Машини, які використовуються в сільськогосподарському виробництві

Питання для самоконтролю

1. З чого починають проектування конструкторські організації?

2. Що таке технічне завдання?

3. Що таке технічне пропонування?

4. Що таке ескізний проект?

5. Що таке технічний проект?

Лекція 8. Розробка документації на виготовлення машин

1. Після того як розраховані основні показники розроблюваної машини та відомі вихідні дані, розробляються структурна і функціональна схеми машини, на яких вказуються розміщення робочих органів, напрямок руху матеріалу та інші дані. При розробці схеми вибирається тип робочих органів, які використовуються в машині. Як правило, це завдання вирішується з урахуванням нових винаходів у конкретній галузі техніки і конструкції машин-аналогів. Схеми можна розробляти в кількох варіантах. Паралельно з цим за вихідними даними розраховують параметри робочих органів, діючих сил, умов рівноваги і кінематичних параметрів. Враховуючи результати розрахунків, проводять аналіз варіантів схем і вибирають один або два найбільш припустимих. Потім розробляються кінематична і принципова схеми машини.

Маючи готові схеми, приступають до виготовлення креслень загального виду вузлів і деталей, паралельно виконуючи розрахунки параметрів, механізмів, вузлів і деталей, розрахунки на міцність. Вирішуються питання зрівноважування, проводяться перевірні розрахунки, вказується термічна обробка деталей, чистота поверхонь тощо. Одночасно аналізують результати проектування, уточнюють конструкцію, вносячи до неї зміни. При цьому може виникнути необхідність зміни конфігурації деталей, деяких їх розмірів та інших параметрів. Таким чином, розрахунки і конструювання органічно пов'язані та обумовлені. Багато параметрів, необхідних для розрахунку, беруться з креслення, тоді розрахунок часто набуває перевірного характеру.

Проектуючи вузли і деталі, слід урахувати їх технологічність, коли на виготовлення і складання їх в умовах конкретного виробництва вимагаються мінімальні затрати праці та засобів. Це означає, що необхідно забезпечити простоту та доцільність конструкції, застосувати раціональні способи отримання заготовок і деталей тощо.

При проектуванні, виробництві, експлуатації та ремонті машин набули широкого використання схеми.

Залежно від елементів і зв'язків схеми поділяють на види: електричні, гідравлічні, пневматичні, газові, кінематичні, вакуумні, оптичні, енергетичні, поділу, комбіновані тощо. За призначенням на типи: структурні, функціональні, принципові, з'єднання (монтажні), підключення, загальні, розміщення, об'єднані.

Структурна схема визначає основні функціональні частини машини, їх призначення та взаємозв'язки. Вона розробляється при проектуванні машин для загального ознайомлення з ними, а також служить базою для розробки інших схем.

Функціональна схема пояснює процеси, що проходять у машині і використовується для вивчення роботи машини, при налагодженні, регулюванні, контролі та ремонті її.

Принципова схема відображає повний склад елементів машини та зв'язок між ними і дає детальну уяву про машину. Вона є основою для розробки конструкторських документів і для складання інших схем. Даною схемою користуються також для вивчення роботи машини, її налагодження, контролю і ремонту.

Схема з'єднань показує з'єднання складових частин.

Схема підключення - зовнішнє підключення машини.

Загальна схема відображає складові частини комплексу і з'єднання їх між собою на місці експлуатації.

Схема розміщення показує відносне розташування складових частин машини або комплексу. Вона необхідна при розробці конструкторських документів, виготовленні та експлуатації машини чи комплексу.

Для комбіновано -сукупних схем спочатку вказується вид, а потім тип схеми, наприклад електрогідравлічна принципова. Відповідно вони характеризуються шифрами, які складаються з букви і цифри. Види схем позначаються буквами: електрична - Е, гідравлічна - Г, пневматична - П, газова - Х, кінематична - К, вакуумна - В, оптична - П, енергетична - Р, комбінована - С. Типи схем позначають цифрами: структурна - 1, функціональна - 2, принципова - 3, з'єднання - 4, підключення - 5, загальна - 6, розміщення - 7, об'єднана - 8. Наприклад, П2 - пневматична функціональна.

У сільськогосподарському машинобудуванні, в основному, розробляються структурні, функціональні, кінематичні та принципові схеми. Інші схеми розробляються в міру необхідності.

Структурна схема виконується, щоб показати всі основні функціональні частини виробу, їх призначення та взаємозв'язки між ними. Функціональні частини (елементи, пристрої, функціональні групи) показуються у вигляді прямокутників або умовних графічних позначень. Схема повинна дати наочне уявлення про послідовність взаємодії функціональних частин виробу. Кожна функціональна частина виробу показана прямокутником, у який вписуються її найменування. На схемі також зображаються лінії взаємозв'язків між прямокутниками, а на них стрілками позначається напрямок руху процесів, що відбувається у виробі. Приклад структурної схеми сівалки зображений на мал. 9.

Мал. 9. Структурна схема сівалки

Функціональна схема виконується для роз'яснення процесів, що проходять у машині, і одержання даних, необхідних для складання інших схем. За допомогою функціональної схеми розробляються варіанти конструкції робочих органів для здійснення робочого процесу, встановлюються параметри механізмів і режими роботи, взаємне їх розміщення.

Стандартами не встановлено, як зображувати елементи механізмів на функціональних схемах. Здебільшого схеми позначаються на основі схематичного розрізу із зовнішніми обрисами машини, всередині дається спрощене позначення кожного елемента відповідно до його конструкції. На схемі робляться написи, які пояснюють призначення елементів, вказуються розміри робочих органів, режими їх роботи, показники, що характеризують зміну оброблюваного матеріалу, та дані, необхідні для побудови інших схем.

Як вихідні дані для побудови функціональної схеми виступають вихідні властивості і стан матеріалу, інші властивості і стан, яких повинен набути матеріал після обробки. При складанні схеми використовуються схеми машин-аналогів, що піддаються всебічному аналізу.

Для побудови кінематичної схеми необхідно мати вихідні дані, якими є результати, одержані при побудові функціональної схеми, а саме: розміри робочих органів, їх взаємне розміщення та режим роботи.

