книги из ГПНТБ / Ефимычев Ю.И. Экономические проблемы повышения качества, надежности и долговечности литых деталей

Глава III

М ЕТОД ОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФ Ф ЕКТИВНОСТИ

Основными вопросами совершенствования н научного обосно­ вания планирования качества на промышленном предприятии, на наш взгляд1, являются следующие: правильный выбор показате­ лей качества изделий; определение экономической эффективности повышения качества продукции до экономически целесообразного уровня; дальнейшее совершенствование системы экономических и моральных стимулов повышения качества изготовляемой про­ дукции.

Планирование повышения качества продукции осуществля­ ется с учетом особенностей производства в различных отраслях. По характеру использования всю продукцию литейных цехов12 можно разделить на следующие группы:

а) литые изделия, самостоятельно участвующие в процессе производственной эксплуатации. К этой группе, имеющей неболь­ шой удельный вес в общем выпуске отливок, с определенными оговорками можно отнести изложницы, поддоны, ряд изделий са­ нитарно-бытовой техники и некоторые другие;

б) литые изделия, предназначенные для изготовления отдель­ ных деталей машин, оборудования, приборов и т. п. Как правило, они подвергаются дополнительной механической обработке;

в) литые изделия, предназначенные для нужд самого литейно­ го производства (стержневые ящики, опоки, пресс-формы).

1 Ухов Н. Н., Ефимычев ІО. И. Организация и планирование повышения качества продукции. Горький, 1970.

2 В данном случае литейное производство рассматривается как самостоя­ тельная отрасль промышленности, поставляющая свою продукцию для про­ мышленного потребления.

60

Экономическая целесообразность повышения качества литых; деталей определяется на основе дифференцированного учета характера их использования в тех изделиях, которые самостоя­ тельно участвуют в процессе эксплуатации. Улучшение качества таких отливок должно рассматриваться лишь в той мере, в кото­ рой оно влияет на изменение качества готовых изделий. Поэтому для литых деталей особо важное значение имеют показатели; целевой функции1. Например, для изложниц таким показателем является число наливов, характеризующее их стойкость, точнеедолговечность; для прокатных валков—средняя стойкость (в тыс, час.), для отливок корабельных винтов — прочность и кавита­ ционная стойкость и т. п. Далее мы рассмотрим оптимизациюпоказателей литейных сплавов и низколегированных сталей. В ка­ честве целевой функции могут быть выбраны такие показатели,, как предел прочности, отношение предела прочности к пределу текучести, затраты на легирующие элементы и т. п.

Конкретные показатели, определяющие свойство целевоіЕ функции, должны выбираться из всего множества различных, технических параметров таким образом, чтобы они могли харак­ теризовать в необходимой и достаточной степени назначение и; возможности выполнения данным изделием его функций в не­ которых условиях потребления. Научная классификация показа­ телей качества литых изделий — основа для технико-экономиче­ ского анализа и планирования работ в области повышения; качества продукции.

Предлагаемая нами классификация показателей качества от­ ливок (табл. 3.1), составленная на основе ГОСТ 16 431—70, от­ ражает двойственную природу качества продукции—техническую и экономическую стороны потребительной стоимости. Группа свойств литых изделий, проявляющихся в процессе эксплуатации,, определяет их реальное качество и зависит от показателей про­ изводственного качества отливок. Современный математический: аппарат позволяет установить эти связи и управлять ими. Про­ изводственные свойства отливок предопределяют их экономич­ ность в производстве.

Экономичность литых деталей наиболее полно может бытьоценена с помощью приведенных производственных затрат. Они; будут слагаться из приведенных по фактору времени единовре­ менных и текущих затрат на 1 г годных деталей с учетом их. механической обработки. Более прогрессивными и экономичными; будут считаться литые детали, имеющие минимальные приведен­ ные затраты при прочих равных условиях.

Конструктивные свойства отливок в значительной мере опре­ деляют технологические свойства изготовляемых из них деталей,, например степень технологической оснащенности и др.

1 Для средств производства это технико-эксплуатационные показатели, для; товаров народного потребления — потребительские.

