книги из ГПНТБ / Барташев Л.В. Технико-экономические расчеты при проектировании и производстве машин

Из данных этой таблицы видно, например, что расход металла при изготовлении небольших (весом до 3 кг) червячных шестерен обычным центробежным литьем превосходит вес готовых деталей в 6 раз, а при фигурном центробежном литье—• только в 1,5 раза. При изготовлении крупных цилиндров (весом до 1 т) центробеж­ ным литьем на каждый килограмм чистого веса уходит до 3 кг металла, а при поковке— в 3—4 раза больше (10—12 кг на 1 кг чистого веса) и т. д.

Разработка соответствующих нормалей расхода металла при разных способах производства наиболее распространенных дета­

машине; Зп— заработная плата (основная и дополнительная)

представляет немало трудностей, так как конструктор не распо­ лагает необходимыми данными для расчета: не разработана техно­ логия, не пронормирован процесс, неизвестна трудоемкость. Такой расчет приходится вести укрупненно для того, чтобы хотя бы

сопоставления точностью. Поиски эффективных методов, удовле­

производство проектируемых машин часто прибегают к различ­ ным упрощенным методам расчета (пропорционально весу, мощ­ ности, грузоподъемности и пр.) с введением поправки на объем производства (как это делается в сельскохозяйственном машино­ строении) или без нее.

Нужно с особой осторожностью применять практикуемый многими конструкторскими бюро так называемый «весовой метод», основанный на перемножении стоимости 1 т веса машин опреде­ ленного типа на вес спроектированной машины. Применение этого метода нередко приводит к отклонениям от действительной стои­ мости машины на 15—20% и больше. Это объясняется тем, что

140

нет п не может быть пропорциональности между весом машины и ее стоимостью. Две машины, различные по трудоемкости и за­ тратам на материал и покупные изделия, а потому и разные по весу, могут иметь одинаковую стоимость.

Единственным преимуществом этого метода является его простота, а при внесении в него (с целью придать ему большую достоверность в отношении результатов расчета) всяких попра­ вочных, часто умозрительных, коэффициентов на сложность кон­ струкции, серийность, объем производства и пр. только услож­ няет технику расчета, мало помогая повышению его точности.

Значительно более точные результаты дает все более широко применяемый в разных отраслях машиностроения метод опреде­ ления себестоимости, основанный на использовании многофактор­ ной корреляционной связи между характерными для каждого данного вида машин конструктивно-производственными харакрпстикамн и себестоимостью этих машин [38]. Так, например, в работах Одесского технологического института им. Ломоносова были получены такие зависимости для ряда пищевых, мельничных и других машин, обеспечившие высокую точность расчетов (откло­ нения не превышали 2—5%).

141

для определения себестоимости кузнечно-прессового оборудова­ ния [25], в станкостроении [53] и в других отраслях.

исследовании стоимостных зависимостей электрических " машин серии АН) расчетная формула черзвычайно проста и легко исполь­

шины существует прямая или обратная линейная зависимость; максимальная величина этой характеристики может быть оце­ нена каким-нибудь условным баллом (порядка 2—3 единицы), • пользуясь которым, для любого значения данной характеристкн можно найти соответствующую величину ее оценочного балла; себестоимость проектируемой машины может быть определена умножением суммы баллов на постоянный для каждого завода (или даже, отрасли) ценностный множитель, представляющий собой частное от деленияфактической себестоимости выпускав­ шихся ранее аналогичных машин на соответствующее суммарное , значение их баллов [37].

Допустим, например, что себестоимость трех станков 1Д62М, 1А62 и 1К62, выпускавшихся заводом, была соответственно 747, 855 и 1286 р. Суммарные баллы этих станков — 8,22; 9,19 и 10,65. Деля первые цифры на вторые, для каждого

142

В качестве основных характеристик для этих универсальных токарно-вннто- резных станков были взяты следующие (рис. 20):

1. Отношение максимального числа оборотов к минимальному.

2.Число ступеней подач.

3.Мощность привода.

4.Межцентровое расстояние.

5.Диаметр изделия..

6.Вес станка.

Д л я всех этих параметров (кроме веса, оказывающего особенно большое влия­

2500

6) "г

2000

На рис. 20 показано решение этой задачи, и в результате получены такие зна­ чения баллов: 1—1,5; 2—0,8; 3—1,6; 4—1,3; 5—1,2 и 6—1,6, а суммарный балл для проектируемого станка будет: 1,5 + 0,8 + 1,6 + . 1,21 + 1,2 + 1,6 = 8. Умножая его на найденный ранее средний ценностный множитель 101,5, полу­ чим, что себестоимость станка с указанными выше параметрами будет — 101,5X

X 8 = 812 р.

