Стоимость экономии массы

Сбыт большинства автомобилей связан с сильной конкуренцией, поэтому выбор композиционных материалов, предназначенных для деталей автомобилей, в значительной мере определяется их стоимостью. Для успешной конкуренции с иными материалами, применяемыми в серийном производстве, композиционные материалы должны обладать хорошей воспроизводимостью при серийном изготовлении из них деталей, доступной технологичностью и стабильными расчетными свойствами. В настояш ее время высокие затраты на композиционные материалы, связанные с их разработкой, не могут быть покрыты лишь экономией массы, реализуемой в автомобилях. [c.12]

Рассмотрев вопросы применения композиционных материалов, можно отметить, что ограничения, вызванные попытками использовать композиционные материалы в конструкциях, по традиции создаваемых из металлов, не давали возможности полностью раскрыть достоинства композиционных материалов. Несмотря на уже достигнутые высокие показатели экономии массы, жесткости, долговечности, повышение коррозионной стойкости, имеется возможность дальнейшего значительного совершенствования этих важнейших характеристик при условии, если развитие композиционных материалов не будет подавлено мощной, хорошо разработанной технологией металлов. Наиболее рациональные идеи конструирования и изготовления изделий из композиционных материалов, обеспечивающие максимальное использование представляемых ими возможностей в отношении снижения массы и стоимости, должны реализоваться, начиная с ранних стадий разработки проекта. По-видимому, необходимость именно такого подхода к проблеме композиционных материалов станет очевидной в самое ближайшее время. [c.171]

Клеевые соединения по сравнению с другими видами неразъемных соединений (заклепочными, сварными и др.) имеют ряд преимуществ возможность соединения различных материалов (металлов и сплавов, пластмасс, стекол, керамики и др.) как между собой, так и в различных сочетаниях атмосферостойкость и стойкость к коррозии клеевого шва герметичность соединения возможность соединения тонких материалов снижение стоимости производства экономия массы и значительное упрощение технологии изготовления изделий. [c.495]

Несмотря на высокую стоимость производства и обработки титановых деталей, применение их оказывается выгодным благодаря главным образом повышению коррозионной стойкости деталей, их ресурса и экономии массы. [c.12]

Отмечалось [138], что замена многих стальных деталей компрессора деталями из титановых сплавов обеспечивает снижение в них напряжений от центробежных сил к, таким образом, увеличивает надежность работы реактивного двигателя. По данным этой работы, применение титановых сплавов вместо стали уменьшает массу двигателей на 35—40%, что приводит к увеличению полезного груза п обеспечивает ежегодный доход авиакомпаний на 60—267 фунтов стерлингов на 1 кг титана, несмотря на то, что стоимость производства титановых деталей вдвое выше, чем стальных. Один фунт экономии массы двигателя оправдывает удорожание двигателя на 100—300 долл. в зависимости от назначения и степени доводки двигателя [126]. [c.426]

Американские специалисты считают, что один фунт экономии массы двигателя оправдывает удорожание стоимости его изготовления на сумму от 100 до 300 долларов в зависимости от назначения двигателя. Например, в двигателях вертикального взлета экономия в массе ценнее, чем в обычных самолетных двигателях. [c.433]

В 1966 г. с внедрением борных волокон резко возрос интерес к композитным конструкциям и, с учетом запаса времени, не- обходимого для проведения глубоких исследований, были получены новые данные и разработана новая техника конструирования, сделавшая КУС материалами, пригодными для практиче- ского применения при конструировании летательных аппаратов. Эти новые научные достижения распространились и на стеклопластики, существенно оптимизировав их разработку. Если ранее стеклопластиковые компоненты разрабатывались в основном с 4— 5-кратным запасом прочности, то теперь с использованием новой компьютерной технологии запас прочности был существенно снижен до практически реальных величин, приводящих к оптимальной экономии массы и снижению стоимости. [c.542]

Применение КМ в конструкции космического корабля Шаттл позволило снизить массу на 1402 кг, в том числе за счет боропластика — на 410 кг и боралюминия - на 82 ьсг. Такая экономия массы позволила уменьшить затраты на вывод корабля на орбиту на несколько миллионов долларов, что заранее окупает затраты на стоимость элементов конструкции из этих материалов. [c.876]

