С.Г. Ярушин, А.Г. Схиртладзе

УДК 621 Я78

РЕЦЕНЗЕНТЫ:

д-р техн. наук, профессор Р.В. Бульбович (Пермский государственный технический университет), канд.техн. наук, ведущий конструктор А.И. Тодощенко

(Научно-производственное объединение «Искра»)

Ярушин С.Г., Схиртладзе А.Г.

Я78 Проектирование нестандартного оборудования: Учеб ник / Перм.гос. техн. ун-т. Пермь, 2004. 440 с.

ISBN 5-88151-446-7

Состав, содержание и объем учебника соответствуют требованиям учебной рабочей программы. Представлены материалы, изучаемые на ау­ диторных занятиях, и материалы для самостоятельной работы. В конце каждой главы приведены контрольные вопросы. Дан расширенный список литературы, рекомендуемой для дополнительного изучения.

Предназначено для студентов очной и заочной формы обучения по специализации 120117 направления 651400, специальности 120100, а так­ же рекомендовано для студентов старших курсов, обучающихся по смеж­ ным специальностям в области машиностроения.

УДК 621

ПРЕДИСЛОВИЕ

В современном быстроменяющимся мире большая роль, наряду с информационными технологиями, отведена машиностроению. Это прояв­ ляется после «открытия» экономики страны миру при одновременном ужесточении условий конкурентной борьбы за рынки сбыта высокотехно­ логичной машиностроительной продукции как между предприятиями внутри страны, так и с зарубежными фирмами в тенденциях ускорения смены номенклатуры выпускаемых изделий. Новая продукция в свою очередь требует постоянного обновления технологий, оборудования для их изготовления и методов проектирования этого оборудования.

В связи с указанным возникла необходимость подготовки специали­ стов по проектированию сложных технических объектов (к которым отно­ сится оборудование машиностроения), которые бы не только знали тради­ ционные методы и приемы проектирования (хотя и это важно), но и владе­ ли бы в совершенстве современными методами. А это значит, что проек­ танты должны уметь быстро реагировать на изменяющиеся условия и при этом системно, творчески, нешаблонно мыслить и качественно работать. Последнее обстоятельство особенно важно как в условиях внешней и внут­ ренней неопределенности поставленной заказчиком (потребителем) задачи, так и для разработки нестандартного оборудования любого назначения.

Естественным желанием при преподавании дисциплины, отвечаю­ щей указанным требованиям, было взять за основу какой-нибудь уже имеющийся и положительно зарекомендовавший себя учебник по проек­ тированию. Но оказалось, что при достаточно большом общем объеме учебной и технической литературы, так или иначе посвященной вопросам проектирования или конструирования технических объектов (устройств), учебно-методических изданий для подготовки проектантов широкого профиля, способных разрабатывать оригинальное, нестандартное обору­ дование, крайне мало. Большая часть изданных пособий и учебников по проектированию или конструированию были ориентированы на узкие

специальности, а выявленные монографии по методологии проектирова­ ния оказались рассчитаны на уже зрелых специалистов и научных сотруд­ ников. В качестве примера узкоспециализированных учебников для раз­ личных отраслей промышленности можно привести пособия по проекти­ рованию бумагоделательных машин [20], обувных машин [22], ткацких станков [15], металлорежущего оборудования [26], космических аппара­ тов [31], лесосплавных комплексов [35] и многих, многих других.

Как правило, узкоспециализированные учебники, несмотря на внеш­ не разное содержание, структурно очень похожи. Они имеют типичные разделы: по истории создания технических объектов данного профиля; по эволюции их развития; по описанию конкретных применяемых техниче­ ских решений; по характеристике структуры объекта; о принципиальных, кинематических, гидравлических, пневматических, электрических и дру­ гих схемах; внешних и внутренних факторах, действующих на объект изучения; методах расчета элементов конструкции с учетом этих факто­ ров. Фактически эти книги знакомят студента с существующими техниче­ скими решениями, объясняют принцип их работы, учат проводить расче­ ты и т.п. Причем все эти аспекты, как правило, рассматриваются в рамках единственной принципиальной схемы объекта и при неизменных физиче­ ских принципах действия. В результате эти учебники позволяют молодо­ му специалисту по окончании вуза грамотно эксплуатировать конкрет­ ные технические объекты, или, в крайнем случае, конструировать подоб­ ные (точнее, воспроизводить существующие с некоторой модернизацией), но не позволяют при сохранении целевой функции проектировать прин­ ципиально новые еще не существующие объекты, качественно отличаю­ щиеся по эффективности от прежде созданных. Таким образом, выявилось, что в изданных учебных пособиях не рассматриваются методология или технология проектирования данных технических систем или объектов и по­ этому ни одно из них не применимо в нашем случае.

Среди учебно-методических изданий, более или менее подходящих к сформулированным целям (и наиболее ясно и аргументировано излагаю­ щих обобщающие методы проектирования), необходимо отметить работы отечественных авторов А.И. Половинкина [1, 2, 37-40], В.П. Быкова [11] и

частично А.Ф. Каменева [20]. Из зарубежных особо следует выделить рабо­ ты Дж. Джонса [17], Д. Диксона [18], Я. Дитриха [19], Ф. Ханзена [47], П. Хилла [48].

Тем не менее, применительно к области разработки современного, оригинального, не имеющего аналогов нестандартного оборудования учебников и учебных пособий вообще не обнаружено. Помимо всего про­ чего оказалось, что количество имеющихся в библиотеках экземпляров указанных выше работ недостаточно для обеспечения ими всех студентов (большинство книг имелись в 1-3 экз. или вообще отсутствовали в сво­ бодном доступе). Еще один отрицательный фактор, который пришлось принимать во внимание - при большой загрузке студентов на старших курсах, (даже если бы количество экземпляров рекомендованных источ­ ников было бы достаточно) - работать одновременно с несколькими учеб­ никами по одной дисциплине, имеющими разую структуру, разный стиль изложения и разную терминологию очень затруднительно.

В связи с этим появилась необходимость составления специального учебника, ориентированного на подготовку студентов по проектированию современного нестандартного оборудования. Авторами предпринята по­ пытка создания такого учебника.

В основном в предлагаемом учебнике использованы адаптированные материалы из работ [2, 11, 16, 17, 37-40], с которыми авторами либо соли­ дарны (исходя из собственного опыта практического проектирования), либо доверяют им (как, например, в случае изложения метода морфологи­ ческого анализа или метода Е. Мэтчетта).

Авторы благодарны своим рецензентам за ряд замечаний, которые были устранены при подготовке второго дополненного издания и улуч­ шили восприятие материалов.

Авторы будут весьма признательны всем читателям за конструктив­ ные замечания и предложения, которые помогут в дальнейшей работе по со­ вершенствованию изложения данного учебника.