Параметри виробів

Впровадження досягнень науково-технічного прогресу супроводжується створенням нових виробів: машин, механізмів, технологічного устаткування, приладів, матеріалів і так далі. Нові вироби відрізняються кількістю виконуваних функцій, що збільшується, зростаючою складністю конструктивного пристрою.

Зараз номенклатура виробів машинобудування включає понад 200 тис. найменувань. Виникає завдання - упорядкувати номенклатуру виробів, що виготовляються. Необхідність рішення такоЇ задачі робить стандартизацію найважливішим важелем прискорення темпів науково-технічного прогресу. Ця провідна роль полягає не тільки в тому, що виключається можливість виробництва невиправдано великоЇ номенклатури виробів, створюючи тим самим сприятливі умови для організаціЇ високоефективних велико серійних спеціалізованих виробництв, але і в тому, що вона забезпечує впровадження у виробництво виробів на рівні передових досягнень науки і техніки.

З цією метою розробляють параметричні ряди виробів, чим досягається істотне поліпшення техніко-економічних показників виробів однакового функціонального призначення. Під параметричним рядом розуміється сукупність величин (параметрів), побудована за певною ознакою. Частіше за вcе виріб виконує своЇ функціЇ не ізольовано, а в комплексі взаємодоповнюючих один одного виробів. В зв'язку з цим виникає найважливіша проблема - раціонального формування системи виробів.

У такій системі виробів повинні бути взаємно узгоджені, наприклад вантажопідйомність кранів, потужність електроагрегатів, тиск насосів і ін. Для забезпечення якнайкращого використання транспортних засобів в народному господарстві повинні бути узгоджені вантажопідйомність цих засобів і маса вантажів.

Якщо вантажопідйомність залізничних вагонів складатиме 25; 40; 63; 100 т, то вантажопідйомність вантажних автівок повинна бути 2,5; 4,0; 6,3 і 10 т, маса контейнерів - 250; 400; 630 і 1 000 кг, а маса ящиків - 25; 40; 63 і 100 кг

Встановлення типорозмірних рядів виробів (тобто параметричних рядів, в основу яких покладені які-небудь розміри або типи виробів) і формування систем виробів для комплексного озброєння окремих виробництв ще не забезпечують повноЇ техніко-економічноЇ ефективності виробництва і експлуатаціЇ виробів. Функціонально однорідні вироби, так само як і вироби, що входять в комплексну систему, складаються з достатньо великого числа спеціальних складових частин, що неминуче приводить до значного збільшення номенклатури виробів, що виготовляються, а це, у свою чергу, обмежує спеціалізацію виробництва і знижує темпи науково-технічного прогресу. Вирішення цих протиріч полягає в переході до принципово нового підходу по створенню виробів на основі широкоЇ уніфікаціЇ складових частин, що комплектують виріб. Цю задачу вирішують шляхом створення стандартизованих параметричних і розмірних рядів для різних машин, складальних одиниць, деталей і навіть розмірів.

Об'єктами параметричноЇ стандартизаціЇ є параметри. У загальному випадку параметрами виробів називають ознаки виробів, що кількісно характеризують будь-які Їх властивості або стани.

Велике число властивостей, якими володіють сучасні вироби, вимагають для Їх характеристики великого числа параметрів виробів.

Зазвичай властивості виробів машинобудування виражають через показники якості, що об'єднуються в групи. Основними групами показників якості виробів є: призначення, надійності, технологічності, стандартизаціЇ і уніфікаціЇ і ін. Названі групи об'єднують декілька показників, кожен з яких характеризує відповідний параметр або сукупність параметрів виробу. Наприклад, показник довговічності будь-якоЇ механічноЇ пари, що зношується в процесі експлуатаціЇ, представлений ресурсом цієЇ пари, залежатиме від геометричних параметрів зв'язаних деталей (розміри, допуски розмірів, відхилення форми і взаємного розташування поверхонь), параметрів шорсткості і хвилястості поверхонь, фізико-механічних параметрів матеріалу деталей і стану поверхневих шарів (хімічний склад, структура, твердість і ін.), параметрів, що характеризують режим роботи і умови експлуатаціЇ і так далі

Показники функціонального призначення, наприклад, для автомобілів - вантажопідйомність, потужність двигуна, габаритні розміри, вага і ін., одночасно є і параметрами автомобілів.