Перед тим, як перейти до побудови кінематичної схеми, слід вибрати джерело енергії. Це може бути автономний двигун, вал відбору потужності трактора, ходове колесо машини чи інше джерело. Необхідно також вибрати тип механізму з урахуванням можливого його навантаження, потрібної кінематичної точності та міжцентрових відстаней, допустимих передаточних чисел, дотримання технологічності, забезпечення довговічності, техніки безпеки і ергономіки. При вирішенні цих питань проводяться необхідні силові та міцності розрахунки, розрахунок роботоздатності.

Кінематичну схему, на який подається вся сукупність кінематичних елементів та їх з'єднань, показується джерело енергії, викреслюють як розгортку. Допускається креслити її всередині контуру машин, а також в аксонометричних проекціях. Механізми, які складаються окремо, на схемі зображуються як виносні елементи.

На схемі вказують найменування кожної кінематичної групи та її призначення, даються характеристики і параметри кінематичних елементів, вказується частота обертання валів. Кожному кінематичному елементу надають порядковий номер, починаючи з джерела руху. Приклад кінематичної схеми приводу представлений на мал. 10.

Мал. 10. Кінематична схема приводу

Принципова схема є основою для розробки інших конструкторських документів. Для побудови її використані дані, отримані при розробці функціональної та кінематичної схем.

Компонування машини, враховуючи конструкції рами, опорних елементів, робочого місця оператора та інші дані, повинна забезпечити технологічність виготовлення, можливість проведення технічного обслуговування і ремонту, контрольованість, доступність, легке зняття елементів, простоту привода та керування, надійність, достатню безпечність, захищеність від дій зовнішнього середовища, транспортабельність та інші вимоги.

Принципова схема вказується як схематичний розріз, зовнішні обриси машини повинні відповідати конструкції кожного елемента і всієї машини. На ній поміщають різні технічні дані, що характеризують конструкцію машини. Для цього можна використовувати вільне місце. Біля графічних позначень елементів вказують їх параметри. На вільному місці, при необхідності, приводяться технічні дані, будуються таблиці, діаграми, що пояснюють будову машини.

Питання для самоконтролю

1. Яка послідовність розробки документації?

2. Які є види і типи схем?

3. Що таке структурна і функціональна схеми машини?

4. Що таке принципова схема машини?

4. Що таке кінематична схема машини?

2. Розробкою робочої конструкторської документації зображується продукт розумової діяльності конструктора, який предметно ще не існує і є необхідний для матеріального втілення машини, яка проектується.

До конструкторських документів відносять графічні і текстові документи, які визначають склад і будову виробу та містять необхідні дані для його виготовлення, контролю, експлуатації і ремонту.

Вироби поділяють на вироби основного (призначені для реалізації) і допоміжного (призначені для власних потреб підприємства) виробництва.

Вироби поділяють також на неспецифічні (не мають складових частин) і специфічні (складаються з кількох складових частин).

Деталь - виріб, виготовлений з однорідного матеріалу без складальних операцій.

Складальна одиниця - виріб із складових частин, які підлягають з'єднанню на підприємстві, що її виготовляє.

Комплекс - це два або більше специфічні вироби, не з'єднані на підприємстві з їх виготовлення, але призначені для виконання взаємозв'язаних функцій (наприклад, комплекс машин).

Комплект - два або більше вироби, не з'єднаних на підприємстві по їх виготовленню, призначені для виконання взаємозв'язаних функцій і мають допоміжний характер (наприклад, комплект інструмента).

Конструкторські документи поділяють:

- проектні (технічне пропонування, ескізний проект, технічний проект);

- робочі (робоча документація).

Залежно від способу виконання розрізняють такі документи:

- оригінал-взірець - документ, виконаний на будь-якому матеріалі і призначений для виготовлення з нього оригіналів;

- оригінал - оформлений підписами документ, виконаний на будь-якому матеріалі, з якого можна зняти копію;

- дублікат - копія оригіналу, виконана на будь-якому матеріалі, що дозволяє зняти копію; копія - це документ, ідентичний оригіналу або дублікату, що призначений для використання як при проектуванні, так і при виробництві, експлуатації та ремонті машин.

Серед комплектності конструкторських документів розрізняють:

-основний конструкторський документ;

- основний комплект конструкторських документів;

- повний комплект конструкторських документів.

Основний конструкторський документ повністю і однозначно визначає виріб і його склад. Для деталей - це креслення, а для складальних одиниць, комплексів і комплектів - це специфікація.

Основний комплект конструкторських документів - це комплект, що стосується всього виробу. Наприклад, складальне креслення, принципова електрична схема, технічні умови, експлуатаційні документи.

Повний комплект конструкторських документів складається з основного комплекту конструкторських документів на виріб і основних комплектів конструкторських документів на всі складові частини виробу, які застосовуються за своїми основними конструкторськими документами.

Специфікація - це графічний документ, який визначає склад виробу і складається на окремих аркушах на кожну складальну одиницю, комплекс, комплект. У специфікацію вносять складові частини, які входять у специфіковані вироби, а також конструкторські документи, що стосуються виробу і його неспецифікованих частин.

Специфікація складається з розділів, які розміщуються в такій послідовності: документація, комплекси, складальні одиниці, деталі, стандартні вироби, метали, комплекти. Всередині розділу документи записуються спочатку на специфікований виріб, а потім - на неспецифіковані складові частини.

ЄСКД містить велику кількість текстових документів: пояснююча записка, розрахунки, технічні умови, програма і методика випробувань, експлуатаційні і ремонтні документи.

Пояснююча записка (ПЗ) складається за спеціальними формами. Необхідні таблиці та креслення можна виконувати на аркушах будь-яких форматів. Пояснююча записка містить: вступ, найменування виробу із зазначенням галузі його застосування, технічну характеристику, опис і обґрунтування конструкції, техніко-економічні показники, показники рівня уніфікації. Окремі розділи П можна об'єднувати або вилучати, можна ввести також нові розділи.

Розрахунки РР виконуються за спеціальними формами і мають ескіз або схему розрахованого виробу, задачу розрахунку, дані для розрахунку, умови розрахунку, розрахунок і висновки. Ескіз або схему дозволяється креслити в будь-якому масштабі.

