В основе параметрических и размерных рядов. Система предпочтительных чисел. Параметрические ряды. Создание файлов новых элементов

Производство новых видов изделий, например: машин, технологического оборудования, бытовых приборов и др. может привести к выпуску излишне большой номенклатуры изделий, сходных по назначению и незначительно отличающихся по конструкции и размерам. Рациональное сокращение числа типов и размеров изготовляемых изделий, унификация и агрегатирование комплектующих позволяет значительно снизить себестоимость продукции.

Снижение затрат достигается при одновременном повышении серийности, развитии специализации, межотраслевой и международной кооперации производства, что достигается разработкой стандартов на параметрические ряды однотипных изделий. Удовлетворение спроса рынка и обеспечение качества остаётся при этом главным условием. Любое изделие характеризуется параметрами, отражающими многообразие его свойства, при этом существует некоторый перечень параметров, который целесообразно стандартизовать.Номенклатура стандартизуемых параметров должна быть минимальной, но достаточной для оценки эксплуатационных характеристик данного типа изделий и его модификаций.

Анализируя параметры, выделяют главные и основные параметры изделий.

Главным называют параметр , который определяет важнейший эксплуатационный показатель изделия. Главный параметр не зависит от технических усовершенствований изделия и технологии изготовления, он определяет показатель прямого назначения изделия.

Например, главным параметром мостового крана является грузоподъемность. Главными параметрами токарного станка являются высота центров и расстояние между центрами передней и задней бабки, определяющих габаритные размеры обрабатываемых заготовок. Редуктор, характеризуется передаточным отношением, электродвигатель - мощностью, средства измерений - диапазоном измерения и т.д.

Главный параметр принимают за основу при построении параметрического ряда. Выбор главного параметра и определение диапазона значений этого параметра должны быть технически и экономически обоснованы, крайние числовые значения ряда выбирают с учетом текущей и перспективной потребности в данных изделиях, для чего проводятся маркетинговые исследования.

Параметрическим рядом является закономерно построенная в определенном диапазоне совокупность числовых значений главного параметра изделия одного функционального назначения и принципа действия. Главный параметр служит базой при определении числовых значений основных параметров, поскольку выражает самое важное эксплуатационное свойство.

Основными называют параметры , которые определяют качество изделия как совокупности свойств и показателей, определяющих соответствие изделия своему назначению. Например, для металлорежущего оборудования за основные можно принять: точность обработки, мощность, число оборотов шпинделя, производительность.

Для измерительных приборов основными параметрами являются: погрешность измерения, цена деления шкалы, измерительное усилие.

Основные и главный параметры взаимосвязаны, поэтому на практике основные параметры выражают через главный параметр. Например, главным параметром поршневого компрессора является диаметр цилиндра, а одним из основных - производительность, которые связаны между собой определенной зависимостью.

Параметрический ряд называют типоразмерным или просто размерным рядом , если его главный параметр относится к геометрическим размерам изделия. На базе типоразмерных параметрических рядов разрабатываются конструктивные ряды конкретных типов или моделей изделий одинаковой конструкции и одного функционального назначения.

Параметрические, типоразмерные и конструктивные ряды машин строятся исходя из пропорционального изменения их эксплуатационных показателей (мощности, производительности, тяговой силы и др.) с учётом теории подобия. В этом случае геометрические характеристики машин (рабочий объем, диаметр цилиндра, диаметр колеса у роторных машин и т. д.) являются производными от эксплуатационных показателей и в пределах ряда машин могут изменяться по закономерностям, отличным от закономерностей изменения эксплуатационных показателей.

Слайд 6.3.3.1. Конструктивный ряд поршневой машины

При построении параметрических, типоразмерных и конструктивных рядов машин целесообразно соблюдать механическое и термодинамическое подобие рабочего процесса, обеспечивающего равенство параметров тепловой и силовой напряженности машин в целом и их деталей. Такой подход приводит к геометрическому подобию. Например, для двигателей внутреннего сгорания действуют такие условия подобия:

а) равенство среднего эффективного давления ре, зависящего от давления и температуры топливной смеси на всасывании;

б) равенство средней скорости поршня vп = S n /30 (S - ход поршня; n - частота вращения двигателя) или равенство произведения D n , где D - диаметр цилиндра. На основании теории подобия можно перейти от тепловых и силовых параметров двигателя к его геометрическим параметрам. Тогда, главным параметром будет D, что даёт возможность создать ряд геометрически подобных двигателей с соотношением S / D = const , в которых будут соблюдаться, указанные термодинамический и механический критерии подобия рабочего процесса. При этом у всех геометрически подобных двигателей будут одинаковые коэффициенты полезного действия, расход топлива, тепловая и силовая напряженность и мощность. Градация толщины стенки цилиндра h и диаметра D в рядах будет одинаковой.

Стандарты на параметрические ряды предусматривают производство прогрессивных по своим характеристикам изделий. Такие ряды должны иметь свойства устанавливать внутритиповую и межтиповую унификацию и агрегатирование изделий , а также возможность создания различных модификаций изделий на основе агрегатирования. В большинстве случаев числовые значения параметров выбирают из рядов предпочтительных чисел, особенно при равномерной насыщенности ряда во всех его частях, пример такого ряда с небольшим округлением чисел представлен на слайде.

