2.2. Унификация при конструировании машин

В основе унификации рядов деталей, узлов, агрегатов, машин и приборов лежит их конструктивное подобие, которое определяется общностью рабочего процесса, условий работы изделий т.е. общностью эксплуатационных требований. К ним, например, относятся характер нагрузки и режим её изменения, температурные условия, силовая и тепловая напряженность.

Унификация состоит в многократном применении в конструкции одних и тех же элементов, что способствует сокращению номенклатуры деталей и уменьшению стоимости изготовления, упрощению эксплуатации и ремонта машин.

Унификация конструктивных элементов позволяет сократить номенклатуру обрабатывающего, мерительного и монтажного инструмента. Унификации подвергают посадочные сопряжения (по посадочным диаметрам, посадкам и точности размеров, размерам под ключ), шпоночные и шлицевые соединения (по диаметрам, формам шпонок и шлицев, посадкам и точности размеров), зубчатые зацепления (по модулям, типам зубьев и точности размеров), фаски и галтели (по размерам и типам) и т.д.

Унификация оригинальных деталей и узлов может быть внутренней (в пределах одного изделия) и внешней (заимствование деталей с иных машин данного или смежного завода).

Унификация марок и сортамента материалов, электродов, типоразмеров крепежных деталей облегчает снабжение завода-изготовителя и ремонтных предприятий материалами, стандартными покупными изделиями.

Уровень унификации изделий определяется насыщенностью их унифицированными частями и характеризуется следующими коэффициентами.

Коэффициент применяемости по типоразмерам деталей

где

n – общее число типоразмеров деталей в изделии;

n0 – число оригинальных деталей.

Коэффициент применяемости деталей

где

N – общее число деталей в изделии;

N0 – число оригинальных деталей.

Коэффициент применяемости по стоимости деталей

где

с – стоимость всех деталей;

с0 – стоимость оригинальных деталей.

Коэффициент применяемости по массе деталей

где

М – масса всех деталей;

М0 – масса оригинальных изделий.

Наиболее полно характеризует степень унификации стоимостной коэффициент, однако определение его сложнее чем других. В хороших конструкциях коэффициент применяемости достигает 4060 процентов.

Унификация может распространятся не только на детали, но и на параметрические и типоразмерные ряды машин, их типы и составные части (узлы). Различают следующие виды унификации.

Внутриразмерная – унификация всех модификаций определенного изделия с базовой моделью или между собой внутри одного типоразмера. Например, токарно-винторезные станки с максимальным диаметром обрабатываемых заготовок 320 мм унифицированы с токарными, двухсуппортными и операционными станками. Их степень унификации достигает 8595%.

Межразмерная – унификация базовых моделей или их модификаций (между разными размерами параметрического ряда изделий, но внутри одного типа). Например, унифицированы токарно-винторезные станки с диаметром обрабатываемых заготовок 320 и 400 мм. Степень такой унификации может составить 35%.

Межтиповая – унификация изделий, относятся к различным параметрическим рядам и различным типам. Например, унифицированы в один межтиповой ряд продольно-фрезерные, продольно-строгальные и продольно-шлифовальные станки на основе стандартной ширины обрабатываемых заготовок. Это позволило применить 45% унифицированных узлов.

Заводская и отраслевая унификация может охватывать номенклатуру изделий, их составные части и детали, которые производят и применяют в различных отраслях производства.

Так, проведенная унификация кузнечно-прессового оборудования в конце пятидесятых в начале шестидесятых годов позволила на Чимкентском заводе прессов-автоматов уменьшить объем конструкторских работ на 30 %, повысить качество изделий, снизить трудоёмкость изготовления на 2040 %.

2.3. Образование производственных машин

на базе унификации

Унификация представляет собой эффективный и экономичный способ создания на базе исходной модели ряда производственных машин одинакового назначения но с различными показателями мощности, производительности и т.д. или машин различного назначения, выполняющих другие операции, а также рассчитанных на выпуск другой продукции.

Ниже приводится классификация методов создания производственных унифицированных машин. Некоторые из этих методов тесно взаимосвязаны. Возможно сочетание и параллельное применение двух или нескольких методов.

2.3.1. Секционирование

Метод секционирования заключается в разделении машины на одинаковые секции и образовании производных машин набором унифицированных секций.

Секционированию хорошо поддаются многие виды подъемно-транспортных устройств (ленточные, цепные конвейеры). Секционирование в данном случае сводится к построению каркаса машин из секций и составлению машин различной длинны с новым несущим полотном. Особенно просто секционируются машины со звеньевым несущим полотном (ковшевые элеваторы, пластинчатые конвейеры с полотном на основе втулочных роликовых цепей), у которых длину полотна можно изменять изъятием или добавлением звеньев.

Экономичность образования машин этим способом мало страдает от введения отдельных нестандартных секций, которые могут понадобится для приспособления длины машины к местным условиям.

Секционированию поддаются также дисковые фильтры, пластинчатые теплообменники, центробежные, вихревые и аксиальные гидравлические насосы. В последнем случае набором секций можно получить ряд многоступенчатых насосов различного напора, унифицированных по основным рабочим органам.