книги из ГПНТБ / Когут, А. Е. Выбор экономичных параметров машин при конструировании

и нормализованных узлов и деталей конструктор избавляется от необходимости составлять на них какие бы то ни было техни­ ческие документы, делать расчеты, описания и т. д.

Как уже сказано, уровень параметров машины в значитель­ ной степени зависит от типа привода. В современной практике проектирования машин промышленного назначения широко при­ меняются три типа привода: электрический, пневматический и гидравлический. В ряде случаев, особенно на сложных машинах, применяется комбинированный электропневмогидропривод. Такое сочетание позволяет использовать положительные стороны каж­ дого типа приводов. Каждый из них имеет свои достоинства и недостатки. Например, гидравлический привод, который считается наиболее технически совершенным и удобным в эксплуатации, требует значительных затрат труда на точную обработку основных деталей (цилиндров, блоков и т. п.) его составляющих. С другой стороны, сравнительно дешевый и простой в изготовлении меха­ нический привод менее надежен и точен в эксплуатации. Поэтому в каждом конкретном случае нужно искать оптимальное решение.

Важнейшей составной частью машины является «передаточный механизм, состоящий из маховых колес, подвижных валов, шесте­ рен, эксцентриков, стержней, передаточных лент, ремней, проме­ жуточных приспособлений и принадлежностей самого различного рода» [3]. Назначение передаточного устройства состоит в том, что оно регулирует движение, изменяет, если это необходимо, его форму, например, превращает из перпендикулярного в кру­ говое, распределяет его и переносит на рабочие машины. И чем больше энергии сохраняется при передаче ее от машины-двига­ теля, который является источником движения данного машинного устройства, тем более технически совершенен передаточный ме­ ханизм, тем больше к. п. д. машины и при прочих равных усло­ виях выше ее производительность. Отсюда ясно, что выбор типа передачи (зубчатой, клиноременной, цилиндрической, червячной

ит. п.) имеет большое значение для формирования уровня пара­ метров машины.

Всовременных условиях прогрессивным видом передачи яв­ ляется глобоидная. Например, двухглобоидный редуктор при оди­ наковой передаваемой мощности и одном и том же передаточном отношении имеет вес в пять раз меньший по сравнению с весом цилиндрического двухступенчатого редуктора. Уменьшение веса

игабаритов машин приводит, как правило, к сокращению расхо­ дов, связанных с их транспортировкой, а также снижению по­ требности в производственных площадях, зданиях, фундаментах.

Применение глобоидных передач создает благоприятные усло­

вия для увеличения мощности машины и снижения эксплуатацион­ ных расходов. Так, расчеты по автомобилям с грузоподъемностью в 4 тс показывает, что при снижении веса машины на 1 т, вызван­ ного применением технически совершенных передач, грузоподъем­ ность может быть повышена до 5 тс, а расход горючего уменьшен

80

почти на 23%. Таким образом, правильное решение вопроса о выборе типа машины-двигателя и передаточного механизма ока­ зывает положительное влияние на уровень параметров машины и на ее экономичность.

Конструкция большинства видов современных машин не огра­ ничивается двумя указанными элементами. Всякое машинное устройство состоит из трех существенно различных частей: ма­ шины-двигателя, передаточного механизма, машины-орудия или рабочей машины. Естественно, что машина-двигатель и передаточ­ ный механизм — необходимые элементы устройства. Однако обе эти части существуют только затем, чтобы сообщить движение машине-орудию, благодаря чему она захватывает предмет труда и целесообразно изменяет его. Машина-орудие является опреде­ ляющим элементом. Потребности в ее совершенствовании в зна­ чительной степени определяют направление развития остальных элементов. В эпоху промышленной революции это проявилось, например, в том, что «именно создание рабочих машин сделало необходимой революцию в паровой машине» [3].

Совершенствование конструкции машины-орудия в большин­ стве случаев приводит к значительному улучшению параметров машины в целом, а также повышению ее экономической эффектив­ ности. Например, применение в землеройных машинах металли­ ческого ротора позволяет увеличить производительность в тричетыре раза по сравнению с одноковшовыми экскаваторами.

Высокий уровень параметров и экономичность ряда строитель­ но-дорожных машин достигается путем создания конструкций, снабженных разнообразным сменным рабочим органом, инстру­ ментами и приспособлениями, позволяющими работать при раз­ личных условиях и в разное время года-

Большое значение для формирования уровня параметров ма­ шины имеет правильный выбор ее компоновки. Одна и та же ма­ шина с точки зрения ее функционального назначения может иметь различное конструктивно-компоновочное решение, которое ока­ зывает значительное влияние на ее эффективность. Неудачная общая компоновка машины и ее узлов часто сопровождается уве­ личением веса, габаритов, снижением мобильности, ростом про­ изводственных площадей, необходимых для установления машины на рабочем месте и другими отрицательными последствиями. Кроме того, при этом повышаются эксплуатационные расходы, вызванные увеличением затрат времени на сборку и разборку машины, осуществляемых в период ее ремонтов.

