В основе параметрических и размерных рядов. Параметрические ряды. Смотреть что такое "параметрический ряд" в других словарях

Параметрические ряды, типажи и стандарты строительных машин

Параметрические (типоразмерные) ряды - ряды машин одного вида, различающиеся значением главного параметра, устанавливаются для сокращения выпуска типоразмеров машин, возможности унификации, создания модификаций на базовых машинах, упрощения их эксплуатации. Ряды машин строятся на основе предпочтительных чисел, рядов главных параметров.

Параметрические ряды основных строительных машин приняты следующими: – экскаваторы одноковшовые: вместимость ковша, м3-0,15; 0,25; 0,4; 0,63; 1; 1,6; 2,5; – бульдозеры: класс тяги, т - 6; 10; 15; 25; 35; 50; 75; – краны башенные: грузовой момент, т-м - 100; 160; 250; 400; 630; 1000; – краны стреловые самоходные: грузоподъемность, т - 4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000.

Но разработаны и осваиваются стреловые краны, грузоподъемность которых отличается от грузоподъемности типового ряда, например, автомобильный кран КС-3577 грузоподъемностью 12,5 т; автомобильный кран КС-4562 грузоподъемностью 20 т; краны на специальном пневмотя-гаче МАЗ-547А-КС-7571 и КС-8571 грузоподъемностью 80 и 125 т.

Регламентированы также ряды: номинальных скоростей для грузоподъемных машин с гибким канатным подъемным органом; номинальных частот вращения поворотной части; номинальных высот подъема; максимальных вылетов крюка.

Типажи. Разработка новых машин производится с учетом перспективных типажей.

Пример типажа стреловых кранов грузоподъемностью до 25 т, разработанный ПО «Автокран», приведен в табл. 1.1.

Таблица 1.1
Типаж стреловых кранов

Стандарты строительных машин. Все строительные машины разрабатываются и изготовляются в полном соответствии со стандартами.

По сфере действия различают: стандарты государственные (ГОСТ); стандарты отраслевые (ОСТ); стандарты предприятий и объединений (СТП); международные стандарты.

Основным типом ГОСТ являются «Технические условия». На отдельные машины сохранились стандарты «Основные параметры» и «Технические требования».

Помимо указанных типов действуют стандарты «Общие технические требования» (ОТТ), являющиеся перспективными научно-техническими документами.

Типовой состав ГОСТ «Технические условия» следующий: область его распространения, основные параметры, технические требования безопасности, комплектность поставки, правила приемки, методы испытаний, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение, указания по эксплуатации, гарантии изготовителя.

В ГОСТе «Общие технические требования» приведено ограниченное число основных параметров и показателей.

Для каждой группы строительных машин предусмотрены показатели их технического уровня и качества, дифференцированные по двум ступеням, которые различаются началом срока действия стандарта с момента выпуска машин.

Каждой системой охватывается различное количество стандартов. В свою очередь, каждый стандарт объединяет группу строительных машин. Как правило, стандарт действует в течение 5 лет, при этом указываются даты начала и окончания его применения.

Помимо стандартов на строительную технику существуют стандарты, регламентирующие отдельно показатели и положения, связанные с работой машин.

Для строительных машин, поставляемых на экспорт, к ГОСТ «Технические условия» разрабатываются специальные экспортные дополнения.

Среди стандартов на строительную технику имеются стандарты на подготовку машинистов и ремонтных рабочих.

При совместном выпуске строительных машин нами и зарубежными фирмами в эксплуатационной документации (паспорт, инструкция по эксплуатации) делаются ссылки на основные технические нормы, правила технадзора, наши стандарты и страны, фирмы которой участвуют в изготовлении данной машины.

Система предпочтительных чисел является теоретической базой стандартизации. Размеры деталей и соединений, ряды допусков, посадок и другие геометрические параметры изделий, а так же параметры, отражающие функциональные свойства сборочных единиц, механизмов и машин общетехнического применения (подшипники, редукторы, электродвигатели, номиналы резисторов и конденсаторов и др.), целесообразно упорядочить и делать общими для всех отраслей промышленности, где эти изделия применяются. Применение упорядоченных чисел, представляющих собой ряды предпочтительных чисел , позволяет сократить номенклатуру типоразмеров изделий, создать условия для взаимозаменяемости, широкой унификации деталей и узлов и способствовать агрегатированию, а так же выбирать рациональные параметры процессов производства.