Технічні умови ТУ містять вимоги до машини, її виготовлення, контролю, приймання та постачання. Розробляються ТУ за відсутності державних, республіканських і галузевих стандартів та технічних умов на дану продукцію, а також при необхідності доповнення вимог, встановлених стандартами. Вони мають вступну частину і розділи: технічні вимоги, правила приймання, методи контролю, транспортування і зберігання, вказівки з експлуатації, гарантії на виріб.

Програма і методика випробувань ПМ передбачають перевірку відповідності виробу кресленням, технічним вимогам, паспортним даним і нормам точності, визначення показників якості та надійності виробів, перевірку стабільності роботи виробу, зручності обслуговування та ремонту, перевірку комплектності виробу, вимог безпеки. Тривалість і режим випробувань, а також необхідні виміри під час випробувань.

До експлуатаційних документів відносять технічний опис і інструкцію з експлуатації ТО, формуляр ФО і паспорт ПС.

ТО складається з розділів, які розміщені в такій послідовності: вступ, призначення і галузь використання виробу, технічні дані, будова і робота виробу та його складових частин, заходи безпеки, підготовка до роботи, порядок роботи, можливі поломки та їх усунення, технічне обслуговування, тара і упаковка, транспортування, зберігання та додатки (перелік запасних частин та ін.).

ФО складається на машину, для якої необхідно вести облік технічного стану і даних з експлуатації.

ПС складається для задоволення заводом, що виготовляє продукцію, основних гарантійних параметрів і характеристик виробу.

Ремонтні документи є конструкторськими документами для підготовки ремонтного виробництва, ремонту виробу та контролю після ремонту.

Ремонт машин може бути поточним, середнім і капітальним. Ремонтні документи складаються на кожний вид ремонту. Основою для розробки ремонтних документів є: робоча конструкторська документація, аналіз ремонтопридатності машин, експлуатаційна документація, технічна документація, матеріали дослідження несправностей при роботі машин даного типу, результати науково-дослідних робіт з ремонту машин, досвід ремонту аналогічних машин.

Ремонтні документи містять дані про способи ремонту, вимоги до відремонтованої машини, норми витрат запасних частин, матеріалів та інші дані.

Технічна документація на транспортування с/г машин розробляється на стадії розробки документації для установчої серії. Документи містять креслення завантаження і кріплення машин на різних типах вагонів і пояснюючу записку.

Перед розробкою креслень завантаження необхідно ретельно вибрати тип рухомого складу і добре продумати розміщення машин на ньому. Креслення повинні бути виконані в масштабі не менш 1:50 в трьох проекціях: вид збоку, зверху і з торця. Для обрису габариту вагону використовують вид з торця (мал. 11).

Мал. 11. Обрис габариту вагона

На кресленнях вказують розміри, які визначають розміщення машин і складових частин, основні розміри машини і окремих місць, масу машини, загальну масу вагона з вантажем, розміщення цетра ваги машин і всього вагона з вантажем, місця кріплення, розміщення пристроїв у вигляді підкладок, підставок, упорів, розтяжок, цвяхів, скоб тощо.

Складаються технічні вимоги щодо підготовки до завантаження машини, її кріплення, вимоги до кріпильних матеріалів, вимоги безпеки і зберігання.

У пояснюючій записці вказують транспортні характеристики машини, порядок підготовки її для транспортування, заходи щодо зменшення габаритних розмірів, дані про упаковку і маркірування, ескізи вантажних місць, місця кріплення, вимоги до переведення машин у транспортне положення.

У розділі “Вимоги до транспортування машин” проводяться обґрунтування вибору рухомого складу, послідовність робіт щодо зменшення габаритів кріплення машин із зазначенням необхідних пристроїв і матеріалів, вимоги до цих пристроїв і матеріалів.

У розділі “Розрахунок розміщення машин на транспортному засобі” викладені розрахунки центра ваги машин і центра ваги всього вагона з вантажем, розрахунок на стійкість вагона з вантажем, подані необхідні схеми, ескізи.

У розділі “Розрахунок міцності кріплення на транспортному засобі” приводиться силовий розрахунок і розрахунки на міцність і стійкість, розрахунки щодо запобігання перекидання і перекочування.

Для перевірки надійності розроблюваних документів може здійснюватись експериментальне навантаження і перевезення машин. З цією метою створюється комісія з працівників заводу і МВС.

Якість конструкторських документів має великий вплив на якість виготовлення машин і тривалість їх експлуатації. Для підвищення якості конструкторських документів проводиться нормоконтроль і технологічний контроль.

Нормоконтроль спрямований на дотримання в розроблюваних виробах норм і вимог, встановлених стандартами: державними, галузевими і підприємств. Перевіряється також і відповідність документів вимогам ЄСКД, рівень стандартизації та уніфікації, раціональне використання встановлених обмежувальних номенклатур, стандартизованих виробів і конструктивних норм (різьб, шліцьових з'єднань, модулів зубчастих коліс, марок матеріалів, розмірів прокату, допусків і посадок і т. д.).

Нормоконтролю підлягає конструкторська документація, незалежно від підлеглості та службових функцій підрозділів, які випустили документацію.

Нормоконтроль проводиться, як правило, два рази: перед передачею на виготовлення оригіналів і розмноженням креслень та при перевірці документів в оригіналахі наявності підписів службових осіб, крім затверджуючого підпису керівника організації або підприємства. Виправляти і змінювати підписані нормоконтролем документи без його відома не допускається.

Нормоконтролер має право повертати документи без розгляду, якщо немає необхідного комплекту креслень, коли відсутні обов'язкові підписи, коли документ виконаний неохайно. Нормоконтролер має право вимагати роз'яснень від розроблювача і додаткові матеріали з питань, які можуть виникнути. Непорозуміння між нормоконтролером і розроблювачем вирішуються керівником органу стандартизації або керівником організації, яка випускає документацію.

Технологічний контроль спрямований на дотримання в розроблюваних виробах технологічних норм і вимог з урахуванням досягнутого рівня розвитку даної галузі техніки, необхідних показників технологічності, застосування найбільш раціональних способів виготовлення виробу, а також з урахуванням умов експлуатації та ремонту виробу.

