Технико-экономические требования

Конструктор должен хорошо знать технологию производ­ства, её современные достижения. Непременное требование технологичности - соответствие конструкции масштабам выпус­ка и условиям производства. Очень важным показателем техно­логичности является простота и целесообразность конструкции. Изделие необходимо создавать из наименьшего количества простых деталей минимального веса при наиболее удобном их изготовлении и лёгкой сборке. При образовании конструк­тивных форм желательно применять простые (цилиндрические и плоские) поверхности, их сочетание при наименьшем числе об­рабатываемых поверхностей и минимальной их площади.

При выборе материала и формы детали, её размеров и допусков, кроме эксплуатационных требований, надо учитывать технологические возможности современного произ­водства вообще и конкретного производства в целом. Конст­рукция, технологичная для массового производства, может быть нерациональной для мелкосерийного и т.д.

При разработке конструкции изделия следует стремиться к достижению минимальных затрат времени, труда и средств, необходимых для изготовления в конкретных условиях данного производства. В этом случае конструкция будет считаться технологичной.

Производственно-технологические требования

Техно­логичной называют такую конструкцию, для создания кото­рой требуются наименьшие затраты времени, труда и средств при заданном объеме выпуска в условиях данного производст­ва. Например, в серийном и массовом производствах более технологична та конструкция, в процессе изготовления дета­лей которой удается получить форму заготовки, максимально приближенную к конечной форме детали.

Технологичность детали в большей мере определяется фор­мой и размерами заготовки, которые должны быть, возможно, близкими к форме и размерам готовой детали. Следует пере­носить основную часть работы по формированию детали из механической обработки, как более трудоёмкой и дорогой, на обработку давлением или литьём. Общие показатели техноло­гичности оцениваются коэффициентами сборности (блочности) изделия, коэффициентами использования рациональных мате­риалов и удельной материалоёмкости,

Коэффициент сборности, характеризующий простоту мон­тажа изделия, вычисляют по формуле К_сб

где - общее количество составных частей изделия; - количество специфицируемых составных частей изделия, вхо­дящих непосредственно в данное изделие, записанных в раз­делы спецификаций «Комплекты». «Сборочные единицы». «Комплекты», «Прочие изделия» и имеющих собственные спе­цификации.

Коэффициент использования рациональных материалов оп­ределяют, когда в конструкции целесообразно максимально использовать отдельные виды материалов, например, полимерные, лёгкие магниевые и алюминиевые сплавы, сортовой прокат и т.д.

Коэффициент использования материала

где - общая масса изделия;. - суммарная масса рассматриваемого материала в изделии.

Удельную материалоёмкость вычисляют как отношение массы готового изделия (М) к её главному параметру (В):

При определении удельной материалоёмкости за основной параметр В принимается один из главных показателей назна­чения изделия, например, производительность машины и т.п.

Рассмотрим примеры взаимодействия между эксплуатаци­онными и производственно-технологическими требованиями. При повышении точности обработки и уменьшении шерохова­тости контактирующих поверхностей в подшипнике скольже­ния увеличивается его долговечность, т. е. улучшаются эксплуатационные показатели, однако повышаются затраты тру­да и средств, т. е. ухудшаются производственно-технологи­ческие и экономические показатели. Из этого противоречия следует, что не рекомендуется необоснованно завышать точ­ность обработки поверхностей. Использование в конструкции стандартных деталей упрощает ее ремонт и позволяет автома­тизировать изготовление таких деталей. Следовательно, улучшаются как эксплуатационные, так и производственно-техно­логические показатели, т. е. они взаимодействуют, а не проти­воречат один другому.

Экономический фактор играет первостепенную роль в конструиро­вании. Частности конструкции не должны заслонять основной цели кон­струирования - увеличения экономического эффекта ма­шин.

Многие конструкторы считают, что экономически конструировать — значит уменьшать стоимость изготовления машины, избегать сложных и дорогих решений, применять наиболее дешевые материалы и наиболее простые способы обработки. Это только небольшая часть задачи. Главное значение имеет то, что экономический эффект определяется величиной полезной отдачи машины и суммой эксплуатационных расходов за весь период работы машины. Стоимость машины является только одним не всегда главным, а иногда и очень незначительным составля­ющим этой суммы.

