книги из ГПНТБ / Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения учебник

Наиболее эффективными показателями качества машин и механизмов являются их эксплуатационные характеристики, за­ висящие от технического уровня машиностроения.

Эксплуатационные показатели, — это характеристики, опре­ деляющие качество выполнения изделием заданных функций. Общими из них для всех изделий длительного действия являются показатели надежности, эргономические показатели и экономич­ ность эксплуатации.

Под надежностью изделий понимается их свойство выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в’ установленных пределах в течение требуемого периода времени (ГОСТ 13377—67). Свойство изделий сохранять способность вы­ полнения заданных функций с установленными показателями до их предельного состояния (с необходимыми перерывами для тех­ нического обслуживания и ремонта) называется их долговечностью. При этом «предельное состояние» изделия определяется обуслов­ ленным снижением его эффективности или невозможностью даль­ нейшей эксплуатации но требованиям безопасности. Показателями надежности могут быть вероятность безотказной работы, наработка на отказ и др. Долговечность могут характеризовать, например, ресурс, определяемый наработкой изделия до его предельного состояния (т. е. продолжительностью или объемом работы изде­ лия, измеряемым в ч, км, га, м3, циклах или других единицах), или срок службы — календарная продолжительность эксплуатации изделий до момента возникновения предельного состояния, ого­ воренного в технической документации.

Динамическое качество машин. Вследствие недостаточной жест­ кости и виброустойчивости конструкции, наличия сил трения в подвижных соединениях, наличия дисбаланса и упругих дефор­ маций, недостаточной точности изготовления и других причин при холостом и рабочем режимах работы машины возникают быстропротекающие колебательные процессы (вибрации). Эти коле­ бания уменьшают долговечность машин, а, например, в станках снижают точность и чистоту обработки, а также стойкость режу­ щего инструмента, в автоматических измерительных приборах — точность измерения. Поэтому для каждого типа изделия необ­ ходимо устанавливать и контролировать показатели динамического качества в указанном (узком) понимании этой проблемы.

Эргономикой называется область науки, занимающаяся опти­ мизацией взаимодействия человека с машиной (прибором) и рабо­ чей средой в трудовом процессе. Основной задачей эргономики является создание оптимальных гигиенических, физиологических, психологических, технических и организационных условий для производительного труда при высоких технических и качественных показателях его результатов. Эргономические показатели (ГОСТ 16456—70) должны быть установлены для каждого типа системы человек — машина — среда. Наиболее важными из них являются удобное расположение органов управления маши­

10

ной, простота ее эксплуатации, обзорность рабочей зоны, допусти­ мый уровень вибраций и шума; для измерительных приборов — точность и надежность огечетного устройства.

Художественно сконструированные станки и другие средства производства с высоким эргономическим качеством в сочетании с оптимальной рабочей средой обеспечивают наименьшее физиче­ ское и нервно-эмоциональное напряжение и малую утомляемость оператора, создают условия, при которых человек получает в про­ цессе труда наибольшее удовлетворение. Это сказывается и на производственных результатах: возможные скорости, произво­ дительность, точность, надежность работы средств производства и контроля используются в наибольшей степени. Например, на Рижском заводе БЭФ на участке конвейерной сборки положитель­ ную роль в создании хорошей эргономической рабочей среды сыг­ рали следующие мероприятия: периодическое 20°о-ное усиление освещенности рабочих мест на Н /2—2 мин, трансляция «функцио­ нальной» музыки по программе, устанавливаемой музыковедом, подача к рабочим местам дважды в смену кофе. Очень важным было участие психолога в рассмотрении конфликтных ситуаций и создание обстановки, исключающей их возникновение.

В зависимости от заданных функций изделия могут обладать разнообразными специфическими эксплуатационными показа­ телями (см. схему I). Так, для измерительных приборов наибо­ лее характерными из них являются точность измерения, цена деления шкалы, пределы измерения, воспроизводимость измере­ ний и др.

С целью повышения качества изделий до уровня лучших отечест­ венных и зарубежных образцов в СССР создается Государственная система управления качеством продукции. Она предусматривает комплекс мероприятий по оценке и государственному планирова­ нию уровня качества продукции (в том числе путем опережающей стандартизации, устанавливающей перспективные уровни каче­ ства), по проведению исследовательских и проектно-конструктор­ ских работ, необходимых для производства изделий высокого качества, обеспечению и контролю заданного качества при изго­ товлении изделий, экономическому стимулированию работников за выпуск высококачественной продукции и т. д.

