автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Оптимизация технологических процессов сборки редукторов с компенсаторами

На правах рукописи

УДК 621 ББК 65.9 (2)

Мишунин Валерий Павлович

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ РЕДУКТОРОВ С КОМПЕНСАТОРАМИ

Специальность: 05.02.08 - Технология машиностроения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ижевск 2004

Работа выполнена в Ижевском государственном техническом университете

Научный руководитель доктор технических наук,

профессор Осетров В Г

Официальные оппоненты заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Крекнин Л Т

Ведущее предприятие: ОАО ИЭМЗ «КУПОЛ» г. Ижевск

Защита состоится « ?<)» иьон<) 2004 г.

в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 212 065.02 Ижевского государственного технического университета по адресу: 426069, г. Ижевск, ул. Студенческая, 7.

С Диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ижевского государственного технического университета.

Автореферат разослан « {¿^ » мая 2004 г

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, просим направлять на имя ученого секретаря диссертационного совета

Ученый секретарь

кандидат технических наук, профессор Юшков В.В.

диссертацион»5№С< д.т.н., профессор

Беневоленский

еш

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Определяя содержание и задачи науки о технологии машиностроения, проф. А.П. Соколовский писал: «Технология машиностроения - это комплексная дисциплина. Стремление рассматривать технологический процесс со всех точек зрения приводит к необходимости оперировать не только с вопросами чисто технического характера, но также с организационными и экономическими».

В новейших работах ведущих технологов ||шаны так*св.й^дчёркива-ется необходимость раскрытия организациайно-экШо1йических связей с технологией машиностроения. В данной работе объектом исследования являются технологические процессы сборки редукторов общемашиностроительного и специального назначения. В исследованиях по технологии выявляются оптимальные структуры переходов, операций и маршрутов сборки редукторов с учетом временных и организационных связей. Учитывая то, что объем выпуска и номенклатура редукторов увеличивается, например, к 2004 году в ОАО «Редуктор» объем выпуска возрос в 1,5 раза, актуальность повышения производительности труда в условиях мелкосерийного и единичного производства с учетом организационных факторов становится необходимой. Для повышения производительности труда на сборочном производстве используется несколько направлений:

• увеличение производственных площадей и количества рабочих мест;

• механизация и автоматизация труда;

• рациональное построение технологических процессов;

• выявление резервов временных связей с учетом организации производственных процессов.

В условиях предприятия, где на ближайшие годы увеличение производственных площадей не планируется, актуальными является направление - рациональное построение технологических процессов на основе средств механизации и автоматизации с учетом организационных факторов.

В работе в системе проектирования рассматриваются следующие компоненты:

1) объекты производства, для которых проектируются технологические процессы - редуктора нефтекачапок, планетарные редуктора для подъемников и двухступенчатые редуктора общего назначения;

2) подсистема математического аппарата, которая формализует процессы анализа и синтеза сборочных единиц;

РОС. НОМИНАЛЬНАЯ Б'" '{.КА

«... Г . н,ург

»0/6 »»К

3) типовые технологические процессы отдельных соединений;

4) конструктивные формы компенсаторов для регулирования осевых зазоров;

5) способы компенсации и нормы времени по сборке типовых соединений редукторов.

Настоящая работа посвящается проблеме комплексного исследования сущности процессов сборки машин и установление связей между техническими, организационными и экономическими решениями.

Цель работы - разработка оптимальной технологии сборки редукторов с компенсаторами общемашиностроительного и специального назначения с учетом временных, организационных, размерных и экономических связей производства.

Для достижения цели решаются следующие задачи:

• разработка и совершенствование методов структурной и параметрической оптимизации технологии сборки редукторов с использованием метода достижения точности регулирования и пригонки;

• осуществление классификации редукторов и выбора организационно-технологических форм их сборки и способов компенсации;

• совершенствование структурного анализа и синтеза сборки редукторов на основе исчисления высказываний при проектировании процессов сборки;

• выявление и разработка технологических методов и средств компенсации погрешностей, а также определение норм времени на методы регулирования и пригонки;

• совершенствование метода отработки на технологичность редукторов с помощью новых частных показателей, дополняющих более полное раскрытие жизненного цикла изделия;

• разработка оптимальных технологий сборки редукторов для различных типов производства и внедрение их на предприятиях редукторостроения.

Методы исследования: в работе использован комплекс методов: аналитический, логический и экспериментальный. В исследованиях точности применялся размерный анализ, а при оптимизации технологических процессов логика высказываний, алгебра сборки машин и метод динамического программирования. Для выявления организационно-технологических связей производилось моделирования с помощью графов (сетей Петри). В экспериментальных исследованиях использовалась статистика. При отработке изделий на технологичность коэффициенты влияния определялись на основе экспертных оценок.

Научная новизна:

1. Выявлена связь технологических процессов сборки с организационными факторами (тактом выпуска, очередностью поступления деталей), которая смоделированы в виде математических матриц и схем сборки;

2. Усовершенствована система отработки редукторов на технологичность на основе введения ряда новых частных показателей: масштабности выпуска изделий, коэффициента сборности деталей на рабочем месте, метод достижения точности деталей (пластмассовыми компенсаторами, деформации звеньев, фиксированная сборка);

3. Разработана структурная оптимизация технологических процессов сборки редукторов с компенсаторами, в основу которой положены критерии количества движении при образовании соединения;

4. Определена связь структуры технологии сборки и количества движений при образовании соединения с временными затратами труда;

5. Усовершенствована методика структурной оптимизации при образовании технологических операций из переходов для мелкосерийного производства;

6. Выявлена размерная связь между удлинением от нагрева вала и корпусом редуктора, влияющая на осевой зазор в подшипниках качения;

7. Осуществлена классификация организационно-технологических способов сборки в виде графа редукции, отображающего выбор форм сборки.

Практическая ценность:

Результаты работы обеспечивают решение вопросов совершенствования производственных систем, снижение трудоемкости сборки, повышения рентабельности и конкурентоспособности редукторов общемашиностроительного и специального назначения.

Разработанный метод оптимизации позволяет выбрать технологический процесс сборки редукторов с меньшим временными затратами циклом изготовления. Организационно-технологические схемы сборки снижают трудоемкость подготовки производства и обеспечивают ускоренную передачу организационно-управленческой информации на сборочный цех и участок. Отработка изделия на технологичность по частным показателям способствует устранению ошибок при конструировании новых изделий.

Реализация результатов исследования:

Методика структурной оптимизации технологических процессов сборки редукторов с компенсаторами реализована на курсах повышения ИТР при обучении технологов предприятия ОАО «Редуктор». Статисти-

ческий анализ спроса технологов показал, что 50-80 % респондентов пользуются этой методикой. Система отработки сборочных единиц на технологичность в форме стандарта предприятия используется в ООО «Техноцентр», г.Ижевск, ФГУГТ «ИЭМЗ Купол», г.Ижевск, ФГУ ГПО «Боткинский завод», г.Воткинск. Рекомендации по размерному анализу для компенсации тепловых деталей валов редукторов применяются в конструкторском бюро ОАО «Редуктор» и в учебном процессе Ижевского Государственного Технического Университета. Классификация организационно-технологических форм сборки внедрена при технологической подготовке производства новых изделий.

Апробация работы:

Основные положения диссертации докладывались на следующих научно-методических конференциях: Сборка в машиностроении, приборостроении - международный научно-технический семинар (г. Брянск.2-3 окт., 2001 г.); Научно-технические и социально экономические проблемы регионального развития, г. Глазов, 2002 г.; Информационные технологии в инновационных проектах, г. Ижевск 2930 мая 2003 г.; Актуальные проблема конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства октябрь - международная конференция, г. Волгоград, 2003 г.

Публикации:

Основное содержание диссертации опубликовано в 11 печатных работах: 1 монография, 1 учебное пособие, 4 статьи в центральной печати, 5 статей в материалах конференции.

Структура и объем работы:

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения. Работа изложена на 139 страницах машинно-письменного текста, содержит 22 таблицы, 52 рисунка. Список литературы из 88 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы.

