- •I. Общие вопросы создания машин
- •1.1. Современные особенности научно-технического прогресса
- •1.2. Тенденции развития строительных, дорожных, подъемно-транспортных и других технологических машин
- •1.2. Основные этапы создания машин
- •1.3. Строительство как отрасль народного хозяйства
- •Глава 2. Основы научных исследований
- •2.1. Общая структура научного исследования. Методология научного исследования
- •2.2. Выбор темы. Изучение состояния исследуемого вопроса
- •2.3. Проблематика научных исследований
- •2.4. Основы методологии теоретического исследования
- •2.5. Математические методы, применяемые при исследовании процессов эксплуатации машин
- •2.6. Основы методики экспериментального исследования
- •2.7. Информационно-измерительная техника
- •2.8. Обработка результатов измерений и оценка их точности
- •2.9. Оценка эффективности, оформление и внедрение научных исследований
- •3. Проектирование и конструирование машин
- •3.1. Разработка задания на создание и освоение машины
- •3.2. Последовательность и содержание этапов создания и освоения машины
- •3.3. Методика проектирования машин и поиска проектно-конструкторских решений
- •3.4. Экономическое обоснование создания и модернизации машин
- •3.5. Конструирование машин, сборочных единиц и деталей
- •4. Основы стандартизации в машиностроении
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Роль стандартизации в повышении эффективности производства и качества продукции
- •4.3. Качество машин и его оценка
- •4.4. Научно-технические принципы и методы стандартизации
- •4.5. Параметрические и типоразмерные ряды машин и методика их установления
- •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
- •5.2. Композиция машины и ее категория
- •5.3. Эргономические основы художественного конструирования
- •5.4. Эргономический анализ машины
- •5.5. Функциональная окраска в машиностроении
- •5.6. Вопросы охраны труда при проектирования и эксплуатации строительных машин и оборудования
- •6. Изобретательство и рационалицация
- •6.1. Виды технического творчества, методы его интенсификации
- •6.2. Оформление и рассмотрение заявок на открытия, изобретения и рационализаторские предложения
- •6.3. Использование изобретений и рационализаторских предложений. Права и обязанности авторов
- •6.4. Особенности патентного законодательства за рубежом
- •6.5. Патентование отечественных изобретений за рубежом
- •6.6. Патентоспособность, патентная чистота, конкурентоспособность экспортных поставок
- •6.7. Продажа и покупка лицензий
- •7. Показатели работоспособности машин
- •7.1. Причины снижения работоспособности машин в процессе эксплуатации
- •7.2. Обеспечение работоспособности машин
4.6. Унификация в машиностроении и методика ее реализации
Унификация – один из основных видов стандартизации – направлена на рациональное сокращение номенклатуры и приведение к единообразию изделий, сходных по назначению и незначительно различающихся по конструктивным параметрам и размерам. Унификация – научно обоснованный метод отбора и регламентации оптимальной и сокращенной номенклатуры объектов, которые впоследствии могут быть использованы в неограниченном числе систем.
Основные цели унификации в области машиностроения:
– сокращение сроков разработки, подготовки производства, изготовления, проведения технического обслуживания и ремонта машин;
– создание условий для обеспечения высокого качества машин и взаимозаменяемости их элементов;
– снижение затрат на проектирование и изготовление.
Основные направления унификации:
– использование во вновь создаваемых машинах (одинакового или близкого функционального назначения) освоенных в производстве составных элементов (агрегатов, узлов, деталей);
– разработка 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.
Различают следующие виды унификации:
– внутриразмерная (внутривидовая) – унификация всех модификаций определенного изделия с базовой моделью или между собой внутри одного типоразмера;
– межразмерная (межвидовая или межпроектная) – унификация изделий различных типов и из различных параметрических рядов.
Методика унификации состоит в следующем:
1. Выбранные из соответствующих стандартов на продукцию унификационные элементы должны быть сгруппированы таким образом: главные параметры; основные параметры; марки; правила приемки; методы контроля (испытаний, анализа изменений); правила маркировки, упаковки, транспортирования, хранения; правила эксплуатации и ремонта; комплектность; единообразие составных частей.
2. После группирования элементов унификации из них выбирают наиболее существенные, которые обеспечивают рациональность номенклатуры, заменяемость и совместимость продукции и устанавливают области распространения унификации, т.е. определяют классификационные группировки, которые могут быть включены в число унифицируемых.
3. Устанавливают ряды главных параметров для определения принципиальной возможности упорядочения исторически сложившегося количества размеров продукции и оценки объема работ по унификации. Для каждого главного параметра устанавливают верхние и нижние границы и в этих пределах квантифицируют (разделяют) интервал на более мелкие части.
Один из главнейших элементов унификации – единообразие составных частей машины, так как сами составные части могут унифицироваться независимо одна от другой.
4. Рациональность членения машины на составные части устанавливается по результатам функционального и структурного анализа, когда выявляются составные части, унификация которых возможна с конструктивной точки зрения. По результатам структурного анализа оценивается эффективность унификации на данной ступени членения.
В результате функционального анализа оценивается возможность унификации составных частей одинакового функционального назначения, используемых в разных машинах.
5. После структурного и функционального анализа устанавливаются группы составных частей, подлежащих унификации. Составные части группируются по частям общего, ограниченного и узкого применения, материалам деталей, эксплуатационным материалам и материалам, используемым при производстве и ремонте.
На базе унификации сложился ряд методов создания производных машин, т.е. машин одинакового назначения, но с различными показателями мощности, производительности и т.д., а также качественно других машин.
Агрегатирование – это метод конструирования машин из унифицированных и стандартных изделий, т.е. создание машины с использованием уже освоенных, только перекомпонованых узлов и агрегатов.
Секционирование заключается в разделении машины на унифицированные секции и образование из них производных машин (транспортеры, ковшовые элеваторы, пластинчатые транспортеры, дисковые фильтры, насосы, теплообменники и т.д.).
Метод изменения линейных размеров (размерная модификация) предполагает получение различной производительности машин и агрегатов изменением их длины при сохранении формы поперечного сечения.
В основе метода базового агрегата лежит использование базового агрегата, к которому для превращения в машины различного назначения присоединяют специальное оборудование. Этот метод наиболее применим в дорожных машинах, самоходных кранах, укладчиках и сельскохозяйственных машинах.
Конвертирование. При этом методе базовую машину или основные ее элементы используют для создания различных агрегатов, иногда близких, а иногда различных по рабочему процессу. Пример конвертирования – перевод ДВС с одного вида топлива на другой, с одного теплового процесса на другой; перевод воздушных компрессоров на иной газ (аммиак, фреон).
Компаундирование – параллельное соединение машин или агрегатов, применяемое для увеличения общей мощности установки или производительности, либо какого-либо другого параметра.
Модифицирование – переделка для приспособления машины к иным условиям работы. Например, для машин в тропическом исполнении требуются коррозионностойкие сплавы; в северном исполнении – материалы с повышенным порогом хладноломкости, а также специальные сказки.
Для унификации систем машин и создания типоразмерных рядов и унифицированных семейств машин применяется модульный принцип конструирования. Под модулем (агрегатом) понимается конструктивно и технологически законченная унифицированная или стандартная сборочная единица. Применение модульного принципа позволяет существенно снизить затраты на создание новых машин: на стадии проектно-конструкторской разработки – за счет уменьшения объема работ и, следовательно, их трудоемкости; на стадии изготовления – благодаря применению типовых технологических процессов, а при ремонте – за счет замены унифицированных элементов другими, заранее изготовленными.