Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
u_manual Макушкин Д.О..pdf
Скачиваний:
181
Добавлен:
06.03.2016
Размер:
5.59 Mб
Скачать

5. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.1. Основныепонятияитермины

Технологичность конструкций изделия (ТКИ) – свойство качества изделий, характеризующее приспособленность их конструкций к достижению оптимальных затрат ресурсов в производстве и эксплуатации.

Технологическая рациональность конструкции изделия – совокупность ее свойств, выражающих уровень соответствия принятых технологических решений условиям производства, эксплуатации и ремонта. Она характеризует возможность изготовления продукции из имеющихся в распоряжении производителя и потребителя трудовых, материальных и др. ресурсов.

Преемственность конструкции изделия – совокупность ее свойств, выражающих технологичность с точки зрения единства повторяемости и изменяемости принятых в конструкции инженерных решений. Преемственность касается повторяемости составных частей в данном исполнении изделия и применяемости новых составных частей, обусловленных требованиями к функциональному назначению, условиям производства и/или эксплуатации (конструктивная преемственность). Преемственность также касается единства повторяемости и изменяемости методов выполнения, поддержания и восстановления элементов конструкции изделия, учитываемых при его конструировании (технологическая преемственность).

Обеспечение ТКИ – подготовка производства, включающая комплекс мероприятий по управлению процессом обеспечения технологичности и совершенствованию условий выполнения работ при производстве, эксплуатации и ремонте изделия.

Отработка конструкции изделия на технологичность – часть работ по обеспечению ТКИ, направленная на достижение заданного уровня технологичности и выполняемая на всех стадиях разработки изделия.

Технологический контроль конструкторской документации (КД) – контроль с целью проверки ее соответствия требованиям технологичности.

5.2. Факторы, влияющиенаТКИ

На ТКИ влияют следующие факторы:

1.Схемы устройства изделия в целом.

2.Состав и взаимное расположение сборочных единиц и деталей.

3.Формы, размеры и расположение поверхности деталей и соединений, их состояние.

4.Применяемые материалы.

На выбор технологических решений накладывают существенные ограничения другие свойства качества изделий: функциональность, надежность,

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

78

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.2.Факторы, влияющие на ТКИ

эргономичность, эстетичность, экономичность и безопасность. Поэтому поиск оптимальных решений по обеспечению технологичности неотделим от анализа влияния перечисленных факторов.

5.3. ОбщаяклассификацияТКИ

Технологичность конструкций изделий различается по методам воздействия на изделие, области проявления и видам затрат (табл. 5.1).

 

 

 

Таблица 5.1

 

Общая классификация ТКИ

 

 

 

Признак классификации

Вид ТКИ

По методам воздействия на

Технологическая рациональность конструкции.

изделие

Преемственность конструкции.

По области проявления:

Производственная ТКИ при:

 

 

подготовке производства; изготовлении;

 

монтаже вне предприятия.

 

 

Эксплуатационная ТКИ при:

 

 

техническом обслуживании; текущем ремонте; хранении

 

и транспортировании; диагностировании; утилизации;

 

Ремонтная ТКИ при:

 

 

монтаже и демонтаже; восстановлении; замене элементов

 

 

 

 

По видам затрат

Трудоемкость

 

По отдельности в производ-

 

Материалоемкость.

 

стве, эксплуатации и ремон-

 

Энергоемкость.

 

те

 

Хроноемкость

 

 

 

 

 

 

Для обеспечения ТКИ должны осуществляться соответствующие мероприятия по воздействию на объекты труда в сферах разработки, производства и эксплуатации (табл. 5.2).

Таблица 5.2

Мероприятия по обеспечению ТКИ

Объект

Разработка

Производство

Эксплуатация

воздействия

 

 

и ремонт

Предмет тру-

Систематизация и

Применение рациональ-

Сокращение номенк-

да

стандартизация ис-

ных заготовок

латуры быстросмен-

 

ходных решений

 

ных и запасных частей

 

(унификация, типи-

 

 

 

зация и т. д.)