6В

V-G2

ториям по принятым показателям качества отливки выставляет •соответствующее количество баллов. В данном случае принятая система характеризует, в основном, качество обработки и очистки ■отливки и некоторые показатели производственного качества (или выполнение установленных технологических параметров). Более целесообразно применение балльной оценки при выборе вариантов технологического процесса изготовления заготовки.

Различные показатели качества литых изделий могут быть также сведены в единый при помощи известного индекса качест­ ва проф. А. Я. Боярского.

е — цена изделий повышенного качества, руб.

Если в текущем периоде по сравнению с базисным изменяется ие один, а несколько показателей, то

Q = (Qi)“(Q2)* (Qa)c — (Qn)m>

•тде а, b, с,...,т — коэффициенты, характеризующие влияние и значимость каждого показателя на качество изделия и определяемые с помощью корреля­ ционного анализа.

Однако практические расчеты корреляционных зависимостей показателей качества с учетом изменения ряда факторов являгются настолько сложными и трудоемкими, что могут быть вы-

.полнены только с помощью ЭВМ.

Повышение качества литейной продукции может быть изме­ нено с помощью индекса качества реализованной продукции —

/ к . р . п = 1 + / С ( / к + 1 ) ,

тде К — удельный вес продукции повышенного качества в общем объеме реализованной продукции.

Применение этого показателя в технико-экономическом плаінировании литейных цехов соответствует требованиям хозяйст­ венной реформы и нуждается в практической проверке.

Трудность оценки качества продукции, выпускаемой литейны­ ми цехами, объясняется низким уровнем специализации. При на­ личии в одном цехе нескольких видов и способов производства литья приходится использовать показатели качества в расчете та 1 т годного литья, что приводит к искажению результатов и затрудняет планирование повышения качества отливок (см. гл. IV).

<64

Особое место в литейном производстве занимает продукция, составляющая внутренний оборот литейного производства, в ос­ новном, это литейная оснастка или ее элементы. Главным на­ правлением повышения качества этих изделий является их уни­ фикация и сокращение типоразмеров. Например, только 11,9% предприятий с литейным производством Министерства черной металлургии в 1971 г. имели заводские нормали на некоторые виды изделий. На основе анализа типоразмеров и конструктив иых исполнений на многих предприятиях отрасли была проведе­ на полная стандартизация оснастки (табл. 3.2).

По металлическим моделям, по стержневым ящикам и по мо­ делям литниковых систем она, в основном, включала стандарти­ зацию отдельных деталей и узлов. Экономия от сокращения затрат на проектирование составила 23 900 руб.1.

При планировании качества литейной продукции необходимо с экономической точки зрения различать проблему качества но­ вых видов продукции и качества продукции уже существующих конструкций или моделей. В первом случае исходят из уровня качества, принятого за базу. Базовые показатели качества литой детали могут исчисляться на основе стандартов, лучших отечест­ венных и зарубежных изделий. Оценка уровня качества отливок осуществляется иногда путем непосредственного сопоставления показателей качества оцениваемой продукции с показателями ка­ чества основной массы продукции.

При сопоставлении отечественных и зарубежных образцов литых изделий часто приходится ограничиваться техническим уровнем, так как экономические показатели для зарубежной про­ дукции или неизвестны, или трудносопоставимы. Показатели

1 Расчет выполнен по методике Всесоюзного научно-исследовательского института стандартизации.

качества разрабатываемых новых литых изделий определяются с учетом тщательного выявления потребностей, спроса, резуль­ татов исследований, анализа условий производства проектируе­ мых изделий, совершенствования технологических процессов, и т. п.

Во втором случае улучшение качества освоенных литых изде­ лий отражает главным образом экономическую сторону, напри­ мер снижение материалоемкости изделий, увеличение срока службы отдельных узлов и агрегатов.

Наиболее ответственным этапом планирования качества литой продукции является изучение эксплуатационной статистики из­ делий, в которых применяются литые детали. На ее основе опре­ деляется необходимый уровень надежности и долговечности ли­ тых деталей и производится последующее уточнение технологи­ ческих параметров литейных процессов по обеспечению этого уровня. Исследование уровня качества выпускаемой цехом про­ дукции позволяет выявить ее дефекты, а также несоответствие параметров качества отливок действующим стандартам или дру­ гой технической документации с учетом требований потребителя. Например, литейные цехи Горьковского автозавода в совместных планах с представителями заказчика определяют основные меро­ приятия по совершенствованию конструкции литых деталей. Эф­ фективность таких планов могла бы быть выше при наличии доплат за определенное улучшение качества отливок.

Планирование повышения качества в литейных цехах, по на­ шему мнению, должно осуществляться по следующим основным направлениям:

—повышение точности и технологичности литых деталей;

—устранение рекламационных дефектов;

—снижение брака литейной продукции;

—совершенствование конструкции литых изделий;

—повышение прочностных характеристик отливок.

Кроме того, в перспективных и текущих планах должны отра­ жаться вопросы:

—внедрение новых стандартов и технологических условий на отливки, модельную оснастку, вспомогательные и основные ма­ териалы и т. п.;

—разработка мероприятий по государственной аттестации

выпускаемой продукции; —■использование прогрессивных материалов и современных

технологических процессов формообразования литых деталей;

— количественные показатели надежности литых деталей; •— источники финансирования мероприятий по улучшению

качества отливок и расчеты их экономической эффективности. Анализ практической работы литейных цехов ряда отраслей

промышленности показывает, что большинство проводимых меро­ приятий по улучшению качества выпускаемой продукции эконо­ мически недостаточно обоснованы п не учитывают требований

66

эксплуатации машин и оборудования, в состав которых входят литые детали. Поэтому первостепенное значение имеет разработ­ ка методологических вопросов обоснования целесообразности по­ вышения надежности, точности и других показателей качества литых изделий.

Важнейшими показателями качества отливок являются по­ казатели надежности и долговечности. Повышение надежности литых деталей необходимо не только с технической, но и с эко­ номической точки зрения, так как стоимость эксплуатации тех­ нических изделий во много раз больше, чем их стоимость на стадии изготовления1. Это относится к литым изделиям из черных металлов, применяемым в системах, которые допускают различ­ ные варианты технического решения для достижения определен­ ной степени надежности. При этом должно быть выбрано эконо­ мически выгодное решение. В некоторых системах (системы обеспечения космических полетов, изделия оборонной промыш­ ленности, системы управления автомобилей и т. п.) максимальная надежность является абсолютным требованием к литым издели­ ям. Поэтому технический аспект повышения надежности здесь выступает превалирующим.

Проблема повышения надежности технологического оборудо­ вания вызвана прежде всего увеличением его парка при одновре­ менном усложнении конструкций, использованием физически и морально устаревшего оборудования, относительно низкой на­ дежностью многих типов оборудования.

Отказы оборудования в эксплуатации, имеющего наиболее высокий удельный вес применения литых деталей из черных ме­ таллов, вызывают большие потери для народного хозяйства от его простоев, снижают эффективность использования основных производственных фондов, требуют крупных затрат на восста­ новление работоспособности оборудования и машин.

Надежность литых деталей характеризуется их способностью к износу, а также вероятностью развития в них дефектов, кото­ рые могут вызвать поломку. В соответствии с этим различаются два .вида отказов литых деталей при эксплуатации машин: пара­ метрические и внезапные (структурные). Для деталей из отливок

1 По различным литературным источникам, в 10—100 раз.

внезапные отказы связаны с нарушением структуры детали (поломки, обрывы, трещины и т. п.).

Параметрические (постепенные) отказы вызываются выходом рабочих параметров изделия за допустимые пределы и связаны для литых деталей прежде всего с износом рабочих поверхно­ стей. Параметрические отказы машин и оборудования вызыва­ ются различной долговечностью деталей, узлов и агрегатов, вхо­ дящих в их состав.

В теории надежности доказывается, что при большом числе элементов в системе (изделии) необходимо предъявлять весьма жесткие требования к надежности всех ее элементов, так как надежность всей системы ниже надежности ее элемента, имеюще­ го самую низкую надежность. Исходя из этого положения, на­ дежность систем, в которых применяются литые изделия, будет зависеть от увеличения износостойкости не только основных ли­ тых деталей, например блоков цилиндров в двигателях, станин

встанках и т. п. Необходимо повышать долговечность быстро­ изнашивающихся деталей из отливок: гильз цилиндров, поршней

ипоршневых колец, направляющих салазок и др., которые в слу­ чае износа до предельных параметров можно заменить. Долго­ вечность отдельных литых деталей, таким образом, будет опреде­ лять надежность узла, агрегата или машины в целом.

Внезапные отказы литых деталей машин выявляются, в ос­ новном, в период гарантийного срока службы (гарантийной наработки) и по заводской терминологии обычно называются рекламационными дефектами. Завод-изготовитель заинтересован

впроведении организационно-технических мероприятий по уст­ ранению рекламационных дефектов, потому что, вызывая рек­ ламации потребителей, они подрывают престиж заводской марки

иприносят значительные убытки, относимые с учетом штрафа на себестоимость продукции.

Анализируя характер внезапных отказов литейного проис­

хождения автомобилей в период их гарантийной наработки (табл. 3.3), можно отметить, что рекламационные дефекты по

Т а б л и ц а 3.3

Структура рекламационных дефектов литейного происхождения автомобилей ГАЗ, %

68

своей структуре почти аналогичны выявленным у отливок на контроле в литейных цехах, за исключением специфичных экс­ плуатационных дефектов (поломки и разрушение деталей).

Первая группа дефектов возникает в процессе изготовления отливок и выявляется при контроле в литейном цехе и в механи­ ческом после обработки. При высокой дефектности отливок веро­ ятность их проникновения на готовое изделие резко возрастает,

инаоборот, уменьшение брака по раковинам и другим литейным дефектам приводит к сокращению внезапных отказов литых деталей1. Мероприятия, направленные на устранение брака по раковинам (песочным, газовым, усадочным), ведут к ликвидации аналогичных рекламационных дефектов. Тщательный контроль

ивыявление этих дефектов должны обеспечиваться контрольным аппаратом ОТК с привлечением исполнителей на каждой опера­ ции в механическом цехе.

Поломки и разрушения отливок вызываются отклонением ме­ ханических свойств металла от стандарта из-за нарушения хими­ ческого состава и наличия скрытых дефектов, ослабляющих тело отливки. Поэтому особо ответственные литые детали необходимо подвергать рентгеноиспытанию или другим видам контроля без разрушения отливок. Но и в пределах, допускаемых стандарта­ ми или техническими условиями, наблюдается значительное рас­ сеивание механических свойств отливок из стали и чугуна, что приводит к соответствующим изменениям долговечности литых деталей. Как следствие разностойкости деталей — резкое сниже­ ние надежности узла или агрегата и повышение потока отказов машины.

Кчислу мероприятий, повышающих стабильность показателей производственного качества отливок (механические свойства, твердость, структура и т. п.), относятся следующие: использова­

ние оборудования, обеспечивающего заданные параметры с ми­ нимальным разбросом, статистический контроль технологических процессов, применение исходных материалов в строгом соответ­ ствии стандартам и техническим условиям и т. п.21

Основная причина трещин, выявленных в процессе гарантий­ ной наработки,— нарушение геометрии отливок, особенно умень­ шение толщины стенок цилиндров двигателей против допустимой

ит. п. Этот вид рекламационных дефектов зарождается в про­

1Получение литой детали без внутренних пороков — одна из трудноре­ шаемых проблем литейного производства, особенно для стального и чугунного литья в песчано-глинистые формы. Известные исследования советских ученых

Ю.А. Нехендзи, Н. Г. Гиршовича, Б. Б. Гуляева, А. А. Рыжикова и других, внесших значительный вклад в изучение механизма образования пороков сталь­

ных и чугунных отливок, при практической реализации, по нашему мнению, требуют для обеспечения действенности организационных и экономических мер.

2Ройтбурд Л. Н., Ефимычев Ю. И. Исследование уровня и динамики брака

влитейном производстве.— «Известия высших учебных заведений. Черная ме­ таллургия», 1968, № 5.

69