Метод_рук_ДП_Прейс

11

Этот раздел выполняется путем анализа научно-технической информации. Состояние вопроса изучают по учебникам, монографиям, справочникам, каталогам, статьям в научно-периодической печати, по патентным материалам, а также, по возможности, путем ознакомления с документацией с пред- приятий-изготовителей продукции, аналогичной тематике ДП. Из этих информационных материалов получают сведения о назначении и области применения исследуемого производства, о свойствах исходного сырья, вспомогательных материалов и готовой продукции, о научных основах применяемой технологии, об устройстве и принципе действия оборудования, о задачах и опыте усовершенствования технологии и техники, о современных достижениях в смежных передовых отраслях и за рубежом.

На основе проведенного анализа обосновывают выбор технологии, конструкции машины и намечают основные направления их усовершенствования; более четко и конкретно формулируют цель работы и ожидаемое улучшение (положительный эффект работы).

Аналитический раздел может быть посвящен анализу технологиче-

ского оборудования или одного его вида для выполнения какой-либо конкретной технологической операции (операций) при производстве определенного пищевого продукта (например, тестоделительных машин, фасовочно-укупорочных машин для жидких продуктов, варочных автома-

тов и т.п.) или в целом технологической линии для производства опре-

деленного пищевого продукта (например, линии по производству творога, колбас, хлеба и т.п.).

В обоих случаях из всех возможных источников студенту необходимо собрать все данные о разнообразных типах, моделях, разновидностях и модификациях данного оборудования или технологической линии. Следует привести краткое описание всех видов оборудования. При этом при анализе должен преобладать критический уклон. Студент должен описать назначение данного оборудования, сырье или полуфабрикаты, поступающие на обработку, и требования к ним, характер процессов, происходящих в самом оборудовании, и получаемую в процессе обработки продукцию, её свойства и требования к качеству. Необходимо проанализировать принципы работы каждого вида оборудования, его конструктивные особенности, его основные характеристики: производительность, энергоемкость, степень автоматизации, габариты. Целесообразно отразить оригинальные конструктивные решения, присущие данному оборудованию, особенно если они направлены на повышение качества продукции. В конце раздела следует дать сравнительную таблицу технических показателей описанного оборудования (линии).

Результатами выполнения данного раздела может быть выбор по ка- ким-либо обоснованным критериям базовой модели как наиболее подходящей для выполнения задания, либо, что предпочтительнее, предложения по совершенствованию (модернизации) существующего оборудования (линии) с целью получения наибольшего положительного эффекта.

12

Аналитический раздел может быть посвящен анализу технологиче-

ских процессов производства конкретных продуктов питания. В этом случае аналитический и технологический разделы могут быть объединены.

В разделе целесообразно подробно проанализировать применяемое сырье или полуфабрикаты, поступающие на обработку, и требования к ним, необходимую подготовку сырья или полуфабрикатов перед загрузкой в технологическое оборудование, характер технологических процессов, происходящих в самом оборудовании, и получаемую в процессе обработки продукцию, её свойства и требования к качеству.

Анализ технологических процессов проводят, когда известно несколько альтернативных вариантов производства одного и того же продукта. В этом случае сравниваются варианты аппаратурно-технологических схем линий в целом: анализируется качество выпускаемой на каждой из них продукции, их производительность, занимаемая площадь, уровень автоматизации, количество обслуживаемого персонала. Кроме этого, производится сравнительный анализ применяемого технологического оборудования, транспортных, дозирующих и других устройств. На основе анализа делаются выводы с рекомендациями по выбору базовой технологии и совершенствованию ее структуры, а также по предполагаемой модернизации оборудования.

Возможен анализ технологического процесса производства продуктов питания, когда изучается всего одна технологическая линия. В этом случае более подробно анализируется каждый вид оборудования. Большое внимание уделяется производительности каждой единицы оборудования, определяется лимитирующее оборудование, существенно влияющее на производительность всей линии. Делаются выводы о прогрессивности данной линии, даются рекомендации о замене или модернизации отдельного оборудования.

