Понятие унификации оборудования

1. Понятие унификации оборудования

Унификация - это деятельность, направленная на рациональное сокращение числа типов объектов конструкторской документации (деталей, сборочных единиц, комплектов, комплексов, aгpeгатов) одного функционального назначения, с тем чтобы из них на основе базовой модели или самостоятельно, путем различных сочетаний, можно было собирать требуемые машины с добавлением некоторого ограниченного количества специальных (оригинальных) узлов и деталей.

2. Что собой представляет метод секционирования?

Метод секционирования заключается в разделении машины на одинаковые секции и образовании производных машин набором унифицированных секций.

Секционированию хорошо поддаются многие виды транспортно-подъемных устройств (ленточные, скребковые и цепные транспортеры). Секционирование в данном случае сводится к построению каркаса машин из секций и составлению машин различной длины с новым несущим полотном.

Особенно просто секционируются машины со звеньевым несущим полотном (ковшовые элеваторы, пластинчатые транспортеры с полотном на основе втулочно-роликовых цепей), у которых длину полотна можно изменять путем изъятия или добавления звеньев.Экономичность образования машин этим способом мало страдает и от введения отдельных нестандартных секций, которые могут понадобиться для приспособления длины машины к местным условиям.

Секционированию поддаются также дисковые фильтры, пластинчатые теплообменники, центробежные, вихревые и аксиальные гидравлические насосы. В последнем случае набором секций можно получить ряд многоступенчатых насосов различного давления, унифицированных по основным рабочим органам.

3. Что собой представляет метод изменения линейных размеров?

При этом методе с целью получения различной производительности машин и агрегатов изменяют их длину, сохраняя форму поперечного сечения. Метод применим к ограниченному классу машин (главным образом ротативных), производительность которых пропорциональна длине ротора (шестеренные, коловратные и лопаточные насосы, компрессоры Рута, мешалки, вальцовые машины и т. д.).

Степень унификации при этом методе невелика. Унифицируются только торцовые крышки корпусов и вспомогательные детали. Главный экономический выигрыш дает сохранение основного технологического оборудования для обработки роторов и внутренних полостей корпусов.

Частным случаем применения данного метода является увеличение нагружаемости зубчатых передач, редукторов и коробок скоростей путем увеличения длины зубьев колес с сохранением их модуля.

4. Что собой представляет метод конвертирования?

При методе конвертирования базовую машину или основные ее элементы используют для создания агрегатов различного назначения, иногда близких, а иногда различных по рабочему процессу.

Примером конвертирования может служить перевод поршневых двигателей внутреннего сгорания с одного вида топлива на другой, с одного вида теплового процесса на другой (с цикла искрового зажигания на цикл с воспламенением от сжатия).

Бензиновые карбюраторные двигатели сравнительно легко конвертировать в газовые. Для этого достаточна замена карбюратора смесителем и изменение степени сжатия (достигаемое проще всего изменением высоты поршней) и некоторые второстепенные конструктивные переделки. В целом двигатель остается тем же.

Конвертирование бензинового или газового двигателя в дизель представляет собой более трудную задачу, главным образом, ввиду присущих дизелям повышенных рабочих усилий, обусловленных высокой степенью сжатия и большим давлением вспышки. Следовательно, конвертируемый двигатель должен обладать значительными запасами прочности. Конвертирование в данном случае заключается в замене карбюратора топливным насосом и форсунками (или насос - форсунками), изменении степени сжатия (смена головок цилиндров, увеличение высоты поршней или изменение конфигурации их днищ).

Другим примером конвертирования является перевод поршневых воздушных компрессоров на иной рабочий агент (газ, аммиак, фреон). В этом случае при переделке необходимо учитывать различные физические и химические свойства рабочих агентов и соответственно выбирать материалы рабочих деталей.

Примером конвертирования агрегатов, сильно различающихся по рабочему процессу, может служить преобразование двигателя внутреннего сгорания в поршневой компрессор. Конвертирование в данном случае включает замену головок двигателя клапанными коробками с соответствующим изменением механизма распределения и требует значительных переделок.

5. Что собой представляет метод компаундирования?

Метод компаундирования (параллельного совмещения) заключается в параллельном соединении машин или агрегатов с целью увеличения общей мощности или производительности установки.

