Выявление конструктивных и эксплуатационных преимуществ проектируемого
манипулятора и их влияния на экономические показатели. 117

3.3 Расчет времени работы техники. 119

3.4 Расчет годовой эксплуатационной
производительности. 121

3.5 Расчет капитальных вложений
(единовременных затрат) 123 3.6 Расчет годовых текущих затрат на
эксплуатацию.. 124

3.7 Построение диаграммы годовых текущих
затрат для манипулятора (диаграммы Парето) 128

4 Техника безопасности
и охрана труда.. 129

4.1
Анализ объекта проектирования с точки зрения безопасности труда. 129

4.2
Мероприятия по обеспечению безопасных условий труда. 130

4.3
Определение нормативного освещения для рабочего места. 131

4.4 Требования пожарной безопасности. 132

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 134

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ
ИСТОЧНИКОВ.. 135

Введение:

В индустриальном
домостроении удельный вес отделочных работ достигает 40% строительства объекта
[19]. Отделочные работы, связанные с нанесением и разравниванием раствора на
поверхности строительной конструкции, заделка мест сопряжения сборных
конструкций, малярные работы, могут занимать до 70% общего объема строительных
работ [18]. При этом, все технологические операции выполняются, как правило,
при наличии утомительного ручного труда, что сдерживает повышение
производительности и качества отделочных работ и требуют значительного
количества рабочих для выполнения трудоемкой работы, связанной с повышенной
влажностью, вибрацией и распылением раствора [13].

Подготовительные работы и
нанесение раствора выполняются с помощью ручного инструмента, масса которого
составляет до 3 кг, которая вибрирует в процессе работы и передает эту вибрацию
на организм человека. Кроме того, в процессе работы необходимо прикладывать
усилия для обрабатываемой поверхности, что приводит к быстрой утомляемости
рабочего и, соответственно, к снижению производительности его работы.

Для сокращения ручного
труда при производстве отделочных работ в строительстве, в настоящее время
ставится задача по дальнейшему развитию индустриальных методов выполнения
отделочных операций за счет разработки и внедрения робототехнических средств,
оснащенных системами управления на основе современных устройств вычислительной
техники [19].

Отделочные работы в общем
строительном цикле являются завершающими при возведении зданий и сооружений и
занимают значительную продолжительность времени при довольно высокой
трудоемкости, что отрицательно влияет на сроки ввода объекта в эксплуатацию [13]. Отделочные работы – это
комплекс технологических операций, связанных с внутренней и наружной отделкой
зданий и сооружений с целью повышения их защитно-эксплуатационных и
архитектурно-эстетических качеств [4]. Штукатурные работы – это процесс
нанесения выравнивающего слоя штукатурного раствора на поверхности строительных
конструкций (стен, перегородок, потолков, колонн и т.д.), которые после
затвердевания с последующей затиркой приобретают определенную форму и фактуру [25].

Поэтому остаются
актуальными вопросы разработки высокопроизводительных методов и механизмов для
выполнения отделочных работ непосредственно на объектах строительства,
основанных на применении робототехнических устройств [13].

Комплексная механизация и
автоматизация производственных процессов является основным средством
технического процесса, без которого невозможны высокие темпы роста
эффективности производства. В последнее время автоматизация все больше выходит
за рамки автоматизации технологических процессов обработки, контроля, сборки,
охватывая все звенья производственного процесса, что позволяет решать задачи
автоматизации в комплексе, повышать эффективность средств, вкладываемых в
автоматизацию.

В данной ВКР
рассматриваются вопросы устройства и функционирования роботизированного
самоходного манипулятора для малярных работ.

Целью работы является
разработка методов стабилизации скорости и траектории работы роботизированного
самоходного манипулятора для малярных работ с учетом методов математического
моделирования динамики движения. Методы исследования: При анализе характеристик
малярных работ применены принципы системного подхода, матричные методы
исследования пространственных кинематических цепей, теория механизмов и деталей
машин.

Заключение:

Разработка
и внедрение предложенного роботизированного комплекса за счет сокращения доли
ручного труда на отделочных работах позволит:

Повысить
производительность отделочных работ.

Улучшить
качество выполнения технологических операций.

Уменьшить
количество работников, занятых на отделочных работах.

Сократить
расход отделочного раствора

Улучшить
условия труда, связанные с вибрацией, повышенной влажностью и запыленностью,
что обеспечивает снижение уровня профзаболеваний работников.

Выпускная
квалификационная работа выполнена в полном объеме в соответствии с заданием
руководителя проекта.

