5.3 Конструкторское обеспечение производства судостроения и судоремонта

Конструкторское обеспечение производства, наряду с технологическим, является одним из основных компонентов технической подготовки производства (см. Рис 5.13), которые решают задачи создания изделий высокого качества при сокращении производственного цикла и снижении трудоемкости процессов.

Конструкторская подготовка производства (КПП) – это совокупность процессов формирования комплекса инженерно-технических решений по объектам производства для оперативного освоения и стабильного выпуска изделий высокого качества.

КПП включает в себя:

- инженерное прогнозирование;

- параметрическую оптимизацию объектов производства;

- опытно-конструкторскую работу;

- обеспечение производственной эксплуатационной технологичности конструкции изделий;

Правила оформления и оборота конструкторской документации должны соответствовать требованиям «Единой системы конструкторской документации» (ЕСКД).

m₃

Рисунок 5.13 – Укрупненная модель технической подготовки производства на предприятии

СВУ – система внешнего управления спроса на продукцию; СПР – система проектанта-разработчика изделий; СЗВУ – система внутризаводского управления производством; СМТО – система материально-технического обеспечения производства; ОП – основное производство; ВП – вспомогательное производство; γ₁, γ₂ … γ_n - внешние потребности (спрос на продукцию); α₁ – документация о потребностях изделий заданного функционального назначения; α₂ - конструкторская документация; α₃ - конструкторские документы предприятия-изготовителя; α₄ – технологические документы; α₅ - организационные документы; β₁ – отчетные документы; β₂ – корректировки конструкторской документации; β₃ - корректировки технологических документов; β₄ – корректировки организационных документов; β₅ – информация о ходе подготовки производства; m₁- средства технологического оснащения производства; m₂ – материалы и комплектующие изделия; m₃ – готовая продукция;

Одной из главных задач организации КПП является изменение системы эффективного контроля и регулирования качества разрабатываемых изделий. Повышение показателей качества продукции предусматривается в картах технического уровня и качества продукции. Процесс опытно-конструкторской разработки изделия охватывает три этапа:

- формирование целевой установки разработки;

- формирование информационной модели объекта разработки;

- материальное воплощение идеи конструктора в опытных образцах и доведение этих образцов до серийного или массового производства.

Исходным документом разработки является техническое задание (ТЗ) на изделие. В нем указывается требование к показателям качества изделия, его составу и конструктивному устройству, составным частям, сырью, исходным и эксплуатационным материалам и т.д.

Нормоконтроль конструкторской документации (НКД) представляет собой совокупность операций, посредством которых определяется ее соответствие требованиям действующих нормативно-технических документов (НТД).

Обеспечение технологичности конструкции изделия (ТКИ) представляет собой процесс придания конструкции изделия такой совокупности свойств, которая обеспечивает возможность выбора и применения наиболее эффективной технологии выполнения работ, и оптимизации трудовых и материальных затрат на стадии изготовления, эксплуатации и ремонта, включая испытания изделий, его техническое обслуживание, подготовку к использованию по назначению, контроль его работоспособности.

5.3.1. Методы конструирования

Исходными материалами для проектирования могут быть:

- техническое задание, выдаваемое заказчиком;

- техническое предложение, выдаваемое проектировщиком;

- научно-исследовательская работа;

- изобретательское предложение;

- образец конструкции, подлежащей воспроизведению с изменением.

Этапы с начала проекта до срока внедрения:

- проектирование;

- изготовление;

- внесение выявившихся в ходе испытания изменений;

- государственные испытания и приемка первого образца;

- изготовление технической документации головной серии;

- изготовление головной серии и ее промышленные испытания;

- разработка серийной документации;

- организация серийного выпуска.

5.3.2.Конструктивная преемственность: использование при проектировании предшествующего опыта, введение в проектируемую конструкцию всего полезного, что есть в существующих конструкциях. Основная задача при разработке новой конструкции заключается в правильном выборе ее параметров.

5.3.3.Изучение сферы применения: конструктор должен отлично знать специфику отрасли и условия эксплуатации.

5.3.4.Выбор конструкции: схему конструкции обычно выбирают путем параллельной разработки нескольких вариантов, которые подвергают сравнительной оценке.

