Параметрическая стандартизация

 

Для уяснения сущности мето­да рассмотрим подробнее понятие параметра. Параметр продукции — это количественная характеристика ее свойств.

Наиболее важными параметрами являются характеристики, опреде­ляющие назначение продукции и условия ее использования:

- размерные параметры (размер одежды и обуви, вместимость посуды);

- весовые параметры (масса отдельных видов спортинвентаря);

- параметры, характеризующие производительность машин и прибо­ров (производительность вентиляторов и полотеров, скорость движе­ния транспортных средств);

- энергетические параметры (мощность двигателя и пр.).

Продукция определенного назначения, принципа действия и конст­рукции, т.е. продукция определенного типа, характеризуется рядом параметров. Набор установленных значений параметров называется пара­метрическим рядом. Разновидностью параметрического ряда является размерный ряд. Например, для тканей размерный ряд состоит из от­дельных значений ширины тканей, для посуды — отдельных значений вместимости. Каждый размер изделия (или материала) одного типа называется типоразмером. Например, сейчас установлено 105 типораз­меров мужской одежды и 120 типоразмеров женской одежды.

Процесс стандартизации параметрических рядов — параметриче­ская стандартизация — заключается в выборе и обосновании целесооб­разной номенклатуры и численного значения параметров. Решается эта задача с помощью математических методов.

При создании, например, размерных рядов одежды и обуви произво­дятся антропометрические измерения большого числа мужчин и женщин разных возрастов, проживающих в различных районах страны. Получен­ные данные обрабатывают методами математической статистики.

Параметрические ряды машин, приборов, тары рекомендуется стро­ить согласно системе предпочтительных чисел — набору последова­тельных чисел, изменяющихся в геометрической прогрессии. Смысл этой системы заключается в выборе лишь тех значений параметров, которые подчиняются строго определенной математической закономер­ности, а не любых значений, принимаемых в результате расчетов или в порядке волевого решения. Основным стандартом в этой области явля­ется ГОСТ 8032 «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел». На базе этого стандарта утвержден ГОСТ 6636 «Нормальные линейные размеры», устанавливающий ряды чисел для выбора линей­ных размеров.

ГОСТ 8032 предусматривает четыре основных ряда предпочтитель­ных чисел:

1-й ряд — R5[1]—1,00; 1,60; 2,50; 4,00; 6,30; 10,00... имеет знамена­тель прогрессии ;

2-й ряд— R10—1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50 ... имеет знаменатель ;

3-й ряд— R20—1,00; 1,12; 1,25; 1,40; 1,60 ... имеет знаменатель ;

4-й ряд—R40—1,00; 1,06; 1,12; 1,18; 1,25 ... имеет знаменатель .

Количество чисел в интервале 1—10: для ряда R5—5, R10—10, R20—20, для ряда R40—40.

В некоторых технически обоснованных случаях допускается округление предпочтительных чисел. Например, число 1,06 может быть округле­но до 1,05; 1,12 —до 1,1; 1,18 —до 1,15 или 1,20.

При выборе того или иного ряда учитывают интересы не только потребителей продукции, но и изготовителей. Частота параметриче­ского ряда должна быть оптимальной: слишком «густой» ряд позволяет максимально удовлетворить нужды потребителей (предприятий, ин­дивидуальных покупателей), но, с другой стороны, чрезмерно расширяется номенклатура продукции, распыляется ее производство, что приводит к большим производственным затратам. Поэтому ряд R5 является более предпочтительным по сравнению с рядом R10, а ряд R10 предпочтительнее ряда R20.

Применение системы предпочтительных чисел позволяет не толь­ко унифицировать параметры продукции определенного типа, но и увя­зать по параметрам продукцию различных видов — детали, изделия, транспортные средства и технологическое оборудование. Например, практика стандартизации в машиностроении показала, что параметри­ческие ряды деталей и узлов должны базироваться на параметрических рядах машин и оборудования. При этом целесообразно руководство­ваться следующим правилом: ряду параметров машин по R5 должен соответствовать ряд размеров деталей по R10, ряду параметров машин по R10 — ряд размеров деталей по R20 и т.д.

В целях более эффективного использования тары для консервных банок и транспортных средств для их перевозки предлагается ряд грузоподъемности железнодорожных вагонов и автомашин, ряд раз­меров контейнеров, ящиков и отдельных консервных банок строить по ряду R5.

