Размещено на http://www.allbest.ru/

Минобрнауки России

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ухтинский государственный технический университет

(УГТУ)

Кафедра метрологии, стандартизации и сертификации

Курсовая работа

"Оптимизация норм точности деталей,

узлов и агрегатов"

Проверил: Старший преподаватель кафедры МСиС

Санджиев М.А.

Ухта - 201_ г.

Содержание

• Введение
• 1. Актуальность, цели и задачи проекта оптимизации норм точностей деталей, узлов и агрегатов
• 1.1 Методы стандартизации
• 1.2 Параметрическая стандартизация
• 1.3 Унификация и агрегатирование продукции
• 1.4 Упорядочение объектов стандартизации
• 1.5 Комплексная стандартизация
• 1.6 Опережающая стандартизация
• 2. Технологическая часть. Проектирование размерной цепи сборочного узла и агрегата
• 2.1 Расчет и выбор посадок сопряжений
• 2.1.1 Расчет и выбор неподвижной посадки
• 2.1.2 Расчет и выбор подвижной посадки
• 2.2 Расчет и выбор посадок для подшипников качения
• 2.3 Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи
• 2.3.1 Выявление размерной цепи и построение ее схемы
• 2.3.2 Определение коэффициента точности размерной цепи
• 2.3.3 Назначение стандартных отклонений на все составляющие звенья, кроме корректирующего
• 2.3.4 Определение допуска, среднего и предельных отклонений корректирующего звена
• 2.3.5 Проведение проверки правильности расчета (обратная задача)
• 2.3.6 Определение коэффициента расширения полей допусков
• 3. Технико-экономическое обоснование проекта
• 3.1 Оценка уровня качества однородной продукции
• 3.1.1 Определение дифференциальных показателей качества
• 3.1.2 Определение интегральных показателей качества
• 3.1.3 Определение комплексного показателя качества
• 3.2 Определение экономической эффективности мероприятий по стандартизации
• 3.2.1 Экономию в проектировании от снижения затрат на разработку технической документации определяем по формуле
• Заключение
• Библиографический список

Введение

Стандартизация, взаимозаменяемость, метрология, технические измерения и сертификация продукции, работ и услуг являются инструментами обеспечения качества.

В машино- и приборостроении широко используют стандартные нормативно-технические документы, стандартные детали, а также комплектующие изделия, изготовленные на специализированных предприятиях, поэтому взаимозаменяемость базируется на стандартизации и способствует ее развитию, а также развитию специализаций и кооперированию в промышленности.

Взаимозаменяемость - это способность объекта быть использованным без модификаций вместо другого для выполнения тех же требований (ИСО 8402:1994).

В технической сфере взаимозаменяемостью называется принцип конструирования, производства и эксплуатации машин, обеспечивающий возможность сборки или замены в процессе ремонта независимо изготовленных соединяемых деталей и узлов без их дополнительной обработки и подгонки (при условии, что эксплуатационные показатели машины будут совмещаемыми). Здесь рассматриваются стандартизированные методы расчета точностных параметров машин и обеспечения их геометрической взаимозаменяемости, например, методика расчета и выбора посадок колец подшипников качения, методика расчета размерных цепей и т.д.

В результате выполнения контрольной работы студенты должны расширить свои знания по основным разделам метрологии, стандартизации и сертификации путём поиска и анализа передовых достижений в указанных разделах дисциплин и вместе с тем овладеть навыками сбора, обработки, анализа и систематизации научно-технической информации по вопросам метрологии, стандартизации и сертификации.

Настоящие методические указания контрольной работе по дисциплине "Метрология. Стандартизация и сертификация" предназначены для студентов, обучающихся на кафедре "Метрология. стандартизация и сертификация", и содержат всю необходимую информацию для выполнения контрольной работы и оформления по ней отчета.

1. Актуальность, цели и задачи проекта оптимизации норм точностей деталей, узлов и агрегатов

1.1 Методы стандартизации

Метод стандартизации - это прием или совокупность приемов, с помощью которых достигаются цели стандартизации. Стандартизация базируется на общенаучных и специфических методах.

1.2 Параметрическая стандартизация

Стандартизация определяет основу не только настоящего, но и будущего развития хозяйственно-экономической деятельность общества должна осуществляться в полном соответствии с научно-техническим прогрессом.

Теоретической базой современной стандартизации является система предпочтительных чисел. Предпочтительными числами называются числа, которые рекомендуется выбирать как преимущественные перед другими при назначении величин параметров для вновь создаваемых изделий.