В первой главе раскрыта область исследований и сделан обзор существующих работ, формулируются цель и задачи исследования. В содержании первой главы отражаются наиболее характерные труды учёных, профессоров Балакшина Б.С., Колесова И.М., Новикова М.П., Буловского П.И., Гусева A.A., Осетрова В.Г. и др. в области совершенствования сборки машин и механизмов.

В главе анализируются подходы к повышению эффективности редукторов. Выявляется то, что стремление конструкторов внести изменение не дают эффективного решения по снижению трудоемкости. При оптимизации необходим комплексный подход - совершенствование конструкций и технологических процессов.

При нахождении оптимальных решений при проектировании технологий сборки необходимо сформулировать критерии оптимальности и выбрать методы оптимизации. В технологии машиностроения выделяют два вида критериев:

1) практические, найденные на основе статистических данных и опыта работы;

2) математические, определенные на основе аналитических, графоаналитических и машинных методов оптимизации.

Множество критериев оптимизации предполагает выбор, который зависит от условий задачи и создателей системы проектирования. В связи с этим в работе в качестве критериев оптимальности предложены показатели эффективности - уменьшение трудоемкости и снижение себестоимости с учетом временных и организационных ограничений.

Применение этих критериев к процессам сборки редукторов возможно тогда, когда решен комплекс задач технического и экономического характера. Для этого необходимо раскрытие всех вариантов структур технологии сборки и способы их формализации.

При проектировании технологии сборки машин и механизмов учитываются факторы, которые затрагивают почти всю производственную систему предприятия.

Сборочные работы являются многовариантными как по составу и последовательности операций, так и по составу оснастки, оборудования и инструмента. Проектирование оптимального технологического процесса требует в начале расчленения изделия на сборочные единицы и детали, т. е. анализ, а затем следует синтез - соединение их в определенной последовательности в изделие через связи. При синтезе технологии сборки возникает множество структур, из которых необходимо выбрать оптимальные.

Для выделения оптимальных структур и формализации процессов сборки проводятся исследования в двух направлениях.

Первое направление - представление процессов проектирования в виде логического формального вывода. Попытка исследователей сделать логические модели универсальными привело к противоречию между символами их формул и их сущности. Без дополнительных описаний содержания символов, они не воспринимаются проектировщиками и не

могут быть использованы непосредственно при разработке программ Логические формулы, фиксирующие отдельные правила технологии сборки оставались после высказывания без движения и не могут преобразовываться при анализе структуры процесса.

Второе направление предусматривает структурное моделирование процессов для создания САПР через унифицированные модели со свойствами независимых от смыслового содержания объектов проектирования. Система структурного моделирования более гибкая и приспособлена для разработки программ. Вместе с тем, она ограничена областью множества моделей, которые не работают без предварительного заполнения баз данных о конкретных изделиях и производстве, а формализации процессов сборки не связываются с графическими отображениями. В указанных работах, несмотря на употребление терминов методов компенсации, не рассматривались исследования на выявление оптимальных структур сборки с компенсаторами.

Новый подход к структурной оптимизации и формализации технологии сборки, предложенный д. т. н., проф. Осетровым В. Г. - это первый результат отказа от традиционных моделей описания процессов сборки, что позволило комплексно рассматривать технологии с учетом временных, организационных и экономических связей.

В главе рассматриваются методы достижения точности с компенсаторами (регулирование, пригонка, с компенсирующими материалами), для которых разработан метод оптимизации и введены конструктивные изменения компенсаторов.

Уделяется внимание временным связям, которые обеспечивают технически обоснованные нормы времени.

На основании анализа работ ставятся цель и задачи исследований.

Во второй главе раскрывается теоретическое обоснование структурной оптимизации методов сборки регулированием и пригонкой. На основе исчисления высказываний дополняются и уточняются правила формализации технологических процессов сборки. Производится проверка применимости алгебры сборки машин к редукторам и использование её для установления норм времени.

В работе вводятся уточнения в алгебру сборки при выводе отношения сложения.

Сложение характеризует количественную величину деталей в изделии. Оно может быть в строгой и не строгой последовательности:

а) строгая последовательность предусматривает принцип ИР о - деталь, установленная последней, разбирается первой. Отношение сложения в строгой последовательности описывается импликацией:

а2&(а2 < а,)&(<22 < а, <а3) ->(3а2 +2а, +а3), (1)

которая обозначает: если первой устанавливается деталь а2 и а2 предшествует а\, и последовательности а2<а\ предшествует а3, то первое слагаемое 3аг, второе 2а\, а третье а3. Коэффициенты слагаемых учитывают очередность сборки.

б) не строгая последовательность предусматривает изменение положения соединения деталей:

а2&(а2 < а,)&(а2 < а,)&(а2 < а, <а2) ->(4а2 + 3а, +я3)*> (2)

где а2&(а2<а\)&.(а2<а]) - составляющие конъюнкции, характеризует повторение состояния (а2<а{), т.е. изменение положения соединения.

В соответствии с исчислением высказываний при сборке машин (ИВС) составляющая формул а, имеет два возможных состояния - О или 1.

Если деталь (а,) входит в сборочное соединение, то она принимает значение 1, если нет, то 0. Соединение деталей моделируется отношениями между переменными а„ которые подставляются так же, как и булевы функции. Подобно числовым функциям они могут зависеть от одной, двух и, вообще, п-переменных (аргументов). Важнейшая особенность функции состоит в том, что они, как и их аргументы, принимают свои значения {0, 1}, т.е. характеризуются одним из возможных состояний (соединение или образуется, или не образуется).

Все правила с изменениями и дополнениями рассмотрены на примере сборки редуктора.

Словесное описание процесса сборки в соответствии с технологией на производстве представим в табл. 1. В ней отражены вспомогательные и основные переходы, связанные с образованием соединений. При дополнительных данных (массе детали, габаритов, оборудовании и средств оснащения) возможно нормирование операции. При сложении всех слагаемых состояний (табл. 1) получим следующую формулу: ТСЕ=9а,+8а4+6а2+4^ 3 а6+а5 (3)

В формуле 3 первый коэффициент показывает количество действий для образования сборочной единицы. Этот коэффициент является косвенным критерием трудоемкости при оптимизации технологического процесса сборки технологической сборочной единицы (ТСЕ).

Преобразуем формулу (3) в соответствии с правилами алгебры сборки: ТСЕ=(2(7а1+6а4+4а2+2а3+а6)+а5)=2(3(4а]+За4+а2)+2а}+а6)+а5^

=2(3(2(2а 1 +а^)+а2)+2а3+а(,)+а5 (4)

Построим структурную схему сборки (рис. 1) по формуле (4), моделирующую процесс образования соединений в соответствии с табл. 1.

Таблица I. Описание сборки входного вала

Наименование действия Формула состояния Состояние сборочной единицы

Установить базовую деталь (вал) ах «1 Тт > 1 } 1

Соединить втулку а4 с валом а, -ТСЕ 1 /| - основной переход (сг,+ я4)

Сменить положение на другую позицию /2в - вспомогательный переход (а,+ а4) +

Запрессовать шпонку а2 - ТСЕ 2 /2 - основной переход (а,+ аА)+а2

Сменить положение на другую позицию /з, - вспомогательный переход (01+ а4+а2) ГЙ 1 ч 1, -Г ь к

Запрессовать колесо зубчатое «з /з - основной переход (,а,+ а4+аг)+аз

Запрессовать подшипник а6 - ТСЕ 3 <з - основной переход ((о,+ аЛ+а2)+а3)+а6

Сменить положение на другую позицию - вспомогательный переход (0,+ а4+а2+Оз+а6) Е? г л ^ Д)

Запрессовать подшипник я5 - ТСЕ 4 ?4 - основной переход (а\+ а4+а2+аз+а6)+ аь

I 9а1+&а4+6а2+Ла-з+За6+а5

7СЦ -2а, >а_, ТСЕ2 =2(2а,+а^а2 ТЩ 1Щ

в форме графа сети Петри

Для того чтобы смоделировать последовательность образования соединений сеть Петри рис. 1 отобразим в табл. 2.

