Ищем решение. Машиностроению пора перейти на современные крепёжные изделия
| Вид материала | Решение |
- Литературная игра «Мы ищем таланты», 69.3kb.
- Приближается предэкзаменационная пора, пора выпускных и вступительных экзаменов, 48.39kb.
- Лекции по курсу «композиция в технике», 590.8kb.
- Темные Искусства. Лекция, 46.69kb.
- «Многозначность слов в стихотворении А. С. Пушкина «Пора, мой друг, пора!», 24.53kb.
- «Изделия и технологии двойного назначения диверсификация опк», 55.74kb.
- Пора чудес счастливая пора, 297.99kb.
- Лекция 31 Тема 9 Экономическая эффективность программного изделия, 32.74kb.
- 10 класс. Список книг для чтения летом, 22.55kb.
- Технологическая карта кулинарного изделия (блюда) №150 Наименование кулинарного изделия, 562.76kb.
Аналитика
Ищем решение.
Машиностроению пора перейти на современные
крепёжные изделия.
Многие годы, проработав в машиностроении, в частности в автомобильной промышленности и в области производства и применения крепёжных деталей, пытаемся понять и принять доводы, объясняющие причины невнимания к проблемам крепёжных деталей и соединений в отечественных автомобилях. Почему в отличие от США, Западной Европы, Юго-Восточной Азии в российском машиностроении - в автомобилях, тракторах, сельхозмашинах, двигателях, компонентах - так мало современного крепежа? Зачем в соединениях столько вспомогательных деталей, особенно шайб? Где гайки самостопорящиеся, болты и гайки с фланцем, болты и винты со звездообразным приводом (типа TORX), резьбовыдавливающий крепёж и другие новые многофункциональные крепёжные детали? В чём дело? Где взаимосвязи между производителями, потребителями, продавцами? Почему не используется техническая и экономическая выгода от современного крепежа? Вопросы далеко не отвлечённые [12].
Посмотрим на крепёжные детали и соединения, применяемые в строительстве! Чем не пример для подражания? На любой «чих» там есть нужная крепёжная конструкция – свой шуруп, свой дюбель, свой хомут, своя технология монтажа. Правда, не нашего производства - везут из-за рубежа. Но всё равно им можно завидовать. И, прежде всего, потому, что уже немало делают в России! Появился спрос! А совсем недавно о таких креплениях и не слышали.
А вот о хорошем крепеже для автомобилей, тракторов, сельхозмашин, станков – давно слышали, видели и знаем практически всё. Прогрессивный крепёж появился в нашей стране с пуском АвтоВАЗа и Белебеевского завода «Автонормаль», а в отраслевом институте крепежа КТИавтометиз были разработаны, заводами «Красная Этна» и МосАвтоЗИЛом освоены в производстве гайки самостопорящиеся обжатые по торцу или по граням. Их применили в автомобилях ГАЗ, ЗИЛ и др. По разработкам института начался выпуск и применение болтов и гаек с фланцем, резьбовыдавливающих болтов и винтов, новых видов самонарезающих винтов по впервые выпущенным ГОСТ Р ИСО. На рубеже столетий АО «Завод Красная Этна» и АО «Автонормаль» осваивают выпуск новых конструкций болтов и винтов со звездообразным приводом, оригинальных деталей для автомобилей и двигателей, автоэлектрооборудования и другой техники. Новые виды крепёжных изделий начали применять на ГАЗе, ВАЗе, ЗМЗ, ЛиАЗе, ПАЗе, АЗЛК, заводах автокомпонентов. Казалось бы, много осваивается прогрессивных крепёжных деталей, дело пошло на лад. Но где все эти новые детали в автомобилях? Почему их так мало? (См. таблицу).
