Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

Основная цель методов управления качеством в машиностроении - создание качественных и надежных конструкций, отвечающих всем современным требованиям производства и эксплуатации.

Поэтому настоящая выпускная квалификационная работа посвящена разработке методики повышения качества технических изделий на примере повышения качества насосного агрегата на стадии рабочего проектирования. Эта методика состоит из 4-х основных разделов.

1) Расчет качества оцениваемого технического изделия Q_оц.

2) Определение базового изделия Q_баз. Качество базового изделия, обычно известно.

3) Определение уровня качества оцениваемого изделия. Технический уровень изделия отражает конструктивное совершенство изделия, а качество, достигнутое на стадии проектирования, отражает способность изделия выполнять предусмотренные его назначением функции, сохраняя при этом уровень заданных показателей в период эксплуатации. Уровень качества оцениваемого изделия определяют по формуле:

где: У_оц. - уровень качества оцениваемого изделия, Q_оц. - качество оцениваемого изделия, Q_баз - качество базового изделия.

4) В зависимости от величины уровня качества оцениваемого изделия определяют управляющие инженерно-технические решения для повышения качества оцениваемого изделия.

В качестве оцениваемого изделия (качество которого необходимо повысить) был взят действующий насосный агрегат марки А1 ЖЛУ-5 [1]. По его фактическим показателям было рассчитано его качество, затем уровень качества относительно базового. Качество насосного агрегата оказалось ниже требуемого, т.е. базового. Затем провели оптимизацию оцениваемой конструкции на основе информационного и патентного поиска конструкций, имеющихся в данной области. Поиск проводили по каталогам устройств и механизмов известных ученых и конструкторов - акад. И.И.Артоболевского, К. Рота, А.Ф. Крайнева, П.И.Орлова и других авторов [2,3,4,5]. При оптимизации насосного агрегата марки А1 ЖЛУ-5 использовали алгоритмы:

- алгоритм поиска новых технических решений,

- алгоритмы устранения технических противоречий,

- алгоритм определения оптимальных параметров вновь созданного или модернизированного изделия.

Таким образом, в выпускной квалификационной работе на основе описанных методов проектирования и оптимизации, нами разработана «Методика повышения качества насосного агрегата на стадии рабочего проектирования».



Глава 1

1. Принцип расчета качества технического изделия по методу «определяющей» детали.

Комплексный показатель качества изделия мы определяем по следующей формуле:

,

где Q_изд - качество изделия, полученное в результате квалиметрических расчетов;

Р_t.пр. - проектная, (ожидаемая) безотказность изделия, рассчитанная на стадии проектирования;

Q_тп - качество технического проекта (с точки зрения соответствия требованиям НТД(нормативно-технической документации) в части стандартизации, унификации и агрегатирования);

Q_рп - качество рабочего проекта (с точки зрения конструктивности и технологичности);

Q_изг - качество готового изделия с точки зрения соответствия параметров этого изделия проектной и конструкторской документации, установленной в процессе испытаний.

В квалиметрических расчетах качества изделий, расчет предполагаемой надежности (безотказности) изделий не является целью, а является средством сохранения на необходимом уровне показателя качества изделия, рассчитанного на основе фактических параметров деталей и сборочных единиц.

Расчет качества изделия мы осуществляем, по предложенному нами, так называемому методу «определяющей» детали. Метод основан на известном принципе Парето в приложении к машиностроению: «20% деталей в сборочной единице обеспечивают 80% функциональности и надежности всей сборочной единицы». Этот принцип дает возможность определить весомости и качества «определяющей» и рядовых (остальных) деталей сборочной единицы, на которые приходится 20% функциональности изделия.

Ниже показан порядок расчета качества по методу «определяющей» детали:

1) Расчет предполагаемой (проектной) надежности P_t;

2) Расчет качества «определяющей» детали;

3) Назначение весомости для «определяющей» детали;

4) Расчет качества «определяющей» сборочной единицы;

5) Расчет качества деталей, не входящих в сборочные единицы;

6) Расчет качества всего изделия;

7) Определение уровня качества изделия;

8) Выработка управляющих инженерно-технических решений для повышения качества изделия.

Принципиальное устройство двигателя внутреннего сгорания показано на рисунке 1, а сокращенная спецификация двигателя в таблице 1. По этой спецификации построена структурная схема для определения весомостей деталей двигателя, исходя из значимости каждой детали для функционирования (работоспособности) всего двигателя, рисунок 2.

Рисунок 1 Принципиальная схема устройства двигателя автомобиля

Таблица 1 Спецификация двигателя (сокращенный вариант)

		Документация	Количество
1		Сборочная единица - шатун в сборе	4
		Детали в сборочной единице
	1	поршень	1
	2	Шатун	1
	3	Крышка шатуна	1
2		Детали не входящие в сборочную единицу
	4	Коленчатый вал	1
	5	Головка блока цилиндров	1
	6	Поддон блока цилиндров	1
	7	Блок цилиндров	1

Рисунок 2. Структурная схема двигателя, где в_i-весомости деталей и сборочной единицы «шатун в сборе»

С учетом принципа Парето, в приложении к квалиметрическим расчетам, в совокупности деталей двигателя «определяющей» сборочной единицей является шатун в сборе, а определяющей деталью в этой сборочной единице является деталь - поршень.

