CC BY
201
УДК 621.9: 681.5
С.С. Игнатьева, С.А. Игнатьев
МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ ФАКТОРАМИ КАЧЕСТВА В ПРОИЗВОДСТВЕ ПОДШИПНИКОВ
Рассматриваются современные международные стандарты и их российские аналоги, используемые крупнейшими предприятиями подшипниковой промышленности.
Подшипниковая промышленность, качество, международные стандарты, стандарты серии ISO 9000, стандарт на подшипники качения ГОСТ 520-2011
S.S. Ignatyeva, S.A. Ignatyev
METHODOLOGY FOR CONTROLLING QUALITY FACTORS IN THE PRODUCTION OF BEARINGS
The paper examines the current international standards and their Russian counterparts applied at large-scale enterprises of the bearing industry.
Bearing industry, the quality, international standards, standards of series ISO 9000, standard bearings GOST 520-2011
Потребности рынка машиностроительной продукции ежегодно увеличиваются, поэтому обеспечение качества, надёжности и безопасности готовых изделий - неотъемлемая часть политики в области менеджмента качества современных предприятий. Подшипники качения в качестве машинных элементов для передачи движения, являются продукцией с большой степенью обработки. Эксплуатационные характеристики подшипников зависят от качества обработки элементов, точности изготовления и качества применяемых материалов. Современные подшипниковые производства обеспечивают требуемый уровень качества от входа сырья до поставки готовой продукции.
В практике крупнейших компаний, таких как FKL Temerin, NKE Штайер, ЗАО СКФ контроль качества изделий осуществляется по всем стадиям жизненного цикла продукции [1, 2, 6-9]. Особое внимание уделяется следующим направлениям:
— кадры, квалификация и аттестация персонала и рабочих мест;
— материалы;
— процессы;
— контроль и испытания в ходе производства;
— контроль оборудования для измерения и испытания;
— упаковка и складирование;
— сервисное обслуживание и техническая поддержка;
— экологическая безопасность.
Обеспечение соответствия качества подшипниковых предприятий по всем ключевым аспектам состоит во внедрении стандартов качества продукции и процессов производства, применяемых в мировой и российской практике.
В области технического регулирования технологических процессов и качества готовых изде -лий подшипниковые предприятия могут использовать стандарты серии ИСО и их российские аналоги, а также принятые стандарты на продукцию - ГОСТы, СТП, технические условия.
Серия стандартов ISO 9000 используются в большинстве развитых стран в качестве документов, подтверждающих высокую квалификацию компании, а также её персонала в той или иной сфере деятельности. В серию 9000 входят: сертификат ИСО 9000:2005 (основные положения системы менеджмента качества); ИСО 9001:2008 (требования к системе менеджмента качества); ИСО 9004:2009 (руководство по достижению успеха компании) и ИСО 19011:2011 (методы аудита в системе менеджмента).
Российским эквивалентом международного стандарта ISO 9000 является ГОСТ Р ISO 90002011 (аналог ISO 9000:2005) и ГОСТ Р ISO 9001-2011 (аналог ISO 9001:2008).
Управление долговечностью и надёжностью подшипников как изделий, требующих сложной обработки, определяется следующими группами факторов конструктивными, технологическими, эксплуатационными [3].
Таблица 1
Факторы качества производства и использования подшипников
Конструктивные Технологические Эксплуатационные
Выбор стали Выбор метода получения заготовки Правильный выбор подшипника по характеру нагрузки
Выбор смазки Выбор режима механической обработки Скорость вращения
Соотношение размера деталей Выбор режима термической обработки Рабочая температура
Зазоры Технология сборки Обеспечение посадки и соосности посадочных мест
Выбор типа опоры качения Выбор оснастки, инструмента Использование смазки и уплотнения
Конструктивное решение изделия и др. Выбор методов контроля качества и др. Правильность монтажа и др.
