Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основные подходы к расчету и конструированию РТИ и пресс-форм. Учебное пособие
.pdf
- требования по минимальному влиянию на жи-
вые организмы и среду обитания человека;
- требования по уровню морального износа. Мо-
ральный износ выражается в том, что по сравнению с новыми
конструкциями старая имеет более низкие эксплуатационные
показатели, дорога в производстве, менее экономична в эксплуатации, тормозит внедрение передовых методов производства и
ремонта. В этом плане абсурдным является, к примеру, применение при разработке новой конструкции шин вискозного корда.
В настоящее время в связи с нарастающими темпами развития
техники сроки морального износа все время сокращаются, что
требует корректировки сроков физического износа;
- требования эксплуатационной надежности сво-
дятся к обеспечению требуемого уровня безотказности, заданного срока службы и ремонтопригодности. Они обеспечиваются в
случае проектирования и выпуска при безусловном соблюдении
необходимой системы технического обслуживания и ремонта, а
также умелой эксплуатацией;
- требования минимальной материалоемкости и
веса является общими при проектировании практически любых
изделий;
- эстетические требования к изделию определяют
необходимость его проектирования в полном соответствии с
технической эстетики, антропометрических и психофизических
возможностей потребителя;
- требования эксплуатационной экономичности.
Требуют от конструктора принятия таких решений, которые
позволяли бы при работе изделия иметь минимальные затраты
на ремонт и эксплуатацию. Все решения обосновываются технико-экономическими расчетами.
11
Производственно технологические требования к конструкции изделий из полимеров
Позволяют изготовить продукт при минимуме производственных затрат. Здесь важными являются механизация и автоматизация производственных процессов, внедрение новых технологий.
- Требования конструктивной и технологиче-
ской преемственности. Эти требования необходимы для мак-
симального использования в новых конструкциях уже освоенных производством деталей и узлов, дающих достаточную надежность и экономичность в эксплуатации. При решении этих
требований сокращаются затраты, связанные с подготовкой
предприятия для выпуска новой продукции. Иными словами
необходимо так сконструировать новую шину, чтобы она был
прогрессивна и требовала минимум затрат производства по переналадке оборудования.
- Требования конструктивной нормализации.
Сводится к экономически целесообразному ограничению разнообразия качественных характеристик комплектующих деталей и
узлов изделия и установление по этому критерию определенного
комплекса требований к сырью, полуфабрикатам и готовой продукции, а также методам ее изготовления с целью удешевления
и обеспечения взаимозаменяемости. Здесь важно использование
стандартизованных изделий, что открывает возможности более
полного технологического оснащения производства и снижения
его себестоимости.
- Требования конструктивного соответствия де-
талей и узлов прогрессивным механизированным методам
производства. Заключаются в обеспечении возможно большей
моральной производственной долговечности конструкции изделия, т.е. длительного стабильного выпуска без переналадки производства. Это требование базируется на стремлении сокраще-
12
ния затрат производства на переналадку оборудования, что естественно, не должно влиять на качество и свойства новой продукции.
- Требования конструктивного обеспечения ми-
нимальной точности и чистоты обработки деталей и узлов.
эксплуатируются экономическими соображениями. Здесь необходим выбор такой точности изготовления, чтобы можно было
обеспечить взаимозаменяемость деталей. Конструктивными мерами снижения необходимой точности и чистоты обработки
деталей и узлов является рациональный выбор схемы конструкции, уменьшение ее многозвенности, правильный выбор методов сборки и т.д.
Технико-экономические характеристики качества
конструкции и их отклонения в производстве и эксплуатации
Совокупность свойств, определяющих способность той
или другой конструкции удовлетворять своему назначению, называют качеством продукции, а количественные характеристики
тех или других свойств – показатели качества. Это вновь таки
стандартизированные понятия и подчиняются ГОСТ 15467-70
«Качество продукции. Термины».
Качество изделий можно определить следующими группами показателей.
Технико-экономических, характеризующих технические параметры и показатели его использования в эксплуатации
(грузоподъемность, сопротивление качению, сцепление с дорогой и др.)
Надежности – способность изделия выполнять заданную
функцию, сохраняя эксплуатационные свойства в установленных пределах в течение требуемой наработки в заданных условиях эксплуатации. Здесь основной показатель это безотказность и долговечность (срок службы) изделия.
13
Технологичности, характеризующих конструкторскотехнологические решения в отношении обеспечения высокой
производительности труда при производстве локомотива и удобства его эксплуатации. Сюда относят – трудоемкость изготовления в нормо-часах, процент внедрения прогрессивных технологических процессов, коэффициент оснащенности и др.
Уровня стандартизации и унификации конструкции,
отражающих степень использования стандартизованных изделий, возможность использования типового оборудования, унифицированных конструктивных элементов и типовых технологических процессов.
