книги / Технология, машины и оборудование машиностроительного производства

ВВЕДЕНИЕ

Производство сварных конструкций включает в себя целый ряд тех­ нологических операций: заготовительные, сборочные, отделочные опера­ ции после сварки, контроль и испытание готовых изделий. Для выполнения перечисленных операций требуется наличие соответствующего оборудова­ ния. Качество готовой продукции определяется точностью выполнения опе­ раций на всех стадиях производства.

Повышение качества готовой продукции и производительности про­ цессов при высоких экономических показателях является основной задачей любого производства, в том числе и сварочного. Решение этой задачи опре­ деляется всеми стадиями производства, начиная от рационального проекти­ рования изделия, выбора оптимальных технологий и оборудования произ­ водства всех операций и кончая контролем качества готовой продукции.

Данное пособие содержит сведения о механическом оборудовании для производства сварных конструкций, средствах и методах механизации и автоматизации сварочного производства, а также методах рационального проектирования указанного оборудования.

Данное пособие должно использоваться студентами совместно с учеб­ ным пособием Л.Н.Битинской, Т.Ф.Мочаловой "Основы проектирования и расчета сборочно-сварочных приспособлений" (Пермь, 1994).

1. ОБЩИЕ ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПОНЯТИЙ

МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Для перехода к последовательному изложению материала необходимо вспомнить основные термины и понятия, характеризующие производствен­ ный процесс.

Продукция - материализованный результат процесса трудовой дея­ тельности, обладающий полезными свойствами, полученный в определен­ ном месте за определенный интервал времени, предназначенный для ис­ пользования потребителем с целью удовлетворения определенных потреб­ ностей.

Изделие - частный случай единицы промышленной продукции. Изделия, изготовленные для реализации, относятся к изделиям основного производства. Изделия, изготовляемые для собственных нужд предприя­ тия, являются изделиями вспомогательного производства.

Машиностроительное производство (в том числе и сварочное) ха­ рактеризуется определенной производственной структурой, в которую вхо­ дят цеха и службы предприятия с установленными связями между ними.

Цех представляет собой группу (совокупность) производственных участков.

Производственный участок - это группа рабочих мест, организован­

ных по определенным принципам: предметному, технологическому или предметно-технологическому.

Вид производства - классификационная категория производства, вы­ деляемая по признаку применяемого метода изготовления изделия (литейное, штамповое, сварочное и тд.).

Тип производства характеризуется по признакам широты номенкла­ туры, регулярности, стабильности и объема выпуска продукции.

Различают следующие типы производства: одиночное, серийное, мас­

совое.

Одной из основных характеристик типа производства является коэф­ фициент закрепления операций - отношение числа всех различных техноло­ гических операций О, выполненных или подлежащих выполнению в течение

месяца, к числу рабочих мест Р:

К * о = 0 /Р .

Следует отметить, что на одном предприятии и даже в одном цехе можно встретить сочетание различных типов производства.

Единичное производство характеризуется малым объемом выпуска одинаковых изделий, повторное изготовление и ремонт которых, как пра­ вило, не предусматривается.

Серийное производство характеризуется изготовлением или ремон­ том изделий периодически повторяющимися партиями. Различают мелко­ серийное, среднесерийное и крупносерийное производство в зависимости от количества изделий в партии или серии и значения коэффициента закрепле­ ния операций:

в мелкосерийном производстве Кы> £ 20 до 40, в среднесерийном производстве Кде £ 10 до 20,

В КруПНОСерИЙНОМ ПрОИЗВОДСТВе Кал £ 1 до 10.

Массовое производство характеризуется большим объемом выпуска изделий, непрерывно изготовляемых или ремонтируемых продолжительное время, в течение которого на большинстве рабочих мест выполняется одна рабочая операция (Кэ.о = 1 ).

Основное производство - производство товарной продукции. Вспомогательное производство - производство средств, необходимых

для функционирования основного производства. Инструментальное производство.

Опытное производство - производство образцов, партий или серий изделий для проведения исследовательских работ или разработки конструк­ торской документации.

