2 3 It 5 6 7 в в, лет 5 ZS 10 tZJS fS 17.5 20 И, лет

Рис. ]. Влияние долговечности, отдачи и эксплуатационных рисхолов па экономический эффект

20000D

D (600 + 5000 + 3200 + 3200) + 4000 12 + 4/Р

возрастает от исходного значения д = 1,25 при D = = 1 год до 9 = 1,6 при D = 10 лет.

Коэффициент эксплуатационных расходов (кривая 2)

РР + 2СР-2000 + 4000 С 2000

возрастает от исходного значения fc = 8 при D = = 1 год до к = 62 при D = 10 лет.

Соответственно снижается отношение стоимости машины к сумме эксплуатационных расходов (кривая 3) с 12,5% при D=l год до 1,6% при D = = 10 лет.

Стоимость машины ощутимо влияет на экономический эффект только при малой долговечности. Так, уменьшение стоимости станка в 1,5 раза (кривая 4) увеличивает экономический эффект на 34% при D = l год и на 2% при D= 10 дет. Увеличение стоимости станка в 1,5 раза (кривая 5) снижает экономический эффект при D = 1 год на 50%, а при D= 10 лет только иа 2,5%.

Следовательно, повышение стоимости машины, направленное на увеличение ее долговечности, вполне целесообразно, так как выигрыш от увеличения долговечности намного превосходит снижение экономического эффекта из-за удорожания машины. Например, увеличение исходной долговечности в 5 раз (с 2 до 10 лет), сопровождаемое повышением стоимости машины даже вдвое,

увеличивает, согласно формуле (17), экономический эффект в 9 раз.

Снижение энергопотребления (увеличение КПД станка) в рассматриваемом случае влияет крайне незначительно. Повышение КПД даже на 20% (кривая 6) увеличивает экономический эффект при D = 1 год только на 2,5%, а при В = Ю лет - на 1,3%.

Снижение расходов на труд (частичная автоматизация, допускающая применение менее квалифицированного труда) в реальных пределах на 30% (кривая 7) увеличивает экономический эффект по сравнению с исходным (кривая I) в 1,35 раза при D = 1 год и в 1,2 раза при D = 10 лет.

Наиболее эффективно увеличение отдачи (повышение производительности обработки, применение специализированной оснастки, обработка по настроенным операциям и др.). Так, увеличение отдачи в 1,5 раза (кривая 8) повышает экономический эффект по сравнению с исходным в среднем в 2 раза, а увеличение отдачи вдвое (кривая 9) - в 3 раза.

Приведенный расчет является схематичным. Помимо оговоренных выше упрощающих предположений, в нем не учтена динамика изменения эксплуатационных факторов, например, вероятного снижения стоимости энергии и MaTcpnajiOB с течением времени, уменьшения производительности станка по мере износа. Тем не менее он дает отчетливое представление о влиянии эксплуатационных расходов на экономический эффект для машин-орудий. В других категориях машин и при другой структуре эксплуатационных расходов влияние различных факторов на экономический эффект может быть иным.

Существует обширная категория машин (неавтоматизированные металлорежущие станки, автомобили, дорожные, строительные, сельскохозяйственные и тому подобные машины), которые не могут функционировать без постоянно прикрепленного оператора. Здесь расходы на труд относительно велики и не поддаются существенному сокращению. Соответственно невелико значение стоимости машины в сумме эксплуатационных расходов, как это показано в предыдущем примере.

У машин, которые длительное время могут функционировать без участия оператора (электродвигатели, электрогенератйры, насосы, компрессоры и т. п.), расходы на труд состоят только из стоимости периодического ухода и наблюдения за их работой.

В некоторых отраслях промыгнленности, используюцщх высокомеханизированное оборудование с большим числом однотипных единиц (текстильная промышленность), значительного сокращения расходов на труд можно

достичь переходом на многостаночное обслуживание.

К машинам, у которых расходы на труд минимальны, относятся полуавтоматы и автоматы. В этой категории машин относительная роль стоимости машины выше.

У тепловых машин фактор энергопотребления отодвигает на задний план стоимость машины, а иногда и расходы на труд. Есть машины, у которых расход энергии незначителен вследствие высокого КПД (электрогенераторы, редукторы и т. п.). Если к тому же невелик и расход на оплату труда, то стоимость машины приобретает доминирующее значение.

Стоимость машины при прочих равных условиях в решающей степени зависит от серийности выпуска. При массовом выпуске стоимость машины невелика и ее роль в эксплуатационных расходах гораздо меньше, чем у машин мелкосерийного или тем более единичного выпуска.

Следует отметить, что наряду с уменьшением индивидуальной стоимости машин существует более эффективный способ снижения стоимости машиностроительной продукции в целом - сокращение номенклатуры объектов производства путем выбора рационального типажа машин и удовлетворения потребностей народного хозяйства наименьшим числом их типоразмеров.

У машин некоторых классов большое значение имеют расходы на амортизацию, обслуживание и ремонт производственных зданий и сооружений. Эти расходы могут во много раз превышать расходы, связанные с зксплуатацией машин.

Экономический расчет, подобный приведенному выше, позволяет в каждом отдельном случае определить структуру эксплуатащюн-ных расходов, их относительную роль и установить основы рационального с экономической точки зрения проектирования машины.

Как общее правило, экономический эффект в наибольшей степени зависит от полезной отдачи и долговечности машины. Эти факторы должны стоять в центре внимания при конструировании машин. Столь же большое значение имеет надежность, определяющая объем и стоимость ремонтов, производимых за время эксплуатации машин. В предыдущем примере роль стоимости ремонта несколько затушевана тем, что в расчете принята умеренная стоимость ремонта, равная за весь период эксплуатации стоимости машины. Иначе говоря, стоимость ремонта принята такой, какой она должна быть при правильной конструкции машины и рациональной эксплуатации.