Применение рядов предпочтительных чисел представляет собой параметрическую стандартизацию , которая позволяет получить значительный эффект на всех стадиях жизненного цикла изделий (проектирование, изготовление, эксплуатация и др.). Стандартами параметров охватывается большой диапазон характеристик: материалы, заготовки, размерный режущий инструмент, оснастка, контрольные калибры, узлы по присоединительным размерам, номиналы резисторов и конденсаторов, выходные параметры электродвигателей и многое другое, что используется в той или иной отрасли промышленности.

Ряды предпочтительных чисел, применяемые в стандартизации, строятся на базе математических закономерностей. Наибольшее распространение получили ряды предпочтительных чисел представленные в ГОСТ 8032-84, который разработан на основе рекомендаций ИСО.

Стандартом установлены четыре основных десятичных ряда предпочтительных чисел R 5, R 10, R 20, R 40. В технически обоснованных случаях допускается применение двух дополнительных рядов R 80 и R 160.

Ряды построены по правилу геометрической прогрессии. Она представляет собой ряд чисел с постоянным отношением двух соседних чисел – знаменателем прогрессии Q . Каждый член прогрессии является произведением предыдущего члена на Q .

Знаменатель прогрессии равен корню из 10 степеней 5, 10, 20 и 40 соответственно (табл 4). Например, ряд R 5 составляют числа: ... 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,3; 10; 16; 25; 40 ... знаменатель геометрической прогрессии равен 1,6. Ряд R 10 состоит из чисел: … 0,63; 0,80; 1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50; 3,15; 4,00; 5,00; 6,30; 8,00; 10,0; 12,5 … , здесь знаменатель прогрессии равен 1,25. Другие ряды имеют следующие значения знаменателей: R 20 – 1,12; R 40 – 1,06; R 80 – 1,03; R 160 – 1,015.

Пример. Для каждого вида допусков формы и расположения поверхностей согласно ГОСТ 24343-81 установлено 16 степеней точности. Числовые значения допусков от одной степени к другой изменяются с коэффициентом возрастания 1,6, т. е. в соответствии с рядом R 5.

Основанием этих рядов является число, состоящее из цифр 1 и 0, таким образом, они являются бесконечными как в сторону малых, так и в сторону больших значений, то есть допускают неограниченное представление чисел в направлении увеличения или уменьшения. Номер ряда предпочтительных чисел указывает на количество членов ряда в десятичном интервале, например, свыше 1 до 10 включительно. Число 1,00 не входит в десятичный интервал как завершающее число предыдущего десятичного интервала, т.е. свыше 0,10 до 1,00 включительно.

Допускается образование специальных рядов путем отбора каждого второго, третьего или n -го числа из существующего ряда. Так образуется ряд R 10/3, состоящий из каждого третьего значения основного ряда, причем начинаться он может с первого, второго или третьего значения, например: R 10/3 может состоять из чисел 1,00; 2,00; 4,00; 8,00 или R 10/3 1,25; 2,50; 5,00; 10,00 или R 10/3 1,60; 3,15; 6,30; 12,50. Можно составлять специальные ряды с разными знаменателями геометрической прогрессии в различных интервалах ряда.

Ряды предпочтительных чисел имеют ряд свойств , наличием которых объяснятся их широкое применение в стандартизации. Эти свойства позволяют переходить от стандартизации линейных величин к площадям, объёмам, энергетическим параметрам (производительности, мощности и др.). Основными свойствами являются следующие:

Каждый последующий ряд содержит числа предыдущего ряда;

Произведение 2-х чисел рядов является числом, содержащимся в рядах, т.е. предпочтительным, что позволяет стандартизовать площади;

Произведение 3-х чисел ряда является числом, содержащимся в рядах, т.е. предпочтительным, что позволяет стандартизовать объёмы;

Начиная с ряда R 10, в рядах содержится число 3,15 близкое к числу π, что позволяет стандартизовать длину окружностей, площадь кругов и объём цилиндров;

Произведение или частное любых членов ряда является, с учётом правил округления, членом ряда, это свойство используется при увязке между собой стандартизованных параметров в пределах одного ряда предпочтительных чисел.

Согласованность параметров является важным критерием качественной разработки стандартов. В радиоэлектронике применяют предпочтительные числа с другими знаменателями геометрической прогрессии и образуют ряды Е , установленные Международной электротехнической комиссией (МЭК), приведенные в табл. 4. При стандартизации иногда применяют ряды предпочтительных чисел, построенные по арифметической прогрессии. Арифметическая прогрессия положена в основу образования рядов размеров, например, в строительных стандартах. Встречаются ступенчато-арифметические ряды, у которых на отдельных отрезках прогрессии разности между соседними членами различны.

Таблица 4 – Обозначения и знаменатели основных и дополнительных рядов предпочтительных чисел.