Установившееся производство - производство изделий по оконча­ тельно отработанной конструкторской и технологической документации.

Поточное производство характеризуется расположением средств технологического оснащения в последовательности выполнения операций технологического процесса и определенным интервалом выпуска изделий.

Производственный процесс - совокупность всех действий людей и орудий труда, необходимых на данном предприятии для изготовления и ремонта продукции.

2. КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ

Выпуск продукции высокого качества рассматривается во всех стра­ нах мира как одно из важнейших условий развития национальной эконо­ мики.

На качество промышленной продукции влияет много различных факторов. Поэтому необходим системный подход к решению проблемы управления качеством продукции. ГОСТ 15467-79 “Управление качеством продукции” устанавливает основные понятия, термины и определения.

Продукция имеет множество различных свойств, которые могут про­ являться при ее создании, эксплуатации или потреблении, т.е. при разра­ ботке, производстве, испытании, ремонте и использовании.

Свойства продукции можно условно подразделять на простые и сложные. Примером сложного свойства является надежность изделия, кото­ рую определяют более простые свойства, безотказность, долговечность, ре­ монтопригодность и сохраняемость.

Качество продукции - совокупность свойств продукции, обусловли­ вающих ее пригодность удовлетворять определенным потребностям в соот­ ветствии с ее назначением. Для оценки качества продукции необходима чет­ кая система показателей и методов их определения.

Количественные методы оценки качества продукции объединены в науку, которая называется квалиметрией.

Показателем качества продукции называют количественную харак­ теристику одного или нескольких свойств продукции, составляющих ее ка­ чество, рассматриваемую применительно к определенным условиям ее соз­ дания и эксплуатации. Номенклатура показателей качества зависит от наз­ начения продукции. Показатель качества продукции может измеряться раз­ личными единицами (км/ч, часы на отказ, кг и тд.), а также быть безраз­ мерным. Единичный показатель качества продукции - показатель, характе­ ризующий одно из ее свойств.

Комплексный показатель качества характеризует несколько ее свойств. Примером является коэффициент готовности продукции:

где Т - наработка изделия на отказ (безотказность);

Тв - среднее время восстановления (показатель ремонтопригодности).

Кт характеризует два свойства - безотказность и ремонтопригод­ ность.

Интегральный показатель качества продукции V позволяет с эконо­ мических позиций определить совокупность свойств изделий. Он опреде­ ляется отношением суммарного полезного эффекта эксплуатации или по­ требления продукции к суммарным затратам на ее создание и эксплуата­

цию или потребление:

- и=э/зе+3Э,

где Э - суммарный полезный эффект;

Зс- суммарные затраты на создание продукции; 3»- суммарные затраты на эксплуатацию продукции.

Наряду с интегральным показателем качества продукции можно ис­ пользовать показатели удельных затрат на единицу эффекта (энергоемкость итд.).

Для каждого вида продукции существует определяющий показатель, по которому принимают решение оценивать ее качество. Определяющий показатель качества продукции может быть единичным или комплексным.

Для сравнительной оценки качества продукции устанавливают ба­ зовые значения показателей. За базовые показатели могут приниматься значения показателей качества лучших отечественных и зарубежных образ­ цов; планируемые значения показателей перспективных образцов и др. Относительное значение показателя качества продукции определяется от­ ношением значения показателя качества оцениваемой продукции к базо­ вому значению этого показателя и выражается безразмерной величиной или в процентах.

Для оценки уровня качества продукции существует следующая но­ менклатура основных ipynn показателей: назначение, надежность, эргонометрические, эстетические показатели, технологичность, транспортабель­ ность, стандартизация и унификация, патентно-правовые, экологические показатели, безопасность. Показатели качества можно разделить на три группы:

1)технический уровень,

2)производственно-технологические показатели,

3)эксплуатационные показатели.

Надежность - один из главных показателей качества. Надежность - это свойствообъекта сохранять во времени в установленных пределах зна­ чения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуе­ мые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. Надежность - сложное свойство, состоящее из сочетания свойств: безотказности, долго­ вечности, ремонтопригодности, сохраняемости.Основным понятием, кото­ рое используется в определении надежности, является отказ. Отказ - это со­ бытие, заключающееся в нарушении работоспособности объекта.

Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспо­ собное состояние в течение некоторого времени или некоторой наработки, которое определяется продолжительностью.

Долговечность - это свойство изделия сохранять работоспособность до наступления предельного состояния при установленной системе техниче­ ского обслуживания и ремонта.

ГОСТом установлено шесть методов определения показателей ка­ чества продукции:

1. Измерительный метод осуществляется на основе технических средств измерения.

2. Регистрационный метод - на основе регистрации определенных со­ бытий, предметов или затрат.

3. Расчетный метод применяют в основном при разработке и проекти­ ровании продукции.

4. Органолептический метод основан на использовании информации, получаемой в результате анализа восприятий органов чувств человека.

5. Экспертный метод - определение значений показателей качества продукции группой специалнстов-экспергов.

6. Социологический метод осуществляется на основе сбора и анализа информации, представляемой фактическими или потенциальными потреби­ телями (анкеты-опросники, выставки, конференции).

3. ТЕХНОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИЯ

Технологичность - один из показателей качества изделий. Технологичность конструкции изделий (ТКИ) - совокупность свойств

конструкции изделия, определяющих ее приспособленность к достижению оптимальных затрат при производстве, эксплуатации и ремонте для за­ данных показателей качества, объема выпуска и условий выполнения работ (ГОСТ 14.205-83). ТКИ - понятие относительное, зависящее от типа произ­ водства и конкретных производственных условий (массовое и единичное производство).

Основная задача обеспечения ТКИ заключается в достижении опти­ мальных трудовых, материальных и топливно-энергетических затрат на проектирование, подготовку производства, изготовление, монтаж вне предприятия-изготовителя, технологическое обслуживание (ТЛО), техниче­ ское обслуживание (ТО) и ремонт при обеспечении прочих заданных пока­ зателей качества изделия в принятых условиях проведения работ.

Различают производственную, эксплуатационную и ремонтную тех­ нологичность.

Производственная ТКИ заключается в сокращении средств и времени на конструкторскую подготовку производства, технологическую подготов­ ку производства, процессы изготовления, в том числе контроля и испыта­ ний, монтаж вне предприятия-изготовителя.

Эксплуатационная ТКИ - сокращение средств и времени на подготов­ ку к использованию по назначению, на технологическое и техническое об­ служивание, текущий ремонт, утилизацию.

Ремонтная технологичность - сокращение средств и времени на все виды ремонта.

Главные факторы. определяющие требования к ТКИ, следующие:

-вид изделия (характеризует главные конструктивные и технологиче­ ские признаки);

-объем выпуска и тип производства (определяет степень технологи­ ческого оснащения, механизации и автоматизации технологических про­ цессов и специализацию всего производства).

Обеспечение ТКИ является функцией подготовки производства, пред­ усматривающей взаимосвязанное решение конструкторских и технологи­ ческих задач, направленных на повышение производительности труда, до­ стижение оптимальных трудовых и материальных затрат и сокращение времени на производство, в том числе, монтаж вне предприятияизготовителя, техническое обслуживание и ремонт изделия.

3.1.Показатели технологичности конструкции изделия

Оценка ТКИ может быть двух видов - качественной и количествен­

ной.

Качественная оценка характеризует технологичность конструкции обобщенно, на основе опыта исполнителя. Качественная оценка при срав­ нении вариантов конструкции в процессе проектирования предшествует количественной и определяет целесообразность последней.

Количественная опенка ТКИ включает следующие показатели:

-базовые (исходные) показатели технологичности, которые являются предельными нормативами, обязательными для выполнения при разработ­ ке изделия, их указывают в техническом задании на разработку изделия или в отраслевых стандартах;

-показатели ТКИ, достигнутые при разработке изделия;

-показатели уровня ТКИ разрабатываемого изделия.

Число показателей должно быть минимальным, но достаточным для оценки технологичности. ГОСТ 14.201-83 определяет перечень показате­

лей технологичности.