CC BY
57
3. Если учитывать тот факт, что в аппаратах выходе из блока аппаратов воздушного охлаждения, воздушного охлаждения теплопередача и распреде- Одновременно с этим АВО, подвергшиеся образова-ление потоков природного газа происходят нерав- нию гидратов, следует перевести на режим тепло-номерно, то становится очевидно: подача ингиби- обмена без вентиляторов. Лед и кристаллы гидра-тора прямо в зону с наибольшей вероятностью об- тов разрушатся из-за контакта с теплым газом, а разования гидратов является вполне приемлемым и затем вместе с потоком газа покинут АВО. Венти-достаточно надежным способом предотвратить фор- ляторы необходимо переключать после того, как мирование гидратов и разрушить уже образовавши- достигнута минимальная допустимая температура, еся кристаллы. Она выясняется опытным путем отдельно для каж-
4. При появлении гидратов на внутренней по- дого блока аппарата воздушного охлаждения. О верхности труб и формировании всех условий для критической температуре природного газа после этого процесса необходим перенос активного охла- аппарата, а также после каждой секции нужно со-ждения с использованием вентиляторов на другие общать на пульт управления.
аппараты. Это нужно осуществить с целью поддержания постоянной температуры природного газа на
ЛИТЕРАТУРА
1. Кемпбел Д.М. Очистка и переработка природных газов. М.: Недра, 1977. -349 с.
2. Ланчаков Г.А., Ефимов Ю.Н., Истомин В.А., Кульков А.Н. Совершенствование технологии абсорбционной осушки на Уренгойском ГКМ при подключении ДКС второй очереди //Сб. науч. тр. Актуальные проблемы освоения газовых месторождений Крайнего Севера.- М.: ВНИИГАЗ, 1995. - С. 73-84.
3. Ланчаков Г.А., Дудов А.Н., Кульков А.И. и др. Опыт эксплуатации и модернизации основного технологического оборудования на объектах добычи и подготовки сырья к транспорту на УКПГ сеноманской и валанжинской залежах / Сб. НТС «Проблемы освоения месторождений Уренгойского комплекса».-М.:Недра, 1999.- С. 36 - 59.
4. Жданова Н.В., Халиф А.Л. Осушка природных газов.- М.: Недра, 1984.- 172 с.
5. Молоканов Ю.К. Процессы и аппараты нефтегазопереработки. -М.: Химия, 1980 - 407 с.
6. Иванович Б.И., Тагиев В.Г., Тункеев Л.Е. Оптимизация режима работы объектов промысловой подготовки газа // Подготовка и переработка газа и газового конденсата: ОИ. -М., -1981. -Вып. 4-42 с.
7. Совершенствование подготовки газа на УКПГ сеноманской залежи на весь период разработки месторождения, отчет НТЦ ООО «Уренгойгазпром», -Новый Уренгой, 2000.
8. ГОСТ 20 764-79. Аппараты воздушного охлаждения. Типы, основные параметры и размеры.
9. Давлетов К.М. «Ступенчатое регулирование расхода газа в АВО на месторождениях Крайнего Севера». // НТС. Сер. Газификация. Природный газ в качестве моторного топлива. Подготовка, переработка и использование газа. Энергосбережение. / ИРЦ Газпром. -1998. - № 5-6, - с. 15-17.
УДК 621.09
Макаров В.Ф., Никитин С, П., Лесин М.В., Горбунов А.С.