2. Расчет предполагаемой (проектной) надежности Pt

При проектировании и конструировании закладывается необходимая безотказность изделия. Показатели безотказности определяют подетально, после чего эти показатели преобразуются в надежность сборочной единицы, которую рассчитывают в соответствии с выбранной схемой расчета надежности. По показателям безотказности все детали изделий при квалиметрических расчетах мы разделяем на три группы:

1-я группа - детали тяжело нагруженные и изнашивающиеся,

2-я группа - детали основные,

3-я группа - детали вспомогательные.

К этой классификации относятся только оригинальные детали.

В машиностроении в 95% случаев распределение размеров деталей, погрешностей их измерений и соответственно их надежности, находятся в соответствии с нормальным распределением, т.е. с распределением Гаусса. Поэтому безотказности деталей указанных групп при расчетах надежности в случае расположения деталей по последовательной схеме, имеют следующие значения безотказности в течение установленного времени безотказной работы: Р(t)₁=0.997, Р(t)₂=0.960, Р(t)₃=0.670.

3. Характеристика групп деталей

К деталям 1-й группы относятся детали, рабочая функция которых состоит в создании и передаче работы и мощности. В процессе работы машин детали этой группы подвергаются износу. Вследствие износа происходит изменение размера и формы деталей, ослабление рабочих сечений, снижение качества рабочих поверхностей. К деталям этой группы относятся поршни двигателей и компрессоров, различные подшипники скольжения, детали зубчатых, червячных и фрикционных передач, детали механизмов движения и подобные детали, Р(t)₁=0.997.

К деталям 2-й группы относятся детали, которые служат опорами для движущихся нагруженных деталей 1-й группы, обеспечивают правильное их расположение и взаимодействие. Эти детали называем основными или опорными. Примерами деталей этой группы могут быть шатуны, коленчатые валы, оси, крейцкопфы и подобные детали, Р(t)₂=0.960.

К деталям 3-й группы относятся различные детали вспомогательного назначения, служащие для обеспечения нормальной работы деталей первых двух групп. Примерами деталей этой группы могут быть блоки цилиндров, станины, рамы, кронштейны, стойки и другие детали подобных типов, Р(t)₃=0.670.

В совокупности деталей двигателя «определяющей» сборочной единицей является шатун в сборе, а определяющей деталью в этой сборочной единице является деталь - поршень. Исходя из функциональности двигателя, мы распределяем все детали двигателя по группам надежности, показанным в таблице 2:

Таблица 2. Проектная, (предполагаемая) надежность Р(t) деталей двигателя

	Детали в сборочной единице - шатун в сборе	Группа безотказности детали	Проектная, (предполагаемая) надежность Р(t)
1	поршень	1	Р(t)1=0.997
2	Шатун	1	Р(t)1=0.997
3	Крышка шатуна	2	Р(t)2=0.960
	Детали не входящие в сборочную единицу
4	Коленчатый вал	1	Р(t)1=0.997
5	Головка блока цилиндров	2	Р(t)2=0.960
6	Поддон блока цилиндров	2	Р(t)2=0.960
7	Блок цилиндров	1	Р(t)1=0.997

На рисунке 3 представлено 2 схемы расчета надежности - расчет надежности «определяющей» сборочной единицы (шатун в сборе) и всего двигателя.



Рисунок 3. Схемы расчетов надежности изделия двигатель

Расчетная схема надежности сборочной единицы (шатун в сборе - схема А) последовательная: =0.997Ч0.997Ч0.96=0.954.

Надежность 4-х сборочных единиц рассчитывают по параллельной схеме (схема Б) , где - вероятность отказа звена в параллельной схеме. Надежность параллельной схемы:, где п - количество элементов параллельной схемы.

Схема расчета надежности двигателя смешанная, поэтому формула расчета надежности в соответствии со схемой по рис.3 (расчет схемы справа налево):

=[1-(1-0.954)⁴]Ч0.997Ч0.96Ч0.96Ч0.997=

=[1-0.0000044]Ч0.916=0.999Ч0.916=0.915. P_t=0.915

4. Расчет комплексного показателя качества «определяющей» детали

Качество «определяющей» детали (поршень), так же как и любой другой, описывается комплексным показателем качества q_опр= в_ксЧ+ в_тсЧ, где - среднее значение коэффициентов конструктивной сложности (далее коэффициент конструктивной сложности), - среднее значение коэффициентов технологической сложности (далее коэффициент технологической сложности), в_кс =0.6 и в_тс=0.4 - весомости коэффициентов конструктивной и технологической сложности соответственно.