5.3.5.Разработка вариантов: закономерный метод проектирования, позволяющий найти наиболее рациональное решение.

5.3.6.Метод инверсии: обращение функций, формы, расположения деталей. Иногда выгодно ведущую деталь сделать ведомой, неподвижную подвижной.

5.3.7.Техника компонования: компонование обычно ведется в масштабе 1:1 – легче выбирать размеры, представить деталь, ее прочность, жесткость, не надо проставлять размеры. Другой масштаб искажает пропорции и наглядность. Компоновку можно делать в одной проекции, Производится слабым нажатием карандаша.

5.3.8. Конструктивный пример:

- последовательность разработки, выяснение основных элементов конструкции;

- рассмотрение нескольких вариантов и выбор наилучшего варианта на основе сопоставления конструкций, технологичности и эксплуатационной целесообразности;

- параллельные с проектированием ориентировочные расчеты на прочность, жесткость, долговечность;

- предусмотрение резервов развития агрегата;

- придание технологичности разрабатываемой конструкции;

- разработка схемы сборки-разборки;

- тщательный анализ всей конструкции на долговечность и эксплуатационную надежность.

5.3.9. Вес и металлоемкость конструкции: особенно важен для транспорта, где каждый лишний килограмм снижает грузоподъемность, скорость, дальность действия при массовом производстве.

5.3.10.Рациональные сечения: минимальный вес обеспечивается приданием конструкции равнопрочности, когда напряжения в каждой точке сечения равны при одинаковом весе конструкции детали (см. рисунок 5.14.)

W = 1 см³ W = 1,16 см³ W= 1,6 см³ W= 1,73 см³ W= 3,2 см³ W= 52 см³

I = 1 см⁴ I = 1,06 см⁴ I = 1,9 см⁴ I = 2,1 см⁴ I=4,6 см⁴ I=11 см⁴

Рисунок 5.14 – Рациональные сечения

5.3.11. Равнопрочность: равнопрочными считают детали, у которых одинаковые максимальные напряжения в каждом сечении вдоль оси. Величину напряжений определяют расчетом.

5.3.12.Облегчение деталей: вес детали уменьшают путем удаления металла из менее напряженных участков, находящихся в стороне от силового потока. Вес деталей можно снизить увеличением радиусов сопряжений стенок деталей. Одним из действенных методов уменьшения веса является применение штампованных конструкций.

Экструзия – выдавливание нагретого до пластичного состояния металла через отверстия матрицы дает существенное облегчение конструкции.

5.4.Совершенствование конструктивной схемы:

5.4.1.Уменьшение числа звеньев (крейцкопфный и тронковый двигатели).

5.4.2.Компактность конструкции: рациональное размещение деталей и механизмов, направленное на уменьшение объема и габаритов изделия.

5.4.3.Влияние силовой схемы, т.е.способа восприятия и замыкания главных нагрузок. Например, привод машины с помощью цепной передачи через редуктор от электродвигателя нерационален. Целесообразен привод от электродвигателя непосредственно через муфту на редуктор.

5.4.4.Уточнение расчетных напряжений: в некоторых узлах напряжения не поддаются расчетам (корпусные конструкции, станины, картеры, блоки). Расчеты этих деталей основаны на упрощениях, поэтому не всегда выдерживаются реальные условия. Главные факторы, обуславливающие отклонения истинных величин напряжений и запасов прочности узлов от расчетных величин, следующие:

- рассеивание характеристик прочности (пределы прочности, текучести, усталости) по сравнению с номинальными значениями, представляющими собой среднее статистическое из ряда испытаний образцов;

- неоднородность материала, рассеивание характеристик прочности материала в различных участках сечений деталей;

- изменение прочности материала в зависимости от характера нагрузок (скорость нагружения).

5.5.Конструкторское обеспечение производства как правило Служба (Отдел) главного конструктора, на которую возложено:

5.5.1.Выполнять работы по техническому обслуживанию цехов и служб завода при постройке и изготовлении всех типов судов, изделий межзаводской кооперации (МЗК) и сторонних заказов, особенно по обработке документации по результатам постройки головных опытных образцов.

5.5.2.Выполнять опытно-конструкторские работы по заданиям руководства завода по разработке рабочих проектов, детальных и совмещенных чертежей и прочих вспомогательных документов.

