A KIALAKÍTÁS SZABÁLYAI

Átírás

1 A KIALAKÍTÁS SZABÁLYAI I. (2018)

2 GYÁRTMÁNY ÉS TERMÉK Gyártmány fogalma: A gyártási folyamat eredményeképpen előálló objektum. Termék fogalma: Mindazon dolog, anyagi javak, szolgáltatások, szellemi termékek, melyek szükségletet elégítenek ki. A termékek köre lehet: Áru: kézzelfogható termék (amihez csatlakozik kézzel nem fogható tulajdonság) Szolgáltatás: nem kézzelfogható termék (amihez csatlakozhat kézzel fogható tulajdonság is) Közgazdasági értelmében egy gyártmány csak akkor válik termékké, ha sikerült eladni. A raktáron heverő gyártmány egyelőre csak költségnövelő tényező. Egy termék akkor lesz a piacon eladható, ha: - van rá igény és - értéke a vásárló szemében a konkurencia termékénél nagyobb. 2

3 A termék értéke: egyik oldalról: amennyit a vevő hajlandó adni érte (többféle lehet: használati, eszmei, leltári, piaci, stb.). másik oldalról: érték funkció költség azaz a funkció és az előállítására fordított összeg hányadosa. Funkció: a termék mindazon képessége és tulajdonsága, ami közvetlen a vevő igényeinek kielégítésére szolgál és amiért a vevő hajlandó fizetni. Költség: mindazon ráfordítások anyagi ellenértéke, amelyek a termék létrehozásához és a vevőhöz való eljuttatáshoz, valamint a garanciális szolgáltatásokhoz szükségesek. Csak a funkciónak lehet értéke! Amit a vevő nem igényel, az nem funkció és ezért annak értéke nulla! 3

4 HATÉKONYSÁG ÉS KÖLTSÉG Az értéknövelés leggazdaságosabban a tervezés fázisában valósítható meg. A tervezés során tehát minden döntést több szempontból kell mérlegelni, a döntések következményeit több szempontból és állandóan kell ellenőrizni, mert az esetleges hibák a későbbiekben csak sokkal nagyobb költséggel korrigálhatók 4

5 A tervezés során mérlegelendő szempontok: - Funkció: kielégülnek-e a korábbiakban megállapított funkciók? Milyen további mellékfunkciók, ill. kiegészítő funkciók szükségesek? - Hatáselv: biztosítja-e a kiválasztott hatáselv a szükséges működést? Milyen hatásfokkal és milyen hatékonysággal? - Méretezés: garantálják-e a kiválasztott formák és méretek a választott anyaggal a szükséges élettartamot a fellépő valóságos terhelés mellett? - Biztonság: figyelembe vannak-e véve a funkcióbeli-, a működésbeli-, valamint a környezeti biztonságot befolyásoló tényezők? - Ergonómia: ember-gép kapcsolat kialakítása, emberi terhelés, ill. teherbírás figyelembevétele. - Gyártás: figyelembe vannak-e véve a gyártás, ill. gyárthatóság technológiai és tudományos szempontjai? - Ellenőrzés: hol és mikor (gyártás során, utána) szükséges az ellenőrzés? 5

6 A tervezés során mérlegelendő szempontok (folytatás): - Szerelés: minden külső és belső szerelés egyértelműen és egyszerűen kivitelezhető? - Szállítás: figyelembe vannak- e véve az üzemen belüli és az üzemen kívüli szállítási lehetőségek? - Felhasználás: a felhasználás és üzemeltetés során fellépő jelenségeket (pl. zaj, rezgés, rázás) megfelelő mértékben vették figyelembe? - Karbantartás: a karbantartás, ill. rendszeres ellenőrzés számára szükséges mennyiségek egyszerűen és biztonsággal mérhetők és ellenőrizhetők? - Újrafelhasználás: figyelembe vannak-e véve az újrafelhasználás, ill. újrahasznosíthatóságra vonatkozó előírások és az ezeken felüli lehetőségek? - Költségek: betarthatók-e az előre becsült, ill. maximált költséghatárok? - Határidők: betarthatók-e a hálótervben megadott határidők? Van-e lehetőség a határidők csökkentésére? - Minőség: megfelelőképpen dokumentált-e a tervezés minden fázisa? 6