Параметр - это количественная характеристика свойств продукции. Различают размерные параметры; весовые параметры; параметры, характеризующие производительность машин и приборов; энергетические параметры.

Продукция определенного назначения характеризуется рядом параметров. Набор установленных значений параметров называется параметрическим рядом.

Процесс стандартизации параметрического ряда - параметрическая стандартизация - заключается в выборе и обосновании целесообразной номенклатуры и численных значений параметров. Решается эта задача с помощью математических методов.

Предпочтительные числа получают на основе геометрической прогрессии:

- первый член прогрессии;

q - знаменатель прогрессии,

n - принимает целые значения в интервале от 0 до R, где R = 5,10,20,40,80, 160

Если придерживаться строго обоснованного ряда предпочтительных чисел, то параметры и размеры отдельного изделия или группы изделий наилучшим образом будут согласованы со всеми соответствующими видами продукции: электродвигателей - с технологическим оборудованием, грузоподъемными устройствами; предохранительных клапанов - с паровыми котлами, комплектующих изделий - с присоединительными и посадочными местами в машине. Несоблюдение этого условия вызывает излишние затраты материалов, электрической и других видов энергии, неполное использование оборудования, снижение производительности труда, рост себестоимости продукции. Например, несоответствие сортамента круглого проката, выпускавшегося ранее металлургическими заводами, и нормального ряда диаметров в машиностроении приводило к излишнему стружкообразованию, снижению коэффициента использования металла, дополнительной непроизводительной загрузке металлорежущих станков, в результате требовалось больше станков.

Предпочтительные числа и их ряды служат основой упорядочения выбора величин и градаций параметров производственных процессов, оборудования, приспособлений, режущего измерительного инструмента, штампов, материалов, полуфабрикатов, транспортных средств и т.п. Создают предпосылки для сокращения номенклатуры изделий, сокращения длительности цикла технологической подготовки производства, организации массового изготовления продукции.

Ряды предпочтительных чисел должны удовлетворять следующим требованиям:

· представлять рациональную систему градаций, отвечающую потребностям производства и эксплуатации;

· быть бесконечными в направлении уменьшения и увеличения чисел;

· включать все последовательные десятикратные или дробные значения каждого числа ряда;

· быть простыми, легко запоминаемыми.

Многие промышленно развитые страны приняли национальные стандарты на нормальные линейные размеры. ГОСТ 8032-84 "Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел", составленный с учетом рекомендаций Международной организации по стандартизации (ИСО), устанавливает четыре основных ряда предпочтительных чисел (R 5, R 10, R 20, R 40) и два дополнительных ряда (R 80, R 160). Цифра указывает количество чисел в десятичном интервале. При выборе нужно отдавать нормальным размерам из рядов с более крупной градацией. На базе ГОСТ 8032 утвержден ГОСТ 6636 "Нормальные линейные размеры".

Введение единого порядка при переходе от одних численных значений параметров к другим во всех отраслях промышленности уменьшает количество типоразмеров, приводит к более экономному раскрою исходных материалов, позволяет согласовать увязать между собой различные виды изделий, материалов и полуфабрикатов, транспортных средств, производственного оборудования (по мощности, габаритам т.п.).

Если, например, на каком-то заводе предполагается выпускать семь типоразмеров двигателей (минимальная мощность первого типоразмера 10 кВт), то по нормальному ряду чисел со знаменателем прогрессии параметрический ряд будет включать в себя двигатели следующих мощностей: 10, 16, 25, 40, 63, 100, 160 квт.

В машиностроении и приборостроении предпочтительные числа, принятые за основу при назначении классов точности, размеров, углов, радиусов, канавок, уступов, линейных размеров, сокращают номенклатуру режущего и измерительного инструмента, штампов, пресс-форм, приспособлений. Это способствует росту уровня взаимозаменяемости, повышению серийности, технического уровня и качества выпускаемой продукции, расширению объемов ее производства, улучшению организации инструментального хозяйства на предприятиях. В результате значительно снижается себестоимость изделий увеличивается экономическая эффективность производства.

1.3 Унификация и агрегатирование продукции

К числу основных методов стандартизации относятся унификация, агрегатирование.

Унификация - это деятельность по рациональному сокращению числа типов деталей, агрегатов одинакового функционального назначения. Она базируется на классификации и ранжировании, селекции и симплификации, типизации и оптимизации элементов готовой продукции.