За время
работы собраны, классифицированы и представлены в пояснительной записке и
графической части оригинальные материалы по современным автоматизированным
манипуляторам окраски.

Предложены
по использованию мультипозиционных пневмоприводов в автоматизированном
комплексе малярных работ, обеспечивающих минимум расхода лакокрасочных
материалов, которые могут найти реальное конструкторское воплощение не только в
строительных работах, но и в окрасочных цехах.

Фрагмент текста работы:

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1 Область применения Метод безвоздушного распыления является новым
высокопроизводительным методом окраски поверхностей строительных конструкций.
Его можно применять для окрашивания строительных конструкций по бетону,
штукатурке, каменной и кирпичной кладке, металлу, дереву и другим материалам
как в построечных, так и в заводских условиях.

Агрегатами безвоздушного распыления наносятся грунтовки, жидкие
шпатлевки, краски, имеющие вязкость по ВЗ-4 для агрегата 2600Н — до 200с.

В состав работ, рассматриваемых картой, входит:

— подготовка поверхностей строительных конструкций к окраске;

— окраска поверхностей строительных конструкций агрегатом
безвоздушного распыления.

С увеличением капитального
строительства появилась необходимость ускорения строительства объектов за счет
развития его дальнейшей индустриализации и повышения производительности труда,
внедрения прогрессивной технологии и новых эффективных материалов, систем машин
и механизмов, обеспечивающих комплексную механизацию строительно-монтажных
работ и снижение численности рабочих, занятых ручным трудом на основе широкого
применения новейших достижений научно — технического прогресса.

В полной мере это
относится к отделочным работам, являющимся в 
общем строительном цикле завершающими при возведении зданий и сооружений
и занимающим огромные объемы и значительную продолжительность по времени, при
довольно высокой трудоемкости. Поэтому вопросы совершенствования производства
отделочных работ в настоящее время приобретают особо важное значение, так как
от качества и сроков их завершения зависят общие сроки ввода объекта в
действие.

Отделочными работами
называют комплекс строительных процессов, связанных с внутренней и наружной
отделкой зданий и сооружений с целью повышения их защитно-эксплуатационных и
архитектурно-эстетических качеств. Индустриализация производства отделочных
работ предусматривает максимальный перенос большинства отделочных операций в
условия заводского изготовления, что значительно снижает общую трудоемкость
производства отделочных работ на строящихся объектах, сокращает сроки
выполнения до минимума подготовительных операций и открывает возможности свести
процессы отделки помещений сухими способами в построечных условиях к точному
монтажу стен, потолков и т.д.

Малярными работами
называют процесс нанесения тонких слоев жидких красящих составов на поверхности
строительных конструкций и оборудования, внутренних и наружных конструктивных
частей зданий и сооружений (стен, перегородок, потолков, колонн и т.д.).

В современном
строительстве различают малярки: обычные, предназначенные для выравнивания
поверхностей ограждающих конструкций, подготовки их к последующей отделке,
(окраске, оклейке обоями) и защиты от атмосферных воздействий (например, при
отделке фасадов зданий); специальные (огнезащитные, звукопоглощающие,
рентгено-защитные и др.) используемые в качестве изоляционных и экранирующих
слоев; декоративные -.служащие для усиления эстетической выразительности зданий
и сооружений, а также оформления интерьеров ответственных объектов [13].

В зависимости от  требований к качеству отделки поверхностей
малярки подразделяют на: простые — во временных зданиях , складских помещениях
и при последующей облицовке стен плиточными материалами; улучшенные — в жилых и
общественных зданиях массового  строительства;
высококачественные — в зданиях и сооружениях по индивидуальным проектам. По
способу омаляривания различают малярку монолитную (мокрую), выполняемую
нанесением на поверхность малярного раствора и сухую, когда поверхность
облицовывается крупноразмерными листами ( плитами) заводского производства.

Однако объем так
называемых мокрых процессов отделки  пока
еще велик. Поэтому остаются актуальными вопросы разработки
высокопроизводительных методов их производства непосредственно на объектах  строительства, основанных на использовании
эффективных организационно-технологических решений перспективных отделочных
машин, в том числе роботов и манипуляторов, позволяющих сводить трудоемкие
многооперационные отделочные процессы к малооперационным, экономно расходовать
труд в условиях ограниченности трудовых ресурсов и повышать престижность
профессий рабочих — отделочников.

Несмотря на многообразие
видов строительной отделки, омаляривание остается одним из наиболее
распространенных методов отделочных работ, особенно для кирпичных зданий.