На практике расходы на ремонт могут пре-

вышать в некоторых случаях стоимость машины в несколько раз. Иногда расходы на ремонт поглощают большую часть доходов, приносимых машиной, что делает эксплуатацию машины нерентабельной.

В настоящее время назрела задача перехода на безремонтную эксплуатацию; под этим понимают:

устранение капитальных ремонтов;

устранение восстановительного ремонта и замена его комплектаиионным ремонтом, осуществляемым сменой износившихся деталей, узлов и агрегатов;

устранение вынужденных ремонтов, вызванных поломкой и износом деталей, систематическим проведением планово-предупредительных ремонтов.

Перевод на безремонтную эксплуатацию является комплексной задачей. Предпосылками решения этой задачи являются:

увеличение срока службы изнашивающихся деталей;

построение машины по агрегатному принципу, допускающему независимую мену изнашивающихся пар деталей и узлов;

создание неизнашивающихся фиксирующих поверхностей, служащих базой при установке сменных деталей.

Конструктивным мероприятиям должны сопутствовать организационно-технические, главным из которых является централизованное изготовление запасных деталей и узлов.

Из сказанного выше отнюдь не следует, что конструктор может ослабить внимание к задаче уменьшения стоимости машины. Как было показано, роль фактора стоимости зависит от категории машины и может быть значительным у машин с малыми энергопотреблением и расходами на труд, а также у машин с относительно небольшим сроком службы. Необходимо только правильно оценивать значение этого фактора среди других факторов повышения экономичности и уметь поступиться им в случае, когда уменьшение стоимости вступает в противоречие с требованиями увеличения полезной отдачи, долговечности и надежности.

Решение всех перечисленных выше задач следует положить в основу деятельности конструктора, который должен, во-первых, задавать тон в политике машиностроения, во-вторых, создавать конструкции, обеспечивающие увеличение экономической эффективности машины, сокращение эксплуатационных расходов и уменьшение стоимости машиностроительной продукции в целом.

Влияние долговечности на численность ма-иинного парка. Повышение долговечности является эффективным и экономичным спо-

Здесь и далее имеются в виду сборочные единицы по ГОСТ 2.101-68.

1976 ,ff 771а7в та то mi тг

1369

1S71 1S71 1973

mil-

1975 1976

isrr

197tt 1S75

1977 1978 1979 1980

Рис. 2. Эксплуатациоииые диаграммы машины при Лисп

а - J; 6-0,5; в -0,3

собом увеличения численности машин, находящихся одновременно в эксплуатации (текущей численности машинного парка). Число машин, действующих в каждое данное время, пропорционально произведению их долговечности D на выпуск п единиц/год за предшествующее время.

Разберем случай, когда годовой выпуск постоянен и равен 100. Пусть долговечность выпускаемых машин 3 года; машины работают непрерывно, т. е. срок их службы равен долговечности.

На диаграмме (рис. 2, о) представлена картина использования машин по годам. Численность годового выпуска изображена черными прямоугольниками. Сумма прямоугольников по горизонтали показывает продолжительность пребывания машин в эксплуатации, равную в рассмотренном случае 3 годам; сумма прямоугольников по вертикали - число групп машин разных годов выпуска, находящихся одновременно в эксплуатации. При постоянстве годового выпуска и долговечности оно

для любого года численно равно долговечности (п = 3).

Следовательно, общая численность действующего машинного парка в каждом году N = Dh = 3 100 = 300, Предположим теперь, что начиная с 1974 г. завод-изготовитель увеличивает долговечность машин вдвое (заштрихованные прямоугольники). Продолжительность пребывания машин в эксплуатации, выражаемая суммой черных и заштрихованных прямоугольников по горизонтальным графам диаграммы, становится равной D = = 6 лет. Численность машинного парка, начиная с 1978 г., возрастает и в 1980 г, стабилизируется, оставаясь все последующие годы постоянной и равной 600 машинам, т. е. произведению новой долговечности на размер годового выпуска: N= Dn.

Таким образом, при том же размере годового выпуска машин с увеличением долговечности вдвое во столько же возрастает численность машинного парка, а следовательно, объем годовой (и суммарной за весь период службы машин) промышленной продукции.

Разберем случай, когда машины используются в течение неполного рабочего времени, т. е. когда период службы машины удлиняется по сравнению с заложенным в нее ресурсом долговечности (рис. 2,6).

Если по-прежнему принять D = 3 и Т1 = 0,5, то согласно формуле (2) Н = 3/0,5 = 6 лет.

Сокращение степени использования машин равносильно уменьшению числа одновременно действующих машин. В нашем случае (т)„сп = = 0,5) это сокращение выражается на диаграмме уменьшением вдвое высоты черных прямоугольников. Число одновременно работающих в течение года машин одного года выпуска становится равным 50.

Количество групп машин различного года выпуска, находящихся одновременно в эксплуатации, равно сумме прямоугольников по вертикальным графам диаграммы. При исходных допущениях (и = const; Н = const) оно для любого года численно равно периоду службы (Н = 6).

Общая численность N годового парка равна произведению срока службы на фактическую численность одновременно работающих машин каждой группы (пфакт = "Лисп), т. е. N = = Нитисп- Так как Н = В/Писп. то N = Dn. В рассматриваемом случае N = 3 • 100 = 300.

Этот вывод легко гфоверить простым суммированием численности машин по вертикальным фафам диаграммы (N = 50Я = = 50-6 = 300).

Таким образом, численность действующего годового парка машин не зависит от коэффициента использования и