 

 

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

79

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.3.Общая классификация ТКИ

 

 

 

Продолжение табл. 5.2

 

 

 

Эксплуатация

Объект

Разработка

Производство

воздействия

 

 

и ремонт

Человек

Взаимодействие разработчика, производителя, потребителя и повышение

 

квалификации каждого в своей сфере

Применение рацио-

Организация

Специализация ОКР

Применение групповой и

труда

 

поточной форм органи-

нальных форм органи-

 

 

зации труда

зации ТО и Р

Результат

Каталогизация ре-

Корректировка базовых

Корректировка базо-

труда

зультатов работ

показателей производст-

вых показателей

 

 

венных ТКИ с учетом

эксплуатационных

 

 

данных прогноза

ТКИ с учетом данных

 

 

 

прогноза

 

 

 

 

 

Обеспечение

 

 

 

 

 

 

 

 

ТКИ

 

 

 

Придание конструкции ком-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обеспечение тех-

 

 

 

 

Обеспечение пре-

плекса свойств

нологической

 

 

 

 

емственности

 

рациональности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Достижение оптимальных

 

 

 

 

 

 

 

 

затрат ресурсов

Снижение тру-

 

Снижение мате-

 

Снижение энер-

 

доемкости

 

риалоемкости

 

гоемкости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Совершенствование условий

 

 

 

 

 

выполнения работ в различных

Повышение про-

 

Повышение эксплуа-

 

Повышение ре-

сферах проявления ТКИ

изводственной

 

тационной техноло-

 

монтной техноло-

 

технологичности

 

гичности

 

гичности

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.1. Схема связей работ по обеспечению ТКИ

Мероприятия по обеспечению ТКИ выполняются для решения комплекса взаимосвязанных задач (рис. 5.1).

Из рис. 5.1 видно, работы по обеспечению ТКИ позволяют придать конструкции изделия свойства технологической рациональности и преемственности, а это позволяет достичь как снижения ресурсоемкости в сферах производства, эксплуатации и ремонта, так и совершенствовать условия работы в этих сферах.

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

80

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.4.СостависодержаниеработпообеспечениюТКИ настадияхпроектирования

Техническое предложение: 1. Выявление:

а) предпосылок для рационального членения и компоновки; б) возможности заимствования составных частей (СЧ) изделия; в) новых условий выполнения работ.

2.Расчет показателей ТКИ.

3.Выбор принципиального варианта конструкции.

4.Согласование показателей ТКИ.

5.Технологический контроль конструкторской документации (КД). Эскизный проект

1.Анализ соответствия конструкции:

а) условиям производства; б) условиям эксплуатации.

2. Сопоставление вариантов конструкции по критериям технологично-

сти.

3.Определение условий эксплуатации и ремонта.

4.Расчет показателей ТКИ.

5.Принятие принципиальных решений по конструкции для дальнейшей разработки.

6.Технологический контроль КД.

Технический проект:

1.Выявление возможности параллельной и независимой сборки и контроля СЧ-изделия (по спецификации).

2.Анализ соответствия конструкции требованиям технического обслуживания и ремонта.

3.Определение преемственности СЧ-изделия.

4.Анализ возможности новых прогрессивных процессов производства.

5.Принятие принципиальных решений по условиям выполнения работ.

6.Расчет показателей ТКИ.

7.Принятие принципиальных основных решений по ТКИ.

8.Технологический контроль КД.

При работе на каждой из стадий проектирования используются результаты промежуточных этапов предыдущих стадий.

Согласно статистическим данным, 50 % объема работ по обеспечению ТКИ выполняется на стадии ЭП, достигая 80 % их эффективности, 80 % общего объема работ по обеспечению ТКИ достигается на стадии ТП и лишь 20 % на стадии РП.