Унификацию можно рассматривать как средство оптимизации параметров качества и ограничения количества типоразмеров выпускаемых изделий и их составных частей. При этом унификация воздействует на все стадии жизненного цикла продукции, обеспечивает взаимозаменяемость изделий, узлов и агрегатов, что, в свою очередь, позволяет предприятиям кооперироваться друг с другом.

К основным видам унификации относят конструкторскую и технологическую унификацию. При этом первая предполагает унификацию изделий в целом и их составных частей (деталей, узлов, комплектующих изделий и т.п.), а вторая - унификацию нормативно-технической документации (стандартов, технических условий, инструкций, методик, руководящих документов, конструкторско-технологической документации и др.).

Результатом работ по унификации могут быть альбомы типовых (унифицированных) конструкций, деталей, узлов, сборочных единиц и т.д. В зависимости от области проведения унификации изделий унификация может быть межотраслевой, отраслевой и заводской. Степень унификации характеризуется уровнем насыщенности изделия унифицированными деталями, узлами и сборочными единицами.

Показателем уровня унификации является коэффициент применимости:

п - общее число деталей в изделии, шт.;

п_о - число оригинальных деталей, шт.

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. Другим словами метод конструирования и эксплуатации изделий, основанный на функциональной и геометрической взаимозаменяемости их основных узлов и агрегатов.

Важнейшим преимуществом изделий созданных на основе агрегатрования, является конструктивная обратимость. Агрегатирование позволяет также многократно применять стандартные детали, узлы и агрегаты в новых модификациях изделий при изменении их конструкции.

Использование агрегатирования как метода стандартизации обеспечивает решение целого ряда актуальных задач в различных отраслях промышленности.

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.

1.4 Упорядочение объектов стандартизации

Результатом работ по упорядочению является, например, ограничительные перечни комплектующих изделий, альбомы типовых конструкций, типовые формы технических, управленческих и прочих документов.

Упорядочение, как универсальный метод, состоит из отдельных методов: систематизация, селекция, симплификация, типизация и оптимизация.

Систематизация объектов стандартизации заключается в научно-обоснованном, последовательном классифицировании и ранжировании совокупности конкретных объектов стандартизации. Примером работы по систематизации может служить Общероссийский классификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции (ОКП).

Селекция объектов стандартизации - деятельность заключается в отборе таких конкретных объектов, которые признаются целесообразными для дальнейшего производства и применения.

Симплификация - деятельность, заключающаяся в определении таких конкретных объектов, которые признаются не целесообразными для дальнейшими производства и применения.

Процессы селекции и симплификации осуществляются параллельно и предшествуют процессам классификации и ранжирования объектов.

Типизация объектов стандартизации - деятельность по созданию типовых объектов - конструкций, технологических правил, форм документации. В отличие от селекции отобранные конкретные объекты подвергают каким-либо техническим преобразованиям, направленным на повышение их качества и универсальности.

Оптимизация объектов стандартизации заключается в нахождении оптимальных значений главных параметров, а также значений других показателей качества и экономичности. В отличие от работ по селекции и симплификации, базирующихся на несложных методах оценки и обоснования принимаемых решений, например, экспертных методов, оптимизацию объектов стандартизации осуществляют путем применения специальных экономико-математических методов и моделей оптимизации.

Целью оптимизации является достижение оптимальной степени упорядочения и максимально возможной эффективности по выбранному критерию (рис.1). Оптимальное значение параметра выбирают при минимальном значении функции потерь.

Рис. 1. Определение оптимального значения параметра: 1 - Зависимость функции потерь в случае, когда выбрано максимально возможное значение параметра Q_max; 2 - Зависимость функции потерь в случае, когда выбрано минимально возможное значение параметра Q_min; 3 - Средние суммарные потери. Оптимальное значение может быть выбрано при минимальном значении функции потерь.

1.5 Комплексная стандартизация

стандартизация унификация агрегатирование

Тенденции научно-технического прогресса требовали и требуют постоянного сокращения сроков создания новой техники, обладающей более прогрессивными производственно-техническими показателями. Ведущая роль в решении этих задач принадлежит комплексной стандартизации, осуществление которой обеспечивает наиболее полное и оптимальное удовлетворение взаимоувязанных требований как к самому объекту комплексной стандартизации в целом, так и к его основным элементам.