7 A TERVEZÉS ALAPSZABÁLYAI A tervezés három alapszabálya: Egyértelműség, Egyszerűség, Biztonság. 7

8 Egyértelműség Funkció: tiszta és világos funkcióstruktúra, a részfunkciókhoz tartozó bemeneti és kimeneti értékek pontos megadásával. Hatáselv: világos ok-okozati kapcsolat, világos energia-, erő-, anyag- és jelfolyam. Méretezés: egyértelmű terhelés definíció anyagválasztás megengedett értékek. Ergonómia: egyértelmű kezelési folyamat. Gyártás és ellenőrzés: egyértelmű dokumentáció (rajz + darabjegyzék + műszaki leírás!) Szerelés és szállítás: egyértelmű szerelési sorrend, a szállítási igény figyelembevételével. Felhasználás és karbantartás: karbantartási utasítás, a karbantartáshoz szükséges célszerszámok legyártása, az előírt karbantartás kipróbálása! Recycling: az újrafelhasználható és újrahasznosítható anyagok megjelölése és az újrafelhasználás céljának megadása, szétszerelési utasítás! 8

9 Példaként bemutatjuk a Sachs lengéscsillapítók dobozában található ábrasort: 1. A lengéscsillapító adott pozicióban történö befogás satuba. 2. A végétől 20 mm-re 3 mm-es furat készítése. Védőszeműveg használata kötelező! 3. A gáz kiengedése. 4. A végétől 60 mm-re 5 mm-es furat készítése. 5. Az olaj kipumpálása egy tárolóedénybe a dugattyú 10x oda-vissza mozatásával. 6. A maradék olaj kicsepegtetése a tárolóedénybe. 7. A használt olaj tárolása. 8. A szárazra fektetett lengéscsillapító szelektív tárolása. 9

10 Egyszerűség - Funkció: áttekinthető és lehetőleg kisszámú részfunkciók. - Hatáselv: egyszerű (és lehetőleg nem kombinált) hatáselv. - Méretezés: egyszerű geometriai formák, amelyek direkt matematikai módszerekkel a lineáris rugalmasságtan tartományában méretezhetők. (Szimmetria szerepe!) - Ergonómia: könnyű hozzáférhetőség, áttekinthető formák és alakzatok, egyszerű működtetés. - Gyártás és ellenőrzés: egyszerű geometriai formák, kevesebb technológiai művelet. - Felhasználás és karbantartás: - egyszerű kezelhetőség, - a meghibásodások láthatóvá tétele, - javíthatóság. - Újrafelhasználás: értékesíthető anyagok alkalmazása, egyszerű szétszerelés. 10

11 Biztonság A biztonság alapszabálya érinti a műszaki funkciók megbízható kielégítését, csakúgy, mint az emberre és a környezetre ható veszély csökkentését. A biztonság kiterjed: A funkcionális biztonságra: A gépek, ill. berendezések működési biztonságosságára és megbízhatóságára, nehogy a tervezettől eltérő üzemállapot kialakulhasson; Az alkatrész biztonságára: Törés, instabilitás, tartósság szempontjából; A munkavégzési biztonságra: A személyre, aki a géppel dolgozik; A környezeti biztonságra. 11

12 Gépekre és gépipari berendezésekre a DIN háromlépcsős biztonságot ír elő: Közvetlen biztonság: Olyan konstrukciós megoldásokat kell tervezni, amelyek az emberre és a környezetére egyáltalán nem jelentenek veszélyt. Safe-life (biztos túlélés) alapelv: minden részegység és ezáltal maga a berendezés is a megkívánt valószínűséggel tervezett élettartamán belül tönkremenetel nélkül üzemel (pl. hengerfej csavar, vezérmű-bordásszíj, fékpofa, stb.). Fail-safe (korlátozott meghibásodás) alapelv: túlterhelés hatására egyetlen alkatrész tönkremenetele megengedhető, hatására a erendezés leáll, anélkül, hogy az egész berendezés tönkremenne (pl. reteszkötésben a retesz). Redundáns elrendezés (megbízhatóságnövelés): azonos funkciójú berendezés(ek) párhuzamos telepítése. Közvetett biztonság: Védőberendezések és védőfelszerelések alkalmazása. Utasításos biztonság: Munkavédelmi előírások 12

13 A KIALAKÍTÁS SZABÁLYAI (Konstrukciós irányelvek) A kialakítás és az alakadás egy folyamatos optimumkeresési feladatot jelent, hiszen az alakadás során kell biztosítani egyfelől, hogy a tervezett alkatrész formája és mérete a kiválasztott anyaggal együtt garantálja a szükséges élettartamot az üzem közben fellépő valóságos terhelés mellett. A kialakítás és az alakadás folyamatos optimumkeresésének technikáit az angol rövidítés alapján DfX (Design for X) technikáknak nevezik. A DfX technikák adott felhasználói követelmények közvetlen kielégítésére alkalmas konstrukciós megoldások együttesét jelentik, amelyek szintetizálása a tervezésre vonatkozó általános alapelvek megfogalmazásához vezethet. 13