5.5.3.Вести разработку и корректировку по результатам поставок, ведомостей ЗИПа, снабжения и инвентарного имущества на строящиеся и ремонтируемые суда.

5.5.4.В связи с изменением поставок комплектующих изделий на строящиеся заказы, вести корректировку рабочей документации на головные суда, совместно с проектами центрального конструкторского бюро и серийно строящихся судов.

5.5.5.Вести все конструкторское хозяйство завода: размножать и доводить до цехов и служб завода всю проектную и приемную документацию, своевременно вносить необходимые изменения во все экземпляры чертежей и технической документации по извещениям, обеспечивать изъятие из оборота аннулированной документации, обеспечивать хранение документации.

5.5.6.От имени завода вести систематический контроль за выполнением сроков поставки документации (технических и рабочих проектов), комплектностью и качеством оформления документации, поставляемой в объеме договоров на разработку и поставку, оформленных с проектно-конструкторским предприятием.

На некоторых предприятиях функции Службы главного конструктора могут возлагаться на технический отдел, где вводятся должности инженеров-конструкторов различного уровня и специализации. Конкретную структуру предприятия, где проходит практика, следует изучить и представить в отчете.

Обязанности инженера-конструктора судоремонтного предприятия.

1. Самостоятельно решать сложные технические вопросы, связанные с ремонтом механизмов и узлов ремонтируемых судов, разрабатывать рабочие чертежи на сложные конструкции и детали.

2. Разрабатывать эскизные, технические и рабочие проекты средней сложности изделий, обеспечивая соответствие разрабатываемых конструкций техническим заданиям, стандартам, нормам охраны труда и пожарной безопасности, требованиям наиболее экономичной технологии производства, а также использование в них стандартизированных и унифицированных деталей и сборочных единиц.

3. Выполнять конструкторскую проработку дефектных ведомостей любых механизмов судна, в т.ч. и главных двигателей.

4. Прорабатывать документации по модернизации судов.

5. Выполнять технические расчеты, составлять пояснительные записки, инструкции по эксплуатации, технические условия, и другую техническую документацию.

6. Изучать и анализировать поступающую от других предприятий и организаций конструкторскую документацию на годность, а также в целях использования при проектировании и конструировании.

7. Согласовывать разрабатываемую документацию с другими предприятиями, представителями заказчика и органами надзора.

8. Разрабатывать и внедрять стандарты предприятия и другую типовую техническую документацию, принимать участие в работах по новой технике , оргтехмероприятиях научной организации труда, технической информации, оказывать помощь рационализаторам и давать заключения на рацпредложения.

9. Постоянно повышать уровень собственных знаний, систематически изучать техническую литературу и информацию о передовом опыте.

10. Накапливать в техническом архиве наиболее ценную техническую информацию.

11. Конструкторская и технологическая документация на всех стадиях разработки должна выполняться с учетом требований действующих стандартов, норм и правил по охране труда и пожарной безопасности и производственной санитарии.

12. Схемы погрузки-выгрузки штатных механизмов и судового оборудования должны учитывать наиболее рациональные и безопасные пути перемещения их к местам расположения штатных отверстий и ремонтных вырезов.

13. При обнаружении грубых нарушений норм охраны труда и пожарной безопасности, создающих угрозу для здоровья и жизни окружающих, принимать меры к их устранению непосредственно через руководителей работ с сообщением в службу охраны труда и начальнику отдела.

14. При травмировании на производстве сообщить начальнику отдела, в профком завода и обратиться в медпункт завода при необходимости.

15. Средства индивидуальной защиты необходимо выбирать с учетом характера и условий производственного процесса в зависимости от уровня опасных и вредных производственных факторов.

16. Выполнять установленные правила пожарной безопасности на заводе и ремонтируемых судах.

17. Периодически, раз в три года проходить обучение и проверку знаний в комиссии по охране труда и пожарной безопасности на заводе.

18. Проводить требуемые согласования разделов «Охраны труда» и «Пожарной безопасности» в разрабатываемой документации с СОТ и ВПО завода.

19. Своевременно и качественно выполнять задания комиссии по расследованию несчастного случая.