Лекция 6 основные виды и признаки унификации машин

Тема: Унификация при создании машин и оборудования. Сущность унификаций и ее основные задачи. Основные виды и признаки унификации машин. Показатели уровня унификации изделий машиностроения.

Унификация – метод стандартизации, заключающийся в рациональном сокращении числа типов, видов и размеров изделии одинакового функционального назначения, а также сборочных единиц и деталей, входящих в них.

При использовании унификации характерен принцип конструкторской преемственности, когда типовые детали, узлы и механизмы без каких либо переделок применяются в разнообразных конечных изделиях. Такие типовые изделия широкого применения обычно изготовляют на специализированных предприятиях, что значительно ускоряет и упрощает проектирование и изготовление вновь проектируемых объектов. Кроме того, применение унификации позволяет снизить трудоемкость изготовления изделий, обеспечить большую гибкость и мобильность при переходе на выпуск новых изделий, повысить качество выпускаемой продукции, ее надежность и долговечность путем тщательной отработки унифицированных изделий и технологии их изготовления.

Унификация проводится на основе анализа и изучения конструктивных вариантов и особенностей работы изделий одинакового назначения (муфт, вариаторов, подшипников и пр.). Путем сопоставления различных вариантов создают один или несколько типов одноименных изделий и устанавливают ряд размеров, например диаметр подшипников качения, который полностью удовлетворяет запросы промышленности.

Унификация должна проводиться с учетом перспектив развития конструкций машин, их агрегатов, узлов и деталей и завершаться стандартизацией унифицированных изделий.

Существуют многие виды машин не образующих еще достаточно рациональные и унифицированные типоразмерные ряды, а в имеющихся рядах преобладают машины средней мощности. Это снижает производительность труда на массовых работах, где выгоднее применять машину большой мощности, а также сдерживает механизацию ручного труда на мелких и вспомогательных работах, где требуются машины очень малой мощности. Недостаточно специальных машин для комплексной механизации и автоматизации машиностроения.

Основным путем устранения отмеченных недостатков и обеспечения оптимизации парка машин может быть создание не изолированной (индивидуальной) машины, а сразу семейства (системы) универсальных строительных машин, изготовляемых посредством агрегатирования из унифицированных сборочных единиц специализированного производства.

На рисунке – 8, в качестве примера приведено унифицированное семейство машин на базе гусеничного универсального экскаватора третьей размерной группы -1. На котором могут быть созданы, помимо традиционного сменного оборудования, строительные манипуляторы - 2, самоходные установки для погружения свай - 3, ковши драглайна - 4, роторные экскаваторы -5, бурильно–крановые машины - 6 и цепные экскаваторы поперечного и продольного копания -7.

Рисунок – 8. Гусеничный универсальный экскаватор.

Необходимо иметь в виду, что такой подход к унификации (системный) требует одновременной разработки не только основных машин каждого семейства, но и предварительной разработки рационального типоразмерного ряда базовых и основных машин всех семейств.

Разумеется, эффект от такой унификации значительно увеличивается, если она получает масштаб межотраслевой, т.е. когда детали и сборочные единицы машин семейства пригодны для использования в машинах других отраслей.

Таким образом, основные задачи унификации могут быть сформулированы следующим образом:

- максимальная типизация машин и создание семейства однотипных машин с общими узлами и деталями;

- максимальное использование стандартных, стандартизированных (по ОСТам и СТП) и покупных агрегатов, сборочных единиц и деталей, общих для машин различного назначения;

- максимальное сокращение разнотипности оригинальных узлов и деталей и неоднократное их использование в возможно большем числе объектов.

Основные виды и признаки унификации машин.

Существуют следующие виды унификации: конструктивных элементов деталей; оригинальных деталей и сборочных единиц; марок, сортамента материалов, крепежных деталей, подшипников и т.п.; машин.

Содержание работ при унификации конструктивных элементов деталей достаточно подробно изложено выше. Этот вид унификации позволяет сократить номенклатуру обрабатывающего, мерительного и монтажного инструмента.

Унификация оригинальных узлов и деталей может быть внутренней (в пределах данного изделия) и внешней, когда детали заимствуются с иных машин данного и смежного заводов. При этом наибольший эффект дает заимствование деталей серийного производства (в их готовом виде).

Унификация марок, сортаментов материалов и комплектующих изделий, в том числе стандартных, облегчает решение вопросов снабжения заводов-изготовителей, ремонтных предприятий и эксплуатирующих организаций этими материалами и изделиями.

Унификация машин представляет собой эффективный и экономичный способ создания на базе исходной модели машины ряда ее производных одинакового назначения, но с различными показателями (мощности, производительности, емкости и др.), или машин различного назначения (см. рис.8).

При выборе направлений работ по унификации и оценке состояния унификации машин рекомендуется рассматривать три признака, сочетание которых характеризует соответствующий тип унификации.