Основные и дополнительные ряды предпочтительных чисел	Стандартные ряды номинальной емкости электрических конденсаторов и номинального сопротивления резисторов
Обозначение ряда	Знаменатель ряда Q	Обозначение ряда	Знаменатель ряда Q
Точное значение	Округленное значение	Точное значение	Округленное значение
Основные:	E 3		2,2
R 5		1,6	E 6		1,5
R 10		1,25	E 12		1,2
R 20		1,12	E 24		1,1
R 40		1,06	E 48		1,05
Дополнительные:	E 96		1,02
R 80		1,03
R 160		1,015

Параметрические ряды .

Производство новых видов изделий, например: машин, телекоммуникационного оборудования, измерительных приборов и др. может привести к выпуску излишне большой номенклатуры изделий, сходных по назначению и незначительно отличающихся по конструкции и размерам. Рациональное сокращение числа типов и размеров изготовляемых изделий, унификация и агрегатирование комплектующих позволяет значительно снизить себестоимость продукции.

Снижение затрат достигается при одновременном повышении серийности, развитии специализации, межотраслевой и международной кооперации производства, что достигается разработкой стандартов на параметрические ряды однотипных изделий. Удовлетворение спроса рынка и обеспечение качества остаётся при этом главным условием. Любое изделие характеризуется параметрами, отражающими многообразие его свойства, при этом существует некоторый перечень параметров, который целесообразно стандартизовать. Номенклатура стандартизуемых параметров должна быть минимальной, но достаточной для оценки эксплуатационных характеристик данного типа изделий и его модификаций.

Анализируя параметры, выделяют главные и основные параметры изделий.

Главным называют параметр, который определяет важнейший эксплуатационный показатель изделия. Главный параметр не зависит от технических усовершенствований изделия и технологии изготовления, он определяет показатель прямого назначения изделия.

Пример. Главным параметром средства измерений может быть диапазоном измерения.

Главный параметр принимают за основу при построении параметрического ряда. Выбор главного параметра и определение диапазона значений этого параметра должны быть технически и экономически обоснованы, крайние числовые значения ряда выбирают с учетом текущей и перспективной потребности в данных изделиях, для чего проводятся маркетинговые исследования.

Параметрическим рядом является закономерно построенная в определенном диапазоне совокупность числовых значений главного параметра изделия одного функционального назначения и принципа действия. Главный параметр служит базой при определении числовых значений основных параметров, поскольку выражает самое важное эксплуатационное свойство.

Основными называют параметры, которые определяют качество изделия как совокупности свойств и показателей, определяющих соответствие изделия своему назначению.

Дляизмерительных приборовосновными параметрами могут быть: погрешность измерения, цена деления шкалы и т. д.

Основные и главный параметры взаимосвязаны. Поэтому удобно выражать основные параметры через главный параметр. Например, главным параметром поршневого компрессора является диаметр цилиндра, а одним из основных – производительность, которые связаны между собой определенной зависимостью.

Параметрический ряд называют типоразмерным или просто размерным рядом , если его главный параметр относится к геометрическим размерам изделия. На базе типоразмерных параметрических рядов разрабатываются конструктивные ряды конкретных типов или моделей изделий одинаковой конструкции и одного функционального назначения.

Параметрические, типоразмерные и конструктивные ряды оборудования строятся исходя из пропорционального изменения их эксплуатационных показателей (мощности, производительности и т. д.) с учётом теории подобия. В этом случае геометрические характеристики оборудования являются производными от эксплуатационных показателей и в пределах ряда могут изменяться по закономерностям, отличным от закономерностей изменения эксплуатационных показателей.

Стандарты на параметрические ряды предусматривают производство прогрессивных по своим характеристикам изделий. Такие ряды должны иметь свойства устанавливать внутритиповую и межтиповую унификацию и агрегатирование изделий , а также возможность создания различных модификаций изделий на основе агрегатирования. В большинстве случаев числовые значения параметров выбирают из рядов предпочтительных чисел, особенно при равномерной насыщенности ряда во всех его частях.

В машиностроении наибольшее распространение получил ряд предпочтительных чисел R 10. Например, этот ряд установлен для номинальных мощностей электрических машин.

Параметрические и типоразмерные ряды представляют собой ряды изделий, которые обеспечивают выполнение соответствующего их паспортным данным объема работ, с установленными техническими условиями показателями качества, при условии минимизации затрат и получения максимальной прибыли. Таким образом, достигается межотраслевая унификация.