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

81

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.5.ТехническиетребованиякТКИ

5.5.1. Общиетребованиякдеталям

Структурные схемы изделия должны формироваться исходя из принципов функциональной и технологической завершенности составных частей (СЧ) и, соответственно, возможности его членения.

Целью данного требования является обеспечение изделием главной функции и способности составных частей выполнять свои функции отдельно от изделия (двигатели, радиаторы, насосы и т. д.). Под технологической завершенностью понимают относительную самостоятельность технологических операций (при разработке, изготовлении, монтаже, регулировках, обкатке, испытаниях и т. д.).

Обработка деталей на технологичность должна вестись комплексно с учетом зависимости от исходной заготовки детали, каждого вида обработки в технологическом процессе изготовления, технологичности сборочной единицы, в которую деталь входит как составная часть.

Конструкция детали должна состоять из стандартных и унифицированных элементов или в целом быть стандартной и обеспечивать возможность применения типовых и стандартных технологических процессов ее изготовления и ремонта.

Выбор материалов и их свойств, форм и размеров для деталей осуществляется с учетом требований технологии изготовления, ремонта, хранения и транспортирования.

Требования к технологичности неразъемных соединений:

1.В конструкциях неразъемных соединений следует избегать сложных

ивысокоточных видов обработки сопрягаемых поверхностей.

2.При выборе материалов для соединяемых деталей нужно учитываться возможное изменение их свойств в процессе изготовления неразъемного соединения. При этом необходимо избегать дополнительной работы по контролю качества.

3.Соединение должно быть образовано с минимальными затратами ресурсов и обеспечивать нетрудоемкое выполнение операций контроля.

Требования к технологичности разъемных соединений:

1.Соединение должно обеспечивать наименьшие затраты на операции монтажа-демонтажа в условиях производства и транспортирования, технического обслуживания и ремонта.

2.Конструктивные элементы и материалы должны иметь формы, обеспечивающие формирование и расформирование соединений с выполнением минимального числа операций и исключать необходимость последующей обработки элементов соединения.

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

82

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.5.Технические требования к ТКИ

Требования к технологичности сборочных единиц (СЕ):

1.Конструкция СЕ должна отрабатываться на технологичность комплексно с учетом взаимозаменяемости при ПЭР составных частей.

2.СЕ могут быть СЧ изделия и выполнять самостоятельные функции либо не выполнять их.

3.Уровень ТКИ определяется для всех СЕ, для которых в техническом задании установлены базовые показатели технологичности.

4.СЕ должна расчленяться на рациональное число СЧ с учетом принципов агрегирования, а ее конструкция должна компоноваться из стандартных и унифицированных частей и исключать применение сложного технологического оборудования и оснастки.

5.Конструирование СЕ должно вестись с учетом требований механизации и автоматизации сборочных работ.

6.В конструкциях СЕ и ее СЧ, имеющих массу больше 16 кг, необходимо наличие элементов для удобного захвата грузоподъемным средством.

7.В конструкции СЕ должна быть предусмотрена базовая СЧ, являющаяся основой для расположения остальных составных частей изделия. Форма базовой составной части должна быть удобной для правильной установки

еена рабочем месте сборки (на столе, сборочной площадке и т. д.).

8.В конструкции базовой части необходимо предусмотреть использование конструктивных баз в качестве технологической и измерительной.

9.Компоновка СЕ должна обеспечить:

а) ее сборку при неизменном базировании составных частей и исключить промежуточные сборки-разборки;

б) удобный доступ к местам, требующим контроля, регулирования и других работ, регламентируемых технологией подготовки изделия к использованию по назначению, техническому обслуживанию и ремонту;

в) легкий монтаж-демонтаж быстросменных составных частей; г) транспортабельность: такелажные узлы, монтажные опоры и другие

устройства должны быть по возможности минимальными, а места соединения доступными для механосборочных работ и контроля.