Спариваемые машины могут быть или установлены рядом, как независимые агрегаты, или связаны друг с другом синхронизирующими, транспортными и т. п. устройствами или, наконец, конструктивно объединены в один агрегат.

Примерами совмещения первого типа являются парная установка судовых двигателей, работающих каждый на свой винт, а также установка двух или большего числа двигателей в крыльях самолета. Помимо повышения общей мощности (при затруднительности создания двигателя большой мощности), этот способ иногда помогает удачно решить другие задачи. Так, параллельная установка судовых двигателей увеличивает маневренность судна, особенно на малом ходу.

Установка нескольких двигателей на самолетах облегчает виражиро-вание и выруливание на земле. Применение нескольких двигателей до известной степени увеличивает также надежность установки: при выходе из строя одного из двигателей можно продолжать рейс, хотя и с пониженной скоростью.

Примером совмещения второго типа является параллельная установка машин-орудий группами (по 2…3). Ее применяют в автоматических линиях, когда производительность отдельной машины, входящей в поток, значительно уступает производительности всей линии. Такая установка требует разделения потока на два или больше потоков (соответственно числу параллельно устанавливаемых машин) с последующим соединением их в один.

Примером совмещения третьего типа является сдваивание или страивание линейных машин-орудий, т. е. объединение нескольких рабочих трактов на общей станине. В результате получается многолинейная параллельно-поточная машина с производительностью, повышенной соответственно числу трактов.

6. Что собой представляет метод модифицирования?

Модификацией называют переделку машины с целью приспособления ее к иным условиям работы, операциям и видам продукции без изменения основной конструкции.

В качестве примера модификации можно привести приспособление машины для работы в различных климатических условиях. Переделка в данном случае сводится преимущественно к замене материалов. В машинах, работающих во влажном тропическом климате, применяют коррозионностойкие сплавы, в машинах, эксплуатируемых в областях с суровым климатом - хладостойкие материалы, системы смазки приспосабливают к работе при низких температурах.

Другой пример - модификация стационарных машин для работы в морском транспорте. Здесь задача заключается во всемерном облегчении машины путем замены тяжелых сплавов (чугун) легкими (алюминиевыми) и введении материалов, устойчивых против коррозии во влажном морском воздухе и при соприкосновении с морской водой.

Модификация машин, предназначенных для работы в условиях соприкосновения с активными химическими агентами, заключается в защите их от вредных воздействий путем введения усиленных уплотнений и применения химически стойких материалов.

Сложнее модификация машин с целью приспособления их к различным операциям или изделиям. В этом случае метод модификации тесно смыкается с методом агрегатирования.

7. Что собой представляет метод агрегатирования?

Агрегатирование заключается в создании машин путем сочетания унифицированных агрегатов, представляющих собой автономные узлы, устанавливаемые в различном числе и комбинациях на общей станине.

Наиболее полное выражение этот принцип получил в конструкции агрегатных металлообрабатывающих станков. Такие станки создают на основе унифицированных блоков (обрабатывающие блоки, корпуса - сочетатели, механизмы синхронизации, поворотные столы, корпусы общего назначения, станины, тумбы, вспомогательные узлы, системы подачи смазочно-охлаждающих жидкостей, электроуправление, гидроприводы).

Изделие в процессе обработки по большей части остается неподвижным. К нему с разных сторон подводят соответствующим образом настроенные блоки; операции обработки происходят одновременно, что весьма ускоряет технологический процесс.

Основные преимущества агрегатирования: сокращение сроков и стоимости проектирования и изготовления машин, упрощение обслуживания и ремонта, возможность переналадки машин для обработки разнообразных деталей.

Метод агрегатирования весьма перспективен. Помимо металлорежущих станков он применим для ряда других машин-орудий.

Частичным агрегатированием является использование стандартизированных узлов и агрегатов из числа серийно выпускаемых промышленностью (редукторов, насосов, компрессоров), а также заимствование с серийно изготовляемых изделий узлов и агрегатов (коробок скоростей, дифференциалов, механизмов переключения, муфт, фрикционов).

8. Что собой представляет метод комплексной стандартизации?

9. Что собой представляет метод изменения линейных размеров?