Слайд 6.3.3.2. Конструктивный ряд прессов

В машиностроении наибольшее распространение получил ряд предпочтительных чисел R10. Например, для продольно-шлифовальных станков наибольшая ширина В обрабатываемых изделий образует ряд R10, т.е. B равно: 200; 250; 320; 400; 500 630; 800; 1000; 1250; 1600; 2000; 2500; 3200 мм.

Ряд R10 установлен также для номинальных мощностей электрических машин. По ряду R10 приняты диаметры дисковых трехсторонних фрез, D равно: 50; 63; 80; 100 мм. В некоторых случаях применяют ряды R20 и R40, так например, для поршневых компрессоров с диаметром цилиндра 67,5мм номинальная производительность установлена по ряду R20/3.

Параметрические и типоразмерные ряды представляют собой ряды изделий, которые обеспечивают выполнение соответствующего их паспортным данным объема работ, с установленными техническими условиями показателями качества, при условии минимизации затрат и получения максимальной прибыли. Таким образом, достигается межотраслевая унификация.

Конструктивно-унифицированный ряд представляет собой закономерно построенную совокупность изделий: машин, приборов, агрегатов или сборочных единиц, включая базовое изделие и его модификации одинакового или близкого функционального назначения и изделия с аналогичной или близкой кинематикой, схемой рабочих движений, компоновкой и другими признаками. Примерами такого подхода к стандартизации параметров изделий является межотраслевая унификация, осуществляемая для грузовых автомобилей, колесных и гусеничных машин, сельскохозяйственной и дорожно-уборочной техники. Особенно широкое распространение получило создание конструктивно-унифицированных рядов при производстве бытовой техники, например стиральных машин, холодильников, кухонных комбайнов и др.

Встречаются случаи, когда целесообразным является применение смешанных рядов, в которых увеличивается число членов ряда в диапазоне наибольшей частоты применения изделий. Таким образом, учитывается увеличенный спрос потребителей изделий, имеющих характеристики в конкретных диапазонах значений. Поэтому при разработке и постановке продукции на производство проводится маркетинг, с целью установлении плотности распределения применяемости изделий с различными значениями главных параметров. Например, в общем машиностроении около 90 % всех используемых модулей зубчатых колес находятся в пределах 1 - 6 мм. Максимальное значение применяемости приходится на колеса с модулем 2- 4 мм. С учётом применяемости стандарт предусматривает в ряду модулей наибольшее число градаций в диапазоне 2- 4 мм.

Наименьшее и наибольшее значения главного параметра, а также частоту ряда устанавливают после проведения технико-экономического обоснования, с учётом текущей потребности и будущего увеличения спроса. Кроме того, учитываются достижения науки и техники и возможные в связи с этим перспективы повышения качества данного вида изделий при одновременном снижении стоимости производства.

Система предпочтительных чисел является теоретической базой стандартизации. Размеры деталей и соединений, ряды допусков, посадок и другие геометрические параметры изделий, а также параметры, отражающие функциональные свойства сборочных единиц, механизмов и машин общетехнического применения (подшипники, редукторы, электродвигатели, номиналы резисторов и конденсаторов и др.), целесообразно упорядочить и делать общими для всех отраслей промышленности, где эти изделия применяются. Применение упорядоченных чисел, представляющих собой ряды предпочтительных чисел, позволяет сократить номенклатуру типоразмеров изделий, создать условия для взаимозаменяемости, широкой унификации деталей и узлов и способствовать агрегатированию, а также выбирать рациональные параметры процессов производства.

Применение рядов предпочтительных чисел представляет собой параметрическую стандартизацию, которая позволяет получить значительный эффект на всех стадиях жизненного цикла изделий (проектирование, изготовление, эксплуатация и др.). Стандартами параметров охватывается большой диапазон характеристик: материалы, заготовки, размерный режущий инструмент, оснастка, контрольные калибры, узлы по присоединительным размерам, номиналы резисторов и конденсаторов, выходные параметры электродвигателей и многое другое, что используется в той или иной отрасли промышленности.

Ряды предпочтительных чисел, применяемые в стандартизации, строятся на базе математических закономерностей. Наибольшее распространение получили ряды предпочтительных чисел представленные в ГОСТ 8032-84, который разработан на основе рекомендаций ИСО.

Стандартом установлены четыре основных десятичных ряда предпочтительных чисел R5, R10, R20, R40. В технически обоснованных случаях допускается применение двух дополнительных рядов R80 и R160.

Ряды построены по правилу геометрической прогрессии. Она представляет собой ряд чисел с постоянным отношением двух соседних чисел - знаменателем прогрессии Q. Каждый член прогрессии является произведением предыдущего члена на Q.

Пример. Для каждого вида допусков формы и расположения поверхностей согласно ГОСТ 24343-81 установлено 16 степеней точности. Числовые значения допусков от одной степени к другой изменяются с коэффициентом возрастания 1,6, т.е. в соответствии с рядом R5.