ФГБОУ ВО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», Пермь, Россия
ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ И КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ СНИЖЕНИЯ ВЛИЯНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОНЦЕНТРАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЙ В ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ДЕТАЛЯХ
Установлено, что в процессе механической обработки поверхностей сложного профиля деталей, работающих в эксплуатации при больших знакопеременных нагрузках, в критических переходных зонах сопряженных поверхностей профиля образуются локальные технологические концентраторы напряжений, способствующие зарождению, росту усталостных трещин и последующему разрушению деталей в эксплуатации. Такие явления обнаружены, например, при обработке высоконагруженных зубьев шестерен, при обработке профильных поверхностей лопаток турбин, при изготовлении крупномодульных конических резьб и других деталей, имеющих сложные профильные поверхности. Разработаны и внедрены методы снижения величины таких кон-центраторов напряжений на основе применения различных методов локального поверхностно пластического деформирования поверхностного слоя переходных зон профилей. В результате значительно сократилась вероятность образования усталостных трещин и существенно повысилось сопротивление усталости обработанных деталей
Ключевые слова:
Технологические концентраторы напряжений, профильные поверхности, локальные переходные зоны, усталостные трещины, сопротивление усталости, резьба, шестерни, турбинные лопатки
Введение
В современном машиностроении наиболее сложным и ответственным является производство газотурбинных двигателей, авиационных редукторов и трансмиссий. С каждым годом растут требования к безопасности полётов военной и гражданской техники, что в свою очередь, отражается на ужесточении требований к показателям качества и надежности, предъявляемые к агрегатам и изделиям в целом. Надежность авиационной техники во многом зависит от эксплуатационных свойств таких наиболее ответственных деталей ГТД как лопатки турбины и компрессора, зубчатые колеса, ступенчатые валы, резьбовые соединения, которые работают в тяжелых условиях агрессивных сред, повышенных температур и знакопеременных нагрузок. В то же время для приведенных деталей имеется одна характерная особенность. Все эти детали имеют сложные профильные поверхности с присутствием конструктивного концентратора напряжений и которые обрабатываются часто по профильной схеме методом врезания профильным инструментом. В результате сопряженные поверхности обрабатываемого профиля имеют принципиальные отличия условий контакта и резания соответствующими поверхностями профильного режущего инструмента. Вслед-
ствие этого на контактных поверхностях инструмента и детали создаются различные термодинамические условия резания и стружкообразования, что может вызвать появление значительной неоднородности параметров качества поверхностного слоя в переходной зоне - остаточных напряжений, микротвердости, шероховатости, структурной неоднородности. Эти явления вызывают возникновение технологических концентраторов напряжений в переходных зонах профиля, как раз в тех местах, где уже действуют обычные конструктивные концентраторы напряжений, связанные с резким изменением формы профиля детали. В результате возможно сложение технологического и конструктивного концентраторов напряжений, что приводит к ускоренному появлению и накоплению различных дефектов в поверхностном слое. В результате суммирования конструктивного и технологического концентраторов напряжений существующие при резании дефекты в поверхностном слое переходной зоны профиля, объединяясь в микротрещины, под действием знакопеременных нагрузок приводят к появлению усталостных трещин, что, в конечном счете, приводит к разрушению деталей при испытаниях и в эксплуатации. Известно, что разрушение детали начинается с поверхностного слоя и именно поверхностному слою ответственных деталей, имеющих сложные
профильные поверхности следует уделять особое внимание в процессе их изготовления.
Анализ случаев появления трещин и разрушения шестерен ГТД при испытаниях и в эксплуатации показал, что разрушение носит усталостный характер с зарождением усталостной трещины в переходной зоне профиля зубьев от впадины к боковой поверхности.
Для определения наиболее опасных участков и величины опасных напряжений с позиции зарождения микротрещин и снижения усталостной прочности проведено с помощью программы ДЫЗУЗ математическое моделирование возникающих циклических напряжений от действия на зубья изгибающих контактных сил Р в процессе работы зацепления. Величину образующихся напряжений можно рассчитать по известной зависимости.
В результате проведенных расчетов установлено циклическое образование сжимающих и растягивающих напряжений. Наибольшее опасное значение растягивающих напряжений наблюдается в радиусе перехода от впадины к боковой поверхности зуба. Именно в этой зоне имеют место наибольшие растягивающие напряжения от действия изгибного момента в условиях эксплуатации. Дополнительное повышение расчетного конструктивного коэффициента запаса прочности за счет увеличения габаритов зубьев и веса деталей для авиации весьма нерационально. Поэтому наиболее эффективными являются технологические методы повышения надежности и ресурса работы шестерен.
Эксплуатационный режим работы, например, спирально-конических шестерен характерен малой протяженностью по времени и высокими нагрузками на
шестерню при запуске ГТД. В результате зубья шестерен испытывают значительные циклические изгибающие нагрузки. Качество поверхностного слоя во впадинах и на боковых контактных поверхностях зубьев, риски во впадинах и на торцевых фасках зубьев безусловно, влияют на первоначальное зарождение усталостных трещин при циклических нагрузках, снижение усталостной прочности и возможное разрушение зубчатых колес в процессе эксплуатации.
В результате анализа опыта изготовления зубчатых колес установлено, что имеет место разная последовательность боковой поверхности зуба и поверхности дна впадины зуба, что способствует формированию различных свойств и параметров качества поверхностного слоя.
Оценка пооперационного формирования остаточных напряжений поверхностных слоев во впадине и на боковой поверхности шестерни, сделанная на основе анализа производственного опыта и расчета величины и характера распределения по данным научных исследований [ ] (рис.1), позволяет сделать вывод о том, что в переходной зоне формируются дополнительный технологический концентратор напряжений (ТКН), обусловленный резким переходом растягивающих остаточных напряжений от +200МПА на боковой поверхности зуба до высоких сжимающих остаточных напряжений до -7 00МПА на дне впадины зуба. При циклическом воздействии изгибающего момента при эксплуатации этот технологический концентратор усиливается периодически действием конструктивного концентратора, что и может служить источником зарождения первоначальных усталостных трещин и последующего разрушения деталей.
Рисунок 1 - Расчетные эпюры пооперационного формирования остаточных напряжений на боковых поверхностях и на дне впадины зуба шестерни
Выдвинута гипотеза: Выравнивание НДС в критической переходной зоне возможно путем введения дополнительной финишной операции упрочнения впадины зуба методом поверхно-пластического деформирования.
Установлено, что обработка дробью является наиболее рациональным локальным методом повышения сопротивления усталости зубчатых колес.
Применение обработки дробью способствует снижению величин
градиентов основных параметров качества поверхностного слоя и формированию благоприятных сжимающих остаточных напряжений с необходимой величиной и распределением по глубине в области смежных поверхностей зуба. В результате, технологические сжимающие остаточные напряжения противодействуют изгибными напряжениям растяжения, возникающих при эксплуатационной нагрузке, что в
свою очередь существенно повысит предел выносливости, сопротивление усталости и долговечность шестерен.
На основе экспериментальных исследований наиболее рационального упрочняющего процесса пневмодробеструйной обработки установлены эмпирические зависимости влияния условий обработки (величины нагружения и времени обработки) на величину образующихся остаточных напряжений, определены оптимальные условия обработки, позволяющие направленно сформировать необходимые параметры качества поверхностного слоя во впадинах и на боковых поверхностях зубьев шестерен для снижения действия технологического концентратора напряжений..
Определение предела выносливости проводилось на вибрационном электродинамическом стенде ВЭДС-4 00А при изгибных колебаниях по симметричному циклу напряжений с частотой основного тона на
специальным образцам, вырезанных из обода шестерен с упрочнением и без упрочнения.
В результате проведенных усталостных испытаний установлено, что применение локального направленного упрочнения дробью переходных зон от впадины к боковой поверхности зубьев шестерен повышает предел выносливости на 15 - 20% по сравнению с прежним серийным маршрутом обработки. Таким образом, благоприятное воздействие метода ППД и формирование высоких остаточных напряжений сжатия снижает вероятность появления усталостных трещин и способствуют увеличению усталостной прочности шестерен ГТД.
Рисуно
Для выполнения елочного профиля на замке лопатки применяется профильная схема врезного многопроходного глубинного шлифования с постепенным снятием припуска глубиной по первой впадине елочного профиля замка до 5-6 мм. Особенностью глубинного шлифования является увеличенная длина дуги контакта шлифовального круга с деталью, что приводит к возрастанию мощности и сил резания, общей тепловой напряженности в зоне резания.
