книги / Технология производства сварных конструкций. Ч. 1

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.И Читинской, 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, подученный 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.

Рабочее место - элементарная единица структуры предприятия, где размещаются исполнитель(ли) работы, обслуживаемое технологическое оборудование, часть конвейера, на ограниченное время оснастка и предме­ ты труда.

Вид производства - классификационная категория производства, вы­ деляемая по признаку применяемого метода изготовления изделия (литейное, щтамповое, 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 Кэх> £ 20 до 40,

всреднесерийном производстве К»л > 10 до 20,

ВКруПНОСерИЙНОМ ПрОИЗВОДСТВе Кио > I 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 (КзЛ = 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 условии 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:

к ‘ - т г г ;

где Т - наработка изделия на отказ (безотказность);

Тв - среднее время восстановления (показатель ремонтопригодности).

Кг характеризует два свойства - безотказность и ремонтопригод­ ность.

Интегральный показатель качества продукции U 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 /з е + 3,.

гае Э - суммарный полезный эффект; 3 : - 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 и т л ) .

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 групп 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 специалистов-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 ЛГКИ) - 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 условии (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 оценка 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.