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

отливок), как правило, велики и должны быть в расчете учтены. Наибольшее влияние на затраты, определяющие технологическую себестоимость процессов получения отливок, оказывают расходы на оснастку.

Себестоимость машино-часа литейного оборудования и машинокоэффициенты. Выбор наиболее экономичного варианта техноло­ гического процесса получения отливок часто бывает связан с не­ обходимостью определения себестоимости машино-часа литейного

"оборудования. Специфической особенностью подобного расчета является не только применение в нем своих нормативов в уста­ новлении отдельных элементов затрат, но и необходимость исполь-'

зования некоторых специальных методических приемов, рекомен­ дуемых при их определении. Расчетная формула себестоимости машино-часа литейного оборудования обычно имеет такой вид

с м . ч = л + р + з + м в + л 3 ( 1 + £ с ) .

Определение расходов по амортизации ведется по приводив­

после переоценки основных фондов с 1.1. 1972 г.; в условиях мелко­ серийного производства нормы амортизационных отчислений # ы Госплана СССР [26] следует брать с коэффициентом 0,6; действи­ тельный фонд времени работы Фд для литейных цехов мелкосерий­ ного и серийного производства берется 2000 ч при односменном режиме работы, 3910 ч при двухсменном и 5800 ч при трехсменном.

где Кп — коэффициент, учитывающий тип производства и равный 0,85 для единичного, 1 — для серийного и 1,25 — для массового и крупносерийного производства; Р„ — часовые затраты на малые ремонты, осмотры и межремонтное обслуживание для машин первой категории сложности ремонта их механической части; числовые значения этого элемента формулы для разных видов литейного оборудования приведены в табл. 42; Ры — категория сложности ремонта машины по механической части; Pi — часо­ вые затраты на малые ремонты и межремонтное обслуживание для машины первой категории сложности ремонта по электротех­ нической части, равные для литейного оборудования всех типов 0,6 коп.; Рэ — категория сложности ремонта машины по электро­ технической части.

1 См. также пояснения на стр. 21.

201

Расходы на энергию в зависимости от вида энергоносителя определяются по одной из следующих формул:

для машин с электродвигателем

МВ=К„М:РШ

где Ml — часовые затраты на вспомогательные материалы для машин первой категории сложности ремонта механической части, равные для литейного оборудования всех типов 0,18 к.

202

Расходы по амортизации и содержанию площади здания, за­ нимаемой оборудованием (в к.), могут рассчитываться на основа­ нии простого соотношения х

4 = (1 + /гс) = 0,45Я м а ш ,

где А а •— расходы по амортизации здания, приходящиеся на 1 ма производственной площади; kc— коэффициент, учитывающий за­ траты по содержанию и эксплуатации здания в долях от величины от амортизации; Птш — площадь, занимаемая рабочим местом, отведенным для данной машины, т. е. с учетом ire только габари­ тов машины в плане, но и места для рабочего, для опок у машины и пр.

Следует отметить, что при сравнительных технико-экономиче­ ских расчетах, проводимых для литейного оборудования, послед­ ний член в формуле себестоимости машино-часа обычно настолько мало отличается по своей величине для сопоставляемых машин, что без особого риска в искажении результатов им можно прене­ бречь.

В приложении 1 приведены данные о себестоимости машиночаса различных видов литейного оборудования, полученные на основе сообщенных ранее нормативов для определения Р, Э и Мв, а также принятых среднезаводских данных, отчасти уже фигури­ ровавших в наших примерах. Производство — серийное, работа — в две смены.

Все расчеты технологической себестоимости значительно облег­ чаются, если для определения себестоимости машино-часа вос­ пользоваться методом машино-коэффициентов.

Машино-коэффициентом называется отношение себестоимости машино-часа любой машины С„.ч к себестоимости машино-часа

А м — ( - 'м - ч • '-'м-ч-

Себестоимость машино-часа базовой машины, т. е. такой «сред­ ней» для каждого цеха машины, машино-коэффициент которой равен единице, можно определить по формуле

где Pi — годовая сумма цеховых расходов по эксплуатации обо­ рудования (согласно бухгалтерскому цеховому отчету за прошед­

следований канд. экон. наук К. Ф. Иванова.