Решение поставленной перед студентом задачи во многом зависит от качества выполнения аналитического раздела.

7. Технологический раздел

Данный раздел является обязательным, если тема ДП носит производственно-технологический или проектно-конструкторский характер, когда проектируется технологическое оборудование для производства конкретного пищевого продукта. Если проект посвящен агрегатам или машинам общетехнического назначения (транспортирующие машины, агрегаты для дробления и измельчения сырья и т.п.), то технологический раздел может быть сведен к минимуму. В этом случае просто перечисляются процессы, где эти машины применяются, и рекомендуемые режимы их эксплуатации.

При выполнении ДП производственно-технологического назначения следует описать либо технологию, либо аппаратурно-технологическую схему производства конкретного продукта, основные технологические

13

параметры; перечень и краткие технические характеристики применяемого технологического оборудования; планировку цеха (производственного участка, отделения). Описание должно сопровождаться ссылками на соответствующие рисунки в тексте пояснительной записки и листы графической части проекта.

В технологическом разделе необходимо подробно проанализировать применяемое сырье или полуфабрикаты, поступающие на обработку, и требования к ним, необходимую подготовку сырья или полуфабрикатов перед загрузкой в технологическое оборудование, и получаемую в процессе обработки продукцию, её свойства и требования к качеству.

Приводят необходимые расчеты технологических параметров процесса или его основных операций: технологических сил, температур, давлений, массового расхода изготавливаемого продукта, времени обработки и т.п.

Если тема ДП посвящена проектированию или модернизации оборудования, являющемуся частью рассматриваемого технологического процесса, то при описании этого процесса особое внимание должно быть уделено операции или ряду операций, которые осуществляются данным оборудованием. При этом показывается значимость этих операций, особенности их выполнения, требования, предъявляемые к оборудованию, при этом обосновывается правильность выбора темы проекта.

Технологические расчеты разделяются на рецептурные расчеты и расчеты производительности.

Рецептурные расчеты сводятся к определению процентного соотношения компонентов сырья в зависимости от емкости рабочей зоны оборудования или от производительности оборудования. В рецептурных расчетах учитывается многообразие применяемого сырья, его разносортность и взаимозаменяемость.

Важнейшей характеристикой технологического оборудования является его производительность, под которой понимается количество (массовое, объемное, штучное) продукции, изготовленное за единицу времени на этом оборудовании. Производительность является основной исходной величиной для расчета всех остальных параметров оборудования. Она определяет размеры как самого объекта, так и отдельных его частей, рабочих органов, элементов привода и т.д. Кроме того, от величины производительности зависят кинематические и силовые характеристики приводных механизмов количество потребляемой энергии и другие показатели. Поэтому при выполнении ДП технологический расчет сводится в основном к определению производительности проектируемого оборудования.

При этом в зависимости от цели проекта может применяться различный подход. Если проектируется новое оборудование, то целесообразно провести расчет длительности технологического процесса или операции, используя при этом опытные или литературные данные с учетом затрат

14

времени на вспомогательные операции, а потом переходить к конструктивному расчету (например, емкость дозатора, вместимость резервуара, частоту вращения рабочего органа и т.д.). Если речь идет о модернизации оборудования с целью повышения его производительности, то переходят сразу к конструктивному расчету.

Иногда допускается определение производительности методом проверочного расчета, т. е. паспортная производительность оборудования сопоставляется с расчетной, вычисляемой с учетом конкретных размеров и кинематических параметров, которые могут быть взяты из чертежей или другой документации. Проверочные расчеты проводят при модернизации машины или при замене одного вида оборудования другим этого же назначения, когда требуется подтвердить работоспособность нового оборудования.

8. Конструкторский раздел

Данный раздел является логическим продолжением технологического и аналитического разделов и посвящен разработке конструкции на основе выбранной базовой модели оборудования или модернизации конструкции технологического оборудования и может состоять из нескольких подразделов.