Комплексная стандартизация обеспечивает взаимосвязь и взаимозависимость смежных отраслей по совместному производству готового продукта. Например, требования на автомобиль затрагивают металлургию, подшипниковую, химическую, электротехническую и другие отрасли промышленности. Качество современного автомобиля определяется качеством более 2 тысяч изделий и материалов - металлов, пластмасс, резинотехнических изделий, лаков, красок, масел, топлива, смазок, изделий легкой промышленности и др. Условная взаимосвязь отдельных составных частей при комплексной стандартизации показа на рис.2.

Рис. 2. Комплексная стандартизация изделия

Комплексная стандартизация позволяет устанавливать наиболее рациональные в техническом отношении параметрические ряды и сортамент промышленной продукции, устранить ее излишнее многообразие, неоправданную разнотипность. Практической реализацией этого метода выступают программы комплексной стандартизации, которые являются основой создания новой техники, технологии и материалов.

В настоящее время реализуется программа комплексной стандартизации "Безопасность в чрезвычайных ситуациях". В разработке стандартов для указанной программы принимает участие около 60 организаций, уже разработано около 50 стандартов, которые установили:

- терминологию в области обеспечения безопасности и чрезвычайных ситуаций (ЧС);

- классификацию природных, техногенных и биолого-социальных ЧС;

- основные требования к мониторингу прогнозированию ЧС, ликвидации ЧС;

- требования к аварийно-спасательным средствам и способам проведения аварийно-спасательных работ.

1.6 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 последующем времени.

По мере развития наук и техник неуклонно сокращается интервал между новым научными открытиями и их использованием на производстве, поэтому стандарты не могут только фиксировать достигнутый уровень развития науки и техники, иначе они станут тормозом научно-технического прогресса. Для того, чтобы этого не случилось, они должны устанавливать перспективные показатели качества с указанием сроков их обеспечения промышленным производством.

В 70-80 г.г. опережающие стандарты выполнялись в виде так называемых ступенчатых стандартов (рис.3).

К опережающей стандартизации можно отнести применение в стандартах отраслей прогрессивных международных стандартов и стандартов отдельных зарубежных стран для принятия в нашей стране в качестве национальных.

Рис. 3. Пример ступенчатого показателя.

2. Технологическая часть. Проектирование размерной цепи сборочного узла и агрегата

2.1 Расчет и выбор посадок сопряжений

2.1.1 Расчет и выбор неподвижной посадки

Исходные данные: номинальный размер сопряжения диаметром 35 мм; 80 мкм 30 мкм

Решение:

Выбираем систему посадок из принципа предпочтительности: вал ступенчатый - система отверстия.

Число единиц допуска посадки

. (1)

где Т_пос - допуск посадки, мкм;

i - единица допуска, мкм;

Допуск посадки:

мкм

i = 0,45 + 0,001, (2)

где - среднее геометрическое крайних размеров каждого интервала, мм.

=

Номинальный размер диаметра 35 мм

D = мм

i = 0,45 мкм

При квалитет соединения оказывается экономически приемлемым.

Сочетание полей допусков следует искать в комбинации из двух квалитетов: отверстие по IT8 (); вал - IT7 ().

Пользуясь ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144-75) выбираем предпочтительную посадку в системе отверстия.

Основные отклонения валов от "р" до "zc" предназначены для образования посадок с натягом в системе отверстия.

Посадку выбираем по условию:

, (3)

.

Но прежде чем выбрать посадку, следует учесть, что на прочность соединения вала и отверстия оказывает шероховатость, тогда

(4)

Из справочника 16,6 мкм; = 0,8 мкм - среднее арифметическое отклонение профиля поверхностей деталей в посадках с натягом.

30+4(1,6+0,8)=39,6 мкм;

80+4(1,6+0,8)=89,6 мкм.

Из таблицы "Предельные натяги в посадках с натягом при размерах от 1 до 500 мм ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144-75)", соблюдая вышеперечисленные условия выбираем посадку для номинального размера ?35 мм (рис. 4.): =41 мкм, =119 мкм.

Условие не выполняется: 39,6<41 ; 89,6>119, следует - посадка выбрана правильно.

Наносим предельные отклонения размеров деталей выбранной посадки для ?35 (рис. 4).

Рис. 4. Расположение полей допусков неподвижной посадки ?35

Рис. 5. Эскизы сопряжения, вала с отверстием с указанием трех способов простановки предельных отклонений на чертежах.

2.1.2 Расчет и выбор подвижной посадки

Исходные данные: номинальный размер сопряжения диаметром 35 мм;

156 мкм; 60 мкм.

Решение:

Выбираем систему посадок из принципа предпочтительности: вал ступенчатый - система отверстия.

Допуск посадки:

мкм.