10. Требования к точности и методу сборки:

а) точность расположения составных частей должна быть обоснована и взаимосвязана с точностью изготовления;

б) метод сборки для данного объема выпуска выбирают на основе расчета различных цепей: при расчете коротких цепей (число звеньев < 5) с высокой точностью замыкания звена, многозвенных – с малой точностью замыкающего звена;

в) метод сборки выбирают с учетом трудоемкости изделия в сборочных работах.

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

83

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.6.КлассификацияиноменклатурапоказателейТКИ. Методыопределения

Показатели ТКИ различают в зависимости от:

а) характеризуемых свойств – показатели технологической рациональности изделий, преемственности их конструкций, ресурсоемкости по всем областям проявления (ПЭР.);

б) числа характеризуемых свойств – частные (единичные), групповые и комплексные;

в) способа выражения свойств – размерные и безразмерные; г) формы представления свойств: общие (суммарные), структурные,

удельные, относительные и сравнительные; д) стадии определения – прогнозные, базовые и достигнутые;

е) значимости для оценки: основные и вспомогательные.

Расчетные зависимости для определения показателей ТКИ . Общий (суммарный) показатель

(5.1)

Структурный

(5.2)

Удельный показатель при главном параметре изделия P:

(5.3)

Относительный

(5.4)

Сравнительный при базовом показателе Kб

(5.5)

Например, используя формулу (5.1), можно вычислить суммарную трудоемкость изготовления

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

84

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.6.Классификация и номенклатура показателей ТКИ. Методы определения

где ti – трудоемкость по i-му цеху, участку или виду работ, входящих в технологический процесс

Показатели технологической рациональности и преемственности рассматриваются, как правило, в виде относительных показателей.

Показатели ТКИ определяют в общем случае в следующей последовательности:

1 . Определение исходных данных.

2.Анализ исходных данных.

3.Обработка результатов анализа.

4.Выбор номенклатуры показателей ТКИ.

5.Расчет численных значений ТКИ.

Состав работ по каждому из приведенных этапов является достаточно объемным, что видно из типовой блок-схемы, приведенной на рис. 5.2.

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

85

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.6.Классификация и номенклатура показателей ТКИ. Методы определения

Рис. 5.2. Типовая блок-схема определения показателей ТКИ

МетодыопределенияисходныхданныхдляпоказателейТКИразличают: 1. По способу получения информации:

а) измерительный метод – информацию получают с применением технических средств измерений;

б) регистрационный метод – информацию получают путем регистрации, например, затрат на определенные виды работ;

в) органолептический метод – анализируют восприятие органов чувств и формализованное представление данных;

в) расчетный метод – используют теоретические или эмпирические зависимости .

2. По источнику получения информации:

а) традиционный – информация готовится внутри предприятия – производителя или КБ в специализированных подразделениях;

б) экспертный – привлекаются эксперты со стороны; в) социологический – значения показателей определяются потребите-

лями путем опроса или анкетирования.

3. По отношению факторов, влияющих на ТКИ, к объекту:

а) экзогенный метод – учитывает влияние внешних факторов (изменение технологии, программы, сроков);

б) эндогенный метод – учитывает влияние только внутренних факторов ТКИ (число составных частей, элементов, материалов, типизация конструктивных компонентов и т. д.);

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

86

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.6.Классификация и номенклатура показателей ТКИ. Методы определения

в) смешанный метод – учитывает влияние и внешних и внутренних факторов.

4. По способу моделирования информации:

а) имитационный метод – многократное повторение расчетных моделей показателей в различных условиях определения ТКИ;

б) аналоговый метод – базируется на заимствовании данных по изде- лию-аналогу.