При сравнении вариантов в величину Л иногда включают стоимость грузовой массы, находящейся на колесах. Денежный эффект от высвобождения грузовой массы в связи с уменьшением длины линии или более высокими скоростями движения поездов и ускорением доставки грузов по соответствующим вариантам условно может рассматриваться как единовременная экономия. Эффект от ускорения доставки грузов и от высвобождения грузовой массы, находящейся на колесах, не должен учитываться для грузов, поступающих на длительное хранение в складскую сеть. В этих условиях ускорение доставки грузов практически не будет приводить к высвобождению оборотных средств. [c.66]

Сварные соединения являются наиболее распространенными и совершенными из неразъемных соединений, так как лучше других обеспечивают условия равнопрочности, снижения массы и стоимости конструкции. Замена клепаных конструкций сварными уменьшает их массу до 25%, а замена литых конструкций сварными экономит до 30% и более металла. Трудоемкость сварных конструкций значительно меньше клепаных, а возможности механизации и автоматизации технологического [c.20]

В качестве примера в табл. 10.1 показано, как форма поперечного сечения влияет на прочность и стоимость проката при одинаковой площади поперечного сечения и массе. Уменьшение поперечного сечения за счет применения более рациональной формы проката дает большую экономию металла, в связи с этим необходимо шире использовать специальные профили (в том числе прямоугольные и овальные трубы, гнутые профили и др.). [c.217]

Исторически развитие экономики США складывается так, что в производстве сельскохозяйственной продукции участвует все меньше населения, а продукции производится все больше. Основу этого процесса составляют механизация экономия, обусловленная ростом масштаба производства генетическая селекция и выведение новых сортов и пород контроль за произрастанием зеленой массы. Механизация сельскохозяйственных работ явилась следствием широкого внедрения сельскохозяйственных машин с двигателями внутреннего сгорания в период, когда было дешевым моторное топливо. Внедрение механизации привело к тому, что 1 л бензина, использованный в двигателе мощностью 735 Вт, обеспечивает выполнение работы, эквивалентной физическому труду 7 чел. в течение 1 дня (в ценах 1979 г. при стоимости 1 чел-дня в 12 центов). Машины являются особенно эффективными и экономичными при их интенсивном ежедневном использовании. Это явилось одной из причин процветания крупных ферм в последние годы. [c.16]

Стационарные маховики, расположенные у потребителей энергии, могут иметь большую массу и не требуют такой точности при изготовлении, как автомобильные маховики. Если удастся снизить стоимость изготовления, то такие системы аккумулирования энергии в сочетании с преобразователями солнечной энергии могут найти широкое применение в жилом секторе и стать важным средством экономии энергоресурсов в следующем десятилетии. [c.249]

Другим важнейшим способом является применение в конструкции машин высококачественных материалов. Машины, построенные из более прочного материала живут дольше, а их применение, регулируемое строго научными законами, делает возможной большую экономию. Действительно, чем продолжительнее период, в течение которого функционирует машина, тем больше масса продукта, на которую распределяется присоединяемая машиной стоимость, и тем меньше та часть стоимости, которую она присоединяет к единице продукта. Наблюдается относительная экономия затрат труда на единицу продукции, изготовляемой с помощью данной машины. [c.83]

Отливка Черновая масса отливки, кг Масса прибылей, кг Общая стоимость прибылей, руб. Экономия на 1 т годного. руб. [c.88]

Пластмассовые детали снижают материалоемкость в связи с малой массой и значительно более высоким коэффициентом полезного использования материала (в среднем К сп = 0,9-г-0,95 при прессовании 0,9 при литье и выдавливании 0,95). Затраты на материал составляют 40—75 % всех затрат на изготовление машин, поэтому экономия материала — один из важнейших резервов снижения себестоимости машин. Иногда вследствие высокой стоимости некоторых пластмасс снижение массы материала на конструкцию не приводит к уменьшению затрат на материал, но при этом необходимо учитывать и другие выгоды. При использовании металлических деталей требуется три вида обработки (литье, термообработка, механическая обработка) с большим числом операций (до 30—50), а пластмассовых деталей — только один вид обработки — формообразование детали методом пластической деформации. [c.473]