Конструктивно-унифицированный ряд представляет собой закономерно построенную совокупность изделий: машин, приборов, агрегатов или сборочных единиц, включая базовое изделие и его модификации одинакового или близкого функционального назначения и изделия с аналогичной или близкой кинематикой, схемой рабочих движений, компоновкой и другими признаками. Примерами такого подхода к стандартизации параметров изделий является межотраслевая унификация, осуществляемая для грузовых автомобилей, колесных и гусеничных машин, сельскохозяйственной и дорожно-уборочной техники. Особенно широкое распространение получило создание конструктивно-унифицированных рядов при производстве бытовой техники, например стиральных машин, холодильников, кухонных комбайнов и др.

Встречаются случаи, когда целесообразным является применение смешанных рядов, в которых увеличивается число членов ряда в диапазоне наибольшей частоты применения изделий. Таким образом, учитывается увеличенный спрос потребителей изделий, имеющих характеристики в конкретных диапазонах значений. Поэтому при разработке и постановке продукции на производство проводится маркетинг, с целью установлении плотности распределения применяемости изделий с различными значениями главных параметров.

Наименьшее и наибольшее значения главного параметра, а также частоту ряда устанавливают после проведения технико-экономического обоснования, с учётом текущей потребности и будущего увеличения спроса. Кроме того, учитываются достижения науки и техники и возможные в связи с этим перспективы повышения качества данного вида изделий при одновременном снижении стоимости производства.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Основы стандартизации

Государственное образовательное учреждение.. высшего профессионального образования..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

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:

¾ размерные параметры (размер одежды и обуви, вместимость посуды);

¾ весовые параметры (масса отдельных видов спортинвентаря);

¾ 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 - 1,00; 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; l,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.

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:

¾ разработка параметрических и типоразмерных рядов изделий, машин, оборудования” приборов, узлов и деталей;

¾ разработка типовых изделий в целях создания унифицированных групп однородной продукции;

¾ разработка унифицированных технологических процессов, включая технологические процессы для специализированных производств продукции межотраслевого применения;

¾ 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).

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

Коэффициент применяемости можно рассчитывать применительно к унификации деталей общемашиностроительного (ОМП), межотраслевого (МП) 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 рас считаны: 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 установление” 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 двух камерных холодильников с объемом камеры 270 и 300 см 3 и объемом низкотемпературного отделение 80 см 3), и перечень составных частей, подлежащих унификации в пределах одного типоразмера (на пример, холодильный агрегат по присоединительным размерам, конденсатор).

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 что 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.

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.

Комплексная стандартизация. При комплексной стандартизации осуществляются целенаправленное и планомерное установление и применение системы взаимоувязанных требований, как к самому объектукомплексной стандартизации в целом, так и к его основным элементам в целях оптимального решения конкретной проблемы. Применительно к продукции -_ это установление и применение взаимосвязанных по своему уровню требований к качеству готовых изделий, необходимых для их изготовления сырья, материалов и комплектующих узлов, а также условий сохранения и потребления (эксплуатации).

Научно-технические принципы и методы стандартизации

Качество машин и его оценка

Качество создаваемых изделий – это совокупность свойств, обусловливающих их пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с назначением.

При оценке качества продукции различают регламентированные показатели, устанавливаемые нормативной документацией; номинальные, от которых производят отсчет допустимых отклонений; предельные – максимальные и минимальные. В результате сравнения значений показателей качества оцениваемой продукции с их базовыми значениями получается относительная характеристика, называемая уровнем качества продукции.

В настоящее время широко проводится сертификация промышленной продукции, подтверждающая соответствие изделия определенным стандартам или условиям.

Показатели качества по характеризуемым свойствам можно выделись в следующие группы:

– назначения: а) классификационные (мощность, передаточное отношениеи т.п.); б) эксплуатационные (производительность, КПД и т.д.); в) конструктивные (габаритные размеры, масса, коэффициентсборности и т.п.),

– надежности (долговечность, безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость);

– эргономичности (гигиеничность, антропометричность, физиологичность, психофизиологичнооть, психологичность);

– эстетичности (рациональность формы, цвета, целостность композиции, информационная выразительность и т.п.),

– технологичности (трудоемкость, металлоемкость, себестоимость);

– стандартизации и унификации (коэффициенты применяемости и повторяемости);

– транспортабельности (затраты на транспортирование и на подготовительно-заключительные работы);

– патентно-правовые (о патентной защите и патентной чистоте изделия);

– экологические (выбросы вредных частиц и газов, и т.п.);

– безопасности;

– экономические (затраты на разработку, изготовление и эксплуатацию продукции).

Завершающий этап оценки изделия – аттестация его качества.

Организация работ по стандартизации дает высокую эффективность в производстве благодаря соблюдению основополагающих принципов.