Для ориентировки сначала следует определить средний квалитет искомой посадки. Число единиц допуска посадки (приходящееся на обе детали соединения):

.

Номинальный размер диаметра 35 мм находится в интервале размеров свыше 30 мм до 50 мм.

D =мм; i = 0,45 мм;

.

Пользуясь ГОСТ 25347-82 (СТ СЭВ 144 - 75) выбираем предпочтительную посадку в системе отверстия. Основные отклонения валов от "а" до "h" предназначены для образования посадок с зазором в системе отверстия.

Посадку выбираем по условию:

,

где,

S_minГОСТ = EI - es;

S_maxГОСТ = ES - ei.

этим создается дополнительный запас на износ.

Для посадки ?25 (рис.6.)

мкм;

мкм.

Условие выполняется: 65> 60, 150 < 156, следует - посадка выбрана правильно.

Рис. 6. Расположение полей допусков подвижной посадки 25 .

Наносим предельные отклонения размеров деталей выбранной посадки для 25 (рис. 7.)



Рис. 7. Эскизы сопряжения, вала с отверстием с указание трех способов простановки предельных отклонений на чертежах.

2.2 Расчет и выбор посадок для подшипников качения

Рассчитать и выбрать посадку для внутреннего и наружного колец радиального, однорядного подшипника № 212, класс точности 0, группа зазора 7. Результирующая радиальных нагрузок постоянная по направлению R = 4000Н. Вращается наружное кольцо. Перегрузка до 150%.

Решение:

Определение технической характеристики шарикоподшипника № 212.

мм; D = 110 мм; В = 22 мм.

Определение интенсивности нагрузки:

P_R=R/B•k_n•F•F_a (5)



Рис.8. Основные размеры подшипника.

; ; ; ;

кН/м.

Определение посадки подшипника.

Посадка наружного кольца в отверстие корпуса (циркуляционное нагружение) соответствует посадке - G7.

Посадка внутреннего кольца на вал (местное нагружение) кН/м соответствует посадке .

Отклонение вала для посадки внутреннего кольца в системе основного отверстия es = 9,5 мкм; ei = 9,5 мкм.

Отклонение отверстия корпуса для посадки наружного кольца по системе основного вала ; EI = +10 мкм; ES = +40 мкм.

Определение отклонений присоединительных размера.

Отклонение внутреннего диаметра 60 мм; ; мкм.

Отклонение наружного диаметра 110 мм; ; мкм.

Схема полей допусков посадок подшипника.



Рис. 9. Посадка на вал.

Наименьший натяг мкм; наибольший натяг мкм.

Рис. 10. Посадка в отверстие корпуса.

Наименьший зазор наибольший зазор мкм.

Определение величины начального зазора в подшипнике (по основному ряду) 10 мкм; мкм.

мкм. (6)

Определение приведенного диаметра внутреннего кольца:

мкм. (7)

Определение величины деформации внутреннего кольца подшипника

мкм. (8)

Определение величины посадочного зазора

мкм. (9)

2.3 Расчет допусков размеров, входящих в размерные цепи

При изучении точности размерных цепей рассматривается совокупность многих взаимосвязанных между собой размеров, обеспечивающих в комплексе нормальную работу узла, агрегата или машины в целом. Рассмотрим основные определения (РД 50-635-87).

Размерная цепь - совокупность размеров, непосредственно участвующих в решении поставленной задачи и образующих замкнутый контур.

Звено размерной цепи - один из размеров, образующих размерную цепь.

Замыкающее звено - звено размерной цепи, являющееся исходным при постановке задачи или получающееся последним в результате ее решения.

Составляющее звено - звено размерной цепи, функционально связанное с замыкающим звеном.

Увеличивающее звено - составляющее звено размерной цепи, с увеличением которого замыкающее звено увеличивается.

Уменьшающее звено - составляющее звено размерной цепи, с увеличением которого замыкающее звено уменьшается.

Корректирующее звено - составляющее звено размерной цепи, изменением значения которого достигается требуемая точность замыкающего звена.

2.3.1 Выявление размерной цепи и построение ее схемы

Рис. 11. Схема размерной цепи

Описание составляющих звеньев размерной цепи:

ширина шестерни;

ширина кулачковой полумуфты;

ширина кулачковой муфты в сборе;

расстояние между кулачковой полумуфтой и втулкой.

Данные размеры измеряются линейкой на чертеже и масштабируются в соответствии с реальным масштабом замыкающего звена.

Характеристика звеньев размерной цепи:

увеличивающие звенья мм;

уменьшающие звенья мм; мм.