В таблице 3описаны составляющие коэффициентов конструктивной и технологической сложности. На основе данных этого чертежа определены количественные значения коэффициентов конструктивной и технологической сложности. Значения этих коэффициентов в зависимости от фактических размеров и технических требований, описаны в [3].

Таблица 3. Составляющие коэффициентов конструктивной и технологической сложности

Коэффициент конструктивной сложности	Коэффициент технологической сложности
qсл. -коэффициент конструктивной сложности	0.5	qт. - коэффициент точности	0.9
qр.х.- коэффициент размерной характеристики детали	084	qш.- коэффициент шероховатости	0.8
qр.м.- коэффициент числа размеров выполненных механической обработкой	0.82	qзаг.- коэффициент типа заготовки	0.82
qр.р.- коэффициент числа размеров, обозначающих резьбу (нет резьб)	0.9	qдоп - коэффициент вида дополнительной обработки	0.68
qмат. - Коэффициент группы материалов	0.48	qпов -коэффициент отклонения формы и расположения поверхностей	0.78
=0.7	=0.79

Качество определяющей детали поршень:



5. Назначение весомости «определяющей» детали - поршень

В соответствии с принципом Парето и с фактическим значением надежности поршня в составе двигателя, весомость поршня в составе сборочной единицы «шатун в сборе» имеет вес в_пор.=0.8 (см. таблицу 1). Таким образов весомости в_пор.=0.8 соответствует качество «определяющей» детали поршень q_пор=0.736.

6. Расчет качества «определяющей» сборочной единицы

Качество сборочной единицы «шатун в сборе» определяют по формуле

Q_сб. = ? в_i q_i= в_опр q_опр+ в₂ q₂+ в₃ q₃

Где в_опр -весомость определяющей детали в_опр=0.8;

в₂ и в₃ - весомости остальных деталей этой сборочной единицы;

q_опр, q₂ и q₃ -качества определяющей и остальных деталей соответственно.

Деталь поршень отвечает всем требованиям, предъявляемым принципом Парето к техническим изделиям. Поэтому коэффициент весомости поршня в соответствии с принципом Парето равен в_опр =0.8. Коэффициенты весомости деталей №2 и 3 определяем по распределению Парето, в₂ = 0.12 в₃=0.08, рисунок 5. Техника определения весомости по распределению Парето описана в разделе 1.2.



Рисунок 4. Функция и плотность нормального распределения, построенная из условия их нормированности

Рисунок 5. Определение качества деталей №2 и 3 в сборочной единице при их известной весомости по распределению Гаусса

Как было указано выше, зависимость весомостей деталей от показателей качества в сборочной описывается интегральной кривой нормального распределения Гаусса, рисунок 4. В соответствии с этой зависимостью, весомости детали поршень в₁=0.8 качество этой детали в соответствии с нормальным распределением должно быть q_опр, =0.640, поэтому для всех последующих расчетов вводится поправка ?=q_факт.- q_норм. = 0.736-0.640=0.096, учитываемая при получении показателей качества деталей 2 и 3:

q₂ =0.280+0.096=0.376, q₃ =0.230+0.096=0.326,

Таким образом, качество сборочной единицы «шатун в сборе» рассчитывают по формуле:

Q_сб. = ? в_i q_i= в_опр q_опр+ в₂ q₂+ в₃ q₃

Q_сб. = ? в_i q_i= 0.8Ч0.736+ 0.12Ч0.376+0.08Ч0.326=

=0.59+0.045+0.026=0.661

7. Расчет качества деталей, не входящих в сборочные единицы

Определение показателей качества деталей 4, 5, 6 и 7 осуществляем по графику нормального распределения весомостей и показателей качества (рисунок 4). При этом (см. структурную схему - рисунок 2), весомость сборочной единицы «шатун в сборе» определена как в_сб. = 0.7, а деталей № 4, 5, 6 и 7: в₄ = 0.1, в₅=0.05, в₆ = 0.05, в₇=0.01. В соответствии с нормальным распределением Гаусса качества этих деталей равны q_норм.4 =0.26,

q_норм.5 =0.18, q_норм.6 =0.18, q_норм.7 =0.26, рисунок 6.



Рисунок 6. Определение качества деталей №4, 5, 6 и 7 в изделии «двигатель» при их известной весомости по распределению Гаусса.

8. Расчет качества всего изделия

Если во всех элементах изделия учтены коэффициенты весомости, то качество изделия рассчитывают как сумму составляющих с учетом предполагаемой надежности:

Q_изд =P_t[0.7Q_сб + ? в_iq_i]

где P_t =0.915 - предполагаемая (расчетная) надежность изделия,

Q_сб.=0.661, q₄= 0.26+0.081=0.341, q₅= 0.261, q₆=0.261, q₇=0.341

? в_iq_i =в_iq₄+ в_iq₅+в_i q₆+ в_iq₇ =

=0.1Ч0.341+0.05Ч0.261+0.05Ч0.261+0.1Ч0.341=0.094

Q_изд =P_t[0.7Ч0.661+0.094 ]=0.915Ч0.676=0.51.