203

вания в цеховом парке; о — число однотипных машин в группе; KTD — удельно-взвешенный машино-коэффициент для машин дан­ ной группы; д"3 — коэффициент, показывающий отношение фонда общего машинного времени работы оборудования к действитель­ ному фонду времени.

Расчет себестоимости машино-часа базовой машины не пред­ ставляет больших затруднений, и поскольку эта величина исполь­ зуется в качестве постоянного множителя во всех последующих расчетах вариантов технологических процессов, ее, безусловно, следует определять (один раз в 1—2 года) на каждом заводе, основываясь на собственных заводских данных. Техника решения такой задачи очень не сложная 1 .

Вычисленные значения машино-коэффициентов для основ­ ных представителей литейного оборудования помещены в прило­ жении 1.

Зная себестоимость машино-часа базовой машины и машинокоэффициент интересующей нас единицы оборудования, можно, перемножив их между собой, определить себестоимость машиночаса этого оборудования.

Метод машино-коэффициентов, конечно, является наиболее про­ стым и удобным для использования в оперативной работе техно­ лога при решении им технико-экономических сравнительных задач

ивыборе оптимального технологического варианта.

Технологическая себестоимость получения отливок. Общая

формула для определения технологической себестоимости заго­ товок была приведена в начале раздела. Для процессов получения отливок она не претерпевает никаких изменений и в общем виде может быть выражена так: "

Ст = (аЯг + &),ар + (о /7 Р +&)„„ .

i

При пользовании методом машино-коэффициентов расходы, связанные с работой оборудования, определяются не произведе­ нием нормы, штучного времени на себестоимость машино-часа, как это было показано в развернутой формуле технологической себестоимости, а на основе себестоимости машино-часа базовой машины и соответствующего машино-коэффициента

Расходы на оснастку обычно не только весьма значительны, но к тому же сильно меняются в зависимости от срока службы используемой оснастки. Например, при изготовлении силуминовых отливок деревянная модель выдерживает всего от 40 до 125 фор­

1 Пример расчета дан в главе «Экономика механической и электрической обработки». '

204

За период возможного использования более дорогой и сложной оснастки (1-й вариант) затраты, приходящиеся на одну деталь, с ростом производства непрерывно падают по асимптотической кривой, приближаясь к минимуму. Они определяются как част­ ное от деления стоимости оснастки (с добавлением расходов на ее эксплуатацию в размере примерно 15 20% стоимости) на

вданном случае распола­

гается ниже кривой, отражающей издержки на модель, ото свидетельствует о том, что к этому моменту, т. е. при соответ­ ствующем объеме производства, кокильный вариант становится экономически более целесообразным.

Кривые суммарных издержек на производство при каждом из вариантов литья (не показанные на графике), очевидно, распо­ ложатся параллельно кривым, отражающим изменение удельных затрат на оснастку.

Формула, на основе которой построен график изменения рас­ ходов, приходящихся на одну деталь в зависимости от объема производства, имеет следующий вид:

С т ( Ш т ) = a - f (6 : Пг).

Для установления границы экономической целесообразности применения каждого из вариантов нужно разделить сумму за-

205

трат по первому (более дорогому) варианту на соответствующую величину затрат по второму варианту. Так определится крити­ ческое число периодов Я к рационального использования более дешевой оснастки, в данном случае модели. Умножив это число на количество формовок, которое выдерживает до своего износа дешевая оснастка, можно получить величину максимального объ­ ема производства, за пределами которой становится экономически более целесообразным применение дорогой оснастки. Сопоставле­ ние этого объема производства с размером годового производствен­ ного задания позволяет определить, через сколько лет окупятся повышенные затраты на более дорогую оснастку.