Підприємство, що виготовляє продукцію, має право проводити вхідний технологічний контроль документації, що надходить від інших організацій. Порядок проведення технологічного контролю аналогічний порядку проведення нормоконтролю.

3. Випробування с/г машин. Сільськогосподарські машини, їх механізми, робочі органи, вузли, виготовлені за розробленими документами до впровадження, повинні бути всебічно перевірені. Це досягається проведенням випробувань їх дослідних зразків.

Випробування - це експериментальне знаходження якісних і кількісних характеристик об'єкта при його функціонуванні. Під час випробувань перевіряється, якою мірою показники машини відповідають вимогам технічного завдання. Таким чином, під час випробувань перевіряється якість конструкторських документів і досконалість конструкції машини.

Випробування можуть бути: відомчі, державні і міжвідомчі, заводські, дослідні, доводочні, стендові, прискорені, лабораторні, лабораторно-польові, господарські, виробничі, контрольні.

Відомчі - це випробування, що проводяться силами одного відомства. Різновидом відомчих випробувань є заводські випробування, що проводяться силами заводу. Державні - це випробування на машиновипробувальних станціях МВС, розміщених в різних природно-кліматичних зонах.

Міжвідомчі випробування проводяться силами двох або кількох відомств.

Заводські випробування можуть бути дослідними для одержання математичних моделей, з метою визначення якості виконання технологічного процесу та з інших міркувань, доводочні - з метою доведення конструкції до стану, за якого досягаються показники якості, вказані в технічному завданні. Ці випробування можуть бути прискорені на спеціальному стенді, що імітує реальне навантаження, яке переборює машина або робочий орган в реальних умовах роботи. Коли ж випробування проводяться на стенді без імітації навантаження, то це будуть стендові випробування.

Лабораторними називаються випробування, які здійснюються в приміщеннях з метою визначення показників якості роботи; такі самі випробування, що проводяться в польових умовах, називаються лабораторно-польовими.

Випробування машин в умовах господарства, що їх проводять тривалий час і з фотографією робочого дня (хронометраж), називаються господарськими. Випробування машин без фотографії робочого дня, але з урахуванням виконаного об'єму робіт і можливих несправностей, якщо такі є, називаються виробничими.

Випробування на МВС машин, які є в серійному або масовому виробництві, з метою контролю якості продукції, що випускається заводом, називаються контрольними.

За результатами відомчих випробувань дослідного зразка складається протокол, в якому дається всебічна оцінка машини. Якщо машина добре себе зарекомендувала на відомчих випробуваннях, то її представляють на державні випробування. Разом з дослідним зразком на МВС подаються протокол відомчих випробувань і робоча конструкторська документація.

На МВС машина двічі проходить технічну експертизу: до і після випробувань. При цьому до випробувань перевіряють її відповідність конструкторської документації, а після випробувань оцінюється її технічний стан. Випробування на МВС окрім технічної експертизи включають лабораторно-польові та господарські випробування. При лабораторно-польових випробуваннях визначаються показники якості роботи машин, а господарськими випробуваннями протягом певного періоду визначаються надійність, довговічність і роботоздатність машин в різних умовах. Період господарських випробувань визначається сезонною нормою виробітку машин.

За результатами випробувань на МВС складається протокол, в якому даються оцінка машини і висновок. Висновок може стосуватись необхідності доробки конструкції та повторних випробувань, закінчення робіт по даній машині, проведення значно ширших випробувань або запуску у виробництво. Виготовлення дослідних зразків на заводі може супроводжуватись коригуванням конструкторських документів. При успішному випробуванні дослідних зразків (дослідної партії) виготовляється і випробовується установча серія, а після випробування установчої серії проводиться остаточне відпрацювання конструкторських документів за повністю оснащеним технологічним процесом. За цими документами виготовляється головна (контрольна) серія машин. У випадку успішного випробування цієї серії машин вирішується питання про запуск машини у виробництво.

Після освоєння виробництва протягом всього терміну її випуску машина щороку проходить контрольні випробування на МВС, де оцінюються технічний рівень, відповідність вимогам технічного завдання, після чого виноситься пропозиція про подовження або закінчення випуску, про необхідність модернізації машини чи створення нової конструкції.

Питання для самоконтролю

1. Які є види конструкторських документів?

2. Що входить в технічну документацію на транспортування вагонів?

3. Що таке нормо контроль?

4. Що таке технологічний контроль?

5. Які є випробування с.-г. машин?

Тема 5. Особливості технологій виготовлення сільськогосподарської техніки

Лекція 9. Характеристика сільськогосподарських виробництв в Україні

1. Залежно від способів організації виробничого процесу розрізняють окремі його типи. Під „ТИПОМ” виробничого процесу розуміють таку його організаційно-технічну характеристику, яка ґрунтується на спеціалізації, повторюваності, характері технологічних операцій, особливостях технологічних процесів. За сукупністю цих ознак розрізняють одиничне, серійне, масове виробництво, неперервне виробництво.

Одиничне виробництво характеризується:

-- виготовлення виробу в одиничних екземплярах (до 100 одиниць);

-- широка номенклатура виробу;

-- застосування універсального устаткування та оснащення;

-- групування робочих місць за принципом технологічно однорідних операцій;

-- висока кваліфікація працівників, відсутність закріплення певних операцій за працівниками;

-- відсутність детально розробленого технологічного процесу;

-- об'єктом планування, нормування і обліку є весь виріб, або окремі його частини.

Такий тип виробничого процесу використовується на підприємствах важкого енергетичного машинобудування, суднобудування, на дослідних підприємствах.

Серійне. Виготовлення серіями, партіями, які періодично повторюються (100-5000 одиниць на 1 місяць). Характеристика серійного виробництва:

-- обмежена номенклатура виробів;

-- застосування універсально застосованого обладнання;

-- групування робочих місць за змішаним принципом;

-- закріплення за одним робочим місцем обмеженої кількості операцій;

-- середній рівень кваліфікації працівників;

-- детальна розробка технологічного процесу;

-- об'єктом планування, нормування і обліку є вузли і деталі.

Серійне виробництво характерне для літакобудування, верстатозаводів, сільськогосподарської техніки та інші.

