- •1.Інженерна професія
- •Інженер та інженерна діяльність
- •Проблеми й парадокси сучасної інженерної діяльності
- •Початок професійної інженерної діяльності
- •Основні поняття механізмів, машинної та апаратурної техніки
- •2.1. Прості знаряддя праці
- •2.2. Механізм
- •2.3. Двигун
- •2.4. Електрогенератор
- •2.5. Привід
- •2.6. Машина
- •Приклади машин та їх корисного використання
- •2.7. Хімічний апарат
- •Продовження таблиці 2.2
- •2.8. Транспортні системи (комунікації)
- •2.9. Технологічні установки для здійснення технологічних процесів
- •3.2. Найбільш важливі історичні факти розвитку техніки до середніх віків
- •3.2.1. Винахід обертальних механізмів і машин
- •3.2.2. Винаходи Архімеда
- •3.2.3. Винаходи Герона (близько 70х років до н.Е.)
- •3.2.4. Винахід водяного колеса (на початку і століття до н.Е.)
- •3.3. Відродження прогресу в середні віки (500...1450 роки н.Е.)
- •3.3.1. Передумова відродження прогресу в середні віки
- •3.3.2. Використання водяного колеса як привода
- •3.3.3. Використання вітряків як приводів
- •3.3.4. Кермовий механізм кораблів
- •3.3.5. Компас
- •3.3.6. Кривошип і педальний механізм
- •3.3.7. Токарний верстат
- •3.4.На шляху до сучасності (1450...1660 роки н.Е.)
- •3.4.1. Передумова розвитку техніки в ці часи
- •3.4.2. Леонардо да Вінчі
- •3.4.3. Важке машинобудування, гірнича справа й металургія
- •3.4.4. Пошуки більш потужних джерел рушійної сили
- •3.5. Зародження промислової революції (1660…1815 рр.) Наближення ери капіталізму
- •3.5.1. Передумова зародження промислової революції
- •3.5.2. Ремісник і вчений
- •3.5.3. Наука й творці парової машини
- •3.5.4. Перші практично корисні парові машини
- •3.5.5. Новий пошук джерел рушійної сили
- •3.5.6. Створення пароплава
- •3.6. Зрілість промислової революції
- •3.6.1. Водяна турбіна
- •3.6.2. Електрика. Електрогенератори та електродвигуни
- •3.6.3. Парова турбіна
- •3.6.4. Двигун внутрішнього згорання
- •3.6.5. Винахід літаків
- •3.7. Період між світовими війнами
- •3.7.1. Газова турбіна
- •3.7.2. Побутові машини
- •3.8. Друга світова війна
- •3.8.1. Початок використання ядерної енергії
- •3.8.2. Реактивні літаки й гелікоптери
- •3.9. Післявоєнний період
- •3.9.1. Розвиток газотурбобудування
- •3.9.2. Виробіток електроенергії
- •3.9.3. Атомні кораблі
- •3.9.4. Автоматизація й керування технікою
- •3.9.5. Космічна ера й ракетна техніка
- •4. Матеріали, верстати й машинобудівна технологія
- •4.1. Чавун
- •4.2. Кування чавуну
- •4.3. Прокатка чавуну
- •4.4. Сталь
- •4.5. Сплави на базі алюмінію
- •4.6. Необхідність підвищення точності в машинобудуванні
- •4.7. Удосконалення токарного верстата
- •4.8. Масове виробництво й замінність частин
- •4.9. Масове виробництво й стрічковий конвеєр
- •4.10. Масове виробництво й автомобілі
- •5. Зародження й розвиток нафтогазовидобувної, нафтопереробної та нафтохімічної промисловості
- •5.1. Нафтові колодязі
- •5.2. Перші свердловини, здійснені способом ударного буріння
- •5.3. Подальший розвиток техніки буріння свердловини
- •5.4. Видобуток нафти за умов ударного буріння
- •5.5. Поява гасової лампи
- •5.6. Всім машинам потрібне змащування
- •5.7. Бензин і автомобіль
- •5.8. Нафта, вуглеводневий газ і нафтохімія
- •Зародження і розвиток азотної промисловості як однієї з основних галузей хімічної промисловості
- •6.1. Загальні зауваження відносно розвитку хімічної промисловості
- •6.2. Зародження азотної промисловості
- •6.3. Розвиток азотної промисловості
- •7. Вплив розвитку техніки на розвиток людського суспільства
- •8. Література
- •8.1. Основна література
- •8.2. Додаткова література
4.8. Масове виробництво й замінність частин
Масове виробництво предметів споживання (машин чи апаратів і т.п.) на відміну від одиничного, дозволяє здешевіти випуск продукції.