Перечень и применение показателей ТКИ в зависимости от вида изделия и стадии разработки регламентирует ГОСТ 14.201–83 . На стадии рабочей документации серийной продукции предусмотрено обязательное определение большинства показателей ТКИ деталей, сборочных единиц и комплексов точными методами. На стадии технического предложения нужно обязательно определять укрупненными методами приближенное значение технологической себестоимости изделия в изготовлении и необязательно – удельные металлоемкость и энергоемкость изделия в целом и трудоемкость его сборочных единиц и комплексов в изготовлении. Определение приближенных значений перечисленных показателей (исключая технологическую себестоимость, которая необязательна на данных стадиях) укрупненными методами становится обязательным на стадиях ЭП и ТП. Для этих стадий также обязательно определение приближенных значений удельной материалоемкости и удельной энергоемкости и коэффициента сборности. Для стадии рабочей документации литеры «О» перечень показателей, определяемых обязательно и необязательно, до полного списка. При этом удельные показатели материалоемкости и энергоемкости, коэффициентов применяемости унифицированных конструктивных элементов и материалов должны определяться точными методами.

Самыми важными и существенными являются показатели ресурсоемкости, которые чаще называют основными. К ним относятся: трудоемкость, материалоемкость, хроноемкость, энергоемкость и технологическая себестоимость изделий, определяемые по областям проявления (ПЭ и Р).

Показатели технологической рациональности и преемственности конструкций считаются дополнительными и используются для анализа с целью выявления возможного принятия рациональных решений и последующего совершенствования конструкции в процессе проектирования. Технологическую рациональность оценивают коэффициентами сборности, легкосъемности, разновесности, доступности, контролепригодности, распределения допуска между изготовлением и монтажом. Преемственность конструкции выражается коэффициентами применяемости (новизны, применяемости унифицированных и стандартизованных СЧ, СЕ, деталей, конструктивных элементов и материалов), повторяемости (СЧ, конструктивных элементов и материалов) и типизации.

Виды показателей ТКИ, методы и формулы расчета обобщены

вприл. 2, табл. П2.1.

Кпрогнозным показателям ТКИ относятся любые показатели, используемые на стадии прогнозирования для учета тенденций развития техники,

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

87

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.6.Классификация и номенклатура показателей ТКИ. Методы определения

технологии и производства. Базовые показатели определяются на основе прогнозных и применяются в качестве исходных данных на стадии планирования ОКР. Их вносят в техническое задание на разработку изделия для сравнения с достигнутыми показателями. Достигнутые же показатели определяют расчетным путем на стадии проектирования изделия. Результаты сравнения используются для разработки мероприятий по совершенствованию конструкции изделия и условий его ПЭ и Р.

5.7. ОсновныепоказателиТКИ, ихколичественнаяикачественнаяоценка

Основными при принятии управленческих решений по обеспечению технологичности считаются показатели ресурсоемкости.

Поэтому на различных стадиях проектирования производятся расчеты показателей ТКИ с целью количественной оценки уровня достигаемой технологичности изделия, обеспечивающей максимальную экономию ресурсов.

Для количественной оценки ТКИ используют следующие виды показателей:

базовый показатель QБ , принимаемый за исходный; частный показатель q, характеризующий одно из свойств ТКИ;

комплексный показатель Q , характеризующий несколько частных или

комплексных свойств, составляющих ТКИ ( Q q1 qN );

уровень ТКИ, выражающий оптимальное отношение значения показателя проектируемого изделия к значению соответствующего базового показателя.

Различают общие и удельные производственные и эксплуатационные показатели ТКИ. К общим показателям ТКИ относят материалоемкость изде-

лия MИ , трудоемкость энергоемкость ЭИ и удельную материалоемкость изделия

M

MИ

,

(5.6)

 

P

 

 

где P – номинальное значение основного параметра или полезный эффект, получаемый по прямому назначению; τ – срок службы.

К производственным (ремонтным) показателям относят трудоемкость

изделия TИ в

изготовлении (ремонте), удельную трудоемкость изделия

в изготовлении

т

TИ

, технологическую себестоимость в изготовлении

P

 

 

 

(ремонте), коэффициент применяемости материала:

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

88

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.7.Основные показатели ТКИ, их количественная и качественная оценка

КПМ

НМi

,

(5.7)

N

 

 

 

НМi

 

 

 

i 1

 

 

где НМi норма расхода данного материала;

N

НМi сумма норм расхода

 

 

 

i 1

всех материалов на изготовление (ремонт) изделия.