Масове. Вироби виготовляються у великій кількості (5000-20000 одиниць на 1 місяць). Характеристика масового виробництва:

-- вузька номенклатура (1 тип);

-- застосовується спеціальне устаткування і оснащення;

-- робочі місця розташовуються за ходом технологічного процесу, кожне робоче місце спеціалізується на окремій технологічній операції;

-- технологічний процес розробляється детально;

-- робітники можуть мати невисоку кваліфікацію;

-- об'єктом є деталі і операції.

Даний тип характерний для підприємств, що виробляють вироби широкого вжитку (телевізори, побутова техніка, одяг, продукти харчування).

Неперервний процес не має чітко виражених числових обмежень, сталого об'єму, форми і розміру (шипучі, рідкі, газоподібні речовини).

Методика визначення типу виробництва

Класифікаційною характеристикою типу виробництва є рівень спеціалізації, який визначається за:

-- коефіцієнтом закріплення операції

Кз.о. =?О/?N,

де

?О - сума операцій на даному підрозділі за 1 місяць;

?N - кількість робочих місць на даному підрозділі.

Кз.о. =1 (масовий випуск)

Кз.о.=від 2-40 (серійний випуск)

Кз.о.= від 2-10 (багатосерійний випуск)

Кз.о.= від 11-20 (середньосерійний випуск)

Кз.о.= від 21-40 (дрібносерійний випуск)

Кз.о.= більше 40 (одиничний)

Таблиця 2. Порівняльна характеристика типів виробництва

Ознака, характеристика	Одиничне	Серійне	Масове
Широта номенклатури	Необмежена	Обмежана	1 тип
Постійність виготовлення	Не повторюється	Періодично повторюється	Постійно випускається
Спеціалізація робочих місць	Кз.о.=>40	Кз.о.=2-40	Кз.о.=1
Рівень спеціалізації устаткування	Універсальне	Універсально-спеціалізоване	Спеціалізрване
Принцип розташування робочих місць	Технологічний	Предметно-технологічний	Предметний
Рівень кваліфікації працівників	Високий	Середній	Не високий

2. Виробнимчий процес (англ. manufacturing_process) -- систематичне та цілеспрямоване змінювання в часі та просторі кількісних та якісних характеристик засобів виробництва і робочої сили, для отримання готової продукції, з вихідної сировини, згідно із заданою програмою.

Виробничий процес - це складний комплекс первинних процесів: основних, допоміжних і обслуговуючих підрозділів підприємства, що забезпечують своєчасний випуск заданої продукції.

Основні процеси - це технологічні процеси, в ході яких відбуваються зміни геометричних форм, розмірів і фізико-хімічних властивостей продукції.

Допоміжні процеси -- це процеси, які забезпечують безперебійний перебіг основних процесів (виготовлення і ремонт інструментів і оснащення, ремонт устаткування, забезпечення всіма видами енергій (електроенергією, теплом, парою, водою, стисненим повітрям і т. д.)).

Обслуговуючі процеси -- це процеси, пов'язані з обслуговуванням як основних, так і допоміжних процесів, котрі не створюють продукцію (зберігання, транспортування, технічний контроль і тощо).

В залежності від технічної оснащеності, тобто в залежності від виду та ступеня участі людини виробничі процеси поділяються на ручні, ручні механізовані, машинно-ручні, машинні, автоматизовані та апаратурні.

У ручних процесах вплив на предмет праці здійснюється людиною за допомогою якихось інструментів, але без застосування будь-яких джерел енергії. Це, наприклад, загвинчування болта чи гайки гайковим ключем, свердління отвору дрилем з ручним приводом.

Ручні механізовані процеси характеризуються тим, що технологічні операції виконуються людиною з використанням ручних механізованих знарядь праці, тобто з використанням якихось джерел енергії, наприклад, свердління отворів електродрилем, зачищення зварних швів шліфувальною машинкою з абразивним кругом тощо.

До машинно-ручних відносяться процеси, коли вплив на предмет праці проводиться за допомогою машини або механізму, але за обов'язкової участі людини, наприклад, свердління отвору на свердлильному верстаті з ручною подачею.

Машинні процеси здійснюються на машинах, верстатах та інших видах технологічного обладнання без безпосередньої участі людини, роль якої при цьому полягає в забезпеченні машини матеріалом, зняття готової продукції, запуску і зупинці устаткування тощо.

Автоматизовані виробничі процеси виконуються на верстатах-автоматах, автоматизованих потокових лініях та інших видах автоматизованого обладнання, а роль людини у цьому випадку зводиться до контролю за ходом процесу та виконання пуско-налагоджувальних робіт.

Апаратні процеси мають місце тоді, коли вплив на предмет праці відбувається якимось видом енергії -- теплової, хімічної, електричної. До цих видів процесів можна віднести, наприклад, металургійні процеси, термічну і хіміко-термічну обробку, приготування пари, сушіння, різні хімічні процеси. Людина у цьому випадку спостерігає за роботою технологічних апаратів і за необхідності втручається у перебіг процесів у них.

Основними обов'язковими принципами організації виробничого процесу є:

Спеціалізація передбачає обмеження різноманітності виробничих процесів шляхом їх стандартизації, уніфікації технологічних маршрутів і конструкцій виробів і так далі і буває двох видів: обмеження різноманітності технологічних функцій, що виконуються робочими комплексами, -- при технологічній спеціалізації, і обмеження різноманітності робочих комплексів, що оброблюють предмети праці -- при наочній або подетальній спеціалізації. Рівень спеціалізації вимірюється коефіцієнтом закріплення операцій, який визначає кількість деталей операцій, що обробляються на робочому місці за певний проміжок часу.

Паралельність полягає в поєднанні виконання різних виробничих процесів в часі, що може сприяти скороченню тривалості виробничого циклу.

Безперервність направлена на скорочення до можливого мінімуму типових перерв у виробничому процесі і просторових розривів між робочими комплексами. Вимагає балансування двох видів: або забезпечення безперервного руху предметів праці, або постійного завантаження робочих місць. Досягнення абсолютної безперервності одразу по двох напрямах -- украй складний захід, тому компроміс визначаться на користь менш витратного способу досягнення безперервності. Тобто якщо простій одного робочого місця в непотоковому виробництві є дорожчим за відстеження одиниці предмету праці, то необхідно забезпечити безперервне завантаження робочих місць і передбачити для цього необхідний рівень заділів деталей, що обробляються, між стадіями виробництва.

