Міністерство освіти і науки україни
|
Національний університет |
ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА |
Методичні вказівки
до виконання дипломного проекту освітньо-кваліфікаційного рівня "Бакалавр"
напряму підготовки 6.050502 "Інженерна механіка"
Затверджено
на засіданні кафедри
“Механіка та автоматизація машинобудування”·
Протокол N8 від 14.01.2011 р.
ЛЬВІВ – 2011
Методичні вказівки до виконання дипломного проекту освітньо-кваліфікаційного рівня "Бакалавр" напряму підготовки 6.050502 "Інженерна механіка" для студентів спеціальності "Машини і технологія пакування", ден. форми навч. / Уклад.: Л.П. Боровець В.М., Шенбор В.С., Шоловій Ю.П. - Л.: НУ «Львівська політехніка», 2011. — 19 с.
Рецензент Р.М. Шеремета, канд. техн. наук.
Укладачі: В.М. Боровець , канд. техн. наук., Шенбор В.С. ст.. викладач, Шоловій Ю.П., канд. техн. наук.
Відповідальний за випуск І.В. Кузьо, д-р. техн. наук., проф.
ВСТУП
Бакалавр - освітньо-кваліфікаційний рівень вищої освіти особи, яка на основі повної загальної середньої освіти або неповної вищої освіти, або (та) освітньо-кваліфікаційного рівня молодший спеціаліст здобула базову вищу освіту, фундаментальні і спеціальні вміння та знання щодо узагальненого об'єкта діяльності (праці), достатні для виконання завдань та обов'язків (робіт), що передбачені для первинних посад з певного виду економічної діяльності, на експлуатаційному рівні професійної діяльності.
Виконання студентом кваліфікаційної роботи освітньо-кваліфікаційного рівня "Бакалавр" є завершальним етапом фахової підготовки.
Метою виконання роботи є перевірка ступеня фахової підготовки на даному етапі навчання, його вміння і навиків самостійного вирішення проектно-конструкторських задач прикладного плану на основі певного технічного завдання.
Відповідальність за якість роботи значною мірою покладається на виконавця. Керівник та консультанти спрямовують роботу студента в потрібному напрямі в пошуках розв'язання поставлених в технічному завданні задач, здійснюють рекомендаційного характеру вказівки та дають експертну оцінку виконаному. Зауваження керівника та консультантів, що не враховані студентом під час виконання роботи, можуть бути пред'явлені і обґрунтовані ними під час захисту роботи.
1. ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ ТА ТИПОВИЙ ПЛАН ВИКОНАННЯ РОБОТИ
Підставою для виконання дипломного проекту є відповідний наказ ректора університету про затвердження тем дипломних проектів конкретних студентів, їх керівників та консультантів, який готує деканат інституту за пропозиціями кафедри фахової підготовки не пізніше першого тижня після закінчення переддипломної практики.
Дипломний проект виконується у 8 семестрі підготовки бакалавра.
Рекомендована структура навчального процесу у 8 семестрі:
1 - 8 тиждень - теоретичне навчання (рекомендована форма контролю для навчальних дисциплін - диференційований залік; за необхідності - екзамен, але не більше 3-х екзаменів у семестрі);
9 тиждень - семестровий контроль;
10 12 тиждень - переддипломна практика; 13 - 18 тиждень - дипломне проектування; 19 - 20 тиждень - державна атестація.
Виконання роботи здійснюється в два етапи:
- аналітична робота з вивчення та визначення стану питання з обраного кола проблем з обладнанням того чи іншого функціонального призначення - рівень технології, ступінь механізації та автоматизації, виявлення вузьких місць і на цій основі - вибір конкретного об'єкта під час перебування на переддипломній практиці, детальне вивчення його переваг, недоліків, формулювання теми і мети кваліфікаційної роботи.
- виконання кваліфікаційної роботи і оформлення її розрахунково-пояснювальної та графічної частин.
Кваліфікаційна робота може бути виконана за одним з таких напрямків:
- розроблення нового пристрою, машини;
- модернізація (вдосконалення) існуючої машини, пристрою.
Під час формулювання теми кваліфікаційної роботи складається технічне завдання на виконання проекту з конкретними даними щодо об'єкта (пакований продукт, вид упаковки, що переробляється) обробки машиною (пристроєм) та їх продуктивності.
