Запасные части

Запасные части — это компоненты, предназначенные для установки в машине или устройстве для замены сломанной или изношенной оригинальной детали.

Третье тысячелетие до нашей эры При возведении пирамид в Египте использовались постоянные размеры строительных элементов.

III впнэ Во время Первой Пунической войны (264-241 гг.) карфагеняне использовали стандартизированные взаимозаменяемые детали. К ним даже прилагалась инструкция по сборке.

Ok. 1450 На Венецианском арсенале изготавливаются «стандартизированные» деревянные детали кораблей, в том числе, например, скамейки. Они изготавливаются по единой схеме, поэтому могут монтироваться взаимозаменяемо, с небольшими доработками.

1720 Согласно историческим источникам, шведский изобретатель Кристофер Полхем использует сменные детали в своей часовой мастерской. Однако это нововведение не вышло за порог его мастерской.

1773 Guillaume Deschamps производит съемные замки для мушкетов. Однако стоили они чудовищно дорого — на один сменный замок можно было купить семь традиционных, сделанных по технике заработка. Это подорвало весь смысл идеи, так что у французов ничего не вышло.

1780 Французский генерал-лейтенант Жан-Батист Грибоваль последовательно стандартизировал артиллерию. Он создает ряд строго определенных классов (1) и делает боеприпасы допущенными к использованию в них после прохождения стандартизированных шаблонов. Эти действия, носившие скорее характер любви к порядку, имели не совсем преднамеренный, но вполне положительный побочный эффект — в артиллерии некоторых классов деревянные части орудий становились полностью взаимозаменяемыми.

1. Чертежи унифицированных деталей пушек генерала Грибоваля

1785 Во дворе Венсенского замка Оноре Блан демонстрирует систему взаимозаменяемых сложных механических частей — разбирает замки мушкета, смешивает детали и собирает все обратно. К сожалению, у него не было возможности развить свои идеи, так как вскоре грянула Французская революция, и большая часть получателей, потенциально заинтересованных в его изобретении, либо погибла на эшафоте, либо бежала.

Однако есть сведения, что мастерскую Блана посещал сам Томас Джефферсон — тогдашний американский посол во Франции, а позднее президент США. Будучи впечатлен наблюдаемыми методами, он даже должен был вывезти идею и образцы продукции за границу, продвигая там идею запчастей. Дело в том, что первое массовое производство запчастей было в зарождающейся армии только что образованных Соединенных Штатов Америки.

2. Portret Eliego Whitneya

1797-1801 Американец часто упоминается как пионер в производстве запасных частей и массовом промышленном производстве (2). Он продемонстрировал свою концепцию запасных частей для оружия президенту Джону Адамсу и вице-президенту Томасу Джефферсону.

В середине 1798 года он получил контракт, по которому обязывался предоставить правительству США к 1801 году 10 тыс. оружие. В то время винтовки, как правило, еще целиком собирались ремесленниками, и каждая модель имела свой особый дизайн.

Уитни изобрел машины, которые позволяли рабочим резать металл по образцу и изготавливать одну конкретную конкретную деталь. После сборки каждая деталь хоть и изготавливалась отдельно, но становилась рабочей моделью.

После первых нескольких лет производства Whitney смогла поставить лишь часть обещанного заказа — комплектацию 10 тысяч. пьесы заняли у него десять лет. Несмотря на это, он подписал еще один госконтракт на 15 тысяч. винтовки, которые он изготовил на этот раз всего за два года.

Сегодня он считается пионером «американской системы», то есть массового производства стандартизированных деталей, из которых можно собирать готовые изделия. До 70-х годов американская система использовалась для производства стрелкового оружия, часов, текстильных машин, швейных машин и многих других промышленных товаров.

1800 Генри Модслей строит первый промышленный практичный станок для нарезания резьбы (3). Это позволило стандартизировать размеры винтовой резьбы и проложило путь к взаимозаменяемости гаек и болтов. Раньше резьбу делали с помощью стамески и напильников.

Модслей стандартизировал резьбу, используемую в его мастерской, и произвел наборы шаблонов резьбы, которые гарантируют соответствие гаек и болтов стандартам и соответствие каждого болта указанного размера гайкам того же размера. Это был значительный прогресс в технологии мастерских и взаимозаменяемости технических деталей.

1802-1808 Французский инженер Марк Брюнель, работавший в британском адмиралтействе в Портсмуте, разработал процесс машинного производства стандартных деревянных шкивов и барабанов для сборки корабельных канатов (4). Однако британские продюсеры проигнорировали его идеи.