Таблица 2 Маг зивд послодовагельноста образования ТСЕ для двух ва] риангов

Маркировка а/ а2 а3 а6 О) ТСЕ1 ТСЕ2 ТСЕЗ ТСЕ4

Мо 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

Й1-И1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0

0 0 0 1 1 1 0 1 0 0

Й1-И1 0 0 0 0 0(1) 1 0 0 1 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

I 4 4 3 2 2(1) 1 3 2 1 0

Примечание' (1) - указывает образование ТСЕ по второму варианту сборки с одновременным запрессовыванием подшипников

В результате получим математическую модель в форме матрицы. Суммируя нулевые значения после единицы в каждом столбце а, убеждаемся, что число нулей соответствует последовательности образования соединений. Так, для данного примера первыми образуют соединения детали а1 и а4 с суммарным числом нулей равным 4, второй включается в соединение деталь а2 с числом 3, третьими детали а2 и а6 с числом 2 и

последней деталь <з5. Максимальное число нулей показывает также приоритет собираемости ТСЕ.

Структурная схема сборки и математическая модель являются также основой для получения организационно-технологической схемы сборки. Если в позициях указывать дополнительные атрибуты детали, то информативность схемы значительно возрастает. Так, для структурных схем сборки предлагается в позициях указывать место изготовления или сборки изделия, массу и т.д., а в переходах название операции и время сборки. Макеты позиции для детали, технологической сборочной единицы и перехода представлены на фрагменте рис. 2.

Для наглядности на организационно-технологической схеме сборки можно изображать отдельные значимые наладки сборочных единиц. Организационно-технологическая схема сборки с наладками в единичном и мелкосерийном производстве заменяет технологический процесс, расцеховку и комплектовочную карту, тем самым, сокращая поток информационных документов.

Организационно-технологическую схему сборки с компенсирующими операциями можно также представить математической моделью в форме матрицы (табл. 3).

Таблица 3. Матрица очерёдности поступления деталей из цехов

Маркировка тсе4 ТСЕ, ТСЕ6 а7 а» Из К, ЛГ, Кг К, ТСЕ*.

Но 32 19 32 32 19 32 0 0 0 0 , 0

—>М-1 0 0 32 32 19 32 18 0 0 0 « 0

0 0 0 32 19 32 0 20 0 0 0

0 0 0 32 19 32 0 0 20 0 0

0 0 0 32 19 32 0 0 ' 0 20 0

0 0 0 0 19 32 0 0 0 0 20

Очерёдность 5 5 4 1 0 0 4 3 2 1 0

№ цеха 32 19 32 32 19 32 18 20 20 20 20

Элементы матрицы а,, обозначают номер цеха, откуда детали поступают на сборку, а для сборочных единиц К, и ТСЕ^ элементы указывают место сборки. Дополнительно в матрице указывается очерёдность поступления деталей из цеха. В матрице можно также обозначать массу деталей и сборочных единиц и суммируя построчно определять увеличение массы в зависимости от последовательности образования соединений.

Далее в главе раскрывается оптимизация преобразований операций из переходов и временные связи, по известным методикам производится технико-экономическая оценка технологии сборки.

В третьей главе разрабатываются оптимальные технологии сборки соединений редукторов с компенсаторами. Рассчитываются тепловые зазоры в подшипниках с учётом теплового расширения корпуса. Приво-

дятся конструкции компенсаторов для регулировки зазоров, разработанные автором. Для каждой конструкции указывается её стоимость. Уточняются расчёты по определению компенсаторов.

Для метода регулирования с помощью неподвижных компенсаторов наиболее традиционным является расчет зависимости размеров толщины сменных прокладок (колец) с учётом арифметической и геометрической профессий. Расчет размеров сменных прокладок по арифметической прогрессии обеспечивает их постоянную величину для всего комплекта, что позволяет изготавливать их из листового материала, а при сборке не делать дополнительных выборочных замеров. Недостатком метода регулирования с помощью постоянных по толщине сменных прокладок является их большое количество и расход материала. С точки зрения конструктора и практики, сменные прокладки постоянной толщины менее 0,15 мм становятся непригодными для компенсации осевых зазоров подвижных соединений из-за их деформации и смятия в процессе вращения валов.

Для устранения этих недостатков был предложен метод регулирования с помощью сменных прокладок с размерами, определенными по геометрической профессии. Это позволило значительно сократить их количество и обеспечить экономию металла. Однако толщина первых прокладок менее 0,15 мм, также не позволяет использовать все преимущества размеров, определенных по геометрической профессии.

С целью расширения технологических возможностей метода регулирования и снижения затрат при сборке предлагается методика расчета компенсаторов (прокладок или колец) с оптимальными размерами по толщине, с учетом вероятностного распределения компенсирующих зазоров, технологических, организационных и экономических факторов.

Анализируя известные способы компенсации, выявляем то, что с учётом вероятностного распределения осевого зазора по закону Гаусса есть возможность сокращения числа колец при компенсации осевого зазора. При использовании способа расчета толщины прокладок по геометрической профессии количество сменных колец значительно сокращается, но при этом проблема деформация и смятие прокладок толщиной менее 0,1-0,15 мм для вращающихся деталей не решается.

С целью экономии расхода материала, снижения затрат на изготовление и устранение деформаций предлагается рациональное деление ступеней компенсатора. С учетом вероятностного распределения осевого зазора производится деления номеров ступеней на разные части, например, данные для редуктора 1Ц2У-250 представлены в табл. 4.

Таблица 4 Деление ступеней компенсатора на части

о. 3 Количество колец в одной ступени

и и т с X £ 1 2 3 4

4 7,3 3,65+3,65 2,43+2,43+2,43 1,825+1,825+1,825+1,825

5 7,4 3,65+3,75 2,43+2,43+2,53 1,825+1,825+1,825+1,925

6 7,5 3,75+3,75 2,43+2,53+2,53 1,825+1,825+1,925+1,925

7 7,6 3,75+3,85 2,53+2,53+2,53 1,825+1,925+1,925+1,925

8 7,7 3,85+3,85 2,53+2,53+2,63 1,925+1,925+1,925+1,295

Из табл. 4 выявляется, что при делении одной ступени на части необходимо рассмотреть 4 варианта: первый вариант - 5 колец разных размеров;

второй вариант - 6 колец трех размеров (а2 = 3,65, б2 = 3,75, в^ = 3,85); третий вариант - 7 колец трех размеров (а3 = 2,43, б3 = 2,53, в3 = 2,63); четвертый вариант - 8 колец двух размеров (а4 = 1,825, б4 = 1,925).

Первый вариант известен и широко применяется на практике, а остальные варианты требуют дополнительных исследований.

Из четырех вариантов выбирается оптимальный. Критерием при оптимизации принимается минимальный расход материала при изготовлении колец. Зависимость длины заготовки от числа частей (х) одной ступени с учетом толщины колец и ширины резца представлена на рис. 3. Вариант считается оптимальным, если ступень разделена на три части, что соответствует комплекту из 7 колец трех размеров. Длина заготовки для комплекта из 7 колец равна 45,5 мм, что обеспечивает экономию металла в 1,26 раза по сравнению с заготовкой для комплекта из 5 колец, длиной 57,5 мм.

Для нахождения более общих зависимостей в качестве целевой £ функции принимается технологическая себестоимость изготовления

компенсатора. Оптимальный вариант находится по минимуму затрат, используя формулу:

* Ст = (С, + С2 • к)п + С3 (8)

где Ст - технологическая себестоимость изготовления всех комплектов компенсаторных колец, руб.; С\ - стоимость металла одного комплекта колец, руб.; п - объём выпуска редукторов, шт.; С2 - стоимость одной минуты труда на изготовление одного комплекта колец, руб.; 1ШТК -штучно-калькуляционное время изготовления одного комплекта колец, мин.; С3 - постоянные затраты, руб.

Рис 3 Зависимость длины заготовки I от числа деления одной ступени компенсатора х

Для нахождения С| комплекта компенсаторных колец применяется следующая зависимость:

дг

где Л=Со'5'<7 - постоянная составляющая, равная произведению площади кольца, удельного веса и стоимости одного кг металла; - исходная толщина компенсатора (А) = 7,5 мм.); х = 1, 2, 3 - число деления одной ступени компенсатора на кольца, шт.; - ширина отрезного резца (Лрез= 3...5 мм.); (¡)\ - количество ступеней компенсатора {(¿\ = 5)

Метод регулирования с помощью неподвижных компенсаторов включает в себя пять разновидностей конструкций средств для компенсации. Для каждой конструкции определяется себестоимость изготовления в рублях и проводится сравнение.

