Ako ste se bavili mehaničkim dizajnom nekoliko godina ili više od deset godina, onda pažljivo pročitajte ovaj članak, sažetak iskustva koji želite da napišete je već ovdje.
Mehanički dizajn (konstrukcija mašine), prema zahtevima upotrebe, zamišlja, analizira i izračunava princip rada, strukturu, način kretanja, način prenosa sile i energije, materijal, oblik i veličinu svakog dela, način podmazivanja itd. stroj i pretvara ih u Specifičan opis se koristi kao proizvodna osnova za radni proces.
Mašinski dizajn je važan dio mašinstva, prvi korak u mehaničkoj proizvodnji i najvažniji faktor koji određuje mehaničke performanse.
Cilj mehaničkog projektovanja je projektovanje najbolje mašinerije pod različitim ograničenim uslovima (kao što su materijali, mogućnosti obrade, teorijska znanja i metode proračuna itd.), odnosno izrada optimalnih projekata.
Optimalni dizajn treba sveobuhvatno razmotriti mnoge zahtjeve, općenito uključujući: najbolje radne performanse, najnižu cijenu proizvodnje, najmanju veličinu i težinu, najpouzdaniji u upotrebi, najnižu potrošnju i najmanje zagađenje okoliša. Ovi zahtjevi su često kontradiktorni, a njihov relativni značaj varira u zavisnosti od vrste i primjene mašinerije. Zadatak projektanta je da odvagne značaj prema konkretnoj situaciji i napravi sveobuhvatne planove tako da projektovana mašina ima najbolji sveobuhvatni tehnički i ekonomski efekat.
U prošlosti se optimizacija dizajna uglavnom oslanjala na dizajnerovo znanje, iskustvo i predviđanje. Razvojem novih disciplina kao što su osnovna teorija mašinstva, inženjering vrednosti i sistemska analiza, akumulacija tehničkih i ekonomskih podataka za proizvodnju i upotrebu, popularizacija i primena računara, optimizacija postepeno napušta subjektivne sudove i oslanja se na naučni proračuni. (Napomena urednika: "stari" inženjeri treba da obrate pažnju, ako ne napreduju, biće eliminisani)
Projektovanje raznih industrijskih mašina, posebno mehaničko projektovanje celog i čitavog sistema, mora biti povezano sa različitim srodnim industrijskim tehnologijama i teško je formirati samostalnu disciplinu. Stoga su se pojavile profesionalne poddiscipline mehaničkog dizajna kao što su projektovanje poljoprivrednih mašina, projektovanje rudarskih mašina, dizajn pumpi, dizajn kompresora, dizajn parnih turbina, dizajn motora sa unutrašnjim sagorevanjem i dizajn alatnih mašina. (Napomena urednika: Stara izreka kaže da je "preplitanje kao planina", ali sada "ide zajedno kao planina". To je takođe mehanički dizajn. Vi ste stručnjak u ovoj oblasti. Ako pređete na drugu oblast , možda si laik)
1
Klasifikacija dizajna
Mehanički dizajn se može podijeliti u tri kategorije: novi dizajn, naslijeđeni dizajn i varijantni dizajn.
1. Novi dizajn
Primijenite zrelu nauku i tehnologiju ili nove tehnologije za koje se kroz eksperimente pokazalo da su izvodljive kako biste dizajnirali nove tipove mašina koje nikada ranije nisu viđene.
2. Dizajn nasljeđivanja
Sukladno iskustvu korištenja i tehnološkom razvoju, postojeća mašina je dizajnirana i ažurirana kako bi poboljšala svoje performanse, smanjila troškove proizvodnje ili smanjila troškove rada.
3. Varijanta dizajna
Kako bi se zadovoljile nove potrebe, neke modifikacije ili dopune i brisanja su napravljene na postojećim mašinama kako bi se razvile varijante proizvoda drugačijih od standardnog tipa.
2
glavni proces
1. Formulirati projektne zadatke prema potrebama kupaca, potrebama tržišta i rezultatima novih naučnih istraživanja.
2. Idejni projekat. Uključujući određivanje principa rada i osnovnog konstruktivnog oblika mašine, izvođenje kretnog dizajna, projektovanja konstrukcije i izrada preliminarnog opšteg crteža i preliminarnog pregleda.
3. Tehnički dizajn. Uključujući izmjenu dizajna (prema mišljenju prvog pregleda), crtanje svih dijelova i novih opštih crteža i drugu reviziju.