Только на знаменитой выставке «Хрустальный дворец» в Лондоне в 1851 году местные инженеры, глядя на примеры решений, используемых в Соединенных Штатах для производства запасных частей для судов, начали использовать систему, изобретенную Брюнелем пятьдесят лет назад в их собственная страна.

4. Деревянные барабаны для судовых канатов.

1814 Производственная линия в Плимуте, штат Коннектикут, оставляет часы, изготовленные Эли Терри из стандартных деревянных деталей. Так начинается первое американское массовое производство с деревянными запчастями.

1824 Джон Хэнкок Холл организовал оружейную мастерскую в американском городе Харперс-Ферри. Он стремился внедрить систему запасных частей в максимально возможном масштабе. Он понял, что самое главное для взаимозаменяемости элементов — это их точность. Его размах, необходимый для изготовления обычного затворного элемента, составлял ±0,2 мм, но для взаимозаменяемости уже необходимо было уложиться в диапазон ±0,02 мм.

Холл сосредоточился на нескольких измерениях. Он разработал и создал новые методы измерения с уменьшенными вибрациями. Он также усовершенствовал приемы металлообработки. Он добился того, что к 1824 году части замков, производимых в его мастерских, были уже полностью взаимозаменяемы.

1834-1843 Следующим шагом стала взаимозаменяемость деталей между разными производителями. Это было достигнуто, когда с Холлом начал работать оружейник Симеон Норт. Результатом этого сотрудничества и стандартизации запчастей стала известная винтовка Холла-Норта образца 1843 года (5). Он использовался во время мексикано-американской войны (1846-1848 гг.) и Гражданской войны в США (1861-1865 гг.).

5. Винтовка Холла-Норта образца 1843 г.

1841 Джозеф Уитворт создает первый (неофициальный) технический стандарт, который стал использоваться для определения размеров резьбы в разных странах. Он был известен как British Standard Whitworth и был принят во многих странах мира. Как и весь прогресс в стандартизации, он также поддерживал принцип взаимозаменяемости частей.

вторая половина XNUMX века Во время Гражданской войны в США американское оружие уже полностью состояло из сменных частей, как и французское и английское оружие. Такого рода элементы стали появляться и во многих других изделиях современной промышленности, например, в шитье, велосипедах и, наконец. Это не всегда приходило без колебаний.

Например, производитель швейных машин не вводил взаимозаменяемость деталей примерно до 1900 года — до этого большинство автозапчастей не были взаимозаменяемыми.

1907 Три автомобиля Cadillac Model K (6) прошли испытания на гоночной трассе, а затем были полностью разобраны. Затем многие высокоточные детали были смешаны вместе, и три автомобиля были собраны заново. «Новинка» не только успешно прошла очередные испытания, но и в одном из них даже победила в испытании на надежность на дистанции 3 километров. км. То, что сегодня кажется совершенно естественным, в 1907 году было выдающимся достижением.

6. Кадиллак Модель К 1907 г.

1913 Генри Форд объединил концепцию запасных частей Whitney с требованием их постоянного наличия и доставки на конвейер (7). Модель Ford T, созданная в соответствии с этой идеей, изменила лицо автомобильной промышленности.

При разработке процессов сборки на своем заводе Форд черпал вдохновение в мясокомбинатах девятнадцатого века в Цинциннати, Огайо и Чикаго. Для перевозки туш между работниками использовались специальные тележки, соединенные цепями, они позволяли ленточную разделку мяса, создавая прототип сборочной линии Форда, где рабочие выполняли повторяющиеся задачи, используя стандартные детали.

7. Рабочие на линии Форда

1926-1947 В 1926 году была создана Международная федерация национальных ассоциаций по стандартизации (ISA). Его задачей было расширение сотрудничества государств в области всех стандартов и технических условий. Он действовал до 1942 года, когда его приостановили.

После Второй мировой войны был создан Координационный комитет Организации Объединенных Наций по стандартам (UNSCC), который предложил создать новый глобальный орган по стандартизации. В октябре 1946 года двадцать пять делегатов ISA и UNSCC встретились в Лондоне и договорились объединить усилия в Международной организации по стандартизации (ISO). Новая организация официально начала работать в феврале 1947 года.

1945-1962 Киичиро Тойода, сын основателя Toyota, бросает вызов своей компании «преследовать Америку». Однако было ясно, что этого нельзя достичь, приняв американскую модель массового производства. Нужна была новая идея — массовое производство означало изготовление тысяч одинаковых деталей для достижения эффекта масштаба, но материалов было мало, заказы были большими, а потребность в разнообразии росла.