14 Ennek megfelelően megkülönböztethetünk: - igénybevétel szempontjából helyes kialakítást, - a felhasznált anyag szempontjából helyes kialakítást, - szabványoknak megfelelő kialakítást, - gyártáshelyes kialakítást, - szerelés- és szétszerelés-helyes kialakítást, - ergonómiailag helyes kialakítást, - a recycling szempontjából helyes kialakítást, - a minőség szempontjából helyes kialakítást, - a korrózióvédelem szempontjából helyes kialakítást, - a tribológiai szempontból helyes kialakítást, - stb. 14

15 Az erővezetés figyelembevétele: IGÉNYBEVÉTEL HELYES KIALAKÍTÁSOK Közvetlen erőbevezetés van hajlítás nincs hajlítás nincs hajlítás 15

16 Hajlító komponens kiküszöbölése hajlítás hajlítás + nyomás döntően nyomás döntően húzás 16

17 Inverz geometria alkalmazása szétnyílik önsegítés kevésbé merev anya merevebb anya 17

18 Az erő karjának csökkentése F l 1 l 2 F M 1 = F l 1 M 1 > M 2 M 2 = F l 2 18

19 Az erő karjának csökkentése F F F l 1 l 2 l 3 M 1 = F l 1 M 2 = F l 2 M 3 = F l 3 19

20 Megengedett, ill. összehangolt feszültségek és alakváltozások elvének alkamazása E rug d 0 0 d E 1 2E 2 vagy E rug d E 0 0 d E 2 2 csavarkötés szabványos és könnyített anyával 20

21 Megengedett, ill. összehangolt feszültségek és alakváltozások elvének alkamazása ragasztott kötés leválás leválás beppattanó kötés F F hibás helyes 21

22 Megengedett, ill. összehangolt feszültségek és alakváltozások elvének alkamazása változó merevségű befogás merev (lehajlás) kevésbé merev 22

23 Összehangolt alakváltozások elve kétoldalt támasztott kétoldalt befogott (nagyobb rugalmas lehajlás) (kisebb rugalmas lehajlás) 23

24 Összehangolt alakváltozások elve < 2 Az egyes tengelyszakaszok szögelfordulása azonos: 1 = 2 I Tl 1 G I Tl 1p 2 p 2 G d 1 < d 2 24

25 Relatív feszültségek ( ) és alakváltozások (f) f f 25

26 Egyenszilárdság elvének alkalmazása hajlítófeszültség szempontjából, a belső geometria változtatásával (elméleti) 26

27 Feszültség-koncentráció csökkentése - tengelyszerű alkatrészeknél: rosszabb feszültség-koncentráció szempontjából jobb 27

28 Feszültség-koncentráció csökkentése - csapágyváll kialakítások rosszabb feszültség-koncentráció szempontjából jobb 28

29 Feszültség-koncentráció csökkentése - furatbekezdések rosszabb feszültség-koncentráció szempontjából jobb 29

30 Érintkezési feszültség csökkentése rosszabb Hertz-feszültség szempontjából jobb 30

31 Érintkezési feszültség csökkentése rosszabb jobb 31

32 Erőkiegyenlítés elvének alkalmazása (nyílfogazat alkalmazása) 32

33 Feladatmegosztás elvének alkalmazása (szíjtárcs tömítés csapágy) (minden felület külön funkciót lát el) 33

34 Feladatmegosztás elvének alkalmazása - kompozit anyagból készített gépelem 34

35 Feladatmegosztás elvének alkalmazása - koronás anya szabványos koronás anya lemezkorona + anya lemezkorona (3D modell) 35

36 Stabilitás ill. szándékos labilitás elve (csökken a támaszköz) X-elrendezés 36

37 Stabilitás ill. szándékos labilitás elve (nő a támaszköz) O-elrendezés 37

38 Önsegítés elve szakítógép befogószerkezet (a súrlódó erő növeli a szorítóerőt 38

39 Önsegítés elve belső nyomással terhelt csővég lezárása nyitja a kötést (rossz) zárja a kötést (jó) 39

40 Önsegítés elve mozgó érintkező tömítések a belső nyomás növeli a tömítőerőt 40

41 VÉGE 41