Эргономических, характеризующих систему человек –
изделие – среда по комплексу свойств, обеспечивающих безопасность, удобство работы и оптимальные условия труда обслуживающего персонала.
Художественно-конструкторских, характеризующих
целесообразность и эстетичность художественноконструкторского решения: выразительность, гармоничность,
цельность, соответствие среде и стилю.
Патентно-правовой защиты, оценивающих степень патентной защиты изделия в РФ и за рубежом и его так называемую патентную чистоту. Здесь количество и доля в общей стоимости реализуемых в изделии новых отечественных изобретений и показатель патентной чистоты – возможность беспрепятственной реализации изделия за рубежом.
Существуют следующие методы определения показателей качества промышленной продукции
экспериментальный – основан на прямом или косвен-
-
ном измерении показателя качества с использованием технических средств или подсчете событий или объектов;
14
- расчетный, здесь нужно иметь теоретические или экспериментальные зависимости показателей качества от определяющих их параметров;
- органолептический, основанный на анализе зрительных, слуховых или других ощущений.
- социологический – использование анкет опроса (эксплуатационников, пассажиров) и пр.
- экспертный – основанный на обработке мнений группы
специально подобранных специалистов-экспертов.
Уровень качества продукции также может быть определен относительно базового изделия отечественного или зарубежного.
Основные принципы конструирования
Научные основы конструирования
Существует два принципа конструирования:
- функциональный;
- нормализованный.
Функциональным называют такое направление конструирования, когда конструктор ограничивает себя только техническими условиями потребителя и внутри этих ограничений
может выбирать произвольную схему конструкции и произвольные формы деталей.
Все размеры конструктор выбирает исходя из расчетов
или конструктивных (по большей части технологических) соображений и ничем другим не ограничивается. Такой принцип
конструирования имеет ряд недостатков: многообразие конструкций одного назначения, затруднительность применения комплексной механизации и автоматизации (из-за мелкосерийности
изделий), большое количество оригинальных (заново спроектированных) деталей, большой срок проектирования и освоения
выпуска, затруднительность внедрения при ремонте (поточных
15
форм, агрегатного метода). Этот принцип проектирования практически не применяется в настоящее время.
В основе нормализованного принципа конструирования
лежит нормализация – ограничение числовых величин параметров машиностроительной продукции рядами разрешенных или
предпочтительных чисел, построение которых подчиняется определенным закономерностям. При таком подходе резко сокращается срок проектирования и освоения выпуска, повышается
серийность производства (возможность перехода к крупносерийному и массовому производству), возможность специализации производства и широкого кооперирования, повышение надежности машин, резкое удешевление производства за счет высокой механизации и автоматизации, облегчение эксплуатации и
резкое повышение эксплуатационной надежности и экономичности, возможность внедрения индустриальных методов ремонта.
Нормализация распространяется:
. На выбор разрешенных количественных и качествен-
1
ных характеристик машиностроительной продукции – мощность, скорость, уровень напряжения и др.
2. Номенклатуру и допуски на характеристики материала;
3. Выбор размерных характеристик деталей машин – диа-
метров, радиусов, длин, углов, резьб, допусков и припусков на
обработку, посадок и т.д.;
4. Номенклатуру деталей соединительного, обслуживающего и установочного назначения – крепежа, фитингов, кнопок,
маховичков и др.;
5. Принципы конструирования деталей и сборочных единиц специального назначения – зубчатые колеса, шестерни, аппараты и др.
При таком принципе конструирования необходимо использовать достижение в отрасли с применением знаний из устройств механизмов и машин, деталей машин, теории прочности,
16
теоретической механики и теории сопротивления материалов,
электротехники и др.
Методы нормализованного конструирования
Специфическими методами нормализованного конструирования, помимо методов анализа, синтеза и преобразования,
являются конструктивная преемственность, выборочная унификация, модификация, агрегатирование, секционирование и универсализация.
Конструктивная преемственность (внутрипроектная
унификация) – предусматривает использование при проектировании предшествующего опыта в машиностроительной отрасли
и смежных областях, нормативных документов ГОСТ, методик
расчетов, инструкций, различных справочники и др. Любое новое изделие – итог работы конструкторов нескольких поколений. Что дает конструктивная преемственность – сокращение
сроков проектирования и освоение выпуска, повышение технологичности и надежности, снижение стоимости производства,
повышение серийности выпуска деталей и узлов за счет снижения их номенклатуры, возможности расширения специализации
и кооперирования.
Выборочная унификация предусматривает создание
единых серий машин, узлов и деталей для применения на подвижном составе различного назначения. Позволяет, как и предыдущий метод, расширить специализацию и кооперирование,
серийность выпуска узлов оборудования.