9. Уровень качества продукции

Уровень качества продукции - относительная характеристика ее качества, основанная на сравнении значений показателей качества оцениваемой продукции с базовыми значениями соответствующих показателей. Уровень качества определяют в процентах по формуле:

где: У_оц. - уровень качества оцениваемого изделия, Q_оц. -качество оцениваемого изделия, Q_баз - качество реалистичного базового изделия.

При этом уровень качества (У_оц.) может иметь три значения: У_оц. >1, У_оц. =1, У_оц. <1.

В соответствии с «Общими методическими рекомендациями по оценке технического уровня промышленной продукции» Государственного Комитета по науке и технике СССР, от 24.11.89 г. № 665, образцы промышленной продукции, по результатам оценки их технического уровня, относятся к одной из трех градаций:

- продукция превосходит мировой уровень П (У>1);

- продукция соответствует мировому уровню С (У=1);

- продукция уступает мировому уровню У (У<1).

При определении уровня качества оцениваемого изделия необходимо найти базовое изделие для сравнения. При наличии базового изделия его параметры сравнивают с одноименными параметрами оцениваемого изделия. Затем по величине разницы в показателях качества (выраженной в процентах) выносят управляющие решения для повышения качества оцениваемого изделия. Однако в большинстве случаев, не удается найти базовое изделие для определения уровня качества. Поэтому с учетом «Общих методических рекомендаций по оценке технического уровня промышленной продукции» издание Госстандарта СССР от 24.11.89 г. № 665, мы используем для квалиметрических расчетов технических изделий (ТИ) типы базовых изделий с показателями качества, описанных ниже. Значения показателей качества базовых изделий приводятся без учета предполагаемой надежности изделия, т.к. надежность зависит от сложности изделия и соответственно вида схемы расчета надежности.

1. Базовое ТИ идеального качества - это виртуальное ТИ (не существующее в реальности), характеризуется максимальным качеством, Q_б.1=1.0.

2. Перспективное базовое ТИ - модель ТИ, отражающая перспективные требования, установленные (или заданные) на определенный будущий период времени. Качество такого ТИ возможно получить при достижении соответствующего уровня науки и техники, Q_б.2=0.97

3. Базовое ТИ мирового уровня качества - реально существующий в настоящий период времени ТИ наилучшего качества, достигнутого за рубежом,

Q_б.3=0.95

4. Реалистичное базовое ТИ - ТИ, воплотившие в себе современные научно-технические достижения, а так же отвечающее имеющимся потребностям и возможностям производства в РФ, Q_б.4=0.93.

При всех последующих расчетах мы принимаем базовое изделие с показателем качества Q_б.=0.93. Смысл назначения базового изделия заключается в определении разницы в показателях качества базового и оцениваемого изделия и в определении управляющих инженерно-технических мероприятий по совершенствованию оцениваемого изделия.

Уровень качества оцениваемого изделия относительно базового:

У_пр.= Q_оц. /Q_баз. = 0.55/(0.95Ч0.93)=0.623 или 62.3%.

Где 0.95 - надежность (безотказность) базового изделия, 0.93 - базовое качество изделия.

Это означает, что качество оцениваемого изделия составляет 62.3% от качества базового.

10. Определение управляющих решений для повышения качества оцениваемого изделия

По результатам расчета разницы в качествах оцениваемого и базового изделий формулируют предложения по улучшению качества оцениваемого изделия. Предложения по улучшению качества оцениваемых изделий могут быть следующие:

a) Если качество оцениваемого изделия составляет 50…75% от качества базового, то это означает, что функциональность оцениваемого изделия соответствует базовому, но требуется пересмотр конструкции определяющих деталей или сборочных единиц изделия на основе последних достижений в данной области техники;

b) Если качество оцениваемого изделия составляет 76…85% от качества базового, то требуется корректировка технологических процессов изготовления определяющих деталей или сборочных единиц изделия с учетом последних достижений в данной области технологических процессов;

c) Если качество оцениваемого изделия составляет 86…95% от качества базового, то требуется изменение параметров как конструктивных так и технологических малоответственных сборочных единиц;

d) Если качество оцениваемого изделия составляет 96…100% от качества базового, то не требуется корректировка, т.к. считается, что оцениваемое изделие приблизительно соответствует по качеству базовому. Разница в показателях качества 5% (±2.5% ) в качестве представляет собой методическую ошибку, отражающую субъективность метода квалиметрической оценки качества по методу «определяющей» детали.

Таким образом получено, что для улучшения качества двигателя, необходимо улучшать параметры сборочной единицы «шатун в сборе».

11. Декомпозиция базового изделия на детали и сборочные единицы для определения разницы в показателях качества оцениваемого и базового изделий

Принцип декомпозиции базового изделия на детали и сборочные единицы основан на допущении того, что устройство и функциональность оцениваемого и базового изделий одинаковые и одинаковое количество деталей и сборочных единиц. Отсюда следует, что коэффициенты весомости всех составляющих одинаковы для оцениваемого и базового изделия, различаются только показатели качества деталей и сборочных единиц.

