- •Лекция 2 основы проектирования машин (механизмов)
- •Создание новых конструкций машин.
- •Создание новых конструкций машин
- •Стадии разработки конструкторской документации
- •Основные требования к деталям, узлам и механизмам
- •Функционально-эксплуатационные требования
- •Производственно-технологические требования
- •Технико-экономические требования
- •Эргономические требования
- •Критерии работоспособности деталей и машин
- •Прочность
- •Теплостойкость
Технико-экономические требования
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 машиныОт 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 переходана безремонтнуюэксплуатацию, подэтим понимают:
устранение капитальных ремонтов;
устранение восстановительного ремонта и замена его комплектационнымремонтом, осуществляемым сменойизносившихся деталей, узлови агрегатов;
устранение вынужденных ремонтов,вызванных поломкой н износом детален, систематическимпроведением планово-предупредительныхремонтов.