Лекция №12-2ч.

Тема: Общие принципы и методика проектирования ГПМ.

План: 1. Методика конструирования ГПМ.

2.Изучение области применения грузоподъемных машин

(ГПМ).

3. Проектирование ГПМ.

4.Экономические основы конструирования ГПМ.

1. Методика конструирования ГПМ.

Исходные материалы для проектирования ГПМ:

- Техническое задание, выдаваемое планирующему органу. Или заказчиком, которые определяют параметры машин, область и условия ее применения;

- Тех. предложение, выдвигаемое в инициативном порядке проектной организацией или группой конструкторов;

- НИР или создают на ее основе экспериментальный образец;

- Изобретательное предложение или создают на ее основе экспериментальный образец;

- Образец зарубежной машины, подлежащий копированию или воспроизведению с изменениями.

Первый случай (Тех. задание) наиболее общий, на нем удобнее всего просмотреть процесс проектирования.

К тех. заданиям следует подходить критически. Конструктор должен знать отрасль промышленности, для которой проектируют машину.

Он обязан проверить задание и в нужных случаях доказать необходимость его корректирования.

Критический подход особенно необходим в тех случаях, когда заказчиком являются отдельные заводы или отрасль промышленности.

В последнем случае наряду с удовлетворением требований заказчика целесообразно обеспечить также возможность применения ГПМ на других заводах и в смежных отраслях промышленности.

Не всегда учитываются те обстоятельства, что с момента начала проектирования до срока внедрения ГПМ в промышленность проходит определенный период, который тем длительнее, чем сложнее машина. Этот период складывается из следующих этапов:

- проектирование;

- изготовление;

- заводская отладка и доводка опытного образца;

- промышленные испытания;

- внесение выявившихся в ходе испытаний изменений;

- государственные испытания и применение опытного образца;

- изготовление тех. документации головной серии;

- изготовление головной серии и ее промышленные испытания;

- разработка серийной документации;

- подготовка производства к серий ному выпуску.

В лучшем случае этот процесс длится 1,5-2 года, а то и больше.

Внимание! ГПМ с неправильно выбранными заниженными параметрами, основанные на шаблонных решениях, не обеспечивающие технического прогресса, несовместимые с новыми представлениями о роли качества и надежности могут устареть уже к началу серийного выпуска.

2. Изучение области применения ГПМ

Проектированию ГПМ для определенной отрасли должно предшествовать тщательное изучение этой отрасли, динамики ее количественного и качественного развития, потребностей в данной категории машин и вероятности появления новых технологических процессов и способов производства. Лучшие конструкторы это те, которые прошли школу производства и сочетают конструкторские способности со знанием эксплуатации объектов проектирования.

3. Проектирование гпм.

При проектировании ГПМ следует учитывать следующие основные принципы:

1.Конструктивная преемственность.

Это использование при проектировании предшествующего опыта машиностроения данной отрасли и смежных областей, введение в проектируемую машину всего полезного, что есть в существующих конструкциях. Полезно составлять графики, отображающие изменение по годам главных параметров машин (грузоподъемность, скорости передвижения, масса и т. д.). Важным условием правильного проектирования является наличие фонда справочного конструктивного материала. Обязательное систематическое изучение отечественной и зарубежной литературы и патентов.

2.Выбор конструкции.

При выборе параметров машин, основной схемы и типа конструкции в центре внимания должны быть факторы, определяющие экономическую эффективность машины: высокая полезная отдача, малые энергопотребление и расходы на обслуживание, низкая стоимость эксплуатации и длительный срок применения.

Схему машины обычно выбирают путем тщательного анализа нескольких вариантов. Следует выяснить, в какой мере схема обеспечивает возможность последующего развития, формирования и совершенствования машины, образования на базе исходной модели производных машин и модификаций.

После выбора и основных показателей машины разрабатывают компоновку, на основе которой составляют эскизный, технический и рабочий проекты. Разработка вариантов конструкций – это закономерный метод проектирования, помогающий отыскать наиболее рациональное решение.