Наибольшая себестоимость принимается за сто процентов и от неё ведётся сравнение себестоимости в процентном отношении других конструкций. На рис. 4 представлена гистограмма стоимости неподвижных компенсаторов, которая наглядно показывает, что наименьшая себестоимость достигается при внедрении конструкции компенсатора с мерными ячейками с шариками или пробками, предложенной автором.

Рис 4 Гистограмма стоимости конструктивных элементов неподвижных компенсаторов

Метод регулирования с помощью подвижных компенсаторов включает два типа конструкции. Традиционная конструкция подвижного винтового компенсатора, применяемого на ОАО «Редуктор», принята за 100 %, а предлагаемые автором компенсаторы с упругими элементами для автоматической компенсации тепловых зазоров составляют от 80 до 60 %. Особого внимания заслуживает вариант, когда конструктивный упругий элемент расположен на закладной крышке. Такая конструкция позволяет сократить количество деталей и обеспечить технологичность изделия. Единственный недостаток такой конструкции -необходимость изготовления закладной крышки из высокоуглеродистой стали (Сталь 45, 50) с последующей термообработкой для обеспечения упругости элементов.

Для проверки расчета и нахождения оптимальной величины компенсации было изготовлено приспособление для измерения осевого зазора в зависимости от температуры нагрева деталей редуктора (рис. 5), которое образует систему для измерения, состоящую из боковой крышки и индикатора часового типа.

Эксперименты проводились в исследовательской лаборатории на стенде предприятия ОАО «Редуктор».

Рис 5 Испытательный стенд для определения осевого зазора

Определение зависимости осевого зазора от температуры осуществлялось посредством измерения смещения промежуточного вала при нагреве масла в редукторе через каждые 10.. .12 К.

В ходе испытания выявлено то, что нагрев масла в зависимости от времени испытания при одном и том же нагружении крутящим моментом изменяется по кривой и асимптотически приближается к пределу. Предел изменения температуры характеризует установившийся режим, который учитывает равенство подводимого и отводимого тепла. Выявлено то, что при нагружении на выходном валу Л/кр = 5000 Нм температура масла (ТАП-156) в редукторе после двух часов испытаний увеличивалась до 58...60 °С и при дальнейших испытаниях возрастала на 1...2 °С в течение 6 часов. Графики зависимости увеличения температуры во времени представлены на рис. 6, 7. Из графиков видно то, что установившийся режим работы редуктора начинается раньше при более высокой начальной температуре масла.

1 - начальная температура 293 К, 2 - 288 К, 3 - 300 К

293 303 313 323 333 343

температура, К

Рис 7 Зависимость величины, характеризующей осевой зазор в подшипнике от температуры масла в редукторе

Влияние изменения температуры масла отражалось также и при измерении осевого зазора.

Величина, характеризующая осевой зазор в подшипнике, представленная на рис. 7, показывает то, что при увеличении температуры зазор уменьшается, а после 50° - увеличивается и асимптотически приближается к постоянному значению. Эти зависимости подтверждают необходимость учета в расчетах осевого зазора удлинения корпуса.

В четвёртой главе рассматривается методика анализа технологичности конструкции изделий редукторов по частным показателям и организационно-технические схемы сборки, впервые предлагаемые автором. При этом отмечается то, что на основе частных показателей ТКИ разработан и внедрён стандарт предприятия.

Особенность данной работы заключается в том, что каждая разработка и раскрытая закономерность проверялась на практике в условиях производства ОАО «Редуктор», и представленное здесь содержание отражает только те, которые приемлемы для производства.

В целом раскрытые связи и закономерности в технологии сборки редукторов, направленные на повышение производительности и качества,

могут быть использованы не только в машиностроении, но также и в приборостроении.

Окончательную оценку производственной технологичности в условиях сборочного производства предлагается проводить по частным показателям (табл. 5).

Таблица 5 Состав частных показателей технологичности

Наименование показателя технологичности Обозначение Коэффициент

показателя весомости, ф,

1) Объём выпуска в год кх 0,14

2) Методы достижения точности замыкающе-

го звена к2 0,13

3) Технологичность деталей, входящих в сбо-

рочную единицу 0,12

4) Технологичность вида соединения к, 0,11

5) Количество деталей, входящих в сбороч-

ную единицу кь 0,11

6) Точность относительно положения деталей к6 0,09

7) Количество направлений сборки к; 0,08

8) Коэффициент сборности конструкции 0,07

9) Коэффициент материалоёмкости изделия *9 0,06

10) Коэффициент унификации по маркам ма-

териалов 0,05

11) Коэффициент, учитывающий доступность

детали к месту сборки ки 0,04

Состав частных показателей технологичности сборочной единицы и коэффициенты весомости приведены в табл. 5, часть которых приняты из работ проф. Ю.Д. Амирова и переработаны к условиям сборочного производства.

Коэффициенты весомости (табл. 5) определены экспертным путём по каждому показателю применительно к редукторам и коробкам передач. Для других изделий могут быть использованы или все или часть показателей, а коэффициенты весомости должны быть выявлены на основе новых экспертных оценок.

На снижение трудоемкости влияет, не только технологичность, но и форма организации сборки, степень её дифференциации и концентрации. Если поточная форма организации труда, то применяется дифференциация технологии, в противном случае концентрация.

С учётом уточнения понятия о дифференциации разработана логическая модель выбора организационно-технологической формы сборки в виде графа редукции (рис. 8).

Рис 8 Граф редукции, отображающий выбор организационно-технологических форм сборки: Б, В, Г, Д, Е - подзадачи; И - индекс, отображающий изменение положения ТСЕ; П - индекс, отображающий постоянное положение ТСЕ; ПД(Н)- подвижная (неподвижная) сборка; ПрС -параллельно-последовательная сборка; Д - дифференциация, К - концентрация; Р - состояние положения рабочего (подвижное, неподвижное)

На основании графа редукции можно выявить различные организационно-технологические формы, например: если выбор ОТФ для одного рабочего места с п-сборочными единицами, установленных неподвижно, и относительно их двигаются рабочие, то эта дифференциальная сборка с несколькими рабочими и в соответствии с этим необходимо организовать членение операций на переходы.

Так на рис. 9 представлен оптимальный график движения рабочих, при условии, что время на операциях имеет следующие значения: ¿1=10 мин, /2=10 мин, ¿3=5 мин.

В начальный период цикл изготовления одного изделия Т)=60 мин, после установившегося режима такт выпуска изделия Т„=50 мин.

Особенность такой сборки заключается в том, что каждый рабочий должен уметь выполнять любые операции, а дифференциацию сборочных работ должен выполнять технолог.

а;

1оп I 11 12 г и /,--»I " г

б) 2оп 1г-10 I

Зоп 1^5

11 12

21 \ 22 I 23 \24 !

21 ' 2?

I-"

23 24

I , Г

11 12 2324

1

i_J.~I.-L 11 12 2324

12

21)

1, мин

Г, = 60 мин

Т6 - 50 мин

Рис 9. Сборка 4-х изделий, включающая 3 операции, выполняемые 2-мя рабочими. а) схема расположения изделий; б) график вида движений рабочих после выполнения операций

Из графика на рис. 9 видно, что первый рабочий собирает все четыре изделия, затем переходит на 3-ю операцию, где собирает два изделия. Второй рабочий после сборки 4-х изделий на 2-й операции переходит также на 3-ю операцию, где собирает два изделия. После этого оба рабочих возвращаются на свои первоначальные места.

Такой порядок движения рабочих обеспечивает минимальный цикл сборки изделий и соответствует параллельно-последовательному процессу выполнения работ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработана оптимизация технологических процессов сборки редукторов с компенсаторами общемашиностроительного и специального назначения, обладающая упорядоченными организационными, временными и экономическими связями.

