9. Машина как объект производства. Качество машин (Технический уровень, производственно-технологические показатели, эксплуатационные показатели, технологическая преемственность, точность).
Объектами производства машиностроительной промышленности являются различные машины.
Машина – это механизм или сочетание механизмов, осуществляющих целесообразное движение для преобразования энергии или производства работ. Различают два класса машин: машины – двигатели (с помощью которых один вид энергии преобразовывается в другой) и рабочие машины (с помощью которых происходит изменение формы, свойств и положение объекта труда).
Каждая машина создается для удовлетворения потребностей человека, которая находит отражение в служебном назначении машины. Для того чтобы выпускаемая заводом машина выполняла свое служебное назначение, раньше чем приступить к ее созданию, необходимо его выявить и четко сформулировать.
Под служебным назначением машины понимается максимально уточненная и четко сформулированная задача, для решения которой предназначена машина. Предположим, что необходимо обработать ступенчатые валики средних размеров диаметром d = 35…60 мм, длиной L = 150…600 мм из стали 45. Поставленная задача недостаточно уточняет и четко формулирует служебное назначение требуемого станка, в результате чего может быть сконструирован и построен станок, который не сможет обеспечивать экономичное изготовление валиков требуемого качества.
Более уточненная формулировка: станок должен обеспечивать обработку ступенчатых валиков диаметром d = 35…60 мм, длиной L = 150…600 мм из стали 45. Валик должен обладать точностью диаметральных размеров не ниже IT9 (h9), отклонение линейных размеров должны быть не более 0,1 мм, погрешности формы не должны выходить за пределы допусков на размеры, шероховатость поверхности не ниже Rz 40. Производительность станка не менее 150 валиков в смену (d = 45 мм, L = 300 мм).
Однако и приведенная формулировка недостаточно развернута, чтобы создать и выпустить станок, отвечающий своему служебному назначению. Ее необходимо дополнить такими данными, как характер и точность заготовок, которые должны поступать на станок, материал режущего инструмента, необходимость или отсутствие необходимости обработки полученных поверхностей на валиках и т.д. В ряде случаев необходимо указать те условия , в которых должна работать машина: например, возможные колебания температуры, влажности и т.д.
Качество машины
Для того чтобы машина экономично выполняла служебное назначение, она должна обладать необходимым для этого качеством. В соответствии с ГОСТ 15467-85 под качеством продукции понимается совокупность свойств, обуславливающих ее пригодность удовлетворять определенным потребностям в соответствии с ее назначением.
В современных условиях качество продукции охватывает не только потребительские, но и технологические свойства, художественные особенности, надежность, уровень стандартизации и унификации деталей и узлов.
Под качеством машины понимают совокупность ее свойств, обуславливающих способность выполнять свое служебное назначение. К показателям качества машины относят те, которые характеризуют меру полезности машины, т.е. ее способность удовлетворять потребности людей в соответствии со своим назначением. К ним относятся:
качество продукции производимой машиной;
производительность;
надежность;
долговечность (физическая и моральная);
безопасность работы;
удобство управления;
уровень шума;
КПД;
степень механизации и автоматизации;
техническая эстетичность и т.п.
Проектирование машины, ее изготовление, эксплуатация, техническое обслуживание и ремонт связано с конкретными затратами труда и материалов, энергии, технических средств. Все затраты образуют стоимостное свойство машины – ее экономичность.
,
где:
—
затраты на проектирование;
—
затраты на изготовление
—
затраты на эксплуатацию;
—
затраты на техническое обслуживание;
-
затраты на ремонт;
—
количество продукции, произведенной
машиной за ее срок службы.
Между качеством и экономичностью машины существуют связи, приводящие к влиянию одних на другие. Например:
повышение качества по любому показателю связано с увеличением ее стоимости;
в то же время повышение уровня надежности машины, сокращает затраты на устранение отказов, технического обслуживания и ремонт.
Потребление машиной энергии, топлива, материалов при эксплуатации, в известной мере, характеризующее экономичность машины, во многом зависит от качества ее изготовления и т.п.
Показатели качества отражают степень пригодности, полезности, те блага, которые извлекает человек, используя свою машину.
Экономичность – цена этих благ, их стоимость.
Качество машин обеспечивается уровнем проектных решений, от которого зависит техническое совершенство конструкции машины и технологией, определяющей качество сборки и отделки машины.
Экономичность машины зависит от технического совершенства конструкции машины и технологии ее изготовления. Стоимость машины зависит от качества, количества и стоимости материалов, выбранных конструктором в процессе проектирования. Конечные затраты на материалы, входящие в себестоимость, можно определить лишь уровень после осуществления технического процесса ее изготовления.
Уровень унификации и технологичности машины определяет конструктор. Влияние этих факторов на себестоимость машины проявляется не прямым путем, а через технологию ее изготовления. Эти же факторы оказывают влияние на затраты по технологическому обслуживанию и ремонту.
Экономическими показателями являются потребление машиной энергии, потребление машиной топлива, потребление машиной материалов в процессе эксплуатации.
Но вместе с тем, на значение этих показателей влияет качество реализации технологического процесса и т.д. Таким образом, обеспечение качества и экономичность машины в процессе ее создания является общей задачей конструктора и технолога.
Проблема создания качественных и экономичных машин является важнейшей и наиболее сложной. Сложно не только создание конструкции машины, но и обеспечение ее качества и экономичности при конструировании и изготовлении, так как любая машина создается для выполнения процесса, наделенного вероятностными свойствами, а изготовление сопровождается явлениями случайного характера.
Свойства, составляющие качество продукции характеризуется непрерывными или дискретными величинами, называемыми показателями качества продукции. Они могут быть абсолютными, относительными или удельными.
Критерием относительно новой продукции по отношению к старой или базовой является коэффициент уровня качества продукции (основан на сравнении относительных характеристик качества).
Для сопоставления нескольких вариантов применяется интегральный показатель качества, который выбирается на основе теории принятия решений.
Различают три группы качества машины: