Унификация продукции: сущность, значения и направления работ

План: Введение… I Сущность и значение унификации продукции… 1.1 Унификация продукции – основа взаимозаменяемости………. 1.2 Промышленная продукция – объект воздействия механизм обеспечения взаимозаменяемости…. 1.3 Технические условия изделий машиностроения…. 1.4 Эффективность использования промышленной продукции… 12

II Свойства качества функционирования изделий… 2.1 Взаимозаменяемость… 2.2 Точность… 2.3 Надёжность…. III Обеспечение взаимозаменяемости при проектировании, на производстве, при эксплуатации… 3.1 Взаимозаменяемость при проектировании… 3.2 Взаимозаменяемость на производстве…. 3.3 Взаимозаменяемость при эксплуатации… 25 Вывод… 27

Введение Развитие машиностроения в настоящее время характеризуется значительным усложнением конструкций машин и механизмов. Оно вызвано возросшими рабочими параметрами агрегатов (скоростями, давлениями, температурами, степенями сжатия и др.), автоматизацией процессов выполнения операций и управления самими машинами, повышенными требованиями к надёжности, долговечности, производительности, точности и другим показателям. С другой стороны, высокие темпы научно-технического прогресса приводят к более быстрому моральному

старению техники, к необходимости её более частой смены. Вместе с тем, промышленное производство становится более массовым или крупносерийным, основанным на глубокой специализации и широком кооперировании заводов. Ускорение технического прогресса, повышение производительности труда, повышение качества продукции и экономия материальных и трудовых ресурсов достигаются на пути комплексной автоматизации и механизации

производства. Автоматизация даёт большой технико-экономический эффект при крупнейшем производстве. При мелкосерийном производстве автоматизация может иметь не только малую эффективность, но и при определённых условиях даже может не окупиться. Прогрессивным является в этом отношении увеличение партий продукции на производстве. Сущность и значение унификации I.1Унификация продукции – основа взаимозаменяемости Расширение массовости производства достигается с помощью унификации.

Унификация – это приведение объектов одинакового функционального назначения к единообразию по установленному признаку и рациональное сокращение числа этих объектов на основе данных об их эффективной применяемости. В основе унификации рядов деталей, узлов, агрегатов, машин и приборов лежит их конструктивное подобие, которое определяется общностью рабочего процесса, условий работы изделий, т.е. общностью эксплуатационных требований. К ним, например, относятся характер нагрузки и режим её изменения, температурные условия,

силовая и тепловая напряжённость и др. Унификация наиболее распространённая и эффективная форма стандартизации. Стандартизация – это установление и применение правил с целью упорядочения деятельности в определённой области на пользу и при участии всех заинтересованных сторон, в частности для достижения всеобщей оптимальности экономии при соблюдении условий эксплуатации (использования) и требований безопасности. Унификацию можно осуществлять до стандартизации, если её результаты не оформляются стандартом.

Но стандартизация изделий, их составных частей и деталей обязательно предполагает их унификацию. Отсюда можно дать ещё одно определение унификации – это форма стандартизации, заключающаяся в объединении одного, двух и более документов в одном, с таким расчётом, чтобы регламентируемые этим документом изделия можно было взаимозаменять при употреблении. Основой унификации является систематизация и классификация. Систематизация предметов, явлений или понятий преследует цель расположить их в определённом порядке

и последовательности. образующей чёткую систему, удобную для пользования. При систематизации необходимо учитывать взаимосвязь объектов. Наиболее простой формой систематизации является алфавитная система расположения объектов. Широкое распространение поучила разновидность систематизации – классификация. Она преследует цель расположить предметы, явления или понятия по классам, подклассам и разрядам в зависимости

от их общих признаков. Чаще всего классификацию проводят по десятичной системе. На её основе создан общероссийский классификатор продукции. Различают следующие виды унификации: Внутриразмерная унификация всех модификаций определённого изделия с базовой моделью или между собой внутри одного типоразмера. Межразмерная унификация базовых моделей или их модификаций (между разными размерами параметрического

ряда изделий, но внутри одного типа). Межтиповая унификация изделий, относящихся к различным параметрическим рядам и различным типам. Заводская (в рамках завода) и отраслевая (для ряда заводов отрасли) унификация может охватывать номенклатуру изделий, сборочных единиц и деталей, которые производят и применяют в различных отраслях народного хозяйства. Наиболее простой метод унификации деталей и агрегатов общемашиностроительного назначения заключается в замене группы близких по конструкции и размерам типов одним оптимальным типоразмером,

использование которого не связано с существенными трудностями в какой-либо сфере применения. Этот метод широко используют для деталей и узлов машин с ограниченным числом параметров, определяющих их конструкцию (шайбы, винты, болты, гайки, муфты). В других случаях требуется более сложный предварительный анализ конструкций и параметров унифицируемых объектов, оценка качества их функционирования и проведение расчётно-конструкторских работ.

Неправильно осуществлённая унификация может дать отрицательный эффект, в частности, когда приходится использовать ближайшие большие унифицированные детали, вызывающие неоправданное эксплуатационными условиями увеличение массы, габаритов и трудоёмкости изготовления машин. Задача унификации конструкций и типоразмеров изделий, составных частей и деталей является не только технической но и экономической. Её цель – стандартизовать такие конструкции и их размерные ряды, при

которых суммарная эффективность в сфере производства и эксплуатации была бы наибольшей. Таким образом при унификации устанавливают минимально необходимое, но достаточное число типов, видов, типоразмеров, изделий, сборочных единиц и деталей, обладающих показателями качества и полной взаимозаменяемостью. Взаимозаменяемостью изделий (машин, приборов, механизмов), их частей или других видов продукции (сырья, материалов, полуфабрикатов) называют их свойство равноценно заменять при использовании любой из множества

экземпляров изделий, их частей или иной продукции другим однотипным экземпляром. Наиболее широко применяют полную взаимозаменяемость, которая обеспечивает возможность беспригоночной сборки (или замены при ремонте) любых независимо изготовленных с заданной точностью однотипных деталей в сборочные единицы, а последних – в изделия при соблюдении предъявляемых к ним (к сборочным единицам или изделиям) технических требований по всем параметрам качества.

Полная взаимозаменяемость возможна только, когда размеры, форма, механические, электрический и другие количественные и качественные характеристики деталей и сборочных единиц после изготовления находятся в заданных пределах и собранные изделия удовлетворяют техническим требованиям. Выполнение требований к точности деталей и сборочных единиц изделий является важнейшим исходным условием обеспечения взаимозаменяемости. Кроме этого, для обеспечения взаимозаменяемости необходимо выполнять

и другие условия (устанавливать оптимальные номинальные значения параметров деталей и сборочных единиц, выполнять требования к материалу деталей, технологии их изготовления и контроля). Взаимозаменяемыми могут быть детали, сборочные единицы и изделия в целом. В первую очередь такими должны быть детали и сборочные единицы, от которых зависят надёжность и другие эксплуатационные показатели изделий. Это требование, естественно, распространяется и на запасные части.

При полной взаимозаменяемости сборку выполняют без доработки деталей и сборочных единиц. Такое производство называют взаимозаменяемым. Иногда необходимо изготовлять детали и сборочные единицы с малыми экономически неприемлемыми или технологически трудно выполнимыми допусками. В этих случаях для получения требуемой точности сборки применяют групповой подбор деталей (селективную сборку), компенсаторы, регулирование положения некоторых частей машин и приборов, пригонку.

Такую взаимозаменяемость называют неполной (ограниченной). Её можно осуществлять не по всем, а только по отдельным геометрическим или другим параметрам. Внешняя взаимозаменяемость – это взаимозаменяемость покупных и кооперируемых изделий и сборочных единиц по эксплуатационным показателям, а так же по размерам и форме присоединительных поверхностей. Например, в электродвигателях внешнюю взаимозаменяемость обеспечивают по частоте вращения вала и мощности,

а так же по размерам присоединительных поверхностей. Внутренняя взаимозаменяемость распространяется на детали, сборочные единицы и механизмы, входящие в изделие. Например, в подшипнике качения, внутреннюю групповую взаимозаменяемость имеют тела качения и кольца. Уровень взаимозаменяемости производства можно характеризовать коэффициентом взаимозаменяемости Кв, равным отношению трудоёмкости изготовления изделия.

Значение этого коэффициента может быть различным, однако степень его приближения к единице является объективным показателем технического уровня производства. I.2Промышленная продукция – объект воздействия механизма обеспечения взаимозаменяемости Под промышленной продукций понимается материализованный результат процесса трудовой деятельности, обладающий полезными свойствами и предназначенный для использования потребителями в целях удовлетворения их потребностей

как общественного, так и личного характера. Вся промышленная продукция (для оценки уровня качества) разделена на два класса: расходуемая при использовании и расходующая свой ресурс. Частным случаем промышленной продукции является изделие. Изделие является единицей промышленной продукции, количество которой может исчисляться в штуках или экземплярах. Виды изделий, представляющие объекты конструкторской документации, являются изделиями машиностроения:

детали, сборочные единицы, комплексы и комплекты. Изделия машиностроения входят во второй класс промышленной продукции и делятся на неремонтируемые (группа 4) и ремонтируемые (группа 5). Примерами изделий в группах являются: в группе 4 – болты, гайки, подшипники и т.п.; в группе 5 – технологическое оборудование различных отраслей промышленности, сельскохозяйственные и транспортные машины, измерительные приборы, средства автоматизации и систем управления.

Действию изделий подвергается масса, энергия, информация и по их переработке выделяют классы изделий: металлорежущие станки, вычислительные машины, шахты, домны, технологическое оборудование (энергия, масса, информация); теплообменники, аккумуляторы, электрические двигатели (энергия); массообменные аппараты, выпорные аппараты, паровые котлы, дробилки, насосы, компрессоры (энергия и масса); контрольно-измерительные приборы, блоки автоматики, радиоприёмники, телевизоры (энергия, информация); сосуды, резервуары для

хранения газа и жидкости (масса). Каждое изделие характеризуется величинами, определяющими показатели качества данного изделия. Показатели качества могут характеризовать самые разнообразные свойства изделия в зависимости от его назначения и тех требований, которые к нему предъявляются. Среди этих свойств важное значение отводится взаимозаменяемости и сопутствующим ей свойствам: точности, надёжности и стабильности. Обычно каждое изделие характеризуется рядом выходных показателей качества,

и их предельные значения контролируются и регламентируются нормативно-технической документацией (НТД). В стандартизации изделий машиностроения выработана практика, согласно которой в НТД включают технические условия, подлежащие соблюдению при создании изделий. I.3Технические условия изделий машиностроения Под техническими условиями понимают систему качественных показателей с установленными для них количественными данными и допусками.

Техническими условиями определяют задачу, которую предстоит разрешить как в процессе конструирования, так и во время производства на машиностроительном заводе и в эксплуатации изделия. В технических условиях указывают назначение и требования к изделию, методы контроля, прогрессивные способы производства, транспортировки, методы нанесения клейма. Технические условия (ТУ) являются нормативным документом, содержащим требования к качеству продукции.

В ТУ изделия машиностроения вводят два обязательных указания: номинальный размер и требования к точности по величине допуска (допуском Т называют разность между наибольшим и наименьшем допускаемыми значениями того и иного параметра. Допуск Т размера – разность между наибольшим и наименьшем предельными размерами или абсолютное значение алгебраической разности между верхним и нижнем отклонениями допуск всегда положителен. Он определяет допускаемое поле рассеяния действительных размеров годных деталей в партии, т.е. заданную

точность изготовления. С увеличением допуска качество изделий, как правило, ухудшается, но стоимость изготовления уменьшается). Номинальный размер вводится для проведения общей идентификации, допуск ограничивает отклонение состояния изделия от показателя качества. Назначение допусков сталкивается со следующими трудностями: 1.противоречивость проблемы допусков; 2.стимулирование уменьшения величины допуска;

3.стимулирование увеличения величины допуска; 4.функционально-технологический синтез регламентации допусков; 5.экономическая эффективность качества изделия. Каждый допуск предполагает компромисс между функциональными и технологическими требованиями. Функциональные требования предполагают: обеспечить техническое состояние по заданной работоспособности в безотказный период; обеспечить качество функционирования изделия по потребительским свойствам (взаимозаменяемость,

точность, стабильность, технологичность); защитить конструкцию от внешнего эксплуатационного воздействия (среды обитания); устранить риск во избежание несчастных случаев; предусмотреть взаимозаменяемость при обслуживании и ремонте; предусмотреть конкурентоспособность на внешнем и внутреннем рынке; создать фонд НТД. Технологические требования предполагают: управление технологической подготовкой производства (ТПП); управление технологическим процессом; автоматизацию традиционного жёсткого и гибкого производства;

предусмотреть взаимозаменяемое производство; создать фонд НТД и систему технического контроля (СТК). Меньшие допуски повышают качество продукции и издержки производства, большие допуски, наоборот, снижают качество, но повышают экономичность. Постоянной проблемой остаётся сокращение издержек при неизменном уровне качества, либо улучшение качества при неизменных затратах. Данный фактор точности стимулирует уменьшение величины допуска, вызванное:

повышением требований и надёжности изделия, ресурсу, внешнему виду, сокращением затрат на подгонку и регулировку изделия в процессе сборки, соблюдением взаимозаменяемости при эксплуатации, расширением использования технологической оснастки. Данный фактор точности стимулирует увеличение допуска к условиям, обусловленным производственной необходимостью. К ним относятся: производственное планирование, разработку и изготовление, отладку технологического оборудования, перезаточку и установку инструмента, ремонт и

замену оснастки, инструмента, объём выпуска изделий. Проводится функциональное нормирование от допуска показателя качества до допуска геометрической точности детали. По результатам нормирования вводят допуск на текущий размер. Допуск на изделие согласуется с точностью измерения, как его составной части. Назначение функциональной и технологической точности синтезом допуском согласуется между собой и обуславливается

экономической величиной прибыли от продажи изделия. I.4Эффективность использования промышленной продукции Под эффектом принято понимать результат определённого действия, а под эффективностью – свойство создавать эффект, результативность (рис.1.2) Эффектом называется, желательные с позиции данной цели, результаты от создания (проектирование, производство) до применения (эксплуатация) объектов машиностроения.

Эффектом может быть удовлетворение любых потребностей населения и народного хозяйства, достижение определённых технических характеристик машин, достижение любых экономических, социальных и других целей. Эффект бывает полезным и вредным. Под полезным эффектом понимается выполняемая изделием работа или отдача за определённый период времени, которая может выражаться в натуральных или стоимостных величинах. Полные затраты на создание и эксплуатацию (потребление) изделий можно рассматривать как отрицательный

экономический эффект. Достижение полезных результатов при использовании изделий в конкретной эксплуатационной ситуации с учётом эксплуатационных затрат называют эффективностью использование изделий. Меру, как показатель эффективности, классифицируют в двух направлениях: по принципу определения эффекта и по принципу вида отношения между эффектом Э и затратами С: Ц=Э/С, где эффекты Э и затраты С могут быть выражены в технических, денежных или условных единицах.

В ряде случаев приходится учитывать наличие двух видов эффектов: полезных (повышение коэффициента полезного действия) и побочных или вредных. Общей функциональной характеристикой эффективности использования изделий является техническое состояние, определяемое двумя ключевыми понятиями – работоспособность и отказ. Работоспособность – это состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией (НТД).

Отказ – это событие, заключающееся в нарушении работоспособности изделия. Отказ возникает через не6который период, которой является случайной величиной. В целом характер взаимодействия работоспособности и отказа отражает закон единства борьбы и противоположностей. В процессе эксплуатации эта «борьба противоположностей» постоянно сопутствует процессу функционирования изделия. Работоспособность переходит в нарушение (отказ), а нарушение в работоспособность.

Эти взаимопротивоположные возможности реализуются не одновременно. Эксплуатационная ситуация либо уменьшает, либо восстанавливает работоспособность машины, продлевая доотказное состояние. Она характеризуется условиями, в которых эксплуатируется изделие, поддержанием технического состояния и режимами работы. Рассеивание нагрузок, скоростей, температур, влажности, запылённости и других показателей среды, в которой работает машина, является основной причиной случайного характера

процесса изменения выходных параметров изделия. Окружающая среда оказывает существенное влияние на работу тех машин, которые функционируют вне заводских помещений и имеют непосредственный контакт с атмосферой или иной средой. Изделия, эксплуатация которых в стационарных заводских условиях, тем не менее, часто воспринимают разнообразные нагрузки, имеют непостоянные циклы работы, испытывают воздействия от соседних машин и агрегатов. Поэтому выявление спектра эксплуатационных нагрузок, действующих на изделие, является

необходимым условием для анализа и прогнозирования технического состояния, поддержания взаимозаменяемости при эксплуатации. В задачу определения спектра эксплуатационных нагрузок входит также оценка условий работы изделия. Факторы эксплуатационной ситуации должны устанавливаться и учитываться в проектировании конструкции. II. Свойства качества функционирования изделий 2.1 Взаимозаменяемость Взаимозаменяемость имеет огромное народнохозяйственное значение и обеспечивается

единством научно-технических, экономических и организационных мероприятий. Она является одной из важнейших предпосылок организации серийного и массового производства, способствует широкому кооперированию производств, основанных на изготовлении многочисленных комплектующих элементов изделий машиностроения на различных специализированных предприятиях. Взаимозаменяемость позволяет не только лучше организовать производство изделий, но и сократить сроки

и повысить качество их ремонта в процессе эксплуатации. Обеспечение взаимозаменяемости в заводском изготовлении дешевле, чем при монтаже в полевых условиях, в эксплуатации бывает дешевле заменить, чем ремонтировать. Взаимозаменяемость – одно из средств достижения окончательного результата в повышении качества изделий. Она предполагает с большей стоимостью изготовления деталей достичь наименьшей стоимости сборки и монтажа,

снижая общие затраты на производство изделия. Взаимозаменяемость как свойство совокупности изделий. Взаимозаменяемость – это свойство элемента (детали сборочной единицы), обеспечивающее возможность его применения вместо другого с одинаковыми параметрами без дополнительной обработки с сохранением заданного качества изделия, в состав которого оно входит. Взаимозаменяемость является основным свойством совокупности изделий, определяющим качество продукции, и характеризуется интенсивностью, наличием отношений между

элементами изделий с учётом общности и специфичности, внешним и внутренним проявлениями. Совместимость свойства взаимозаменяемости указывает на связь её с другими качественными свойствами – точностью, надёжностью, однородностью. 2.2 Точность Свойством основной функции изделий, достижение и обеспечение которой вызывает наибольшие трудности и затраты в процессе производства, является точностью.

Точностью изготовления называют степень приближения действительных значений геометрических и других параметров деталей и изделий к их заданным значениям, указанным в чертежах или технических требованиях. Точность – понятие сложное и включает три её разновидности: конструкторскую, технологическую и эксплуатационную. Конструкторскую точность рассматривают в период проектных работ и определяют погрешности, заложенные в рабочем принципе с учётом влияния на функционирование и стоимость изделий.

Основной принцип конструирования не должен иметь погрешности. Технологическую точность рассматривают в производстве изделий. Применяют три вида воздействия на технологическую точность: устранение, компенсацию и учёт. Самыми действенными мерами воздействия на технологическую точность являются меры устранения, которые сводятся к устранению причин образования погрешностей.

Это сопровождается большими издержками на производстве. Средствами компенсации воздействуют на точность ужесточением точности, введением конструкции с кратчайшей размерной цепью, введением компенсаторов. Учёт погрешности рекомендован, когда устранение погрешностей регламентируется затратами. Эксплуатационная точность зависит от времени вследствие износа: механического, коррозионного, эрозионного. Необходимо также различать нормированную точность деталей, узлов и изделий,

т.е. совокупность допускаемых отклонений от расчётных значений геометрических и других параметров, и действительную точность, т.е. совокупность действительных отклонений, определённых в результате измерения (с допускаемой погрешностью). Достичь заданной точности – значит изготовить детали и собрать механизм так, чтобы погрешности геометрических, электрических и других параметров находились в установленных пределах. 2.3 Надёжность Развитие техники по важнейшим направлениям ограничивается требованиями надёжности.

Современные технические средства состоят из множества взаимодействующих изделий и их составных частей. Отказ в работе хотя бы одного ответственного элемента сложной системы без резервирования может привести к нарушению работы всей системы, к браку изделий, простою оборудования, иногда к аварии, связанной с опасностью для человеческой жизни. Повышение надёжности изделий является одной из важнейших народнохозяйственных задач: это огромный резерв повышения эффективности использования продукции и производительности общественного

труда. При недостаточной надёжности машины изготовляют в большем, чем нужно количестве, что ведёт к перерасходу металла, излишкам производственных мощностей, завышению расходов на ремонт и эксплуатацию. Надёжность в проблеме качества имеет свою собственную меру характеристики изделия. Надёжность является одним из аспектов качества, отражает свойства изделия сохранять требуемые качественные показатели в течение всего периода эксплуатации, представляет качество во времени.

Надёжность – вероятность того, что изделие будет выполнять свои функции в соответствии с заданными требованиями в намеченный период времени при определённых условиях. Когда детали или системы, построенные из деталей, находятся в работе, могут наблюдаться три типа отказов: ранний, случайный, и отказ, связанный с износом. При определении надёжности характер распределения находится с помощью эксперимента, а затем выборочные данные испытаний используются для подтверждения

правильности предполагаемого распределения данных, характеризующих срок службы. Роль обеспечения качества в управлении надёжностью продукции зависит от вида продукции и организации производства. Изделие не будет иметь надёжность большую, чем заложена конструктором, отклонения могут быть только по чистой случайности. Конструктор несёт главную ответственность за надёжность изделия, отсюда следует, что обеспечение надёжности является частью конструирования.

Необходимым условием повышения надёжности является информативность, получаемая от потребителя, и профессионализм персонала, занятого обеспечением надёжности на всех стадиях жизненного цикла. Надёжность обуславливается точностью и взаимозаменяемостью. III.Обеспечение взаимозаменяемости при проектировании, на производстве, при эксплуатации Проведенные исследования и опыт промышленности показывают, что изготовление деталей и сборочных единиц

с точно установленными геометрическими, механическими, электрическими и другими функциональными параметрами, создание гарантированного запаса работоспособности машин и приборов позволяет обеспечить взаимозаменяемость всех однотипных изделий, выпускаемых заводом, по их эксплуатационным показателям, т. е. по показателям качества функционирования. Обеспечение взаимозаменяемости машин и других изделий по оптимальным эксплуатационным показателям (ЭКП) является основным принципом, взаимозаменяемости в машиностроении.

Взаимозаменяемость, при которой обеспечивается работоспособность изделий с оптимальными и стабильными (в заданных пределах) во времени ЭКП или с оптимальными показателями качества функционирования для сборочных единиц и взаимозаменяемость их по этим показателям, называют функциональной. Функциональными являются геометрические, электрические, механические и другие параметры, влияющие на эксплуатационные показатели машин и других изделий или служебные функции сборочных единиц.

Например, от зазора между поршнем и цилиндром (функционального параметра) зависит, .мощность двигателей (эксплуатационный показатель), а в поршневых компрессорах — массовая и объемная производительности. Чтобы получить наибольшую эффективность взаимозаменяемости, т.е. добиться функциональной взаимозаменяемости, необходимо при проектировании, производстве и эксплуатации машин и других изделий учитывать следующий комплекс научно-технических исходных положений, объединяемых понятием принцип функциональной взаимозаменяемости.

3.1 Взаимозаменяемость при проектировании 1.Эксплуатационные показатели машин и других изделий определяются уровнем и стабильностью характеристик рабочего процесса; размерами, формой и другими геометрическими параметрами деталей и сборочных единиц; уровнем механических, физических и химических свойств материалов, из которых изготовлены детали, и другими факторами. 2.Очень важно обеспечивать однородность исходного сырья, материалов, заготовок и полуфабрикатов по

химическому составу и структуре, равный уровень и стабильность механических, физических и химических свойств, а также точность и стабильность их размеров и форм. 3.Функциональную взаимозаменяемость обеспечивают на стадии проектирования изделий. Для этого в первую очередь необходимо уточнить номинальные значения их эксплуатационных показателей и определить исходя из назначения, требований к надежности и безопасности, допускаемые отклонения эксплуатационных

показателей изделий, которые они будут иметь в конце установленного срока работы. Разность между этими показателями у новых изделий и в конце срока эксплуатации составляет их допуск. Есть и другой путь решения этой задачи — обобщение опыта эксплуатации и проведение экспериментальных испытаний моделей, макетов или образцов. 4.При конструировании необходимо выявить функциональные параметры, от которых главным образом зависят значения и допускаемый диапазон отклонений эксплуатационных показателей

машины. Теоретически и экспериментально на макетах, моделях и опытных образцах следует установить возможные изменения функциональных параметров во времени, найти связь и степень влияния этих параметров и их отклонений на эксплуатационные показатели нового изделия и в процессе его длительной эксплуатации. Зная эти связи и допуски на эксплуатационные показатели изделий, можно определить допускаемые отклонения функциональных параметров и рассчитать посадки для ответственных соединений (посадкой называют характер

соединений деталей, определяемые величиной получающихся в нём зазоров или натягов. Посадка характеризует свободу относительного перемещения соединяемых деталей или степень сопротивления их взаимному смещению. В зависимости от взаимного расположения полей допусков отверстия и вала посадка может быть: с зазором, с натягом или переходной, при которой возможно получение как зазора, так и натяга). Применяют и другой метод: используя установленные связи, определяют отклонения эксплуатационных показателей

при выбранных допусках функциональных параметров. При расчете точности функциональных параметров необходимо создавать гарантированный запас работоспособности изделий, который обеспечит сохранение эксплуатационных показателей к концу срока их эксплуатации в заданных пределах. Установление связей эксплуатационных показателей с функциональными параметрами и независимое изготовление деталей и составных частей по этим параметрам с точностью, определенной исходя из допускаемых отклонений

эксплуатационных показателей изделий в конце срока их службы, — одно из главных условий обеспечения функциональной взаимозаменяемости. 5.При конструировании изделий необходимо шире применять общетехнические нормы, унифицированные и стандартизированные детали и сборочные единицы, а также руководствоваться принципами предподчительности и агрегатирования, так как в современных условиях без этого невозможно обеспечить высокое качество изделий и экономичность производства.

6.Для обеспечения взаимозаменяемости ответственных деталей по шероховатости, форме и расположению их поверхностей эти параметры следует выбирать так, чтобы износ деталей был минимальным, а эксплуатационные качества — оптимальными. 7.При конструировании необходимо учитывать требования технологичности и предусматривать возможность выбора для проверки точностных параметров деталей, сборочных единиц и изделия такой схемы измерения, которая не вносила бы дополнительных погрешностей и позволяла применять простые и надежные

универсальные или существующие специальные измерительные средства. Таким образом, разработка чертежей и технических требований с указанием точности размеров и других параметров деталей, сборочных единиц и изделий, обеспечивающей их высокое качество, является первой составной частью принципа взаимозаменяемости, выполняемой в процессе конструирования изделий. Рабочий чертеж, в котором указаны точностные требования, является исходным и директивным документом,

по которому проектируют и контролируют технологические процессы, а также проверяют точность деталей, составных частей и готовой продукции. 3.2Взаимозаменяемость на производстве 1.Для соблюдения взаимозаменяемости необходимо при изготовлении деталей и сборке изделий строго выдерживать нормированную точность функциональных параметров. 2.Для создания большего запаса работоспособности машин для ответственных функциональных параметров целесообразно обеспечить выполнение условия

ТF>Тr, где ТF —допуск параметра, устанавливаемый исходя из эксплуатационных требований; Tr — технологический допуск, обеспечиваемый при принятом технологическом процессе. 3.Большое значение для осуществления взаимозаменяемости и достижения высокого качества изделий имеют точность оборудования, инструмента и технологической оснастки, а также их профилактический контроль. Точность оборудования и оснастки должна быть несколько выше требуемой точности изготовляемых деталей

и составных частей, т.е. необходимо иметь запас точности. 4.Для ответственных деталей необходимо создавать оптимальное качество поверхности. 5.Для обеспечения взаимозаменяемости и высокого качества машин и других изделий необходимо, чтобы технологические и измерительные базы совпадали с конструктивными, т. е. нужно соблюдать принцип единства баз. Кроме того, схема измерения должна соответствовать схеме рабочих движений детали в механизме.

Это требование удовлетворяется, например, при однопрофильном контроле зубчатых колес. Рассмотрим обеспечение взаимозаменяемости на производстве на примере Барышского редукторного завода – АО «Редуктор», основной продукцией которого являются червячные и цилиндрическо-червячные редукторы одно- и двухступенчатые (см. приложение 2). Краткая история АО «Редуктор» 27 сентября 1935 года приказом треста «Средлес» г.

Куйбышева на территории завода был образован Барышский Автотранс с небольшими мастерскими по ремонту автомобилей. В 1944 году предприятие было преобразовано в Авторемонтные механический завод, а в 1952 году был открыт литейный цех и завод был переименован в Барышский механический завод, специализирующийся на выпуске продукции для цементной и стекольной промышленности.

С 1958 года началась подготовка к выпуску серийной продукции – червячных редукторов. В 1966 году завод переименован в Барышский редукторный завод. С выпуском редукторов было полностью заменено устаревшее оборудование на специальные агрегатные станки, в результате стал резко увеличиваться выпуск товарной продукции: в 1959 году выпущено 2000 штук редукторов в 1965 году – 20000 штук в 1988 году – 142000 штук.

После резкого падения производства, начавшегося в связи с кризисом нашей экономики в 90-х годах прошлого века в настоящий момент снова наблюдается некоторый рост производства продукции завода в связи с её большой потребностью. Редукторы используются во всех отраслях народного хозяйства в приводах машин и механизмов для изменения крутящего момента и частоты вращения (буровые вышки, лифты, подъёмники, транспортёры и т.д.), (см. приложение 4). Свойство собираемости и возможности равноценной замены любого экземпляра

взаимозаменяемой детали и составной части изделия любым другим однотипным экземпляром позволило на АО «Редуктор» изготовлять детали в одних цехах, а собирать их в изделия – в других, независимо друг от друга. При сборке используют стандартные крепёжные детали (болты, гайки, шайбы), подшипники качения, резиновые изделия (манжеты). При полной взаимозаменяемости сборка редукторов, удовлетворяющих предъявляемым требованиям, производится без доработки деталей и составных частей.