Согласно видению Тойоды, все детали, предназначенные для сборки, должны поступать на сборочную линию именно тогда, когда они потребуются для сборки (). Поэтому выполнять их следует непосредственно перед их использованием. На реализацию этой идеи потребовалось время – это удалось только в 1962 году, спустя десятилетие после смерти Тойоды.

Смелая концепция была реализована Тайити Оно (8), менеджером машиностроительного завода, также с использованием выводов, полученных в результате изучения производственной системы Ford и методов инвентаризации, используемых в американских супермаркетах. Он добавил знания и опыт в текстильной промышленности, а также идеи своих сотрудников.

В своей книге «Производственная система Toyota» Оно называет так называемую «Система полного устранения отходов» Toyota. Он объясняет, что она основана на двух столпах: потоке и автономизации (так называемой), обеспечивающей независимую работу машин только под общим наблюдением человека.

80-е годы. Появляются первые. Изначально они были только для развлечения. Потом для прототипирования. Сейчас они достаточно регулярно используются для производства запасных частей. Развитие аддитивных технологий в металле кажется особенно многообещающим в этом отношении.

Хотя идея металла и некоторые связанные с ним патенты относятся к 70-м и 80-м годам, первой компанией, создавшей устройство для этого материала, была компания Electro Optical Systems (EOS), основанная в 1989 году. Ее система EOSINT M 1994 была доступна на рынке. (250).

90-е годы. Понятие о так называемом умные материалы (), в том числе самовосстанавливающиеся материалы. Они реагируют на структурные повреждения, такие как трещины, полости или изгибы.

В настоящее время существует несколько механизмов самовосстановления. В основном они связаны с памятью формы и технологиями самосборки молекул. Материалы можно использовать во многих областях, открывая путь к новым стандартам в технике, промышленности и обычным пользователям. Их распространение в промышленности также имеет шанс произвести революцию в секторе запасных частей, в конечном итоге устранив необходимость использования таких деталей при ремонте устройств.

2014 На Интернационале (МКС) сделан первый оттиск с использованием Made in Space — табличка с надписью «Made in Space» и аббревиатурой «NASA». В конечном счете, принтер должен производить запасные части, необходимые на борту (10). По информации производителя, он может использовать для этой цели не только полимеры, но и металлы, композиты и другие материалы.

10. 3D-печатная деталь на МКС

Классификация деталей машин

Детали машин – это самостоятельные элементы или узлы, входящие в состав машин, обычно универсального характера (т.е. могут использоваться в различных устройствах) – что позволяет проводить их стандартизацию. Базовая классификация деталей проводится по нескольким основным признакам и включает в себя:

1. Соединения (механические)

   а. Нераздельно:

      • клепаный,

      • сварные,

      • сварные,

      • паянный,

      • клееный,

      • систолическое;

   Б. Съемный:

      • формованные:

               – вход,

               — сплайн,

               – многоугольная;

      • на болтах,

      • привязанный,

      • резьбовой,

      • устойчивый,

      • трубчатый.

2. Łożyska

      • раздвижные,

      • прокатка.

3. Sprzęgła

   а. Нераздельно:

      • принужденный,

      • свободный,

      • восприимчивый,

      • угловой;

   Б. Съемный:

      • контролируемый,

      • автоматический.

4. Hamulce
5. диски
6. трансмиссий

      • чернить,

      • пояс,

      • цепь,

      • зубчатый.

Стандартизация деталей машин

Стандартизация заключается в стандартизации и упрощении номенклатуры и понятий, а также в определении форм, размеров, материала и точности изготовления, что гарантирует надлежащее качество деталей и облегчает конструкцию и ремонт машин.

Сокращая сроки подготовки и запуска производства и уменьшая количество необходимых станков и измерительных приборов, стандартизация совершенствует производство машин, осуществляемое разбросанными по всей стране фабриками и заводами, облегчает конструкторам разработку новых машин, снижает себестоимость продукции, а также значительно ускоряет монтажные работы.

Для конечных пользователей стандартизация облегчает покупку готовых деталей на различных отраслевых складах, а также замену изношенных или поврежденных деталей на новые, без необходимости их добавления и подгонки. Поврежденный элемент также легко определить с помощью каталога, зная, из какого узла или подузла машины он был снят.

Стандартизированная номенклатура также упрощает общение между производителями и пользователями. Польские стандарты (обозначенные символом PN) одобрены Польским комитетом по стандартизации (PKN). Он сотрудничает с аналогичными учреждениями в других странах и организациями, занимающимися стандартизацией в международном масштабе, такими как ISO (Международная организация по стандартизации). Поэтому помимо национальных стандартов существуют также международные стандарты и рекомендации по стандартизации.