8.1. Назначение и область применения анализируемой машины

Дают краткую характеристику области и условий применения машины (аппарата), общую характеристику цеха (участка, отделения), для которого предназначена анализируемая машина (аппарат), особенности эксплуатации оборудования.

8.2. Техническая характеристика

Приводят основные технические характеристики машины (аппарата): мощность, частоту вращения, производительность, расход электроэнергии, коэффициент полезного действия и другие параметры, характеризующие машину.

8.3. Описание анализируемой машины (аппарата)

Описание машины проводят сначала в статике (из чего машина состоит), а затем в динамике (как она работает). Особое внимание при этом следует уделить всему новому и оригинальному, что явилось результатом творчества студента.

В пояснительной записке должен быть приведен общий вид или схема рассматриваемого оборудования. Приводят описание кинематической, пневматической, гидравлической, электрической схем анализируемой машины. Описание должно сопровождаться ссылками на соответствующие рисунки в тексте пояснительной записки и листы графической части.

8.4. Расчеты

Расчетная часть проекта является обязательным разделом пояснительной записки. Он может включать кинематические, энергетические, конструктивные, прочностные и теплотехнические расчеты.

15

Все расчеты должны начинаться с определения и обоснования объекта расчета, с исходных данных и цели расчета. В записке обязательно приводится расчетная схема, методика расчета и расчетные формулы. Заканчиваются расчеты анализом результатов и выводами.

Расчетная схема выполняется в произвольном масштабе. По всем формулам должны быть пояснения с указанием размерности величин.

Кинематические расчеты. Основой данного расчета является кинематическая схема, на которой с помощью условных графических обозначений дано изображение всех элементов машины, начиная от электродвигателя до рабочих органов, их соединение и взаимоположение, направленное на осуществление, регулирование и контроль заданных законов движения.

Выполняя кинематический расчет привода устройства, определяют основные кинематические параметры, которые должны быть указаны на кинематической схеме. При проектировании оборудования автоматического действия кинематическая схема должна быть увязана с циклограммой его работы.

Циклограммы разрабатывают для взаимной увязки структуры исполнительного механизма, в состав которого входит рабочий орган, обрабатывающий продукт, и кинематики отдельных звеньев этого механизма. В циклограмме отражены совокупность, продолжительность и соотношение рабочих и холостых ходов, а также остановок (выстоев) рабочих органов устройства при выполнении им заданных технологических операций в пределах одного кинематического цикла. Циклограмма дает наглядное представление о согласованной работе отдельных механизмов, приводящих в движение рабочие органы при выполнении технологических операций. По циклограмме можно также определить кинематическое взаимодействие всех рабочих органов в любой момент времени и при необходимости найти конкретные значения таких параметров, как величина перемещений, скорость и ускорение.

На практике в самом общем случае кинематический расчет предполагает следующее:

1.Определение общего передаточного отношения от вала электродвигателя до вала, на котором крепится ведущее звено исполнительного механизма.

2.Определение общего передаточного отношения всей кинематической цепи привода между отдельными передаточными механизмами, составляющими эту цепь.

Передаточные отношения отдельных механизмов выбираются по справочным данным в пределах, указанных в учебниках и справочниках по деталям машин в зависимости от типа механизма.

3.Определение конструктивных размеров каждого передаточного механизма. Для зубчатых и цепных передач - это определение числа зубьев, для ременных передач - это определение расчетного диаметра шкивов и т. д.

4.Определение частоты вращения каждого звена, каждого передаточного механизма (каждого вала) кинематической цепи.

16

5.Для вариаторов скоростей - определение предельных (максимальных и минимальных) значений передаточных отношений и частоты вращения выходного вала.

6.Определение скоростей поступательно движущихся элементов передаточных механизмов (реек, плунжеров и т. д.).

В каждом конкретном случае должны выполняться лишь необходимые расчеты, соответствующие конкретной схеме. При простых кинематических схемах нет смысла расчленять расчет на перечисленные этапы, он может выполняться без такого подробного деления и частично даже в другой последовательности. Конечно, это требует согласования с руководителем проекта.

