Унификация, типизация и агрегатирование машин

Унификация — это приведение объектов одинакового функционального назначения к единообразию (например, к оптимальной конструкции) по установленному признаку и рациональное сокращение числа этих объектов на основе данных об их эффективной применяемости. Таким образом, при унификации устанавливают минимально необходимое, но достаточное число типов, видов, типоразмеров, изделий, сборочных единиц и деталей, обладающих высокими показателями качества и полной взаимозаменяемостью.

Унификация помогает выделить отдельные образцы, прототипы которых в тех или иных размерах и параметрических вариантах применяются во многих изделиях. Выделение этих представителей и всех их прототипов, расположение их в ряд по возрастающей или убывающей величине основного параметра, упорядочение этого ряда в соответствии с рядами предпочтительных чисел позволяет создавать типы объектов и типоразмеров. Кроме того, появление благодаря унификации достаточно большого спроса на отдельные детали и узлы, приводящего к укрупнению партий, дает возможность даже на заводах с единичным типом производства ограничивать поточное изготовление, создавать специализированные линии, участки, цеха.

В настоящее время перед унификацией стоят следующие задачи:

• уменьшение многообразия имеющихся видов, типов и типоразмеров изделий одинакового функционального назначения;

• изменение конструкций и используемого материала, технической и термохимической обработки;

• пересмотр видов, типов и типоразмеров, изготовляемых или приобретаемых для комплектации изделий для замены морально устаревших или недостаточно качественных более современными, надежными и долговечными изделиями.

По содержанию унификация подразделяется на:

• внутриразмерную, это когда унификация охватывает все разновидности (модификации) определенной машины, как в отношении ее базовой модели, так и в отношении модификаций этой модели;

• межразмерную, когда унифицируют не только модификации одной базовой модели, но и базовые модели машин разных размеров данного параметрического ряда;

• межтиповую, когда унификация распространяется на машины разных типов, входящих в различные параметрические ряды.

Унификация может проводиться на заводском, отраслевом и межотраслевом уровнях.

Наряду с классификацией, базой унификации является стандартизация с ее системой предпочтительных чисел, которая позволяет установить оптимальные значения размеров и параметров стандартизованных объектов, а также разработать комплекс государственных стандартов на основные нормы, обеспечивающие взаимозаменяемость унифицированных деталей и узлов.

Коэффициент применяемости в различных отраслях промышленности в основном определяют с помощью дифференцированных показателей, характеризующих уровень (степень) унификации изделий (в %):

1. Показатель уровня стандартизации и унификации по числу типоразмеров определяют по формуле:

,

где n — общее число типоразмеров; п₀ — число оригинальных типоразмеров, которые разработаны впервые для данного изделия. Типоразмером называют такой предмет производства (деталь, узел, машину, прибор), который имеет определенную конструкцию (присущую только данному предмету), конкретные параметры и размеры и записывается отдельной позицией в графу спецификации изделия.

2. Показатель уровня стандартизации и унификации по составным частям изделия определяют по формуле:

,

где N — общее число составных частей изделия; N_o — число оригинальных составных частей изделия.

3. Показатель уровня стандартизации и унификации по стоимостному выражению определяют по формуле:

,

где С— стоимость общего числа составных частей изделия; С₀ — стоимость числа оригинальных составных частей изделия.

Любая из приведенных формул характеризует уровень унификации только с одной стороны. Более полную характеристику уровня унификации изделия может дать комплексный показатель — коэффициент применяемости, который можно представить в виде:

,

C_у - средняя стоимость веса материала унифицированных деталей;

С_т -средняя стоимость веса материала изделия в целом;

h - средняя стоимость нормо-ч;

А_ув - вес всех унифицированных деталей в целом;

А_ут - суммарная трудоемкость изготовления;

А_дв - общий вес изделия;

А_дт – полная трудоемкость изготовления изделия.

Коэффициент повторяемости составных частей в общем числе составных частей данного изделия К_n (%) характеризует уровень унификации и взаимозаменяемость составных частей изделий определенного типа:

,

где N— общее число составных частей изделий, n — общее число оригинальных типоразмеров.

Ограничительное направление унификации в мировой практике получило название симплификации.

Симплификация - форма стандартизации, цель которой уменьшить число типов или других разновидностей изделий до числа, достаточного для удовлетворения существующих в данное время потребностей.

Типизация конструкций изделий - разработка и установление типовых конструкций, содержащих конструктивные параметры, общие для изделий, сборочных единиц и деталей. При типизации не только анализируют уже существующие типы и типоразмеры изделий, их составные части и детали, но и разрабатывают новые, перспективные, учитывающие достижения науки и техники и развитие промышленности. Часто результатом такой работы является установление соответствующих рядов изделий, их составных частей и деталей.

Типизация технологических процессов — разработка и установление технологического процесса для производства однотипных деталей или сборки однотипных составных частей или изделий той или иной классификационной группы.

Типизации технологических процессов должна предшествовать работа по классификации деталей, сборочных единиц и изделий и установлению типовых представителей, обладающих наибольшим числом признаков, характерных для деталей, сборочных единиц и изделий данной классификационной группы.

Агрегатирование — принцип создания машин, оборудования, приборов и других изделий из унифицированных стандартных агрегатов (автономных сборочных единиц), устанавливаемых в изделии в различном числе и комбинациях. Эти агрегаты должны обладать полной взаимозаменяемостью по всем эксплуатационным показателям и присоединительным размерам. Выделение агрегатов выполняют на основе кинематического анализа машин и их составных частей с учетом применения их в других машинах. При этом стремятся, чтобы из минимального числа типоразмеров автономных агрегатов можно было создать максимальное число компоновок оборудования.

Важным преимуществом созданных на основе агрегатирования машин (технологического оборудования) является их конструктивная обратимость. Кроме того, агрегатирование дает возможность применять стандартные агрегаты и узлы в новых компоновкахпри изменении конструкций объектов производства.

Если унификация приводит к уменьшению числа типоразмеров унифицированных объектов, то агрегатирование дает возможность увеличивать число объектов специализированного назначения.

Агрегатирование расширяет и обеспечивает:

• область применения некоторых универсальных машин и оборудования путем создания условий для быстрой замены их рабочих органов (в этом случае универсальные машины приобретают свойства специализированных, обеспечивая высокую производительность труда и необходимое качество работы);

• номенклатуру выпускаемых машин и оборудования путем модификации их основных типов и создания различных исполнений, лучше отвечающих требованиям эксплуатации, чем машины и оборудование основных типов (базовых моделей) универсального назначения;

• комплектование (сборку) некоторых машин, механизмов, аппаратов, устройств и другого оборудования разного функционального назначения из унифицированных взаимозаменяемых агрегатов, узлов и деталей;

• номенклатуру продукции приборостроения благодаря применению блочного (агрегатного) способа их конструирования;

• дает возможность создавать приспособления и другую сложную технологическую механизированную и автоматизированную оснастку на основе использования общих агрегатов и узлов.

Внедрение принципов агрегатирования возможно во всех отраслях машиностроения и приборостроения. В настоящее время метод агрегатирования находит широкое применение при создании технологического оборудования и средств механизации самого различного назначения: металлорежущих и деревообрабатывающих станков, кузнечнопрессового и сварочного оборудования, литейных машин, подъемно-транспортного оборудования, всех видов технологической оснастки.