Выбор методики диагностики параметров качества
Действующие конструктивные требования к параметрам радиальных, радиально-упорных и роликовых конических подшипников установлены ГОСТ 520-2011 «Подшипники качения. Общие технические условия» (с изм. от 17.01.2013) [4]. Стандарт определяет размеры изделий, допуски по 50
классам точности, материалы, зазоры, шероховатость поверхностей качения, приемку, методы контроля, маркировки, транспортировки и хранения.
Для обеспечения требуемой твердости колец и роликов при рабочей температуре 120 С требуются марки стали ШХ-15, ШХ20СГ, 18ХГТ, 20Н2Н4А, 15Г1 при соблюдении неоднородной твердости материала в пределах ЗИЯС.
Шероховатость Иа наружных, торцевых поверхностей и отверстия колец определяется ГОСТ 2789, и ее предельный размер зависит от класса точности и номинальных диаметров изделий.
По согласованию с потребителем допускается изготовление подшипников с зазорами, требования по которым установлены ГОСТ 24810.
Грузоподъемность подшипника устанавливается расчетным способом в соответствии с ГОСТ 18854. Производитель может заявить и гарантировать статическую грузоподъемность выше расчетной при условии конструктивной модернизации изделия и проведении соответствующих испытаний. Динамическая грузоподъемность подшипников в 90% результатах стендовых испытаний должна быть не менее расчетной по ГОСТ 18855.
Шарики должны соответствовать нормам ГОСТ 3722, ролики по видам - ГОСТ 6870, 22696,
25255.
Стандарты качества содержат жесткие требования к дефектам поверхностей качения подшипников. Не допускаются прижоги, шлифовочные штрихи, полосы и пятна закалки. На монтажных поверхностях не должно быть забоин, раковин, шлифовальных штрихов, хромирования.
В зависимости от класса точности подшипника и дополнительных требований покупателя продукция должна проходить контроль по показателю вибрации. Все измерения уровней вибрации могут проходить в соответствии с требованиями действующих документов: ГОСТ Р 52545.1-2006 (ИСО 15242-1:2004) «Подшипники качения. Методы измерения вибрации», «Подшипники качения. Вибрация. Методика выполнения измерений. МВИ ВНИПП.02-04» и «Подшипники качения. Нормы вибрации. Руководящий документ. РД ВНИПП.038-08».
Выбор конструктивных параметров и контроль их соблюдения начинается с момента конструкторской разработки изделия, продолжается на заготовительном этапе, обеспечивается в процессе дефектоскопии, упаковки, маркировки и хранения.
Регулирование технологических факторов - второй базовый этап формирования требуемого качества изделий качения. Выбор инструмента, технологических операций и режимов обработки изделий, методов контроля качества должен обеспечивать конструктивные параметры, выход необходимого количества изделий, минимизировать сроки изготовления, быть экономически целесообразным.
Так, например, при выборе оптимальных условий шлифования поверхностей колец подшипников рекомендуется руководствоваться следующим алгоритмом [5]:
1. Формирование исходных данных (требований): геометрические параметры колец, шероховатость, требования по прижогам, допуски.
2. Расчетные данные: радиальные и касательные составляющие силы резания, фактическая шероховатость, интенсивность усилия магнитного стола и др.
3. Определение режима шлифования максимальной производительности, обеспечивающего допустимые требования.
4. Определение радиальной составляющей силы резания.
5. Расчет максимальной осевой деформации кольца.
6. Использование магнитного стола.
7. Шлифование без выхаживания при обеспечении требуемой шероховатости, допусков.
8. Выхаживание (при необеспечении требуемой шероховатости, допусков на предыдущей операции).
Для соблюдения входных параметров поверхности колец подшипника весомыми факторами могут быть: параметры шлифовальных кругов (зернистость, твердость круга, способ нанесения абразивного покрытия), глубина шлифования, скорость подачи стола, сила резания, использование или неиспользование магнитного стола. Регулирование данных факторов снижает образование прижогов, улучшает показатель шероховатости, позволяет не проводить заключительное выхаживание поверхности.