Расчетная формула для определения критического числа перио­ дов после, ее возможного упрощения (исключения несущественных , расходных статей) имеет вид

Приведем такой пример. Для улучшения технологичности конструкций фрео­ новых холодильных компрессоров 2ФВ-10 и 4ФУ-10 на Одесском заводе холо­ дильного машиностроения было предложено чугунные поршни и стальные ша­ туны, отливавшиеся в стержнях, перевести на кокильное литье, применив для этого алюминиевый сплав. В основе этого предложения лежало стремление: 1) снизить общий вес компрессора, а также его относнельный вес на единицу холодопроизводительности; 2) снизить вес неуравновешенных движущихся воз­ вратно-поступательно частей путем замены материала (вес поршня и шатуна уменьшается с 5 кг до 2 кг) и одновременно увеличить число оборотов компрес­ сора до 1400 в минуту; 3) уменьшить припуск на обработку, улучшив при этом обрабатываемость материала.

Такое мероприятие должно было привести к снижению объема трудовых за­ трат по литейным и механическим цехам, расхода инструмента и повышению коэф­ фициента использования металла, но было связано с применением дорогой ос-' настки и материалов повышенной стоимости. Надо было определить, при каком объеме производства оно может быть экономически оправдано.

206

Работа велась вручную, поэтому расходы по эксплуатации оборудования Р 0

Приведенный метод расчета может правильно ориентировать технолога в наивыгоднейшем способе получения отливок только в части затрат заготовительного цеха. С переходом же на более прогрессивную технологию изготовления литых заготовок могут существенно изменяться и расходы по механической обработке, поскольку при этом обычно уменьшаются припуски и трудоем­ кость станочных работ. В подобных случаях к технологической себестоимости заготовок следует добавить затраты на их обра­ ботку при каждом из сопоставляемых вариантов.

Нередко бывает, что внедрение передовой технологии получе­ ния заготовок требует таких издержек на оснастку, что отливки получаются более дорогими, хотя при этом повышаются их ка­ чество и точность. Однако увеличение себестоимости может быть оправдано в этих случаях снижением затрат на обработку и по­ терь от брака. И то, и другое должно быть проверено расчетом.

Экономия от уменьшения брака определяется как разность в расходах по браку при одном и другом варианте с учетом воз­ врата металла и реализуемых в производстве отходов.

В некоторых случаях сопоставление различных вариантов по­ лучения отливок по их технологической (или цеховой) себестои­ мости оказывается недостаточным, поскольку при таком методе сравнения не учитываются изменения в размерах, потребных для каждого из вариантов капитальных затрат. Более точные резуль­ таты сопоставительного расчета получаются тогда, когда такое сравнение ведется по размерам приведенных затрат (Cr + К"КГ) и по минимуму определяется оптимальное решение.

.Экономика различных методов получения отливок. Доля литых деталей во многих отраслях современного машиностроения очень велика, и составляет 40—60% и больше по весу и 30—40% по стоимости машин. Достоинства этого способа производства по сравнению с механообработкой могут характеризовать следующие

207

цифры: коэффициент сменности в литейных цехах составляет 2,4— 2,6 (в механических он не превышает 1,2—1,4); коэффициент ис­ пользования металла равен 0,89 (при стальном литье) н'0,92 (при чугунном), а коэффициент выхода годного от завалки — соответ­ ственно 0,71 и 0,61 (при изготовлении деталей из металлопро­ ката он равен 0,32). Наряду с этим следует отметить, что 10—11% веса отливок уходит в стружку, что составляет 25—30% всей снимаемой при механической обработке стружки.

По расчетам В. Я- Клебанера, при существующем объеме ли­ тейного производства это обозначает дополнительные затраты 1,5 млн. руб. в год на обработку отливок, занятость 250 000 стан­ ков и ежегодный перерасход более чем 500 млн. кВт.ч электро­ энергии.

Затраты труда на основные операции (в %) при изготовлении чугунных отливок по отделениям литейного цеха распределяются так: •

Механизация формовки резко уменьшает трудоемкость работ и затраты времени. Если набивка 1 м 3 формовочной земли вручную отнимает .1,5—2 ч, а пневматической трамбовкой только 1 ч, то применение пескомета сокращает это время до 6 мни. По сравне­ нию с ручной набивкой формовка на встряхивающих машинах производительнее в 15 раз, а на прессовых — в 20 раз. Затраты труда по обрубке и очистке отливок значительно (на 40—50%) снижаются при механизации этих работ. Это говорит о необхо­ димости проведения широких мероприятий, призванных повысить уровень механизации литейных работ и значительно увеличить удельный вес производства отливок высокоэффективными мето­ дами современной технологии.

