книги из ГПНТБ / Пластмассы заменяют металлы

отрасли народного хозяйства нашего экономического района.

Технино-энономичесная эффективность

применения пласт м асс в машиностроении

Широкое использование пластмасс в машинострое­ нии повышает экономичность машин как в изготовле­ нии, так и в эксплуатации. Снижается материалоем­ кость, улучшаются технологичность и эксплуатацион­ но-технические показатели работы машины.

Процесс переработки пластмасс в детали и узлы коренным образом отличается от процессов изготов­ ления металлических деталей. Он требует значительно меньшего оснащения, оборудования и затрат живого труда как на техническую подготовку, так и на изго­ товление самих деталей и узлов. Экономический эф­ фект от применения пластмасс в конструкциях машин зависит не только от снижения материалоемкости их, но и от уменьшения капиталовложений, сокращения трудоемкости изготовления и проектирования.

Следует отметить, что применение пластмасс в ма­ шиностроении не всегда экономически целесообразно; В зависимости от ряда технико-экономических пока­ зателей эффективность пластмасс различна. Установ­ лено, что в некоторых отраслях машиностроения применение пластмасс взамен черных металлов эко: номически нецелесообразно. Поэтому важно, чтобы имеющиеся ресурсы пластмасс были рационально использованы в тех областях, где они дают наиболь* ший эффект.

116

Однако на некоторых предприятиях пластмассы применяются исходя лишь из их технической харак­ теристики, без подсчета экономической целесообраз­ ности. Во многих случаях ограничиваются учетом количества черных и цветных металлов, заменяемых пластмассами или сопоставлением уровней себестои­ мости металлических и соответствующих им пласт­ массовых деталей и узлов. Иногда приводят данные о снижении веса и повышении сроков службы пласт­ массовых деталей и узлов по сравнению с металличе­ скими. Все эти отрывочные данные не могут в полной мере характеризовать экономическую эффективность применения пластмасс на предприятиях и тем более в масштабе всего экономического района.

Основными показателями технико-экономической эффективности применения пластмасс являются:

уменьшение веса и материалоемкости конструкций, снижение трудоемкости изготовления узлов и де­

талей, снижение себестоимости,

сокращение производственного цикла изготовления машин,

снижение трудоемкости и затрат на техническую подготовку производства,

высвобождение основных средств и рабочей силы, повышение эксплуатационных технико-экономиче­

ских параметров конструкций.

Использование пластмасс в машиностроении дает огромную экономию металлов, улучшает весовые ха­ рактеристики машин, снижает их материалоемкость. По данным специалистов, применение пластмасс в кабельной, электротехнической и радиотехнической

117

бодить для других целей 300 тысяч тонн цветных

страны и позволяют при данном' уровне производства черных п цветных металлов выпускать дополнитель­ ное количество машин, механизмов и оборудования.

Экономия металлов и снижение материалоемкости и веса конструкций благодаря использованию пласт­ масс обусловлены двумя основными факторами: раз­ личием в удельных весах и снижением потерь мате­ риалов при обработке.

Как известно, пластмассы значительно легче, чем металлы. Так, удельный вес пластмасс, производство которых развивается наиболее быстрыми темпами (поливинилхлорид, полиэтилен, полипропилен, поли­ стирол и сополимеры), находится в интервале 0,92— 1,45. Это значит, что данные пластмассы легче алюми­ ния в 1,8—2,8 раза, стали в 4,0—8,5 раза. При этом небольшой удельный вес пластических материалов со­ четается с высокой механической прочностью.

Коэффициент использования проката черных ме­ таллов за последние годы в производстве автомоби­ лей, тракторов, электровозов, экскаваторов составлял 0,6—0,7, фрезерных станков — 0,35—0,45. Даже в пе­ редовых отраслях массового и крупносерийного маши­ ностроения отходы металла достигали 20—40 проц., а в отраслях серийного — превышали 50 проц. В целом по машиностроению отходы при механической обра­ ботке металла колеблются от 15 до 50 проц., а по сор-

181

"говому прокату — от 35 до 60 проц. Отходы при использовании медного проката составляют в среднем 35—40 проц., бронзового литья — 42—58 проц. В тя­ желом машиностроении нередки случаи использова­ ния черных металлов на 7—15 проц.

При переработке пластмасс в изделия коэффици­ ент полезного использования материалов повышается в среднем до 0,90—0,95. Иначе говоря, отходы при обработке пластмасс по сравнению с металлами сни­ жаются в пять раз. Причем отходы термопластов мо­ гут быть использованы повторно. Все эти преимуще­ ства пластмасс и предопределяют огромную экономию черных и цветных металлов.

Кроме того, нужно учитывать сроки службы дета­ лей. Если они сокращаются, то потребное количество комплектующих (запасных) деталей соответственно возрастает, и расход материалов увеличивается. Если сроки увеличиваются, то соответственно уменьшается износ деталей машины и расход материала.

Следовательно, при сопоставлении материалоемко­ сти металлических и пластмассовых конструкций не­ обходимо учитывать не только вес изделий и коэффи­ циент полезного использования материалов, но и срок эксплуатации конструкций.

Расчет эффективности замены различных матери­ алов пластмассами можно производить по следующей, формуле:

В п — вес изделия из пластмасс;

119

изготовлении детален и узлов машин из пластмасс технологическая трудоемкость снижается в среднем в три-восемь раз, а количество технологических опе­ раций в пять-десять раз.

Себестоимость изготовления деталей и узлов из пластмасс во многих случаях ниже, чем из черных металлов, и, как правило, ниже, чем из цветных и никельсодержащих. Так, себестоимость деталей из дре­ весных пластиков примерно в 15—20 раз меньше себе­ стоимости деталей из баббита и в 5—10 раз ниже себестоимости бронзовых деталей. Себестоимость шестерни из древесно-слоистых пластиков в четыре раза ниже себестоимости из бронзы. При замене ла­ тунных сепараторов шарикоподшипников полиамид­ ными себестоимость изделий уменьшается в пять-шесть раз.

На Алапаевском станкостроительйом заводе срав­ нительно недавно начали внедрять в производство пластмассовые детали, но уже добились неплохих результатов. Замена металла пластмассами позволи­ ла снизить себестоимость: фланцев в 2,1 раза, вту­ лок— в три раза, рукоятки — в два раза. В среднем по 20 деталям, переведенным на изготовление из пластмасс, себестоимость снижена почти в 2,5 раза. Это результат уменьшения трудоемкости изготовле­ ния пластмассовых деталей по сравнению с трудоем­ костью производства соответствующих металлических деталей.

Замена бронзы и латуни пластмассами на Арте­ мовском машиностроительном заводе снизила себе­ стоимость втулок для вентиляторов в четыре раза.

Экономисты подсчитали, что каждая тонна пласт-

масс, которая будет использована в ближайшие годы в народном хозяйстве, уменьшит эксплуатационные затраты на 700 рублей. Применение 1 тонны пласт­ масс снизит себестоимость продукции электротехниче­

что наиболее эффективна замена нержавеющей стали, латуни и бронзы капроном, полиэтиленом, винипла­ стом и древесными пластпкатамп. При этом себесто­ имость деталей и узлов машиностроения снижается в среднем в 5—8 раз. Замена алюминия фено- н ами­ нопластами, полистиролом, сополимерами стирола, полиэтиленом снизит себестоимость деталей и узлов машин в среднем в 1,3—2 раза, а замена чугуна и ста­ ли перечисленными видами пластмасс удешевит про­ дукцию в среднем в 1,5—3 раза.

Себестоимость деталей и узлов из стеклопласти­ ков (кроме стеклопластика типа АГ-4) примерно со­ ответствует себестоимости аналогичных деталей из чугуна и стали. Изготовление же крупногабаритных деталей из стеклопластиков взамен стали обычно не­ сколько их удорожает.

Себестоимость изготовления деталей из пластмасс складывается из затрат на сырье и арматуру, зара­ ботную плату основных производственных рабочих, затрат на погашение стоимости прессформ, наклад­ ных расходов и т. д. Удельный вес этих составляющих и влияние их на себестоимость различны.

Затраты на сырье н арматуру зависят от выбора

122

Марки пластмассы, веса Деталей, коэффициента ис­ пользования материала, отпускных цен на пластмас­ сы, от стоимости арматуры и использования отходов

производства (гарта, бракованных деталей и т. д.).

Практика показывает, что во многих случаях для изготовления деталей пригодны пластмассы несколь­ ких марок. Зная свойство и стоимость материала, можно правильно выбрать пластмассу и снизить себе­ стоимость деталей. Большое значение имеет экономия прессматериалов, которая достигается уменьшением толщины стенок путем подбора более прочного мате­ риала или введением ребер жесткости, а также упро­ щением конструкции и выбором более рациональной прессформы.

На уровень затрат оказывают влияние потери ма­ териалов при формовании деталей, которые бывают следующие: фенопласты — 9,0 проц., аминопласт — 14,5 проц., полистирол— 1,3 проц. Удельный вес за­ трат на пластмассы в себестоимости продукции дости­ гает 49—50 проц.

Стоимость металлической арматуры определяется маркой металла, степенью ее сложности, технологией изготовления, уровнем специализации ее производ­ ства. В связи с этим удельный вес расходов на арма­ туру в себестоимости деталей весьма сильно колеблет­ ся. В среднем по номенклатуре машиностроительных деталей удельный вес этих затрат составляет 6—8 проц.

Затраты на погашение стоимости прессформ зави-- сят главным образом от серийности выпуска деталей. В условиях малосерийного производства деталей по­ гашение стоимости прессформы может быть опреде­ лено по следующей формуле:

н п= ——•юоо,

где Яп— норма погашения стоимости прессформы на 1000 деталей, руб;

С г— стоимость изготовления и ремонта одного гнез­ да прессформы, руб;

Г — число гнезд в прессформе; Т — годовая серийность выпуска деталей, шт.

В этих условиях технические возможности съема де­ талей с прессформы используются не полностью, и норма погашения оказывается завышенной, что и ведет к росту себестоимости деталей. Удельный вес затрат, связанных с погашением стоимости прессформы в себестоимости деталей, нередко достигает 50—75 прод. Поэтому при малой серийности производства следует тщательно взве­ шивать экономическую целесообразность изготовления таких изделий из пластмасс.

При крупносерийном и массовом выпуске деталей по­ гашение стоимости прессформы осуществляется в соот­ ветствии с технической нормой износа одного гнезда по следующей формуле:

Яп= - ^ .1000= -^ -1000,

Нп-Г Нп

где Н „ — техническая норма износа одного гнезда прессформы в шт.

Всреднем затраты на погашение износа прессформы

всебестоимости деталей в этих условиях значительно ниже и составляют 9—10 прод.

По данным Нижне-Тагильского завода пластмасс сред­ ние нормы износа одного гнезда прессформы — 50 тысяч

124

деталей; для особо точных деталей — 35—45 тысяч;

тели изготовляют прессформы без достаточного зна­ ния специфики этого производства. Вследствие этого прессформы имеют высокую стоимость.

Отладка прессформ в цеховых условиях затяги­ вается на длительный срок и вызывает дополнительные расходы. Целесообразной мерой, позволяющей резко снизить затраты иа изготовление и отладку прессформ, является концентрация их производства в спе­ циализированных цехах машиностроительных заводов.

Средние затраты на изготовление 1 тонны деталей из пластмасс на машиностроительных предприятиях совнархоза характеризуются следующими данными, приведенными в таблице 7.

Приведенные нормативы могут быть использованы для определения себестоимости изготовления пласт­ массовых деталей. Зиая себестоимость изготовления металлических деталей, легко подсчитать экономиче­ скую целесообразность замены металла пластмассами.

Применение пластмасс значительно ускоряет тех­ ническую подготовку производства. Вместо сложного, оснащения технологического процесса обработки ме­ таллов при производстве деталей из пластмасс требу­ ются лишь соответствующие прессформы. В таблице 8 приводятся данные, характеризующие различия в тех­ нологической подготовке обработки деталей токарно­ го станка из металла'и из пластмасс.

Трудоемкость технологической подготовки произ­ водства для изготовления комплекта пластмассовых

125