Теми дипломних проектів визначаються, в основному, вибірковими змістовими модулями навчальних дисциплін відповідного циклу (блоку) професійної підготовки фахівця. Відповідні цикли (блоки) професійної підготовки бакалавра формуються з врахуванням подальшої підготовки за відповідними спеціальностями ОКР підготовки магістр (спеціаліст).
Для прикладу наведено перелік типових тем дипломних проектів для випускників кафедри "Механіка та автоматизація машинобудування".
Спеціальність "Машини і технологія пакування":
розроблення пристрою для дозування і фасування машини пакування сипкої продукції в поліпропіленову упаковку дозою 1 кг продуктивністю 30 пач./хв.;
розроблення пристрою дозування і фасування машини пакування в'язкої продукції у полімерну термоформовану споживчу тару місткість 500 мл продуктивністю 460 упак./хв.:
розроблення пристрою формування і укладання шару тарних вантажів на піддон пакетоформувальної машини продуктивністю 200 вант./хв.;
модернізація вузла розмотування та подачі плівки машини для пакування рідкої продукції в поліетиленовий пакет місткістю 1 л продуктивністю 200 пач./хв.;
модернізувати машину для пакування цементу в клапанні паперові мішки місткістю 50 кг з розробкою турбінної системи живлення продуктивністю 10 міш,/хв.;
Розроблення нової машини (пристрою) передбачає створення нового, більш досконалого порівняно з існуючим обладнання.
Модернізація існуючої машини (пристрою) передбачає вдосконалення її ключових складальних одиниць або конструкції в цілому з метою покращення її техніко-економічних показників (підвищення продуктивності, покращення якості пакування продукції, зменшення метало- та енергоємності, покращення екологічних показників, умов праці, охорони праці, техніки безпеки тощо).
Дипломний проект складається з:
пояснювальної записки, обсягом 30-60 стор.;
графічного матеріалу; обсяг графічного матеріалу для дипломного проекту 4-5 листів формату А1, але не менше 3-х аркушів з технічними кресленнями.
Рекомендований зміст пояснювальної записки:
Анотація (українською та іноземною мовами). Вступ. Основна частина. Висновки. Список використаних джерел. Додатки (за необхідності).
Пояснювальна записка кваліфікаційної роботи за змістом повинна відповідати завданню на кваліфікаційну роботу.
Матеріал пояснювальної записки викладають у такій послідовності:
1.Титульний аркуш - перший аркуш пояснювальної записки, який має форму стандартного бланка.
Завдання на кваліфікаційну роботу - другий аркуш пояснювальної записки, який має форму стандартного бланка.
Анотація - третій аркуш пояснювальної записки.
Анотацію пишуть українською та іноземною мовами обсягом до 0,5 сторінки (до 1200 друкованих знаків) кожною з мов.
Анотація призначена для стислого, інформативного й точного викладу суті мети і змісту кваліфікаційної роботи та одержаних результатів.
4. Зміст - четвертий і, за потреби, наступні аркуші пояснювальної записки.
Зміст містить послідовно перелічені назви (заголовки) та номери аркушів початку таких складових пояснювальної записки:
• вступ;
• обов'язкові розділи та відповідні їм підрозділи, пункти і підпункти (якщо останні мають заголовки);
висновки;
список використаних джерел;
додатки.
5. Вступ розміщують у пояснювальній записці, починаючи з аркуша, наступного після закінчення змісту.
У вступі необхідно:
навести загальні відомості щодо сучасного стану і перспектив розвитку об'єкту проектування;
обґрунтувати актуальність теми і мету роботи та навести короткий огляд сучасних розробок за темою;
відобразити науково-технічну новизну і значення розроблених основних положень (рішень);
стисло висвітлити проблематику питання, зазначаючи розв'язані задачі галузі.
6.Основну частину розміщують у пояснювальній записці, починаючи з аркуша, наступного після закінчення вступу (до 30 сторінок).
Матеріал основної частини поділяється на розділи, підрозділи, пункти і підпункти (якщо останні мають заголовки) і відображає вирішення студентом поставлених завдань з врахуванням вимог до змісту кваліфікаційної роботи і рекомендацій керівника та консультантів, починаючи з аналізу вхідних даних і завершуючи висновками.
Кожний розділ починають з нового аркуша.
Виклад матеріалу основної частини повинен бути конкретним, без зайвих пояснень, без доведення загальновідомих формул, з посиланнями на відповідне джерело, що використовується.
Зміст основної частини визначається методичними комісіями відповідних напрямів підготовки бакалаврів і може включати наступні підрозділи:
- Стан питання, літературний огляд джерел інформації та постановка задач проектування.