Основанием этих рядов является число, состоящее из цифр 1 и 0, таким образом, они являются бесконечными как в сторону малых, так и в сторону больших значений, то есть допускают неограниченное представление чисел в направлении увеличения или уменьшения.

Номер ряда предпочтительных чисел указывает на количество членов ряда в десятичном интервале, например, свыше 1 до 10 включительно. Число 1,00 не входит в десятичный интервал как завершающее число предыдущего десятичного интервала, т.е. свыше 0,10 до 1,00 включительно.

Допускается образование специальных рядов путем отбора каждого второго, третьего или n-го числа из существующего ряда. Так образуется ряд R10/3, состоящий из каждого третьего значения основного ряда, причем начинаться он может с первого, второго или третьего значения, например: R10/3 может состоять из чисел 1,00; 2,00; 4,00; 8,00 или R10/3 1,25; 2,50; 5,00; 10,00 или R10/3 1,60; 3,15; 6,30; 12,50. Можно составлять специальные ряды с разными знаменателями геометрической прогрессии в различных интервалах ряда.

Ряды предпочтительных чисел имеют ряд свойств, наличием которых объяснятся их широкое применение в стандартизации. Эти свойства позволяют переходить от стандартизации линейных величин к площадям, объёмам, энергетическим параметрам (производительности, мощности и др.).

Основные свойства предпочтительных чисел:

1) каждый последующий ряд содержит числа предыдущего ряда;
2) произведение 2-х чисел рядов является числом, содержащимся в рядах, т.е. предпочтительным, что позволяет стандартизовать площади;
3) произведение 3-х чисел ряда является числом, содержащимся в рядах, т.е. предпочтительным, что позволяет стандартизовать объёмы;
4) начиная с ряда R10, в рядах содержится число 3,15 близкое к числу р, что позволяет стандартизовать длину окружностей, площадь кругов и объём цилиндров;
5) произведение или частное любых членов ряда является, с учётом правил округления, членом ряда, это свойство используется при увязке между собой стандартизованных параметров в пределах одного ряда предпочтительных чисел.

Согласованность параметров является важным критерием качественной разработки стандартов. В радиоэлектронике применяют предпочтительные числа с другими знаменателями геометрической прогрессии и образуют ряды Е, установленные Международной электротехнической комиссией (МЭК), приведенные в таблице. При стандартизации иногда применяют ряды предпочтительных чисел, построенные по арифметической прогрессии. Арифметическая прогрессия положена в основу образования рядов размеров, например, в строительных стандартах. Встречаются ступенчато-арифметические ряды, у которых на отдельных отрезках прогрессии разности между соседними членами различны.

Обозначения и знаменатели основных рядов предпочтительных чисел

Производство новых видов изделий, например: машин, телекоммуникационного оборудования, измерительных приборов и др. может привести к выпуску излишне большой номенклатуры изделий, сходных по назначению и незначительно отличающихся по конструкции и размерам. Рациональное сокращение числа типов и размеров изготовляемых изделий, унификация и агрегатирование комплектующих позволяет значительно снизить себестоимость продукции.

Снижение затрат достигается при одновременном повышении серийности, развитии специализации, межотраслевой и международной кооперации производства, что достигается разработкой стандартов на параметрические ряды однотипных изделий. Удовлетворение спроса рынка и обеспечение качества остаётся при этом главным условием. Любое изделие характеризуется параметрами, отражающими многообразие его свойства, при этом существует некоторый перечень параметров, который целесообразно стандартизовать. Номенклатура стандартизуемых параметров должна быть минимальной, но достаточной для оценки эксплуатационных характеристик данного типа изделий и его модификаций.

Главным называют параметр, который определяет важнейший эксплуатационный показатель изделия. Главный параметр не зависит от технических усовершенствований изделия и технологии изготовления, он определяет показатель прямого назначения изделия.

Пример. Главным параметром средства измерений может быть диапазоном измерения.

Главный параметр принимают за основу при построении параметрического ряда. Выбор главного параметра и определение диапазона значений этого параметра должны быть технически и экономически обоснованы, крайние числовые значения ряда выбирают с учетом текущей и перспективной потребности в данных изделиях, для чего проводятся маркетинговые исследования.

Параметрическим рядом является закономерно построенная в определенном диапазоне совокупность числовых значений главного параметра изделия одного функционального назначения и принципа действия. Главный параметр служит базой при определении числовых значений основных параметров, поскольку выражает самое важное эксплуатационное свойство.

Основными называют параметры, которые определяют качество изделия как совокупности свойств и показателей, определяющих соответствие изделия своему назначению.

Для измерительных приборовосновными параметрами могут быть: погрешность измерения, цена деления шкалы и т.д.

Основные и главный параметры взаимосвязаны. Поэтому удобно выражать основные параметры через главный параметр. Например, главным параметром поршневого компрессора является диаметр цилиндра, а одним из основных - производительность, которые связаны между собой определенной зависимостью.

Параметрический ряд называют типоразмерным или просто размерным рядом, если его главный параметр относится к геометрическим размерам изделия. На базе типоразмерных параметрических рядов разрабатываются конструктивные ряды конкретных типов или моделей изделий одинаковой конструкции и одного функционального назначения.