Модификация (модификационная унификация) – метод
конструктивной доработки машин для расширения области их
эксплуатационной пригодности, приспособления к другим условиям работы или требованиям без изменения основной конструкции с целью получения нового качества при минимальных
производственных затратах. Применение специальных материалов для работы в различных климатических условиях (тропиче-
17
ском климате и в условиях Крайнего Севера) таких свойств материалов как морозостойкость, биологический износ и др.
Агрегатирование – принцип конструирования машин
различного назначения из одних и тех же нормализованных деталей, узлов и блоков.
Секционирование – один из вариантов агрегатирования
заключается в разделении конструкции на отдельные элементы
– секции (модули).
Универсализация – общий принцип конструирования,
преследующий цели расширения функций и области применения машин. Этот метод позволяет расширить возможности эксплуатации, но с другой стороны повышает его стоимость и снижает экономическую эффективность.
Противоположностью универсализации является спе-
циализация – принцип максимального приспособления конструкции к выполняемым функциям с целью получения наивысшей производительности или другой полезной отдачи.
Основу машиностроительной нормализации составляют
ограничения, вносимые ГОСТ, ОСТ, РСТ и СТП, которые в
свою очередь учитывают числовые ряды различных параметров.
Так за основание числовых рядов разрешенных параметров
ГОСТов в соответствии с международной десятичной системой
мер принимают числа кратные 10, т.е. 1; 0,1; 0,01; 10; 100 и т.д.
ГОСТ 8032-56 «Предпочтительные числа и ряды предпочтительных чисел» разрешает применение пяти рядов предпочтительных чисел (ряды R5, R10, R20, R40 и R80, последний
в порядке исключения) со знаменателями, равными соответст-
–
венно .
Эти ряды называют пятым, десятым, двадцатым, сороковым и
восьмидесятым соответственно. Каждый член этих рядов округляют до +1%.
18
Тогда пятый ряд от 1:10 будет иметь вид 1,0; 1,6; 2,5; 4,0;
6,3; 10. Каждый последующий ряд будет расширяться за счет
добавления дополнительных членов. Так десятый ряд будет
иметь вид 1,0; 1,25; 1,6; 2,0; 2,5; 3,15; 4,0; 5,0; 6,8; 8,0; 10.
Порядок проектирования, изготовления и испытаний
новых изделий
Существует шесть стадий создания новых изделий: техническое задание, технический проект, рабочие чертежи; изготовление и использование опытных образцов; изготовление
промышленной установочной партии и серийное производство.
Техническое задание (ТЗ) на проектирование готовят
заводы-изготовители совместно с заказчиком. Основу ТЗ составляют технико-экономические показатели использования
изделий, их надежность и другие показатели, перспективы развития, размерный ряд и типаж.
ТЗ определяет всю дальнейшую конструкторскую проработку изделия и его технико-экономические показатели в эксплуатации. Это важный этап создания нового подвижного состава, почему к его разработке привлекают эксплуатационщиков, ремонтников и других работников, используют результаты
НИР и ОКР различных предприятий, ежегодные анализы отказов и другие материалы.
Технический проект разрабатывают с целью выявления
окончательных технических решений в объеме установленном
ГОСТ. Уточняют ТЗ и технические предложения.
Рабочие чертежи выполняют на основе утвержденного
технического процесса. Выполняется деталировка всех изделий,
дают оценку технологичности, составляют ведомости унифицированных, стандартных и нормализованных деталей и узлов,
перечень необходимых материалов, указания о применяемых
посадочных размерах, резьбах, модулях, ТУ, методик испытаний и инструкции по эксплуатации.
19
Опытные промышленные образцы изготовляют для
технологической обработки конструкции нового изделия и его
всесторонних испытаний.
Промышленная установочная партия создается для
подготовки серийного производства и доработки новой конструкции по результатам широких эксплуатационных испытаний.
Серийное производство новой конструкции изделия яв-
ляется окончательным этапом.
Выбор конструкционных материалов и методов заготовительной технологии
Технологические основы конструирования – это принцип
конструктивной реализации технологических требований производства к продукции машиностроения, касающиеся влияния
на конструирование выбора материалов и технологических требований обработки и сборки.
При разработке новой конструкции выбор материала является важным этапом создания нового изделия. Отмечается,
что стоимость материалов в серийном и особенно в массовом
производстве составляет до 30-60 % от общей стоимости машин.
Поэтому уменьшение затрат на материалы является одним из
главных направлений снижения себестоимости.
Выбор материалов осуществляют на основе техникоэкономического анализа с учетом требований:
. Конструктивных – материал должен удовлетво-
1
рять требованиям конструкции по своим прочностным и физическим характеристикам.
2. Технологических – материал должен удовлетво-
рять требованиям минимальной трудоемкости на всех стадиях
изготовления деталей с возможностью внедрения прогрессивных технологий изготовления заготовок и их обработки.
. Экономических – материал должен быть деше-
3
вым, допускать экономичные методы изготовления и обработки,
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]