Пропорційність припускає відносну збалансованість пропускної спроможності всіх послідовних виробничих підрозділів, що виконують основні, допоміжні і обслуговувальні процеси. Порушення даного принципу приводить до виникнення «вузьких місць» у виробничому процесі або до неповного завантаження робочих місць, ділянок і цехів.

Прямоточністю досягається організація найкоротшого і однонаправленого руху предметів праці в просторі і в часі за, чітким розташуванням робочих місць і ділянок за ходом проходження операцій технологічного процесу.

Ритмічність означає рівномірний випуск певної кількості продукції через задані інтервали часу. Дозволяє якнайповніше використовувати виробничу потужність робочого місця, ділянки, цеху підприємства. Найвища ритмічність досягається в масовому потоковому виробництві, що спрощує процес його планування і управління, дозволяє раціонально організувати виконання кожної операції.

Інтегративність припускає системну інтеграцію всіх процесів в організації за рахунок різного управління функціональними циклами постачання, виробництва і збуту. Інтегративність досягається на основі використання горизонтальних оргструктур і впровадження сучасних інформаційних систем управління класу ERP-CSRP.

Гнучкість і адаптивність забезпечують можливість мобільної перебудови всієї виробничої системи або її частини на випуск іншої продукції, дозволяють оперативно реагувати на зміни умов зовнішнього і внутрішнього середовища, оптимально і ефективно підстроюватися під сучасні потреби ринку.

Відповідність даним принципам дозволяє організаціям досягати високих економічних результатів у виробничій діяльності.

Технологімчний процес (англ. Manufacturing process, фр. Processus technologique) -- це частина виробничого процесу, що вміщує дії зі зміни стану предмета праці.

Для здійснення технологічного процесу складається схема або технологічна карта, в якій описуються всі технологічні операції переробки сировини чи напівфабрикатів в готову продукцію. Першим етапом побудови технологічної схеми є технологічна картка, яка являє собою графічне зображення переліку виробничих операцій.

Якісно-кількісна схема -- це технологічна блок-схема з нанесеними на ній відомостями про якість і кількість кожного із продуктів, які одержують в даному процесі. В технологічну схему (карту) входить також схема, в якій вказується послідовність розміщення обладнання, що застосовується в технологічному процесі (як основного так і допоміжного, включаючи і транспортне).

У технологічному процесі розрізняють стадії. Підсумкова швидкість процесу залежить від швидкості кожної стадії. В свою чергу стадії розподіляються на операції.

Технологічні процеси класифікуються за такими ознаками:

за властивостями сировини, які змінюються в процесі її перероблення (фізичні, механічні та хімічні);

за способом організації;

за напрямом рухів теплових і сировинних потоків;

за агрегатним станом складових сировини;

за тепловим ефектом;

за основними рушіями (чинниками), які спричиняють і прискорюють технологічні процеси.

В залежності від умов виробництва і призначення технологічні процеси поділяють: одиничний технологічний процес, уніфікований технологічний процес. Уніфікований технологічний процес - це технологічний процес, що відноситься до групи виробів, що характеризується єдністю конструкцій та технологічних ознак. Уніфікований технологічний процес Поділяється на типовий і груповий.

Типовий технологічний процес - це процес виготовлення групи виробів з подібними конструкторськими та технологічними ознаками. Цей процес характеризується подібністю змісту та послідовності більшості технологічних операцій і переходів.

Груповий технологічний процес - це технологічний процес виготовлення групи виробів з різними конструктивними, але спільними технологічними ознаками.

Робочий технологічний процес - виконується по робочій технологічній або конструкторській документації. Тимчасовий технологічний процес - використовується на протязі обмеженого періоду. Стандартний технологічний процес - процес, який виконується стандартом. Комплексний технологічний процес - процес в склад якого входять не тільки технологічні операції, а й операції по переміщенні, транспортуванні, контролю та очищені заготовок по ходу технологічного процесу.

3. Проблема оновлення й поповнення машинно-тракторного парку вітчизняних сільгоспвиробників особливо актуальна напередодні вступу України в СОТ. Адже із сільгоспвиробниками розвинутих країн світу доведеться конкурувати за законами вільного ринку. Оновлення й поповнення машинно-тракторного парку 249 сільгоспвиробників на початку ХХІ сторіччя потрібно розглядати не тільки з погляду продуктивності, економічності нових машин, а й з позицій економічності, ергономічності - це й належне робоче місце оператора, і відповідна заробітна плата, а не забруднений тракторист, якого ми звикли бачити. Сучасна якісна і комфортна техніка стимулюватиме повернення молоді в село, а відтак і його відродження. Упродовж десяти років порушуємо проблему поступової деградації механізованих технологій у рослинництві через безперервний процес зниження кількості техніки в сільгоспвиробників, фізичне й моральне старіння наявного машинно-тракторного парку.

Через рік-півтора може статися технічний обвал, і товарне виробництво сільськогосподарської продукції припиниться через нестачу техніки. Згідно з даними державного комітету статистики в 2006-2008 роках вітчизняні виробники суттєво нарощували обсяги виробництва, по більшості статей. У 2009 році відбувся обвал виробництва сільгосптехніки. Також істотно скоротилися показники імпорту і експорту сільгосптехніки в країні, що свідчить про скорочення внутрішнього ринку (табл. 3).

Таблиця 3. Обсяг виробництва основної сільськогосподарської техніки, шт.