К эксплуатационным показателям ТКИ относят среднюю оперативную трудоемкость изделия в техническом обслуживании (текущем ремонте изде-

лия данного вида Tоб , среднюю оперативную продолжительность технического обслуживания (текущего ремонта) изделия данного вида Tхр .

Инженерно-расчетные методы определения трудоемкости и материалоемкости изделий приведены в табл. 5.3.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 5.3

 

Методы определения трудоемкости и материалоемкости изделий

 

 

 

 

Стадия раз-

Основные докумен-

Основная инфор-

Методы расчета

работки КД

ты, используемые

мация, получаемая

 

 

для расчетов

 

из документов

Учета масс, удельного норми-

Техническое

Ведомость техниче-

Масса изделия, па-

предложение

ского

предложения,

раметры

назначе-

рования, элементокоэффици-

 

пояснительная

за-

ния, число элемен-

ентов

 

писка, схемы

 

тов

 

Учета масс, удельного норми-

Эскизный

Чертеж

общего

ви-

Масса изделия, па-

проект, тех-

да,

теоретический

раметры

назначе-

рования, учета сложности,

нический

чертеж,

габаритный

ния, число состав-

элементокоэффициентов

проект

чертеж,

ведомость

ных частей, число

 

 

проекта, схемы

 

элементов

Учета масс, удельного норми-

Рабочая КД.

Чертеж детали, сбо-

Масса

изделия,

 

рочный

чертеж,

масса деталей, чис-

рования, учета сложности,

 

спецификация,

ве-

ло деталей, техни-

учета значимости составных

 

домость

специфика-

ческие требования,

частей, моделирования на ос-

 

ций,

 

технические

число

сборочных

нове корреляционного анали-

 

условия

 

 

единиц

 

за

Качественная оценка ТКИ основана на инженерно-визуальных методах и проводится по отдельным конструктивным и технологическим признакам. Она дается на основе анализа соответствия конструктивного исполнения основным требованиям производственной, эксплуатационной и ремонтной ТКИ по принципу сравнения «хорошо-плохо», «допустимо-недопустимо», «лучше-хуже» и т. д. Это позволяет:

а) выбрать лучший вариант исполнения; б) установить целесообразность затрат времени на определение чис-

ленных значений показателей ТКИ сравниваемых вариантов. Инженерно-визуальный метод оценки ТКИ основывается чаще на ин-

формации, получаемой восприятием органами чувств, на стадии разработки

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

89

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.7.Основные показатели ТКИ, их количественная и качественная оценка

конструкторской документации опытного образца. В отдельных случаях для качественного описания технологичности используют количественную оценку посредством применения балльной системы.

Методы оценки ТКИ по трудоемкости. При определении трудоемко-

сти используются все расчетные методы, приведенные в табл. 5.3, а также хронометраж – метод измерения затрат труда на стадиях ПЭ и Р.

При определении материалоемкости используются методы, приведенные в табл. 5.3, а на стадии изготовления – дополнительно взвешивание. Ниже излагается сущность некоторых расчетных методов [2].

Метод учета масс при оценке трудоемкости учитывает ее изменение в изготовлении и ремонте по сравнению с изделием аналогом и определяется по формуле

T = TаKм,

(5.8)

где Та – трудоемкость изделия-аналога, имеющего с проектируемым изделием общие конструктивные и технологические признаки; Kм – коэффициент

различия массы или размеров сопоставляемых изделий.

Для деталей простой формы типа валов, втулок, шестерен

M

и

2

F

 

2

(5.9)

Kм 3

 

или Kм 3

и

 

,

 

 

Mа

 

 

Fа

 

 

где Mи Mа и Fи Fа – соответственно соотношение масс и площадей обраба-

тываемых поверхностей изделий – проектируемого и аналога. По этим отношениям определяется значение Kм из таблиц.