В радиотехнике уже давно применяются предпочтительные чис­ла, построенные по рядам Е, принятые Международной электротех­нической комиссией (МЭК). Ряды Е состоят из округленных величин теоретических чисел со знаменателем для ряда ЕЗ - , для ряда Е6 - , для ряда Е12 - . Например, ряды номинальных сопротивлений постоянных резисторов и ряды номинальной емкости по­стоянных конденсаторов (см. ГОСТ 2825 и ГОСТ 2519 соответственно) выбираются по ряду Е6. Так, для конденсаторов ряд емкостей будет сле­дующим: 1,5; 2,2; 3,3; 4,7; 6,8 (пф, мкф). [7]

Унификация продукции

Унификация продукции - деятельность по рациональному со­кращению числа типов деталей, агрегатов одинакового функционально­го назначения называется унификацией продукции. Она базируется на классификации и ранжировании, селекции и симплификации, типиза­ции и оптимизации элементов готовой продукции. Основными направлениями унификации являются:

- разработка параметрических и типоразмерных рядов изделий, ма­шин, оборудования, приборов, узлов и деталей;

- разработка типовых изделий в целях создания унифицированных групп однородной продукции;

- разработка унифицированных технологических процессов, включая технологические процессы для специализированных производств про­дукции межотраслевого применения;

- ограничение целесообразным минимумом номенклатуры разреша­емых к применению изделий и материалов.

Результаты работ по унификации оформляются по-разному: это могут быть альбомы типовых (унифицированных) конструкций дета­лей, узлов, сборочных единиц; стандарты типов, параметров и разме­ров, конструкций, марок и др.

В зависимости от области проведения унификация изделий может быть межотраслевой (унификация изделий и их элементов одинаково­го или близкого назначения, изготовляемых двумя или более отраслями промышленности), отраслевой и заводской (унификация изделий, изго­товляемых одной отраслью промышленности или одним предприяти­ем).

В зависимости от методических принципов осуществления унифи­кация может быть внутривидовой (семейств однотипных изделий) и межвидовой или межпроектной (узлов, агрегатов, деталей разнотипных изделий).

Степень унификации характеризуется уровнем унификации про­дукции — насыщенностью продукции унифицированными, в том числе стандартизированными, деталями, узлами и сборочными еди­ницами. Одним из показателей уровня унификации является коэффи­циент применяемости (унификации) К_П, который вычисляют по фор­муле:

, (1)

где n — общее число деталей в изделии, шт.; n₀ — число оригинальных деталей (разработаны впервые), шт.

При этом в общее число деталей (кроме оригинальных) входят стан­дартные, унифицированные и покупные детали, а также детали общемашиностроительного, межотраслевого и отраслевого применения.

Коэффициент применяемости можно рассчитывать применительно к унификации деталей общемашиностроительного (ОМП), межотрас­левого (МП) и отраслевого (ОП) применения.

Согласно плану повышения уровня унификации машинострои­тельной продукции предусмотрено снижение доли оригинальных из­делий и соответственно повышение доли изделий (деталей, узлов) ОМП, МП, ОП.

Коэффициенты применяемости могут быть рассчитаны: для одного изделия; для группы изделий, составляющих типоразмерный (парамет­рический) ряд; для конструктивно-унифицированного ряда.

Примером использования унификации в типоразмерном ряду изде­лий может быть ГОСТ 26678 на параметрический ряд холодильников. В установленном стандартном параметрическом ряду находятся 17 мо­делей холодильников и три модели морозильников. Коэффициент при­меняемости ряда составляет 85 %. В ГОСТе указываются перечень со­ставных частей, подлежащих унификации в пределах параметрического ряда (допустим, холодильные агрегаты двухкамерных холодильников с объемом камеры 270 и 300 см³ и объемом низкотемпературного отделе­ния 80 см³), и перечень составных частей, подлежащих унификации в пределах одного типоразмера[2] (например, холодильный агрегат по при­соединительным размерам, конденсатор). [7]

Основные возможности метода унификации:

­ повышает серийность,

­ способствует специализации производства

­ способствует улучшению каче­ства.

­ позволяет заметно уменьшить объем конструкторских работ и сократить сроки проектирования;

­ уменьшить время на подготовку производства и освоения выпуска новой продукции;

­ повысить объем выпуска продукции за счет специализации.

