98089

Унификация конструктивных элементов

Реферат

Физика

В национальной практике России как правило используется термин унификация понимаемый как приведение к единообразию технических характеристик изделий документации и средств общения терминов обозначений и др. Унификация позволяет повысить серийность операций и выпуска изделий и как следствие удешевить производство сократить время на его подготовку.

Русский

2015-10-27

31.81 KB

4 чел.

ФГБОУ ВПО  «Брянская государственная инженерно-технологическая академия»

кафедра «Технический сервис»

Реферат

по дисциплине: Основы работоспособности технических систем

на тему: «Унификация конструктивных элементов»

Выполнил:

студент гр. САТ-301

Егоров С.С.

Проверил:

Тихомиров В.П.

Брянск, 2015

Унификация — установление оптимального числа размеров или видов продукции, процессов или услуг, необходимых для удовлетворения основных потребностей. В национальной практике России, как правило, используется термин «унификация», понимаемый как приведение к единообразию технических характеристик изделий, документации и средств общения (терминов, обозначений и др.).

Унификация — это распространённый и эффективный метод устранения излишнего многообразия посредством сокращения перечня допустимых элементов и решений, приведения их к однотипности. Унификация является разновидностьюсистематизации, которая преследует цель распределения предметов в определённом порядке и последовательности, образующей чёткую систему, удобную для пользования.

Унификация в процессе конструирования изделия — это многократное применение в конструкции одних и тех же деталей, узлов, форм поверхностей. Унификация в технологическом процессе — это сокращение номенклатуры используемого при изготовлении изделия инструмента и оборудования (например, все отверстия одного или ограниченного значений диаметров, всё обрабатывается только на токарном станке, применение одной марки материала).

Унификация позволяет повысить серийность операций и выпуска изделий и, как следствие, удешевить производство, сократить время на его подготовку. С другой стороны, унификация зачастую ведет к увеличению габаритов, массы, снижению КПД и т. п. вследствие не всегда оптимальных значений используемых параметров и изделий. Поэтому целесообразность повышения степени унификации должна подтверждаться, например, на основе сравнения разных вариантов технических решений и соответствующего им соотношения затрат и выгод.

Уровень унификации изделия определяется с помощью системы показателей, например, коэффициентом, равным отношению числа унифицированных (одинаковых) элементов к общему их количеству. Если в конструкции имеется несколько групп унифицированных элементов, то общий коэффициент обычно получается свёрткой. Возможна оценка степени унификации по отношению массы или стоимости унифицированных деталей к общей массе или стоимости всего изделия.

Заранее заложенная в конструкцию унификация упрощает последующее совершенствование таких изделий и их приспособление к новым условиям. Существуют следующие направления создания унифицированных конструкций:

  1.  метод базового агрегата. Разнообразие получаемых изделий основывается на наличии у них общей, базовой части (агрегата) и дополнительных частей, создающих это разнообразие. Например, разные по виду салона модели легковых автомобилей могут обладать одним и тем же двигателем и шасси (это — базовый агрегат);
  2.  компаундирование. Увеличение производительности изделия достигается параллельным присоединением и одновременной работой ряда однотипных изделий. Например, подключение дополнительных насосов, установка второго двигателя (а не увеличение мощности прежнего);
  3.  модифицирование. Это — приспособление уже выпускаемого изделия к новым условиям без изменения в них наиболее дорогих и ответственных частей. Например, замена материала корпуса асинхронного двигателя на другой с целью обеспечения возможности эксплуатации его в новых климатических условиях;
  4.  агрегатирование (принцип модульности). Новое изделие создается на основе комбинации уже имеющихся унифицированных агрегатов, которые обладают полной взаимозаменяемостью (совместимостью) по эксплуатационным показателям и присоединительным размерам.

Унификация может осуществляться до стандартизации, если её результаты не оформляются стандартом. Но стандартизация изделий и их частей обязательно предполагает их унификацию.

Унификацией называют приведение к оптимальному единообразию форм и объектов человеческой деятельности.

