2.1. Технико-экономическое обоснование новой техники

Для обоснования постановки на производство объекта тех-ники необходимо рассмотреть 3 вопроса:

а) обосновать техническую целесообразность или технический уровень разработки;

б) обосновать достигаемый результат (экономическое обосно-вание);

в) обосновать возможность изготовления объекта техники в современном производстве.

Для этого выбираются основные критерии функционирова-ния (скорость, мощность, грузоподъемность и т.п.), определяются критерии технической адекватности, охватывающие условия функ-ци­онирования (производительность, долговечность, надежность в процессе эксплуатации), задаются экономические показатели, основ­ные характеристики исполнения.

Выбираются объекты для сравнения в виде лучших импорт-ных или отечественных образцов, снимаются их показатели.

Обоснование технической целесообразности производится по сравнению критериев функционирования и критериев адекват-ности новых и старых образцов. Коэффициент сравнения должен быть более l.

Экономическое обоснование проводится путем расчета ожи-даемого годового экономического эффекта, как правило, по сравне-нию долговечности эксплуатации всей машины или ее важнейших органов, производительности работы.

Расчет экономического эффекта от изменения производи-тель­ности зависит от очень большого количества факторов, поэтому громоздок и чересчур сложен.

В данном задании рассчитывается экономический эффект от повышения долговечности работы техники по следующей формуле:

Э = n(С₁К-С₂)– ар , (1)

где Э - ожидаемый годовой экономический эффект;

n - количество изделий в партии или деталей в машине;

C₁ и С₂ - цены старого и нового объекта;

К - коэффициент изменения долговечности;

а - нормативный коэффициент окупаемости вложений;

р - капитальные вложения в разработку и освоение объекта.

При этом коэффициент изменения долговечности К опре-деляется как К = T₂ /T₁ , где Т₁ и Т₂ - долговечности эксплуатации старого и нового объектов, соответственно.

Из формулы (I) видно, что положение, при котором полу-чается экономический эффект (Э>0), достигается для К при следую-щем условии:

К >(аР + nС₂)/nС₁ (2)

В таком случае следует отметить, что расчет эффекта и эко-номическое обоснование производится только по долговечности, при равной производительности.

Возможность изготовления обосновывается, исходя из до-сту­пности производства нового объекта в целом, или его частей в современных условиях, например обработки выбранного материала известными инструментами и технологическими методами.

2.2. Выбор основного материала объекта техники

Как правило, круг выбираемых материалов достаточно пол-но представляют конструкционные материалы. Прежде всего, это конечно металлы. В целом может быть представлен следующий пе­речень материалов:

а) черные металлы: - конструкционная сталь

- листовая сталь

- нержавеющая сталь

- чугун

б) цветные металлы и сплавы: - алюминий и дюралюминий

- медь

- титан

- свинец

- другие металлы и сплавы

в) инструментальные материалы: - инструментальная сталь

- быстрорежущая сталь

- твердые сплавы

- сверхтвердые и абразивные материалы

г) керамика и стекло

д) металлокерамика

е) пластмассы: - термопласты

- реактопласты

ё) графит

ж) резино - технические изделия

з) древесина

и) бумага и картон

к) композиционные материалы

л) драгоценные материалы

Основные показатели и факторы, которыми следует оцени-вать влияние материалов на работоспособность и экономичность кон­струкций машин, могут быть следующими:

а) физико-механические показатели:

- пределы прочности на разрыв, изгиб, сжатие, сдвиг, кручение, срез

- модуль упругости

- сопротивление удару

- сопротивление изнашиванию

- твердость

- остаточное удлинение

б) состав (химический или композиционный)

в) удельный вес

г) обрабатываемость резанием

д) способность к пластическому деформированию: литью, протяжке, ковке, штамповке

е) возможность использования сварки или других способов соединения

ё) коррозионостойкость

ж) химическая стойкость

з) термостойкость

и) теплопроводность

к) электропроводность

л) хладоломкость

м) эстетичность

н) стоимость

Обоснование выбора оптимального вида основного мате-риала проектируемой машины проводится с использованием метода экспер­тных оценок. Сущность данного метода в применении к вы-бору оптимального материала заключается в следующем:

а) на основе анализа условий эксплуатации и требований к объекту техники выбирается несколько наиболее подходящих мате-риалов;

б) устанавливается перечень показателей или факторов, соот­ветствующих использованию данных материалов в проектируемом объекте;

в) осуществляется индивидуальная экспертная оценка весовых ко­эффициентов αкаждого показателя в отдельности (по значимости для данного объекта), так чтобыпо всем показателям была рав-наI. Значения α даются в диапазоне от 0 до I.

г) на основе экспертных данных и наблюдений устанавлива-ются значения каждого показателя для каждого материала (Р) в диа-пазоне от 0 до 10. Чем "лучше" значение показателя, тем ближе к 10.

д) на основе выведенных значений Р определяются параметры "идеального" материала, наиболее полно удовлетворяющего требо-ваниям разработки (P₁₀₀), путем выбора по каждому показателю наи-более высоких значений.

е) для каждого варианта материалов по каждому показателю определяются индивидуальные коэффициенты соответствия пока-зателей реальных материалов показателям "идеального" материала:

g = Р/Р₁₀₀ (3)

ё) для каждого материала отдельно определяют обобщающий коэффициент соответствия реальных материалов "идеальному", как сумма произведений индивидуальных коэффициентов соответствия на значения весовых коэффициентов:

Т = gα (4)

ж) по величинам коэффициентов Т делят материалы по ран-гам, лучший вариант будет оптимальным материалом.

В целом весь расчет производится в таблице, пример которой приведен в разделе 3.