При методе учета сложности конструкции изделия трудоемкость из-

делия определяется по формуле с учетом коэффициента сложности KСИ :

T TаKСИ.

(5.10)

Если усложнение вызвано увеличением размеров изделия, расчеты выполняют по формулам (5.4), (5.5) по аналогии с методом учета масс.

В других случаях рекомендуется составлять и использовать таблицы сопоставления изделий по массе, соотношению высоты изделия к длине или ширине, суммарной площади поверхностей, протяженности длины стенок для литья, сварных швов, сборочных единиц, соединяемых сваркой и т. д.

Для изделий одной типовой группы и примерно равных размеров

KKшKт,

(5.11)

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

90

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.7.Основные показатели ТКИ, их количественная и качественная оценка

где Kш и Kт – коэффициенты зависимости трудоемкости от изменения ше-

роховатости и точности. По этим коэффициентам имеются нормативы применительно к обработке резанием (приведены в табл. 5.4).

Таблица 5.4

Коэффициенты зависимости трудоемкости от изменения шероховатости и точности

Квалитет

6

7

8

11

12

13

Кт

1,3

1,2

1,1

1,0

0,9

0,8

 

Rz=80

Rz=40

Rz=20

Rа=2,5

Rа=1,25

Rа=0,63

Кш

0,95

0,95

1,0

1,1

1,2

1,4

Трудоемкость проектируемого изделия с применением приведенных коэффициентов определяют по формуле

T T

Kти Kши .

(5.12)

a

Kта Kша

 

 

При наличии жестких требований по параллельности, плоскостности и перпендикулярности вводят соответственно коррекционную поправку к ко-

эффициенту точности Kт по соответствующей таблице справочника

В общем случае, когда усложнение изделия является следствием увеличения габаритов конструкции и ужесточения технических требований, коэффициент сложности можно определить по формуле

J

Pиi Kиi

 

 

Kсл

Tаотнj ,

(5.13)

 

i 1

Pаj Kаj

 

где Pj – параметр, определяющий значение трудоемкости изделия в изготовлении или ремонте j-й составной части; K j – коэффициент изменения трудо-

вых затрат в зависимости от технических требований к выбранным факторам. Например, в качестве параметров Pi принимают:

массу обрабатываемых деталей для литейных работ, обработки резанием, кузнечно-прессовых работ, термической обработки;

протяженность сварного шва для сварочных работ, число точек для контактной сварки;

площадь покрываемой поверхности для окрасочных работ и т. д. Для каждого из этих Pi по отчетным данным предприятия определяют значение

относительной трудоемкости Tаотнj .

Метод учета значимости составных частей изделия наиболее эффек-

тивен в условиях широкого применения типовых и групповых технологических процессов и применим только на стадии рабочего проектирования. В данном случае коэффициент сложности будет определяться по уточненной

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

91

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.7.Основные показатели ТКИ, их количественная и качественная оценка

формуле, в которой вводятся коэффициенты значимости Kзj типовых групп

составных частей. Если на предприятии приняты нормативы значимости и по ним трудоемкость изделия в изготовлении, приходящаяся на единицу значи-

мости, составляет Tз , то трудоемкость изделия в изготовлении

 

J

 

 

T TзKN Зj ,

(5.14)

 

j 1

 

J

 

 

где Зj

– сумма всех значимостей по видам работ для данного изделия (ли-

j 1

 

 

тейные работы, обработка резанием, сборка, термообработка и

т. д.);

KN – коэффициент изменения трудоемкости в зависимости от изменения программы выпуска N, берется из справочника [2, табл. 6] в зависимости от отношения базового значения программы N к фактическому значению Nф,

т. е. N .

Nф

Метод элементокоэффициентов применяют на ранних стадиях разработки конструкции, он целесообразен для укрупненной оценки трудоемкости изделия при наличии конструктивных проработок кинематических, гидравлических и других схем.