Кинематические схемы и циклограммы могут входить в состав графической части проекта. Целесообразно эти схемы и циклограммы рекомендуется помещать в пояснительной записке.

Кинематический расчет является исходным для силового расчета машины или отдельных механизмов, атакже для энергетического расчета.

Энергетические расчеты. Данный расчет, как правило, сводится к определению мощности электродвигателя. Соответствующие рекомендации обычно приводятся в учебной и научно-технической литературе. Необходимо только учитывать, кроме всех затрат энергии на полезную работу, также и потери различного рода (на сопротивление, на нагрев, на преодоление динамических нагрузок и т. д.). С этой целью, если нет кинематической схемы исследуемой машины, необходимо дать упрощенную схему передачи энергии от электродвигателя к рабочему органу, с учетом всех промежуточных звеньев.

Кроме того, следует учитывать, что в целом ряде технологических процессов пусковая мощность машин может значительно превышать номинальную, вычисленную для установившегося режима работы. Это может быть связано, например, с изменением свойств продукта в процессе переработки (фи- зико-механические свойства теста при замесе, карамельной массы при подогреве и перемешивании или со свойством тиксотропии некоторых компонентов и т. д.). Поэтому необходимо очень внимательно, именно с этой точки зрения, рассмотреть технологический процесс, осуществляемый в машине, с тем, чтобы определить момент времени, когда потребление энергии достигает наибольших значений и, исходя из этого, рассчитать мощность привода.

В основе всех методик расчета мощности привода машин лежит положение, исходящее из самого понятия мощности, т.е. отношение затраченной работы (энергии) ко времени, в течение которого совершена эта работа.

Следовательно, во всех случаях необходимо сначала выяснить затраты энергии, а потом уже рассчитать мощность привода (за исключением тех случаев, когда даны готовые расчетные формулы).

По сумме всех затрат энергии определяется потребляемая мощность, в соответствии с которой по справочным материалам подбирается электродвигатель (надо указать его тип и характеристику, марку, частоту вращения вала).

17

Расчеты на прочность. При проектировании любой машины или аппарата необходимо рассчитывать различные механические передачи и их отдельные элементы, соединения, муфты, валы и оси, подшипники, корпуса и другие детали. Эти расчеты приводятся как с целью определения оптимальных конструктивных размеров механизмов и деталей, так и с целью проверки их на прочность, надежность и долговечность.

Практически все рекомендации в области расчетов на прочность с исчерпывающей полнотой приводятся в учебной и справочной литературе по деталям машин, в различных пособиях по проектированию, в которых иногда приводятсясхемы (порядок) расчетов и конкретныепримеры.

Наиболее ценны расчеты сложных нестандартных деталей, отличающиеся от расчетов элементарных деталей машин. В дипломном проекте, помимо элементов передач и стандартных деталей машин, целесообразно провести расчет одной или нескольких сложных деталей.

Необходимо помнить, что важнейшим этапом расчетов на прочность во многих случаях является составление расчетной схемы. Правильность составления её определяет и правильность результата. Именно составление расчетных схем чаще всего затрудняет студентов, которым можно рекомендовать перед проведением расчета получить соответствующую консультацию у руководителя проекта по составленному варианту схемы.

Текстовой и расчетный материал рекомендуется, по возможности, максимально снабжать иллюстрациями (схемами, эпюрами и т. д.).

Специальные расчеты. Отдельные виды расчетов, условно относимых к специальным (теоретического характера, теплотехнические, гидравлические и др.), выполняемые при дипломном проектировании, могут быть и определяющими, основными (в этом случае они особенно тесно связаны с технологическими расчетами, могут даже входить в их состав), и выполнять вспомогательную, проверочную роль. Это, естественно, зависит от конкретного задания на проектирование. Такого рода расчеты, ввиду их значимости, могут быть выделены в пояснительной записке в отдельный раздел.