Вид сільськогосподарської техніки	Рік	2011 р. проти 2007 р., в %
	2007	2008	2009	2010	2011
Трактори	5282	6339	1445	5189	6058	114,7
Плуги відвальні	3025	7064	5336	4684	3267	108,0
Плуги іншого типу	845	2686	381	1247	н/д	н/д
Борони дискові	5751	5517	1084	4825	3136	54,5
Борони зубові	18632	26386	5020	5525	11020	59,1
Розпушувачі та культиватори	9239	10424	4617	6362	7079	76,6
Сівалки	7065	9938	1583	2800	4885	69,1
Косарки	3106	3404	1616	1842	2141	68,9
Машини для садіння	446	1559	298	1331	2495	559,4
Машини для внесення добрив	2296	1423	272	885	497	21,6
Комбайни зернозбиральні	137	309	56	97	н/д	н/д
Картоплезбиральні комбайни та картоплекопачі	64	83	93	56	н/д	н/д
Машини та механізми для приготування кормів, тис. шт.	72,8	166	187	152,1	208,9	208,9
Устаткування для птахівництва, інкубатори і брудери	12759	13187	26005	37106	н/д	н/д

Основними вітчизняними виробниками тракторів являються такі компанії, як ВАТ «ХТЗ», ВО «Південмаш» (м. Дніпропетровськ), ТОВ «Укравтозапчастина» та ТД «МТЗ-Беларус-Україна».

ТД«МТЗ- Беларус-Україна» являється одним з найбільших виробників тракторів в Україні. Основними виробниками знарядь для обробітку ґрунту є такі компанії, як ПП ВКФ «Велес-Агро», м. Одеса (найбільший виробник плугів в Україні та виробник культиваторів і комбінованих агрегатів), ВАТ «Шепетівський завод культиваторів», ВАТ «Кам'янець-Подільськсільмаш» (найбільший виробник борон), ВАТ «Червона Зірка», м. Кіровоград (найбільший виробник культиваторів), ТОВ ВП «Агро- Союз», ВАТ «Галещина, машзавод», ВАТ «Львівський з-д фрез, верстатів», ВАТ «Уманьферммаш», ТОВ «Краснянське СП «Агромаш», ВАТ «Калинівське РП «Агромаш», ТОВ НВП «БілоцерківМАЗ» та ін.

Основними виробниками посівної техніки в Україні є такі підприємства, як ВАТ «Червона Зірка», м. Кіровоград (найбільший виробник сівалок), ТОВ ВП «Агро-Союз», м. Дніпропетровськ, ВАТ «ТОДАК», м. Київ та МСИВП «Клен», м. Луганськ та ін.

Основними виробниками машин для внесення добрив є ВАТ «Ковельсільмаш» та ВАТ «Хмільниксільмаш», машин для захисту рослин - ВАТ «За- вод «Львівсільмаш» та ВАТ «Львівагромашпроект».

Найбільшими виробниками жниварок в Україні вважаються ВАТ «Бердянські жниварки», ТОВ НВП «Херсонський машзавод», ВАТ «КБ «Берянськсільмаш» та ДП «Бердянський завод сільгосптехніки».

А основними виробниками кормозбиральної техніки є ТОВ НВП «БілоцерківМАЗ» та ДП «Бердянський завод сільгосптехніки».

Економічна криза промисловості і сільського господарства, яка охопила країни СНД, в тому числі і Україну, призвела до падіння продуктивності сільськогосподарського виробництва на рівень 60-х років минулого століття. Відновлення попередніх об'єктів виробництва можна чекати не раніше 20-х років ХХІ століття, що неприпустимо ні з економічної, ні з соціальної точок зору. Потрібні, таким чином, альтернативні стратегії вирішення проблем, які виникли в сільському господарстві. Як вважають науковці, на фактори механізації при цьому припадає 50% всіх необхідних робіт.

З іншого боку, використання інтенсивних технологій при виробництві сільськогосподарської продукції в кінці ХХ століття привело до руйнування та знищення родючості земель, яке досягло в Україні майже 45%. В цих умовах дуже загострилась проблема прогнозування напрямків розвитку сільськогосподарських машин та їх робочих органів.

Дослідження багатьох фахівців свідчать, що головними факторами рішення проблеми повинні бути:

- підвищення загальної продуктивності сільськогосподарських машин в 1,5-2 рази;

- впровадження системи точного землеробства, зниження питомої матеріалоємності машин;

- використання комбінованих і інтегрованих технологічних операцій;

- модульно-блочна побудова машино-тракторних агрегатів;

- гнучке пристосування їх до змінних енерго - та ресурсоощадливих робочих органів, а також високоякісний посівний матеріал, точний вибір добрив та їх норм внесення з використанням системи точного землеробства, ефективне використання рослинних залишків та біологічних препаратів для відновлення родючості ґрунту.

Тема 6. Сучасний етап розвитку інженерної діяльності і проектування

Лекція 10. Соціальна оцінка техніки

1. У житті сучасного суспільства інженерна діяльність відіграє дедалі зростаючу роль. Проблеми практичного використання наукових знань, підвищення ефективності наукових досліджень і розробок висувають сьогодні інженерну діяльність на передній край усієї економіки та сучасної культури. В даний час велика кількість технічних вузів готує цілу армію інженерів різного профілю для самих різних галузей народного господарства. Розвиток професійної свідомості інженерів передбачає усвідомлення можливостей, меж та сутності своїй спеціальності не тільки у вузькому сенсі цього слова, а й у сенсі розуміння інженерної діяльності взагалі, її цілей і завдань, а також змін її орієнтацій у культурі ХХ століття.

Суспільство з розвиненою ринковою економікою вимагає від інженера більшої орієнтації на питання маркетингу та збуту, обліку соціально-економічних чинників та психології споживача, а не тільки технічних і конструктивних параметрів майбутнього виробу.

Інженерна діяльність передбачає регулярне застосування наукових знань (тобто знань, отриманих у науковій діяльності) для створення штучних, технічних систем - споруд, пристроїв, механізмів, машин і т.п. У цьому полягає її відмінність від технічної діяльності, яка ґрунтується більше на досвіді, практичних навичках, здогаду. Тому не слід ототожнювати інженерну діяльність лише з діяльністю інженерів, які часто змушені виконувати технічну, а іноді і наукову діяльність (якщо, наприклад, наявних знань недостатньо для створення будь-якої конкретної технічної системи). У той же час є численні приклади, коли великі вчені зверталися до винахідництва, конструювання, проектування, тобто, по суті справи, здійснювали якийсь час, паралельно з науковою, інженерну діяльність. Тому інженерну діяльність необхідно розглядати незалежно від того, ким вона реалізується (спеціально для цього підготовленими професіоналами, вченими чи просто самоучками).