Розгорнуті відомості про стан питання студент формулює на основі інформаційного пошуку - уважного вивчення інформації з даної теми з навчальної, навчально-технічної літератури, з фахових журналів та інших спеціальних періодичних видань, з матеріалів тематичних виставок, патентів, з виробництва.
На основі аналізу результатів інформаційного пошуку, вивчення стану питання з даної теми виконавець формулює висновки щодо напрямку розробок та шляхів вирішення означеної проблеми. Об'єкт проектування при цьому слід розглядати з позицій логістики -у функціональному та параметричному взаємозв'язку з технологічним обладнанням конкретного виробництва і пакувальним механізованим комплексом. Для цього постановку задачі під час виконання даного дипломного проекту необхідно розглядати в контексті докладного опису всіх операцій з готовою продукцією і відповідного обладнання.
- Опис пропозиції. Принцип роботи і конструкція.
Незалежно від того, йдеться в даній роботі про розробку машини (пристрою) чи про модернізацію існуючої машини (пристрою), в цьому розділі необхідно навести опис конструкції.
При цьому застосовують систему наскрізної нумерації окремих вузлів та деталей об'єкта проектування. Далі йде опис принципу роботи машини (пристрою) в цілому на основі схеми, креслень, рисунка і т. ін. з посиланням на номери позицій вузлів та деталей, як це робиться під час опису конструкцій в підручниках, навчальних посібниках, монографіях та ін.
Розроблення кінематичної схеми машини
Кінематична схема розроблювальної машини (пристрою) чи тієї, що модернізується, - це умовно плоске або аксонометричне зображення всіх відповідних механізмів і ланок у їх взаємозв'язку. І це є вихідним документом для подальших кінематичного і силового розрахунків.
Схема повинна давати повне уявлення про послідовність поєднання ланок і механізмів об'єкта, кінематичні зв'язки його елементів, їх взаємне розміщення, розподіл енергії.
Складання кінематичної схеми слід виконувати у відповідності з міждержавним стандартом ЄСКД ГОСТ 2.770-68 "Позначення умовні графічні в схемах. Елементи кінематики", а також 2.782-96 "Позначення умовні графічні. Машини гідравлічні і пневматичні".
Розроблення циклограми роботи машини
Чітка і злагоджена робота всіх вузлів машини (пристрою) за умови максимально можливої продуктивності конструкції забезпечується під час проектування складанням досконалої циклограми. Циклограма машини -автомата, наприклад, - це схема узгодженості переміщення робочих органів залежно від часу, графічне зображення послідовності окремих періодів переміщень робочих органів машини протягом часу одного кінематичного циклу.
Правильне проектування циклової діаграми дає змогу збільшувати продуктивність машини без нарощування швидкостей переміщень робочих органів і зусиль, з якими робочі органи діють на оброблювальний об'єкт. За допомогою циклограми визначають відносне положення робочих органів у загальному циклі машини.
В дипломному проекті, якщо йдеться про пристрої багатоопераційних пакувальних машин, можна складати циклограму і для окремих механізмів.
Розрахунок суміщення рухів робочих органів машини
Для машин циклічної дії, в т.ч. і пакувальних, під час їх проектування або модернізації з метою досягнення максимально можливої продуктивності одним із вирішальних факторів є оптимальний вибір законів руху робочих органів. При цьому необхідно забезпечити не зіткнення робочих органів під час роботи, коли реалізуються ці оптимальні закони їх руху.
Для вирішення цього завдання виконують аналітичні та графічні розрахунки сумісного переміщення робочих органів в одному робочому просторі за заданими законами руху і тривалості періодів кінематичного циклу. В результаті розрахунків визначають окремий фазовий час кожного робочого органу. Сума окремих фазових часів робочих органів дає можливість визначити оптимальний час кінематичного циклу машини.
- Розрахунки машини, окремих її механізмів і елементів
Йдеться про такі види розрахунків:
технологічний - визначення технічної продуктивності витрат енергії і основних геометричних параметрів машини (пристроїв) у взаємозв'язку з попередніми і наступними (після даного об'єкта) операціями з готовою продукцією;
кінематичний і силовий розрахунок приводів виконавчих механізмів та робочих органів - це перш за все вибір виду привода (пневматичний, гідравлічний, електромеханічний), далі - визначення видів руху, сил опору, швидкостей ланок привода у взаємозв'язку з продуктивністю та іншими технологічними параметрами механізованого комплексу, підбір гідро- чи пневмоциліндрів, електродвигуна та виду передач привода, якщо привод електромеханічний, або у вигляді мотор-редуктора, визначення передаточних чисел елементів електромеханічного привода, частоти обертання і крутних моментів на всіх валах привода;
розрахунки на міцність елементів машини (пристрою) - це розрахунок передач, валів, опор, напрямних, несучих площин і т. ін.