Параметрические, типоразмерные и конструктивные ряды оборудования строятся исходя из пропорционального изменения их эксплуатационных показателей (мощности, производительности и т.д.) с учётом теории подобия. В этом случае геометрические характеристики оборудования являются производными от эксплуатационных показателей и в пределах ряда могут изменяться по закономерностям, отличным от закономерностей изменения эксплуатационных показателей.

Стандарты на параметрические ряды предусматривают производство прогрессивных по своим характеристикам изделий. Такие ряды должны иметь свойства устанавливать внутритиповую и межтиповую унификацию и агрегатирование изделий, а также возможность создания различных модификаций изделий на основе агрегатирования. В большинстве случаев числовые значения параметров выбирают из рядов предпочтительных чисел, особенно при равномерной насыщенности ряда во всех его частях.

В машиностроении наибольшее распространение получил ряд предпочтительных чисел R10. Например, этот ряд установлен для номинальных мощностей электрических машин.

Итак, сущность параметрической стандартизации заключается в том, что параметры и размеры изделий устанавливают не произвольно, а придерживаясь определенных, четко обоснованных рядов предпочтительных чисел. Поэтому, теорети ичному базой современной стандартизации является система предпочтительных чисел (рис 1510)10).

есть, любые параметры изделия (производительность, число оборотов, скорость, мощность, давление, размеры) руководствуются определенным научно обоснованным рядом преимущественных чисел, тогда изделие будет согласовывается с др. шими, связанными с ним, видами продукции: электродвигатели - с технологическим оборудованием, грузоподъемными устройствами; грузоподъемные устройства - с грузовыми машинами; грузовые машины - с транспортно ю тарой; транспортная тара - с потребительской тарой и такое др..

. Параметр продукции - это количественная характеристика свойств продукции или ее состояний, которые определяют назначение продукции и условия ее использования. Параметры продукции приводятся в нормативных документахх.

Согласно характерными свойствами изделий различают наиболее важные параметры продукции:

o размерные параметры (размер одежды и обуви, вместимость посуды);

o параметры веса (масса отдельных видов спортивного инвентаря);

o параметры, характеризующие производительность машин и приборов (производительность вентиляторов, скорость движения транспортных средств);

o энергетические параметры (мощность двигателя).

В 1953 г.. Международная организация по стандартизации (И8О) приняла. Международные рекомендации по преобладающих чисел. И8О/Р3, которые стали основой для разработки параметрических стандартов во многих странах сви и ту. Рекомендациям, кроме ряда. Я 5 вошли рядыЯ 10 ,. Я 20 ,. Я 40 , которые также получили название рядов. Ренара. Существуют еще два дополнительных ряда. ЯЯ 80 и. Яко, которые используют только в отдельных, технически обоснованных случаях.

. Ряды предпочтительных чисел должны отвечать следующим требованиям:

o представлять собой рациональную систему градаций, что соответствует потребностям производства и эксплуатации изделий;

o быть бесконечными, как в сторону малых, так и больших чисел, т.е. допускать установления неограниченного количества параметров или размеров в направлении как увеличение их значения, так и уменьшения;

o включать все последовательные десятикратные или дробные значения каждого числа ряда и единицу;

o быть простыми, чтобы их было легко запоминать.

Преобладающим числам присущи определенные математические закономерности. Так, при установлении размеров и параметров изделий широкое применение нашли ряды чисел, которые построены на основе арифметической или геометрической прогрессии.

простые ряды предпочтительных чисел строятся на основе арифметической прогрессии - такой последовательности чисел, в которой разница между следующим и предыдущим членами остается постоянной, то есть:

а п = а 1 + d (п - 1)

где а1 - первый член прогрессии;

d - разность прогрессии;

п - номер взятого члена.

Положительным моментом является то, что арифметический ряд прост, не требует закругления чисел, но его существенным недостатком является относительная неравномерность в этих рядах есть то, что они просты, не требуют закругленным ния чисел. Но существенным недостатком является относительная неравномерность. При постоянной абсолютной разницы между членами ряда относительная неравномерность резко уменьшается. Так, относительная разница между членами арифметического ря ду 1, 2 10 для чисел 1 и 2 составляет 100%, а для чисел 9-10 всего 11%. Если изменение относительной разности для членов этого ряда изобразить графически, то получим зависимость, согласно которой при росте абсолютных значений членов арифметического ряда относительная разница уменьшаетсяншується.

Ряды предпочтительных чисел, основанные на арифметической прогрессии, мало используются в параметрических стандартах. Они применяются, например, в стандартах размеров обуви, диаметров подшипников когда в ния, диаметров метрических резьб, модулей зубчатых колес тощо.

В большинстве случаев наиболее пригодны для стандартизации параметров геометрические ряды чисел. Однако геометрических рядов бесконечно много, поэтому предстоит выбирать из них такие, которые будут иметь определенные перева аги перед другими.

. Геометрическая прогрессия - это ряд чисел, в котором каждое последующее число, которое получают умножением предыдущего на одно и тоже число, которое называется знаменателем прогрессии

ап = а1 o q п-1

Геометрическая прогрессия имеет ряд полезных свойств:

1 относительно разница между любыми соседними членами ряда постоянный. Любой член прогрессии больше предыдущего на 100% %.