3. Метод инверсий.

Среди приемов, облегчающих сложную работу конструктора, важное место занимает метод инверсий (обращение форм и расположение деталей). В узлах иногда бывает выгодным поменять детали ролями, ведущую деталь сделать ведомой, неподвижную – подвижной, направляющую - направляемой и т.д. Метод инвертирования является неотъемлемым инструментом мышления и значительно облегчает процесс поисков решений, в результате которых рождается рациональная конструкция.

4. Компонование.

Компонование обычно состоит из эскизного и рабочего. В эскизной компоновке разрабатывают основную схему и общую конструкцию машины (иногда нескольких вариантов). На основании анализа эскизной компоновки составляют рабочую компоновку, которая служит исходным материалом для дальнейшего проектирования. Компоновку следует начинать с решения главных вопросов – выбора рациональных кинематических и силовых схем, определения наиболее целесообразного взаимного расположения механизмов. В процессе компонования необходимо проводить соответствующие расчеты, хотя бы ориентировочные.

4. Экономические основы конструирования ГПМ.

Задача конструктора состоит в создании подъемно – транспортных машин и оборудования, наиболее полно отвечающих потребностям народного хозяйства, дающих наиболее экономический эффект, обладающих высокими технико-экономическими и эксплуатационными показателями.

В конструкции машин необходимо соблюдать требования технической эстетики. Они должны иметь красивый внешний вид и строгую отделку. Проектируя машину, конструктор должен добиваться всемирного увеличения ее рентабельности и повышения экономического эффекта за весь период работы.

Экономический фактор играет первостепенную роль в конструировании. В частности конструкции не должны заслонять основной цели - увеличения экономического эффекта ГПМ.

Многие конструкторы считают, что экономически конструировать – значит:

- уменьшить стоимость изготовления ГПМ;

- избегать сложных и дорогостоящих решений;

- применять наиболее дешевые материалы и наиболее простые способы обработки

Однако это только небольшая часть задачи.

Главное значение имеет то, что экономический эффект определяется полезной отдачей машины и суммой эксплуатационных расходов за весь период эксплуатации ГПМ.

Стоимость ГПМ является только одной и не всегда главной, а иногда и очень незначительной оставляющей этой суммы.

Экономически направленное конструирование должно учитывать весь комплекс факторов, определяющих экономичность ГПМ и правильно оценить относительное значение этих факторов.

Это правило часто игнорируют. Стремясь к удешевлению машины конструктор нередко добивается экономии в одном направлении и не замечает других, гораздо более эффективных путей повышения экономичности. Более того частная экономия, осуществляемая без учета совокупности всех факторов, нередко ведет к снижению суммарной экономичности ГПМ.

Главными факторами, определяющими экономичность ГПМ являются:

• полезная отдача;

• надежность работы;

• расходы на электроэнергию, ремонт и эксплуатацию

Коэффициент использования машины:

, (1)

где H – период эксплуатации машины (срок службы); h - фактическое время работы машины за период H.

Если машина работет до полного исчерпывания своего механического ресурса, то h представляет долговечность Д (общая возможная ее наработка за период эксплуатации).

При работе в одну, две и три мены средние значения коэффициента   соответственно ранвы 0,2 ; 0,4; 0,6.

Рентабильность машины :

, (2)

где О_Т – полезная отдача за определенный период;

Р – расходы за тот же период

; (3)

где - стоимость расходуемой энергии;

М_Т – стоимость материалов и заготовок;

И_Н – стоимость инструмента;

Т_Р – оплата труда операторов;

О_Б – стоимость технического обслуживания;

Р_М – стоимость ремонта;

Н_К – накладные цеховые и заводские расходы;

А_М – амортизационные расходы.

Примечание: Величина q должна быть больше 1, иначе машина будет работать убыточно.

Годовой экономический эффект от работы ГПМ:

(4)

Суммарный: за весь срок службы Н (4*)