Сравним: фланцевых болтов в легковых автомобилях выпуска ещё 1998 года: в Nissan Mikra – 57%, в Ford Fiesta – 62 % от всех болтов [2]. А в ВАЗах семейства 2110 –
3 %. При разборке на ГАЗе автомобиля Chrysler Sebring (модель 1990 года) – прототипа модели Siber («Сайбер»), производство которого ГАЗ начинает в 2008 году - не обнаружено ни одной (!) пружинной шайбы. В «Волге» ГАЗ 3110 их 600 штук, в микроавтобусе ГАЗель 32213 – более 1000 !? Почему же наше машиностроение многие годы топчется на одном месте? И что первично – производство современного крепежа или его применение? Сколько можно кивать друг на друга? Задача общая, надо вместе находить решения.
Ниже с помощью диаграммы жизненного цикла (приложение 1) будет показано, что основная масса крепёжных деталей, используемых отечественным автопромом, находится на рубеже перехода от этапа «Зрелость» к этапу «Упадка». А прогрессивный крепёж «застрял» на стадии «Рост» [7]. В то же время выполненная несколько лет назад в УКЭР ГАЗа проработка проекта модернизации действующих крепёжных соединений в 61 узле грузовых и легковых автомобилей показала, что число крепёжных деталей в них можно сократить с 973 до 455 штук (на 53 % !), а номенклатуру - с 61 до 35 позиций. Эти идеи были воплощены в опытных моделях автомобилей ГАЗ 3115 (седан) и ГАЗ 3106 (джип) - доля прогрессивных крепёжных деталей составила 75 % [2]. Жаль, что они не пошли в серию. Подобные проработки имеются и на ВАЗе, но почему-то не коснулись «Шевроле-Нивы», которую с позиций оценки крепёжных соединений никак нельзя отнести к «российским иномаркам».
Применяемость крепёжных деталей (подлежит корректировке !).
| Наименование | Газель- фургон ГАЗ 2705 | Соболь микроавтобус ГАЗ 22171 | Джип УАЗ 3160 | Двигатель ЗМЗ 4062 |
| 1. Общее количество крепёжных деталей, шт. | 4234 | 4774 | 2643 | 448 |
| 2. Номенклатура крепёжных деталей (количество типов и размеров) | 348 | 388 | 229 | 110 |
| 3. Крепёжные детали прогрессивных конструкций, шт. в % от п. 1. В том числе: а). Болты и винты с фланцем, шт. б). Гайки с фланцем, шт. в). Гайки самостопорящиеся, шт. | 120 2,8 % 40 7 16 | 155 3,2 % 71 12 32 | 35 1,3 % 34 - 1 | 67 15 % 49 18 - |
| 4. Крепёжные детали повышенной прочности 8.8 и выше, шт. в % от п. 1 | 246 5,8 % | 235 4,9 % | 217 8,2 % | 139 31 % |
| 5. Количество шайб (плоские, пружинные, зубчатые), шт. в % от п. 1 | 1478 35% | 1685 35,3 % | 762 28,8 % | 169 37,7 % |
В работах [1; 2; 4; 6-9; 12] показано состояние дел и что надо предпринять, чтобы скоординировать действия разработчиков и производителей крепежа с технической политикой автозаводов.
Назовём три основные, на наш взгляд, причины тупиковой ситуации в деле модернизации и оптимизации крепёжных деталей и соединений в автомобильной технике и машиностроении в целом.