При усталостных испытаниях рабочих лопаток турбин на воздушно-пульсирующем вибростенде, проводимых периодически согласно диррективной
а
Рисунок 3 - Характер образования усталостных микрошлифы усталостных трещин а) трещина
Согласно диррективной технологии изготовления рабочих лопаток турбин двигателей ПС90А, ПС90 2А, ПД14 установлено, что основным критерием оптимальности режимов глубинного шлифования елочных замков лопаток является обеспечение установленного регламентом величины предела выносливости G-1. Требуемый предел выносливости, установленный для елочных замков лопаток из различных сплавов: ЖС6К, ЖС6У-ВИ - 140 МПа, ЖС26-ВИ,
Аналогичные исследования проведены при раз-работе методики назначения оптимальных режимов глубинного шлифования елочных профилей турбинных лопаток. Наиболее распространенным видом соединения рабочей лопатки и диска турбины является "елочный замок", обеспечивающий равномерное распределение передаваемой нагрузки при небольшом удельном давлении на рабочих поверхностях соединения. На рисунке 2 показаны общий вид и конструкция хвостовика рабочей лопатки турбины, типа "елка" с пятью парами зубьев. При обработке требуется обеспечить высокую точность профиля ± 0,05мм и низкую шероховатость Ка ^ 1,25 мкм.
технологии, обнаружено методом люминесцентного контроля образование трещин усталостного характера в первой впадине «елочного» профиля. Трещины в основном начинались в радиусе К0,6 перехода от дна впадины к боковой наклонной поверхности первого зуба (рис. 6). При микроструктурном анализе было выявлено, что одни трещины идут под углом 30° к наружной поверхности (рис. 6а), другие - в глубь металла под прямым углом (рис. 6б). Причем протяженность этих трещин достигает 9 - 12 мм, а глубина 0,1 - 0,4 мм.
б
трещин в первой впадине турбинных лопаток и под углом 30°;б) трещина под углом 90°;
ЧС-70, ЖС36 - 110 МПа в начальный период перехода от фрезерования к глубинному шлифованию елочных замков на рекомендованных НИИДом режимах не был обеспечен . Проблема решалась путем уменьшения глубины резания и увеличения числа проходов с трех до четырнадцати. При этом время обработки одной лопатки значительно увеличилось с 3 до 8 минут.
Ra 25
, ж*аоо5 335aaia
к 2
Общий вид конструкции
б
и елочного профиля (б) замка рабочей лопатки турбины ГТД
а
Предварительные исследования на ОАО «ПМЗ» показали существенную зависимость предела выносливости c-i от основных параметров шлифования. Различные параметры глубинного шлифования влияют на шероховатость, наклеп и величину градиента остаточных напряжений в тонком поверхностном слое замков лопаток, которые, в свою очередь, влияют на величину c-i.
При принятой схеме глубинного профильного шлифования контура сложной елочной формы одновременно обрабатывается несколько смежных поверхностей (рис. 4). При этом на смежных поверхностях реализуются различные кинематические схемы шлифования с различными величинами глубины резания и снимаемыми припусками, с различной длиной дуги контакта шлифовального круга с заготовкой и др..
При рассмотрении схемы профильного глубинного шлифования зубьев елочного профиля можно выделить несколько смежных поверхностей, обрабатываемым одновременно, например, по схеме плоского
шлифования периферией круга при обработке впадины и по схеме торцевого шлифования при обработке наклонных торцевых поверхностей зубьев. Это приводит к различию сил резания, действующих на абразивное зерно; упругих и динамических деформаций; величины съема; температур в зоне контакта, которые определяют размерную точность и качество поверхностного слоя, возникновение трещин (рис.4 б).
Длина контактной линии шлифовального круга и заготовки для каждой боковой поверхности и впадины канавки различны (рис.9). При шлифовании дна впадины длина дуги АК и площадь контакта в несколько раз меньше, чем при шлифовании боковых поверхностей торцем круга. Вследствие увеличения длины дуги контакта длительность воздействия аб-
разивных зерен на металл возрастает.