Для эффективного управления качеством большое значение имеет установление его оптимального уровня, т. е. такого уровня, при котором разность между экономией в сфере потребления и затратами на разработку и изготовление изделия будет наиболь­ шей. С одной стороны, этот уровень определяется требованиями постоянно развивающегося народного хозяйства, а с другой — возможностями технологии производства. По мере развития науки и совершенствования методов и средств производства опти­ мальный уровень качества повышается.

При определении оптимального уровня качества машин и других изделий помимо эксплуатационных (единичных) показа-

11

толей пользуются комплексными показателями. Таким показа­

шины, характеризующее ее ремонтопригодность (см.

ГОСТ 13377-67).

Применяют также интегральные показатели качества, отражаю­ щие соотношение суммарного полезного эффекта от эксплуатации машины и суммарных затрат на ее изготовление и эксплуатацию.

кодной из трех категорий: высшей, первой или второй.

Квысшей категории относится продукция, которая по технико­ экономическим показателям соответствует лучшим отечественным и зарубежным образцам или превосходит их. Изделиям этой катего­

рии присваивается Государственный знак качества (рис. 1). К первой категории относится продукция, отвечающая по технико-экономическим показателям требованиям действующих стандартов и технических условий. Срок действия высшей и пер­ вой категории — 1—3 года. Затем изделия аттестуются повторно. Ко второй категории относится продукция, которая не соот­ ветствует по технико-экономическим показателям современным требованиям, морально устарела и подлежит модернизации или снятию с производства. С оптовых цен на продукцию второй ка­ тегории должны устанавливаться скидки; фонды материального поощрения предприятий, выпускающих такую продукцию, будут

снижаться.

В качестве примеров изделий, которым был присвоен Госу­ дарственный знак качества, можно указать на паровые турбины

12

мощностью 100 тыс. кВт, стационарные дизели на 000 л. с., илоскошлифовальные станки особо высокой точности мод. 3711 (чистота

приборы автоматического контроля и регулирования и многие другие изделия, выпускаемые предприятиями министерств элект­ ротехнической промышленности, тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения, автомобильной, станкострои­ тельной промышленности, приборостроения и другими.

Па изделия, получившие Государственный знак качества, вводятся надбавки к ценам, возмещающие производителям допол­ нительные затраты на повышение качества продукции. Часть при­ были, полученной за счет надбавок к цене, отчисляется в фонд материального поощрения работников предприятия, участвующих в создании и выпуске аттестованной продукции. Опыт показал, что экономия от повышения качества продукции значительно превышает связанные с этим дополнительные затраты произ­ водства.

Обеспечить высокое качество изделий можно только при проведении большого комплекса работ, охватывающих все фак­ торы, определяющие технический уровень соответствующей от­ расли промышленности. В этом отношении показателен, например, опыт Минского тракторного завода, который выпускает гамму унифицированных колесных, колесно-гусеничных и гусеничных тракторов на основе базовой модели «Беларусь МТЗ-50», удостоен­ ных I осударственного знака качества. Внедрение системы управ­ ления качеством позволило увеличить за восьмую пятилетку ресурс тракторов в 2 раза, вдвое сократить трудоемкость их обслу­ живания в эксплуатации,-снизить потери от брака в полтора раза и т. д. Эти результаты достигнуты за счет проведения следующих мероприятий:

широкой унификации и применения принципа агрегатирования (агрегаты и отдельные части базовой модели унифицированы,

и из них' компонуются семь других моделей тракторов различного назначения);

рациональной организации технического контроля, начиная с материала, заготовок, полуфабрикатов, покупных изделий и включая всесторонние испытания, наблюдения и анализ резуль­

татов эксплуатации тракторов в различных климатических ус­ ловиях;

систематической оценки и повышения качества тракторов путем улучшения их конструкции и технологии производства. Напри­ мер, выпуск новых 80-сильных тракторов, технико-экономические данные которых соответствуют высшим показателям качества,

13

четкого порядка систематического рассмотрения и решения вопросов, связанных с повышением качества продукции за счет различных факторов;

системы морального и материального стимулирования работ­ ников, развития их трудовой активности.

С ростом качества продукции увеличивается эффективность общественного производства и экономичность использования ма­ териальных и трудовых ресурсов страны, повышается уровень удовлетворения потребностей общества в соответствующей про­ дукции, возрастают возможности для расширения международных торговых связей. В конечном счете борьба за качество, система­ тическая, постоянная — это обязательное условие научно-тех­ нического прогресса и высоких темпов экономического развития.