4. Dizajn radnog crteža. Uključujući konačnu modifikaciju (prema mišljenjima drugog pregleda), crtanje svih radnih crteža (kao što su crteži dijelova, nacrti sklopa komponenti i nacrti generalnog sklopa, itd.), i formuliranje svih tehničkih dokumenata (kao što je lista dijelova, lista habajućih delova, uputstva za upotrebu, itd.).
5. Finalizirajte dizajn. Mašine za serijsku ili masovnu proizvodnju. Za mehaničko projektovanje sa relativno jednostavnim projektantskim zadacima (kao što je novi dizajn jednostavnih mašina, nasleđeni dizajn ili varijantni dizajn opšte mašinerije, itd.), postupak idejnog projektovanja može se izostaviti.
3
faza projektovanja
Kvaliteta mašine u osnovi ovisi o kvaliteti dizajna. Uloga koju proizvodni proces igra na kvalitetu mašine je u suštini postizanje kvaliteta specificiranog u trenutku projektovanja. Stoga je faza dizajna mašine ključna za određivanje da li je mašina dobra ili loša.
Proces projektovanja koji se razmatra odnosi se samo na proces tehničkog projektovanja u užem smislu. To je kreativan radni proces, ali i rad koji u najvećoj mogućoj mjeri koristi postojeće uspješno iskustvo. Samo dobrim kombinovanjem nasleđa i inovacija možemo dizajnirati visokokvalitetne mašine. Kao kompletna mašina, to je složen sistem. Da bi se poboljšao kvalitet dizajna, mora postojati naučni postupak projektovanja. Iako je nemoguće navesti jedinstveni program koji je efikasan u svakoj situaciji, na osnovu dugogodišnjeg iskustva ljudi u projektovanju mašina, program projektovanja mašine u osnovi može biti kao što je prikazano u tabeli.
slika
Svaka faza je ukratko opisana u nastavku.
(1) Planiranje
U fazi planiranja, potrebno je izvršiti adekvatnu istragu, istraživanje i analizu na zahtjev dizajnirane mašine (Napomena urednika: kao što je pažljivo proučavanje potražnje kupca i pružanje relevantnih informacija, uzastopna komunikacija s kupcem kako bi se razjasnile njegove ideje i namjere, itd.), kroz Analizu, da dalje razjasnimo funkcije koje mašina treba da ima, i iznese ograničenja određena okruženjem, ekonomijom, obradom i vremenskim ograničenjem za buduće odluke. Na osnovu toga, jasno napišite sveukupne zahtjeve i detalje projektnog zadatka i konačno formirajte knjigu zadataka dizajna kao sažetak ove faze.
Knjiga zadataka za projektovanje generalno treba da sadrži: funkciju mašine, procenu ekonomičnosti i zaštite životne sredine, grubu procenu proizvodnih zahteva, osnovne zahteve upotrebe i očekivano vremensko ograničenje za završetak projektnog zadatka, itd. U ovom trenutku , općenito se može dati samo razuman raspon za ove zahtjeve i uslove, a ne tačne brojke. Na primjer, može se odrediti zahtjevima koji se moraju ispuniti, minimalnim zahtjevima i zahtjevima za koje se očekuje da će biti postignuti.
(2) Dizajn šeme
U skladu sa različitim principima rada, može se izraditi niz specifičnih šema za implementacione agencije. Na primjer, u smislu rezanja navoja, radni komad se može samo rotirati i alat se može pomicati linearno da bi se sekao navoj (kao što je rezanje navoja na običnom strugu), ili se radni komad može držati mirnim dok se alat rotira i pomiče se za rezanje navoja (kao što je obrada navoja sa kalupima). To znači da čak i za isti princip rada može postojati nekoliko različitih strukturalnih rješenja.
Šema glavnog pokretača (napomena urednika: dio snage) također može imati mnogo izbora. Zbog univerzalnosti napajanja i razvoja tehnologije električnog pogona, može se reći da velika većina stacionarnih strojeva sada preferira elektromotor kao glavni pokretač. Termopremični motori se uglavnom koriste u transportnim avionima, građevinskim mašinama ili poljoprivrednim mašinama. Čak i ako se motor koristi kao glavni pokretač, postoje i opcije za AC i DC, velike i male brzine itd.