Все это
приводит к большему увеличению температуры шлифования на торцевых поверхностях, чем на дне впадины и ссответствующему большему росту растягивающих остаточных напряжений.
а б в
Рисунок 4 - Схема глубинного шлифования елочного замка (а), схема действия тепловых источников при глубинном шлифовании первой впадины елочного профиля хвостовика турбинной лопатки (б) ,
трещины на первом зубе (в).
Возникает технологический концентратор напряжений в переходной радиусной зоне. При действии знакопеременных нагрузок в условиях эксплуатации этот концентратор напряжений складывается с циклически возникающим конструктивным геометрическим концентратором напряжений и создает условия для образования усталостных трещин в критической радиусной переходной зоне (рис.4в) и разрушения лопаток турбины.
Для снижения действия этого технологического концентратора напряжений и повышения сопротивления усталости после обработки глубинным шлифованием предложено применять процесс упрочнения профиля хвостовика микрошариками на пневмо-дробеструйной установке. Обработка деталей равномерным потоком микрошариков фракции 0,10 -0,35мм со скоростью 50-80 м/сек. создает на поверхности неориентированный микрорельеф, шеро-ховатостьЯа=1,2 5-2,5мкм, остаточные напряжения сжатия и наклеп 15-30%.
В результате проведения дробеструйного упрочнения микрошариками «елочного» профиля хвостовика и последующих усталостных испытаний турбинных лопаток и образцов-имитаторов «елочного» хвостовика при нормальной (20 °С) и рабочей температуре (650 - 700 °С) установлено, что предел выносливости после упрочнения повышается на 20 - 25 % при испытании при нормальной температуре, а при испытании на рабочей температуре происходит увеличение на 60 % (рис.5).
Для осуществления процесса бурения и подачи углеводородов на поверхность применяются большая номенклатура специальных буровых, обсадных и насосно-компрессорные труб, соединенных в мно-
гокилометровые колонны с помощью резьбовых соединений в виде муфт и ниппелей со специальной конической резьбой (рис.12а).
Основной
^Основной 0Ü
Сановной
I1
J-Основной
tu
d
tu
а.
с
Ос
Основной
Основной
Основной
Обозначения операций
Рисунок 5 - Изменение сопротивления усталости
после операций: 1 - глубинное шлифование без упрочнения; 2 -с упрочнением
В процессе бурения и подачи энергоносителей на поверхность резьбовые соединения буровых труб испытывают значительные знакопеременные
нагрузки от действия растягивающих сил, изгибающих моментов, химического и абразивного воздействий, что приводит к нередким случаям поломки труб по резьбовым соединениям и обрыву многотонной колонны в скважинах. Анализ мест разрушения показал, что разрушение резьб носит усталостный характер и в основном, в зоне впадины резьбы, - где начинается рост усталостных трещин (рис.6).
Рисунок 6 - Конструктивные особенности профиля резьбы буровых труб и общий вид усталостного
разрушения резьбы
Одной из проблем при нарезании конической резьбы на ниппеле и муфте, является низкая стойкость инструмента, быстрая поломка и нехарактерный износ для данного процесса резания.
Изготовление конической резьбы проводися методом врезного профильного многопроходного нарезания на токарно- винторезном станке ЭСТ 22100
с ЧПУ сборными резцами с механическим креплением специальных трехгранных профильных резьбовых пластинок фирмы Sandvik (рис.7). Процесс обработки идет с охлаждением СОЖ поливом..