Это понятие универсально и касается любых организационных, научных, проектно-конструкторских, технологических, экономических, общественно-социальных и других форм деятельности и их результатов (изделий, построек, деталей, материалов, технологических процессов, методов исследований и расчетов, формы представления результатов, законов, правил, порядка их принятия и т.п.).В технике понятие унификации определяется (согласно ГОСТ 23945.0-80) следующим образом: "Унификация изделий - приведение изделий к единообразию на основе установления рационального числа их разновидностей".

Суть принципа унификации конструкций изделий заключается в ограничении многообразия возможных частных (индивидуальных) решений на всех этапах проектно-конструкторской деятельности рамками общих свойств и признаков, приводящих изделие к единой системе типовых конструкций.

Под единой системой типовых конструкций следует понимать ограниченное число (группу) конструкций изделий, применяемых в определенной области и выполняющих одинаковую или разные функции, но имеющих однозначную функциональную и конструктивную совместимость изделий и их элементов по принципам построения, структуре, источникам и номиналам питания, размерам, материалам, технологии изготовления, сборки, контроля, обслуживания, ремонтов и т.д.

Единая система создается, исходя из принципа: "Целое состоит из частей, на которое оно может быть разложено и из которых может быть снова собрано".

Новое качество достигается заменой, добавлением, изъятием, перестановкой составных частей, которые должны иметь "открытую форму", т.е. обладать свойствами совместимости.

Основные цели унификации:

- сокращение сроков проектирования, подготовки производства, изготовления, проведения технического обслуживания и ремонтов изделий;

- повышение экономической эффективности создания и эксплуатации изделий за счет снижения затрат при проектировании и специализации производства, технического обслуживания и ремонтов;

- повышение показателей качества (надежности, технологичности и др.), взаимозаменяемости изделий и их составных частей;

- рациональное ограничение номенклатуры и объемов выпуска продукции при обеспечении функциональной и количественной ее потребностей.

 

Различают следующие методы унификации конструкций: индивидуальный, базовый и агрегатно-модульный, которые фактически являются соответствующими методами проектирования.

Индивидуальный метод унификации (его называют также методом заимствования, моноблочным, пассивным методом) основывается на использовании в конструкции ранее созданных (заимствованных) решений, типовых устройств, деталей и их элементов (соответствие размеров ряду предпочтительных чисел, углов, уклонов, конусностей; форма поверхностей, шероховатость, фаски, канавки, центровые отверстия, рифления, покрытия и т.д. должны соответствовать типовым рекомендациям и стандартам).

Он используется обычно при создании конструкций индивидуальных (оригинальных) и уникальных приборов и их составных частей, изготавливаемых в единичном, опытном или мелкосерийном производстве для решения частных технических задач, а также для улучшения тех или иных характеристик существующих прототипов (аналогов). Примерами могут служить уникальные образцы техники (космические корабли, телескопы, "СОИ"; специализированное технологическое оборудование, оснастка, контрольно-юстировочные приспособления; модернизированные серийные приборы, имеющие более высокие сравнительные характеристики (по мощности, точности, надежности, производительности, габаритно-весовые и т.п.)).

Разработка пионерских (принципиально новых) приборов, основанных на новых физических принципах, изменении схем и конструкций, использовании новых элементов, материалов и т.п.,также требует применения индивидуального метода унификации. Причем для перспективных приборов (таких, например, какими были в свое время пионерские образцы персональных компьютеров, видеокамер и магнитофонов, копировальные аппараты, факсы и т.п.) должна проводиться так называемаяопережающая унификация, основанная на научно-техническом прогнозировании тенденций будущего развития этих приборов, их составных частей, изменений, технико-экономических характеристик, методов производства, обслуживания, ремонта и т.п.

Индивидуальный метод унификации используется также при разработке моноблочных изделий, имеющих простую конструкцию, не требующую разбивки ее на функциональные блоки и узлы, а также сверхминиатюрных, не позволяющих производить их из блоков (стимуляторы сердца, медицинские зонды и т.п.).

Базовый метод унификации является активной формой унификации и заключается в создании модификаций или унифицированного ряда изделий на основе конструкции базового изделия.

В модификациях или унифицированных рядах используется единое функциональное и конструктивное решение и общие для всех основные части и элементы.