Кінематичний і динамічний аналізи руху ланок виконавчих механізмів робочих органів
Без досконалого знання кінематичних і динамічних характеристик виконавчих механізмів пакувального обладнання неможливо спроектувати машину з параметрам, наближеними до оптимальних, що, безумовно, впливає на продуктивність, надійність і довговічність машини, а також на якість самої машини і виробленої продукції.
. Кінематичним аналізом механізмів вирішуються три головні завдання:
визначення траєкторії точок і положень ланок механізму;
визначення кутових і лінійних швидкостей ланок механізму і його точок; - визначення кутових і лінійних прискорень ланок механізму і його точок. Кінематичний аналіз проводиться, якщо закон руху ведучої ланки
механізму заданий. Динамічний аналіз механізму передбачає вивчення руху його ланок з урахуванням сил, що діють на них. Розрізняють дві основні задачі динаміки машин: пряму і зворотну. Пряма задача визначає закон руху машини за заданими силами, а-зворотна - сили, що забезпечують заданий закон руху даної ланки машини.
Під час проведення динамічного аналізу потрібно враховувати закони руху вихідної ланки привода.
- Розроблення технологічного процесу та розрахунок технологічних операцій виготовлення ключової деталі складальної одиниці машини
В розділі потрібно описати технологічний процес виготовлення ключової деталі складальної одиниці, машини та навести розрахунки технологічних операцій згідно методичних рекомендацій кафедри "Матеріалознавства і технологій машинобудування ".
По результатам цих розрахунків виконується графічна частина проекту, тому ця частина розрахунково-пояснювальної записки має викладатись стисло, чітко, з аргументованими посиланнями на джерела інформації, нормативи, стандарти, рекомендації. Кожну розраховану і остаточно прийняту до виконання величину треба давати з таким ступенем точності, який мав би достовірність під час вимірювання параметра існуючими технічними засобами.
Під час виконання інженерних розрахунків і подальшого аналізу всіх аспектів роботи машини (пристрою) необхідно виділяти ті параметри, які визначають і обмежують функціональні можливості об'єкта. При цьому треба так ставити задачу на даному етапі проектування, щоб вирішення її мало конкретне цифрове вираження.
Вид і спосіб розрахунку проектант вибирає під контролем керівника залежно від виду, структури і специфічних особливостей машини (пристрою). В процесі виконання розрахунків необхідно використовувати стандартні, прикладні, спеціальні програми розрахунку на ПЕОМ.
- Монтаж, експлуатація, обслуговування, діагностика та ремонт машини
Запроектований пристрій (машина) повинен гармонічно вплітатись в механізований комплекс на ділянці кінцевих операцій з готовою продукцією підприємства з точки зору доступності і зручності під час обслуговування, експлуатації, керування, ремонту, вписуватись по дизайну. Для цього проектант повинен мати чітке уявлення про технологічний процес виробництва, обладнання, яке встановлено до і після даного об'єкта.
Слід передбачити всі можливі заходи для забезпечення максимальної тривалості строку експлуатації машини - легка і зручна заміна легкозношувальних деталей, вузлів, вибір відповідних матеріалів тощо.
Важливим є забезпечення виконання гігієнічних норм проектування, монтажу і експлуатації - розташування кабелів, трубопроводів, світильників не повинно сприяти накопиченню пилу та ін. на об'єкті, давати можливість доступного очищення, миття тощо.
Конструкція машини (пристрою) повинна бути зручною під час її налагодження та керування, простою в обслуговуванні.
Рухомі частини повинні бути закритими зовні (кожухи та ін.).
- Опис блоку управління машиною
Сучасні зразки пакувального обладнання базуються на автоматичній системі керування. В деяких випадках для малопродуктивних пристроїв і машин може застосовуватись напівавтоматична система керування. В цьому розділі потрібно описати структуру блоку управління машиною, можливості налаштування (ручний режим) і послідовність виконання всіх операцій в автоматичному режимі. Залежно від виду приводів і апаратури керування потрібно описати основні рішення з управління машиною (застосування процесорів, релейних схем тощо).