Учитывая многообразие видов расчетов, условно отнесенных к специальным, невозможно привести какие-либо общие рекомендации по их выполнению. Такие рекомендации, как правило, можно найти в соответствующей учебной литературе.

9. Исследовательский раздел

Раздел формируют на базе исследований, выполненных студентом в период обучения на старших курсах университета, а также во время преддипломной практики под руководством преподавателя.

Исследовательский раздел может включать следующие подразделы: введение; современное состояние исследуемого вопроса и постановку задачи; теоретические исследования, методику экспериментальных исследований, применяемое оборудование, приборы и другое оснащение; результаты экспериментов; методику и результаты обработки эксперименталь-

18

ных данных; оценку точности и надежности полученных результатов; выводы и предложения.

Основные результаты исследования приводят на листах графической части ДП в виде графиков, диаграмм, схем и чертежей.

Объем исследований устанавливается руководителем в зависимости от характера задания.

10. Экономический раздел

В этом разделе должны быть приведены сравнительные техникоэкономические оценки вариантов технологического процесса, машины и обоснование варианта, выбранного для дальнейшей разработки.

Во всех ДП проектно-технологического, производственнотехнологического, организационно-управленческого профилей должны быть выполнены углубленные разработки по экономике и организации производства, приведены технико-экономические обоснования принятых в проекте решений, составлены сметы затрат и калькуляции себестоимости продукции или спроектированного технологического процесса и оборудования; сопоставлены их технологические показатели с аналогичными показателями соответствующих объектов отечественных и зарубежных предприятий.

Решение вопросов по экономическому разделу выполняют в соответствии с методическими разработками кафедры «Экономика и управление» ТулГУ.

11. Раздел охраны труда и окружающей среды

Приводят основные требования охраны труда, техники безопасности и санитарно-гигиенические требования, предъявляемые к разработанной конструкции, в соответствии с действующими нормативно-техническими актами, и реализуемые при эксплуатации машины (аппарата) в промышленных условиях.

Вопросы, связанные с охраной труда и окружающей среды, рассматривают в работе на основе рекомендаций, изложенных в методическом пособии «Безопасность и экологичность проекта» кафедры «Аэрология, охрана труда и окружающей среды» ТулГУ.

12. Заключение

Кратко излагают конкретные результаты проделанной работы, отмечают элементы новизны и собственного творчества студента в разработке технологического процесса или конструкции машины (аппарата). Приводят результаты технико-экономического анализа. Высказывают суждение о практической полезности работы, о целесообразности внедрения результатов работы в производство.

11. Библиографический список

Библиографический список должен содержать перечень литературных источников, использованных при выполнении ДП, и расположенных по алфавиту или в порядке появления ссылок на них в тексте пояснитель-

19

ной записки. Библиографическое описание литературных источников, включенных в список, необходимо давать в соответствии с ГОСТ 7.1-2003

(прил. 1).

12. Приложение

Вприложении помещают спецификации к сборочным чертежам, выполненным в графической части; программы расчетов на ЭВМ, таблицы исходных данных, результатов экспериментов и другой дополнительный материал, необходимый для лучшего понимания результатов работы.

Вприложении может быть помещен дополнительный иллюстративный материал, представляющий интерес, дополняющий и поясняющий основные разделы записки.

Приложения следует оформлять как продолжение записки, располагая их в порядке появления на них ссылок в основном тексте. Каждое приложение должно иметь заголовок. Над заголовком справа должно быть написано слово «Приложение» с указанием порядкового числового индекса

(1, 2 и т.д.).

3.2. Требования к оформлению пояснительной записки

Пояснительная записка ДП должна удовлетворять требованиям ЕСКД - ГОСТ 2.105-95 «Общие требования к текстовым документам» и ГОСТ 2.106-96 «Текстовые документы». В записке можно использовать сокращения русских слов и словосочетаний по ГОСТ 7.12-77.

