Типизация машин


Народному хозяйству нашей страны нужны разные экскаваторы: с двигателями внутреннего сгорания и с электрическими двигателями, с прямой и обратной лопатой, драглайны, монтажные краны, грейферные краны для погрузки сыпучих материалов, планировщики откосов. В зависимости от условий, в которых работает экскаватор, ему необходима гусеничная или колесная тележка. Если же машину надо часто перебрасывать с одного участка на другой, ее лучше всего поставить на шасси автомобиля. При наличии двух типов силовых установок, четырех типов тележек для передвижения экскаватора и девяти видов сменного рабочего оборудования завод сможет выпускать экскаватор в 72 различных сочетаниях его типовых узлов и механизмов.

Типизация узлов и механизмов экскаватора: 1— дизель; 2 — электродвигатель; 3 — колесная тележка; 4 —шасси автомобиля; 5 — гусеничная тележка; 6 — болотные гусеницы; 7 — прямая лопата; 8 — крановая стрела с крюком; 9 — обратная лопата; 10 — грейфер; 11 — стрела и ковш драглайна; 12 — струг; 13 — засыпатель траншей; 14 —корчеватель; 15 — копер.
Типизация узлов и механизмов экскаватора: 1— дизель; 2 — электродвигатель; 3 — колесная тележка; 4 —шасси автомобиля; 5 — гусеничная тележка; 6 — болотные гусеницы; 7 — прямая лопата; 8 — крановая стрела с крюком; 9 — обратная лопата; 10 — грейфер; 11 — стрела и ковш драглайна; 12 — струг; 13 — засыпатель траншей; 14 —корчеватель; 15 — копер.

У экскаваторов разной сборки 60% их деталей будет повторяться во всех видах этой машины.

Типизация узлов машины имеет большое значение для выпускающего ее завода. Но еще большее значение она имеет для потребителя. Вот пример: строительная организация, обслуживающая нужды сельского хозяйства, приобрела наш экскаватор с комплектом сменного оборудования. Поставив на экскаватор прямую лопату, строители работают с ним на карьере: добывают строительные материалы, копают котлованы. Поставив обратную лопату, копают траншеи для прокладки водопровода или газопровода. Поставив оборудование драглайна, углубляют и расширяют колхозный пруд. С помощью корчевателя пней расчищают строительную площадку. А кран помогает возводить из сборного железобетона здание колхозной фермы.

«Семейство» зубчатых редукторов
«Семейство» зубчатых редукторов

Примеров работы конструкторов над различными машинами можно привести очень много.

Типизация узлов получила широкое распространение во многих отраслях машиностроения. Так, «семейства» металлообрабатывающих станков проектируются с применением типовых узлов (агрегатов). Это дает возможность, наладив изготовление таких агрегатов, быстро собирать из них станки различного назначения: токарные, фрезерные, сверлильные и др.

Но вернемся к нашей машине. В эскизный проект уже внесены необходимые исправления, проект утвержден, и конструкторское бюро приступает к разработке технического и рабочего проекта.

Окончательно выбирается силовое и ходовое оборудование будущей машины; определяется ее мощность; делается расчет устойчивости машины и тяговый расчет; разрабатываются все конструктивные чертежи отдельных механизмов, узлов и деталей, рассчитывается прочность всех частей и деталей машины. И тут конструктор попадает, что называется, «между двух огней»: сделаешь детали для надежности излишне прочными — машина станет тяжелой и ее забракуют. Если же в погоне за снижением веса слишком облегчишь детали, они будут ломаться. Как же сочетать требование прочности со снижением веса машины, надежность ее с экономией труда и металла?

Этого можно достигнуть лишь при хорошем знании законов теоретической механики, теории машин и механизмов, науки о сопротивлении материалов, металловедения. Кроме того, конструктор должен владеть мастерством конструктивной компоновки, т. е. уметь так размещать узлы и детали в машине, придавать им такую целесообразную форму, которая обеспечивала бы наибольшую прочность их при наименьшем весе.