Противоположная картина наблюдается при рациональной компоновке, которая может быть достигнута за счет таких факторов как сокращение числа промежуточных звеньев, приближение машины-двигателя непосредственно к рабочей машине, симметрич­ ного расположения, отдельных механизмов, расчленения машины на самостоятельные части, соединяемые между собой особыми муфтами и т. п.

Развитие машинной техники приводит к постоянному росту ее качественных параметров (к высоким скоростям, большой точности, сверхнизким и сверхвысоким давлениям, температурам и т. д.). Так, например, скорость прокатки листовой стали на высокоскоростных станах примерно в два раза больше, чем на обычных. Ясно, что управление вручную машинами с такими ультропараметрами становится невозможным или малоэффективным. Кроме того, некоторые производственные процессы исключают возможность непосредственного контакта обслуживающего пер­ сонала. В этих случаях управление машинами можно осуще­ ствлять только с помощью автоматики. Поэтому в последнее время все шире внедряются в машинах элементы автоматического управ­ ления, обеспечивающие точный контроль и регулирование их работы. В этой связи очень важно, чтобы элемент управления машиной, а также все ее остальные звенья (машина-двигатель, передаточный механизм, рабочая машина) функционировали без отказов. Низкая надежность машины сводит на нет ее установоч­ ные качественные параметры. Что толку в высокой мощности ма­ шины, если в процессе ее использования наблюдается большая частота отказов. С понижением степени безотказности умень­ шается полезный фонд рабочего времени, а следовательно, и объем продукции или работы, производимой с помощью машины. Однако снижается не только удельный вес ее рабочего времени, но растут неоправданные издержки совокупного общественного труда, свя­ занные с ремонтными работами и ее техническим обслуживанием, а также с увеличением производства запасных частей, топлива, электроэнергии и других ресурсов в смежных отраслях. Так, в результате оснащения промышленности, сельского хозяйства, строительства и транспорта машинной техникой недостаточной надежности народное хозяйство терпит ущерб до 10 млрд. руб. в год [42]. Поэтому еще на стадии конструирования машины для достижения необходимой степени ее безотказности нужно исполь­ зовать все средства, которые обеспечивают минимум затрат обще­ ственного труда на выполнение поставленной цели. Причем основ­ ная задача заключается в повышении уровня безотказности приме­ нительно к машине в целом, а не только отдельных ее элементов, деталей.

Важнейшим средством повышения степени безотказности яв­ ляется резервирование блоков, узлов, элементов и т. д. Различают постоянное резервирование и резервирование замещением. В пер­ вом случае резервное устройство находится постоянно в состоянии годном для немедленной замены отказавшего элемента. При резер­ вировании замещением отказавший блок или узел отключается, а вместо него включается резервный элемент. Это требует некото­ рого перерыва в работе, которое зависит от скорости срабатывания переключающих устройств. В практике проектирования исполь­ зуются оба вида резервирования, а также их смешанная схема.

82

Безотказность изделий в значительной степени зависит от стойкости и износоустойчивости узлов и деталей машины. Причем очень важно, чтобы высокий уровень этих показателей сохра­ нялся длительное время до предельного состояния. Предельное состояние устанавливается по степени физического разрушения изделия в делом или его отдельных элементов, исходя из условий обеспечения безопасности его использования, а также по экономи­ ческим соображениям. При конструировании необходимо стре­ миться к обеспечению соответствия сроков физического и мораль­ ного (экономического) износа. Высокая степень стойкости и изно­ соустойчивости может быть достигнута за счет различных факто­ ров. В частности, одним из средств при конструировании является правильный выбор соединений, составляющих систему элементов и деталей машины, установление оптимальных зазоров между движущимися поверхностями отдельных узлов и деталей.

Другим важнейшим способом является применение в конструк­ ции машин высококачественных материалов. Машины, построен­ ные из более прочного материала живут дольше, а их применение, регулируемое строго научными законами, делает возможной боль­ шую экономию. Действительно, чем продолжительнее период, в течение которого функционирует машина, тем больше масса про­ дукта, на которую распределяется присоединяемая машиной стои­ мость, и тем меньше та часть стоимости, которую она присоеди­ няет к единице продукта. Наблюдается относительная экономия затрат труда на единицу продукции, изготовляемой с помощью данной машины.

