8.2 Забезпечення технологічності конструкцій машин

Машини і устаткування повинні створюватися не лише з високими техніко-економічними експлуатаційними характеристиками, але і найбільш прості і економічні у виробництві. А для цього необхідно забезпечувати технологічність машин.

Під технологічністю слід розуміти надання будь-якому виробу такої форми і вибір для нього таких матеріалів, які забезпечують найбільш просте, економічне його виготовлення за умови виконання цим виробом заданих функцій.

При забезпеченні технологічності необхідно враховувати що усі пред'являються до конструкції конструктивні, технологічні і експлуатаційні вимоги.

Серед основних конструктивних вимог необхідно виділити наступні:

1. відповідність вибраних параметрів машини умовам її експлуатації;

2. вибір раціональної схеми конструкції, заснованої на аналізі існуючих схем;

3. взаємне розташування вузлів і агрегатів конструкцій, заснованою на аналізі існуючих схем;

4. вибір простих форм деталей;

5. уніфікація матеріалів деталей, вузлів, агрегатів і так далі

Основними технологічними вимогами слід вважати:

1. вибір технологічних процесів, оптимальних для запланованих масштабів виробництва машин;

2. вибір раціональних методів контролю;

3. призначення мінімально допустимих припусків на обробку.

Серед експлуатаційних вимог найважливішими є:

1. надійність і довговічність;

2. простота обслуговування і ремонту;

3. стабільність експлуатаційних властивостей.

Укрупнено показники технологічності можуть бути об'єднані в дві групи:

а) абсолютні;

б) відносні.

Абсолютні показники: вага, норми витрати матеріалів, трудомісткість, точність виготовлення, загальне число деталей в конструкції і так далі

Відносні показники: відносна вага, питома трудомісткість, коефіцієнт уніфікації вузлів, деталей, коефіцієнт спадкоємності конструкції, коефіцієнт використання матеріалу і так далі

Розглянуті показники технологічності є приватними показниками економічного ефекту. Тому слід вважати оцінку технологічності нових машин складовою частиною загальної оцінки їх економічної ефективності, а шляху підвищення технологічності — шляхами забезпечення високих техніко-економічних показників вироблюваних машин.

Можливості і шляхи забезпечення технологічності конструкції слід розглядати стосовно стадій проектування. Наприклад, на стадії технічного завдання — шляхи конструктивного вдосконалення — це вибір раціональних параметрів машин; зниження собівартості, збільшення системи уніфікації і так далі. Ті ж показники необхідно забезпечити і на інших етапах конструкторської підготовки виробництва.

8.3 Організація робіт по уніфікації і стандартизації

При проведенні робіт по уніфікації і стандартизації враховується номенклатура виробів. У машинобудуванні вона вже зараз налічує більше 150 тис. найменувань. В той же час високі темпи технічного прогресу диктують необхідність скорочення термінів освоєння нових виробів і зниження витрат на технічну підготовку.

До ефективних заходів за рішенням цього завдання відносяться уніфікація і стандартизація.

Уніфікація — це комплекс заходів, що забезпечує усунення необгрунтованого різноманіття типів, типорозмірів і марок матеріалів і так далі.

Стандартизація — це спільна творча робота різних фахівців зі встановлення типів і параметрів машин, механізмів, деталей і так далі.

Стандарт від англ. — зразок.

Міжнародна організація по стандартизації, куди входить Україна, дає повне визначення стандарту.

Стандарт є результат конкретної роботи по стандартизації, виконаній на основі досягнень науки, техніки, практичного досвіду, прийнятий і затверджений компетентними органами. Іншими словами стандарт — це технічний еталон.

З 1 січня 1981 р. діє нова система стандартів (ГОСТ).

ГОСТ — державний стандарт України.

ОСТ — галузеві стандарти.

СТП — стандарт підприємства.

ГОСТ затверджується на продукцію виробничо-технічного призначення (як правило, масового і великосерійного виробництва), на загальнотехнічні і організаційні методи, правила, норми (наприклад, ряди напруженого струму); науково-технічні терміни і позначення; одиниці виміру; класифікацію і кодування продукції.

ОСТ затверджується на продукцію серійну і дрібносерійну.

СТП — на норми, правила, вимоги, частини виробів і так далі. Затверджується директором.

По об'єкту стандартизації стандарти підрозділяються на:

1. стандарти ТУ;

2. параметри (розміри);

3. конструкції;

4. марки матеріалів;

5. сортамент (сорт прокату);

6. технічні вимоги (охоплює групу однорідної продукції, встановлює вимоги безпеки, зручність експлуатації і естетики і так далі);

7. методи випробувань;

8. правила маркіровки, упаковки;

9. методи і засоби перевірки заходів і вимірювальних приладів;

10. правила експлуатації і ремонту;

11. типові технічні процеси;

12. стандарти організаційного типу. Наприклад, ССКД.

Уніфікація конструкцій і створення конструктивних рядів значно скорочує терміни освоєння нових машин і призводять до економії витрат на підготовку виробництва і на виготовлення машини.

Міра уніфікації конструкції може бути виражена наступними коефіцієнтами:

Коефіцієнт стандартизації (К_ст):

К_ст = Q_ст / Q_общ

Коефіцієнт конструктивної спадкоємності (К_пр):

К_пр = Q_пр / Q_общ

Коефіцієнт повторюваності (К_пов):

К_пов = Q_пов / Q_общ

Коефіцієнт конструктивної уніфікації (К_у):

К_у =

де Q_ст — число найменувань стандартизованих і нормалізованих деталей.

Q_пр — число найменувань спадкоємних деталей з раніше існуючих конструкцій;

Q_пов — число найменувань, деталей, що повторюються, в машині або в цьому ряду;

Q_общ — загальне число деталей в цій машині.

Приклад: 1 грн. вкладених в стандартизацію дає від 3 до 12 грн. економії. Термін освоєння техніки скорочується в 2,5 — 3 рази сприяє спеціалізації підприємства, а при виробництві дозволяє підвищити рівень серійності, рівень механізації і автоматизації.

У процесі експлуатація підвищує рівень ремонтоспособности, тобто скорочує терміни і вартість ремонтів.

Таким чином, економічний ефект спостерігається:

а) при ТВП (технологічна підготовка виробництва);

б) при виробництві;

в) при експлуатації.

З уніфікацією пов'язані такі прогресивні методи конструювання, як розробка параметричних рядів конструкцій і агрегатування.

Параметричний ряд — сукупність виробів, виготовлених на цьому заводі, аналогічних по кінематиці, робочому процесу, але різні по габаритах.

У основі конструювання параметричного ряду лежить система переважних чисел.

Переважні числа — це ретельно підібрані числові величини, якими рекомендується користуватися при розробці співвідношень між потужностями, зусиллями та ін. найважливішими характеристиками.

Є ГОСТ 8032 - 56, який встановлює переважні числа і їх ряди.

Діюча система переважних чисел заснована на міжнародних рекомендаціях (Міжнародна організація по стандартизації).

Проектування параметричних рядів машин значно скорочує ТВП і створює передумови потокового виробництва.

Логічним завершенням робіт по уніфікації є агрегатування.

Використання продуманого угрупування старанних механізмів дозволяє створити високопродуктивні машини спеціального призначення, змонтовані з уніфікованих вузлів і деталей.

Особливо ефективними є принципи агрегатування при створенні технологічного устаткування і засобів механізації і автоматизації.

Основною перевагою методу агрегатування є скорочення в 2-3 рази термінів створення верстатів і автоматичних ліній, значне їх здешевлення і можливість переналадки.

На проектування і монтаж легких і середніх верстатів вимагається 2-4 місяці замість 2-3 років, а для важких спеціальних верстатів і автоматичних ліній — 6-10 місяців замість 3-4 років.

Методи агрегатування знаходять широке застосування у нас і зарубежом. Ряд верстатобудівних заводів, фірм США, ФРН, Англії застосовують агрегатування для створення універсальних верстатів. У ФРН метод агрегатування дозволяє поставляти спеціалізовані модифікації універсальних фрез. верстатів не пізніше чим через 3-4 тижні після отримання замовлення. Фахівці ФРН вважають, що найближчими роками 60-80 % необхідного устаткування машинобудівні підприємства зможуть скомпоновать самі з покупних вузлів.

За попередніми розрахунками впровадження в промисловість уніфікації і агрегатування дозволяє в 2 - 2,5 разу зменшити об'єм конструкторських робіт; у 2-5 разів зменшити кількість типорозмірів виробів машин; у 1,5 - 2 рази скоротити собівартість виготовлення і рем. виробів.