2. Основные научные результаты, полученные лично соискателем:

2.1. Усовершенствован метод структурной оптимизации сборки машин применительно к редукторам с компенсаторами, включающий следующие этапы, отличающиеся от существующих методов:

• формализация технологии с помощью математических выражений, отображающих количество и последовательность действий при образовании сборочных единиц;

• предварительный выбор оптимального варианта технологии по минимальному количеству действий;

• разработка схем сборки в виде сетей Петри и расчет норм времени на одно действие в технологическом переходе;

• формирование операции из переходов по целевой функции - минимум отклонений времени от среднего значения при ограничении, что время операции меньше или равно такту выпуска;

• составление оптимального технологического процесса сборки.

2.2. Разработан метод параметрической оптимизации технологической операции - компенсация тепловых зазоров в редукторах, собираемых методом регулирования и пригонки. Отличительными особенностями метода является:

• выявление размерных связей для определения осевого зазора в подшипниках опор с учетом теплового расширения вала и корпуса редуктора;

• деление ступеней компенсатора на части, обеспечивая жесткость компенсирующих колец и меньшее их количество;

• выбор оптимального числа компенсирующих колец из условия экономии металла и снижения трудоемкости;

• сравнение себестоимости операции метода регулирования с методом пригонки в зависимости от объема выпуска изделия.

2.3. Усовершенствование методики отработки производственной технологичности конструкции редукторов по частным показателям, посредством введения новых показателей: а) объема выпуска изделий, б) методов достижения точности с учетом компенсации, в) сборности конструкции, определяемый из схем сборки.

2.4. Разработан граф редукции, отображающий выбор организационно-технологической формы сборки.

3. Соискателем проведены на стендах эксперименты по определению зависимости увеличения температуры масла в полости редуктора во времени, позволяющие выявить установившийся (стационарный) режим эксплуатации редукторов. Эксперименты также подтвердили необходимость учета в расчетах размерных цепей осевого зазора, удлинения корпуса редуктора.

4. Разработаны несколько вариантов конструкций компенсаторов, из которых на основе расчета себестоимости выбрали оптимальный компенсатор с мерными глухими ячейками и шариками.

5. На основании обобщения опыта работы производства редукторов, можно сделать вывод:

а) в конструкторской и технологической подготовке производства отработку изделия на технологичность необходимо проводить непрерывно по следующим стадиям:

• на стадии разработки чертежей - по показателям указанным в ГОСТах;

• на стадии проверки чертежей - по относительным показателям стандарта и частично по частным показателям, предложенными автором;

• на стадии разработки технологического процесса и его оптимизации - по всей совокупности частных показателей;

б) оптимизация технологических процессов сборки на основе минимума количества действий является необходимым условием, но не достаточным. Необходимым и достаточным условием является структурная и параметрическая оптимизация по минимуму трудоемкости и себестоимости с учетом организационных факторов (такта выпуска) при формировании операций из переходов.

6. Внедрены в производство ОАО «Редуктор» и на ОАО ИЭМЗ «Купол» рекомендации- определение оптимальных осевых зазоров в подшипниках, методика оптимальной последовательности образования сборочных единиц, с методами компенсации, связи структурных схем сборки с организационными факторами, метод деления ступеней компенсатора на части, выбор организационно-технологических форм сборки и методики производства технологичности конструкции по частным показателям.

Все рекомендации отражены в форме инструкции, а метод производственной технологичности сборочных единиц по частным показателям представлен в стандарте предприятия.

7. Системная разработка проблемы технической подготовки сборочного производства обеспечила:

а) научно-методическое обоснование и разработку комплекса нормативно-технических документов в виде стандартов предприятия и методик определения оптимальных осевых зазоров в подшипниках опор редукторов;

б) проектирование и внедрение оптимальных технологических процессов сборки редукторов с компенсаторами на основе структурной и параметрической оптимизации с экономическим эффектом от 1,5 до 3,0 тыс. рублей в год на одно изделие.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Осетров В.Г., Молчанов С.М., Мишунин В.П. Тоерия и практика орагнизации производства. - Ижевск: Изд-во «Д-Инфра», 2000. - 180с.

2. Мишунин В.П., Осетров В.Г. Оптимизация структуры процессов сборки редукторов / Сборка в машиностроении, приборостроении: Тез. докл. междунар. науч.- техн. семинара (2-3 окт., 2001г., г. Брянск)/ Под ред. O.A. Горленко,- Брянск: БГТУ.-41-44 с.

3. Организация технологии производства машин: Учеб. пособие для машиностр. спец. вузов / В.Г. Осетров, Ф.Ю. Свитковский, А.Г. Схирт-ладзе, Т.Н. Иванова, В.П. Мишунин, С.А. Шиляев, Э.А. Карпов, В.Б. Крахт, В.П. Борискин. - Москва: СТАНКИН. - 2001. - 224 с.

4. Мишунин В.П., Осетров В.Г. Оптимизация при достижении точности осевых зазоров в редукторах / Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2002. - №6, С2-4.

5. Осетров В.Г., Мишунин В.П. Применение алгебраических преобразований в технологии сборки машин //Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2002. - №8, С.9-14.

6. Мишунин В.П., Осетров В.Г., Кремнев Д.В. Производственная технологичность сборочных единиц по частным показателям. Стандарт предприятия. - Ижевск: ОАО Редуктор, 2002.

7. Мишунин В.П., Голосеев Ф.В., Постников А.И. Связи технологии и организации сборочного производства / Высокие технологии в механике. Материалы научно-технической конференции, Ижевск, 15-16 июля, 2002.

8. В.П. Мишуни, Осетров В.Г., Скопин A.A., Кремнев Д.В., Глават-ских Г.Н. Цилиндрическая передача со сферическим зацеплением / Информационные технологии в инновационных проектах, труды IV международной научно-технической конференции. В 4 ч., часть 3. -Ижевск: изд-во ИжГТУ, 2003. - С.19-21.

9. Мишунин В.П. Осетров В.Г., Структурные и организационно-технологические схемы сборки редукторов / Научно-технические и социально экономические проблемы регионального развития: Сб. трудов региональной Научно-практической конференции. - Глазов: Изд-во ИжГТУ, 2002. -С.27-33.

10. Осетров В.Г., Кремнев Д.В., Мишунин В.П. Производственная технологичность сборочной единицы по частным показателям / Актуальные проблемы конструкторско-технологического обеспечения машиностроительного производства: материалы международной конференции, в 2-х ч., Часть 1 / ВолгГТУ. - Волгоград, 2003. - С.185-187.

11. Осетров В.Г., Мишунин В.П., Кремнев A.B. Организационно-технологические формы и схемы сборки редукторов / Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2003. - №12, С.3-7.

Редуктор ЦЗНШ для станков качалок

РНБ Русский фонд

2006-4 8483

Мишунин Валерий Павлович

ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СБОРКИ РЕДУКТОРОВ С КОМПЕНСАТОРАМИ

Автореферат

Тираж 100 экз. заказ №46. Ротапринт ОАО «Редуктор».

23 г- т \

Введение

Глава 1. Обзор существующих работ и задачи исследований

1.1. Область исследований

1.2. Анализ методов оптимизации технологических процессов сборки

1.3. Метод достижения точности регулированием

1.4. Достижение точности замыкающего звена в размерной цепи методом пригонки

1.5. Организация и нормирование труда при методах сборки регулированием и пригонкой

Цели и задачи исследования

Глава 2. Теоретическое обоснование структурной оптимизации методов сборки регулированием и пригонки

2.1. Основные правила исчисления высказываний при проектировании технологии сборки с дополнением и уточнением

2.2. Преобразование на основе исчисления высказываний и алгебры сборки машин

2.3. Описание процессов сборки при концентрации и дифференциации

2.4. Структурные и организационно-технологические схемы сборки с компенсирующими операциями

2.5. Структурная оптимизация при образовании операций из переходов

2.6. Связь структуры технологии сборки с нормированием труда 2.7.0пределение расхода энергии на установочно-соединительных работах

Глава 3. Разработка оптимальной технологии сборки соединений редукторов с компенсаторами

3.1. Расчет теплового зазора в подшипниках, разработка конструкции и технологии для регулирования

3.2. Оптимальный выбор компенсаторов при регулировании тепловых зазоров в редукторах

3.3. Экспериментальные исследования по определению осевого зазора в подшипниках

3.4. Результаты испытаний при определении зависимости осевого зазора от температуры

Глава 4. Технологичность конструкции редукторов и оптимальные организационно технические нормы сборки редукторов и технологичности в сборочном производстве.