Экономически направленное конструирование должно учитывать весь комплекс факторов, определяющих экономичность машины и правильно оценивать относительное значение этих факторов, Это пра­вило часто игнорируют. Стремясь к удешевлению продукции, конструктор нередко добивается экономии в одном направлении и не замечает других, гораздо более эффективных путей повышения экономичности. Более того, частная экономия, осуществляемая без учета совокупности всех факторов, нередко ведет к снижению суммарной экономичности машин.

Главными факторами, определяющими экономичность машин, являются:

· величина полезной отдачи машины (коэффициент использования);

· долговечность;

· надежность;

· расходы на оплату труда операторов;

· потребление энергии;

· стоимость ремонтов.

Коэффициент использования машины представляет собой отношение времени фактической работы машины за определенный период к длитель­ности этого периода. Средний за период эксплуатации коэффициент использования

где, H — период эксплуатации машины, h — фактическое время работы машины за этот период.

Если машина работает до полного исчерпания своего механического ресурса, то h представляет собой долговечность машины D (общую возможную ее наработку за период эксплуатации). Тогда

Величина для машин, работающих по календарному режиму, зависит главным образом от: 1) числа рабочих смен и 2) холостого времени (простои из-за неисправностей машины, недогрузка из-за нарушений производственного ритма).

Рентабельность машины выражается отношением полезной от­дачи машины От за определенный период к сумме расходов Р за тот же период:

Существует обширная категория машин (неавтоматизированные метал­лорежущие станки, автомобили, дорожные, строительные, сельскохозяй­ственные и тому подобные машины), которые не могут функционировать без постоянно прикрепленного оператора. Здесь расходы на труд относи­тельно велики и не поддаются существенному сокращению. Соответственно невелико значение стоимости машины в сумме эксплуатационных расходов, как это показано в предыдущем примере.

У машин, которые длительное время могут функционировать без участия оператора (электродвигатели, электрогенераторы, насосы, компрес­соры и т. п.), расходы на труд состоят только из стоимости периодического ухода и наблюдения за их работой.

В некоторых отраслях промышленности, использующих высокомехани­зированное оборудование с большим числом однотипных единиц (тек­стильная промышленность), значительного сокращения расходов на труд можно достичь переходом на многостаночное обслуживание.

К машинам, у которых расходы на труд минимальны, относятся полуавтоматы и автоматы. В этой категории машин относительная роль стоимости машины выше.

У тепловых машин фактор энергопотребления отодвигает на задний план стоимость машины, а иногда и расходы на труд. Есть машины, у которых расход энергии незначителен вследствие высокого КПД (электрогенераторы, редукторы и т. п.). Если к тому же невелик и расход на оплату труда, то стоимость машины приобретает доминирующее зна­чение.

Стоимость машины при прочих равных условиях в решающей степени зависит от серийности выпуска. При массовом выпуске стоимость машины невелика и ее роль в эксплуатационных расходах гораздо меньше, чем у машин мелкосерийного или тем более индивидуального выпуска,

Следует отметить, что наряду с уменьшением индивидуальной стои­мости машин существует более эффективный способ снижения стоимости машиностроительной продукции в целом — сокращение номенклатуры объектов производства путем выбора рационального типажа машин и удовлетворения потребностей народного хозяйства наименьшим числом их типоразмеров

У машин некоторых классов большое значение имеют расходы на амортизацию, обслуживание и ремонт производственных зданий и сооружений.

Как общее правило, экономический эффект в наибольшей степени зависит от величины полезной отдачи и долговечности машины. Эти факторы должны стоять в центре внимания при конст­руировании машин. Столь же большое значение имеет надежность, опре­деляющая объем и стоимость ремонтов, производимых за время эксплуа­тации машин. На практике расходы на ремонт могут достигать очень большой величины, превышая в некоторых случаях стоимость машин в несколько раз. Иногда расходы на ремонт поглощают большую часть доходов, приносимых машиной, что делает эксплуатацию машины нерентабельной.

В настоящее время назрела задача перехода на безремонтную эксплуатацию, под этим понимают:

ü устранение капитальных ремонтов;

ü устранение восстановительного ремонта и замена его комплектационным ремонтом, осуществляемым сменой износившихся деталей, узлов и агрегатов;

ü устранение вынужденных ремонтов, вызванных поломкой н износом детален, системати­ческим проведением планово-предупредительных ремонтов.

Дата добавления: 2013-12-13