АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Об'єктів

При проектуванні технічного пристрою конструктор прагне досягти найбільшого економічного ефекту, який характеризується відношенням одержаного результату від використання пристрою до затрат на його створення, включаючи експлуатаційні затрати за весь період роботи. Робота технічного пристрою визначається його корисною віддачею, а саме вартістю продукції або корисної роботи, яка проведена за одиницю часу, і залежить від його продуктивності(від об'єму продукції або роботи, виконаної в одиницю часу) і від вартості операції. Основними методами підвищення продуктивності, наприклад, технологічної лінії є збільшення числа операцій, що здійснюються одночасно, або виробів, що обробляються одночасно, скорочення подовженості технологічного циклу, автоматизація технологічного процесу. Економічний ефект здебільшого залежить від надійності.

Надійність технічного пристрою полягає в його здатності виконувати задані функції, зберігаючи свої основні характеристики (при відповідних умовах експлуатації). Надійність охоплює такі поняття, як безвідмовність, довговічність, ремонто - пригодність і збереженість. Показники надійності - імовірність безвідмовної роботи, технічний ресурс, термін роботи та ін.

Довговічність - це властивість технічного пристрою зберігати працездатність протягом визначеного часу до виконання визначеного об'єму роботи.

Основним шляхом підвищення надійності є збільшення міцності і жорсткості конструкції. Міцність можна підвищити без збільшення маси завдяки використанню вигідних профілів і форм, максимальному використанню властивостей матеріалу і рівномірного навантаження всіх елементів конструкції. Жорсткість підвищують вибором раціональних схем навантаження, розстановки опор і т. д.

Конструктор керується такими основними принципами при проектуванні машини і принципом уніфікації і принципом технологічності конструкції.

Уніфікація - раціональне скорочення числа об'єктів однакового функціонального призначення, яке виражається в багатократному використанні в конструкції одних і тих же елементів. Це сприяє скороченню числа типів деталей одного призначення, зменшенню вартості виготовлення, спрощення експлуатації і ремонту технічних пристроїв.

Розрізняють уніфікацію конструктивну, технологічну, уніфікацію марок і типорозмірів матеріалів.

Уніфікація при конструюванні в учбовому закладі практично приводить до зменшення кількості різнотипних деталей. Вона створює умови для забезпечення взаємозаміни і для багаторазового використання уніфікованих деталей і вузлів: підшипників, джерел живлення, пружин, деталей кріплення і т. п. При проектуванні нового технічного пристрою використовують оснастку, яка мається в наявності, уніфіковані деталі і вузли. На основі уніфікації, використовуючи різні методи конструювання, створюють похідні машини.

Технологічність конструкції - це її виробнича і експлуатаційна характеристика, яка включає комплекс техніко-економічних вимог. Забезпечення технологічності починається ще в процесі проектування. Так, при розробці принципіальної кінематичної схеми машини намагаються скоротити загальне число ланок, які входять в машину, об'єднати робочі органи. Це зменшує габарити і масу машини, затрати матеріалів і трудові затрати при її виготовленні, сприяє спрощенню її експлуатації і ремонту.

Створюючи нову машину, конструктор повинен передбачити все, що може облегшити і здешевити як її збирання і розбирання, так і її експлуатацію і ремонт. Деталі і вузли, стан яких необхідно систематично контролювати, повинні бути взаємозамінні і зручно розміщені в машині, з тим, щоб їх можна легко знімати і ставити на місце. Тому стараються раціонально розчленити машину на окремі збірні одиниці. Розрізняють конструктивне розчленування машин на окремі легко замінні складові одиниці і технологічне розчленування на зручні для виготовлення частини, які з'єднуються потім в закінченні одиниці. Чим більш дрібне розчленування машини на окремі частини, тим ширше фронт робіт на збиранні, коротший виробничий цикл, простіше організувати поточне виробництво і з другої сторони, зі збільшенням числа роз'ємів росте число оброблених поверхонь деталей, збільшується трудомісткість їх механічної обробки і збирання стиків.

Для забезпечення технологічності важливим є вибір матеріалів. При виборі матеріалу деталі враховують технічні вимоги, характер і величину навантаження. Асортимент металів зараз дуже широкий. Слід мати на увазі, що дешевий матеріал часто потребує додаткових затрат на його зміцнення та інші операції, які зв'язані з покращенням якості, тому при виборі потрібно керуватися не дешевизною матеріалу, а мінімальною собівартістю готової деталі. Необхідно враховувати також ефективність машини, складальної одиниці, деталей в експлуатації, порівнювати затрати на їх виробництво з економією, яка може бути одержана від збільшення терміну безвідмовної роботи машини, подовження її міжремонтного періоду.

У підвищенні технологічності важливу роль відіграє забезпечення взаємозамінності деталей.

Слід відзначити, що технологічність не може бути визначальним фактором в конструюванні. Головним напрямком конструювання є підвищення якості машин, їх надійності, економічного ефекту. Технологія ж повинна забезпечувати всіма засобами рішення цих основних задач, але не диктувати напрямок конструювання.

В більшості випадків при рішенні нових задач конструктор старається використати ті методи, за допомогою яких раніше вирішувались подібні задачі, а якщо ці методи не дають бажаного результату - знайти нові. В практиці створення техніки використовувалось багато методів і прийомів вирішення задач.

Метод аналогії - використання при конструюванні відомих конструкцій, форм, процесів, матеріалів і т.п., які існують в суміжних областях техніки, науки або природі. Аналогія лежить в основі моделювання. Найбільш відповідальним етапом при цьому є пошук аналога. Застосування аналогів найбільш часто використовується за допомогою таких прийомів: імітації, псев-доморфізації, масштабного змінення розмірів і др.

Імітація - надання новому технічному об'єкту форми, окраски, зовнішнього вигляду по аналогії з яким-небудь уже відомим об'єктом. При цьому новий об'єкт може відрізнятися від аналога по хімічному складу, структурі і інших властивостях.

Псевдоморфізація - виконання технічного об'єкта в формі іншого об'єкта зовсім другого призначення (наприклад, кулькову ручку роблять у вигляді відбійного молотка).

Масштабна зміна розмірів - збільшення (гіперболізація) або зменшення розмірів відомих технічних об'єктів з метою одержання нового ефекту. Для одержання однотипних машин з різною продуктивністю змінюють лінійні розміри, причому частіше всього - довжину, зберігаючи форму і розміри поперечного розтину колишніми. Так конструюють головним чином роторні машини, продуктивність яких пропорційна довжині ротора, наприклад лопасні насоси, вальцьові машини, мішалки та ін.

Метод об'єднання передбачає при створенні нової конструкції використання зібраних одиниць або їх груп, запозичених з других, уже відомих конструкцій. При цьому можливі декілька варіантів об'єднання.

Інтеграція — одержання нового об'єкта шляхом об'єднання двох або декількох елементів самостійного призначення таким чином, що вони повністю або частково включаються один в другий.

Наприклад, при об'єднанні насоса і форсунки можливо одержати агрегат для подачі строго визначеної кількості палива в циліндр двигуна внутрішнього згорання.

Аглютинація - приєднання до одного технічного об'єкта другого, який може і не мати самостійного призначення. Наприклад, приєднання до кіно-проектора „Квант" електричного синхронізатора дозволяє демонструвати фільм зі звуковим супроводженням за допомогою магнітофона.

Агрегатування - створення конструкції на основі геометричної і функціональної взаємозамінності окремих агрегатів і складових одиниць, котрі відокремлено монтуються на одній загальній базовій деталі: корпусі, рамі, станиці і т.п. При цьому надається можливість паралельно проектувати окремі складові одиниці машин силами спеціалізованих груп конструкторів. Так організовано виготовлення редукторів, гальм, гідро і пнемо-апаратури і других складових одиниць, які входять в машини різного призначення. В умовах швидкої зміни моделей агрегатування є найбільш прогресивним методом конструювання. Різновидністю агрегатування є використання базового агрегату і модульних елементів. Наприклад, при створенні самохідних кранів, дорожніх машин, укладчиків, ряду сільськогосподарських машин базовим агрегатом є автомобільне або тракторне шасі, яке випускається серійно. Монтуючи на ньому додаткове обладнання, одержуємо серію машин різного призначення. Модульні елементи широко використовують при конструюванні апаратури в електронній промисловості. Мікромодулі - самі прості складальні одиниці радіоелектронних виробів, виготовлені з діелектричних пластинок з закріпленими на них мікросхемами. Використовують також модульні елементи в будівництві, при створенні роботів.

Резервування - збільшення кількості ненадійних однотипних складальних одиниць і елементів в об'єкті для підвищення його надійності. Наприклад, на теплових електростанціях в котельних ставлять резервні насоси, котрі вмикаються в роботу у випадках зупинки або виходу з роботи основних.

Компаундування - це паралельне з'єднання машин або агрегатів з метою збільшення загальної потужності або продуктивності установки. Машини, які з'єднують, розміщують або рядом як належні агрегати (двигуни на літаках і кораблях), або зв'язують один з одним синхронізуючими, транспортними і другими пристроями.

Мультиплікація робочих органів і робочих позицій дозволяє збільшити кількість одночасно обробляємих деталей, поверхонь і т.п.

Метод секціонування - подрібнення технічного об'єкта на секції, блоки, ланки з метою одержання нових об'єктів набором різної кількості цих секцій і т.п., забезпечення взаємозамінності, зручності в експлуатації і ремонті. Так одержують під'ємно - транспортні пристрої (транспортери) різних видів, пластинчаті теплообмінники, гідравлічні насоси. Набором секцій можна одержати, наприклад, ряд багатоступеневих насосів різного тиску, уніфікованих по основних робочих органах.

Метод модифікування - це перебудова машини для пристосування її до інших умов роботи або до випуску нової продукції без зміни основної конструкції. Наприклад, модифікована машина для роботи в різних кліматичних умовах зводиться переважно до заміни матеріалів: для машин, які працюють в жаркому і вологому кліматі, використовують корозійностійкі сплави, в арктичному - морозостійкі матеріали і т.п.

Уніфіковані ряди служать для створення ряду похідних машин різної потужності або продуктивності шляхом зміни числа головних робочих органів і використання їх в різних сполученнях. Такі ряди називають сімейством або серією машин. Прикладом є створення рядів чотирьохтактних двигунів внутрішнього згорання на основі уніфікованої циліндрованої групи і частково уніфікованої шатунно-поршневої групи.

При будові технічних моделей використовують методи копіювання, прототипів і оптимального проектування.

Метод копіювання передбачає виготовлення нової моделі по вже існуючий або по детально розробленій документації. Він використовується для створення моделей-копій, коли терміни побудови моделей обмежені. Моделі для спортивних змагань методом копіювань не виготовляються, так як він обмежує творчий пошук кращих рішень.

Метод прототипів, або статистичний, передбачає одержання параметрів нового зразка моделі шляхом зрівняння їх статистичними даними побудованих моделей того ж класу. Використовуючи цей метод, прагнуть створити модель з кращими характеристиками. Метод прототипів добрий, якщо є багато зразків моделей, які уже проявили себе на змаганнях.

Метод оптимального проектування моделей передбачає пошук найвигідніших параметрів моделі за допомогою інженерних розрахунків.

При розробці конструкції необхідно:

v віддавати перевагу простим циліндричним формам у порівнянні з конічними і сферичними; уникати гострих кутів, знімаючи фазки, виконуючи закруглення; виконувати плавні переходи від однієї поверхні до іншої;

v передбачати однакову і рівномірну товщину стінок виробу; робити приливи та інші аналогічні заходи з метою підсилення слабих місць;

v на одній висоті розміщати поверхні обробки; для полегшення ремонту поверхні тертя виконувати на окремих, легко замінних деталях, а не на корпусах;

v замінювати, де це можливо, механізми з прямолінійним поступово-зворотним рухом більше вигідними механізмами з обертовим рухом;

v уникати відкритих механізмів і передач, розміщуючи їх в корпусах;

v скорочувати об'єм механічної обробки або заміняти її більш продуктивними способами обробки без зняття стружки;

v розробляти спочатку окремі деталі, які входять в складові одиниці, а потім корпусні деталі;

v економити дорогоцінні і дефіцитні матеріали, використовуючи їх повноцінні замінювачі;

v дотримуватися вимог технічної естетики, надаючи машинам вишукані архітектурні форми, покращувати зовнішнє оздоблення машин.

1.4. Контрольні питання

1. З яких етапів умовно складається процес конструювання технічного об'єкту?

2. В чому різниця діяльності художника-конструктора і інженера-конструктора?

3. Якими факторами визначається економічний ефект від використання технічних пристроїв?

4. Що таке надійність технічних пристроїв?

5. Якими принципами керується конструктор при проектуванні машини?

6. В чому суть уніфікації і технологічності?

7. Як на основі уніфікації створити похідні машини?

8. Які методи використовують при конструюванні технічних моделей і в чому їх суть?

9. Яких правил необхідно дотримуватися при конструюванні?

Дата добавления: 2015-09-18 | Просмотры: 554 | Нарушение авторских прав