§ 3. ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА СТАНДАРТИЗАЦИИ

Для усиления роли стандартизации в техническом прогрессе, повышения качества продукции и экономичности ее производства в соответствии„ с Постановлением Совета Министров СССР от 11 января 1965т. в нашей стране была разработана Государствен­ ная система стандартизации (ГСС). Она представляет собой ком­ плекс взаимоувязанных правил и положений, определяющих цели и задачи стандартизации, организацию и методику проведения работ по стандартизации во всех отраслях народного хозяйства

СССР и союзных республик, порядок разработки, оформления, согласования, утверждения, издания, внедрения стандартов и другой нормативно-технической документации, а также контроля за их внедрением и соблюдением. Таким образом, ГСС определяет организационные, методологические и практические основы стан­ дартизации, она оформлена ГОСТ 1.0—68 -f- 1.5—68 и 1.20—69.

Основные термины в области стандартизации установлены Комитетом ISO * по изучению научных принципов стандартиза­ ции (СТАКО). Эти определения приняты многими странами, в том числе и СССР.

Стандартизация — это установление и применение правил с целью упорядочения деятельности в определенной области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон и, в частности, для достижения всеобщей оптимальной экономии при соблюдении условий эксплуатации (использования) и требований безопасности. Стандартизация базируется на объединенных достижениях науки и техники и практического опыта и определяет основу не только настоящего, но и будущего развития и должна осуществляться неразрывно с прогрессом.

Из анализа опыта работы в СССР и других социалистических странах можно дать несколько иную формулировку: стандарти­

* ISO — международная организация по стандартизации (до 1941 г. называлась ISA, организована в 1926 г.).

14

зация — это плановая деятельность по установлению обязатель­ ных правил, норм и требований, выполнение которых обеспечивает оптимальное качество продукции, повышение производительности общественного труда и эффективности использования материаль­ ных ценностей при соблюдении требований безопасности. Она опи­ рается на достижения науки, техники и практического опыта и должна определять основу не только настоящего, но и будущего прогресса промышленности.

Стандарт * — это результат конкретной работы но стан­ дартизации, выполненный на основе достижений науки, техники и практического опыта и принятый (утвержденный) компетентной организацией. Он может представлять собой документ, содержащий ряд требований (норм), подлежащих выполнению; основную еди­ ницу или физическую константу, например ампер, абсолютный нуль (шкала Кельвина); какой-либо, предмет для физического сравнения, например эталон метра, килограмма и т. д. В то же время стандарт — это и самое целесообразное решение повторяю­ щейся задачи для достижения определенной цели, принятое и применяемое промышленностью. Стандарты содержат показатели, которые гарантируют возможность повышения качества продук­ ции и экономичности ее производства, а также повышения уровня ее взаимозаменяемости.

Унификация — это устранение излишнего многообразия типов конструкций и размеров изделий, их составных частей и деталей одинакового функционального назначения. Проводится она путем анализа их применяемости и приведения близких по конструкции и размерам изделий, их составных частей и деталей к единой оптимальной типовой конструкции. Таким образом устанавли­ вается минимально необходимое количество типов, видов и типо­ размеров, обладающих высокими показателями качества и полной взаимозаменяемостью **.

Унификация может осуществляться до стандартизации, если ее результаты не оформляются стандартом. Но стандартизация изделий, их составных частей и деталей обязательно предполагает их унификацию. Если разрабатывается стандарт, который будет применяться в нескольких отраслях промышленности, то допу­ скается более широкое количество типоразмеров. Дальнейшее их сокращение может быть достигнуто путем составления отрас­ левых или внутризаводских ограничительных перечней типораз­ меров изделий, их составных частей и деталей.

Унификации подлежат также разновидности материалов, полу­ фабрикатов и заготовок, инструмента, технологической оснастки, методы испытания, терминология, обозначения и т. д.

* Синонимом слова «стандарт» является латинское слово «погта», озна­ чающее правило, образец, инструкция.

** Слово «унификация» происходит от латинских слов unio — единство н i'acere — делать, т. е. приведение чего-либо к единообразию, к единой форме или системе.

15

Комитет ISO/CTAKO рекомендует следующее определение термина «унификация»: это форма стандартизации, заключающаяся в объединении в одном, двух и более документов (технических условий) с таким расчетом, чтобы регламентируемые этим доку­ ментом изделия можно было взаимозаменять при употреблении.