Начальные параметры пара. Повышение начальных параметров пара имеет целью экономию топлива. Однако одновременно возрастает стоимость оборудования, так как повышение давления обусловливает увеличение толщины стенок и массы деталей оборудования, а повышение температуры — быстрое снижение допускаемых напряжений, что также приводит к увеличению размеров и массы оборудования, выполняемого из стали данного класса и марки. При переходе к более прочным и совершенным классам и маркам стоимость стали резко возрастает. [c.49]

Задолго до того, как энергетический кризис потребовал генерального уменьшения габаритов автомобиля, конструкторы поняли, что облегчение одной какой-либо части транспортного средства может уменьшить размеры, а следовательно, и стоимость многих других деталей и узлов с несуш,ими, удерживающими, тормозными и другими функциями. Снижение массы легкового автомобиля, которое является, по сути, одной из основных целей конструкторов, позволяет платить за каждый килограмм легких материалов на 1,1 долл. дороже, чем за листовую сталь. Для грузовых автомобилей за 1 кг легких материалов можно платить дороже на И долл., так как каждый сэкономленный килограмм собственной массы автомобиля дает соответствующее повышение его полезной нагрузки. Если для сравнения взять за основу сталь, то АП-композиты дают снижение массы автомобиля на 40. .. 60 %, а экономия энергии (от затрат на производство сырья до расхода топлива) за весь срок службы автомобиля составляет 50 %. [c.487]

Высокое отношение прочности к массе в случае АП чрезвычайно важно в любых применениях, связанных со средствами транспорта, так как оказывает прямое влияние на экономию энергии. Ожидается, что покупатели автомобилей будущего будут готовы платить большую сумму за транспортные средства, обладающие лучшим комфортом и привычными удобствами полноразмерного автомобиля, нежели купить автомобиль, который был разработан лишь для того, чтобы достигнуть экономии топлива просто за счет уменьшения размеров, ухудшения эксплуатационных характеристик и снижения комфорта. Все легкие и высокопрочные материалы с хорошими физико-механическими показателями тщательно изучаются автомобильными фирмами. Такие материалы используют для повышения уровня разработок, многие из которых имеют своей целью улучшение эксплуатационных характеристик и более эффективное использование. Однако стоимость разработки одновременно с трудностями, возникающими при этом, все еще является определяющим фактором. [c.507]

Применение предварительно напряженного железобетона позволяет уменьшить массу строительных конструкций на 45—50%, обеспечивая этим самым большую экономию материалов, снижение стоимости железобетонных изделий, уменьшение монтажных и транспортных расходов. [c.49]

Стоимость проектируемой стальной конструкции тесно связана с массой используемого металла. Затраты на производство, транспортировку, монтаж, эстетическое оформление, обслуживание и защиту от коррозии обычно увеличиваются с возрастанием массы стальных элементов в конструкции. Поэтому экономии можно достичь как при снижении массы стали, так и при увеличении полезных нагрузок. [c.410]

Уменьшение массы конструкций без существенной потери прочности возможно благодаря улучшению защиты от коррозии. Тем самым достигается прямая экономия затрат. Главной же статьей экономии является снижение стоимости материала с этих позиций должны быть рассчитаны также сокращение стоимости производства, технологические и другие затраты. [c.410]

Стоимость единицы массы планера имеет тенденцию изменяться пропорционально величине массы пустого самолета. По данным Пезмени и др. [15], среднее значение ее составляло в 1968 г, 15,5 дол-ларов/кг для легких самолетов общецелевого назначения. Согласно этому же источнику, соответствующий показатель для легких вертолетов равен 90,6 доллар/кг. Величина экономии массы легких самолетов изменяется в зависимости от интенсивности их использования, как показано на рис. 1 [15]. [c.38]

По мере развития техники композиционных материалов проведен широкий круг исследований по определению экономии массы, получаемой в результате применения их в авиационных конструкциях. Министерство обороны и другие организации признали, что композиционные материалы обеспечивают существенное снижение массы и способствуют совершенствованию летных качеств авиационной техники [12]. Эти выводы в равной дшре применимы и к гражданским самолетам, однако они недостаточно серьезно рассматривались вплоть до недавнего времени, когда снизилась стоимость композиционных материалов и стали более доступными как сами материалы, так и технологические процессы изготовления изделий из них. [c.39]