Замыкающее звено (допуск 200 мкм).

Номинальные размеры составляющих звеньев берутся из сборочного чертежа (измеряются линейкой с учетом масштаба чертежа).

Основное уравнение размерной цепи:

; (10)

где - номинальный размер замыкающего звена; - номинальные размеры увеличивающих и уменьшающих составляющих звеньев; - общее число звеньев цепи, включая замыкающее; число увеличивающих звеньев.

В нашем случае:

= (17+22) - 41 = 2 ±0,1 мм.

В случае невыполнения уравнения (10) номинальные размеры любых звеньев изменяются.

2.3.2 Определение коэффициента точности размерной цепи

Коэффициент точности:

для метода максимум-минимум

(11)

для теоретико-вероятностного метода

, (12)

где - допуск замыкающего звена, мкм; - допуски звеньев с известными отклонениями, мкм; k - число известных звеньев; - единицы допуска звеньев с неизвестными отклонениями, мкм (табл.1. приложения 1); - коэффициент брака ( = 1, если уровень брака при сборке 0,27%).

В нашем случае:

для метода максимум-минимум

== 18,94;

для теоретико-вероятностного метода

a_{? (p)}== 69,76.

2.3.3 Назначение стандартных отклонений на все составляющие звенья, кроме корректирующего

Установим квалитет точности составляющих звеньев. В нашем случае:

для теоретико-вероятностного метода = 69,76, что соответствует 10-му квалитету (табл. 2 приложения 2), где k = 64 (рекомендуется брать меньшее стандартное значение

для метода максимум-минимум =18,94, что соответствует 7-му квалитету (табл. 2 приложения 2), где k = 16.

В качестве корректирующего выбирается любое звено: при - технологически наиболее сложное по изготовлению; при - технологически наиболее простое (втулка и т.п.) Если в цепи имеется прокладка, то корректирующим звеном лучше выбрать ее. Примем в качестве корректирующего звена прокладку =.

Обычно принимаются следующие отклонения:

для охватываемых размеров (типа "вал") - h;

для охватывающих размеров (типа "отверстие") - Н;

для прочих (высота выступа, межцентровые расстояния и т.п.)

Изложенное представим в виде таблицы 1 и 2.

Таблица 1 -Характеристики звеньев размерной цепи при расчете теоретико-вероятностным методом

Размер	Допуск , мкм	Верхнее отклонение , мкм	Нижнее отклонение , мкм	Среднее отклонениемкм
Замыкающее звено
=	200	+0,1	-0,1	0
Увеличивающие звенья
	150	0	-150	-75
Уменьшающие звенья
	Корректирующее звено
	120	0	-120	-60

Таблица 2 - Характеристики звеньев размерной цепи при расчете методом максимум-минимум

Размер	Допуск , мкм	Верхнее отклонение , мкм	Нижнее отклонение , мкм	Среднее отклонениемкм
Замыкающее звено
=	200	+0,1	-0,1	0
Увеличивающие звенья
	150	0	-150	-75
Уменьшающие звенья
	Корректирующее звено
	30	0	-30	-15

2.3.4 Определение допуска, среднего и предельных отклонений корректирующего звена

Определим допуск корректирующего звена:

для теоретико-вероятностного метода

; (13)

Для метода максимум-минимум

= , (14)

где -допуски составляющих звеньев (табл. 1 и 2).

В результате расчета получим:

мкм;

мкм.

Среднее отклонение корректирующего звена определяем из уравнения

(15)

где и - средние отклонения увеличивающих и уменьшающих звеньев (табл. 1, 2).

Из уравнения (15) выделим корректирующее звено.

Тогда для уменьшающего корректирующего звена

(16)

А для увеличивающего корректирующего звена

(17)

В нашем случае корректирующее звено - уменьшающее, тогда по выражению (16) получим:

для теоретико-вероятностного метода

мкм;

для метода максимум-минимум

мкм.

Определяем предельные отклонения корректирующего звена:

; (18)

; (19)

В нашем случае:

для теоретико-вероятностного метода

мкм;

мкм;

для метода максимум-минимум

мкм;

мкм.

Корректирующее звено запишем так:

для теоретико-вероятностного метода - мм;

для метода максимум - минимум - мм.

2.3.5 Проведение проверки правильности расчета (обратная задача)

Проверку правильности расчета проводим по выражениям:

для теоретико-вероятностного метода

(20)

(21)

для метода максимум-минимум

(22)

(23)

Итоговый результат:

для теоретико-вероятностного метода

= [0] - [-120] - 0,5[(150+120) - 200] = 85 мкм;

= [-150] - [0 ] + 0,5[(150+120) - 200] = 180 мкм;

для метода максимум-минимум

= [0] - [-30] = 30 мкм;

=[-150] - [0] = - 150 мкм.

Расчет выполнен верно, так как полученные предельные отклонения замыкающего звена совпадают с исходными (заданными).

2.3.6 Определение коэффициента расширения полей допусков

Коэффициент расширения полей допусков определяем по формуле

(24)

Фактическое значение:

= 69,76/18,94 = 3,683,7

Вывод. Применение теоретико-вероятностного метода расчета позволяют увеличить допуски в 3,7 раза по сравнению с методом максимум-минимум, что экономически выгодно.

3. Технико-экономическое обоснование проекта

3.1 Оценка уровня качества однородной продукции

Предприятие собирается переоснастить участок механической обработки новыми станками. Параметры для новой и базовой модели металлорежущих станков представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Исходные данные и расчет дифференциальных показателей качества

Показатель	Значение показателя для станка	qi
	нового	базового
Суммарный годовой полезный эффект от эксплуатации Р1, тыс. дет./год	20	25	0,8
Цена станка Зс, усл. ед.	30	20	1,5
Годовые эксплуатационные затраты З1Э, усл.ед./год	6	7	0,86
Годовые потери от брака П1Б, усл. ед./год	0,6	0,5	0,2
Срок службы станка t, лет	7	4	1,75

3.1.1 Определение дифференциальных показателей качества

При дифференциальном методе определяем относительные показатели качества станков по формулам:

(25)

, i = 1, 2, …n, (26)

где - значение i - го показателя качества продукции; базовое значение i - го показателя качества продукции; n - количество оцениваемых показателей качества продукции.

Из двух зависимостей выбирают ту, при использовании которой увеличение относительного значения показателя качества соответствует повышению технического уровня продукции.

В результате оценки уровня качества продукции дифференциальным методом принимаются следующие решения:

- если все значения относительных показателей больше или равны единице, то уровень качества оцениваемой продукции выше или равен уровню базового образца;

- если все значения относительных показателей меньше единицы, то уровень качества оцениваемой продукции ниже уровня качества базового образца;

- если часть значений показателей больше или равна единице, а часть меньше единицы, то следует применять комплексный, или смешанный метод оценки уровня качества продукции.

В нашем случае часть значений больше или равна единице, а часть меньше единицы. Для оценки эффективности нового станка (с учетом цены и затрат) используем комплексный метод оценки с помощью интегрального показателя качества продукции.

3.1.2 Определение интегральных показателей качества

Интегральный показатель качества для случая, когда ежегодный эффект и ежегодные эксплуатационные затраты остаются постоянными, капитальные затраты вносятся в расчетный год, а потери от брака не учитываются, определяем по формуле

(27)

где Е - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений (обычно принимают Е = 0,15).

Для нового станка

дет./ усл. ед.

Для базового станка

дет./ усл. ед.

Для случая, когда учитываются потери от брака, интегральный показатель качества определяем по формуле

(28)

Для нового станка

дет./ усл. ед.

Для базового станка

дет./ усл. ед.

Таким образом, базовый станок будет производить большее количество деталей на усл. ед. затрат, т.е. базовая модель станка экономически более эффективнее новой. Учет годовых потерь от брака позволяет более точно оценить эффективность использования сравниваемого оборудования.

3.1.3 Определение комплексного показателя качества

Комплексный показатель качества определяем по формуле

. (29)

Для первого случая (без учета потерь от брака)

.

Для случая, когда учитываются потери от брака,

.

Вывод. Уровень качества нового станка, рассчитанный по интегральному показателю качества, выше базового на 80 % без учета, и на 83 % с учетом потерь от брака.

3.2 Определение экономической эффективности мероприятий по стандартизации

Требуется определить суммарную годовую экономию и экономический эффект от внедрения стандарта, в результате чего на предприятиях отрасли будет введен единый технологический процесс (ТП).

Исходные данные для расчета экономической эффективности стандартизации на стадии проектирования представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Исходные данные

Показатели	Обозн	Значение показателей
		до станд-ии	после станд-ии
Годовая программа (тираж), шт.	В	-	4000
Затраты, связанные с разработкой и внедрением стандарта, р.	К	-	600000
Количество предприятий, занимающихся выпуском ТД, шт.	А	8	2
Средняя норма проектирования одного ТП, ч	Тпр	340	150
Средняя заработная плата за 1 ч проектирования (с начислениями), р.	Цпр	68	69
Себестоимость одного комплекта, р.	С	80	50

3.2.1 Экономию в проектировании от снижения затрат на разработку технической документации определяем по формуле

Э_пр = А ₁ Т_пр Ц_пр - А ₂ Т_{пр 2} Ц_пр, (30)

где: А₁ Т_пр Ц_пр - годовые затраты на разработку технической документации до стандартизации, р.; А₂ Т_пр2 Ц_пр - годовые затраты на разработку технической документации после стандартизации, р.

Итоговый результат:

Э_пр = 8 • 340 • 68 - 2 • 150 • 2 = 184360 р.

Экономию от снижения себестоимости комплекта ТД определяем по формуле

Э_с = В(С ₁ - С ₂) = 4000 • (80 - 50) = 12000 р.

Определяем суммарную экономию, годовой экономический эффект и параметры эффективности и окупаемости.

Суммарная экономия

Э_г = Э_пр + Э_с = 184360+ 120000 = 304360 р.

Годовой экономический эффект

Э_эф = Э_г - Е_н • К ; (31)

где: Е_н = 0,2 - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений при планируемом сроке действия стандарта 5 лет.

Итоговый результат

Э_эф = 304360 - 0,2 • 600000 = 184360 р.

Коэффициент экономической эффективности

Е_ст = Э_г / К ; (32)

Е_ст = 304360 / 600000 = 0,51> 0,2

Срок окупаемости затрат

Т_ок = К / Э_г; (33)

Т_ок = 600000 / 304360 = 1,97 года.

Вывод. Ориентировочный годовой экономический эффект от внедрения стандарта равен 304360 р., срок окупаемости затрат составит 1,97 года при нормативе 6 лет, что свидетельствует об эффективности разработки стандарта на стадии проектирования.

Заключение

К международным стандартам относятся стандарты Международной организации по стандартизации - ИСО, Международной электротехнической промышленности - МЭК, Международный союз электросвязи - МСЭ, Европейская экономическая комиссия - ЕЭК ООН, Международный союз по атомной энергии - МАГАТЕ. В практике международной стандартизации основное значение при разработке стандартов на продукцию придается установлению единых методов ее испытаний, требований к маркировке, терминологии. Международными стандартами также устанавливаются требования к продукции с точки зрения безопасности ее для жизни и здоровья людей, окружающей среды, взаимозаменяемости и технической совместимости.

Стандартизация, метрология и сертификация являются инструментами обеспечения качества продукции, работ и услуг - важного аспекта многогранной коммерческой деятельности.

Проблема качества актуальна для всех стран независимо от зрелости их рыночной экономики. Чтобы стать участником мирового хозяйства и международных экономических отношений необходимо совершенствование национальной экономики с учетом мировых достижений и тенденций.

Библиографический список

1. ГОСТ 2.301-68 (СТ СЭВ 1181 - 78). ЕСКД. Форматы.

2. ГОСТ 2.104-68 (СТСЭВ 140-74; СТ СЭВ 365-76). ЕСКД. Основные надписи.

3. ГОСТ 2.304 - 81. ЕСКД. Шрифты чертежные.

4. ГОСТ 2.316 - 68. ЕСКД. Правила нанесения на чертежах надписей, технических требований и таблиц.

5. ГОСТ 8.417-81. ГСИ. Единицы физических величин.

6. Допуски и посадки: Справочник: В 2-х ч. / Под. ред. Мягкого В.Д. - Л.: Машиностроение. - 4.1. - 1979; 4.2. - 1983.

7. ГОСТ 8338 - 83 (СТ СЭВ 3795 - 82). Подшипники шариковые радиальные однорядные. Основные размеры.

8. ГОСТ 3325 - 85 (СТ СЭВ 773 - 77). Подшипники качения. Поля допусков и технические требования к посадочным поверхностям валов и корпусов. Посадки.

9. ГОСТ 2.109 - 73 (СТ СЭВ 858 - 78; СТ СЭВ И 82 - 78). ЕСКД. Основные требования к чертежам.

10. ГОСТ 2789-73. Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики.

11. ГОСТ 2.309-73. ЕСКД. Обозначение шероховатости поверхности.

12. ГОСТ 2.308 - 79. ЕСКД. Указание на чертежах допусков формы и расположения поверхностей.

Размещено на Allbest.ru

...