4.1. Технологичность конструкции изделия

4.1.1. Уточнения и дополнения общих положений о технологичности

4.1.2. Характеристики ТКИ с добавлением новых свойств

4.2. Производственная технологичность конструкции изделий редукторов

4.2.1. Технологичность по частным показателям

4.2.2. Пример расчета

4.3. Организационно-технологические формы и схемы сборки редукторов

Определяя содержание и задачи наук о технологии машиностроения проф. А. П. Соколовский писал: «Технология машиностроения - это комплексная дисциплина. Стремление рассматривать технологический процесс со всех точек зрения приводит к необходимости оперировать не только с вопросами чисто технического характера, но также с организационными и экономическими» [30].

В новейших работах ведущих технологов страны также подчеркивается необходимость раскрытия организационно-экономических связей с технологией машиностроения [5, 24]. В данной работе объектом исследования являются технологические процессы сборки редукторов общемашиностроительного и специального назначения. В исследованиях по технологии выявляются оптимальные структуры переходов, операций и маршрутов сборки редукторов с учетом временных и организационных связей. Учитывая то, что объем выпуска редукторов увеличивается, например, к 2003 году в ОАО «Редуктор» он возрос в 1,5 раза, актуальность повышения производительности труда с учетом организационных факторов становится необходимой. Для повышения производительности труда на сборочном производстве используется несколько направлений:

• Увеличение производственных площадей и количества рабочих мест.

• Механизация и автоматизация труда.

• Рациональное построение технологических процессов.

• Выявление резервов временных связей с учетом организации производственных процессов.

В условиях предприятия, где на ближайшие годы увеличение производственных площадей не планируется, актуальными являются три последних направления.

Рациональное построение технологических процессов на основе средств механизации, автоматизации и рациональной организации — это, прежде всего, системный подход, который рассматривает проектирование процесса сборки, как систему состоящей из двух составляющих.

1. Внешнего окружения, включающего в себя вход и выход системы, связь с внешней средой и обратная связь.

2. Внутренней структуры, т.е. совокупности взаимосвязанных компонентов, обеспечивающих процесс воздействия субъекта управления на объект, переработку входа системы в ее выход и достижение целей системы.

Вход системы проектирования технологии сборки — компоненты (сырьё, материалы, детали, покупные изделия, различные виды энергии, оборудования, кадры, информация и т.п.).

Выход системы — оптимальный технологический процесс, обеспечивающий наименьшие затраты труда и издержки производства.

Внешняя среда - компоненты, характеризующие условия производства, организацию, оборудование, кадры и т.д., где будет применятся технологический процесс.

Структурой системы проектирования технологии сборки является совокупность компонентов системы, находящихся в определённой упорядоченности. При этом число компонентов системы и их связей должно быть минимальным, но достаточным для выполнения главной цели - создание оптимальной технологии сборки.

В данной работе в системе проектирования рассматриваются следующие компоненты:

1) объекты производства для которых проектируются технологические процессы - редуктора нефтекачалок, планетарные редуктора для подъемников и двухступенчатые редуктора общего назначения;

2) подсистема математического аппарата, которая формализует процессы рассуждения анализа и синтеза сборочных единиц;

3) типовые технологические процессы отдельных соединений;

4) конструктивные формы компенсаторов для регулирования осевых зазоров;

5) способы компенсации и нормы времени по сборке типовых соединений редукторов.

Цель работы - разработка оптимальной технологии сборки редукторов с компенсаторами общемашиностроительного и специального назначения с учетом временных, организационных, размерных и экономических связей производства.

Для достижения цели решаются следующие задачи:

• разработка и совершенствование методов структурной и параметрической оптимизации технологии сборки редукторов с использованием метода достижения точности регулирования и пригонки;

• осуществление классификации редукторов и выбора организационно-технологических форм их сборки и способов компенсации;

• совершенствование структурного анализа и синтеза сборки редукторов на основе исчисления высказываний при проектировании процессов сборки;

• выявление и разработка технологических методов и средств компенсации погрешностей, а также определение норм времени на методы регулирования и пригонки;

• совершенствование метода отработки на технологичность редукторов с помощью новых частных показателей, дополняющих более полное раскрытие жизненного цикла изделия;

• разработка оптимальных технологий сборки редукторов для различных типов производства и внедрение их на предприятиях редукторостроения.

Работа состоит из 4-х глав. В первой главе рассматривается обзор существующих работ и формулируются цель и задачи исследования. В содержании первой главы отражаются наиболее характерные труды учёных в области совершенствования сборки редукторов.

Во второй главе раскрывается теоретическое обоснование структурной » оптимизации методов сборки регулированием и пригонкой. На основе исчисления высказываний дополняются и уточняются правила формализации технологических процессов сборки. Производится проверка применимости алгебры сборки машин к редукторам и использование её для установления норм времени. Здесь раскрываются новые возможности схем сборки для выявления организационных связей между цехами предприятия.

В третьей главе разрабатываются оптимальные технологии сборки соединений редукторов с компенсаторами. Рассчитываются тепловые зазоры в подшипниках с учётом теплового расширения корпуса. Приводятся конструкции компенсаторов для регулировки зазоров, разработанные автором. Для каждой конструкции указывается её стоимость. Уточняются расчёты по определению компенсаторов.

В четвёртой главе рассматриваются методика частных показателей технологичности конструкции изделий редукторов и организационно-технические схемы сборки, впервые предлагаемые автором. При этом отмечается то, что на основе частных показателей ТКИ разработан и внедрён стандарт предприятия.

Особенность данной работы заключается в том, что каждая разработка и раскрытая закономерность проверялась на практике в условиях производства ОАО «Редуктор», и представленное здесь содержание отражает только те, которые приемлемы для производства.

В целом раскрытые связи и закономерности в технологии сборки редукторов, направленные на повышение производительности и качества, могут быть использованы не только в машиностроении, но также и в приборостроении.

Автор выражает искреннюю признательность за ценные советы и руководство д.т.н., профессору Осетрову Владимиру Григорьевичу.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Разработана оптимизация технологических процессов сборки редукторов с компенсаторами общемашиностроительного и специального назначения, обладающая упорядоченными организационными, временными и экономическими связями.

2. Основные научные результаты, полученные лично соискателем:

2.1. Усовершенствован метод структурной оптимизации сборки машин применительно к редукторам с компенсаторами, включающий следующие этапы, отличающиеся от существующих методов:

• формализация технологии с помощью математических выражений, отображающих количество и последовательность действий при образовании сборочных единиц;

• предварительный выбор оптимального варианта технологии по минимальному количеству действий;

• разработка схем сборки в виде сетей Петри и расчет норм времени на одно действие в технологическом переходе;

• формирование операции из переходов по целевой функции - минимум отклонений времени от среднего значения при ограничении, что время операции меньше или равно такту выпуска;

• составление оптимального технологического процесса сборки.

2.2. Разработан метод параметрической оптимизации технологической операции - компенсация тепловых зазоров в редукторах, собираемых методом регулирования и пригонки. Отличительными особенностями метода является:

• выявление размерных связей для определения осевого зазора в подшипниках опор с учетом теплового расширения вала и корпуса редуктора;

• деление ступеней компенсатора на части, обеспечивая жесткость компенсирующих колец и меньшее их количество;

• выбор оптимального числа компенсирующих колец из' условия экономии металла и снижения трудоемкости;

• сравнение себестоимости операции метода регулирования с методом пригонки в зависимости от объема выпуска изделия.

2.3. Усовершенствование методики отработки производственной технологичности конструкции редукторов по частным показателям, посредством введения новых показателей: а) объема выпуска изделий, б) методов достижения точности с учетом компенсации, в) сборности конструкции, определяемый из схем сборки.

2.4. Разработан граф редукции, отображающий выбор организационно-технологической формы сборки.

3. Соискателем проведены на стендах эксперименты по определению зависимости увеличения температуры масла в полости редуктора во времени, позволяющие выявить установившийся (стационарный) режим эксплуатации редукторов. Эксперименты также подтвердили необходимость учета в расчетах размерных цепей осевого зазора, удлинения корпуса редуктора.