Сучасний етап розвитку інженерної діяльності характеризується системним підходом до вирішення складних науково-технічних завдань, зверненням до всього комплексу соціальних гуманітарних, природничих і технічних дисциплін. Проте був етап, який можна назвати класичним, коли інженерна діяльність існувала ще в "чистому" вигляді: спочатку лише як винахідництво, потім у ній виділилися проектно-конструкторська діяльність та організація виробництва.

Відокремлення проектування і проникнення його в суміжні області, пов'язані з вирішенням складних соціотехнічних проблем, призвело до кризи традиційного інженерного мислення та розвитку нових форм інженерної та проектної культури, появі нових системних і методологічних орієнтацій, до виходу на гуманітарні методи пізнання та освоєння дійсності.

Відповідно до вищевикладеного розглянемо послідовно три основні етапи розвитку інженерної діяльності та проектування:

1) класична інженерна діяльність;

2) системотехнична діяльність;

3) соціотехнічне проектування.

2. Класична інженерна діяльність формувалась у декілька етапів. Перший з них: Становлення інженерної професії зявився та розвинувся паралельно з технічним прогресом і з появою мануфактурного і машинного виробництва. Така інженерна діяльність у сучасному розумінні була, скоріше, як технічна діяльність та органічно пов'язана з ремісничою організацією виробництва.

Інженерна діяльність як професія була пов'язана з регулярним застосуванням наукових знань у технічній практиці. Перші імпровізовані інженери з'являються в епоху Відродження. Вони формуються в середовищі вчених, які звернулися до техніки, чи ремісників-самоучок, хто долучився до науки. Вирішуючи технічні завдання, перші інженери і винахідники звернулися за допомогою до математики і механіки, з яких вони запозичили знання та методи для проведення лише інженерних розрахунків. Перші інженери - це одночасно художники-архітектори, консультанти-інженери з фортифікаційним спорудам, артилерії і цивільного будівництва, алхіміки і лікарі, математики, природознавці та винахідники. Такі, наприклад, Леон Батіста Альберті, Леонард да Вінчі, Нікколо Тарталья, Джіроламо Кардано, Джон Непер та ін.

Саме така подвійна орієнтація інженера - з одного боку, на наукові дослідження природних, природних явищ, а з іншого, - на виробництво, або відтворення, свого задуму цілеспрямованою діяльністю людини-творця - змушує його поглянути на свій виріб інакше, ніж це роблять і ремісник , і вчений-натураліст. Якщо мета технічної діяльності - безпосередньо поставити і організувати виготовлення системи, то мета інженерної діяльності - спочатку визначити матеріальні умови і штучні засоби, що впливають на природу в визначеному напрямку, змушують її функціонувати так, як це потрібно для людини, і лише потім на основі отриманих знань поставити вимоги до цих умов і засобів, а також вказати способи і послідовність їх забезпечення та виготовлення.

Інженер, таким чином, як і вчений - експериментатор, оперує з ідеалізованими уявленнями про природні об'єкти. Проте перший з них використовує ці знання та уявлення для створення технічних систем, а другий створює експериментальні пристрої для обґрунтування та підтвердження даних уявлень. З розвитком експериментального природознавства, переходом інженерної професії в масову в XVIII - XIX століттях виникає необхідність і систематичного наукового освіти інженерів через появу вищих технічних шкіл.

До початку ХХ століття інженерна діяльність являє собою складний комплекс різних видів діяльності (винахідницька, конструкторська, проектувальна, технологічна і т.п.), і вона обслуговує різноманітні сфери техніки (машинобудування, електротехніку, хімічну технологію і т.д.).

Для сучасної інженерної діяльності характерна глибока диференціація по різних галузях і функцій, яка привела до поділу її на цілий ряд взаємозв'язаних видів діяльності. Така диференціація стала можливою, проте, далеко не відразу. Складна кооперація різних видів інженерної діяльності складалася поступово. На перших етапах свого професійного розвитку інженерна діяльність була орієнтована на застосування природничих наук (головним чином, фізики), а також математики, і включала в себе винахідництво, конструювання досвідченого зразка і розробку технології виготовлення нової технічної системи. Інженерна діяльність, спочатку виконується винахідниками, конструкторами і технологами, тісно пов'язана з технічною діяльністю (її виконують на виробництві техніки, майстри та робітники), яка стає виконавської по відношенню до інженерної діяльності. Зв'язок між цими двома видами діяльності здійснюється за допомогою креслень.

Класична інженерна діяльність включала в себе: винахідництво, конструювання та організацію виготовлення (виробництва) технічних систем, а також інженерні дослідження та проектування.

За рахунок винахідницької діяльності на підставі наукових знань і технічних винаходів створюються нові принципи дії, способи реалізації цих принципів, конструкції технічних систем або окремих їх компонентів. Вона проявляється у вигляді патентів, авторських свідоцтв, винаходів і т.д. Останні мають, як правило, широку сферу застосування, що виходить за межі одиничного акту інженерної діяльності і використовуються як вихідний матеріал при конструюванні і виготовленні технічних систем.

З розвитком масового виробництва для того, щоб винахід потрапив в промисловість, виникає необхідність його спеціальної проектно-конструкторської підготовки. Конструювання представляє собою розробку конструкції технічної системи, яка потім матеріалізується в процесі його виготовлення на виробництві. Конструкція технічної системи являє собою певним чином пов'язані стандартні елементи, що випускаються промисловістю або винайдені заново, і є загальною для цілого класу виробів виробництва. Вихідним матеріалом діяльності виготовлення є матеріальні ресурси, з яких створюється виріб. Ця діяльність пов'язана з монтажем вже готових елементів конструкції і з паралельним виготовленням нових елементів.

Функції інженера в даному випадку полягають в організації виробництва конкретного класу та розробці технології виготовлення певної конструкції технічної системи. Часто інженери одночасно поєднують в собі і винахідника, і конструктора, і організатора виробництва. Проте сучасний розподіл праці в області інженерної діяльності неминуче веде до спеціалізації інженерів, що працюють переважно в сфері або інженерного дослідження, або конструювання, або організації виробництва і технології виготовлення технічних систем.

...