а б в
Рисунок 7 - Конструкция специальных трехгранных профильных резьбовых пластинок (а крепления (б) и характер износа режущих кромок
В результате анализа износа и образующейся стружки на боковых режущих кромках и на вершине выявлено значительное отличие температурных и деформационных явлений, что связано с различной кинематикой резания. Несвободное резание радиусной вершиной резца происходит в сложных условиях трехстороннего сжатия с формированием дна впадины резьбы методом поперечного врезного точения канавок. При этом образуется деформированная вытянутая корытообразная стружка сине-зеленого цвета, что свидетельствует о высокой, порядка 500-600 градусов Цельсия, температуре резания. Резание боковыми режущими кромками резца является свободным резанием с образованием широкой плоской спиральной стружки светлого цвета, что свидетельствует о значительно меньшей деформации и температуре 250-300 градусов Цельсия.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что в процессе нарезания резьбы в поверхностном слое дна впадины и на боковых поверхностях резьбы формируются различные параметры качества: шероховатость, остаточные напряжения и наклеп. Установлено, что на дне впадин наблюдаются более глубокие риски от режущего инструмента, чем на боковых поверхносях нарезанной резьбы. Таким образом можно константировать факт образования технологического концентратора напряжений в переходной зоне от дна впадины к боковой поверхности, что в условиях действия изгибных знакопеременных нагрузок и при наличии конструктивного геометрического концентратора напряжений может усиливать вероятность образования усталостных трещин и последующего разрушения резьбы.
Для снижения действия технологического концентратора напряжений предложено ввести поверхностно-пластическую деформационную обработку путем обкатки предварительно нарезанной резьбы
роликом по схеме на рис. 8. Ролик для обкатывания впадин конической замковой резьбы имеет круглый профиль без заходной поверхности с торовой симметричной рабочей поверхностью, соответствующей форме профиля впадины резьбы и обеспечивает деформирование как боковых поверхностей, так и дна впадины резьбы.
Рисунок 8 - Схема процесса обкатки наружной резьбыроликом
В данной работе критерием оценки степени упрочнения является увеличение высоты профиля резьбы (Н1). В результате упрочнения повышаются твердость и прочность поверхностного слоя, формируются благоприятные остаточные напряжения, уменьшается параметр шероховатости Яа, увеличиваются радиусы закругления вершин, относительная опорная длина профиля и т.п... Создает остаточные напряжения сжатия, возникающие во впадинах резьбы, которые уменьшают чувствительность к концентрации напряжений и асимметрии цикла переменных изгибающих напряжений в ниппеле свинченного соединения. При рассмотрении поверхностного слоя резьбы впадин с упрочнением количество
мелких дефектов во впадинах резьбы уменьшается Поверхности профиля резьбы во впадинах витков гладкая, приглаженная, без следов шероховатостей и воздействий режущего инструмента. Необходимо заметить, что процесс обкатки впадины витков резьбы не приводит к существенному изменению твердости и толщины наклёпанного слоя. Преимущество этого процесса состоит в том, что поверхностный слой материала изделия становиться ровным, равномерным по профилю и сглаженным по рельефу.
.Испытания на сопротивление усталости при знакопеременном изгибе резьбового соединения проводились на стендовых установках при плоском или круговом изгибе по согласованной мето-дике(рис.16).
При анализе сравнительных усталосных испытаний установлено увеличение наработки обкатанного резьбового соединения над неупрочненным в 2,7...3,7 раза, с 700 тыс. циклов до 3900тыс. циклов. Таким образом, применение разработанной технологии упрочняющей обработки повышает усталостную прочность и надежность бурильных труб более чем в 3 раза.
Выводы
В процессе профильной механической обработки поверхностей сложного профиля деталей, работающих в эксплуатации при больших знакопеременных нагрузках, в критических переходных зонах сопряженных поверхностей профиля образуются локальные технологические концентраторы напряжений, способствующие зарождению, росту усталостных трещин и последующему разрушению деталей в эксплуатации.
Такие явления обнаружены, например, при обработке высоконагруженных зубьев шестерен, при обработке профильных поверхностей лопаток турбин, при изготовлении крупномодульных конических резьб и других деталей, имеющих сложные профильные поверхности.
Разработаны и внедрены методы снижения величины таких концентраторов напряжений на основе применения различных методов локального поверхностно пластического деформирования поверхностного слоя переходных зон профилей.
