1.2. Основні вимоги до машин

Машина – це сукупність механізмів, призначених для перетворення енергії, переробки обробки) матеріалів, одержання й обробітку інформації.

У ході проектування машин потрібно враховувати такі вимоги до них:

- забезпечення найменшої матеріаломісткості, особливо паливно-мастильних матеріалів, а також металомісткості на од. готової продукції;

- забезпечення найменшої енергомісткості на одиницю продукції;

- забезпечення найменших експлуатаційних витрат на одиницю продукції;

- економічність виготовлення і експлуатації;

- рівномірність ходу;

- високий коефіцієнт корисної дії;

- автоматизація робочих циклів;

- компактність, надійність і довговічність;

- зручність і безпечність обслуговування;

- транспортабельність;

- відповідність зовнішнього вигляду вимогам технічної естетики.

При проектуванні і виготовленні машин повинні строго витримуватись Державні стандарти (ДСТУ). Дотримання цих вимог є особливо важливим в умовах ринкових відносин. Ви-робники, які їх чітко дотримуються, мають більше шансів ефективно працювати в умовах конкуренції.

Потрібна нова високоефективна техніка має відповідати таким вимогам:

- універсальність (машина повинна виконувати не одну, а кілька операцій одночасно або в різний час);

- економічність (споживати менше палива і витрачати мен-ше металу на одиницю потужності);

- висока продуктивність за одиницю часу;

- уніфікація і взаємозамінність окремих вузлів і деталей;

- відповідність сучасному рівню технології і організації виробництва;

- взаємне узгодження окремих машин між собою за потужністю, шириною захвату, розстановкою робочих органів тощо;

- створення нормального робочого місця.

Застосування в машині стандартних деталей і вузлів зменшує кількість типорозмірів, забезпечує взаємозаміну, дозволяє швидко і дешево виготовляти нові машини, а в період експлуатації полегшує ремонт. Виготовлення стандартних деталей і вузлів машин відбувається в спеціалізованих цехах і на заводах, що підвищує їх якість і знижує ціну.

Однією з головних вимог, пред’явлених до машин і їх деталям, є технологічність конструкції, яка значно впливає на вартість машини.

Технологічною називають таку конструкцію, яка характерна мінімальними затратами при виготовленні і експлуатації. Технологічність конструкції характеризується:

1) застосуванням в новій машині деталей з мінімальною механічною обробкою. При цьому широко використовується штампова, точне лиття, фасонний прокат, зварювання;

2) уніфікацією конструкції, що передбачає застосування однакових деталей в різноманітних вузлах машини;

3) максимальним застосуванням стандартних конструкційних елементів деталей (різьб, канавок, фасок і ін.), а також стандартних квалітетів і посадок;

4) застосування в новій машині деталей і вузлів, вироб-ництво яких було засвоєно раніше.

1.3 Машина як система

Будь-яка машина являє собою систему, що складається з взаємопов’язаних підсистем та елементів і знаходиться під впливом ряду факторів безпосереднього та непрямого оточення. Основні підсистеми і фактори оточення представлені на рис. 1.1. До безпосереднього оточення відносяться виробниче і природне середовище. Всі інші види оточення: економічна ситуація, соціальні вимоги, науково-технічна ситуація вважають непрямими. Лише облік взаємовпливу підсистем машини і впливів на неї факторів оточення може забезпечити успіх в її створенні.

Рис. 1.1. Схематичне подання машини як системи: РО - робоче об-ладнання, МК - металева конструкція, СО - силове обладнання, ТР - трансмісія, ХО - ходове обладнання, СК - система керування.

Ефективність здійснення процесів проектування та виготовлення машин оцінюється їхньою якістю – сукупністю властивостей, які визначають здатність задовольняти певні по треби, які відповідають призначенню машини.

Якість оцінюється показниками, які можуть бути одиничними і комплексними.

Одиничний показник характеризує лише одну властивість машини, комплексний - сукупність властивостей.

Прикладами одиничних показників можуть служити: продуктивність машини, її маса, рівень шуму в кабіні оператора, оглядовість з кабіни управління та ін. Приклад комплексного показника – надійність, яка включає ряд показників, до яких відносять довговічність, безвідмовність, ремонтопридатності та ін.

У загальному випадку комплексний показник можна подати у вигляді виразу:

, (1.1)

де K – комплексний показник, c_і - коефіцієнти, які враховують вагомість окремих показників, а_і - відносні значення одиничних показників.

Оцінка якості будь-якого об’єкта може бути виконана лише на базі порівняння з іншим аналогічним зразком. В якості аналога приймають кращий вітчизняний або іноземний зразок. Значення а_і являють собою відношення одиничних показників об’єкту до аналогічних показників аналога. Якщо аналога немає, то розглядають його деякий віртуальний образ.

Коефіцієнти важливості одиничних показників визначаються як частка деякої умовної одиниці з урахуванням нормуючої умови: с₁+с₂+…с_п=1. За цих умов, якщо K>1, то рахуємо, що об’єкт оцінювання має значно кращі показники ніж аналог; якщо K=1 – аналог і об’єкт проектування є рівноцінними за показниками; при K<1 – об’єкт оцінювання поступається аналогу.

Фактори, що визначають якість створюваної машини:

- інженерно-технічний рівень і обґрунтованість закладених у в конструкцію ідей, а також кількість помилок у проекті;

- виробничий - технічний рівень верстатів, контрольно-ви-мірювальних приладів і обладнання на заводі, де відбувається виготовлення машини;

- постачальницький - якість комплектуючих виробів, що входять до складу машини, але придбаних від інших виробників;

- кваліфікаційний - кваліфікація інженерно-технічних працівників і робітників на підприємстві;

- економічний - фінансування заходів, спрямованих на підвищення якості машини.

Підвищення якості машин досягається або вдосконаленням існуючих зразків, або створенням принципово нових, які є відображенням прогресивних конструктивних ідеї. Обидва шляхи пов’язані між собою. Перший відображує еволюційний розвиток, другий - революційний.

Закони розвитку в технічній сфері такі ж, як у природі. З моменту виникнення нового виду технічних об’єктів, що сталося в результаті революційного стрибка, його подальший розвиток проходить шляхом кількісних змін. Однак це може відбуватися лише до певної межі, коли стає неможливим подальше поліпшення показників якості в межах існуючого виду. З цього моменту розвиток набуває революційний характер і призводить до появи нового виду технічних об'єктів, що реалізує більш прогресивну технологію.