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 изменениемих 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.