Таким чином, кожен виріб характеризується безліччю взаємозв'язаних параметрів.

Зазвичай для цілей стандартизаціЇ параметри ділять на головних, основних і допоміжних.

Розрізняють одновимірну і багатовимірну параметричну стандартизацію.

Одновимірна стандартизація припускає стандартизацію одного, як правило, головного параметра виробу.

При багатовимірній стандартизаціЇ об'єктами стандартизаціЇ є декілька параметрів виробу.

Головним параметром виробу називають такий, який найповніше визначає найважливіший показник функціонального призначення виробу. Особливістю головних параметрів виробів є Їх стабільність при конструктивних модифікаціях, технічних і технологічних удосконаленнях виробу, а також незалежність від організаційних типів виробництва, характеру устаткування, методів технологіЇ і ін.

Стандарти на головні параметри тривалий час не змінюються, а Їх перегляд викликається в більшості випадків переходом на нові, досконаліші вироби однакового функціонального призначення.

Як головні параметри для метало ріжучих верстатів приймають, як правило, габаритні розміри встановлюваних на них заготовок. Так, для токарних верстатів - це висота лініЇ центрів, для фрезерних і продольно-строгальних - розміри столу для установки оброблюваних деталей, для карусельних верстатів - діаметр планшайби верстата і так далі Для ковальсько-пресового устаткування головними параметрами служать зусилля, що розвивається робочими органами, або вага падаючих частин. Для колісних і гусеничних тракторів головними параметрами є потужність або тягове зусилля на крюку.

Основні параметри, яких для кожного виробу декілька, характеризують на додаток до головного параметра інші важливі експлуатаційні показники виробу. Наприклад, для металоріжучих верстатів як основні параметри приймають число ступенів оборотів шпинделя або подвійних ходів повзуна, граничні значення чисел оборотів шпинделя або подвійних ходів повзуна, граничні значення і число ступенів подач, потужність приводу верстатів і ін.

Для колісних і гусеничних тракторів основними параметрами служать ширина коліЇ, швидкість руху, конструктивна вага трактора.

Як видно з прикладів, кожен виріб зазвичай характеризується декількома основними параметрами, причому бажано, щоб кожен з цих параметрів був оптимальним.

Оптимальні розміри повинні задовольняти обмеженням конструктивно-технологічного характеру. У числі встановлених головних і основних параметрів, використовуваних для параметричноЇ стандартизаціЇ виробів, повинні бути параметри, що відображають розвиток науки і техніки, наприклад параметри, що характеризують продуктивність, матеріаломісткість, рівень механізаціЇ і автоматизаціЇ, динамічні і швидкісні показники процесів, питомі витрати енергіЇ, палива і ін.

Допоміжні параметри складають найбільш широку групу. Стосовно автомобілів це: зусилля перемикання важелів, педалей, стопорів, фізико-хіміко-механічні параметри використовуваних в конструкціЇ матеріалів і поверхневих шарів деталей, геометричні параметри розмірів, форми, шорсткості і хвилястості поверхонь деталей, параметри режимів роботи електро-, гідро- і пневмосистем, вимоги до зовнішнього вигляду і обробки і ін.

Допоміжні параметри виробів безпосередньо пов'язані з конструктивними і технологічними рішеннями і схильні до набагато частіших змін, ніж головні і основні параметри, у зв'язку з впровадженням у виробництво досягнень науки, техніки і передового досвіду, і тому вони не є об'єктом параметричноЇ стандартизаціЇ.

Переважні числа і Їх закономірності

Теоретичною базою сучасноЇ стандартизаціЇ є система переважних чисел. Переважними називаються числа, які рекомендується вибирати переважно перед всіма іншими при призначенні величин параметрів для новостворюваних виробів.

У науці і техніці широко застосовуються ряди переважних чисел, на основі яких вибирають переважні розміри. Ряди переважних чисел нормовані ГОСТ 8032-84, який розроблений на основі рекомендацій ІСО. За цим стандартом встановлено чотири основні десяткові ряди переважних чисел (R5, R10, R20, R40) і два додаткових (R80, R160), застосування яких допускається тільки в окремих, технічно обґрунтованих випадках. Ці ряди побудовані в геометричній прогресіЇ із знаменником ?, рівним:

-- для ряду R5 (1,00; 1,60; 2,50; 4,00 .)