2. Произведение или доля любых членов прогрессии является членом этой прогрессии. Это свойство используется при увязке между собой параметров, подлежащих стандартизации в пределах одного ряда подавляющее их чисеел.

Геометрические прогрессии позволяют согласовывать между собой параметры, которые связаны не только линейной, а также и квадратичной, кубической и другими зависимостями. Еще в. Древней. Римской империи диаметры колес водопроводов были выбраны согласно геометрической прогрессией. Во. Франции в 1805 г размеры типографского шрифта было установлено также в соответствии с геометрической прогрессесії.

История образования рядов предпочтительных чисел связана с именем офицера французского инженерного корпуса. Шарля. Ренара, который в 1877-1879 гг заложил научные основы по использованию предпочтительных чисел для конст труювання. Учитывая преимущество геометрической прогрессии,. Ренар за основу длину и построил ряд, приняв такой знаменатель прогрессии, который обеспечивает гдее-

Параметры и размеры изделий, серийно выпускаемых, устанавливают в соответствии с основных рядов предпочтительных чисел. Но допускается использование производных рядов. Их получают из основных рядов путем отбора ру 2 -, 3 -, 4-го или n-го члена основного или дополнительного ряда. Например, R R 5/2 - производный ряд, полученный из каждого 2-го члена основного ряда R 5 . Производные ряды используют тогда, когда ни один из основных рядов не удовлетворяет заданным требованиям и вводятся градации числовых характеристик, которые зависят от параметров и размеров, образованные на базе основных рядев.

Введение во всех отраслях промышленности единого порядка установления числовых значений

параметров и размеров для объектов стандартизации, а также переход от одних числовых значений параметров к другим с помощью системы преобладающих чисел (параметрических рядов) позволяет уменьшать кол ость типоразмеров, экономить материалы, согласовывает и связывает между собой различные виды изделий, материалов, полуфабрикатов, транспортных средств

производственного оборудования.

Разработка параметрических стандартов на объекты стандартизации осуществляется поэтапно:

o выбор номенклатуры параметров;

o выбор диапазона параметрического ряда;

o выбор градации параметрического ряда.

. Параметрический ряд - это совокупность числовых значений параметров, построенная в определенном диапазоне на основе принятой системы градаций.

Для определения параметрического ряда следует учитывать его две характеристики: диапазон ряда и градацию. Диапазон ряда - это интервал, ограниченный крайними значениями членов ряда градации параметрического р ряда называют математическую закономерность, которая определяет характер интервалов между членами ряда в определенном диапазоне. Выбор оптимальной градации параметрического ряда сводится к нахождению такого ряда пере важных чисел, наибольшим образом соответствовал требованиям народного хозяйства странїни.

Использование системы преобладающих чисел с разными рядами допускает возможность их комбинирования. Большинство параметрических рядов, включенных в действующие параметрических стандартов, построена на основе ряда RR 10 . Это дает основание считать, что ряд Rio является сейчас наиболее целесообразным для построения параметрических рядов на машины и оборудованиея.

. Производные ряды - ряды, которые образуются от основных или дополнительных посредством отбора n-х членов.

Параметрический ряд R40 (со скругленными значениями преобладающих чисел) - 1,0; 1,06; 1,12; 1,18; 1,25; 1,32; 1,40; 1,50; 1,60, 1 1,06.

Параметр продукции - это количественная характеристика ее свойств. Наиболее важными параметрами являются характеристики, определяющие назначение продукции и условия ее использования:

размерные параметры (размер одежды и обуви, вместимость посуды);

весовые параметры (масса отдельных видов спортинвентаря);

параметры, характеризующие производительность машин и приборов (производительность вентиляторов и полотеров, скорость движения транспортных средств);

энергетические параметры (мощность двигателя и пр.).

Продукция определенного назначения, принципа действия и конструкции, т.е. продукция определенного типа, характеризуется рядом параметров. Набор установленных значений параметров называется параметрическим рядом. Разновидностью параметрического ряда является размерный ряд. Например, для тканей размерный ряд состоит из отдельных значений ширины тканей, для посуды - отдельных значений вместимости. Каждый размер изделия (или материала) одного типа называется типоразмером. Например, сейчас установлено 105 типоразмеров мужской одежды и 120 типоразмеров женской одежды.

Процесс стандартизации параметрических рядов (параметрическая стандартизация) заключается в выборе и обосновании целесообразной номенклатуры и численного значения параметров. Решается эта задача с помощью системы предпочтительных чисел, подробно рассмотренной в предыдущей теме.

Применение системы предпочтительных чисел позволяет не только унифицировать параметры продукции определенного типа, но и увязать по параметрам продукцию различных видов. Например, практика стандартизации в машиностроении показала, что параметрические ряды деталей и узлов должны базироваться на параметрических рядах машин и оборудования. При этом целесообразно руководствоваться следующим правилом: ряду параметров машин по R5 должен соответствовать ряд размеров деталей по R10, ряду параметров машин по R10 - ряд размеров деталей по R20 и т.д.