По данным проф. К. И. Ващенко [56], динамика развития про­ грессивных методов литья (табл. 43) говорит о нарастающих тем­ пах роста внедрения их в заводскую практику. Особенное разви­ тие за последнюю пятилетку получили такие методы, как литье с применением быстро- и самотвердеющих смесей, в формы, спрес­ сованные под высоким удельным давлением, и др. За это время произошли большие сдвиги как в направлении технического со­ вершенствования самих методов получения отливок, так и зна­ чительного расширения сферы их применения.

стекле и продувкой углекислотой, увеличился за период 1965—• 1970 гг. в 2,3 раза. Этот способ, давая возможность отказаться от постройки и использования сушил для форм и стержней, уве­ личивает производительность труда формовщиков и стерженщи­ ков на 30—35% и значительно снижает благодаря большой проч-

208

ности и газопроницаемости форм расходы на вспомогательные материалы (шпильки, проволоку, каркасы и пр.).

Впервые вошедший в практику в 1965 г. способ получения отли­

особенно мелкосерийного и единичного производства. Во многом сходный с предыдущим способом он выгодно отличается от него

производства стержней на поточных линиях при самой разно­ образной и многочисленной номенклатуре;

Поданным Н. Н. Цюпко (Харьковский политехнический инсти­ тут им. Ленина), при переходе от обычных способов изготовления стержневой массы с уплотнением вручную или на машинах к ис­ пользованию жидких самотвердеющих смесей трудоемкость стерж­ невых работ уменьшается на 15—50%, улучшаются условия труда, увеличивается в .1,5—2 раза срок службы стержневых ящиков и значительно снижается, а в некоторых случаях и полностью устраняется расход топлива на сушку стержней. Исследования, проведенные Н. Н. Цюпко на некоторых украинских заводах, дали интересные результаты: на Харьковском станкостроительном за­

лись вручную), причем наибольшая экономия получается на сред­ них по величине (объемом более 10 дм3 ) и крупных стержнях.

Экономия на заработной плате (из-за снижения стоимости стержневых работ в среднем на один разряд) получается за счет сокращения (на 18—47%) трудоемкости и уменьшения (на 3—11%) сложности работ. Период сушки стержней сокращается примерно в 3—4 раза, соответственно уменьшается расход топлива и отно­ сительные затраты на оплату сушильщиков.

Положительные качества нового способа изготовления стерж­ ней были оценены литейщиками; объем производства отливок, полученных в песчаные формы со стержнями, изготовленными из жидких самотвердеющих смесей, за период 1965—1970 гг. уве­ личился более чем в 6 раз и имеет тенденцию к дальнейшему росту.

Заметно растет выпуск к о к и л ь н о г о л и т ь я , хотя темпы этого весьма эффективного способа получения отливок еще далеко не соответствуют запросам машиностроения. Литье в ко­ киль позволяет не только сократить на 70—80% расход формо­ вочных материалов, но и полностью ликвидировать брак литья из-за дефектов земляных форм. Резко также сокращается объем работ по обрубке и очистке литья, а из-за малых припусков— и по механической обработке. Производительность труда при полу­ чении отливок в кокиль по сравнению с литьем в разовые песча­ ные формы повышается в 3—4 раза, а съем с 1 м'2 формовочной площади увеличивается в 6—8 раз. Как показывает практика, автомобильных заводов, относительная эффективность кокиль­ ного литья при изготовлении чугунных, стальных и алюминиевых отливок хотя и колеблется в довольно широких пределах (табл. 44), но всегда остается на высоком уровне х .

В дополнение к сказанному следует отметить, что с ростом выпуска кокильного литья совершенствуются конструкции ко­ килей, проводится унификация их отдельных элементов, все чаще

меньше 80 кг п = 45 шт.

1 См. также [43] об опыте завода MEZ в Могельцине (ЧССР).

210