Например, несущие устройства (корпуса, штативы, стойки, столы...), соединительные устройства (электрические разъемы, муфты, замки, шарниры...), энергетическо-информационные устройства (блоки питания, индикации, пульты, клавиатура ...), защитные устройства (кожуха, экраны, термостаты...), функциональные устройства (измерительные, осветительные, наводящие, регистрирующие ...).

Примерами базового метода унификации конструкций могут служить унифицированные ряды электродвигателей, реле, зубчатых редукторов, осциллографов, теодолитов, модификации станков, автомобилей, бытовой техники (пылесосов, стиральных машин, холодильников...) и т.п. Хорошо известен, например, факт создания автомобильным заводом в г.Тольятти семейства из порядка десяти модификаций автомобилей "Лада" на основе базовой модели "Фиат-124". Фирмой "Крал Цейсс" разработано несколько унифицированных рядов микроскопов "Mikroval" (Jenamed, Jenalumar, Jenapol) позволяющих путем комбинации узлов и элементов конструктивного ряда получать микроскопы не только с различным увеличением, полем, апертурой, но и для наблюдения в проходящем и отраженном свете, поляризационные, интерференционные, флуорисцентные, фотометрические и др.

Конструкторами фирмы ЛОМО создан унифицированный ряд вертикальных и горизонтальных длиномеров, спектральных приборов, фотоаппаратов, медицинских приборов, имеющих в своей основе соответствующие базовые модели.

Агрегатно-модульный метод унификации (его называют также функционально-блочным, блочно-модульным) является наиболее прогрессивным, позволяющим проектировать и изготавливать изделие (их комплексы и ряды) из функциональных модулей (блоков).

Функциональный модуль представляет собой автономное конструктивное устройство, унифицированное по его функции, параметрам, геометрии, материалам, обладающее совместимостью необходимых свойств и параметров (информационных, энергетических, конструктивных, эксплуатационных) с другими модулями.

Синтез (и изменение) общей функции изделия, обеспечение его параметров и показателей качества достигается комбинацией модулей, присоединением новых, их изъятием и заменой. Оригинальные детали, узлы и функциональные устройства при агрегатно-модульном проектировании применяются только в случаях, когда этого требует специфика изделия либо "пионерское" решение.

Модули в зависимости от выполняемых задач подразделяются на: несущие, управляющие, исполнительные (преобразовательные), соединительные, обеспечивающие, коммуникационные и др.

Агрегатно-модульный метод унификации и проектирования широко используется при создании электроизмерительных приборов, аудио-видеоаппаратуры, вычислительной техники, телефонных станций, а также других изделий, основанных на унифицированных и стандартизованных функциональных модулях и элементах микроэлектроники и электротехники (микросхемы, интегральные схемы, микропроцессоры, блоки питания, управления, коммуникации, индикации и т.д.).

Типичным примером таких изделий могут служить IBM-совместимые персональные компьютеры, унификация которых охватывает принципы организации, архитектуры, интерфейсы, микропроцессорную элементную базу, накопители, периферийные устройства (дисплей, клавиатуру, принтер, манипулятор, графопостроитель, модем...).

В машиностроении и приборостроении агрегатно-модульный метод применяется в меньшей степени, что обусловлено разнообразием назначения и решаемых задач, различием физических принципов и энергоносителей в межвидовых изделиях, использованием функциональных устройств и узлов с различными физическими принципами действия в однотипных изделиях, затрудняющих их совместимость. В настоящее время чаще используются индивидуальный и базовый методы унификации, однако тенденции развития конструкций изделий этих отраслей промышленности связаны с агрегатно-модульным проектированием. Чаще всего этот метод используется при создании однотипных изделий одного функционального назначения: станков, роботов, автомобилей, строительных машин. Что касается точных приборов, то практически все передовые фирмы, их производящие, применяют агрегатно-модульную унификацию отдельных видов приборов либо используют унифицированные агрегаты и модули. Некоторые фирмы специализируются на производстве таких агрегатов и модулей. Например, фирма "Хайденхейн" (ФРГ) специализируется на выпуске фотоэлектрических преобразователей (датчиков) линейных и угловых перемещений различных модификаций. Корпорации "ORiel", "Ealing" (США) производят столы, оптические скамьи, рейтера, оправы, оптические узлы и элементы, из которых можно смонтировать лабораторные исследовательские или учебные установки, макеты приборов и т.п. Исходя из практики точного приборостроения, следует отметить, что при создании конструкций приборов чаще всего используется смешанный метод унификации, включающий в себя элементы индивидуального, базового и агрегатно-модульного методов.

