Чем больше унифицированных узлов и деталей в машине тем

Унификация (в технике)

В условиях научно-технической революции принципы унификации используют не только в отраслях производства, но и в других сферах человеческой деятельности.

Наиболее распространена унификация в машиностроении и приборостроении, где различают унификации внутритиповую, касающуюся изделий одного типа и межтиповую.

В процессе унификации соблюдается принцип конструктивной преемственности: в изделия новой конструкции в максимальной степени вводят детали и узлы, уже применявшиеся в других конструкциях, с возможно большим числом одинаковых параметров (особенно базовых и присоединительных размеров), обеспечивающих взаимозаменяемость и многократное использование уже проверенных конструкций.

Унификация технологических процессов предшествует разработка технологии производства однотипных деталей или сборки однотипных составных частей либо целых изделий определённой классификационной группы.

Одинаковые или разные по своему функциональному назначению изделия, их узлы и детали, являющиеся производными от одной конструкции, взятой за основную, относят к одному унифицированному ряду.

Унификация позволяет путём применения общих конструктивных решений использовать принцип агрегатирования, создавать на одной основе различные модификации изделий, выпускать оборудование одинакового назначения, но разной размерности из одних и тех же узлов и деталей.

Принципы унификации и агрегатирования широко применяются в автоматических линиях, агрегатах, машинах и др. технологическом оборудовании.

Они лежат в основе построения агрегатных унифицированных систем промышленной автоматики.

Унификация ассортимента и марок различных видов материалов и полуфабрикатов даёт возможность свести их количество к целесообразной номенклатуре, сократить время переналадки оборудования, увеличить число изделий в партии и т.д.

Унификация технологических процессов, способов изготовления, методов производства, контроля и испытаний позволяет значительно сократить типаж применяемого оборудования, оснастки, инструментов и приборов.

В промышленности СССР осуществлялась унификация заводская, отраслевая и межотраслевая.

Широкое использование принципов унификации машин, оборудования, приборов позволяет значительно уменьшить объём конструкторских работ и период проектирования, сократить сроки создания нового оборудования, снизить стоимость освоения новых изделий, повысить уровень механизации и автоматизации производственных процессов путём увеличения серийности, снижения трудоёмкости и организации специализированных предприятий. При унификации повышаются качество выпускаемой продукции, её надёжность и долговечность благодаря более тщательной отработке технологичности конструкции изделий и технологии их изготовления. Унификация снижает номенклатуру запасных частей, упрощает и удешевляет ремонт машин и оборудования, улучшает основные технико-экономических показатели заводов-изготовителей и эксплуатационных организаций. Во многих случаях унификация завершается разработкой заводских, отраслевых, республиканских стандартов.

Лит.: Стандартизация в народном хозяйстве СССР. 1917-1967, под ред. В. В. Бойцова, М., 1967; Кубарев А. И., Унификация в машиностроении. (Обоснование рядов типоразмеров), М., 1969; Методика и практика стандартизации, 3 изд., М., 1971; Взаимозаменяемость и технические измерения в машиностроении, М., 1972; Якушев А. И., Взаимозаменяемость, стандартизация н технические измерения, 4 изд., М., 1975.

Источник

Чем больше унифицированных узлов и деталей в машине тем

Марина Сергеевна Клочкова

Шпаргалка по метрологии, стандартизации, сертификации

1. ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА, БЕЗОПАСНОСТИ И КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ ПРОДУКЦИИ (УСЛУГ)

Стандартизация, метрология и оценка соответствия (сертификация) являются инструментами обеспечения безопасности и качества продукции, работ и услуг. Техническое законодательство, стандартизация и оценка соответствия определяют уровень безопасности и качества продукции и, следовательно, являются важнейшими инструментами конкурентоспособности продукции.