- Техніко-економічне обґрунтування
В цьому розділі необхідно аргументовано довести необхідність розробки або модернізації даної машини (пристрою) з позицій економічної, соціальної доцільності і т. ін (до 10 сторінок).
Залежно від наявності тих чи інших вихідних даних для проектування (прототип машини (пристрою) чи принципова, кінематична або структурна схема, може також бути морфологічний, функціональний чи параметричний опис об'єкта або комбінація якихось з цих даних) формулюється постановка задачі і намічаються шляхи вирішення проблеми.
- Охорона праці та цивільний захист (до 5 ст. з кожного розділу)
В розділі повинні бути висвітленими такі питання:
обґрунтування актуальності вирішення питань охорони праці та навколишнього середовища під час проектування;
аналіз об'єкта проектування з позицій його безпеки та шкоди для виробничого та природного середовища;
нормативні вимоги безпеки щодо об'єкта, організації робочих місць, санітарно-гігієнічні вимоги та ін.;
за узгодженням з консультантом вирішити шляхом розрахунків, схем, креслень питання захисту від шкідливого впливу вібрації, шуму, захисту людей огорожами, забезпечення необхідного освітлення, заземлення, занулення захисного вимкнення, вентиляції та ін.;
заходи протипожежної профілактики;
заходи з охорони навколишнього середовища.
Під час виконання цього розділу рекомендується користуватись методичними вказівками кафедри "Охорона праці" .
7. Висновки розміщають у пояснювальній записці, починаючи з аркуша, наступного після закінчення матеріалу основної частини.
У висновках наводяться найважливіші теоретичні та практичні результати, які одержані в дипломному проекті (дипломній роботі).
8. Список використаних джерел розміщають у пояснювальній записці, починаючи з аркуша, наступного після закінчення висновків.
У списку використаних джерел література наводиться у послідовності, за якою на неї вперше здійснюється посилання в пояснювальній записці. Список виконують згідно чинних вимог.
9. Додатки розміщують у пояснювальній записці, починаючи з аркуша, наступного після закінчення списку використаних джерел.
У додатках наводять матеріал, який:
є необхідним для повноти висвітлення результатів, але введення його до основного матеріалу пояснювальної записки може обтяжити її та змінити впорядковане й логічне уявлення про кваліфікаційну роботу;
не може бути послідовно розміщений в основному матеріалі пояснювальної записки через великий обсяг або способи його відтворення.
Додатки можуть містити:
• ілюстрації, фотографії, таблиці з їх описом;
методики, алгоритми, комп'ютерні програми, розроблені під час виконання кваліфікаційної роботи;
багаточисленні результати математичних або (та) фізичних, або (та) хімічних експериментів;
опис нового устаткування, апаратів, пристроїв, приладів, які вибрані студентом тощо.
Літературу, на яку здійснюють посилання у додатках до пояснювальної записки, наводять в додатковому списку і розміщують, починаючи з аркуша, наступного після закінчення додатків.
Пояснювальна записка кваліфікаційної роботи може містити графічний матеріал, який виконують на аркушах формату «А4» згідно з чинними вимогами.
Графічний матеріал кваліфікаційної роботи, зокрема й пояснювальної записки до неї, оформляють на аркушах у вигляді креслень або (та) плакатів з дотриманням вимог стандартів Єдиної системи конструкторської документації (ЄСКД).
Креслення - умовне графічне зображення об'єкта діяльності або (та) його складових елементів, виконане олівцем або (та) тушшю за допомогою креслярських інструментів або (та) засобами систем автоматизованого проектування (САПР) на папері або (та) на кальці.
Креслення поділяють на технічні креслення та демонстраційні креслення.
Плакат - рисунок або (та) текст, що містять інформацію про результати вирішення завдань діяльності.
Технічні креслення виконують згідно вимог.
Демонстраційні креслення і плакати виконуються будь-яким способом, що дає змогу читати їх на відстані 6-8 м.
До технічних креслень об'єкта діяльності або (та) його складових елементів належать: креслення загального вигляду; конструктивні креслення; принципові схеми; плани та розрізи тощо.
До демонстраційних креслень об'єкта діяльності або (та) його складових елементів належать: топологічні схеми з техніко-економічними показниками; розрахункові схеми; структурно-логічні схеми тощо.
До плакатів належать: рівняння математичних моделей; математичні, зокрема емпіричні, формули та вирази; графіки, діаграми, таблиці; тексти, фотографії, ілюстрації тощо.