 

Уровень унификации обычно определяется коэффициентами применяемости (КПР) и повторяемости (КП): где n0 - количество типоразмеров оригинальных составных частей; n - общее количество типоразмеров составных частей, включающее оригинальные унифицированные, нормализованные, стандартные и покупные;

NS- общее количество составных частей (деталей); N - количество одинаковых частей (деталей), используемых в изделии повторно.

Список литературы

  1.  Тартаковский, Д Ф. Метрология, стандартизация и технические средства измерений: Учебник для вузов М.: Высшая школа, .2002. – 201 с.
  2.  Тунгусов А.А. Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Технические средства предприятий сервиса» Томск: ТУСУР -2006. - 45

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57555. Інтегрований урок з курсу «Я і Україна», образотворчого мистецтва, музики «Національний одяг, його особливості» 48.5 KB
  Ознайомити з українським національним одягом його особливостями. Оголошення теми завдань уроку Сьогодні на уроці ми будемо говорити про український одяг його особливості. Розповідь з елементами бесіди про український національний одяг.
57556. Богатырская тематика в изобразительном искусстве и музыке (А. П. Бородин – В. М. Васнецов) 81 KB
  Тип урока: интегрированный изобразительное искусство музыка биология продолжительность 90 мин. Организационный момент 2 мин. Изучение материала мотивация учебной деятельности подготовка к восприятию материала...
57557. Роль хімії та фізики в житті людини 94 KB
  Тип уроку: науковопрактична конференція. Головна проблема уроку: Інтеграція знань за допомогою методу проектів призводить до більш зацікавленого особистісно значимого і осмисленого сприйняття цих знаннь що посилює мотивацію і активність...
57558. Інтегрований урок “Любить свій край – це значить все любити” (Інтеграція з біологією та географією) 69.5 KB
  Мета уроку : повторити й поглибити знання учнів про займенник як частину мови його морфологічні ознаки; зясувати яку синтаксичну роль виконує в реченні займенник та які існують розряди займенників за значенням...
57559. Зречення принципів та ідеалів – шлях до успіху? (Б. Брехт «Життя Галілея», І. Багряний «Тигролови») 68 KB
  Уроки літератури є ефективними, якщо вони перетворюються на уроки життя. Життя – непередбачуване, гірке і солодке, одноманітне і барвисте, часом сумне чи радісне, але дивовижне й цікаве. А найголовніше (що дуже шкода) — дається один раз.
57560. МНОЖЕННЯ ЧИСЛА 2. РIЗНОМАНIТНIСТЬ ТВАРИН I ПТАХIВ 81.5 KB
  Мета: математика: перевірити знання учнів із теми Множення числа 2, формувати уміння знаходити значення виразів, які містять табличні випадки множення числа 2, розв’язувати задачі на множення, продовжувати змінювати приклади на додавання прикладами на множення...
57561. тематика й астрономія Що спільного між заходом Сонця в Донецьку і функцією синус Мотивація і плануван. 60 KB
  За допомогою відривного календаря легко помітити момент сходу та заходу Сонця для різних міст України на кожне число кожного місяца. Перше що залежить від різниці довготи Києва та інших міст України додається до часу сходу та заходу...
57562. Поезія і музика - це завжди неповторність, якийсь безсмертний дотик до душі... 84.5 KB
  Діти сьогодні у нас незвичайний урок. Учитель музики Діти з давніхдавен люди захоплювались не лише барвами природи а й її неповторними звуками і намагались наслідувати їх у своїх музичних творах. Учитель Дійсно вершиною художньої зображальності Вівальді...
57563. Інтегрований урок: Математика. Народознавство 58 KB
  Мета: Закріпити навички додавання і віднімання круглих десятків і сотень, навчити додавати трицифрові числа виду 520+340, вдосконалювати вміння розв’язувати розширені задачі на зведення до одиниці...