Shema prijenosnog dijela je složenija i raznovrsnija. Za isti zadatak prijenosa, može se izvršiti raznim mehanizmima i kombinacijama različitih mehanizama. Dakle, ako se IV koristi za predstavljanje broja mogućih rješenja glavnog pokretačkog dijela, a N2 i N3 predstavljaju moguće brojeve rješenja prijenosnog i izvršnog dijela, tada je broj mogućih rješenja IV stroja kao cjelina je Ni×N2×N3. (Napomena urednika: Učinkovita rješenja su samo funkcionalno izvodljiva, a zatim pregledana iz tehničke i ekonomske perspektive)
Gore se govori samo o tri glavna dijela koji čine mašinu. Ponekad je potrebno razmotriti konfiguraciju pomoćnih sistema.
Među tolikim rješenjima, samo su neka tehnički izvodljiva. Ovih nekoliko izvodljivih šema treba sveobuhvatno procijeniti sa aspekta tehnologije, ekonomije i zaštite okoliša. Postoji mnogo metoda evaluacije, a ekonomska evaluacija je uzeta kao primjer da se ukratko ilustruje.
Prilikom vrednovanja u smislu ekonomičnosti, potrebno je uzeti u obzir ne samo ekonomičnost dizajna i proizvodnje, već i ekonomičnost upotrebe. Ako je strukturna shema mašine složenija, njen dizajn i trošak proizvodnje će se relativno povećati, ali će njene funkcije biti potpunije, a produktivnost veća, pa je i ekonomičnost upotrebe bolja. Nasuprot tome, za mašinu sa relativno jednostavnom strukturom i nedovoljnim funkcijama, iako su troškovi dizajna i proizvodnje niski, operativni troškovi će se povećati. Kada se ocjenjuje ekonomičnost dizajna i proizvodnje strukturnih shema, ona se također može izraziti troškom jedinične efikasnosti. Na primjer, cijena po jedinici izlazne snage, cijena jednog proizvoda, itd.
Prilikom ocjenjivanja mašine potrebno je analizirati pouzdanost mašine, te uzeti pouzdanost kao indeks evaluacije. Sa stanovišta pouzdanosti, često nije mudro slepo težiti složenim strukturama. Uopšteno govoreći, što je sistem složeniji, to je manja pouzdanost sistema. Da bi se poboljšala pouzdanost složenog sistema, potrebno je povećati paralelni rezervni sistem, što će neminovno povećati cenu mašine.
Zaštita životne sredine je takođe važan aspekt koji se mora pažljivo razmotriti u dizajnu. Tehnička rješenja koja imaju štetan uticaj na životnu sredinu moraju se detaljno analizirati i predložiti tehnički zrela rješenja.
Kroz evaluaciju programa, donosi se konačna odluka da se odredi šematski dijagram ili šematski dijagram kretanja mehanizma za sljedeći korak tehničkog dizajna.
U fazi dizajna šeme, odnos između reference i inovacije mora biti pravilno obrađen. Uspješne presedane sličnih mašina treba koristiti kao referencu, a originalne slabe karike i dijelove koji ne zadovoljavaju zahtjeve postojećih zadataka treba poboljšati ili temeljno promijeniti. Neophodno je aktivno inovirati i suprotstaviti se konzervativizmu i kopiranju originalnog dizajna, kao i suprotstaviti se dvije pogrešne tendencije slijepog traganja za inovacijama i odbacivanja razumnog originalnog iskustva. (Napomena urednika: ključ učenja je da se otkriju nedostaci originalnog izračuna)
(3) Tehnički dizajn
Cilj faze tehničkog projektovanja je izrada skice opšte montaže i skice sklopa komponenti. Odredite oblik i osnovnu veličinu svake komponente i njenih dijelova kroz dizajn skice, uključujući vezu između dijelova, oblik i osnovnu veličinu dijelova i komponenti. Na kraju nacrtajte radne nacrte, nacrte sklopa komponenti i nacrte generalnog sastavljanja dijelova.
Da bi se odredila osnovna veličina glavnih dijelova, potrebno je izvršiti sljedeće radove:
(1) Kinematički dizajn mašine.
Prema utvrđenoj strukturnoj shemi odrediti parametre originalnog pokretnog dijela (snaga, brzina rotacije, linearna brzina itd.). Zatim izvršite kinematičke proračune da biste odredili parametre kretanja (brzina, brzina, ubrzanje, itd.) svake pokretne komponente.
(2) Dinamički proračun mašine.
U kombinaciji sa strukturom i parametrima kretanja svakog dijela, izračunavaju se veličina i karakteristike opterećenja na svakom glavnom dijelu. Opterećenje dobiveno u ovom trenutku je samo nazivno (ili nazivno) opterećenje koje djeluje na dio jer dio nije projektiran.
