Файл: Ефимычев Ю.И. Экономические проблемы повышения качества, надежности и долговечности литых деталей.pdf

своей структуре почти аналогичны выявленным у отливок на контроле в литейных цехах, за исключением специфичных экс­ плуатационных дефектов (поломки и разрушение деталей).

Первая группа дефектов возникает в процессе изготовления отливок и выявляется при контроле в литейном цехе и в механи­ ческом после обработки. При высокой дефектности отливок веро­ ятность их проникновения на готовое изделие резко возрастает,

инаоборот, уменьшение брака по раковинам и другим литейным дефектам приводит к сокращению внезапных отказов литых деталей1. Мероприятия, направленные на устранение брака по раковинам (песочным, газовым, усадочным), ведут к ликвидации аналогичных рекламационных дефектов. Тщательный контроль

ивыявление этих дефектов должны обеспечиваться контрольным аппаратом ОТК с привлечением исполнителей на каждой опера­ ции в механическом цехе.

Поломки и разрушения отливок вызываются отклонением ме­ ханических свойств металла от стандарта из-за нарушения хими­ ческого состава и наличия скрытых дефектов, ослабляющих тело отливки. Поэтому особо ответственные литые детали необходимо подвергать рентгеноиспытанию или другим видам контроля без разрушения отливок. Но и в пределах, допускаемых стандарта­ ми или техническими условиями, наблюдается значительное рас­ сеивание механических свойств отливок из стали и чугуна, что приводит к соответствующим изменениям долговечности литых деталей. Как следствие разностойкости деталей — резкое сниже­ ние надежности узла или агрегата и повышение потока отказов машины.

Кчислу мероприятий, повышающих стабильность показателей производственного качества отливок (механические свойства, твердость, структура и т. п.), относятся следующие: использова­

ние оборудования, обеспечивающего заданные параметры с ми­ нимальным разбросом, статистический контроль технологических процессов, применение исходных материалов в строгом соответ­ ствии стандартам и техническим условиям и т. п.21

Основная причина трещин, выявленных в процессе гарантий­ ной наработки,— нарушение геометрии отливок, особенно умень­ шение толщины стенок цилиндров двигателей против допустимой

ит. п. Этот вид рекламационных дефектов зарождается в про­

1Получение литой детали без внутренних пороков — одна из трудноре­ шаемых проблем литейного производства, особенно для стального и чугунного литья в песчано-глинистые формы. Известные исследования советских ученых

Ю.А. Нехендзи, Н. Г. Гиршовича, Б. Б. Гуляева, А. А. Рыжикова и других, внесших значительный вклад в изучение механизма образования пороков сталь­

ных и чугунных отливок, при практической реализации, по нашему мнению, требуют для обеспечения действенности организационных и экономических мер.

2Ройтбурд Л. Н., Ефимычев Ю. И. Исследование уровня и динамики брака

влитейном производстве.— «Известия высших учебных заведений. Черная ме­ таллургия», 1968, № 5.

69

цессе производства (неправильная установка стержней, нару­ шение баз механической обработки и т. д.), но проявляется он в процессе эксплуатации машин и оборудования. Организацион­ ные меры борьбы с этим дефектом заключаются в тщательном •соблюдении технологии изготовления отливки и регулярной про­ филактической проверке моделыю-опочного инструментария.

Внезапные отказы литых деталей в период после гарантийной наработки могут появляться в результате разрушения детали из-за снижения прочностных свойств отливки, вызванного мест­ ным перегревом детали во время работы, а также в результате усталостных трещин металла. Например, в процессе первого ка­ питального ремонта около 30% 6 -цилиндровых блоков цилиндров отсеиваются как брак по трещинам в области верхней плоскости детали и со стороны клапанной коробки. Причины образования этих трещин достаточно хорошо не изучены. На наш взгляд, это остаточные напряжения, которые развиваются в различных час­ тях отливки во время ее охлаждения после заливки формы жид­ ким металлом. Кроме того, остаточные напряжения в отливке приводят к деформации опор коренных подшипников блока ци­ линдров, в результате которой происходит смещение оси цилинд­ ров от оси коленчатого вала на недопустимую величину. Это смещение при работе двигателя вызывает повышенный износ цилиндров блока, шеек коленчатого вала, поршневых колец п других деталей. Наиболее эффективными мероприятиями по снижению остаточных напряжений в блоке являются следующие: увеличение времени охлаждения отливок в форме, отжиг или естественное старение (табл. 3.4) необработанных отливок или прошедших черновые операции механической обработки.