Что касается проектной надежности P_t базового и оцениваемого изделий, динамику изменения надежности базового и оцениваемого изделий мы принимаем разными, поэтому P_t.баз =0.95, P_t.оц.=0.915. Выше мы определили, что качество оцениваемого изделия с учетом проектной надежности составляет Q_оц.=0.51, соответственно качество базового изделия Q_баз с учетом проектной надежности Q_оц.= P_t.баз ЧQ_баз= 0.95Ч0.93=0.883.

После определения качества деталей оцениваемого изделия необходимо определить качество деталей базового. Качество базовых деталей определяют по такой же формуле что и качество оцениваемого с учетом надежности:

q_б. = в_ксЧ+ в_тсЧ=0.823

Из этой формулы при известных весомостях конструктивных и технологических показателей находят средние значения конструктивных и технологических показателей и .

Коэффициенты оцениваемого и базового изделий вносят в таблицу 4, в которой эти коэффициенты сравнивают и определяются параметры (коэффициенты) нуждающиеся в улучшении. При этом если разница в показателях качества больше 10% от показателя базового, то такие оцениваемые детали необходимо улучшать.

Таблица 4. Перечень сборочных единиц и деталей, требующих улучшения качества

№	Наименование деталей	Базовое изделие Qбаз.	Оцениваемое изделие Qоц.	Разница показателей ?Q= Qбаз.- Qоц.	Детали, нуждающиеся в улучшении
1	Поршень
2	Шатун
3	Крышка шатуна
4	Коленчатый вал
5	Головка блока цилиндров
6	Поддон блока цилиндров
7	Блок цилиндров

12. Заключение

Предложенный принцип расчета качества технических изделий по методу «определяющей» детали основан на следующих положениях.

Разработанный метод «определяющей» детали расширяет возможности нормального распределения Гаусса в приложении к квалиметрическим расчетам качества технических изделий.

В основе метода «определяющей» детали положен принцип Парето 0.80/0.20, где 0.8 весомость «определяющей детали» в сборочной единице, 0.2-сумма весомостей остальных (рядовых деталей).

Расчет проектной надежности изделий при квалиметрических расчетах представляет собой коэффициент обеспечения показателей качества разработанного изделия. Величина предполагаемой надежности является не только мерой качества, но и содержит необходимую и достаточную информацию о достоверности полученных оценок качества.

Определены инженерно-технические решения, зависящие от разницы в показателях качества оцениваемого и базового изделий, которые могут способствовать повышению качества оцениваемого изделия.

Метод «определяющей детали» может использоваться для прогнозирования технического уровня технических изделий на ближайшую перспективу.

Глава 2

13. Расчет качества насоса А1-ЖЛУ5

В таблице 5 представлена последовательность расчета качества сборочной единицы.

Таблица 5. Последовательность расчета качества сборочной единицы

№ п/п	Описание стадий расчета
1	Чертеж и спецификацию изделия изучают и разбираются в принципе работы.
2	Назначают балльные оценки rd для деталей, входящих в сборочные единицы. Балльные оценки назначают исходя из значения деталей для функционирования сборочной единицы.
3	Рассчитывают нормированные коэффициенты весомости вd для деталей, входящих в сборочные единицы по формуле: Где rd - балльная оценка детали или сборочной единицы; ?rd сумма балльных оценок деталей в пределах сборочной единицы или сборочных единиц в составе изделия. Сумма коэффициентов весомостей во всех случаях должна быть равна 1.0 (?вi=1.0).
4	Вычерчивают определяющую деталь со всеми размерами и обозначениями. Указывают требуемые допуски, чистоту поверхностей, общие допуски, требования по термообработке и др. требования, которые обеспечивают работоспособность детали. Оформление чертежа должно соответствовать ГОСТ 2.305-2008.
5	На основании выполненного чертежа рассчитывают коэффициент конструктивной сложности и коэффициент технологической сложности определяющей детали.
6	Рассчитывают обобщенный показатель качества определяющей детали qd (весомость этой детали была определена выше).
7	Рассчитывают качество остальных деталей сборочной единицы на основании качества одной детали, исходя из условия пропорциональности: если известной весомости детали в сборочной единице вd , соответствует известное качество qd , то и качества остальных деталей распределяются пропорционально своим весомостям: т.е.
8	Рассчитывают качество всей сборочной единицы путем сложения качеств деталей, входящих в сборочную единицу с учетом их весомости: Qсб= ?вiЧdi
9	Рассчитывают надежность сборочной единицы методом структурных схем P(t).
10	Рассчитывают окончательный показатель качества сборочной единицы с учетом надежности QP(t) = P(t)ЧQсб

14. Состав изделия «агрегат насосный А1ЖЛУ5»