В некоторых случаях возможно образование ряда производных машин различной мощности или производительности путем изменения числа главных рабочих органов и применения их в различных сочетаниях. Такие ряды называют семейством, гаммой или серией машин. Этот способ применим к машинам, мощность или производительность которых зависит от числа рабочих органов.

Метод обеспечивает следующие технологические и эксплуатационные преимущества:

- упрощение, ускорение и удешевление процессов проектирования и изготовления машин;

- возможность применения высокопроизводительных методов обработки унифицированных деталей;

- уменьшение сроков доводки и освоения опытных образцов (благодаря отработанности главных рабочих органов);

- облегчение эксплуатации;

- сокращение сроков подготовки обслуживающего технического персонала и сроков ремонта машин, а также упрощение снабжения запасными деталями.

Классическим примером образования унифицированных машин является создание рядов четырехтактных двигателей внутреннего сгорания на основе унифицированной цилиндровой группы, и частично унифицированной шатунно-поршневой группы.

Сочетание цилиндров ограничивается условием уравновешенности сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс и условием равномерного чередования вспышек. Удовлетворяющие этим условиям сочетания представлены на рисунке 2.5.

Повышенной степенью унификации отличаются двухвальные двигатели (XIII…XVI), у которых наряду с цилиндровой группой полностью унифицированы шатунно-поршневая группа и коленчатые валы.

Так как мощность двигателя пропорциональна числу цилиндров, то представленный ряд двигателей позволяет теоретически получить семейство двигателей с очень широким диапазоном мощностей. Если мощность одного цилиндра равна, например 100 л.с., то возможный диапазон ряда равен 200…3000 л.с.

Однако из всех многочисленных схем, представленных в табл. 3, практически применяют сравнительно немногие.

Двигатели с малым числом цилиндров (<4) отличаются неравномерностью крутящего момента и плохой уравновешенностью.

Двигатели с большим числом цилиндров (>24) применяют редко из-за сложности обслуживания и увеличенной вероятности появления неполадок.

Неприемлемы рядные двигатели с малым углом развала (VII), затрудняющим размещение всасывающих и выхлопных трубопроводов между цилиндрами.

В категории малых и средних мощностей (автомобильные, тракторные и другие транспортные двигатели) чаще всего применяют схемы II, III, IV, V; в категории больших мощностей (судовые двигатели) - схемы IX, XI, реже XXIII, XXIV.

Звездообразные схемы (XVII…XXII) широко применяли для авиационных поршневых двигателей воздушного охлаждения.

Другая область применения метода унифицированных рядов - это роторные машины-орудия. Так как производительность роторных машин пропорциональна числу операционных блоков, установленных на машине, то из унифицированных блоков можно создать ряд машин разной производительности. В отличие от поршневых двигателей, число блоков, которое можно установить на роторной машине, практически не ограничено и зависит лишь от заданной производительности.

Наряду с изменением числа операционных блоков на роторных машинах можно менять блоки, приспосабливая машину к выполнению различных операций. Это - пример сочетания метода унифицированных рядов с методами конвертирования или агрегатирования.

10. Актуальность уменьшения номенклатуры объектов производства

Сокращение номенклатуры объектов производства на основе рационального выбора их типажа повышает серийность выпуска, расширяет возможности механизации и автоматизации производства и внедрения прогрессивных методов изготовления с соответствующими увеличением производительности, уменьшением стоимости продукции и повышением ее качества. Устраняется распиливание средств на выпуск машин малыми сериями, облегчается эксплуатация, ремонт и снабжение запасными частями, создаются предпосылки централизованного и рентабельного изготовления запасных частей.

11. Способы сокращения номенклатуры объектов производства

Задача сокращения номенклатуры и числа объектов производства решается следующими основными способами:

· созданием параметрических рядов машин с рационально выбранными интервалами между каждой из них;

· увеличением универсальности машин, т. е. расширением круга ими выполняемых операций;

· заложением в конструкцию резервов развития и последовательным использованием этих резервов по мере роста потребностей народного хозяйства.

Все способы можно сочетать как один с другим, так и со способами унификации. Например, возможно параллельное создание унифицированных и параметрических рядов поршневых двигателей; унифицированные ряды состоят из двигателей с одинаковыми цилиндрами, но с различным их числом и расположением; параметрические ряды - из двигателей с тем же числом и расположением цилиндров, но с другим диаметром последних.

12 Следующая ⇒