Внешний вид цапфы
Внешний вид цапфы

Выполняя детальные чертежи, конструктор должен правильно назначать классы точности и чистоты обработки деталей. Это очень ответственная часть работы. Если он необоснованно завысит требования к точности и чистоте обработки, детали обойдутся очень дорого — как говорят производственники, станут «золотыми». Если же конструктор, наоборот, назначит слишком свободные посадки, то между сопряженными деталями возникнут большие зазоры и во время работы машины могут возникнуть толчки и удары, от которых она будет быстро изнашиваться и разрушаться.

При разработке детальных чертежей определяется и технология изготовления отдельных деталей. Ведь от конструкции их во многом будет зависеть выбор способа изготовления: сварки, штамповки, ковки или литья.

Выполнение рабочих чертежей завершается составлением спецификации (списка) деталей, подсчетом веса отдельных узлов и всей машины в целом, составлением сводных ведомостей и заявок на требуемые материалы, на полуфабрикаты и готовые изделия: двигатели, стальные канаты, приборы, шарикоподшипники.

После разработки чертежей всех деталей часто производят контрольную «сборку машины на бумаге», т. е. делают чертежи общего вида машины по готовым чертежам деталей и узлов. Затем, до копировки и размножения чертежей, их подвергают технологическому и нормализационному контролю. Технологический контроль обеспечивает проверку правильности назначения термической обработки деталей, точности изготовления их, чистоты обработки и всех других технологических указаний, сделанных на чертеже. Нормализационный контроль обеспечивает наилучшее использование в проекте стандартов и нормалей.

Рабочий чертеж цапфы
Рабочий чертеж цапфы

В заключение составляется краткое описание машины с наглядными чертежами, инструкция по ее сборке или монтажу (в том случае, если машина перевозится в разобранном виде), инструкция по эксплуатации машины. При необходимости составляется также чертеж упаковки машины и погрузки ее в вагон или на платформу.

Заводская нормаль гайки
Заводская нормаль гайки

Наконец, все чертежи размножены и вместе с необходимой проектной документацией переданы в производство. Казалось бы, на этом работа конструктора может считаться законченной. Но нет! Закончен только его труд в конструкторском бюро, за чертежной доской. Начинается новый этап — работа в цехах завода, на испытательном стенде, на заводском полигоне.

Участие конструкторов во всех производственных процессах по изготовлению новой машины обязательно. Когда же машина после заводских испытаний поступает на длительное испытание в реальных условиях, конструкторы продолжают зорко следить за судьбой своего детища.

По окончании всех испытаний в чертежи вносятся необходимые исправления, выпускается пробная партия машин, разрабатывается технология серийного или массового производства, налаживается выпуск машины.

Основная задача конструктора на этом этапе — изучение опыта эксплуатации его машины, результатов научных исследований, проводимых в данной области, освоение зарубежного и отечественного опыта и т. п. Таким образом, у конструктора постепенно накапливается материал, необходимый для периодического улучшения конструкции машины. Ведь он должен быть готов к тому, чтобы через несколько лет создать новую машину, на значительно более высоком техническом уровне, чем предыдущая.

Уже отмечалось, что работа конструкторов в различных областях техники организована по-разному. Одни создают машины, основанные на совершенно новых конструктивных идеях. Другие осуществляют лишь усовершенствование существующих. Одни работают над машинами-гигантами, другие — над точнейшей аппаратурой, но во всех случаях перед советским конструктором стоит задача значительного повышения производительности труда, снижения стоимости продукции и существенного улучшения условий труда рабочих, которые будут обслуживать создаваемую машину.

Телевизор облегчает сборку

Телевизионную установку применяют на сборке очень мелкого специального инструмента. Собирая инструмент, рабочий видит на экране телевизора его изображение, увеличенное в 300 раз. Это намного облегчает и ускоряет работу, повышает точность сборки и регулировки инструмента.

Оказывается, однако, что телевидение может быть полезно и при монтаже крупногабаритных сборочных приспособлений высокой точности. Оптико-телевизионная установка, состоящая из нескольких небольших телескопов, приемно-передающих телевизионных камер и переносного экрана, позволяет совмещать элементы громоздкого сборочного приспособления с точностью до 0,025 мм.