Первая. Стандартизация. Нет ощущения, что в России имеется понятная государственная политика в этой области. Основной массив российских стандартов на крепёжные изделия – безнадёжно устарел, со стандартами ISO не гармонизирован, почти нет стандартов на современный прогрессивный крепёж. Государство работы по стандартизации крепёжных изделий финансирует недостаточно, а попытки привлечь средства и специалистов крупных производителей АТС и крепёжных изделий пока не встречают всеобщей поддержки [ 5; 8 ]. Такое положение дел крайне тревожно. Нельзя не учитывать мировой опыт: Европейский союз – это не только единая валюта, а ещё и единая политика в области стандартизации и единые стандарты. Национальные стандарты на крепёж до недавнего времени имели 19 стран Европы. А сейчас все основные стандарты гармонизированы со стандартами ISO – продуктом коллективного творчества и исследований, выполняемых специалистами стран-участниц. России нельзя отставать от этого процесса, в том числе, и ввиду предстоящего вступления в ВТО. Нас сильно опережает Украина, где на DSTU ISO ( Державный стандарт Украины) переведено уже более 100 стандартов на крепёж. Международными стандартами EN ISO строго регламентированы основные параметры и такие показатели, как качество, достижение отсутствия дефектов, единые стандарты на упаковку, маркировку, на отсутствие шестивалентного хрома в изделиях и др. В российских стандартах даже обозначения многих механических и физических свойств отличаются от международных (см. приложение 2).
Вторая. Экономика. На предприятиях в недостаточной степени проводится технико-экономическая политика, нет объективного экономического анализа в области крепежных соединений. На ВАЗе, ГАЗе и ряде других предприятий между производством автомобилей (конструкторами, технологами по сборке, цехами, сборочными конвейерами) с одной стороны и поставщиками-производителями крепёжных изделий с другой созданы самостоятельные посреднические структуры. На ВАЗе – Коммерческая дирекция, на ГАЗе –Торгово-закупочная компания (ТЗК) и т.д. Их задачи пончтны - минимизировать затраты на закупку комплектующих материалов и изделий. Но, почему-то, ни конструктор, ни технолог не могут внести в конструкцию ни одной современной крепёжной детали, если она будет дороже применяемой. Действительно, прогрессивный крепёж несколько дороже, но в России разница существенно ниже, чем это имеет место у зарубежных производителей. Там прогрессивные крепёжные изделия, например, самостопорящиеся гайки в 2-2,5 раз дороже обычных гаек, болты с шестигранной головкой и фланцем дороже в 1,5-2 раза и т.д. Прогрессивный крепёж, создающий, к тому же выгоду потребителю, не без основания относят к наукоемким продуктам. Подсчитать эффект от применения новых деталей взамен устаревших и лишних (например, шайб) непросто. Новые современные крепёжные детали многофункциональны [ 3 ], позволяют не только снять многие проблемы и затраты действующего производства, но и обеспечить лучшую надёжность и прочность узлов и автомобиля в целом. Но согласование цен на них идёт, как известно, долго и трудно. Важность и необходимость объективной оценки применения новых видов крепежа с позиции экономики показана в приложении 3.
Третья. Уровень знаний. Создатели автомобильной и другой машиностроительной техники имеют, как правило, невысокий уровень знаний и квалификации в области крепёжных соединений. Практически нет ВУЗов, где бы данная дисциплина преподавалась в форме специализированного курса. Отдельные сведения даются на разных кафедрах: технологии машиностроения, деталей машин, автомобилей и тракторов, сопротивления материалов, машин и технологии обработки металлов давлением и других. Крайне редки курсовые и дипломные проекты на тему крепёжных соединений. В последние годы не появилось ни новых книг, ни справочников, содержащих современные представления в этой области. К тому же с конца 80-х годов прошедшего столетия не стало постоянных контактов специалистов на научно-технических семинарах и конференциях. Пресловутая конкуренция резко снизила обмен опытом между предприятиями. Ущерб от этого оказался больше, чем выгода от сохранения фирменных «секретов». Деятельность Ассоциации «РосМетиз» по проведению международных выставок «FastTek/Крепёж» и Всероссийских конференций метизников лишь в определённой мере исправляет положение. Удивительно, но на них специалисты с автозаводов – редкие гости.
По нашему мнению, для исправления сложившейся ситуации очень важно объективно проверить, просчитать и решить судьбу современных прогрессивных деталей с точки зрения техники и экономики: показать, что выгоду получат как производители, так и потребители крепёжных изделий. Для этого надо выполнить проект комплексной модернизации и унификации крепёжных соединений в автомобиле. К сожалению, наши предложения о проведении таких работ по наиболее массовым моделям автомобилей ГАЗа, ВАЗа и др., пока не нашли поддержки потенциальных заказчиков.
В Ассоциации «РосМетиз» имеются квалифицированные специалисты, способные организовать и выполнить такие проекты совместно с работниками автозаводов, производителей крепежа, учёными, экономистами. В разработках последних лет даны сравнительные оценки крепёжных изделий разных конструкций, созданы принципы классификации и методика анализа соединений, сформулированы и апробированы схемы унификации болтов, винтов, гаек и соединений с ними. Частичная информация приведена
в приложениях.
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1
^ Анализ характеристик (жизненный цикл) крепёжных изделий,
применяемых в отечественных автомобилях.
«Важно своевременно и правильно оценивать жизнеспособность основных видов продукции предприятия. Опасно рассчитывать на «вчерашних кормильцев» и не уделять внимания «кормильцам завтрашним», надо вовремя выявлять продукцию, приближающуюся или вступающую в стадию упадка, готовить ей замену».
Ф.Котлер. Основы маркетинга. Пер. с англ. / М.:Прогресс,1990.
Рассмотрим, какие крепёжные изделия применяет российский автопром и, соответственно, выпускают заводы крепежа [ 7 ].
Для качественной характеристики используем широко известную в теории и практике маркетинговых исследований методику анализа продукции на основе рассмотрения ее «жизненного цикла», состоящего из 4-х этапов (см. рисунок).
Этап 1. Выход (выведение товара на рынок). Рынок еще не подготовлен и не сформирован, но интерес к новому продукту проявляет. Начинается сбыт наиболее подготовленному потребителю.
Этап 2. Рост. Потребители и рынок положительно реагируют на новую продукцию, если её качество и технический уровень приносят выгоды потребителям. Появляются новые сегменты рынка, с увеличением объемов производства снижается цена продукции.
Этап 3. Зрелость. Это самый продолжительный и стабильный этап, в том числе по прибыли, хотя темпы роста сбыта снижаются.
Этап 4. Упадок. Товар постепенно теряет применяемость, его качество и технический уровень не удовлетворяют потребителей, приходится снижать цены, падает рентабельность. Стареющий товар мешает началу энергичных действий по его замене. Понятия «качество» и «технический уровень» подразумевают не только соответствие крепёжных деталей требованиям стандартов и нормативной документации. Прогрессивный продукт обладает лучшими потребительскими свойствами, позволяющими снизить трудоёмкость сборки, увеличить надёжность сохранения усилий затяжки соединений во время эксплуатации АТС, сократить общее количество крепёжных деталей и др. [ 3 ]. Технические преимущества новых крепёжных деталей, создают и экономическую выгоду для обеих сторон рынка.
Покажем, на каких этапах «жизненного цикла» находятся основные группы крепежных деталей. На диаграмму нанесена версия оценки положения массовых изделий, выпускаемых АО «Завод Красная Этна», АО «Автонормаль», АО ВЗТДиН и некоторых других предприятий, и широко применяемых крупными автозаводами.
Обсуждение начнём с завершающего этапа.
«Упадок». В [1; 2; 4] дан перечень мер по качественному улучшению состава машинокомплектов крепёжных деталей в соединениях. В первую очередь показана бесперспективность массового применения в АТС уменьшенных и нормальных плоских шайб, пружинных и стопорных (зубчатых) шайб. Здесь никаких сомнений нет.