Рассматривая поток отказов во времени, необходимо отметить, что внезапные отказы литых деталей проявляются, в основном,

70

их часть в период устойчивой работы системы, когда отказы носят случайный характер. При дальнейшей работе машины по­ степенно начинает возрастать число параметрических отказов. Большинство отказов литых деталей в этот период является результатом износа: для восстановления надежности машины подвергаются капитальному ремонту, глубина и стоимость ко­ торого с возрастом увеличивается. Фактические затраты после проведения первого капитального ремонта возрастают по срав­ нению с аналогичными затратами до его проведения. Это объяс­ няется тем, что надежность машины и оборудования после капи­ тального ремонта не удается в большинстве случаев сохранить на прежнем уровне. Поэтому требуется больше средств для их поддержания в работоспособном состоянии1.

В то же время проведение первого капитального ремонта экономически целесообразно только в том случае, если его стои­ мость ни в коей мере не превышает стоимости изготовления новой машины12. Рассчитанная на основе нормативов трудоем­ кость капитальных ремонтов по системе планово-предупредитель­ ного ремонта и фактическая трудоемкость их изготовления поточ­ ным методом на станкостроительных заводах (Горьковский завод

1 Эти особенности работы машины во времени отмечал К. Маркс: «...какой бы совершенной конструкции машина ни вступала в процесс производства, при ее употреблении на практике обнаруживаются недостатки, которые приходится исправлять дополнительным трудом. С другой стороны, чем больше вышла она за предел своего среднего возраста, следовательно, чем больше сказы­ вается действие нормального изнашивания, чем больше изношен и старчески ослаб материал, из которого она сделана, тем многочисленнее и значительнее становятся ремонтные работы, необходимые для того, чтобы поддержать су­ ществование машины до конца периода средней продолжительности ее жизни» (Маркс К. и Энгельс Ф. Соч., т. 24, с. 196).

2 В действительности существует определенная зависимость между пер­ воначальной стоимостью машины и стоимостью каждого из капитальных ре­ монтов.

Пусть начальная стоимость машины С0, стоимость соответствующих капи­ тальных ремонтов Сь С2, С3; себестоимость одной единицы работы от начала

ремонта, t2— ресурс от I капитального ремонта до II и т. д.; примем стоимость капитальных ремонтов, производительность машины и стоимость технического

монте удвоенная стоимость капитальных ремонтов должна быть меньшелервоначалыюй стоимости машины.

71

фрезерных станков, московский завод «Красный пролетарий») показывают, что трудоемкость капитального ремонта наиболее распространенных моделей металлорежущих станков колеблется в пределах 107—178% от трудоемкости изготовления нового экземпляра машин. Аналогичная картина и для других типов машин и оборудования (например, автомобилей, тракторов и т. п.). Следовательно, задача состоит в том, чтобы найти техническое решение, обеспечивающее значительное повышение срока службы машин до первого капитального ремонта и в иде­ альном случае до предела, который ограничен моральным ее износом.

Таким образом, для литых деталей, определяющих уровень долговечности узла или агрегата в целом, наработка (срок службы) до первого капитального ремонта, как правило, долж­ на служить границей оптимального уровня качества.

Экономическая целесообразность повышения уровня надеж­ ности (долговечности) отдельных деталей, сменных узлов и эле­ ментов определяется на основе дифференцированного учета ха­ рактера их производительного использования в тех изделиях, которые самостоятельно участвуют в процессе эксплуатации.

Для основных литых деталей повышение их надежности, уве­ личивая срок службы узла или агрегата, позволяет сократить число капитальных ремонтов, а в некоторых случаях совсем от­ казаться от них.

Создаваемая в процессе производства новая потребительная стоимость приводит, в частности, к относительному увеличению производства отливок в расчете на достаточно продолжительный период времени. Следствием этого является сокращение потреб­ ности в запасных частях, высвобождение располагаемой мощ­ ности литейного цеха для изготовления других деталей. Напри­ мер, высокая износостойкость литых коленчатых валов из магниевого чугуна позволила снизить нормы их расхода для ре­ монта автомобилей ГАЗ более чем в два раза.

Структура производства коленчатых валов, по данным Горь­ ковского автозавода и Заволжского моторного завода, показы­ вает, что на каждые 100 выпускаемых стальных коленчатых валов от 20 до 36 приходится на коленчатые валы, поставленные в запчасти. На 100 чугунных валов в запчасти идет всего 5—12 (табл. 3.5). Если бы коленчатые валы по-прежнему выпускались из стали, то нужно было бы или увеличить мощность кузнечного производства на 16%, или соответственно снизить производство коленчатых валов на основную программу.

Вместе с тем работы, связанные с повышением надежности и долговечности литых деталей, требуют дополнительных затрат. Сущность экономической оценки мероприятий по повышению долговечности отливок состоит в выявлении затрат на их прове­ дение и экономического эффекта, который возникает в этой связи.

72