刘纪贤 教授级高工
为了提高整车密封性,可靠性,降低噪音,改进产品外观,降低成本,提高经济效益,增强市场竟争力,我们对CPC2叉车的齿轮泵减速箱、门架、车架等三个部件和离合器操纵摇臂板这个零件应用价值工程原理进行研究改进,取得了较好的效果,不但降低成本,而且提高质量,达到机电工程农机司企业标准JB/SG10.1-87 《内燃平衡重试叉车分等(—)——质量分等指标》规定的一等品水平。
一、问题的提出
1.CPC2叉车的齿轮泵和发动机输出轴之间用减速箱连接,易出故障,易漏油,整车噪声大。
2.门架设计可靠,但偏于保守,因而显得笨重,浪费材料和工时,司机视野差。
3.车架设计呆板,外部以大园弧过渡,棱角不分明,生产多年来除平衡重外,外观变化不大。
4.离合器没有助力装置,司机操纵时劳动强度大。
二、VE对象的选择
国内叉车厂目前都向装配厂过渡,自己只加工一部分零部件,很多部件如发动机、驱动桥、变速箱、液压件等都是向定点厂订购回来的。减速箱、门架是本厂自制件,左右梁体是我厂提供图纸给外协厂压制,回本厂组焊成车架。所以,这三个部件的改进容易实现。另外,这三个部件的成本占整车成本的16.2%,比重较大。
三、收集资料
1.实际调查
1.1 国外叉车普遍使用发动机输出轴与油泵直接连接的结构。在国内叉车厂,1984年开始在CPC2叉车后在CPC3叉车使用发动机输出轴与油泵直接连接的结构,并投入批量生产;
1.2 有的叉车厂在CPC2FV宽视野叉车门架进行改进,简化中横梁及取消中横板;
1.3 有些叉车保留内部结构,采用新率列叉车车架外形,改变老产品形象;
1.4 CPC3叉车有液压助力装置,操纵轻便。
2. 理论计算(略)
四、提出改进方案
由于实际调查充分,吸收不少成功的经验,理论计算分析较彻底,把握较大,对零部件功能分析合理,我们组织有关工程技术人员、管理人员和工人一起对三个部件和一个零件改进提出想法,互相取长补短,逐步完善方案。
用价值工程来评价一个零件就是要同时考虑功能和成本两个方面来提高价值,即既考虑技术因素,又考虑经济因素。三者间的关系可用公式表示如下:
功能(F)
价值(V)= ————————
成本(C)
作为研究对象的三个部件和一个零件,我们的基本思路是采取四种不同途径来提高价值的。
1. 提高功能,降低成本来提高价值
CPC2叉车发动机转速为3000r/min,原选用CBF-E40C-FL齿轮泵,额定转速为2000r/min发动机输出轴与齿轮泵之间是通过减速箱进行连接的。在叉车运行中,减速箱不但易漏油、出故障、寿命低,而且噪声大。另外减速箱生产工序多、工艺复杂、成本高、生产周期长,延误总装生产的需要。现选用八十年代的新产品CBF-E32-ALPL高速齿轮泵,售价相同,可直接与发动机输出轴连接,只用一个支架就可以代替减速箱对齿轮泵的支承。试验结果:功能提高,降低噪声3-4dB(A),密封性好,运行可靠,成本降低。
减速箱带有起动爪,是用于手摇起动柴油机的。实践证明这是不必要的。在取消减速箱时,一并取消了起动爪、卡箍、搭板、摇车手柄等零件。
2. 功能不变,降低成本,提高价值
实践经验证明,门架原设计虽可靠,但偏于保守,显得笨重,影响司机视野,通过认真分析计算,在保证功能不变的情况下,对门架的结构进行一定的改进,减少材料消耗,降低成本。
2.1 外门架中横梁从柱架式结构改为板式结构,可节约材料和工时,其中4块支承板改为2块冲压成型箱式结构,焊接方便;
2.2 取消中横板;
2.3 取消立围板,加长上顶梁的加强板(2块);
2.4 取消吊钩(2个),在加强板上开Ø45孔;
2.5 内门架上顶梁和下横梁之间原有2块中下横板,现取消一块,另外一块调整到中间位置焊接;
2.6 货叉架上的链座板与链座(各2块),现设计键座代替,节省材料,简化了工艺。
3. 功能和成本都有所提高,但功能提高幅度大于成本,因而也就提高了价值。
3.1将车架前轮罩部分从水平改为上翅式,大园弧过渡改为直线过渡等,使整车线条分明,其造型给人焕然一新的感觉。由于工艺较复杂,因而成本略有增加。在美学功能与成本发生矛盾时,我们以满足美学功能为主,使叉车外观上有较大的改进,因而是合算的;
3.2 端重支承板缩短50mm,不但节约材料和工时,而且便于焊接发动机支承座。
4. 提高功能,成本不变,也提高了价值
离合器操纵如改用液压助力装置,结构变动大,成本提高。我们在零件摇臂板上改支点位置,变杠杆传动比,使离合器操纵力减少30%,司机操纵轻便多了。
五、改进方案评价
1.功能提高
经过功能分析,保证叉车必要的功能,除去某些部件的过剩功能或不必要的功能,提高了叉车的美学功能,经过改进后的CPC2叉车提高了质量。1990年在全国叉车质量集中考核中评为一等到品,获二等奖(2吨组第一名)。并荣获广州市优质产品称号。其中车外最大噪声值是行业中最低的,我厂2台样车一台82.4dB(A),一台84.2dB(A)达一等品水平[按JB/SG10.1-87《内燃平衡重式叉车分等(一)——质量分等指标》规定,优等品指标为83dB(A),一等品指标为85dB(A)]。
改善司机操纵离合器的劳动强度方面效果很好。由于减少了一个漏油环节(齿轮泵减速箱),使整车密封性、可靠性提高,门架的工艺性改善。这是CPC2叉车制造多年来最大的一次改进设计。由于外观漂亮,受到顾客欢迎。参加1990年秋交会,得到外商好评,增强了企业的信誉。
2. 降低成本(详见附表)
经改进后单台成本降低949.36元
即:ΔC=-0.094936(万元/台)
按公式ΔE=(P-C)×ΔQ+Q×(ΔP-ΔC)进行计算增加的利润,其中:
ΔE——改进后企业获得利润的变化值(万元)
P——售价(万元/台)
C——成本(万元/台)
ΔQ——改进后增加的销量(台)
Q)总销售量(台)
ΔP——改进后售价的变化(万元/台)
ΔC改进后成本的变化值(万元/台)
(一)1991.1.~1991.12.增加利润
1990年产量为198台,1991年产量为320台
已知:P=3.734762(万元/台).C=3.6534(万元/台)
ΔQ=320-198=122(台)
其中:Q=320(台),ΔP=0.2(万元/台),ΔC=-0.094936(万元/台)
代入:ΔE=(3.734762-3.6534)×122+320×(0.2+0.094936)
=0.081362×122+320×0.294936
=104.3(万元)
(二)1992.1.~1992.6.增加利润
1992年计划生产400台
其中:P=4.3(万元/台),C=4.15(万元/台)
ΔQ=(400-198)/2=101(台)
上半年产量Q=200(台),ΔP=0.3(万元/台),ΔC=-0.094936(万元/台)
代入:ΔE=(4.3-4.15)×101+200×(0.3+0.94936)
=0.15×101+200×0.394936
=15.15+78.9872
=94.14(万元)