В целях более эффективного использования тары для консервных банок и транспортных средств для их перевозки предлагается ряд грузоподъемности железнодорожных вагонов и автомашин, ряд размеров контейнеров, ящиков и отдельных консервных банок строить по ряду R5.

Унификация продукции. Деятельность по рациональному сокращению числа типов деталей, агрегатов одинакового функционатьного назначения называется унификацией продукции. Она базируется на классификации и ранжировании, селекции и симплификации, типизации и оптимизации элементов готовой продукции. Основными направлениями унификации являются:

разработка параметрических и типоразмерных рядов изделий, машин, оборудования, приборов, узлов и деталей;

разработка типовых изделий в целях создания унифицированных групп однородной продукции;

разработка унифицированных технологических процессов, включая технологические процессы для специализированных производств продукции межотраслевого применения;

ограничение целесообразным минимумом номенклатуры разрешаемых к применению изделий и материалов.

Результаты работ по унификации оформляются по-разному: это могут быть альбомы типовых (унифицированных) конструкций деталей, узлов, сборочных единиц; стандарты типов, параметров и размеров, конструкций, марок и др.

В зависимости от области проведения унификация изделий может быть межотраслевой (унификация изделий и их элементов одинакового или близкого назначения, изготовляемых двумя или более отраслями промышленности); отраслевой и заводской (унификация изделий, изготовляемых одной отраслью промышленности или одним предприятием).

В зависимости от методических принципов осуществления унификация может быть внутривидовой (семейств однотипных изделий) и межвидовой или межпроектной (узлов, агрегатов, деталей разнотипных изделий).

Степень унификации характеризуется уровнем унификации продукции - насыщенностью продукции унифицированными, в том числе стандартизированными, деталями, узлами и сборочными единицами. Одним из показателей уровня унификации является коэффициент применяемости (унификации) К,%, который вычисляют по формуле

где п - общее число деталей в изделии, шт.; n 0 - число оригинальных деталей (разработанных впервые), шт.

Коэффициент применяемости можно рассчитывать применительно к унификации деталей общемашиностроительного (ОМП), межотраслевого (МП), отраслевого (ОП) применения.

Согласно плану повышения уровня унификации машиностроительной продукции предусмотрено снижение доли оригинальных изделий и соответственно повышение доли изделий (деталей, узлов) ОМП, МП, ОП.

Коэффициенты применяемости могут быть рассчитаны: для одного изделия; для группы изделий, составляющих ти-поразмерный (параметрический) ряд; для конструктивно-унифицированного ряда.

Примером использования унификации в типоразмерном ряду изделий может быть ГОСТ 26678 на параметрический ряд холодильников. В стандартном параметрическом ряду находятся 17 моделей холодильников и три модели морозильников, коэффициент применяемости ряда составляет 85%. В ГОСТе указываются перечень составных частей, подлежащих унификации в пределах параметрического ряда (допустим, холодильные агрегаты двухкамерных холодильников с объемом камеры 270 и 300 см 3 и объемом низкотемпературного отделения 80 см 3), и перечень составных частей, подлежащих унификации в пределах одного типоразмера (например, холодильный агрегат по присоединительным размерам, конденсатор).

Агрегатирование - это метод создания машин, приборов и оборудования из отдельных стандартных унифицированных узлов, многократно используемых при создании различных изделий на основе геометрической и функциональной взаимозаменяемости. Например, применение в мебельном производстве щитов 15 размеров и стандартных ящиков трех размеров позволяет получить при различной комбинации этих элементов 52 вида мебели.

Агрегатирование очень широко применяется в машиностроении, радиоэлектронике. Развитие машиностроения характеризуется усложнением и частой сменяемостью конструкции машин. Для проектирования и изготовления большого количества разнообразных машин потребовалось в первую очередь расчленить конструкцию машины на независимые сборочные единицы (агрегаты) так, чтобы каждая из них выполняла в машине определенную функцию, что позволило специализировать изготовление агрегатов как самостоятельных изделий, работу которых можно проверить независимо от всей машины.

Расчленение изделий на конструктивно законченные агрегаты явилось первой предпосылкой развития метода агрегатирования. В дальнейшем анализ конструкций машин показал, что многие агрегаты, узлы и детали, различные по устройству, выполняют в разнообразных машинах одинаковые функции. Обобщение частных конструктивных решений путем разработки унифицированных агрегатов, узлов и деталей значительно расширило возможности данного метода.

В настоящее время на повестке дня переход к производству техники на базе крупных агрегатов (модулей). Модульный принцип широко распространен в радиоэлектронике и приборостроении; это основной метод создания гибких производственных систем и робототехнических комплексов.