На той проектной стадии, когда конструктор уже распола­ гает необходимыми данными о входящих в машину деталях, материале, из которого они должны изготовляться, их весе, количестве и пр., когда он уже имеет возможность определить требуемые затраты на материал и покупные изделия, определение себестоимости машины может быть проведено с еще большей точностью.

Имеется довольно устойчивая зависимость между отдельными элементами затрат на производство машин — соотношения между

143

стоимостью материалов, косвенными и внепроизводственными расходами, с одной стороны, и заработной платой производствен­ ных рабочих, с другой. Для машин одного и того же типа, выпу­ скаемых определенным заводом, данные подобного рода остаются почти неизменными. У машин разных типов они, разумеется, существенно отличаются. Как показывает практика, использо­ вание этой зависимости позволяет значительно упростить и уско­ рить предварительные расчеты, получив при этом достаточно точные результаты. Формула для определения себестоимости машины может быть выражена так:

водстве аналогичных проектируемой машин к заработной плате

Если определение стоимости материалов, идущих на проекти­ руемую машину, вызывает затруднения, то можно, найдя (напри­ мер, методом Ленгнпротяжмаша) трудоемкость машины, умножив ее на среднечасовую ставку рабочего (с учетом доплат), опреде­ лить общую сумму заработной платы производственных рабочих 3",

умножить на нормативный коэффициент прибыли в данной отрасли машиностроения (обычно 1,1), то определится отпускная цена машины.

144

деталей и пр., то при с = 5,25 и р = 4 для изделий такого типа себестоимость зерносушилки определится равной

по интересующим конструктора типам оборудования не пред­ ставляет большого труда; каждое конструкторское бюро может располагать подобными нормативами.

Показатели технологичности конструкций. К числу показате­ лей, характеризующих машину с точки зрения ее технологич­ ности, относятся прежде всего показатели, устанавливающие размеры проведенной унификации конструкций, их отдельных элементов, применяемых материалов, использования уже приме­ няющихся в ранее*- освоенных машинах деталей и сборочных единиц, устранения излишней обработки, общего упрощения конструкций.

и стандартизованных покупных и собственного изготовления

Для конструктивных гамм, семейств и рядов этот показатель имеет большое значение не только для оценки повторяемости внутри модели, но и внутри всей гаммы, семейства или ряда. Чем больше величина этого показателя, тем легче, проще и бы­ стрее можно сконструировать и изготовить машину, тем меньше связанные с этим трудовые и материальные затраты.

частное от деления общего числа деталей в машине к общему числу наименований этих деталей:

•^повт ~ Добщ '• Я 0 5 щ .

Нередко (например, в сельскохозяйственном машинострении) такой показатель приобретает узкий смысл и специальное назна­ чение, как, скажем, коэффициент повторяемости крепежных деталей, если для завода представляет особый интерес максималь­ ное сокращение номенклатуры этих деталей.

Для определения степени использования в новой конструк­ ции одного и того же модельного ряда деталей и узлов базовой модели и предшествующих создаваемой машине производных

Степень использования стандартизованных деталей в машине может быть определена при помощи к о э ф ф и ц и е н т а с т а н ­ д а р т и з а ц и и

•^Сст= = Дс • /?общ>

где Дс — число стандартизованных деталей в машине.

Следует отметить, что при расчетах всех этих коэффициентов ни в число стандартизованных деталей Д с , ни в число их наиме­ нований Я с крепежные детали не входят. Они исключаются и из общего числа деталей и наименований, принимаемых в расчет.

В качестве примера можно привести расчет перечисленных коэффициентов для горизонтально-фрезерного станка 6М825, исходные данные для которого приведены^ табл._28.

146

Из общего числа 1267 наименований "деталей 28 составляют наименования деталей стандартного крепежа. Поэтому в расчет принимается только 1239 наи­ менований. При расчете определяются: _

коэффициент унификации /Су = (730 + 492) : 1239 = 0,987;

коэффициент повторяемости /Сповт = 2075 : 1239 = 1,68;

-коэффициент конструктивной преемственности Дпр = 1232 : 2075 = 0,59;

коэффициент стандартизации Кст = 823 : 2075 = 0,4.