Сегодня стандартизация является частью современной предпринимательской стратегии. Ее влияние и задачи охватывают все сферы общественной жизни. Так, стандарты на процессы и документы (управленческие, товаросопроводительные, технические) содержат те «правила игры», которые должны знать и выполнять специалисты промышленности и торговли для заключения взаимовыгодных сделок, а приемы технического регулирования являются инструментами обеспечения не только безопасности, конкурентоспособности, но и эффективного партнерства изготовителя, заказчика и продавца на всех уровнях управления. Изначально стандарты тесно связаны с торговлей. Свободное перемещение товаров и услуг по всему миру без торговых барьеров – конечно же горячее желание каждого производителя и поставщика. Однако без некоего технического регулирования, учитывающего интересы всех участников рыночных отношений, неизбежны трудности совместимости продуктов, процессов, отсутствие гарантий ответственности.

Соглашения по формальной стандартизации облегчают жизнь покупателям и продавцам (товаров и услуг) во всем мире. Сегодня рынки становятся глобальными, и цепочки поставок могут пересекать границы многих стран. В деле создания более благоприятных условий для международной торговли могут помочь международные соглашения и стандарты. Роль международных стандартов в качестве технического фундамента глобального рынка особо подчеркнута в Соглашении Всемирной торговой организации (ВТО) по техническим барьерам в торговле. Соглашение обязывает правительства максимально использовать международные стандарты, чтобы предупредить появление нежелательных препятствий на пути развития торговли.

Основа деятельности организации ВТО – это своеобразный многосторонний контракт. Он является самым крупным в мире договором, регулирующим торговлю практически всеми видами товаров услуг. Заключив его, государство получает гарантии, что его экспортная продукция не будет подвергаться какой-либо дискриминации на рынках других участников в обмен на аналогичные обязательства. В настоящее время по правилам ВТО осуществляется

95 % всей мировой торговли.

Основная задача ВТО – содействие беспрепятственной международной торговле, недопущение при этом злоупотреблений и отрицательных последствий. Во многих случаях устранение барьеров, препятствующих торговле. Это также означает, что отдельные предприниматели, предприятия, ведомственные организации должны быть хорошо знакомы с нормами международной торговли и уверены в том, что эти нормы не изменятся резко и без предупреждения. Иными словами, правила должны быть совершенно ясными, стандартными, а их применения последовательными.

Мировой опыт, в частности США, показывает, что эффективными организационно-методическими приемами, обеспечивающими создание конкурентоспособной и высококачественной продукции, являются такие, которые следуют принципам стандартизации и сертификации. Повышение качества продукции считается основой его конкурентоспособности и динамичного поступательного развития производства.

2. ОСНОВНЫЕ ВЕХИ ИСТОРИИ СТАНДАРТИЗАЦИИ

Развитие экономических связей между государствами во все времена неизменно сопровождалось использованием методов стандартизации. Так, в связи с необходимостью строительства большого количества судов в Венеции в эпоху Возрождения сборка галер осуществлялась из заранее изготовленных деталей и узлов (был использован метод унификации). Началом международной стандартизации можно считать принятие в 1875 г. представителями 19 государств Международной метрической конвенции и учреждение Международного бюро мер и весов.

Первые упоминания о стандартах в России отмечены во времена правления Ивана Грозного. По указанию царя в Новгороде было организовано литье ядер к пушкам, причем специальным указом царя новгородцы «были обязаны ядра делать круглые и гладкие… и каковы им укажут пушкари». Для проверки размеров изготовляемых ядер были введены специальные «стандартные» калибры-кружала.

Важные мероприятия по стандартизации начинают осуществляться при Петре I. Так, строительство флота для второго Азовского похода было организовано следующим образом. Лучшая галера была доставлена в село Преображенское под Москвой. Там на лесопильном заводе по ней изготовили отдельные части для всей серии судов. Готовые части переправляли в Воронеж на судостроительную верфь, где из них собирали суда.

Применение принципов стандартизации при строительстве флота было узаконено рядом официальных документов. 5 апреля 1722 г. в Петербурге был издан «Регламент об управлении Адмиралтейства и верфи». В «Регламенте» содержался ряд указаний, по характеру и назначению аналогичных требованиям современных государственных стандартов. Было покончено с многотипностью орудий: были отлиты три основных типа – пушки, гаубицы, мортиры. Стандартизировались и калибры орудий.