Спецификация агрегата

Агрегат насосный марки А1 ЖЛУ-5	Количество	Агрегат насосный марки А1 ЖЛУ-5	Количество
Сборочные единицы		Седло	1
		Клапан	1
Насос	1	Коленчатый вал	1
Электродвигатель	1	Шатун	3
Редуктор	1	Ползун	3
Клиноременная передача	1	Подшипник	2
Пульт управления	1	Маслонасос	1
Пальцевая муфта	1	Патрубок	1
Тиристорный привод	1	Сливная пробка	1
		Манжетное уплотнение	3
Насос		Стакан	3
Сборочный чертеж		Глазок	1
		Пружина	1
Детали
		Стандартные изделия
Поршень	1	19. Болт М6х16 ГОСТ 7798-70	8
Манжета	1	24. Болт М12х20 ГОСТ 7798-70	4
Гидроблок	1	26. Болт М6х36 ГОСТ 7798-70	6
Шаровой клапан	1	27. Гайка М6 ГОСТ 5915-70	6

15. Назначение балльных оценок

Балльные оценки r_d (по шкале 1…10) для каждой детали назначают исходя из значения и веса каждой детали в сборочном узле или в изделии в целом. После назначения балльных оценок определяют нормированные коэффициенты весомости деталей в сборочной единице или во всем изделии, при этом .



Где r_d - балльная оценка детали;

?r_d сумма балльных оценок деталей в пределах сборочной единицы.

При назначении балльных оценок нужно пользоваться таблицей 1 приложения. В этой таблице показано, какие балльные оценки могут быть назначены деталям разной степени ответственности.

Весомости сборочных единиц:

Сб. единица №1- 0,50

Сб. единица №2- 0,10

Сб. единица №3- 0,10

Сб. единица №4- 0,10

Сб. единица №5- 0,05

Сб. единица №6- 0,10

Сб. единица №7- 0,05

Таблица 6. Назначение балльных оценок r_d для деталей изделия

«Насос А1-ЖЛУ5»

№ сборочной единицы	№ детали	Деталь	rd	Комментарии к назначению коэффициента
№1	1.1	Поршень	8	Ответственная деталь
	1.2	Манжета	5	Деталь обычная
	1.4	Гидроблок	6	Ответственная деталь
	1.5	Шаровой клапан	3	Деталь обычная
	1.6	Седло	2	Деталь обычная
	1.7	Клапан	3	Деталь обычная
	1.8	Коленчатый вал	9	Сложная и ответственная деталь
	1.9	Шатун	6	Ответственная деталь
	1.10	Ползун	6	Ответственная деталь
	1.12	Маслонасос	7	Сложная и ответственная деталь
	1.14	Патрубок	3	Деталь обычная
	1.15	Сливная пробка	2	Деталь малоответственная
	1.16	Манжетное уплотнение	7	Деталь ответственная
	1.17	Стакан	8	Ответственная деталь
	1.18	Глазок	2	Деталь малоответственная
	1.25	Пружина	4	Деталь обычная

16. Расчет нормированных коэффициентов весомости деталей изделия

Таблица 7. Формуляр расчета нормированных коэффициентов весомости деталей

№ сборочной единицы	№ детали	rd	?rd	вd
№1	1.1	8	81	0,099
	1.2	5		0,061
	1.4	6		0,074
	1.5	3		0,038
	1.6	2		0,024
	1.7	3		0,038
	1.8	9		0,111
	1.9	6		0,074
	1.10	6		0,074
	1.12	7		0,086
	1.14	3		0,038
	1.15	2		0,024
	1.16	7		0,086
	1.17	8		0,099
	1.18	2		0,024
	1.25	4		0,050

17. Чертеж определяющей детали

В данном случае определяющей деталью является деталь 8-«коленчатый вал» из сборочной единицы №1. Ниже приводится чертеж детали «коленчатый вал», выполненный в электронном виде. (рис. 7)

18. Расчет конструктивной и технологической сложности детали

18.1 Расчет коэффициента конструктивной сложности

Таблица 4

Конструктивные показатели детали, учитываемые при расчете коэффициента конструктивной сложности

Параметры деталей, Ктч, Кш, N, NR,
Коэффициент точности	Коэффициент шероховатости	Число размеров, обеспечиваемых механической обработкой, N	Число размеров обозначающих резьбу, NR
Пересчет значений параметров Ктч, Кш, N, NR, NTR на показатели качества, qКтч, qКш, qN, qR, qNТ
Показатель качества по точности обработки qТч	Показатель качества по шероховатости qш	Показатель качества по числу размеров N, обеспечиваемых механической обработкой, qN	Показатель качества по числу размеров, обозначающих резьбу NR , qR
Показатель качества по точности обработки равен коэффициенту точности qКтч=Ктч= =0.01…1.0	Показатель качества по шероховатости равен коэффициенту шероховатости qКш=Кш= = 0.01…1.0	Количество размеров до 5 qN =0.1-0.3	Число размеров-1 qNR=0.1-0.3
		Количество размеров 6-10 qN =0.31-0.4	Число размеров - 2 qNR=0.31-0.4
		Количество размеров 11-20 qN =0.41-0.5	Число размеров - 3 qNR=0.41-0.5
		Количество размеров 21-30 qN =0.51-0.6	Число размеров - 4 qNR=0.51-0.6
		Количество размеров 31-40 qN =0.61-0.7	Число размеров - 5 qNR=0.61-0.7
		Количество размеров 41-55 qN =0.71-0.8	Число размеров - 6 qNR=0.71-0.8
		Количество размеров 55-70 qN =0.81-0.9	Число размеров - 7 qNR=0.81-0.9