На базе редуктора 1Ч-160 (см. приложение 2, сертификат соответствия, см. приложение 1) приведём несколько примеров, где обеспечивается полная взаимозаменяемость. Описание конструкции см. стр. 10 паспорта 1Ч-160- приложение 3. Входной и выходной вал (позиция 4 и 5 на рис. 1 и 2 приложения 3) с подшипниками (см. таблица 3 стр.12 паспорта - приложения 3) обладают свойствами взаимозаменяемости, так как любой экземпляр подшипника

данной серии можно соединить, причем достаточно плотно и без пригонки с любым экземпляром вала данного типоразмера. Крышка червячного вала (позиция 2 и 9 рис. 1 стр.8 паспорта – приложения 3) также обладает свойством взаимозаменяемости. Конкретно, крышки 2 и 9, имеющие посадочную поверхность определённого диаметра могут быть собраны и заменены без дополнительных доработок и пригонок. Автоматические линии по расточке корпусов редукторов

(позиция 1 рис.1 стр.8 паспорта – приложения 3) позволяют корпуса тоже изготовлять взаимозаменяемыми, т.е. в любом корпусе данного типоразмера могут собираться любой узел червячного вала (позиция 4 рис.1 стр.8 паспорта – приложения 3) и узел вала червячного колеса (позиция 5 рис.1 стр.8 паспорта – приложения 3) этого же типоразмера. Любой узел червячного колеса и червячного вала, а также другие детали могут быть заменены при ремонте редуктора рабочим, не имеющим высокой квалификации.

Таким образом, на данном примере видно, что производство на АО «Редуктор» является взаимозаменяемым. 3.3 Взаимозаменяемость при эксплуатации Взаимозаменяемость имеет существенное значение для эксплуатации машин. Надёжность машины в эксплуатации определяется непрерывностью и продолжительностью её работы без капремонта при возможности простой и быстрой замены детали. При этом не требуется высококвалифицированных специалистов

и специального оборудования. Комплект запасных частей, имеющийся при машине и изготовленный на основе полной взаимозаменяемости, обеспечивает повышение эффективности использования продукции. Комплект запасных частей определяют из условия, что различные составные части имеют различные технический и межремонтные ресурсы. Под техническим ресурсом обычно понимается срок его службы, в течении которого обеспечивается надёжная работа при соблюдении правил эксплуатации и проведении необходимых ремонтов.

Под межремонтным ресурсом – срок службы изделий между капремонтами. За период, соответствующий техническому ресурсу изделия, отдельные его составные части могут заменяться в широком диапазоне времени. Кроме того, в процессе эксплуатации возможно неплановое повреждение составных частей, вследствие чего их необходимо заменить раньше, чем это предусмотрено техническим и межремонтным ресурсом. В проектных расчётов из условия сохранения работоспособности изделия в течение определённого

времени эксплуатации вводится коэффициент гарантированного запаса прочности КЭ. Этот коэффициент определяется отношением допускаемой погрешности деталей в конце срока их эксплуатации ΔФ к допускаемой погрешности в начальной стадии: Например, если радиальное биение шпинделя нового шлифовального станка 0,005 мм а допускаемое биение в конце срока эксплуатации станка 0,01 мм то 0,01/0,005=2.

Ремонт износившихся частей машин и других изделий целесообразно производить на специальных ремонтных заводах путем их замены годными частями. Итак, для практического осуществления принципа функциональной взаимозаменяемости изделий необходима четкая система конструкторской, технологической, метрологической и эксплуатационной документации. Вывод Таким образом, на основе всего вышесказанного, можно заключить, что унификация, особенно в машиностроении и приборостроении позволяет обеспечить возрастание серийности

производства продукции при одновременном снижении её себестоимости за счёт типизации и оптимального разукрупнения технологических процессов, сокращения сроков разработки и постановки изделий на производство, а, следовательно, существенное снижение удельной трудоёмкости и затрат на изготовление и эксплуатацию продукции при значительном повышении её надёжности и качества. В настоящее время унификацию деталей, узлов и агрегатов проводят во всех отраслях машиностроения.

Организация специализированных производств унифицированных деталей и составных частей даёт значительный технический и экономический эффект, поэтому необходимо шире применять в разрабатываемых конструкциях унифицированные детали, узлы и агрегаты. Приложения Список используемой литературы 1.А.И.Якушев, Л.Н.Воронцов, Н.М.Федотов, «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения»

М: Машиностроение 1987 г. 2.И.В.Дунин-Барковский, «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» М: Издательство стандартов 1987 г. 3.А.И.Якушев, «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» М: Машиностроение 1975 г. 4.А.А.Кохтев, «Основы стандартизации в машиностроении» М: Машиностроение 1973 г. 5.И.И.Орлов, «Основы конструирования.

Справочно-методическое пособие» М: Машиностроение 1988 г. 6.А.Д.Никифоров, «Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения» М: Высшая школа, 2000 г.