Необходимость стандартизации вызывалась и расширяющейся внешней торговлей страны. За границу экспортировали сельскохозяйственное сырье – лес, хлопок, пеньку (коноплю), а также хлеб, мясо, яйца и т. д. Но на мировых биржах высокие цены платили только за кондиционные товары, соответствующие установленным стандартам. Всякий нестандартный товар оплачивался на биржах по резко пониженным ценам как бракованный. Царское правительство вынуждено было устанавливать особые требования к экспортируемым товарам. В 1713 г. в Архангельске, а в 1718 г. в Петербурге были созданы правительственные бракеровочные комиссии для проверки качества вывозимого льна.

Официальной датой начала государственной стандартизации в СССР является 15 сентября 1925 г. – создан комитет по стандартизации при Совете труда и обороны, на который было возложено общее руководство работами по стандартизации во всех ведомствах, а также утверждение стандартов, обязательных для всех отраслей народного хозяйства.

Вводится категория общесоюзных стандартов (ОСТ), приравниваемых к государственным документам, обязательным для всех предприятий и организаций страны. Первая группа общесоюзных стандартов была утверждена 7 мая 1926 г. Это были стандарты на селекционные сорта пшеницы. В последующие годы был утвержден ряд других стандартов на сельскохозяйственную продукцию и сырье (хлопок, маслопродукты, кожсырье и т. д.). На 1 августа 1928 г. было утверждено 300 общесоюзных стандартов в промышленности.

Разработка стандартов в машиностроении. Первые стандарты на основные размеры, типы и детали машин и механизмов, инструмент, приспособления, стандарты, регламентирующие единую систему допусков и посадок, калибры и т. д., были утверждены в 1926–1929 гг. Они дали возможность осуществлять взаимозаменяемость в условиях массового производства, а также специализацию и кооперирование в промышленности, применять принципы поточного производства.

3. ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ СТАНДАРТИЗАЦИИ

Стандартизация – это научно-техническая деятельность, направленная на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области посредством установления требований для всеобщего и многократного применения в отношении реально существующих или потенциальных задач.

Стандартизация решает поставленные перед ней задачи путем разработки, внедрения стандартов и других нормативных документов по стандартизации и проведения государственного надзора за ними.

Источник

Унификация

Специальные методы стандартизации

Слово «унификация» в переводе с латинского обозначает приведение чего-либо к единообразию, к единой форме и системе.

Под унификациейпонимается один из важнейших методов стандартизации, заключающийся в приведение объектов одинакового функционального, конструктивного или технологического назначения к единообразию путем рационального сокращения неоправданного разнообразия элементов этих объектов.

В основе унификации лежит конструктивное подобие деталей, узлов, агрегатов, машин и приборов, которое определяется общностью рабочих процессов, условиями работы, т. е. общностью эксплуатационных требований. В качестве информационной поддержки в процессе унификации часто используют методы систематизации и классификации. Унификация может осуществляться до стандартизации, если ее результаты не оформлены стандартом, однако стандартизация изделий обязательно предусматривает их унификацию.

Унифицированным является изделие, которое создано на базе некоторого количества ранее существующих различных исполнений, путем приведения их к единому оптимальному исполнению. Степень унификации нового или проектируемого изделия определяется его насыщенностью элементами других изделий, уже освоенных в производстве. Примером может служить прибор для контроля параметров шероховатости поверхности – профилограф-профилометр, выпускаемый АО «Калибр». Он состоит из шести самостоятельных унифицированных блоков (датчики, электронный блок с показывающим устройством, измерительные головки, элементы пневматических приборов).

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.

Чем больше унифицированных узлов и деталей в машине, тем короче сроки проектирования и изготовления, так как сокращается количество чертежей, вновь разрабатываемых технологических процессов, проектируемой оснастки и т. п. Унификация позволяет повысить серийность и уровень автоматизации производственных процессов, обеспечить мобильность промышленности при выпуске новых изделий, организовать специализированные производства.

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.