Единицы физических величин обозначают по ГОСТ 8.417-88.

Текст пояснительной записки должен быть набран на компьютере в текстовом редакторе Word и распечатан на принтере. Тип шрифта – Times New Roman, размер шрифта - 14 пт, междустрочный интервал - полутор- ный. Рекомендуемые параметры страницы: верхнее и нижнее поля – 2 см; левое поле – 2,5 см; правое поле – 1,5 см; расстояние от края верхнего и нижнего колонтитулов – не менее 1 см. Номера страниц ставится вверху страниц в центре.

Основной текст набирают с отступом слева первой строки 1,25 - 1,5 см и выравниванием текста «по ширине страницы». Ширина зоны автоматического переноса слов - 0,63 – 1,25 см. Заголовки разделов набирают полужирным шрифтом ПРОПИСНЫМИ БУКВАМИ, а заголовки подразделов - полужирным шрифтом и строчными буквами с заглавной прописной буквой («Как в предложениях»). Заголовки выравнивают по центру страницы. Точки в конце заголовков не ставят! Для выделения абзацев в тексте рекомендуется применять курсивный или полужирный шрифты (прил. 2). Применение шрифта «с подчеркиванием» в тексте и заголовках не допускается!

Формулы набирают в редакторе Eqution 3,0 с соблюдением общих правил: латинские буквы набирают курсивом (S, p, W, u) кроме обозначе-

20

ния стандартных математических функций (sin, cos, min, max, exp и т.п.), которые набирают прямым латинским шрифтом; русские и греческие буквы (α, ϕ, π, Ω), цифры и математические символы (+, =, >, ≠) набирают только прямым шрифтом. Рекомендуемые размеры символов: обычный – 14 пт; крупный индекс – 12 пт; мелкий индекс – 10 пт; крупный символ – 16 пт; мелкий символ – 8 пт. Расшифровку формульных обозначений дают после формулы одним абзацем с выравниванием по ширине страницы, без отступа первой строки, начиная со слова «где», в порядке следования обозначений в формуле, отделяя фразы точкой с запятой (прил. 3, 4).

Иллюстрации (рисунки, схемы, фотографии, графики) могут быть выполнены как с помощью компьютера или других технических средств, так и с помощью традиционных чертежных инструментов непосредственно в тексте записки после её распечатки на принтере; фотографии могут быть аккуратно вклеены в текст. Числовые и буквенные обозначения позиций на рисунках, схемах и фотографиях дают по возможности вне поля иллюстрации в строгой последовательности снизу вверх или по часовой стрелке (а не по порядку упоминания в тексте!), рядом с выносной линией без полки (прил. 5). Числовые и буквенные обозначения на графиках дают в поле иллюстрации в строгой последовательности снизу вверх или сверху вниз также рядом с выносной линией без полки, при этом буквенные обозначения величин приводят только один раз. Поле графика должно иметь неплотную координатную сетку, вместо последней цифры на координатных осях необходимо проставить буквенное обозначение величины (аргумента или функции) и указать её единицу измерения (прил. 6).

Все иллюстрации снабжают подрисуночными подписями, в которых дают необходимую расшифровку позиций, условных обозначений, числовые значения варьируемых величин и т.п. (см. прил. 5, 6). Допускается данную расшифровку производить непосредственно в тексте при описании рассматриваемого обьекта.

Таблицы, оформленные в соответствии с ГОСТ 2.105-79, нумеруют и снабжают заголовком (прил. 7).

3.3. Содержание и оформление графической части

Общую структуру и примерный объем графической части ДП см. в п. 2.3. Конкретное содержание графической части определяет руководитель работы.

Графическая часть должна быть выполнена в виде чертежей, схем или плакатов. Чертежи выполняются в соответствии с требованиями ЕСКД и в масштабе (по Госту)

Чертежи общего вида проектируемой машины (аппарата) должны полностью показывать конструктивное устройство машины и позволять по этому чертежу разрабатывать чертежи общих видов сборочных единиц