Прямые эксплуатационные расходы (ПЭР). Для самолетов общих типов ПЭР часто выражаются в центах на милю, для коммерческих — в центах на пассажироместомилю. Экономические аспекты применения композиционных материалов в легких самолетах практически не изучены. Выполненные по программе НАСА исследования показывают, что преимущества, полученные вследствие экономии массы, в этом случае, по-видимому, не столь велики как для крупных самолетов, однако можно ожидать большего эффекта при условии расширения масштабов производства и снижения стоимости изготовления. [c.44]

Стабилизатор самолета Р-14 представляет собой первую серийную деталь из боропластика, использованную в основной конструкции самолета. Выбор материала обшивок определялся массой и стоимостью. Алюминий был исключен из рассмотрения ввиду того, что рабочая температура не превышала 150° С. В конечном итоге был выбран эпоксидный боропластик, а не титан, исходя из обеспечиваемой экономии массы 20% ( 82,5 кг на самолет) и запланированной конкурирующей стоимости материала. Хотя стоимость промышленного титана составляет И—22 дол-лар/кг, значительные потери при механической обработке, достигающие 90%, приводят к увеличению стоимости до уровня —220 доллар/кг. Отходы в производстве деталей из композиционных материалов составляют 7—10%. Конструкция стабилизатора показана на рис. 18. Обшивки выполнены из эпоксидного боропластика, передний и задний лонжероны — из эпоксидного стеклотекстолита. В качестве заполнителя использованы алюминиевые соты. Чтобы избежать снижения прошюсти общивок вследствие концентрации напряжений у болтовых отверстий, весь крепеж на них производился через периферийные титановые элементы. [c.157]

Важнейшей задачей при внедрении новых разработок является снижение массы транспортных средств. Наглядной характеристикой экономии массы мон ет служить масса вагона, приходящаяся на одного пассажира. Так, например, масса 25-метрового вагона Будд , рассчитанного на скорость 240 км/ч, вмещающего 80 пассажиров, составляет 720 кг на пассажира. Снижение массы, мощности, тормозного пути и эксплуатационных расходов необходимо для всех перечисленных выше типов транспортных средств. Для маломестных скоростных транспортных средств необходимо также уменьшить начальную стоимость, связанную с малой серийностью производства, а также снизить массу так, чтобы пути и несущие конструкции были бы простыми и удовлетворяли требованиям эстетики. Расходы на обслуживание путей также зависят от массы вагонов. Снижение годовых эксплуатационных расходов с большим трудом поддается расчету, некоторые сообра-ншния по этому поводу приведены в разделе 1П,Д. [c.178]

Принцип упрочнения, рассмотренный выше, используется в США и Англии для изготовления каяков из стеклопластика. Вопрос применения углепластиков для каяков, изготовляемых в Англии, обсуждался в работе Вотта и Филлипса [17]. В настоящее время такие каяки производятся в промышленном масштабе. Они обладают более жестким и прочным корпусом, а экономия массы достигает 30%. Когда углеродные волокна используются при строительстве большого морского судна, требующего обычно применения толстых слоистых стеклопластиков, экономия производственного времени и материалов может скомпенсировать стоимость пластиковой каркасной арматуры, упрочненной дискретным углеродным волокном. Роббинс [15] указывает на необходимость рассмотрения композиционных материалов в условиях их применения, как это и сделано в этой главе. [c.476]

Научно-исследовательские работы по оценке применения металлических композиционных материалов интенсивно проводятся фирмой Дженерал Дайнэмикс . Оценивается возможность применения боралюминия для изготовления деталей шасси самолета для ВМС, в частности заднего подкоса носового шасси самолета А7 [132]. С целью оценки конструктивных особенностей, массы деталей и агрегатов из боралюминия и стоимости их производства указанная фирма подробно проанализировала пять элементов конструкции самолета В-1, таких как панели и нервюры крыла, стрингеры, балки крепления, гондолы и др. Были предложены конструктивные решения, позволяющие осуществлять непосредственную замену боралюминием конструкций из традиционных металлических сплавов, ири условии лишь небольших модификаций сопрягаемых конструкций. Расчетная экономия массы составляла 8—56% [162, 199], Рассматривается возможность применения боралюминия в конструкции лонжерона лопасти воздушного винта, имеющего длину 2,18 м, для турбовинтового самолета [167]. [c.231]