Научно-исследовательский принцип предусматривает наряду с обобщением отечественного и зарубежного опыта проведение теоретических, экспериментальных и опытно-конструкторских работ для выработки проекта стандарта.

Принцип прогрессивности и оптимизации стандартов состоит в том, что разрабатываемые стандарты не только должны соответствовать мировому уровню науки, техники и промыш­ленности, но и учитывать тенденции развития стандартизируемого объекта.

Принцип системности и взаимосвязи стандартов состоит в том, что для достижения высшего качества продукции разрабатываются системы стандартов, охватывающие все этапы создания изделия, на которых и формируются качественные показатели: проектно-конструкторская разработка, изготовление и эксплуатация.

Основа принципа взаимосвязи – метод комплексной стандартизации, сущность которого состоит в целенаправленном, планомерном установлении и применении взаимосвязанных требований к стандартизируемому объекту, его составным частям, материалам, процессам, методам расчета и т.п.

Принцип функциональной взаимоза­меняемости стандартизируемых изделий позволяет обеспечивать взаимозаменяемость изделий по эксплуатационным показателям, что важно при комплексной стандартизации.

Принцип предпочтительности – один из важнейших общих принципов стандартизации – состоит в систематизации параметров и размеров машин,их частей и деталей с помощью параметрических рядов, составленных на основе системы предпочтительных чисел.

Принцип обеспечения патентной чистоты стандартов состоит в том, что стандартизованные изделия – объект поставки на внешний рынок – должны быть не только конкурентоспособными, но и не должны нарушать действующие в странах ввоза патенты. Действующие патенты в течение определенного времени предоставляют их владельцам исключительное право на использование запатентованного объекта (конструкции, технологического процесса, метода испытаний и т.п.).

Стандартизация в процессе создания машин предполагает использование двух основных методов: унификации и агрегатирования . Существуют также производные от них методы: секционирование, компаундирование, модифицирование и др. Использование этих методов позволяет быстро и в больших количествах изготовлять разнообразные машины, снижать затраты наих ремонт и эксплуатации, а также расширять номенклатуру запасных и сменных деталей и узлов. Методы основаны на преемственности конструктивных и технологических решений, а также на использовании параметрических и типоразмерных рядов машин, позволяющих устанавливать оптимальные параметры и размеры.

Для современного машиностроения, в том числе строительного и дорожного, характерна широкая и увеличивающаяся номенклатура производимой продукции: машин, оборудования, механизмов и приборов. Новые технологии требуют увеличения количества типов и типоразмеров изделий.

Для определения рационального количества выпускаемых изделий и типоразмеров, т.е. сокращения их неоправданно большой номенклатуры, разрабатываются стандарты на параметрические ряды (ряды основных параметров). Например, разработаны и действуют стандарты на параметрические ряды строительных и дорожных машин.

Параметр – величина, характеризующая какое-либо свойство машины или любого другого изделия. Совокупность параметров определяет техническую характеристику машины: производительность, основные размеры, конструкцию и т.п.

Последовательный ряд числовых значений какого-либо параметра, построенный в определенной диапазоне его значений на основе принятой системы градации, называется параметрическим рядом . Как правило, машина характеризуется большим количеством различных параметров, однако для любой машины характеризующиеих параметры принято разделять на главные, основные и вспомогательные.

Главный параметр в наибольшей степени характеризует полезный эффект от функционирования изделия и в минимальной степени зависит от технологии его изготовления и использования. В качестве главного параметра выбирается показатель, определяющий принципиальную возможность работы машины в данных технологических условиях. Кроме того, этот параметр должен в наибольшей степени определять технико-экономические показатели машины в сфере ее создания и эксплуатации.

Основные параметры характеризуют наиболее существенные, определяющие конструктивно-технологические эксплуатационные свойства, показывают целесообразность использования машины или механизма. Как правило, главные параметры выделяются из числа основных.

Для некоторого вида изделий устанавливаются вспомогательные параметры , связанные с развитием и внедрением научно-технических достижений, приводящих к совершенствованию кон­струкций, применению более прочных материалов и т.п. К их числу могут быть отнесены: удельная масса, удельный расход топлива, электроэнер­гии, масла, КПД и т.п. Для строительно-дорожных машин главные параметры: мощность, сила, развиваемая рабочим органом, размеры рабочих органов, производительность,

Номенклатура главных и основных параметров должна быть минимальной (чтобы не ограничивать возможность систематического совершенствования конструкций), но в то же время достаточно полной с точки зрения требований эксплуатации и современного уровня развития данного класса машин. Номенклатура главных и основных параметров должна сохраняться неизменной при конструктивных модификациях и техническом усовершенствовании машин, а также быть идентичной для машин родственных типов и­ли групп (например, грузовых кранов, автомобилей, тракторов). По главным (или основным) параметрам строят параметрические ряды. Определение диапазона значений параметров должно быть технически и экономически обосновано исходя из практической потребности. Числовые значения главных пара­метров рядов должны соответствовать предпочтительным числам и рядам предпочтительных чисел.