В связи с этим сегодня широкое распространение получают пластмассы, древесно-слоистые пластики и другие новые виды материалов. Такие свойства, как теплостойкость, легкость, коррозионная устойчивость, малая шероховатость, сделали их широко популярными в различных отраслях промышленности. Во многих случаях они выгодно отличаются не только от дорого­ стоящих и высоколегированных сталей, но и обычных сталей. Например, новый керамический сплав С8, созданный в ленинград­ ском институте ВНИИАШ, имеет стойкость в 40 раз большую, чем распространенная марка стали Ст.З.

Детали, изготовленные из нового конструкционного материала С8, имеют высокие показатели надежности и долговечности в те­ чение длительного срока их-функционирования. По предваритель­ ным подсчетам ВНИИАШа 1 т деталей из С8 дает экономический эффект в размере 20 000 руб.

Стойкость и износоустойчивость изделий можно также повы­ сить путем внедрения передовой технологии, конкретные виды которой следует предусматривать еще на стадии конструирова­ ния машины. Различные виды технологии, основные из которых показаны на рис. 15, находят все более широкое применение в про­ изводстве. Дело в том, что упрочнение тонкого слоя (1—2 мм) детали позволяет при небольших затратах и малом расходе

84

Способы упрочнения поверхностей

Рис. 15. Способы упрочнения поверхностей деталей машин

Легирующих элементов увеличить ее Долговечность в 5—10 раз. Например, применение способа индукционной закалки шлицевых валов на заводе фрезерных станков (г. Горький) увеличило изно­ соустойчивость валов более чем в три раза. Экономический эффект на этом же заводе при закалке 23 наименований шестерен с нагре­ вом на машинном генераторе составил 40 760 руб.

Поверхностному упрочнению в настоящее время подвергаются тысячи наименований различных деталей машин, причем общий экономический эффект исчисляется сотнями миллионов рублей в год.

При формировании стойкости и износоустойчивости изделий не следует стремиться к их максимальному значению во всех случаях. Дело в том, что излишняя стойкость так же, как и дол­ говечность, бесполезна и потому затраченный труд бесполезен и не считается за общественно необходимый. Следовательно, в про­ цессе проектирования нужно согласовывать технически возможную долговечность с экономически целесообразной, соблюдая такое отношение, при котором продолжительность службы машины по физическому износу была равна моральному сроку.

Касаясь долговечности отдельных узлов и деталей машины следует иметь в виду, что они в большинстве случаев конструи­ руются из материалов различной прочности и на каждый из них действуют неодинаковые нагрузки. Итак, в процессе эксплуатации различные узлы и детали подвергаются разной степени разруше­ ния. Естественно, что каждый из них будет иметь разную долго­ вечность, не связанную с величиной долговечности остальных.

Произвольные численные значения указанных показателей во многих случаях являются причиной неэкономичной работы ма­ шины. Поэтому еще в процессе конструирования необходимо увя­ зать величины показателей долговечности отдельных узлов и деталей общей экономической целью — производства продукции или работы, производимой с помощью данной машины, с наимень­ шими затратами общественного труда.

Известно, что количественная связь показателей долговеч­ ности отдельных элементов может быть выражена в виде их ра­

где Д5 — долговечность s-ro элемента машины.

Использование при конструировании количественного соот­ ношения показателей долговечности элементов в виде сплошного равенства может быть наиболее целесообразно для невосстанавливаемых систем, как правило, обладающих коротким периодом функционирования. В противном случае во время ремонта при­ шлось бы одновременно менять или восстанавливать все элементы, что экономически не всегда оправдано.

Для изделий, имеющих длительные сроки службы, для вое- ѵ станавливаемых систем связь показателей долговечности отдель­

85

ных элементов целесообразно устанавливать не в виде сплошных равенств, а рядом кратных чисел (одновременно необходимо стре­ миться к удлинению межремонтного периода), например,

Кратность может быть выражена и другими числами. Реализация такой или подобной взаимосвязи приводит к совмещению ремонтов, а следовательно, и к сокращению их общего количества. В резуль­ тате увеличивается полезный фонд времени работы машины и, в свою очередь, ее реальная производительность и эффективность. Указанные закономерности могут быть использованы при проек­ тировании различных видов машин.

Приведенный перечень технических средств повышения пара­ метров машин не является исчерпывающим. Однако учет в про­ цессе конструирования перечисленных способов позволит обеспе­ чить экономичные параметры создаваемых машин, а следова­ тельно, повысить экономическую эффективность общественного производства в результате их применения.

Основные принципы ценообразования. Для успешного выпол­ нения поставленной задачи требуется научное определение экономических принципов, которые могут быть заложены в ос­ нову построения оптовых цен. Важнейшие из них сформулиро­ ваны в трудах классиков марксизма-ленинизма. Соблюдение этих принципов является одним из условий успешного функционирова­ ния экономики страны.

Основной принцип ценообразования заключается в том, что в основе цены лежит стоимость. Марксистская экономическая наука всегда выступала против антинаучного положения о том, что цена есть форма, лишенная стоимостного содержания, а также против нетрудового объяснения стоимости. Разновидностью такого неправильного представления является так называемая теория предельной полезности, представляющая основу многих буржуаз­ ных экономических построений. Подкрашенная мнимой объектив­ ностью по отношению к классовым интересам и современными математическими приемами, ослепляющими порой даже экономи­ чески искушенных читателей, она широко пропагандируется в буржуазной экономической науке. Однако, какой бы мощный математический аппарат не применялся, все равно результаты исследований не будут отражать истинного положения вещей, относительно которых ведется это исследование, если исходные посылки являются неверными.

Порочность теории предельной полезности заключается глав­ ным образом в том, что она уводит исследователей от анализа общественных отношений, лишает политическую экономию клас­ сового содержания, превращая экономическую науку в отрасли прикладной психологии и математики. Основной причиной воз­ никновения теории предельной полезности является идеологиче­ ская несостоятельность буржуазных теоретиков, которые в усло­

86

виях быстро растущего авторитета марксизма не могли выдвинуть каких-либо серьезных доводов против его важнейших положений. Взгляды различных представителей школы предельной полезности, несмотря на их внешнее различие, тесно связаны и дополняют друг друга. Это дает основание в данной работе анализировать их как принципиально единое учение. Его сторонники, подменяя в сущности теорию стоимости теорией цен считают, что в основе цен лежит категория предельной полезности, определяемая субъективными оценками отдельных индивидуумов по отношению к соответствующим вещам. Именно субъективная стоимость (цен­ ность), как назвали эти оценки представители австрийской школы,

вконечном счете, определяет объективные стоимости (ценности), т. е. меновые пропорции товаров. Ценность вещи,— писал БемБаверк,— измеряется величиною предельной пользы этой вещи. При этом термин «предельная» понимается ими в следующем смысле. Предположим, человек получает хлеб для утоления го­ лода. Первый кусок имеет наибольшую субъективную оценку, второй — меньшую, а третий — еще меньшую и т. д. Понятие предельной полезности относится к последнему куску, который еще представляет какую-то ценность для его потребителя. По вы­ ражению того же Бем-Баверка величина ценности материаль­ ного блага определяется важностью той конкретной потребности (или частичной потребности), которая занимает последнее место

вряду потребностей, удовлетворяемых всем наличным запасом материальных благ данного рода. При таком подходе численное значение предельной полезности является неопределенным. Вопервых, оно зависит от степени потребностей индивидуальных потребителей, которые могут быть совершенно не одинаковыми; поэтому одно и то же материальное благо получит разную субъек­ тивную оценку у разных потребителей. Кусок хлеба для голода­ ющего безработного и пресытившегося буржуа безусловно имеет разное значение. Во-вторых, субъективная оценка будет меняться

взависимости от объема материальных благ. С их увеличением субъективная оценка падает и наоборот. Возникает вопрос: ка­ кой уровень этой оценки принимать в основу меновых пропорций?

Попытки буржуазных теоретиков ответить на этот вопрос противо­ речивы и неполны.

Камнем преткновения в развитии теории предельной полез­ ности является проблема нахождения единицы для ее измерения. Непосредственная количественная оценка полезности на базе субъективных ощущений даже однородных материальных благ весьма сомнительна, не говоря уже о материальных благах, удовлетворяющих различные потребности. Правда, человек может сказать, что он получает больше удовольствия от телевизора, чем от радиолы, но конкретно во сколько раз больше это удовольствие сказать не может. Для этого нужно установить соответствующие единицы измерения. Практически это невозможно. Трудно даже представить единицу наслаждения или страдания.

87

Понимая особую слабость этого звена в цепи основных поло­ жений теории предельной полезности ее сторонники начали искать другой выход. В результате формально отказавшись от оценки самой полезности материального блага, они стали говорить о воз­ можности установления порядка предпочтения одних благ или комбинаций в наборе благ по сравнению с другими. В соответ­ ствии с порядком предпочтения, в котором располагаются блага, строится функция полезности. Казалось бы найден достойный выход, но это не так. Дело в том, что само предпочтение осуще­ ствляется на старой базе, на субъективных оценках. Буржуаз­ ная экономическая наука вовсе не отвергла теоретический фунда­ мент субъективной психофизиологической школы. Она лишь сменила объект и масштаб измерения, но не его сущность.