Таке виробництво не має великих технічних труднощів, якщо виріб являє собою тільки одну частину чи деталь (наприклад, гвіздок, кнопка, перо) або не вимагає при своєму виготовленні великої інженерної точності. Зовсім не обов’язково, щоб два екземпляри того чи іншого виробу були цілком однаковими, вони повинні лише задовольняти споживацьким вимогам. Таке масове виробництво не важко налагодити, якщо воно користується широким попитом, що виправдовує витрати на виготовлення спеціальних машин і виплату заробітної плати великій кількості робітників, кожен з яких спеціалізується на виконанні однієї операції. Дійсність дає з давніх пір множину прикладів масового виробництва подібного виду.
Приклади з історії:
У середньовіччі. Налагоджено відливку типографських металевих літер.
1680 р. Використовується спеціальна штампувальна машина з педальним приводом в Нюрнбергу для прикріплення головок до англійських булавок.
1700 р. Швед Хрістофер Польхем організував масове виробництво на невеликому заводі (100 робітників) різних виробів. Всі виробничі операції він старався переводити на гідроприводи. У нього були цвяхові верстати, ножиці для різання штабового заліза й листового металу, преси, прокатні валки і т.п. Завод випускав великими партіями такі товари як пружні лемеші, зубці для борони, молотки та інше.
Нехай тепер ми маємо розв’язати задачу з налагодження масового виробництва тієї чи іншої складної машини, що складається з багатьох частин. Кожну деталь можна було б випускати окремими великими партіями на основах масового виробництва, які були відомі з ХVІІІ ст. і навіть раніше. Але при складанні з таких частин першої ж машини виявилось би, що точно підігнати одну деталь до іншої не вдається. Тоді прийшлося б або розсортирувати тисячі і тисячі деталей на придатні до складання комплекти, або ж найняти спеціально для підгонки частин досвідчених слюсарів-складальників, які терпугом, молотком чи іншими інструментами довели б деталі до потрібних розмірів і точності. Таке доведення на заключній (кінцевій) складальній операції поглинула б всю ту економію, яку дає масове виробництво.
Таку складність можна перебороти, якщо налагодити випуск окремих частин машин за стандартом у межах установлених допусків на розміри. Тоді з любого комплекту деталей, взятих навмання, можна буде скласти машину. Фактично частини повинні бути взаємозамінними. З цієї причини подібну удосконалену систему масового виробництва на засадах взаємозамінності частин називають скорочено взаємозамінним виготовленням.
Першим прикладом організації масового виробництва був завод з виготовлення деталей для адміралтейства, який став до ладу в Англії приблизно в 1808 році. Це виробництво було сплановане Марком Брюнелем і Семюелем Бентоном, а Генрі Модель створив верстати, які були згруповані відповідно тій чи іншій виробничій операції. На заводі було 44 верстати найсучаснішої конструкції (рис. 4.4).
Рис. 4.4. Поперечно-стругальний верстат,
побудований у 1804 році Моделем для заводу масового виробництва деталей, приналежного Брунелю і Бентону
Верстат стругав поверхні 10 блоків одночасно. Спеціальний пристрій повертав всі десять блоків одночасно на 900, що дозволяло оброблювати блоки почергово з чотирьох боків.
Завод, працюючий за принципом масового виробництва, дозволив 10 некваліфікованим робітникам виконувати роботу, на якій раніше було зайнято 110 кваліфікованих майстрів. І все ж, незважаючи на високу ефективність масового виробництва, інших спроб в Англії з упровадження принципу взаємозамінності частин більше в ті часи не було, хоч у Франції і США такі одиничні спроби були. Це пояснюється тим, що в ХІХ ст. було ще мало таких виробів, випуск яких був би виправданим на підприємствах масового виробництва зі взаємозамінністю частин.
У подальшому винахід і упровадження ряду верстатів сприяли розвитку масового виробництва за принципом взаємозамінності.
Приклади з історії:
1818 р. На заводах з’явились перші фрезерні верстати для оброблення поверхонь металів.
1890 р. З’явився верстат з револьверною голівкою, що дало можливість виконати на ньому приблизно до 8 різних операцій.
1861…1862 рр. З’явився в США універсальний фрезерний верстат (рис. 4.5).
Рис. 4.5. Перший універсальний фрезерний верстат
1864 р. Випуск у США перших циліндричних шліфувальних верстатів-автоматів (рис. 4.6; 4.7).
Рис. 4.6. Автоматичний токарний верстат
Рис. 4.7. Зразки деталей, виготовлених на автоматичному токарному верстаті
70-ті роки. ХІХ ст. З’явились зуборізні верстати-автомати (США).
80-ті роки ХІХ ст. З’явились черв’ячно-фрезерні верстати-автомати (США).
Близько 1850 року. Методи масового виробництва міцно облаштувались в промисловості (швейні машини, сільгосптехніка).
80-ті роки. Був організований випуск пишучих машинок.
90-ті роки. Випуск велосипедів.