Комплексная стандартизация. При комплексной стандартизации (КС) осуществляются целенаправленное и планомерное установление и применение системы взаимоувязанных требований как к самому объекту комплексной стандартизации в целом, так и к его основным элементам в целях оптимального решения конкретной проблемы. Применительно к продукции - это установление и применение взаимосвязанных по своему уровню требований к качеству готовых изделий, необходимых для их изготовления сырья, материалов и комплектующих узлов, а также условий сохранения и потребления (эксплуатации). Комплексная стандартизация обеспечивает взаимосвязь и взаимозависимость смежных отраслей по совместному производству готового продукта, отвечающего требованиям государственных стандартов. Например, нормы, требования, указываемые в стандарте на автомобиль, затрагивают металлургию, подшипниковую, химическую, электротехническую и другие отрасли промышленности. Качество современного автомобиля определяется качеством более 2000 изделий и материалов - металлов, пластмасс, резинотехнических и электротехнических изделий, лаков, красок, масел, топлива, смазок, изделий легкой, целлюлозно-бумажной промышленности и др. В таких случаях отдельные стандарты, даже когда в них заложены перспективные показатели, не всегда могут обеспечить нужные результаты.

Комплексная стандартизация позволяет устанавливать наиболее рациональные в техническом отношении параметрические ряды и сортамент промышленной продукции,

устранять ее излишнее многообразие, неоправданную разнотипность, создавать техническую базу для организации массового и поточного производства на специализированных предприятиях с применением более совершенной технологии, ускорять внедрение новейшей техники и обеспечивать эффективное решение многих вопросов, связанных с повышением качества изделий, их надежности, долговечности, ремонтопригодности, безотказности в условиях эксплуатации (потребления).

Основными критериями выбора объектов КС являются технико-экономическая целесообразность стандартизации и уровень технического совершенства продукции. Принципы комплексной стандартизации основаны на выявлении взаимосвязей между показателями качества составных частей изделия и предметов труда. Для нее характерны три главных методических принципа:

системность (установление взаимосвязанных требований с целью обеспечения соответствующего уровня качества);

оптимальность (определение оптимальной номенклатуры объектов КС, состава и количественных значений показателей их качества);

программное планирование (разработка специальных программ КС объектов, их элементов, включаемых в планы государственной, отраслевой и республиканской стандартизации).

Одним из главных показателей, определяющих степень комплексной стандартизации, является интегральный коэффициент охвата изделий стандартизацией К нтт получаемый перемножением частных коэффициентов, характеризующих уровень стандартизации сырья, полуфабрикатов, частей и деталей конструкций, комплектующих изделий, оснащения, методов испытаний, готовой продукции и др.: Кинт = К1 К2 К3... К п, где, К п - частные коэффициенты стандартизации каждого элемента конструкции, компонента, входящего в изделие.

Частный коэффициент К,%, представляет собой отношение количества разработанных нормативно-технических документов на стандартизированные элементы конструкции (К СТ) к общему количеству нормативно-технических документов, необходимых для выпуска данной продукции (Кобщ), т.е.

К=(Кст/Кобщ)*100.

Частные коэффициенты стандартизации делятся на группы по их отношению к орудиям труда (оборудование, оснастка, инструмент и т.п.); к предметам труда (сырье, материалы, полуфабрикаты и т.п.).

В современных условиях инструментом практической организации работ по КС продукции является разработка и реализация программ комплексной стандартизации (ПКС). Они направлены на решение важнейших народнохозяйственных проблем, предусматривают «сквозные» требования на сырье, материалы, полуфабрикаты, детали, узлы, комплектующие изделия, оборудование, инструменты, технические средства контроля и испытаний, метрологическое обеспечение, методы организации и технологической подготовки производства, хранения, транспортировки, регламентирующие условия работы для достижения установленного НТД технического уровня и качества изделий. Многие ПКС представляют собой крупные межотраслевые комплексы.

Ввиду сложности создания и освоения новых высокоэффективных видов сырья, материалов, изделий планы и программы комплексной стандартизации целесообразно разрабатывать на пять и более лет. Разработку конкретных стандартов следует планировать с разбивкой по годам.

Один из наиболее серьезных вопросов в методологии программно-целевого планирования комплексной стандартизации - оценка эффективности ПКС продукции. Она может проводиться на четырех этапах планирования: утверждения перечня ПКС, разработки проекта ПКС, научно-технической экспертизы проекта, реализации. Достоверность оценки эффективности ПКС имеет большое значение, так как по ней принимается решение о целесообразности ее реализации.

При вынесении окончательного решения учитывается необходимость разработки и реализации ПКС для нормативно-технического обеспечения ранее запланированных целевых комплексных программ.

В отрасли автомобильного и сельскохозяйственного машиностроения осуществляется комплексная программа стандартизации, направленная на максимальную унификацию конструкций деталей и узлов общего назначения. Для целенаправленного выполнения этой работы составлены альбомы рабочих чертежей унифицированных узлов и деталей, разработана нормативно-техническая документация на организацию специализированных производств и освоение унифицированных изделий непосредственно на заводах - изготовителях сельскохозяйственных машин. Установлена обязательность применения унифицированных узлов и деталей при проектировании новых сельскохозяйственных машин, использования их в качестве запасных частей для действующего парка машин.

Опережающая стандартизация. Метод опережающей стандартизации заключается в установлении повышенных по отношению к уже достигнутому на практике уровню норм и требований к объектам стандартизации, которые согласно прогнозам будут оптимальными в последующее время.