Несколько сложнее обстановка по болтам с шестигранной уменьшенной головкой. Ясно, что применение этих болтов классами прочности выше, чем 6.8 – недопустимо. Но уменьшенный шестигранник изготавливают методом безотходной формовки, а не обрезкой граней, как у нормальных головок. Болты с уменьшенной шестигранной головкой проще в изготовлении (3 перехода), имеют ниже норму расхода металла. Невысокая цена сдерживает принятие решений об их исключении из узлов АТС. Однако выход из положения застоя по этой конструкции имеется. Он состоит в переходе на прогрессивные винты с цилиндрической головкой, сферой и внутренним волнистым (звездообразным, шестирадиусным) приводом-шлицем (типа ТОRХ). Головки таких винтов тоже изготавливаются без отходов, но при этом опорная поверхность под головкой такая же, как у болтов с нормальным шестигранником.
Применение винтов с прямым шлицем с каждым годом уменьшается из-за низких потребительских свойств: при сборке отвертка часто соскальзывает из шлица, портит присоединяемую деталь.
«Зрелость». Группы стандартных крепёжных деталей, находящихся на этом этапе, казалось бы имеют относительно устойчивый спрос на рынке. Однако, следует иметь в виду, что не менее 70% гаек шестигранных и большинство прорезных надо заменять на гайки с фланцем и гайки самостопорящиеся. У приварных, неподвижных и закладных квадратных гаек тоже имеется хорошая замена: так называемые, приклёпываемые гайки (или гайки-заклёпки), например, RIVKLE® германской фирмы Bőllhоff, итальянской - Bralo или от других производителей. Аналогичная замена по приварным болтам и шпилькам – это приклёпываемые шпильки (болты) тех же производителей. К сожалению, в РФ подобные изделия пока не производят.
Болты с шестигранной нормальной головкой и винты с внутренним шестигранником наверняка уступят место болтам с наружным и винтам с внутренним волнистым приводом. Винты и винты самонарезающие прямой и крестообразный шлицы сменят на волнистый привод. Везде, где под головки болтов и винтов и под гайки устанавливают плоские шайбы, должен появиться фланцевый крепёж.
Таким образом, можно утверждать, что значительная часть крепёжных деталей, находящихся на этапе «Зрелость», приближается к «Упадку».
«Рост». Нет необходимости давать подробную характеристику крепёжных деталей, отнесённых к этому этапу, их преимущества известны специалистам, в том числе из [1-4]. Отметим, что из года в год в АТС находят место всё большее количество болтов и гаек с фланцем, гаек самостопорящихся, болтов со звездообразной головкой и винтов со звездообразным шлицем, винтов и болтов резьбовыдавливающих. Это позволяет заменять устаревшие конструкции, в том числе избавляться от шайб, как от лишних деталей.
Однако, несмотря на то, что производство и применение многих прогрессивных крепёжных деталей в РФ ежегодно увеличивается, использование их сравнению с изделиями из этапа «Зрелость», крайне мало. Темпы перехода на прогрессивные технические решения определённо недостаточны. Такое заключение подтверждается таблицей, отражающей количественную характеристику структуры применяемых крепёжных деталей. Видно, что автозаводы применяют огромное количество шайб (около 800 млн. штук в год) и болтов с шестигранной уменьшенной головкой (свыше 160 млн. штук), которые определённо находятся на рубеже «Упадка». Большие резервы повышения технического уровня крепёжных соединений, экономии средств, снижения трудоёмкости сборки – остаются не реализованными.
^ Укрупнённая структура крепёжных деталей, применяемых в АТС (млн. штук)
| Заводы – потребит. | Общее потреблен. крепежа | Болты (в т.ч. с шестигран. уменьшенной головкой) | Гай-ки | Винты, включая самонаре-зающие | Шайбы плоские | Шайбы пружин. и зубчатые |
| ВАЗ | 1750 | 360 ( - ) | 350 | 200 | 235 | 165 |
| ГАЗ | 730 | 160 (110) | 140 | 140 | 60 | 120 |
| УАЗ | 240 | 45 (30) | 47 | 47 | 18 | 50 |
| ЗМЗ | 190 | 46 (22) | 26 | - | 8 | 19 |
| КамАЗ | Нет данных | Н.д. (-) | Н. д. | Н. д. | 25 | 55 |