При данном методе рассматривается общее число элементов в схеме. Один из элементов принимается за исходный (чаще наиболее сложный), а все остальные оцениваются по отношению к нему так называемым элементокоэффициентом:

Kэ Tэ исх .

(5.15)

Tэ

 

Кроме этих значений нужно знать зависимости трудоемкости от размеров точности, шероховатости материалов и др. Для этого строится специальная шкала элементокоэффициентов на основе анализа трудоемкости, характерной для данного типового элемента. Различие в технических требованиях учитывают поправочными коэффициентами по изложенным выше методикам.

Зная Kэ и параметры элемента, определяемого по схеме, рассчитаем

J

 

Kсл Kэi N эi ;

(5.16)

i 1

 

T TэисхKсл,

(5.17)

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

92

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.7.Основные показатели ТКИ, их количественная и качественная оценка

где Nэi – число одинаковых элементов в i-й группе; J – число групп элемен-

тов; KN – поправочный коэффициент, учитывающий величину партии элементов Тэ (табл. 5.5).

Таблица 5.5 Поправочный коэффициент, учитывающий величину партии элементов изделия

Nэ

1

2–7

8–31

KN

1

0,7

0,6

Коэффициент KN уточняют в зависимости от марки стали, например для Ст 45 KN =1, для Ст 40Х KN =1,1, учитывается число шпоночных пазов (табл. 5.6).

Таблица 5.6

Значения коэффициента, учитывающего число шпоночных пазов

Число пазов

0

1

2

3

Nшп

1

1,16

1,26

1,35

Метод регрессионно-корреляционного анализа применяют ограничен-

но, при стабильности и масштабности производства.

Метод удельного нормирования труда. Метод основан на предвари-

тельном определении, нормировании и регламентации удельной трудоемко-

сти конструктивных аналогов изделия. Принимают, что Tауд Tиуд при усло-

вии конструктивной и технологической однородности групп изделий. Тогда трудоемкость нового изделия определяют по формуле

T TаудP,

(5.18)

где Tауд – удельная трудоемкость изделия аналога; Р– значение главного па-

раметра изделия или полезный эффект, реализуемый изделием при использовании по назначению.

В качестве параметра Р может выступать масса изделия М, если она определяет непосредственно функциональные, динамические или другие свойства изделия (транспортные средства и другие подвижные объекты).

Трудоемкость нового изделия по всей совокупности основных видов работ рассчитывают по формуле

J

 

T N Tсрудi ,

(5.19)

i 1

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

93

5.ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

5.7.Основные показатели ТКИ, их количественная и качественная оценка

где Tсрудi – средняя удельная трудоемкость изделий представителей одного

класса в изготовлении по основным видам работ; N – число элементов в изделии.

Оценка ТКИ по материалоемкости. Наряду с определением абсолют-

ных величин в качестве показателя часто применяют удельную материалоемкость. Удельная производственная материалоемкость определяется по формуле:

Mпуд Mп

P

,

(5.20)

 

 

где Mп – расход материала на изготовление изделия;

– установленный

срок службы в эксплуатации; Р – номинальное значение основного параметра или полезный эффект при использовании изделия.

Контрольныевопросы

1.В чем выражается взаимосвязь технологичности конструкций изделий с другими факторами, определяющими качество изделия?

2.Охарактеризуйте показатели ресурсоемкости.

3.Какими показателями характеризуется технологическая рациональность конструкции изделия?

4.Понятие «преемственность конструкции». Приведите конкретные примеры определения показателей преемственности.

4.В чем заключается обеспечение технологичности, как оно достигается по отдельным сферам ее проявления?

5.Какие факторы нужно учитывать при разработке требований к обеспечению ТКИ?

6.Основные методы обеспечения технологической преемственности конструкции изделия. В каких случаях эти методы применяются?

7.Составьте структурную схему (на выбор) одного из агрегатов нефтепромысловой установки с разбиением по иерархическим уровням и предложите варианты решений по улучшению технологичности.

Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов. Учеб. пособие

94

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]