4. Разработаны несколько вариантов конструкций компенсаторов, из которых на основе расчета себестоимости выбрали оптимальный компенсатор с мерными глухими ячейками и шариками.

5. На основании обобщения опыта работы производства редукторов, можно сделать вывод: а) в конструкторской и технологической подготовке производства отработку изделия на технологичность необходимо проводить непрерывно по следующим стадиям:

• на стадии разработки чертежей - по показателям указанным в ГОСТах;

• на стадии проверки чертежей - по относительным показателям стандарта и частично по частным показателям, предложенными автором;

• на стадии разработки технологического процесса и его оптимизации - по всей совокупности частных показателей; б) оптимизация технологических процессов сборки на основе минимума количества действий является необходимым условием, но не достаточным. Необходимым и достаточным условием является структурная и параметрическая оптимизация по минимуму трудоемкости и себестоимости с учетом организационных факторов (такта выпуска) при формировании операций из переходов.

6. Внедрены в производство ОАО «Редуктор» и на ОАО ИЭМЗ «Купол» рекомендации: определение оптимальных осевых зазоров в подшипниках, методика оптимальной последовательности образования сборочных единиц, с методами компенсации, связи структурных схем сборки с организационными факторами, метод деления ступеней компенсатора на части, выбор организационно-технологических форм сборки и методики производства технологичности конструкции по частным показателям.

Все рекомендации отраженны в форме инструкции, а метод производственной технологичности сборочных единиц по частным показателям представлен в стандарте предприятия.

7. Системная разработка проблемы технической подготовки сборочного производства обеспечила: а) научно-методическое обоснование и разработку комплекса нормативно-технических документов в виде стандартов предприятия и методик определения оптимальных осевых зазоров в подшипниках опор редукторов; б) проектирование и внедрение оптимальных технологических процессов сборки редукторов с компенсаторами на основе структурной и параметрической оптимизации дает экономических эффект от 15 до 30 тыс. рублей в год на одно изделие.

1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя. М.: Машиностроение, 1982

2. Анферов М.А., Селиванов С.Г. Структурная оптимизация технологических процессов в машиностроении. — Уфа: Гилем, 1996.-185с.

3. Базров Б.М. Расчет точности машин на ЭВМ. — М.: Машиностроение, 1984.-256с.

4. Базовая система микроэлементных нормативов времени/ Методические и нормативные материалы. — М.: Изд-во НИИ труда, 1982

5. Балакшин Б.С. Теория и практика технологии машиностроения.- В 2-х кн. -М.: Машиностроение, 1982

6. Буловский П.И. и др. Проектирование и оптимизация технологических процессов и систем сборки радиоэлектронной аппаратуры/ П.И. Буловский, В.П. Ларин, А.П. Павлов. М.: Радио и связь, 1989. - 176с.

7. Буловский П.И. Основы сборки приборов. М.: Машиностроение, 1970.-200с.

8. Вартанов М.В., Зинина И.Н. Метод оценки фактической площади контакта в соединении металл полимер на основе кривых опорного профиля //Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2001.-№9

9. Гаврилов А.Н. Основы технологии приборостроения.- М.: Высшая школа, 1970.-328с.

10. Гонсалес Сабетер А. Содержание задачи автоматизации проектирования технологии сборки изделий машиностроения // Сборка в машиностроении, приборостроении.-2001 .-№6, С. 10-15

11. Гонсалес — Сабетер А. Построение математической модели для автоматизированного решения задач проектирования технологии сборки изделий машиностроения // Сборка в машиностроении, приборостроении.-2002.-№1, С.9-14

12. Гусев А.А., Гусева И.А. Базирование деталей для достижения точности совпадения осей посадочных поверхностей вращения соединяемых деталей// Сборка в машиностроении, приборостроении. 2001.-№6, 7

13. Дальский A.M. Технология наследственности в сборочном производстве.-М.: Машиностроение, 1978

14. Дальский A.M., Кулешова З.Г. Сборка высокоточных соединений в машиностроении.» М.: Машиностроение, 1985.- 304 с.

15. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин: Учеб. пособие для машиностр. спец. вузов.- 4-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1985.-416с., ил.

16. Жабин А.И., Мартынов А.П. Собираемость крупных зубчатых зацеплений на основе расчета сборочных размерных цепей//Вестник машиностроения, 1973, №1.-С.43-46

17. Жабин А.И. Механизация и автоматизация сборочных работ в единичном и мелкосерийном производстве.- Механизация и автоматизация производства, 1971, №8, С. 18-23

18. Жданович В.Ф., Соболь A.M., Элисман Т.С. Справочник технолога сборщика станков.- М.: Машиностроение, 1971.-247с.

19. Зарин А.А., Логинов В.Е. Оптимизация процессов сборки, регулировки и испытания топливной аппаратуры двигателей.- М.: Машиностроение, 1989.-80с., ил.

20. Зиняев В.И. Линейные размерно-силовые цепи газотурбинных двигателей в проекции на одну плоскость: Учеб. пособие.-Уфа, 1987.-78с.

21. Зиняев В.И. Определение методов сборки точных машин: Учеб. пособие.-Уфа: УАИ, 1989.-79с.

22. Игнатов А.В. Формирование технологического процесса сборки клеевого соединения//Сборка в машиностроении, приборостроении, 2001.-№6

23. Капустин Н.М., Павлов В.В., Козлов А.А. и др. Диалоговое проектирование технологических процессов.- М.: Машиностроение, 1983.-225с.

24. Колесов И.М. Основы технологии машиностроения: Учеб. для машиност. вузов.- 2-е изд., испр.- М.: Высшая школа, 1999.-597с, ил.

25. Котов В.Е. Сети Петри.- М.:Наука. Гл.ред. физ.-мат. лит., 1984.-160с

26. Кудрявцев В.Н., Державец Ю.А., Глухарев Е.Г. Конструкции и расчет зубчатых редукторов: Справочное пособие.- М.: Машиностроение, 1971.-328с

27. Кузьмин В.Ф. Основные приемы компенсации погрешностей при сборке планера самолета//Сборка в машиностроении, приборостроении.- 2002.-№1, с 2-9

28. Ларин В.П. Автоматизация технологических процессов сборки и контроля в авиационном приборостроении.-JI.: ЛиАП, 1981.-69с

29. Лебедевский М.С., Вейц В.Л., Федоров А.И. Научные основы автоматической сборки.-М.: Машиностроение, 1985.-316с

30. Маталин А.А., Рысцова B.C. Точность, производительность и экономичность механической обработки.- М.-Л.:Машгиз, 1963.-352с, ил.

31. Механизация и автоматизация сборки в машиностроении/А.В. Воронин, А.И. Гречухин, А.С. Калашников и др.-М.: Машиностроение, 1985.-272с, ил.

32. Мишунин В.П., Осетров В.Г. Оптимизация структуры процессов сборки редукторов / Сборка в машиностроении, приборостроении: Тез. докл. между-нар. науч.- техн. семинара (2-3 окт., 2001г., г. Брянск)/ Под ред. О.А. Горлен-ко.- Брянск: БГТУ.-41-44 с.

33. Мишунин В.П., Осетров В.Г. Оптимизация при достижении точности осевых зазоров в редукторах / Сборка в машиностроении, приборостроении. — 2002. №6, С2-4.

34. Мишунин В.П., Осетров В.Г., Кремнев Д.В. Производственная технологичность сборочных единиц по частным показателям. Стандарт предприятия. — Ижевск: ОАО Редуктор, 2002.

35. Мишунин В.П. Осетров В.Г., Голосеев Ф.В., Постников А.И. Связи технологии и организации сборочного производства / Высокие технологии в меха-ниеке. Материалы научно-технической конференции, Ижевск, 15-16 июля, 2002.

36. Новиков М.Н. Основы технологии сборки машин и механизмов.- М.: Машиностроение, 1983 .-592с

37. Организация и технология сборки машин: Учеб. пособие для машиностр. спец. вузов/ Осетров В.Г., Свитковский Ф.Ю., Схиртладзе А.Г. и др.; Под ред. Ф.Ю. Свитковского, В.Г. Осетрова.- Ижевск: ИжГТУ, 2001.- 224с, ил.

38. Организация производства на промышленных предприятиях США.- В 2-х кн.-М.: Изд-во иностранной литературы, 1961.-Т1.-476с; Т2.-562с.

