- •I. Общие вопросы создания машин
- •1.1. Современные особенности научно-технического прогресса
- •1.2. Тенденции развития строительных, дорожных, подъемно-транспортных и других технологических машин
- •1.2. Основные этапы создания машин
- •1.3. Строительство как отрасль народного хозяйства
- •Глава 2. Основы научных исследований
- •2.1. Общая структура научного исследования. Методология научного исследования
- •2.2. Выбор темы. Изучение состояния исследуемого вопроса
- •2.3. Проблематика научных исследований
- •2.4. Основы методологии теоретического исследования
- •2.5. Математические методы, применяемые при исследовании процессов эксплуатации машин
- •2.6. Основы методики экспериментального исследования
- •2.7. Информационно-измерительная техника
- •2.8. Обработка результатов измерений и оценка их точности
- •2.9. Оценка эффективности, оформление и внедрение научных исследований
- •3. Проектирование и конструирование машин
- •3.1. Разработка задания на создание и освоение машины
- •3.2. Последовательность и содержание этапов создания и освоения машины
- •3.3. Методика проектирования машин и поиска проектно-конструкторских решений
- •3.4. Экономическое обоснование создания и модернизации машин
- •3.5. Конструирование машин, сборочных единиц и деталей
- •4. Основы стандартизации в машиностроении
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Роль стандартизации в повышении эффективности производства и качества продукции
- •4.3. Качество машин и его оценка
- •4.4. Научно-технические принципы и методы стандартизации
- •4.5. Параметрические и типоразмерные ряды машин и методика их установления
- •4.6. Унификация в машиностроении и методика ее реализации
- •4.7. Межотраслевая унификация машин
- •4.8. Оценка уровня стандартизации и унификации
- •5. Основы художественного конструирования, эргономики и охраны труда
- •5.1. Художественное конструирование как этап процесса создания машины
- •5.2. Композиция машины и ее категория
- •5.3. Эргономические основы художественного конструирования
- •5.4. Эргономический анализ машины
- •5.5. Функциональная окраска в машиностроении
- •5.6. Вопросы охраны труда при проектирования и эксплуатации строительных машин и оборудования
- •6. Изобретательство и рационалицация
- •6.1. Виды технического творчества, методы его интенсификации
- •6.2. Оформление и рассмотрение заявок на открытия, изобретения и рационализаторские предложения
- •6.3. Использование изобретений и рационализаторских предложений. Права и обязанности авторов
- •6.4. Особенности патентного законодательства за рубежом
- •6.5. Патентование отечественных изобретений за рубежом
- •6.6. Патентоспособность, патентная чистота, конкурентоспособность экспортных поставок
- •6.7. Продажа и покупка лицензий
- •7. Показатели работоспособности машин
- •7.1. Причины снижения работоспособности машин в процессе эксплуатации
- •7.2. Обеспечение работоспособности машин
1.2. Основные этапы создания машин
Машиной называется механизм или совокупность механизмов, предназначенных для превращения одного вида энергии в другой, переработки (обработки) материалов, получения и обработки информации о ходе процессов. Машины делят на энергетические, рабочие и информационные. В современных рабочих машинах все три функции взаимосвязаны. Комплексная отрасль промышленности, обеспечивающая производство орудий груда, называется машиностроением. Машиностроение объединяет около 20 отраслей; энергетическое машиностроение, станкостроение, приборостроение, автомобильная промышленность, тракторное и сельскохозяйственное машиностроение, строительно-дорожное и коммунальное машиностроение и др.
Машина является звеном системы человек – машина – обрабатываемый материал – среда (рис.1).
Задание на изготовление определенного вида изделий должно удовлетворять установленным требованиям. Технологические требования относятся к технологии изготовления изделия и обусловливают выбор тех или иных технологических процессов, обеспечивающих соответствующие его свойства. Эксплуатационные требования относятся к условиям использования продукции: удобство управления, простота обслуживания и регулировок, возможность использования в различных климатических зонах. Энергетические требования определяют вид использования энергии, ее удельные затраты. Экономические – стоимость единицы продукции и ее эксплуатации. Эстетические – внешний вид изделия, его соответствие моде, запросам потребителя. Возможны также другие требования, характерные для определенных видов изделий.
Машина обладает рядом свойств, характеризующих ее технический уровень и техническое состояние, от которых зависят производительность и энергоемкость.
Свойства материалов весьма разнообразны. От них зависят сопротивления, преодолеваемые машиной, кинематика и принцип воздействия рабочего оборудования на материал. В свою очередь, материал может быть агрессивным по отношению к окружающей среде и человеку. Выход системы – готовая продукция. Ее количество и качество – конечный результат функционирования системы. Количество при наличии материала однозначно определяется производительностью подсистемы человек – машина. Качество оценивается совокупностью свойств, среди которых можно выделить некоторые общие: массу, размеры, надежность, безопасность эксплуатации, ремонтопригодность, внешний вид, стоимость, срок службы и др.
Задача разработчиков при проектировании и конструировании – создание новой машины, обеспечивающей выполнение определенного технологического процесса и обладающей лучшими технико-экономическими показателями по сравнению с существующими машинами аналогичного назначения.
Общая структура процесса создания машины показана на рис. 2.
Создание машины как технического средства, предназначенного для удовлетворения потребностей общества, основывается на изучении потребности в такой машине и формулировании конкретных требований, предъявляемых к ней. Следующий этап – проектирование, включающее в себя обоснование принципа действия, разработку структурной и конструктивной схем, выбор типов и параметров главных составных частей. На этой основе осуществляется конструирование, результат которого – выдача документации, достаточной для дальнейшего изготовления машины. Эксплуатация машин дает материалы для дальнейшего совершенствования их на этапах проектирования, конструирования и изготовления, а также влияет на возникновение новых потребностей.
Рис. 1. Структурная схема системы человек – машина – материал – среда
Научно-исследовательская деятельность сопровождает все этапы создания машин. Предмет научного исследования – изучение потребностей общества и разработка стратегических направлений по удовлетворению этих потребностей, обоснование требований к техническим средствам, предназначенным для дальнейшего развития той или иной отрасли техники. То же относится и к методам проектирования и конструирования машин. Здесь возникает потребность в изучении новых рабочих процессов взаимодействия машин со средами и обрабатываемыми материалами, что является предметом научных исследований. Широкое поле деятельности работников науки открывается в сфере изготовления машин, где внедрение новых технологических принципов, повышающих качество продукции, производительность труда, снижающих себестоимость изготовления – непосредственный результат научных исследований. Научные исследования необходимы также в области реализации продукции для разработки методов рационального ее использования и содержания, разработки новых требований по ее дальнейшему совершенствованию.
Рис. 2. Общая структура процесса создания машины
Лекция 2 (1.3. Строительство как отрасль народного хозяйства; 2. ОСНОВЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ; 2.1. Общая структура научного исследования. Методология научного исследования)