Таким образом, категория стоимости в виде предельной по­ лезности является субъективной психофизиологической катего­ рией, лишенной объективной экономической и производственной основы. Кроме того, процесс ее образования переносится из сферы производства в сферу потребления.

В заключение краткого анализа основных положений теории предельной полезности необходимо отметить, что в данной работе этот анализ приводится для того, чтобы показать схоластичность рассуждений некоторых экономистов, преувеличивающих возмож­ ности заимствования идей школы предельной полезности для нужд советской практики ценообразования и планирования. И можно вполне согласиться с академиком А. М. Румянцевым, который по этому поводу справедливо замечает, что «данная теория не может выполнить какой-либо полезной роли в создании научной теории социалистической экономики и методологии планирования на­ родного хозяйства» [36]. Математические построения, основанные на субъективной полезности, не имеют никакой практической значимости. Это чисто математические упражнения, лишенные реального содержания.

Однако во избежание недоразумений отметим, что этим выска­ зыванием мы не отвергаем вообще роль математики в экономике и в прогнозировании цен. Мы лишь хотим еще раз подчеркнуть определяющую роль глубокого качественного анализа экономи­ ческих явлений. Качественный анализ должен предшествовать количественному. В противном случае неизбежны ложные и оши­ бочные выводы.

В противоположность буржуазным воззрениям марксистская экономическая наука считает стоимость общественной категорией, имеющей исторически определенную форму, выражающую опре­ деленные социально-экономические отношения и представляющую субстанцию цены единицы товара. По определению К. Маркса, цена есть денежное название овеществленного в товаре труда [1]. И с этим согласны большинство советских экономистов. Однако само содержание трудовых затрат, образующих стоимость, тол­ куется неоднозначно. Разное понимание сущности стоимости

88

особенно ярко проявляется при решении проблемы учета ка­ чества продукции в их ценах. Некоторые экономисты категори­ чески утверждают, что необходимость отражения качества про­ дукта в его стоимости требует иного, по сравнению с общепринятым, подхода к измерению стоимости продукта. Для этого, полагают они, в стоимость продукта нужно включить не только стои­ мость его производства, но и стоимость его эксплуатации. Полу­ чается, что формирование величины стоимости продукта проис­ ходит не в сфере их производства, а в обеих сферах: сфере их про­ изводства и сфере их потребления. В результате для практических расчетов ими предлагается следующая формула:

где 5П— общественная стоимость производства продукта; 5 Э— общественная стоимость его эксплуатации.

Причем, по мнению авторов формулы (93), ее применение це­ лесообразно как к продуктам разового использования, так и к про­ дуктам труда длительного назначения, в том числе и машинам.

Для обоснования своих выводов они пытаются использовать положения о добавочном труде, необходимом для сохранения машины в состоянии работоспособности, выдвинутые К. Марксом. Однако своим вольным толкованием авторы указанной работы ставят его высказывания с ног на голову. Так, например, они пи­ шут: «Одним из доказательств практического использования сум­ марной стоимости является практика возмещения основного ка­ питала. К. Маркс указывал, что снашивание основного капитала исчисляется не от величины его стоимости, а от стоимости, превы­ шающей авансированный основной капитал на величину расходов на ремонтные работы и другие издержки эксплуатации» [2]. Заметим, что у К. Маркса ни во втором томе «Капитала», на кото­ рый делают ссылку авторы цитаты, ни в других его работах такого указания не содержится. Наоборот, К. Маркс, говоря о произво­ дительном потреблении средств производства, в процессе которого они переносят свою стоимость на новую форму продукта, писал: «Максимум потери стоимости, которую они могут претерпеть в про­ цессе труда, очевидно ограничен той первоначальной величиной стоимости, с которой они вступают в процесс труда, или рабочим временем, необходимым для их собственного производства. По­ этому средства производства никогда не могут присоединить к про­ дукту стоимость большую, чем та, которой они обладают незави­ симо от обслуживаемого ими процесса труда. Как бы полезен ни был известный материал, известная машина, известное средство производства, все же, если они стоят 150 ф. ст., скажем 500 ра­ бочих дней, они никогда не присоединят более 150 ф. ст. к тому продукту, для создания которого они служат. Их стоимость опре­ деляется не тем процессом труда, в который они входят как сред­ ство производства, а тем процессом труда, из которого они выходят как продукт. В процессе труда они служат только как пбтреби-

89