Закон образования ряда, определяющий характер изменения интервалов между членами данного ряда, называется градацией параметрического ряда.

Разновидность параметрического ряда – типоразмерный (размерный) ряд, главными параметрами которого являются размеры изделия. На базе типоразмерных рядов создаются кон­структивные ряды конкретных моделей машин (механизмов) одинаковой конструкции и одинакового функционального назначения.

Проектируя параметрические ряды, исходят из того, что рациональный ряд должен содержать наивыгоднейшее число типоразмеров изделий, обеспечивающее минимальные затраты на производство и эксплуатацию.

Лекция 12 (4.6. Унификация в машиностроении и методика ее реализации; 4.7. Межотраслевая унификация машин; 4.8. Оценка уровня стандартизации и унификации; 5. ОСНОВЫ ХУДОЖЕСТВЕННОГО КОНСТРУИРОВАНИЯ, ЭРГОНОМИКИ И ОХРАНЫ ТРУДА; 5.1. Художественное конструирование как этап процесса создания машины)

Для нахождения оптимального решения повторяющихся задач и узаконивания его в качестве норм и правил необходим комплекс соответствующих методов.

Метод стандартизации - это прием или совокупность приемов, с помощью которых достигаются цели стандартизации.

Основными методами стандартизации являются унификация, типизация, аг­регатирование.

Унификация. Термин «унификация» происходит от латинских слов unio - единство и facere - делать и обозначает «приводить что-либо к единой норме, к единой форме, к единообразию или системе». В широком смысле унифика­ция - это научно-технический метод определения и регламентации оптималь­ной и сокращенной номенклатуры объектов одинакового функционального на­значения. Унифицированным является изделие (узел, деталь, конструктивный элемент, технологический процесс и т. д.), которое создано на базе некоторого количества ранее существовавших различных исполнений путем приведения их к единому исполнению, заменяющему любое из первичных.

На 17-й сессии Совета ISO было принято предложенное французскими стандартизаторами определение термина унификация. «Унификация - вид стандар­тизации, состоящий в объединении в один документ двух или более технических условий с таким расчетом, чтобы регламентируемые документом изделия были взаимозаменяемыми». Это определение несколько необычно для отечественной практики, но подчеркивает приоритет технической документации и не противо­речит приведенному в предыдущем абзаце определению.

Часто унификацию пытаются привести к одной простой схеме: унификация - сокращение - число изделий (номенклатура). Подобная процедура определена международным термином «симплификация», под которой понимается элемен­тарный вид унификации, основанный на простом сокращении наименее употре­бительных элементов, - ограничительная унификация. Тем не менее, проводя унификацию, зачастую не сокращают типоразмерный ряд изделий, а увеличива­ют. В зависимости от целей, задач и конкретных способов реализации следует различать три вида унификации: заимствование, построение рядов, сокращение (симплификация).

Унификация заимствованием - это использование в каком-либо изделии при его проектировании ранее разработанных деталей, узлов, элементов конструк­ций, технологических процессов и т. п. Заимствование может проводиться как из предыдущих моделей данного изделия, так и из изделий другого функциональ­ного назначения. Заимствование может происходить нерегламентируемо (сти­хийно), однако необходимо убедиться в том, что конкретное заимствование не противоречит действующим НД.

Унификация построением рядов - это построение оптимальных рядов изде­лий, которые по своему функциональному назначению заменяют неунифициро­ванные изделия. В этом случае разрабатываются типовые решения для создания новых изделий, процессов или проведения соответствующих работ. Такой вид унификации используется тогда, когда предполагается полная или существенная смена изготавливаемой продукции. Результатом разработки типовых решений бу­дут унифицированные детали, узлы, технологические операции и процессы, агре­гаты, базовые конструкции и базовые изделия, ряды изделий, параметров и т. д.

Унификация данного типа завершается созданием стандарта или альбомом унифицированных конструкций. Таким образом, при унификации заимствованием типоразмеры детали получают из проектной документации (чертежей) со­ответствующих изделий, а при унификации построением рядов - из НД (рис. 17.3). Полностью унифицированная деталь - это деталь, изготовленная по унифици­рованному рабочему чертежу. Деталь в этом случае получает определенное обо­значение, которое полностью и однозначно определяет все ее характеристики.

