218

Раздел 5. Современные технологические процессы в машиностроении лекция № 38. Основные понятия и задачи развития машиностроительного комплекса

Машиностроительный комплекс - это совокупность отраслей промышленности, изготовляющих важнейшие средства производства, предметы потребления (автомобили, бытовая техника, инвентарь), а также продукцию оборонного значения. В его состав входят: станкостроение, приборостроение, электротехническая и электронная промышленность, энергетическое, транспортное, химическое, нефтяное, сельскохозяйственное машиностроение, авиационная, автомобильная, тракторная промышленность и ряд других отраслей машиностроения.

Этот комплекс охватывает тысячи предприятий, институтов, конструкторских, технологических организаций. По своим масштабам и численности работающих машиностроение - самая крупная отрасль промышленности, в ней занято около 1 / 3 всех работающих, а номенклатура выпускаемых изделий составляет десят­ки тысяч наименований.

По масштабам выпуска продукции различают три вида машиностроительного производства - массовое, серийное, единичное. К массовому производству относится выпуск таких широкоиспользуемых машин и изделий, как автомобили, трактора, электро­двигатели, холодильники, часы, стиральные машины, подшипники и т. д. Серийно выпускаются насосы, компрессоры, вентиляторы, металлорежущие станки, прессы, летательные аппараты и др.

Единичным (индивидуальным), как правило, является производ­ство особо крупных и уникальных машин и оборудования, таких как прокатные станы, тепловые и гидравлические турбины, мощ­ные прессы, крупные морские суда, космические аппараты и др.

Ведущая роль машиностроения среди других отраслей народного хозяйства определяется тем, что основные производственные процессы во всех отраслях промышленности, строительства и сельского хозяйства выполняются посредством машиностроительной продукции, и в существенной степени производительность труда в любой отрасли определяется техническим уровнем машиностроения.

Машиностроительные предприятия производят изделия, т.е. предметы или наборы предметов, изготовленные на предприятии.

Установлены следующие виды изделий:

• деталь - изделие, изготовленное из однородного материала, без применения каких-либо механических соединений (деталь может иметь какое-либо покрытие, например, путем хромирования или может быть применена при ее изготовлении местная пайка, сварка); примеры деталей -болт, гайка, ключ от замка, шайба и др.;

• сборочная единица - изделие, имеющее составные части, соединенные между собой на предприятии - изготовителе в результате сборочных (соединительных) операций (например, путем свинчивания, склеивания, сварки, запрессовки, сшивки и т.п.); примеры сборочных единиц - автомобиль, станок, сварной корпус и др.;

• комплекс - это изделие, состоящее из сборочных единиц и деталей, не соединенных между собой на предприятии-изготовителе, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций; примеры комплексов - автоматическая телефонная станция, корабль, автоматическая линия по изготовлению какой-либо продукции, космическая станция и др.;

• комплект - то же, что и комплекс, т.е. изделие из набора более простых изделий, но имеющих общее эксплуатационное назначение вспомогательного характера; примеры - комплект запасных частей, комплект тары и др.

Машиностроение занимает одно из первых мест в экономике Украины. Учитывая общемировые тенденции развития глобализации, т.е. перерастание индустриальной экономики в постиндустриальную, для которой характерен новый технологический способ производства, его роль все больше возрастает.

Как показывает опыт промышленно развитых стран мира, наиболее интенсивно процессы обновления должны осуществляться в машиностроительной отрасли, так как выпускаемая ею продукция является технической базой производства для других отраслей промышленности. Степень обновления и уровень конкурентоспособности продукции, производимой в государстве, зависит, прежде всего, от степени обновления продукции машиностроения.

Вообще, нужно сказать о том, что машиностроению в товарной структуре экспорта Украины принадлежит второе место – 13,2% (металлургия – 63,8%). Однако наблюдается отрицательная динамика экспорта впервые освоенной продукции. Так, за последние три года ее объем ежегодно сокращается примерно на 5-7 млн. грн. Кроме того, за период с 1990 года рентабельность продукции уменьшилась в 80 раз. В структуре потребления энергетических ресурсов на машиностроительных предприятиях наибольший объем занимает электроэнергия, что отражается на себестоимости продукции, которая с 1990 года увеличилась почти в 9 раз.

Нехватка денежных средств остается одной из главных причин, которые препятствуют техническому обновлению производства. В настоящий момент основным источником финансирования являются собственные средства предприятий (как и в других отраслях их естественно не хватает). Только 10% из бюджета идет на обновление основного капитала. Несмотря на активное участие коммерческих банков (предоставление кредитов) в этом процессе, их вклад остается слишком незначителен – всего лишь 5%. Иностранный инвестор также не спешит оказать помощь машиностроителям, так как предпочитает вкладывать свои капиталы в сферу торговли. Здесь следует отметить, что машиностроение, тем не менее, является одной из наиболее привлекательных для иностранных инвесторов отраслей. Так, на начало этого года сюда поступало 9,3% от общего объема инвестиций ( но для решения всех проблем комплекса этого явно недостаточно).

Машиностроение Украины должно осуществить быстрый пе­реход к производству новых поколений машин и оборудования, способных обеспечить внедрение прогрессивных технологии, и в первую очередь энерго- и ресурсосберегающих, открыть путь к автоматизации всех стадии производства. Первостепенное внима­ние должно быть уделено выпуску современных станков, кузнечно-прессового, литейного, сварочного и другого прогрессивного оборудования, компьютеризации, механизации и автоматизации машиностроительного производства.

Объектами производства машиностроительных предприятий являются различные машины.

Машина — это механизм или сочетание механизмов, осуществляющих целесообразные движения для преобразования энергии или производства работ. Различают два вида машин: машины-двигатели, с помощью которых один вид энергии преобразуется в другой, удобный для применения, и рабо­чие машины (машины-орудия), с помощью которых производится измене­ние формы, свойств и положения объекта труда.

Машины, механизмы и установки, агрегаты или детали в процессе про­изводства на машиностроительных предприятиях являются изделиями.

Изделие — это предмет или набор предметов производства, подлежа­щих изготовлению на предприятии.

ГОСТом 2.101-68 установлены перечисленные ниже виды изделий.

Деталь — это изделие, изготовленное из однородного по наименованию и марке материала без применения сборочных операции (например, валик из одного куска металла, литой корпус и т.п.).

У каждой детали, участвующей в сборке, имеются сопрягаемые и несоп­рягаемые поверхности. Первые при сборке соприкасаются с поверхностями других деталей, образуя соответствующие сопряжения. При этом сопрягае­мые поверхности могут иметь различное назначение. Одни служат для при­соединения данной детали к другим деталям (например, нижняя плоскость передней бабки токарного станка сопрягается с соответствующей поверхно­стью станины и определяет этим положение передней бабки относительно станины; хвостовик турбинной лопатки, сопрягаясь с соответствующими пазами ротора, задает конкретные положения турбинной лопатке). Такие поверхности называются основными базами.

Сопрягаемые поверхности служат для присоединения к заданной детали других деталей сборочного соединения и носят название вспомогательных баз (например, поверхность станины, на которую опирается основная база передней бабки — ее нижняя плоскость, — является вспомогательной базой станины и т.д.).

Таким образом, при сборке соединений основные базы одной детали опи­раются на вспомогательные базы другой. Сопрягаемые поверхности, выпол­няющие некоторые рабочие функции (поверхность шкива с приводным ремнем, поверхность резьбы в винтовых механизмах и т.д.), называются функциональными.

Остальные поверхности детали являются несопрягаемыми (свободными) и служат для оформления требуемой конфигурации детали. Они часто не об­рабатываются или обрабатываются с пониженной точностью для уравнове­шивания и балансировки.

Базовые детали — это детали с базовыми поверхностями, выполняющие в сборочном соединении (узле) роль соединительного звена, обеспечивающе­го при сборке соответствующее относительное положение других деталей.

Сборочная единица (узел) — это часть изделия, которая собирается от­дельно и в дальнейшем участвует в процессе сборки как единое целое (со­единяются между собой свинчиванием, склеиванием, клепкой, прессовкой, сваркой и т.д.). Бывают 1-го порядка (входящие в изделие) и 2-го порядка (входящие в сборочный узел).

Сборочный комплект — это группа составных частей изделия, кото­рые необходимо подать на рабочее место для сборки изделия или его со­ставной части. |

Комплектующее изделие — это изделие предприятия-поставщика, при­меняемое как составная часть изделия, выпускаемого предприятием-изгото­вителем. Составными частями изделия могут быть детали и сборочные единицы (ГОСТ 3.1109-82).

Каждая сборочная единица включает в себя определенные виды соеди­нений деталей.

По возможности относительного перемещения составных частей соеди­нения подразделяются на подвижные и неподвижные.

По сохранению конструкции при сборке соединения подразделяются на разъемные и неразъемные. Соединение считается разъемным, если при его разборке сохраняется конструкция его составных частей, и неразъемным, если при разборке его составные части повреждаются и их конструкция нарушается. Соединения могут быть неподвижными-разъемными (пазовые, конические); неподвижными-неразъемными (запрессовка, расфальцовка, клепка); подвижными-разъемными (подшипники скольже­ния, плунжеры-втулки, зубья зубчатых колес); подвижными-неразъемны­ми (подшипники качения, запорные клапаны). Количество разъемных соединений в современных машинах и механизмах составляет 65 — 85 % от количества всех соединений.

По методу образования соединения разделяются на резьбовые, клино­вые, штифтовые, шпоночные, клееные, клепанные, фланцевые, прессовые, фальцованные (загибание кромок совместное), развальцованные и др.

Важнейшей характеристикой современных машин является их качество. Под качеством продукции понимается совокупность свойств, обусловливаю­щих ее способность удовлетворять определенным потребностям в соответ­ствии с ее назначением [16 ].

Для общей оценки качества машины большое значение имеет ее рабо­тоспособность, под которой понимается такое состояние изделия, при ко­тором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значение заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Надежность — это свойство изделия сохранять во времени свою рабо­тоспособность.

Отказ — это событие, заключающееся и нарушении работоспособнос­ти изделия.

Срок службы изделия, определяемый его наработкой до достижения пре­дельного регламентированного состояния, называется ресурсом.

Трудоемкость определяется продолжительностью изготовления изделия при нормальной интенсивности труда (и часах).

Станкоемкость характеризуется продолжительностью времени, в тече­ние которого должны быть заняты станки или другое оборудование для изго­товления всех деталей изделия. Единица измерения — станко-час.

Изготовление современных машин и приборов требует четкой организа­ции производственного процесса при тщательной технологической подго­товке производства.