Настоящий прорыв склеивание совершает в зарубежном автомобилестроении. Хотя автомобили появились почти одновременно с самолетами, однако в сроках начала освоения клеевых соединений в самолетостроении и автомобилестроении получился значительный разрыв. Объяснение этого факта лежит в том, что, применяя склеивание, в указанных отраслях решали разные задачи в самолетостроении на первом месте находится снижение массы летательного аппарата, а не технологические и экономические факторы, а в автомобилестроении — снижение стоимости автомобиля, что требует в свою очередь организации крупносерийного производства. В период с 1978 по 1987 г. в США масса клея, расходуемого на один автомобиль, возросла с 9-11 до 22-22,5 кг. В конструкциях современных автомобилей уже около 1,2% массы относится к клеевым слоям. В конструкции кузова автомобиля Mersedes-Benz S класса протяженность клеевых швов составляет около 50 м [40]. Клеевые соединения используются не только в отделке салона легкового автомобиля, но и в кузовных элементах и узлах двигателя внутреннего сгорания. Экономия массы при использовании клеевых соединений в конструкции кузова автомобиля может достигать 60 кг или, иначе 20% массы кузова [38]. Уже 55 лет клеи применяются для стопорения резьбовых соединений. [c.441]

И винипласт и полихлорвиниловый пластикат термопластичны, оба легко свариваются струей горячего воздуха, для обоих присадочным прутком при сварке служит винипластовый пруток по ТУ МХП 90—48 или СТУ 30-12307—62. Кроме несколько большей термической и химической стойкости пластиката его существенным преимуществом по сравнению с винипластом является гибкость, благодаря которой пла-стикатовая футеровка прижимается раствором к стенке ванны, что устраняет нетеплопроводную воздушную прослойку, всегда имеющуюся между винипласто-вой и даже свинцовой футеровкой и ванной. Эта прослойка делает неприменимой винипластовую футеровку в ваннах с обогревом пароводяной рубашкой . Кроме того, гибкость, нехрупкость и хорошая стойкость к истиранию позволяют применять пластикат толщиной 2 мм (против 5—7 мм винипласта), что при одинаковой стоимости единицы массы дает существенную экономию. [c.10]

Принцип минимального удельного расхода материалов. Стоимость материалов и полуфабрикатов в машиностроении составляет от 40 до 80 % общей себестоимости продукции. Поэтому снижение удельного расхода материала на единицу продукции имеет большое народнохозяйственное значение. Например, при снижении расхода проката на 1 % по стране экономится 600 тыс. т металла в год, что позволяет изготовить 200 тыс. тракторов или 450 тыс. легковых автомобилей Москвич . При стандартизации заготовок и изделий экономию металла можно получить в результате использования рациональных конструктизных схем и компоновок машин, совершенствования методов расчета деталей на прочность и обоснованного снижения запаса прочности, применения экономичных профилей, периодического проката, сварных конструкций, пластмасс, литых заготовок, особенно лнтья по выплавляемым моделям. Так, внедрение на Коломенском тепловозостроительном заводе им. Куйбышева Л1ГГЫХ коленчатых валов из высокопрочного чугуна (длиной свыше 4 м, массой 1450 кг) дало 2 т экономии металла на один вал. [c.45]

Металлоемкость производимых изделий, т. е. расход металла на единицу изделий (их мощности или стоимости), определяется в основном уровнем конструирования, выбором вида металлоконструкции и его качественными характеристиками. В снижении металлоемкости заключается один из наиболее главных резервов экономии черных металлов. При этом следует иметь в виду различие межту понятиями общая металлоемкость , выражающая расход всего затрачиваемого металла (включая отходы), и конструктивная металлоемкость , под которой (абсолютной и удельной) понимается масса машин, узлов и деталей без отходов, образующихся в процессе их производства. [c.176]

