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

При таком методе испытании мы получаем хотя и реальные показатели качества отливок, но с большим разбросом данных в результате влияния многочисленных факторов эксплуатации па показатели надежности и долговечности. Кроме того, при методе испытаний в реальных условиях требуется длительное время для проверки эффективности мероприятий, направленных на улуч­ шение показателей долговечности. Эти недостатки устраняются при ускоренных стендовых испытаниях.

Подобные расчеты необходимо выполнять при нормировании долговечности для других показателен качества отдельных литых деталей, при установлении оптовых цен на аттестованную про­ дукцию. Использование показателей качества изделий с включе­ нием в информацию о них доверительных интервалов позволяет значительно повысить точность определения уровня качества и эффективность изделий и служит предварительным условием целесообразности разработки мероприятий по улучшению каче­ ства литых заготовок.

Для литых деталей из чугуна и стали повышение долговечно­ сти должно определяться, по нашему мнению, по следующим основным направлениям:

—расширение сферы применения высокопрочных чугунов и низ­ колегированных сталей;

—улучшение механических свойств применяемых в промышлен­ ности рядовых сталей и чугуна за счет совершенствования технологических параметров их производства;

—применение упрочняющих покрытий и выбор эффективных режимов термообработки;

—дальнейшее изучение механизма образования скрытых поро­ ков отливок;

—совершенствование технических средств контроля скрытых дефектов литья.

Для большинства узлов іі агрегатов машин имеются значи­ тельные потенциальные резервы увеличения их долговечности. Примером этого могут служить автомобильные двигатели (табл. 3.6), причем здесь не учтены литые детали из цветных сплавов (поршни, головки цилиндров и др.), прочность и износо­ стойкость которых также можно повысить.

На экономию, получаемую благодаря использованию более прочных материалов, указывал К. Маркс: «...машины, построен­ ные из более прочного материала, живут дольше, а их примене­ ние, регулируемое строго научными законами, делает возможной большую экономию в расходовании их составных частей и по­ требляемых ими средств...»1.

Коренные изменения необходимы также и в постановке ре­ монта оборудования, с резким сокращением потребности в за­ пасных частях путем реализации при его проектировании принци­

1 Маркс К. н Энгельс Ф. Соч., т. 23, с. 399.

78

па равнопрочное™, широкого использования современных мате­ риалов с высокой коррозію- и износостойкостью, научно обоснованных методов их защиты, упрочнения и восстановления. С учетом этих предпосылок должен быть осуществлен полный переход на централизованное изготовление запасных частей и ликвидированы огромные потери при их разрозненном изготов­ лении.

Т а б л и ц а 3.6

Долговечность литых чугунных деталей двигателя автомобиля

Современный уровень развития техники, литейной технологии и электронно-вычислительной техники позволяет получить литей­ ные сплавы и отливки из них с необходимыми, а в некоторых случаях наперед заданными свойствами. Эти свойства должны обеспечить работу узлов, агрегатов и машин с экономически оп­ тимальным уровнем долговечности и надежности. При этом мы исходим из следующего. Как отмечалось выше, более надежные изделия требуют меньше усилий и средств на поддержание их в работоспособном состоянии. Следовательно, существуют опти­ мальные значения надежности, при которых общая стоимость разработки, изготовления и эксплуатации минимальна. Проблема оптимизации сводится в данном случае к нахождению оптималь­ ной модели рассматриваемого процесса.

Смысл оптимального моделирования здесь заключается в том, чтобы, используя показатели надежности, разработать такую ме­ тодику, которая позволила бы получать максимальную надеж­ ность изделий при минимальных затратах. При этом должны учитываться тип и назначение изделий. На первом этапе уста­ навливаются эксплуатационные показатели качества деталей из отливок и их количественная связь с производственными пока­ зателями качества литых заготовок.

Для этого необходимо обобщать статистико-экономические

лей из отливок по данным потребителей, опытных автохозяйств,

79

по результатам дорожных, полигонных и стендовых испытаний; б) о трудоемкости, материальных затратах, текущих и капи­

тальных ремонтах и восстановлении литых деталей; в) о потребности в запасных частях по различным литым де­

талям с целью установления их дефицитности.