39. Организация, нормирование и материальное стимулирование труда в машиностроении: Учеб. пособие для машиностр. спец. вузов/Л.А. Глаголева, С.Г. Пуртов, С.В. Смирнов и др.; Под ред. И.М. Разумова, С.В. Смирнова.- М.: Высшая школа, 1988.- 288с.

40. Осетров В.Г. Сборка на конвейере с переменным ритмом в мелкосерийном производстве. В сб.: Комплексная механизация и автоматизация производственных процессов резерв повышения эффективности производства.-Ижевск: ДНТП, 1980

41. Осетров В.Г. Энергосберегающие процессы и оснастка в механосборочных, цехах.- Ижевск: Удмуртия, 1987.-124с

42. Осетров В.Г. Определение точности расположения деталей при сборке // Вестник машиностроения.-1986.-№1, с.47-50

43. Осетров В.Г. Исчисление высказываний при проектировании процессов сборки машин // Вестник машиностроения.- 1998.-№3, с.29-33

44. Осетров В.Г. Схемы сборки машин в автоматизированном производстве // Механизация и автоматизация производства.- №3, М. 1999

45. Осетров В.Г. Алгебра сборки машин// Вестник Ижевского государственного технического университета.- 2000.-№4, с.27-32

46. Осетров В.Г., Касимов Ф.К. Предприниматель и производсство (модели, задачи, решения). Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 1997-144с.

47. Осетров В.Г., Федоров Б.Ф. Бригадные формы труда на сборке,- Ижевск: Удмуртия, 1984.-96с

48. Осетров В.Г., Федоров Б.Ф. Сборка машин с компенсаторами.- М.: Машиностроение, 1993.-96с, ил.

49. Осетров В.Г., Касимов Ф.К. Менеджер и оптимальные производственные решения.- Ижевск: Изд.-во ИжГТУ, 1998.- 176с

50. Осетров В.Г., Свитковский В.Ф. Логика и практика сборки машин.- Ижевск: Изд.-во ИжГТУ, 1996.- 87с, ил

51. Осетров В.Г., Молчанов С.М., Мишунин В.П. Теория и практика в организации производства.- Ижевск: Д-Информ, 2000.-180с

52. Осетров В.Г., Мишунин В.П. Применение алгебраических преобразований в технологии сборки машин // Сборка в машиностроении, приборостроении. -2002.-№8, С9-14.

53. Павлов В.В. Структурное моделирование производственных систем: Учеб. пособие.- М.: Мосстанкин, 1987.- 80с

54. Павлов В.В, Тарасова М.В. Моделирование механических связей деталей при автоматизированном проектировании сборки изделий// Сборка в машиностроении, приборостроении.- 2000.- №3

55. Пашуто В.П. Организация и нормирование труда на предприятиях: Учеб. пособие.- Мн.: Новое знание, 2001.-304с

56. Родионов А.В., Белый В.Ф. Магнитожидкостные герметизаторы// Сборка в машиностроении, приборостроении.-2001 .-№7

57. Скойдеда А.Т., Даньков A.M. Передаточные механизмы на основе сотавных зубчатых колес. Минск: БГПА, 2002. - 96с.

58. Справочник технолога-машиностроителя. В 2т / Под ред. А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1986. -656с.

59. Сборка и монтаж изделий машиностроения: Справочник, В 2-х т./Ред. Совет: B.C. Корсаков и др.-М.: Машиностроение, 1983.- Т1 Сборка изделий машиностроения/ Под ред. B.C. Корсакова, В.К. Замятина, 1983.-480с, ил.

60. Суслов А.Г. Технологическое обеспечение параметров состояния поверхностного слоя деталей машин.-М.: Машиностроение, 1987.-118с

61. Снесарев Г.А. Конструирование редукторов. Метод, рекомендации по технической механике. Выпуск 6.-М.: Высшая школа, 1982

62. Снесарев Г.А. Расчет редукторов на надежность.- Вестник машиностроения, 1982, №4.8

63. Справочник нормировщика/ Под ред. проф. А.В. Ахумова.-JI.: Машиностроение, 1986

64. Технология машиностроения: В 2-х т Т.1. Основы технологии машиностроения: Учебник для вузов/В.М. Бурцев, А.С. Васильев, A.M. Дальский идр.; Под ред. A.M. Дальского.-2-е изд., стереотип.-М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.-564с., ил.

65. Технология автоматизированного машиностроения. Спец. Часть / Под ред. А.А. Жолобова.- Мн.: Дизайн ПРО, 1997.-384с., ил.

66. Технология машиностроения (специальная часть): учебник для машиностроительных спец. вузов/ А.А. Гусев, Е.П. Ковальчук, И.М. Колесов и др./ М.: Машиностроение, 1986.-480с

67. Технологичность конструкции изделия: Справочник/ Ю.Д. Амиров, Т.К. Алферова, П.Н. Волков и др.; Под общ. ред. Ю.Д. Амирова.-М.: Машиностроение, 1990.-786с

68. Технологические основы ГПС: Учеб. для студентов маш. вузов / В.А. Медведев, А.П. Веркиенко, В.М. Брюханов и др.; Под ред. Ю.М. Соломенцева. -М.: Машиностроение, 2000. 240с.

69. Фатхутдинов Р.А. Организация производства: Учебник.- М.:ИнФРА-М, 2000-672с

70. Федоров Б.Ф., Осетров В.Г. Сборка узлов станков и машин с применением пластмассовых компенсаторов.- В кн.: Комплексная механизация и автоматизация сборочных и монтажных работ.- Л.: ЛДНТП, 1978-с50-77

71. Федоров Б.Ф., Ю.А. Вавуленко, Коринюк В.Г. Сборка машин в тяжелом машиностроении. М.: Машиностроение, 1981. - 256 с.

72. Чернавский С.А., Снесарев Г.А. и др. Проектирование механических передач: Учеб. пособие.-М.: Машиностроение, 1984

73. Челищев Б.Е. и др. Автоматизация проектирования технологии в машиностроении/ Под ред. Н.Г. Бруевича.-М.: Машиностроение, 1987.-264с

74. Челищев Б.Е., Бодрова И.В. Автоматизированные системы технологической подготовки производства.-М.: Энергия, 1975. 137с

75. Шемарин Н.Н., Терехин Н.А., Мигай А.Ю. Основные условия эффективности применения машинной пригонки в сборочных процессах// Исследование в области технологии механической обработки и сборки. Тула: ТПИ, 1981, с56-60

76. Цветков В.Д. Системно-структурное моделирование технологических процессов.- Минск: Наука и техника, 1979.- 264с

77. Zachau Н., Nowak Н., Schutze J. Moglichkeiten zur rationellen Ausarbeitung technologischer Dokumentationen fur Montageprozesse.- Fertigungstechnik und Betrieb, 1974, 24, №12, S. 742-745

78. Tempelhof K.-H. Muller H. Rationalisierte Montageprozesermittlung fur Getriebe.- Fertigungstechnik und Betrieb, 1980, 30, №1, S. 21-23

79. Braecklein B. Rechnergestutzte Montagefolgeermittlung. TU Dresden: Dissert. 1982.

80. Richter K. Rechnergestutzte tecnologische Montagevorbereitung unter besonderer Berucksichtigung der Reichen- und Verrichtungsfolgebestimmung. TU Dresden: Dissert. 1980.

81. Tempelhof K.-H., Borns R., Meister G. Erfahrungen bei der Rationalisierung der technologischen Fertigungsvorbereitung.- Fertigungstechnik und Betrieb, 1977, 27, №8, S. 462-465.

82. Seiler R., Braeklein B. Rechnergestutzte tecnologische Vorbereitung. der Montage .- Pertigungstechnik und Betrieb, 1980,30,№ 3, S. 170-172.

83. Binger G., Hachau H. Tecnologische Gesetzmasigkeiten der Montage im Maschinenbau.- Wiss. Z. der Techn. Univ. Dresden, 1977,26 ,№6 , S. 1105-1113

84. Warnecke H.-K., Hirschbach O. . Rechnergestutzte Montageplanersteellung im Dialogverkehr.- Annals of the CIRP, 1976, 25, №1, S. 381-383