Конструктивно-унифицированный ряд – это закономерно построенная совокупность машин, приборов, агрегатов или других изделий, включая базовое изделие и его модификации одинакового или близкого функционального назначения, а также изделия с аналогичной или близкой кинематикой и схемой рабочих движений.

Объектами унификации могут быть изделия массового, серийного и единичного производства. Номенклатуру изделий, подлежащих унификации, определяют, исходя из важности и перспективности этих изделий, объема и характера их производства, наличия стандартов на основные параметры изделий и их составных частей, характера взаимосвязи унифицируемых изделий с другими изделиями в процессе производства и применения.

Базой унификации является стандартизация с ее системой предпочтительных чисел, которая позволяет устанавливать оптимальные значения параметров и размеров изделий, а также комплексов стандартов на основные нормы, обеспечивающие взаимозаменяемость унифицированных деталей, узлов (агрегатов), изделий.

Выделяют два основных направления развития унификации: ограничительное и компоновочное.

Ограничительное направление характеризуется тем, что анализируется

номенклатура выпускаемых изделий и ее ограничение до целесообразного минимума. Это направление в мировой практике получило название «симплификация».

Симплификация объектов стандартизации – это элементарный вид унификации, основанный на простом сокращении наименее употребляемых

элементов. Проведение симплификации возможно на любом уровне.

Компоновочное направление характеризуется тем, что проводится анализ потребностей с целью выявления номенклатуры изделий, необходимых экономике страны. В результате такого анализа создаются новые ряды машин и их типоразмеры на основе компоновки из определенного набора унифицированных сборочных единиц в пределах стандартных типоразмерных рядов. При этом также используют метод селекции объектов стандартизации.

Селекция объектов стандартизации – отбор конкретных объектов, которые признают целесообразным для дальнейшего производства.

Процессы селекции и симплификации часто осуществляются параллельно (например, из 50 типоразмеров кастрюль при разработке соответствующего ГОСТ выбрано только 22, исключены емкости 0,9, 1,3, 1,7 л; оставлены 1л и 1,5 л.).

Работы по унификации могут проводиться на трех уровнях: заводском (автомобили ВАЗ), отраслевом (электролампы для любых автомобилей), межотраслевом (крепежные изделия, пригодные для любых механизмов). Кроме того, в последнее время успешно развивается международная унификация.

Работа по унификации проводится в определенной последовательности. В первую очередь необходимо определить направление, вид и уровень унификации, затем собрать и проанализировать чертежи унифицируемых изделий, классифицировать чертежи в соответствии с поставленной задачей. Дальше либо разрабатывается новая конструкция, либо выбирается одна из существующих в качестве унифицированной конструкции, которая сможет заменить все ранее применявшиеся. Затем устанавливается оптимальное количество типоразмеров и разрабатывается стандарт на конструктивно-унифицированный ряд деталей. Завершающим этапом работы по унификации является организация специализированного производства стандартных деталей.

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

Под уровнем унификации изделий понимается их насыщенность унифицированными составными элементами (частями) – деталями, узлами, агрегатами, модулями.

Уровень унификации изделий или их составных частей характеризуется различными показателями, основным из которых является коэффициент применяемости К_пр – выраженное в процентах отношение количества заимствованных, покупных и стандартизованных типоразмеров к общему количеству типоразмеров изделия, т. е.:

где n – общее число составных частей (типоразмеров) в изделии;

n₀ – число оригинальных составных частей (типоразмеров) в изделии.

К оригинальным относятся составные части, разработанные для данного изделия.

Источник

Лекция 6

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.

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.

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.

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.

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

где ∑ m_ун – суммарная масса унифицированных деталей;

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:

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:

где n_эл – общее число данных элементов в изделии;

n_т – число принятых типоразмеров данных элементов.

Например, степень унификации крепежных деталей

где n_кр – общее число крепежных деталей в изделии;

n_т.кр – число типоразмеров крепежных деталей.

Основная литература: [1] (стр.69-79)

Контрольные вопросы:

1.Унификация при создании машин и оборудования.

2.Виды и признаки унификации.

3.Показатели уровня унификации изделий машиностроения.

Источник