Таблица 5 Характеристика конструктивных параметров детали Коленчатый вал по чертежу № А1ЖЛУ5.00.004

№	Параметры детали по чертежу	Количественные значения параметров
Общее число размеров
1	Количество размеров с точностью: IT5 IT6 IT7 IT9 IT11 IT12 IT13 IT14	3 4 1 1 4 4 1 9
2	Количество поверхностей с шероховатостью: Ra 0,4 Ra0,8 Ra 1,6	3 1 1
3	Количество размеров обеспечиваемых механической обработкой, N	27
4	Число размеров, обозначающих резьбу, NR	0

Таблица 6

Расчета конструктивной сложности детали «коленчатый вал»

Определение	Расчет
1.Расчет коэффициента точности	Общее количество механически обработанных поверхностей - 41. Из них количество поверхностей с квалитетами: IТ5-3 шт., IТ6-4 шт., IТ7-1 шт., IТ9-1 шт., IT11-4 шт., IT12 -4 шт., IТ13-1 шт., IТ14-9 шт. Среднее значение квалитетов всех поверхностей: Для размера 76,5 -диаметр шейки вала (может быть выбран любой размер детали) допуск квалитета IT6, составляет Т6 =19 мкм. , для IT10 Т10= 120 мкм. Эти значения допусков указаны в таблице ГОСТ 25346--82. ,. Таким образом: qКтч =0,16.
2.Расчет коэффициента шероховатости,	Где: Rz 6,3 мкм -- значение базового параметра шероховатости для 8-го класса шероховатости, по ГОСТ 2789-7315. Rа для 8-го класса шероховатости Rа= Rz : 4=6,3 : 4 =1,57. мкм. Rа.ср-- среднее значение параметра шероховатости Rа на всех обрабатываемых поверхностях: п -- общее число обрабатываемых поверхностей, Rа.i-- параметр шероховатости i-й поверхности, Рi -- количество поверхностей детали, имеющих соответствующую шероховатость Rz. Количество размеров с определенной шероховатостью: Ra 0.4 -3, Ra 0.8 - 1, Ra 1.6 - 1. Тогда: Коэффициент шероховатости при базовом (заданном) значении шероховатости восьмого класса Rа= 1,57 мкм будет равен: Таким образом: qКш =1,31.
3.Расчет показателя качества в зависимости от числа размеров, обеспечиваемых механической обработкой, N	Для детали, у которой на чертеже указано 27 размера, обеспечиваемых механической обработкой показатель качества qNср ? 0,6.
4.Расчет показателя качества в зависимости от числа размеров, обозначающих резьбу, NR	Для детали, у которой на чертеже показано 0 размеров, обозначающих резьбу, qdNR ? 0.
5. Расчет среднеарифметического показателя качества детали «коленчатый вал»
Среднеарифметический показатель качества детали Qd рассчитывают как среднее арифметическое показателей качества qd	Выше было получено: qКтч =0.16, qКш =1,31, qdN ? 0.6 поэтому:

18.2 Расчет коэффициента технологической сложности

Таблица 7

Показатели технологичности детали, учитываемые при расчете коэффициента технологической сложности

Тип заготовки	Поковки	qзаг = 0.5
	Круглый прокат, профильный прокат	qзаг = 0.3
	Литье	qзаг = 0.7
Параметр, отражающий технологичность механической обработки	Наличие требований к перпендикулярности, параллельности и плоскостности	qппп=0.7
	Нет требований	qппп=0
Тип покрытия	Покрытие (хромирование, никелирование, оксидирование)	qпк=0.3
	Нет покрытия	qпк=0
Показатель количества термических обработок	Детали без термических и химических обработок ,	qТR =0
	Однократная термообработка и хим.обработка	qТR =0.3
	Двукратная термообработка и хим.обработка	qТR =0.5
	Трехкратная Термообработка и хим.обработка	qТR =0.7
	Четырехкратная термообработка и хим.обработка	qТR =0.9

Таблица 8 Характеристика технологических параметров детали №8 по чертежу № А1ЖЛУ5.00.004

№	Параметры детали по чертежу	Количественные значения параметров
1	Тип заготовки	qзаг =0.7
2	Параметр, отражающий технологичность механической обработки	qппп=0.7
3	Тип покрытия	qпк=0.3
4	Показатель количества термических обработок	qТR =0.7

Таблица 9

Расчет коэффициента технологической сложности детали «Коленчатый вал»
Среднеарифметический показатель коэффициента технологической сложности:	Выше было получено: qзаг =0.7, qппп=0.7, qпк=0.3, qТR =0.7, поэтому:

19. Расчет обобщенного показателя качества определяющей детали

Q= 1 - (в_кс Q_кс + в_тс Q_тс )

Где в_кс=0.6 - весомость конструктивного коэффициента сложности

в_тс=0.4 - весомость технологического коэффициента сложности

Q= 1 - (в_кс Q_кс + в_тс Q_тс ) = 1 - (0.6Ч0.69 + 0.4Ч0.6) = 0.346.