1) Признак, характеризующий техническую сложность машины на четырех уровнях:

1-й уровень – базовая машина (автомобильное шасси, гусеничный или колесный трактор, база гусеничного или колесного экскаватора, стрелового самоходного крана и т.д.);

2-й уровень – агрегат (совокупность элементов машины, например: двигатель, коробка передач, муфта сцепления);

3-й уровень – сборочная единица (мост, вал в сборе, ротор, гидроцилиндр и т.д.);

4-й уровень – деталь.

2) Видовой признак: внутривидовая и межвидовая унификация. Первая характеризует состояние унификации в пределах одного вида машин (экскаваторов одноковшовых полноповоротных, кранов стреловых самоходных, дробилок, смесителей, бульдозеров на гусеничном тракторе и т.д.). Вторая - состояние унификации машин разных видов (например, унификация по рулевому устройству, устанавливаемому на машины разных видов: погрузчик, автогрейдер, скрепер и др.).

Поскольку в пределах каждого вида машин характеристики и параметры частей машин существенно зависят от главного параметра машины (грузоподъемности, мощности емкости ковша, тягового класса, размерной группы и т.д.), по типоразмерному ряду каждого вида машин будет сопутствовать типоразмерный ряд его частей. Очевидно, что параметры и характеристики этих частей будут существенно отличаться, что объективно ограничивает возможности унификации в пределах ряда данного вида машин. По этой причине возможности внутривидовой унификации ограничены.

Межвидовая унификация позволяет повысить серийность выпуска основных частей машин, что создает предпосылки для специализации их производства и благодаря этому улучшить их качество, снизить себестоимость, сократить расходы на эксплуатацию машин. Межвидовая унификация в силу этого имеет большие потенциальные возможности.

3) Отраслевой признак: внутриотраслевая и межотраслевая унификация. Первая охватывает унифицированные части машин, производимых отраслью стройдормаша (например, элементы гидропривода, изготовляемые предприятиями отрасли). Вторая – характеризует степень заимствования для машин стройдормаша деталей, сборочных единиц, базовых машин, производимых другими отраслями.

Примеры унификации строительных и дорожных машин.

Выше уже отмечалось, что унификация машин в обязательном порядке предполагает предварительную разработку рациональных параметрических и типоразмерных рядов. Рассматривались также примеры параметрических и типоразмерных рядов в строительно - дорожном машиностроений, что является частью целенаправленной работы по стандартизации и унификации в отрасли.

В машиностроении большое внимание уделяется вопросам унификации самоходных строительных машин. Это объясняется тем, что самоходными машинами в народном хозяйстве выполняются основные объемы строительных работ.

Используемые в отрасли тракторы сельскохозяйственного назначения по своей энергонасыщенности, надежности, эргономике и технической эстетике не отвечают современным требованиям, особенно при создании мелиоративных машин на гусеничных тракторах.

В целях улучшения эргономики, технической эстетики и повышения конкурентоспособности самоходных машин проводится комплексная работа по созданию специализированного производства унифицированных кабин.

Отрабатываются внутренний интерьер, включая пульт и органы управления, приборные панели, сиденья и другие элементы, обеспечивающие машинисту необходимые удобства.

С целью унификации элементов гидропривода для самоходных машин разработана специальная программа, в соответствии с которой все предприятия, выпускающие элементы гидропривода (насосы, гидромоторы, распределители, цилиндры, клапаны, рукава и др.), специализированы.

Показатели уровня унификации изделий машиностроения.

Под уровнем унификации изделий понимают насыщенность их унифицированными составными частями.

Согласно типовой методике (РД -33-74) уровень унификации изделий или их составных частей определяют с помощью системы показателей.

Степень унификации машины оценивается коэффициентом унификации Кун, представляющим собой отношение числа унифицированных деталей к общему числу деталей в машине n_Д, в%

n_ун

К_ун= ––––––––– 100 %

n_Д

или по массе

∑ m_ун

К_ун= ––––––––– 100 %

где ∑ m_ун– суммарная масса унифицированных деталей;

m – масса изделия.

или по стоимости

С_ун

К_ун= ––––––––– 100 %

где С_ун– стоимость унифицированных деталей;

С – стоимость изделия.

Наиболее объективным, реально отражающим степень унификации, является третий показатель, однако определение его затруднительно.

Степень внутренней унификации оценивают коэффициентом повторяемости:

n_Д – n_Н

К_П= ––––––––––––– 100 %

n_Д

где n_Д – общее число деталей изделия;

n_Н – число наименований деталей изделия.

Этот коэффициент, легко определяемый на основании спецификации изделия, суммарно характеризует совершенство конструкции с точки зрения сокращения номенклатуры деталей. В хороших конструкциях Кп = 40-60%. Для дифференцированной оценки вычисляют степень унификации элементов конструкции: