Стадии проектирования регламентированы гост 2.103 и обязательны при официальных взаимоотношениях между заказчиком и исполнителем или между соисполнителями работ.

Данная структура определяет содержание и последовательность формирования комплекта проектной документации в процессе разработки технической системы. Эта документация необходима для отчета перед заказчиком о проделанной работе, возможности проверки или повторения разработок другими исполнителями, подготовки производства и обслуживания в период эксплуатации. Основные стадии (этапы) структуры представлены на рисунке 15.2.

Техническое задание устанавливает основное назначение, технические и тактико-технические характеристики, показатели качества и технико-экономические требования к разрабатываемой технической системе, предписание по выполнению необходимых стадий создания документации и ее состав, а также специальные требования к изделию.

Техническое предложение – совокупность документов, содержащих техническое и технико-экономическое обоснование целесообразности разработки проекта. Такое заключение дается на основании анализа технического задания заказчика и различных вариантов возможных решений, их сравнительной оценки с учетом особенностей разрабатываемого и существующих изделий, а также патентных материалов.

Согласованное и утвержденное в установленном (на предприятии, в министерстве и т.п.) порядке является основанием для разработки эскизного проекта.

Эскизный проект – совокупность документов, содержащих принципиальные решения и дающих общее представление об устройстве и принципе работы разрабатываемой технической системы, а также данные, определяющие ее назначение, основные параметры и габаритные размеры. В случае большой сложности системы этому этапу может предшествовать аван-проект (предпроектное исследование), обычно содержащий теоретические исследования, предназначенные для обоснования принципиальной возможности и целесообразности создания данной системы.

П ри необходимости на стадии ЭП проводят изготовление и испытание макетов разрабатываемой системы.

Рисунок 15.2 – Стадии разработки проектной документации

Технический проект (ТП) – совокупность документов, которые должны содержать окончательные технические решения, дающие полное представление об устройстве проектируемой системы, исходные данные для разработки рабочей документации.

На стадии рабочего проекта сначала разрабатывают подробную документацию для изготовления опытного образца и последующего его испытания. Испытания проводят в ряд этапов (от заводских до приемо-сдаточных), по результатам которых корректируют проектные документы. Далее разрабатывают рабочую документацию для изготовления установочной серии, ее испытания, оснащения производственного процесса основных составных частей изделия. По результатам этого этапа снова корректируют проектные документы и разрабатывают рабочую документацию для изготовления и испытания головной (контрольной) серии. На основе документов окончательно отработанных и проверенных в производстве изделий, изготовленных по зафиксированному и полностью оснащенному технологическому процессу, затем разрабатывается завершающая рабочая документация установившегося производства.

В процессе разработки проектной документации в зависимости от сложности решаемой задачи допускается объединять между собой ряд этапов. Этапы постановки ТЗ и технического проектирования могут входить в цикл научно-исследовательских работ (НИР), а этапы технического предложения и эскизного проектирования – образовывать цикл опытно-конструкторских работ (ОКР).

Завершает структуру этап, подводящий итог проектной деятельности – сертификация. Его назначение – определение уровня качества созданного изделия и подтверждение его соответствия требованиям тех стран, где предполагается его последующая реализация. Необходимость выделения этого этапа в виде самостоятельного вызвана тем, что в настоящее время экспорт продукции или ее реализация внутри страны во многих случаях недопустимы без наличия у нее сертификата качества.

Выделяют два вида расчета:

1. проектный – задаются материал, силовые факторы, 1-й критерий работоспособности, определяются геометрические размеры машины;

2. проверочный – уточняется работоспособность (неточности расчётов компенсируются коэффициентом запаса).

Работоспособность – это состояние изделия, при котором оно способно выполнять заданную функцию с параметрами, установленными требованиями технической документации, в течение расчётного срока службы. Отказ – это нарушение работоспособности. Свойство элемента или системы непрерывно сохранять работоспособность при определённых условиях эксплуатации (до первого отказа) называется безотказностью.

Используются следующие критерии работоспособности и расчета:

1. Про́чность (в физике и материаловедении) – свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих от внешних заданных (назначенных) нагрузок.

В настоящее время при расчёте на прочность используют как расчёт по допускаемым напряжениям, так и расчёт по допускаемому числу циклов нагружения. Основные уравнения расчёта по допускаемым напряжениям:

(15.1)

где σ и τ — наибольшие расчётные нормальное и касательное напряжения, соответственно; [σ] и [τ] – допускаемые нормальное и касательное напряжения, безопасные для прочности детали.

2. Жёсткость – способность тела или конструкции сопротивляться образованию деформации.

В случаях малых одномерных деформаций (в пределах зоны упругости, где справедлив закон Гука) жёсткость можно определить как произведение модуля упругости Е (при растяжении, сжатии и изгибе) или G (при сдвиге и кручении) на соответствующую геометрическую характеристику сечения элемента, например, площадь поперечного сечения или осевой момент инерции. Понятие жёсткости широко используется при решении задач сопротивления материалов.

3. Износостойкость – свойство материала оказывать сопротивление изнашиванию в определённых условиях трения, оцениваемое величиной, обратной скорости изнашивания или интенсивности изнашивания. Износостойкость зависит от состава и структуры обрабатываемого материала, исходной твёрдости, шероховатости и технологии обработки детали, состояния ответной детали.

4. Виброустойчивость – способность изделия выполнять свои функции и сохранять свои параметры в пределах значений, предъявляемых к этому изделию, в условиях воздействия вибрации в заданных режимах.

Виброустойчивость является одним из видов стойкости изделий к воздействию механических внешних воздействующих факторов.

5. Теплостойкость – способность веществ сохранять жесткость при повышении температуры. Потеря жёсткости вызывается плавлением кристаллических структур, или переходом аморфных тел в высокоэластичное состояние.

Чаще всего понятие теплостойкости используется по отношению к полимерам.