Рис. 17.3. Взаимосвязь понятий «унифицированное изделие»

Типизация. Под типизацией объектов стандартизации понимается метод стандартизации, заключающийся в установлении типовых объектов для данной совокупности и принимаемых за основу (базу) при создании других объектов, близких по функциональному назначению. Этот метод часто называют методом базовых конструкций, так как в процессе типизации выбирается объект, наибо­лее характерный для данной совокупности, с оптимальными свойствами, а для получения конкретного объекта (изделия, технологического процесса) выбран­ный типовой объект может лишь частично изменяться или дорабатываться. Воз­можность определенных преобразований отобранных объектов отличает типиза­цию от селекции - деятельности, заключающейся в простом отборе конкретных объектов, которые признаются целесообразными для дальнейшего производства и применения.

Агрегатирование. Под термином «агрегатирование» понимается метод созда­ния (компоновки) машин, приборов и оборудования из отдельных стандартных (взаимозаменяемых, унифицированных) узлов, многократно используемых при создании различных изделий. Каждый узел (агрегат) выполняет определенную функцию и представляет собой законченное изделие. Агрегат - это укрупнен­ный унифицированный узел машины или прибора, который обладает следующи­ми свойствами:

· отделимостью и полной взаимозаменяемостью;

· завершенностью в функциональном отношении. Под завершенностью в дан­ном случае понимается возможность самостоятельно выполнять определен­ную функцию;

· завершенностью в конструктивном исполнении (самостоятельное изделие);

· наличием стандартных конструктивных, габаритных и присоединительных размеров, допускающих надежную и быструю сборку.

Агрегат должен быть отработан технологически и хорошо изучен в эксплуа­тации.

Унификация приводит к уменьшению количества типоразмеров изделий оди­накового функционального назначения, а агрегатирование увеличивает число объектов специализированного назначения. Применение метода агрегатирова­ния позволяет не создавать каждый раз новое изделие как оригинальное и един­ственное в своем роде, а перекомпоновывать уже существующие, освоенные в производстве узлы и агрегаты, с добавлением ограниченного числа новых узлов. В машиностроении и приборостроении широко используется метод базового аг­регата, при котором к базовой модели машины (прибора) присоединяется спе­циальное оборудование (блоки). В результате получают ряд машин (приборов) разнообразного назначения. В условиях современного производства, когда осу­ществляется быстрая смена объектов производства, агрегатирование является одним из наиболее прогрессивных методов конструирования изделий, обеспечи­вающим ускорение технического прогресса и большой экономический эффект.

Продукция определенного назначения, принципа действия и конструкции, то есть продукция определенного типа, характеризуется рядом параметров. На­бор установленных значений параметров называется параметрическим рядом. Процесс стандартизации параметрических рядов - параметрическая стандарти­зация - заключается в выборе и обосновании целесообразной номенклатуры и численного значения параметров.

Разработка параметрических рядов требует прежде всего установления еди­ной закономерности в системе стандартизируемых величин, к числу которых от­носятся геометрические характеристики, мощность, производительность, грузо­подъемность, скорость, прочность и другие параметры изделий и их составных частей. Эта задача решается установлением рядов предпочтительных чисел, из которых необходимо выбирать значения параметров, размеров и других харак­теристик как при разработке стандартов, так и при проектировании, расчетах, составлении различных технических документов. Смысл разработки рядов пред­почтительных чисел заключается в выборе лишь тех значений параметров изде­лий, которые подчиняются строго определенной математической закономерно­сти, а не любых значений, принимаемых в результате расчетов или в порядке волевого решения.

Ряды предпочтительных чисел должны удовлетворять следующим требова­ниям:

· представлять собой рациональную систему градации чисел, удовлетворяющую потребностям производства и эксплуатации;

· быть бесконечными как в сторону малых, так и в сторону больших величин;

· включать все десятикратные значения любого числа и единицу; а быть простыми и легко запоминающимися.

Примеры применения целесообразных рядов известны с древних времен. Ко­леса римских водопроводов имели диаметры, соответствующие геометрической прогрессии. Петр I издал указ, в котором устанавливались калибры ядер 4, 6, 8, 12, 18, 24, 36, что соответствовало ступенчатой геометрической прогрессии.

Простейшие ряды предпочтительных чисел строятся на основе арифметиче­ской прогрессии, то есть такой последовательности чисел, в которой разность между последующим и предыдущим членами остается постоянной. Примерами арифметической прогрессии являются следующие последовательности:

· возрастающая прогрессия с разностью 3: 1-4-7-10-...;

· убывающая прогрессия с разностью 0,2: 1-0,8-0,6-....