В данном случае, несмотря на относительно малый коэффициент повторяе­ мости, конструкция станка высокоунифицирована, процент оригинальных де­ талей ничтожен, преемственность обеспечена в значительной мере, а довольно высокое использование стандартизованных деталей повышает общий коэффициент унификации.

Работа над увеличением в конструкциях числа унифицирован­ ных и стандартизованных деталей в настоящее время ведется очень широко, что позволяет значительно сократить время на подго­ товку и освоение машин и уменьшить издержки производства. Так, на московском заводе «Компрессор» в серийной машине АУ-150 из 1194 деталей 793 (66,4%) стандартизованных и 376 (31,5%) унифицированных. Таким образом, коэффициент унификации в этой конструкции равен 0,98.

При углубленной и целенаправленной работе над стандарти­ зацией машинных конструкций, связанной с сокращением числа диаметров валов и отверстий, наружных и внутренних шлицевых поверхностей и других конструктивных элементов, применяется также к о э ф ф и ц и е н т п о э л е м е н т н о й с т а н д а р ­ т и з а ц и и . Его определяют как частное от деления числа

применяемых размеров Эр того или иного конструктивного эле­ мента к общему количеству таких элементов 3 0 б Щ в оригиналь­ ных деталях машины.

Например, в оригинальных деталях конструируемой машины имеется 30 отверстий 12 различных диаметров. Значит, коэффи­ циент поэлементной стандартизации по отверстиям в этой машине равен

/Сэ с = 12 : 30 = 0,4.

Очевидно, чем в большей степени будет проведена унифика­ ция отдельных конструктивных элементов в машине— диаметров

Для оценки технологичности деталей немаловажное значение имеют такие показатели, как к о э ф ф и ц и е н т т о ч н о с т и

Класс точности и шероховатости каждой детали, имеющей поверхности обработки разных классов, устанавливают по ее базовой поверхности (под сборку), т. е. по наиболее высокому классу.

Степень проводимой унификации материалов, предусматриваю­ щей максимальное сокращение номенклатуры используемых мате­ риалов и упрощение материально-технического снабжения, полу­ чает отражение в к о э ф ф и ц и е н т е п р и м е н я е м о с т и м а т е р и а л о в . Его величину определяют (разумеется, только для оригинальных деталей каждого вида материала в отдель­ ности) как частное от деления количества применяемых типораз­ меров или маркопрофилей материала данного вида КТ'Р к общему числу изготовляемых из него оригинальных деталей Д0 'р :

КПм ~ Ктр '. До pi

Например, машина имеет 48 оригинальных деталей, изготовляемых из сорто­ вого проката 12 типоразмеров и 16 литых деталей из чугуна СЧ 15-32 собствен­ ного производства.

Коэффициент применяемости материала будет равен: по сортовому прокату

К™ = 12 : 48 = 0,25;

148

по чугунному литью

Чем меньше величина этого показателя, тем относительно проще будут ус­ ловия изготовления спроектированной машины.

Степень достигнутой при конструировании машины блочности

пежных и иеизнашивающихся:

Кбл = Убл '•^общ

или

Кбл — Дбл '• Добщ-

Например, в экскаваторе Э-505 из 22 сборочных единиц 11 (в том числе дви­ гатель, главная лебедка, стрела, ходовая-тележка) легко отделимы от базисной детали (поворотной платформы), и в эти единицы входит 1109 деталей из общего числа 3039; поэтому

тем экономичнее в производстве машина. Чтобы уменьшить или полностью устранить при сборке влияние допущенных при изго­ товлении сопрягающихся деталей ошибок, в конструкцию следует вводить регулировочные механизмы и компенсаторы. Они, кстати, и при эксплуатации машины облегчают устранять дефекты, возникшие в связи с износом трущихся поверхностей, смещением фиксированных положений и т. п.

Наличие опорно-установочных баз и фиксаторов дает возмож­ ность производить сборку машины без пригоночных и регулиро­ вочных работ, т. е. повышает степень собираемости машины, опре­

Чем ближе к единице величина этого коэффициента, тем, следовательно, совершеннее конструкция, эффективнее проведен последовательный расчет ее размерных цепей и выше техническая культура производства.

При оценке технологичности конструкций станков представ­ ляет интерес и к о э ф ф и ц и е н т к о м п о н о в к и , приме-

149