tmmivan

34

открытие новых технических эффектов, развитие радиоэлектроники, оптико-волоконных и кибернетических систем, технологии композиционных материалов и технологического оборудования с одной стороны и стремление производителей привлечь рынок продукцией с принципиально новыми, высокими потребительскими свойствами и даже модой привели к преобладанию второй из них. При этом моральное старение машин (утрата потребительского спроса на изделия) стало наступать значительно раньше, чем старение физическое, связанное с износом или разрушением конструкций.

При любой из поставленных задач проектирования машины, решение ее может выполняться по одному из двух вариантов, в зависимости от того, что с точки зрения заказчика или исполнителя представляет большую значимость или экономическую целесообразность и является определяющим исходным фактором: – 1) значения показателей исполнительного органа машины (например, ее мощность, сила, момент, скорость или производительность) или 2) тип и технические характеристики какого-то из существующих двигателей, приемлемого для проектируемой машины.

На рис. 3.1. в качестве примера представлена принципиальная схема компрессорного агрегата в мобильном исполнении.

36

тоты вращения вала ДВС (3000 5000 об/мин) до необходимой для вала поршневого компрессора (600 1000 об/мин).

Поршневой компрессор включает в себя кривошипноползунный механизм (КШМ – кривошипно-шатунный – устаревшее название), лепестковые автоматические клапаны впуска и выпуска рабочего тела (например воздуха) и устройство отсечки рессивера (емкости-накопителя рабочего тела), предназначенного для отсоединения рессивера от компрессора и открытия нагнетательного канала компрессора в атмосферу при определенном превращении давления в рессивере и соответственно регулирования давления. Из рессивера сжатый воздух под давлением, заданным пневмоклапаном, подается к потребителям.

Энергетический баланс любой машины:

АДВ = АПС + АВС = АПС + АИ + АТ + АТР

1442443

АВС

где АДВ - работа движущих сил;

АПС - работа сил полезного сопротивления;

АВС - работа сил вредного сопротивления;

АИ - работа сил инерции звеньев;

АТ - работа сил тяжести звеньев;

АТР - работа сил трения в кинематических парах (шарни-

рах).

Если в техническом задании на проект машины обозначена ее производительность (для примера с компрессорным агрегатом – расход сжатого до определенного давления воздуха через рессивер) - АПС

то суть проектирования заключается в расчете работы на преодоле-

37

ние всех сил вредного сопротивления в механизмах машины, которая в сумме с работой полезного сопротивления определит значение работы, необходимой произвести двигателем данной машины:

АДВ = АПС + АВС

Исходя из полученного значения работы движущих сил рассчитывается значение мощности, момента и частоты вращения двигателя.

Если в техническом задании назначен тип и технические характеристики двигателя, то суть проектирования в этом случае также заключается в расчете работы на преодоление сил вредного сопротивления в механизмах машины. Отличие лишь в том, что здесь, в качестве результата рассчитывается работа сил полезного сопротивления.

АПС = АДВ − АВС

Исходя из полученного значения работы сил полезного сопротивления рассчитывается значение производительности машины, усилие на исполнительном органе (давление рабочего тела в рассматриваемом примере).

Расчет и конструирование каждого из функциональных элементов машины (устройств с конкретными функциями на принципиальной схеме) осуществляется по единой схеме этапов проектирования с учетом специфики тех или иных областей (гидравлики, пневматики, электротехники, электроники, оптики, термодинамики).

Конструирование машины (технического устройства) представляет собой комплекс расчетных и графических работ, связанных

38

с разработкой технической документации на изготовление, эксплуатацию и ремонт технического устройства.

В состав технической документации на машину (техническое устройство, деталь) входят:

1.технические рисунки объектов;

2.сборочные и рабочие чертежи, плазы;

3.технологические и операционные карты;

4.расчетно-пояснительные записки;

5.описания технических устройств;

6.инструкции по сборке и монтажу;

7.инструкции по эксплуатации;

8.инструкции по ремонту;

9.инструкции по технике безопасности.

Порядок разработки, оформления и пользования технической документацией стандартизированы для большинства отраслей машиностроения, что отражено в ГОСТах на ЕСКД (единая система конструкторской документации).

Последовательность или порядок проектирования машины, включая конструирование входящих в ее состав агрегатов – функционально завершенных технических устройств, представлена в таблице 3.1.

39

Порядок проектирования машин

.Выполнение п.п По результатам п.3.5 выполнение расчета 3.4; 3.5; 3.6; 3.7 с объемов звеньев, затем их масс и моментов учетом сил тре- инерции и проведение силового расчета и

42

Продолжение таблицы 3.1

Решению о создании и использовании новой машины (технического устройства) предшествует работа по анализу техникоэкономической документации, реферативной и патентной информации, подтверждающих возможность и целесообразность проекта. На этом этапе оценивается объем вероятного спроса, возможность вовлечения финансовых, трудовых ресурсов, производственных мощностей.

43

Заказчик (министерство, ведомство, торговая организация, юридическое лицо) обращается в проектную организацию с заявкой на разработку и подтверждение технической возможности реализации технического задания.

Лишь после разработки и получения заключения о возможности реализации технического задания, заказчик, увязав финансовые, трудовые и производственные ресурсы обращается в проектную организацию как к разработчику проекта.

Начальным этапом конструирования машины (технического объекта) является эскизная компоновка машины (Табл. 3.1 п.2).

Компоновка – это поиск взаиморасположения в пространстве (или относительно корпуса) элементов технического объекта.

Поскольку обычно агрегаты машины как объекты техники несут в себе отраслевой характер (механика, электротехника, гидравлика или пневматика) то вопросами компоновки занимается специалист, компетентный в соответствующих отраслях или коллегия специалистов. Вопросы, связанные с оценкой и назначением размеров на данной стадии конструирования решается двумя путями:

a.на основании статистических данных машин аналогов с близкими техническими характеристиками;

b.на основании тех или иных нормативов (угла давления для поступательной пары при определении длины шатуна, коэффициента изменения средней скорости механизма при выборе эксцентриситета в кривошипно-ползунном механизме).