Однако проведение унификации, сопровождающейся определенными затратами, требует экономического обоснования

Унифицированные изделия, их составные части и детали должны обладать полной взаимозаменяемостью по показателям качества (или совместимостью) и по присоединительным размерам. Таким образом, при унификации устанавливается минимальное, но достаточное число видов, типов и типоразмеров, обладающих высокими показателями ка­чества.

Различают унификацию:

- внутриразмерную, которая распространяется на все модификации определенного типа изделия, имеющего базовую модель;

- межразмерную, включающую унификацию изделий разных
размеров одного параметрического ряда;

- межтиповую, которая относится к различным параметрическим рядам различных типов однородных изделий.

Каждый из видов может осуществляться на межотраслевом, отраслевом, заводском и международном уровнях и имеет важное значение на своем уровне для эффективного развития производства, в частности при разработке принципиально новых и типовых технологических процессов, создании и внедрении комплексов взаимосвязанных стан­дартов на предприятии, методов испытаний, атласов типовых кон­струкций деталей, узлов и т.д.

Основными целями унификации являются:1) ускорение темпов научно-технического прогресса путем сокращения сроков разработки, подготовки производства, изготовления проведения технического обслуживания и ремонта изделий;2) обеспечение высокого качества и взаимозаменяемости изделий и их составных элементов;3) снижение затрат на проектирование и изготовление изделий;4) уменьшение трудоемкости изготовления.Задачами унификации являются:- использование во вновь создаваемых группах изделий одинакового или близкого функционального назначения ранее спроектированных, освоенных в производстве составных элементов (агрегатов, узлов, деталей);- разработка унифицированных составных элементов для применения во вновь создаваемых или модернизируемых изделиях;- разработка конструктивно-унифицированных рядов изделий;- ограничение целесообразным минимумом номенклатуры разрешаемых к применению изделий и материалов. [1]

 

Агрегатирование

Агрегатирование — это метод создания машин, приборов и оборудования из отдельных стандартных унифицированных узлов, многократно используемых при создании различных изделий на основе геометрической и функциональной взаимозаменяемости. На­пример, применение в мебельном производстве щитов 15 размеров и стандартных ящиков трех размеров позволяет получить при различной комбинации этих элементов 52 вида мебели.

Агрегатирование очень широко применяется в машиностроении, радиоэлектронике. Развитие машиностроения характеризуется услож­нением и частой сменяемостью конструкции машин. Для проектирования и изготовления большого количества разнообразных машин потре­бовалось в первую очередь расчленить конструкцию машины на неза­висимые сборочные единицы (агрегаты) так, чтобы каждая из них выполняла в машине определенную функцию. Это позволило специа­лизировать изготовление агрегатов как самостоятельных изделий, рабо­ту которых можно проверить независимо от всей машины.

Расчленение изделий на конструктивно законченные агрегаты яви­лось первой предпосылкой развития метода агрегатирования. В даль­нейшем анализ конструкций машин показал, что многие агрегаты, узлы и детали, различные по устройству, выполняют в разнообразных маши­нах одинаковые функции. Обобщение частных конструктивных реше­ний путем разработки унифицированных агрегатов, узлов и деталей значительно расширило возможности данного метода.[7]

В настоящее время на повестке дня переход к производству техники на базе крупных агрегатов — модулей. Модульный принцип широко рас­пространен в радиоэлектронике и приборостроении; это основной метод создания гибких производственных систем и робототехнических комп­лексов.

Рассмотрим сущность агрегатирования на следующем примере. Любой механизм для подъема грузов, например, грузоподъемная лебедка, состоит из электродвигателя, тормоза, зубчатой передачи и барабана, на котором закреплен трос, сообщающий грузу заданное перемещение. Эти узлы монтируют на сварных рамах или литых плитах. Такая конструктивная общность позволила стандартизовать и унифицировать основные узлы грузоподъемных лебедок (муфты, тормоза, барабаны, подшипниковые узлы барабанов), оформить зубчатые передачи в виде зубчатых механизмов (редукторов) и организовать серийное или даже массовое производство этих изделий. Благодаря этому проектирование лебедок сводится к выполнению элементарных расчетов, подбору по найденным параметрам стандартизованных и унифицированных узлов и механизмов, разработке общего вида и конструированию рамы или плиты. Таким образом, при изготовлении лебедок основное время затрачивают на изготовление рамы (плиты) и монтаж готовых узлов механизмов. [9]