20. Расчет качества остальных деталей сборочной единицы и изделия в целом

20.1 Определение качества сборочной единицы №1

Обобщенный показатель качества определяющей детали q_d3=0.346, (абсолютная величина качества), коэффициент весомости этой детали в сборочной единице в_3d =0.111 (см. таблицу 3), поэтому качество этой детали в составе сборочной единицы №1:

Q_3d= в_3d Ч q_3d = 0.346Ч0.111=0.038.

Точно по такой же зависимости можно определить качество любой детали, входящей в эту сборочную единицу. В таблице 5 рассчитаны качества деталей сборочной единицы №1 оцениваемого изделия на основе известных весомостей деталей.

Таблица 10 Расчет качества сборочной единицы №1 «насос А1ЖЛУ5» оцениваемого изделия на основе известных весомостей деталей

№ Дет.	Коэффициент весомости вd.i	Качество деталей с известной весомостью =0.346Чвd.i	Качество сборочной единицы №1 Qcб.3=?qн.i
1.1	0,099	0.034	0.342
1.2	0,061	0.021
1.4	0,074	0.025
1.5	0,038	0.013
1.6	0,024	0.008
1.7	0,038	0.013
1.8	0,111	0.038
1.9	0,074	0.025
1.10	0,074	0.025
1.11	0,086	0.030
1.14	0,038	0.013
1.15	0,024	0.008
1.16	0,086	0.030
1.17	0,099	0.034
1.18	0,024	0.008
1.25	0,050	0.017

? в_d.i=1.0 ? q_н.i= 0.342

Рассчитывают качества остальных сборочных единиц изделия исходя из их весомости в составе изделия. В изделии имеется три сборочные единицы с весомостями: в_Сб.1=0.5, в_Сб.2=0.1, в_Сб.3=0.1, в_Сб.4=0.1

в_Сб.5=0.05, в_Сб.6=0.10, в_Сб.7=0.05

Качество сборочной единицы №1 Q_сб.1= 0.342,

качество сборочной единицы №2:0.068

качество сборочной единицы №3:0.068

качество сборочной единицы №4:0.068

качество сборочной единицы №5:0.034

качество сборочной единицы №6:0.068

качество сборочной единицы №7:0.034

21. Расчет качества всего технического изделия

Качество всего технического изделия:

0.342+0.068+0.068+0.068+0.034+0.068+0.034=0.682

22. Расчет надежности технического изделия

Для расчетов и анализа показателей надежности наибольшее применение имеют следующие методы:

1) метод структурных схем;

2) метод логических схем;

3) схемно-функциональный метод.

Расчет надежности агрегата насосного А1-ЖЛУ5 мы произвели по методу структурных схем, т.к. этот метод является самым простым, соответствует нашей задаче и заключается в том, что рассматриваемое изделие представляется в виде структурной схемы, состоящей из суммы последовательных и параллельных звеньев.

качество определяющий деталь насосный

Таблица 11 Формулы расчета надежности узлов и сборочных единиц, собранных по различным схемам.

Безотказность системы с последовательным включением элементов	Рпосл.=Р1 Р2 Р3…..Рп =
Безотказность системы с параллельным включением элементов	Рпарал. = 1 - (1-Р1)
Безотказность системы со смешанным включением элементов	Рсмеш. = Рпосл. х Рпарал. = Рпосл

Оцениваемое изделие описывается последовательной структурной схемой.

Рисунок 8. Структурная схема сложной системы с последовательно включенными элементами.



Безотказность сложной системы, состоящей из последовательно включенных элементов, определяется произведением вероятностей безотказной работы элементов:

Наша система состоит из 7 элементов с одинаковой безотказностью, то

Рi= 0,99, то

23. Показатель качества изделия с учетом надежности

Q_P(t) = P(t)ЧQ_сб,

Q_P(t) = 0.93 Ч0.682= 0.634

Обоснование выводов из методики!! 7 раздел + 8



Глава 3

24. Описание и обоснование выбранной конструкции

Описание эскизного проекта насоса НВД-5 (модернизированная версия насоса А1-ЖЛУ5)

В отличие от насоса А1 ЖЛУ5 для регулировки производительности в новом насосе применена так называемая "наклонная шайба". Использование этого известного конструктивного решения позволило значительно снизить массу нового изделия, уменьшить количество сборочных единиц насосного агрегата, упростить конструкцию насоса, а также значительно повысить его производительность и надежность.

Однако введение "наклонной шайбы" в конструкцию повлекло за собой целый ряд ко...