Конструктивные и технологические факторы в сумме формируют техническую эффективность подшипника (бесшумность, быстроходность, грузоподъемность), подтверждаемую в процессе эксплуатации. Негативное действие эксплуатационных факторов снижает долговечность и надежность подшипников.
Нарушения требований эксплуатации вызывают следующие дефекты изделий в процессе работы (табл. 2).
Таблица 2
Отдельные эксплуатационные факторы и вызываемые ими дефекты подшипников
Эксплуатационный фактор Дефект
Загрязнение подшипника во время монтажа Вмятина, шероховатость
Нехватка смазки Цвета побежалости, изношенность, шероховатые и окрашенные торцы роликов
Чрезмерная вибрационная нагрузка, проникновение инородных частиц Дорожки, лунки, вмятины, коррозия
Неподходящая смазка, зазоры Задиры на дорожках и роликах
Неправильное распределение усилий при монтаже Задиры на дорожках качения
Прохождение электрического тока через подшипник Темные бороздки, лунки, потемнение шариков
Слишком тугая посадка подшипника, некруглость посадочной поверхности, несоосность посадочных мест, возникновение разности температуры колец Усталостные раковины, следы качения на дорожках
Таким образом, исследуя всю совокупность международных стандартов и их российских аналогов, следует признать, что совершенствование качества продукции подшипниковой отрасли должно проводиться комплексно, т.е. охватывая все стадии жизненного цикла продукции и все основные производственные процессы. Проблема многих российских предприятий именно в том, что восприятие качества как категории начинается и заканчивается только непосредственно в процессе испытания готового изделия, т.е. в середине полного жизненного цикла подшипника. Изготовить высокоточное изделие - это значит не только обеспечить оптимальные условия резки заготовок, шлифовки поверхностей, анализа дефектов. Это ещё и обеспечение поставок материалов высокого качества, подтверждение качества контрагентов, подготовка персонала, вспомогательных процессов, документирования, валидных КИПиА и средств мониторинга, управление выбросами и отходами, рекламациями. Комплексное управление качеством и его подтверждение возможно только через внедрение международных и аналоговых российских стандартов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Никифоров А.Д. Управление качеством / А. Д. Никифоров. М.: Дрофа, 2004. 720 с.
2. Игнатьева С.С. Актуальные вопросы менеджмента качества продукции АПК в рамках международных торговых отношений / С.С. Игнатьева, В.В. Смирнов // Вестник Саратовского госаг-роуниверситета им. Н.И. Вавилова. 2013. № 08. С. 86-89.
3. Колтунов И.И. Разработка модели параметров качества подшипников качения / И.И. Колтунов, А С. Лобанов // Известия МГТУ «МАМИ». 2013. № 1 (15). Т. 2. С. 54-60.
4. ГОСТ 520-2011 Подшипники качения. Общие технические условия.
5. Плоское шлифование торцов колец крупногабаритных подшипников с требуемым качеством поверхности / В.А. Носенко, В.Н. Тышкевич, С.В. Орлов, А.В. Саразов // Вестник ЮУрГУ. 2014. Сер. Машиностроение. Т. 14. № 4. С. 67-78.
6. http: //www. skf.com/ru/products/index.html
7. http://nke-bearing.narod.ru/
8. http://rusfkl.ru/
9. http://gosstandart-iso.ru
Игнатьева Светлана Сергеевна -
магистрант кафедры «Автоматизация, управление, мехатроника» Саратовского государственного университета имени Гагарина Ю.А.
Игнатьев Станислав Александрович -
доктор технических наук, профессор кафедры «Автоматизация, управление, мехатроника» Саратовского государственного университета имени Гагарина Ю.А.
Статья поступила в редакцию 21.02.15, принята к опубликованию 11.05.15
Svetlana S. Ignatyeva -
Postgraduate
Department of Automation, Control and Mechatronics, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov
Stanislav A. Ignatyev -
Dr. Sc., Professor
Department of Automation, Control and Mechatronics, Yuri Gagarin State Technical University of Saratov
