2.2. Виды конструкторских работ

С развитием техники и технологии объемы конструкторских работ постоянно работ. Для создания благоприятных условий при организации производственного процесса по изготовлению машин необходима систематизация (классификация) конструкторских работ. С точки зрения выполнения проектных работ все конструкторские работы можно разделить на четыре вида:

• конструкторские работы при создании новых изделий;

• конструкторские работы при модификации базовых моделей;

• конструкторские работы при модернизации существующих машин;

• конструкторские работы при усовершенствовании машин в процессе эксплуатации.

Создание новых машин (изделий) обусловлено реализацией открытий и изобретений, появлением новых технологий, внедрением механизации и автоматизации трудоемких и тяжелых операций.

Научные открытия и изобретения приводят к созданию новых способов разрушения горных пород (термический, электроимпульсный, магнитострикционный и др.), которые невозможно реализовать в большинстве случаев на имеющемся буровом оборудовании. В этом случае необходимо создание принципиально новых буровых станков или установок.

Разработка технологии бурения скважин снарядами со съемными керноприемниками, с выносом керна потоком промывочной жидкости привело к необходимости создания достаточно сложных комплексов технических средств, таких как ССК-59, КССК-76, КГК-100, КГК-300.

Тенденция к замене ручного труда машинным при выполнении тяжелых и трудоемких операций приводит к необходимости создания средств механизации и автоматизации. С этой целью разработаны и широко используются на производстве труборазвороты РТ-1200М, РТ-300, РТ-100, приставка МСОТ2 к труборазвороту РТ-1200М для свинчивания резьбовых соединений обсадных труб, механизм сборки и разборки бурового снаряда МСБС-2 и др.

Конструкторские работы при создании новых машин являются наиболее объемными и сложными. Как правило, они выполняются в несколько стадий, количество которых зависит от степени новизны и сложности изделия.

Модификация базовых моделей– это видоизменение без затрагивания сущности, главного содержания. Этот вид конструкторских работ имеет целью видоизменение существующих машин, приспособление их для работы в других, новых для данных машин условиях. При модификации основное, предусмотренное нормальным рядом содержание типоразмера машины, т.е. основные параметры ее технической характеристики, не пересматриваются, а изменяется только облик машины и параметры технической характеристики, имеющие подчиненное значение. Модификация широко распространена в буровом машиностроении и может выполняться по следующим признакам:

• модификация по признаку транспортабельности буровых установок (когда одна и та же установка выполняется как крупноблочная, передвижная самоходная и т.д.);

• модификация по признаку типа силового привода (с электродвигателем, с двигателем внутреннего сгорания, с гидродвигателем и т.д.);

• модификация по условиям производства работ (с поверхности, из подземных горных выработок, с плавучих буровых установок и т.д.);

• модификация по признаку технологических особенностей бурения (с обычным способом подъема всей колонны бурильных труб и колонкового набора; с применением съемных керноприемников; бурения обсадными трубами);

• модификация по признаку величины подводимой мощности (с нормальной мощностью, с повышенной мощностью);

• модификация по способу бурения (вращательный, ударно-вращательный, ударный и т.д.)

Например, базовая модель установки УКБ-200/300 может быть модифицирована в самоходную, передвижную, блочную установку для бурения скважин из подземных горных выработок; может выпускаться для работы с электродвигателем или с дизельным двигателем и т.д.

Модернизация существующих машин– это придание машинам современного облика или переделка в соответствии с современными требованиями. Этот вид конструкторских работ ставит задачу усовершенствовать машину, как бы омолодить ее и поднять до уровня современных требований. В процессе модернизации подвергаются изменению конструкторская часть, техническая характеристика. Однако модернизация не вызывает ломки нормального ряда машин, а изменяет только отдельные параметры. Например, может изменяться диапазон частоты вращения исполнительных органов, количество передач (скоростей), величина приводной мощности, величина осевой нагрузки и т.д. Для иллюстрации можно привести станки типа «ЗИФ», которые неоднократно модернизировались. Например, станок ЗИФ-650А после модернизации имеет в 2 раза больше передач на вращатель и на лебедку. Существенно расширен диапазон вращения шпинделя и барабана лебедки. Механический зажимной патрон заменен на гидравлический, увеличена мощность приводного двигателя.

Модернизация до известного предела является наиболее рациональным путем совершенствования буровой установки. Она позволяет улучшить характеристику оборудования без коренной ломки его первоначальной конструкции. При систематическом совершенствовании отдельные узлы буровой установки претерпевают значительные конструктивные изменения и в течение достаточно длительного времени могут соответствовать современному уровню техники. При значительных конструктивных изменениях бурового станка или установки им может быть присвоен новый индекс (ЗИФ-650М; ЗИФ-1200МР).

Усовершенствование машин в процессе эксплуатацииосуществляется на производстве, как правило, обслуживающим персоналом, силами технических отделов предприятий, опытно-методических партий, экспедиций. Часто эти усовершенствования реализуются на уровне рационализаторских предложений, относятся к второстепенным элементам машины (установки) и не затрагивают ее важнейших органов и главного содержания. При этом разрабатываются различного рода приспособления, несложные механизмы, приборы, которые позволяют приспособить машину для местных условий, облегчить ее эксплуатацию, повысить безопасность проведения работ, рационально разместить оборудование.

Таким образом, конструкторские работы в области создания буровой техники носят весьма многогранный характер, а сама задача конструирования машин является достаточно сложной. Для ее решения необходимо знать историю развития машин данного назначения, этапы ее создания и усовершенствования, уметь находить аналоги и прототипы.

Конструктор должен хорошо знать правила выполнения конструкторской документации, владеть различными методами расчета, уметь пользоваться технической и справочной литературой, выполнять патентный поиск.