Значительное снижение стоимости и расхода материалов дает применение неметаллических материалов, пластических масс, каменного литья, железобетона и др. Замена в кислотоупорном насосе металлического корпуса на пластмассовый разрешило уменьшить его вес на 35% и улучшить эксплуатационные качества. Расчеты, проведенные на Уралмашзаводе, показали, что применение каменного литья дает возможность сократить расход металла на 2—3 тыс. тонн в год. Применение в машиностроении железобетона также сокращает расход металла. Так, для четырехкубового экскаватора разработана конструкция железобетонного противовеса. Внедрение новой конструкции даст экономию металла по каждому противовесу в 16 раз. [c.184]

Соответствующие прочностные характеристики балки должны умело сочетаться с распределением параметров жесткости, которые в свою очередь оказывают значительное влияние на надежную работу переднего моста автомобиля. Удачно спроектированная конструкция балки переднего неведущего моста грузового автомобиля должна удовлетворять перечисленным выше требованиям и иметь при этом минимальную материалоемкость. Требования минимизации массовых характеристик балки продиктованы как необходимостью снижения неподрессорен-ных масс автомобиля, т. е. уменьшения инерционных нагрузок, так и возможностью снижения общей стоимости автомобиля за счет экономии материала. Как показал опыт конструирования балок передних неведущих мостов грузовых автомобилей, решить эти задачи, руководствуясь только интуицией и инженерным мышлением, весьма проблематично. [c.181]

Деформируемые сплавы после литья имеют структуру -твердого раствора и избыточной фазы типа Mg3Al2. Использование таких сплавов дает высокую массовую эффективность для крупных корпусных деталей экономия по массе составляет 21, 57 и 111% по сравнению с алюминиевыми, титановыми и стальными деталями соответственно. Для снижения стоимости изделий из магниевых деформируемых сплавов (на 30%) и повышения уровня механических свойств используют гранульную технологию изготовления полуфабрикатов. [c.220]

Стоимость титанового компрессора значительно выше, чем стального. Но в связи с уменьшением массы стоимость одного тонно-километра в случае применения титана будет меньше, что позволяет очень быстро окупить стоимость титанового компрессора и получить больитую экономию. [c.12]

Изготовление проволоки. В последнее время плакированная медью алюминиевая проволока становится серьезным конкурентом меди в области строительных материалов, поскольку она обладает свойствами проволоки из чистой меди, но легче и дешевле. Данный комнозициоппый материал устранил проблему ползучести, которая присуща алюминиевой проволоке, а также значительно С1шзил расход дорогостоящей меди. Показанная на рис. 37 плакированная проводниковая проволока, состоящая из 30% (по массе) меди и 70% (но массе) алюминия, обеспечивает потребителям экономию в стоимости на 12—15% по сравнению с кабелем из монолитной меди. [c.86]

Характеристика промышленных катодов, применяемых при анодной защите химического оборудования, приведены в табл. 5.1. Там же указаны промышленные среды, в которых катоды преимущественно используют. Конструктивное оформление катодов и катодных узлов, а также способы их крепления на аппаратах показаны на рис. 5.4—5.6. Материал катода должен обладать высо кой коррозионной стойкостью в промышленных агрессивных средах не только при стационарном потенциале, но и в условиях анодной защиты оборудования, т. е. при катодной поляризации. Платиновые электроды, коррозионноустойчивые во многих агрессивных средах, из-за высокой стоимости применяют при анодной защите аппаратов небольших размеров. Обычно из платины в целях экономии изготовляют не весь катод, а лишь наружный слой, а основная масса электрода может быть выполнена из других металлов (серебра, меди, бронзы, латуни, свинца, титана [21). На рис. 5.4 представлен катод из латуни, покрытой платиной. Широкое распространение получили катоды из самопассивирующихся металлов. Так, в серной кислоте применяют ка- [c.258]

При сопоставлении штамповки на ГКМ со штамповкой на молотах и прессах необходимо учитывать, что номенклатура поковок для этих машин резко офаничена, масса их сравнительно небольшая (обычно 30—50 кг), стойкость штампов ниже, чем у молотов и прессов, стоимость ГКМ примерно в 1,5 раза выше, чем стоимость кривошипных прессов той же мощности. Однако достигаемая экономия металла, возможность получения более сложных и точных поковок, исключение предварительной операции резки прутков на штучные заготовки делают этот способ экономически целесообразным (рис. 6.32). [c.581]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...