В результате значительно сократилась вероятность образования усталостных трещин и существенно повысилось сопротивление усталости обработанных деталей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Макаров В.Ф., Горбунов А.С. Повышение ресурса и надежности работы спирально-конических шестерен путем применения упрочняющей обработки с учетом влияния технологической наследственности. Труды международной научно-технической конференции «Современные наукоемкие технологии, оборудование и инструменты в машиностроении», СПбГПУ, 17-19 сентября 2014г., С. 369-378.
2. Горбунов А.С., Макаров В.Ф. Влияние последовательности обработки спирально-конических шестерен на распределение остаточных напряжений и величину наклепа поверхностного слоя зубьев // Технология машиностроения. 2012. №3. C. 9-12.
3. Тамаркин М.А. Теоретические основы оптимизации процессов обработки деталей свободными абразивами. Дис... докт. техн. наук . Ростов-на-Дону, 1995 г.
4. Папшев Д.Д. Отделочно-упрочняющая обработка поверхностным пластическим деформированием. -М.: Машиностроение, 1978. - 152 с.
5. Полетаев В. А., Волков Д.И. Глубинное шлифование лопаток турбин: библиотека технолога. -М.: Машиностроение, 2009. - 272 с.
6. Никитин С.П. Теоретическое исследование устойчивости при обработке шлифованием./ Вестник УГАТУ. Уфа, Россия, 2013. Т. 17, №8(61), стр. 38-4 4.
7. Афонин А.Н., Киричек А.В. Схемы деформирования при накатывании резьб УДК 621.99 [Электронный ресурс]/ Режим доступа: http://www.google.ru/
8. Повышение эффективности накатывания резьб: Автореф. дис. д.т.н. : (05.02.07) / А.Н.Афонин.— Орёл : Изд-во ОГТУ, 2010.— 32 с.
УДК 06.04
Макушина. Н.В., Сергеева М.Д.
ФГБОУ ВО «Московский государственный технический университет им.Н.Э.Баумана», Москва, Россия
АНАЛИЗ РОЛИ ОЦЕНКИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ В КОНЦЕПЦИИ «БЕРЕЖЛИВОГО ПРОИЗВОДСТВА»
В статье показано, что разработка технологических процессов, как правило, носит субъективный характер, и качество спроектированных технологических процессов зависит от опыта и квалификации технолога, который их разработал. Рассмотрены возможности для преодоления проблемы влияния субъективного фактора при создании наилучшего технологического процесса. Приведены основные подходы, позволяющие сократить количество проектируемых вариантов ТП при экономически оправданных затратах на компьютерное моделирование Ключевые слова:
оптимизация, технологичность, производственные системы.
Введение
В условиях сокращения времени вывода продукции на рынок и, следовательно, технологической подготовки производства все большую актуальность приобретают вопросы улучшения показателей производственных процессов в рамках реализации комплексной концепции "Бережливого производства" [1-4]. Для оценки показателей качества при технологическом проектировании могут быть выбраны различные величины [5-8]. Традиционно основным критерием выбора наилучшего варианта ТП являются затраты, т.е. себестоимость готового изделия. Таким образом наилучшим называется тот вариант технологического процесса, который обеспечивает минимальную величину себестоимости продукции. Однако, целевой функционал качества продукции является многофакторной величиной и учет только стоимостных оценок при синтезе технологического процесса может не обеспечивать получение заданных показателей качества продукции. Можно сделать заключение, что синтез производственного процесса предполагает анализ множества допусти-
мых вариантов (сотни возможных вариантов), поэтому задача поиска наилучшего ТП является весьма неоднозначной, трудоемкой и сложной. Необходимо отметить, что в современных условиях технолог физически не может проанализировать доступное количество вариантов. Разработка технологических процессов как правило носит субъективный характер и качество спроектированных технологических процессов зависит от опыта и квалификации технолога, который их разработал [9].
Для преодоления проблемы влияния субъективного фактора при создании наилучшего технологического процесса предлагается использовать унифицированную методику генерации ТП по параметрам технологичности [10, 11].
Под технологичностью изделий (ТИ) будем понимать: технологичность конструкции изделия-критерий определяющий пригодность аппаратуры к промышленному выпуску, определяющийся совокупностью её свойств, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства,