Любой член арифметической прогрессии вычисляется по формуле

а n = а 1 + d(п- 1),

где а 1 - первый член прогрессии; d - разность прогрессии; п - номер взятого члена.

Достоинством рядов предпочтительных чисел, базирующихся на арифмети­ческой прогрессии, является их простота, недостатком - относительная нерав­номерность. Так, в возрастающей арифметической прогрессии с разностью 3 вто­рой член превышает первый на 300 %, а одиннадцатый больше десятого на 30 %. В результате большие значения следуют друг за другом значительно чаще, чем малые.

Для преодоления этого недостатка используют ступенчато-арифметические прогрессии. Такую прогрессию образуют, например, достоинства монет:

1-2-3-5-10-15-20 коп.,

где разность прогрессии принимает значения 1 и 5. В настоящее время ступенча­тая арифметическая прогрессия находит применение в стандартах на диаметры резьб, размеры болтов, винтов и других деталей машин.

В геометрической прогрессии постоянным остается отношение последующе­го члена прогрессии к предыдущему. Примерами геометрической прогрессии яв­ляются следующие последовательности:

· возрастающая последовательность со знаменателем 1,2: 1-1,2-1,44-1,73-...;

· убывающая последовательность со знаменателем ОД: 1-0,1-0,01-.... Любой член геометрической прогрессии вычисляется по формуле

а n = а 1 q n -1

где а 1 - первый член прогрессии; q - знаменатель прогрессии; п - номер взято­го члена.

Введение современной системы предпочтительных рядов чисел, основанных на геометрической прогрессии, связано с именем французского инженера Шарля Ренара, который разработал спецификацию на диаметры хлопчатобумажных ка­натов для аэростатов с таким расчетом, чтобы их могли изготовлять заранее, неза­висимо от места эксплуатации. Используя преимущества геометрической прогрессии, Ренар взял за основу канат, имеющий определенную массу а в граммах на один метр длины, и построил ряд, приняв знаменатель прогрессии, обеспечи­вающий десятикратное увеличение каждого пятого члена ряда, то есть аq 5 = 10а, откуда = q. Получился следующий числовой ряд: а - 1,5849я - 2,5119а -3,9811а - 6,3096а - 10а. Значения этого ряда были заменены более удобными на практике округленными значениями.

На основе построенного Ренаром ряда, условно обозначенного R5, впоследст­вии были построены ряды R10, R20, R40, которые так и называют - рядами Ренара (табл. 17.1).

В результате многолетнего производственного опыта было установлено, что для удовлетворения нужд производства достаточно положить в основу построе­ния рядов предпочтительных чисел геометрические прогрессии со знаменателя­ми, приведенными в таблице.

Таблица 17.1. Геометрические прогрессии, положенные в основу рядов Ренара

Ряды R5, R10, R20, R40 называются основными рядами, а ряды R80, R160 -дополнительными.

При построении рядов предпочтительных чисел соблюдается один из основ­ных принципов стандартизации - принцип предпочтительности. Соблюдение принципа предпочтительности позволяет добиться разумного сокращения при­меняемой номенклатуры стандартных объектов. При выборе того или иного ряда учитываются интересы не только потребителей, но и изготовителей про­дукции. Частота параметрического ряда должна быть оптимальной: слишком «густой» ряд позволяет максимально удовлетворять нужды потребителей, од­нако при этом 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 R 10 предпочтительнее ряда R 20.

В области радиоэлектроники в качестве руководящего документа Междуна­родной электротехнической комиссией принята Публикация 63 «Ряды предпоч­тительных величин для резисторов и конденсаторов», предусматривающая си­стему предпочтительных чисел в виде рядов E3, Е6, Е12, Е24, Е48, Е96, Е192

(табл. 17.2). Принцип построения указанных рядов аналогичен принципу, поло­женному в основу построения рядов Ренара.

Таблица 17.2. Принципы построения рядов предпочтительных чисел в радиоэлектронике

Стандартизуемые и нормируемые параметры могут иметь разный характер, но при выборе их номинальных значений из рядов предпочтительных чисел зна­чительно легче согласуются между собой изделия, предназначенные для работы в одной технологической цепочке или являющиеся объектами технологического процесса. Например, принято использование транспортных и грузоподъемных средств в расчете на массы грузов, построенные по ряду R5 (грузоподъемность железнодорожных вагонов 25, 40, 63 и 100 т, вместимость контейнеров - 250, 400, 630, 1000 кг, масса ящиков - 25, 40, 63, 100 кг, масса коробок или банок -250, 400, 630 и 1000 г).