Симплификация — форма стандартизации, заключающаяся в уменьшении количества типов или других разновидностей изделий до числа, достаточного, чтобы удовлетворить существующие в дан­ ное время потребности. Такое определение дано СТАКО. При симплификации обычно исключают разновидности изделий, их составных частей и деталей, которые не являются необходимыми (или же, наоборот, оставляют без изменения только те разновид­ ности, которые считаются необходимыми). В объекты симплифика­ ции не вносят какие-либо технические усовершенствования.

Типизация конструкций изделий — разработка и установление типовых конструкций, содержащих общие для ряда изделий, их составных частей и деталей конструктивные параметры. При типи­ зации не только анализируются уже существующие типы и типо­ размеры изделий, их составные части и детали, но и разрабаты­ ваются новые, перспективные, учитывающие достижения науки и техники и развитие промышленности. Часто результатом такой ра­ боты является установление соответствующих рядов изделий, их составных частей и деталей.

Типизация технологических процессов — разработка и установ­ ление технологического процесса для производства однотипных деталей или сборки однотипных составных частей или изделий той или иной классификационной группы. Типизации технологи­ ческих процессов должна предшествовать работа по классифика­ ции деталей, составных частей и изделий и установление типовых представителей, обладающих наибольшим количеством признаков, характерных для деталей, составных частей и изделий данной классификационной группы. В нашей стране типизация техноло­ гических процессов получила широкое распространение.

Государственная система стандартизации определила следую­ щие основные цели стандартизации:

ускорение технического прогресса, повышение эффективности общественного производства и производительности труда, в том числе инженерного и управленческого;

улучшение качества продукции и обеспечение его оптималь­ ного уровня;

обеспечение условий для развития специализации в области проектирования и производства продукции и кооперирования промышленности;

развитие международного сотрудничества; обеспечение охраны здоровья населения и безопасности труда

работающих и др.

Для достижения указанных целей перед стандартизацией ста­ вятся следующие задачи по установлению:

16

требований к качеству готовой продукции на основе комплекс­ ной стандартизации;

единой системы показателей качества продукции, методов и средств ее испытания и контроля;

норм, требований и методов в области проектирования про­ дукции;

видов и принципов унификации и агрегатирования промыш­ ленной продукции, особенно машин, оборудования и приборов; норм и требований к производственным процессам исходя из обеспечения экономически оптимального качества продукции; единиц измерения, новых государственных эталонов единиц измерения, единства и правильности измерений в стране, а также совершенствования методов и средств измерений высшей точности; единых систем документации, классификации и кодирования продукции, технико-экономической информации, организации про­

изводства и технических средств научной организации труда; единых терминов, обозначений и величин в важнейших обла­

стях науки и техники, а также в отраслях народного хозяйства; требований, обеспечивающих безопасность людей и сохран­

ность материальных ценностей и др.

Категории стандартов. В зависимости от сферы действия ГСС предусматривает следующие категории стандартов: Государствен­ ные (ГОСТ), отраслевые (ОСТ), республиканские (РСТ) и стан­ дарты предприятий (СТП).

Применение государственных стандартов обязательно всеми предприятиями, организациями и учреждениями страны. Отрас­ левыми стандартами пользуются все предприятия и организации

(или потребляющих) продукцию этой отрасли.

Республиканские стандарты обязательны для всех предприятий и организаций республиканского и местного подчинения данной союзной республики независимо от их ведомственной принадлеж­ ности.

Стандарты предприятий действуют только в их пределах. Стандарты утверждаются соответствующими организациями:

ГОСТ — Госстандартом СССР; ОСТ — министерством (ведом­ ством), являющимся ведущим в производстве данного вида про­ дукции; РСТ — советами министров союзных республик или их Госпланами; СТП — руководством предприятий. Особо важные ГОСТы утверждаются Советом Министров СССР.

Порядок разработки, согласования, утверждения, оформле­ ния, регистрации и издания стандартов установлен ГОСТ 1.2—68; 1 .3 -68 и 1.4-68.

Государственные стандарты должны устанавливаться преи­ мущественно на продукцию массового и крупносерийного произ­ водства межотраслевого применения, на изделия, прошедшие

научно-техни ,в нтя

библиотек* СССР

нормы, правила, требования, понятия, обозначения и другие объекты, установление которых необходимо для обеспечения оп­ тимального качества продукции, единства и взаимосвязи различ­ ных областей науки, техники, производства, культуры и др.

Исходя из этого можно указать на следующие объекты госу­ дарственной стандартизации:

общетехнические нормы (ряды номинальных частот и напряже­ ний электрического тока, исходный контур и модули зубчатых колес, профиль и размеры резьбы, допуски и посадки; предпочти­ тельные числа и другие);

научно-технические термины и обозначения; единицы измерений и эталоны единиц измерений;

системы нормативно-технической, конструкторской, техноло­ гической, эксплуатационной и ремонтной документации;

системы классификации и кодирования продукции и технико­ экономической информации;

машины, оборудование, приборы, аппараты и другие изделия массового и крупносерийного производства, применяемые в раз­ личных отраслях народного хозяйства (электрические машины, металлорежущие станки, сельскохозяйственные машины, компрес­ соры, насосы, измерительные приборы, средства техники безопас­ ности и т. п.);

детали, агрегаты и составные части общего назначения для машин, оборудования, приборов; технологическая оснастка и инструмент массового и крупносерийного изготовления межотрас­ левого применения;

промышленное и сельскохозяйственное сырье, материалы, заготовки, полуфабрикаты, топливо преимущественно межотрасле­ вого применения;

наиболее важные виды продукции народного потребления; общие требования, показатели и нормы качества продукции (радиационная стойкость, требования к продукции, поставляемой для эксплуатации в различных климатических условиях, и т. п.),

методы их контроля; основные эксплуатационные свойства и технические характери­

стики групп однородной продукции (ряд основных параметров, нормы точности металлорежущих станков и т. п.), а также методы её испытаний;

методы и средства поверки мер и измерительных при­ боров.

Отраслевые стандарты устанавливаются на продукцию, не от­ носящуюся к объектам государственной стандартизации, а также на нормы, правила, требования, термины и обозначения, регла­ ментация которых необходима для обеспечения взаимосвязи в про­ изводственно-технической деятельности предприятий и организа­ цийотрасли и для достижения оптимального уровня качества продукции.

Объектами отраслевой стандартизации могут быть:

18

машины, оборудование, приборы, аппараты и другие изделия мелкосерийного производства;

отдельные виды готовой продукции ограниченного применения; детали, составные части изделий, технологическая оснастка и инструмент, специфические для производства и применяемые

в данной отрасли; сырье, материалы, топливо, полуфабрикаты, применяемые в

отрасли; технологические нормы и типовые технологические про­ цессы внутриотраслевого применения;

отдельные виды товаров народного потребления.

В тех случаях, когда отсутствуют отраслевые стандарты и необходимо установление норм, правил и требований, специфи­ ческих только для предприятий определенного министерства (ве­ домства), на них утверждаются данным министерством (ведом­ ством) технические условия или РТМ.

Республиканские стандарты устанавливаются на продукцию, выпускаемую предприятиями союзно-республиканского и местного подчинения союзной республики. Номенклатура продукции, на которую утверждаются республиканские стандарты, согласовы­ вается с Комитетом стандартов и соответствующими ведущими министерствами и ведомствами СССР но закрепленным группам продукции.

Объектами республиканской стандартизации могут быть: сырье, материалы, топливо и полезные ископаемые внутри-

республиканского применения; отдельные типы, марки изделий массового или серийного

производства, относящиеся к профилю республиканских мини­ стерств (ведомств) союзных республик и не входящие в номенкла­ туру общесоюзных и союзнореспубликанских министерств (ве­ домств) СССР; '

товары народного потребления, изготовляемые предприятиями республиканского и местного подчинения как из основного сырья, так и из отходов производства.

Стандарты предприятий устанавливаются на нормы, пра­ вила, требования, методы, составные части изделий и другие объекты, имеющие применение только на данном предприятии; на нормы в области организации и управления его производством; на технологические нормы и требования, типовые технологические процессы, оснастку, инструмент и т. п. Стандарты предприятий могут также устанавливать ограничения по применяемой номен­ клатуре деталей, составных частей, материалов, нормам и требо­ ваниям, предусмотренным государственными, отраслевыми или республиканскими стандартами.

Виды стандартов. В зависимости от объектов и содержания стандарты разделяются на несколько видов: стандарты техниче-^ ских условий (всесторонних технических требований); параметров (размеров); типов, марок, сортамента; конструкции и размеров; правил приемки, методов испытаний (контроля, анализа, измере-

19