-- для ряду R10 (1,00; 1,25; 1,60; 2,00 .)

-- для ряду R20 (1,00; 1,12; 1,25; 140; .)

-- для ряду R40 (1,00; 1,06; 1,12; 1,18 .)

-- для ряду R80 (1,00; 1,03; 1.06; 1,09 .)

-- для ряду R160 (1,00; 1,015; 1,03; 1,045 .).

Вони є нескінченними як у бік малих, так і у бік великих значень, тобто допускають необмежений розвиток параметрів або розмірів у напрямі збільшення або зменшення.

Номер ряду переважних чисел указує на кількість членів ряду в десятковому інтервалі (від 1 до 10). При цьому число 1,00 не входить в десятковий інтервал як завершуюче число попереднього десяткового інтервалу (від 0,10 до 1,00). Допускається утворення спеціальних рядів шляхом відбору кожного другого, третього або n-го числа з існуючого ряду. Так утворюється ряд R10/3, що складається з кожного третього значення основного ряду, причому починатися він може з першого, другого або третього значення, наприклад:

R10 1,00; 1,25; 1,60; 2,00; 2,50; 3,15; 4,00; 5,00; 6,30; 8,00; 10,00; 12,50;

R10/3 1,00; 2,00; 4,00; 8,00;

R10/3 1,25; 2,50; 5,00; 10,00;

R10/3 1,60; 3,15; 6,30; 12,50.

Можна складати спеціальні ряди з різними знаменниками геометричноЇ прогресіЇ ? у різних інтервалах ряду. Геометрична прогресія має ряд корисних властивостей, використовуваних в стандартизаціЇ.

-- Відносна різниця між будь-якими сусідніми членами ряду постійна. Ця властивість витікає з самоЇ природи геометричноЇ прогресіЇ. Наприклад, у ряді 1-2-4-8-16-32-64 -- . з ? = 2 будь-який член прогресіЇ більше попереднього на 100%.

-- Твір або приватне будь-яких членів прогресіЇ є членом тієЇ ж прогресіЇ. Ця властивість використовується при ув'язці між собою стандартізованих параметрів в межах одного ряду переважних чисел. Узгодженість параметрів є важливим критерієм якісноЇ розробки стандартів. Геометричні прогресіЇ дозволяють погоджувати між собою параметри, зв'язані не тільки лінійною, але також квадратичною, кубічною і іншими залежностями.

По ГОСТ 8032-84 допускається в технічно обґрунтованих випадках проводити округлення переважних чисел шляхом застосування рядів R' і R"; замість основних рядів R. У ряді R' окремі переважні числа замінені величинами першого ступеня округлення, а у ряді R" -- другому ступеню округлення.

У радіоелектроніці часто застосовують переважні числа, побудовані по рядах Е. Вони встановлені Міжнародною електротехнічною комісією (МЕК) і мають наступні значення знаменника геометричноЇ прогресіЇ:

-- для ряду Е3 ; для ряду Е6 ;

-- для ряду Е12 ; для ряду Е24

При стандартизаціЇ іноді застосовують ряди переважних чисел, побудовані по арифметичній прогресіЇ. Арифметична прогресія покладена в основу утворення рядів розмірів в будівельних стандартах, при встановленні розмірів виробів у взуттєвій і швейній промисловості і тому подібне Іноді використовують ступінчасто-арифметичні прогресіЇ з неоднаковими різницями прогресіЇ. Таку прогресію утворюють, наприклад, монети гідністю 1-2-3-5-10-15-20 коп.

Для вибору номінальних лінійних розмірів виробів (діаметрів, довжин, висот і т. п.) на основі рядів переважних чисел розроблений ГОСТ 6636-69 "Нормальних лінійних розмірів" для розмірів від 0,001 до 100000 мм. Ряди в цьому стандарті позначені як Ra5, Ra10, Ra20, Ra40 і Ra80.

Державний стандарт на переважні числа має загально промислове значення, і його необхідно застосовувати у всіх галузях народного господарства при встановленні параметрів, числових характеристик і кількісних показників всіх видів продукціЇ. Використання переважних чисел сприяє прискоренню процесу розробки нових виробів, оскільки спрощує розрахунки і полегшує вибір раціональних параметрів і числових характеристик в процесі проектування.