Стандарты не должны только фиксировать достигнутый уровень развития науки и техники, так как из-за высоких темпов морального старения многих видов продукции они могут стать тормозом технического прогресса. Для того чтобы стандарты не тормозили технический прогресс, они должны устанавливать перспективные показатели качества с указанием сроков их обеспечения промышленным производством. Опережающие стандарты должны стандартизировать перспективные виды продукции, серийное производство которых еще не начато или находится в начальной стадии.

К опережающей стандартизации можно отнести применение в стандартах отраслей (стандартах организаций) прогрессивных международных стандартов и стандартов отдельных зарубежных стран до их принятия в нашей стране в качестве государственных.

В ряде случаев опережающие стандарты влияют на организацию специализированного производства совершенно новых видов продукции. Например, в конце 1980-х гг. было утверждение международного стандарта на аудиокомпактный диск до начала производства самого изделия. Это позволило обеспечить полную совместимость компакт-диска с другими техническими средствами и тем самым избежать непроизводительных затрат.

Для рационального использования и максимального сокращения номенклатуры изделий, производимых и потребляемых в народном хозяйстве, необходима разработка стандартов на параметрические ряда этих изделий. Стандарты данного вида направлены на сокращение до целесообразного минимума конкретных типов видов и моделей изделий. Как правило, эти стандарты являются перспективными, их требования направлены на внедрение в производство прогрессивных, технически более совершенных и производительных машин, оборудования, приборов и других видов продукции.

При выборе параметрических рядов руководствуются следующими принципами: номенклатура основных параметров должна быть минимальной, чтобы не ограничивать процесс совершенствования конструкций и технологии изготовления изделий.

Унификация и стандартизация устраняют излишнее многообразие типов, а также типоразмеров деталей, сборочных единиц и изделий одного и того же эксплуатационного назначения. Размерные ряды (типоразмеры) деталей, сборочных единиц и параметров машин и механизмов выбирают по принципу конструктивного подобия, используя ряды предпочтительных чисел по ГОСТ 8032-84 и нормальных линейных размеров по ГОСТ 6636-69.

Стандарт ГОСТ 8032-84 предусматривает четыре ряда предпочтительных чисел, которые основаны на геометрической прогрессии с разными знаменателями и обозначаются Е5, Д10, Д20, Д40.

Предпочтительные числа этих рядов соответственно будут: 1,6; 1,25; 1,12; 1,06.

Предпочтительные числа этих рядов соответственно будут: 1,6; 1,25;
1,12; 1,06.

Стандарт ГОСТ 6636-69, регламентирующий нормальные линейные размеры, содержит ряды, обозначаемые R а 5, R а 10, R а 20, R а 40. На основании нормальных линейных размеров стандартом установлены ряды диаметров проволоки, прутков, толщины листового проката, линейных размеров сечений фасонного проката и т. д.

На рис. 5 показан размерно-подобный ряд двигателей внутреннего сгорания. Если за основной ряд для механической обработки деталей двигателя конструктором был принят ряд R10 с числом , то их основные размеры (диаметры поршня и цилиндра, длина шатуна и высота поршня, соотношение размеров вал - шатун - поршень - цилиндр и т. д.) можно выбирать из следующего числового ряда: 2,5; 4; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25; ... 100; 125; 160; 200; 250 и т. д. с увеличением в 1,25 раза. Существование такого ряда чисел не означает, что в производство запускаются двигатели всех размеров. Важно то, что в любое время можно выпускать двигатели с мощностью, нужной потребителю. А геометрическое подобие и подобие рабочего процесса обеспечивает одинаковые параметры тепловой и силовой напряженности деталей и машин в целом.

Рис. 5

Стандартизация размерных рядов изделий и организация производства таких взаимозаменяемых изделий дает большой экономический эффект.

В приборостроении параметрическая стандартизация развивается преимущественно на основе ряда предпочтительных чисел Д10. Примером может быть ряд номинальных емкостей кондесатором с бумажным и пленочным диэлектриком в прямоугольных корпусах, ряд величин номинальных напряжений кондесаторов и др.

Оптимальное число членов ряда (число типоразмеров приборов) определяют на основе технико-экономического анализа и расчетов, исходя из условия обеспечения необходимой программы выпуска приборов при наименьших затратах в сфере их производства и эксплуатации. Для этого находят общую сумму годовых производственных и эксплуатационных затрат для рядов, взятых с различным числом типоразмеров. Из них выбирают ряд с наименьшей суммой затрат. Такой ряд считается экономически оптимальным. Например, согласно графику зависимости стоимости деталей от числа типоразмеров (рядов) изделий, изображенному на рис. 6, следует, что в данном случае наиболее оптимальным является параметрический ряд R10.

Разработка параметрических рядов требует прежде всего установление единой закономерности в системе стандартизуемых величин, к числу которых относятся, помимо геометрических характеристик, мощность, частота вращения, производительность, грузоподъемность, усилие и др.

Эта задача решается установлением рядов предпочтительных чисел, из которых необходимо выбирать значения параметров, размеров и других характеристик как при разработке стандартов, так и при проектировании, расчетах, составлении различных технических документов. Система предпочтительных чисел является базой для развития параметрической стандартизации.