Показатели производственного качества (механические свой­ ства, твердость и т. д.) отливок находятся в корреляционной связи с показателями потребительского качества (ресурс до пер­ вого капитального ремонта, частота отказов, гарантийный срок службы и т. д.). Характер корреляционной связи между произ­ водственными и потребительскими показателями качества про­ дукции объясняется тем, что размер удовлетворения потребно­ стей в данной продукции, выявляющийся при конкретном ее использовании, зависит как от изменения свойств производствен­ ного качества, так н от изменения конкретных условий потребле­ ния. Поэтому задача состоит в том, чтобы выявить корреляцион­ ные связи между потребительским и производственным качест­ вом в первую очередь лимитирующих литых деталей, так как к практическому управлению качеством отливок можно присту­ пить, зная меру взаимного соответствия их производственных и потребительских свойств.

Для лимитирующих деталей определяются связи надежности с характеристиками производственного качества.

На основе проведения статистических исследований с исполь­ зованием ЭВМ можно установить зависимость срока службы (гарантийной наработки) литых деталей от их физико-механи­ ческих свойств.

На втором этапе устанавливаются оптимальные параметры технологических процессов с помощью методов корреляции или теоретических закономерностей. Например, составление вариан­ тов технологических процессов предлагается производить с уче­ том формул, связывающих себестоимость отливки и ряд влияю­ щих на нее факторов, находящихся в корреляционной связи с себестоимостью, хотя, по нашему мнению, более обоснованны­ ми в этих случаях являются регрессионные зависимости1.

Одним из основных вопросов получения необходимых потре­ бительских свойств отливки является разработка математических моделей технологических процессов в литейном производстве.

Для построения математических моделей технологических процессов могут быть использованы теоретические и статистиче­ ские (экспериментальные) методы.

Теоретические методы основаны на точном знании функцио­ нальных зависимостей, отражающих физико-химические, меха­ нические и другие закономерности литейных процессов. Но так

1 Ефимычев Ю. И., Иванов В. В., Прохоров И. И. Регрессионный анализ себестоимости точнолитых деталей с помощью ЭВМ.— «Экономика судострои­ тельной промышленности», 1971, № 4.

£0

как эти процессы очень сложны и взаимообусловлены, установ­ ление теоретических закономерностей в большинстве случаевзатруднительно. Поэтому математическая модель литейных про­ цессов может быть установлена с помощью статистических дан­ ных в виде уравнений парной или множественной линейной и не­ линейной регрессии, дисперсий, математических ожиданий и т. д.

В разработке математических моделей литейных технологи­ ческих процессов необходимо, как уже отмечалось, исходить из соотношения производственных и потребительских показателей качества отливок как основы этой разработки. На основании дан­ ных регрессионного (корреляционного) анализа технологиче­ ских процессов сталей и других литейных сплавов и их физико­ механических свойств с помощью методов линейного программи­ рования производится оптимизация заданной целевой функции. Ее выбор обусловлен условиями эксплуатации и требованиями экономичности литых деталей в машинах, приборах или обору­ довании. Эти идеи реализованы нами при разработке новых эко­ номичных литейных сплавов и улучшении качества литых конст­ рукций ответственных изделий из низколегированных сталей.

Борьба с браком в литейном производстве является традици­ онно острой проблемой, в первую очередь для отливок из черных металлов. Даже в массовом производстве литых деталей из чу­ гуна и стали, где имеется возможность тщательно отработать технологический процесс, уровень брака в 7—10% от предъявлен­ ного на контроль — обычное явление, а с учетом исправимых пороков — 20—25%'. Кроме того, значительное количество отли­ вок отсеивается в брак после их механической обработки.

Операции по исправлению дефектов отливок являются техно­ логически необходимыми, так как они ведут к восстановлению потребительских свойств литых изделий, но, по нашему мнению, нельзя их считать неизбежными для применяемой технологии-

итем более отдельно предусматривать и относить к определен-1

1Заметим, что термины «окончательный» и «исправимый» брак, широкораспространенные в литературе и практике, нуждаются в уточнении. Нам пред­ ставляется, что более обоснованно употреблять термин «брак» вместо «окон­ чательный брак» и вместо «исправимый брак» — «исправимые дефекты» (поро­

ки) отливок, а соответствующие показатели: уровень брака и уровень испра­ вимых дефектов. Здесь можно согласиться с мнением С. Я- Герштеикерна («Литейное производство», 1967, № 1), что термин «исправимый» принципиаль­ но искажает само понятие «брак».

61