(3) Dizajn radne sposobnosti dijelova.
Idejni projekat dijelova i komponenti može se uraditi ako su poznate veličine i karakteristike nazivnog opterećenja na glavnim dijelovima. Kriterijumi radne sposobnosti na kojima se zasniva dizajn moraju biti razumno sačinjeni s obzirom na opšte uslove kvara, radne karakteristike i uslove okoline delova i komponenti. Općenito, postoje kriteriji kao što su snaga, krutost, stabilnost vibracija i vijek trajanja. Proračunom ili analogijom mogu se odrediti osnovne dimenzije dijelova i komponenti.
(4) Dizajn skica sklopa komponenti i skica generalnog sklapanja.
Prema osnovnim dimenzijama glavnih dijelova i komponenti koje su utvrđene, izrađuju se skica sklopa komponenti i skica generalnog sklopa. Obris i dimenzije svih dijelova moraju biti strukturno projektovani na skici. U ovom koraku potrebno je dobro uskladiti strukturu i veličinu svakog dijela, te u potpunosti razmotriti konstruktivnu izvedljivost projektiranih dijelova i komponenti, tako da svi dijelovi imaju najrazumniju konfiguraciju.
(5) Provjera glavnih dijelova.
Za neke dijelove, u koraku (3) iznad, zbog neodlučne specifične strukture, teško je izvršiti detaljan proračun radnog kapaciteta, pa se može uraditi samo preliminarni proračun i projektovanje. Nakon što se nacrta skica sklopa komponente i skica generalnog sklopa, poznata je struktura i veličina svih dijelova, a poznat je i odnos između susjednih dijelova. Tek u ovom trenutku može se preciznije odrediti opterećenje koje djeluje na dio i odrediti razni detaljni faktori koji utiču na radnu sposobnost dijela. Samo pod ovim uslovom moguće je i potrebno izvršiti precizne kontrolne proračune za neke važne delove ili delove složenih oblika i uslova naprezanja. Prema rezultatima provjere, struktura i veličina dijelova se više puta mijenjaju dok ne budu zadovoljeni.
U svakom koraku tehničkog projektovanja, tehnologija optimizacije projektovanja razvijena u poslednjih 30 do 40 godina sve više pokazuje svoju sposobnost da optimizuje izbor strukturnih parametara. Neke nove numeričke metode proračuna, kao što je metoda konačnih elemenata, mogu dobiti odlične približne kvantitativne rezultate proračuna za probleme koje je ranije bilo teško kvantitativno izračunati. Za mali broj veoma važnih, složenih i skupih delova, po potrebi se mora koristiti metoda ispitivanja modela, odnosno model se izrađuje prema idejnim crtežima, a slabe konstrukcije ili suvišni delovi se pronalaze preko testovi. Veličina, prema kojoj treba ojačati ili smanjiti kako bi se modificirao originalni dizajn, i konačno dostigao nivo savršenstva. U fazi tehničkog projektovanja koristi se teorija mehaničke pouzdanosti. Iz perspektive pouzdanosti, može procijeniti da li projektovani dijelovi i strukture komponenti i njihovi parametri ispunjavaju zahtjeve pouzdanosti, te iznijeti prijedloge za poboljšanje dizajna, čime se dodatno poboljšava kvalitet dizajna stroja. . Gore navedene nove metode i koncepte dizajna treba primijeniti i promovirati u dizajnu, tako da se mogu razvijati u skladu s tim.
Nakon završenog skicnog projekta, radni crtež dijela može se projektovati prema osnovnoj veličini dijela koja je određena na skici. U ovom trenutku još uvijek postoji veliki broj strukturnih detalja dijelova koje treba doraditi i odrediti. Prilikom izrade radnih crteža potrebno je u potpunosti razmotriti proces obrade i montaže dijelova, zahtjeve kontrole i metode implementacije dijelova tokom i nakon obrade. Ako neki detaljni rasporedi imaju dostojan uticaj na radnu sposobnost delova, potrebno je vratiti se da ponovo proverite radnu sposobnost. Na kraju nacrtajte radne crteže svih dijelova osim standardnih.
Ponovo nacrtajte montažni crtež komponente i crtež generalnog sklopa prema strukturi i veličini na finalnom radnom crtežu dijela. Kroz ovaj rad se mogu provjeriti dimenzionalne i strukturne greške koje mogu biti skrivene u crtežu radova. Ljudi ovaj rad kolokvijalno nazivaju sklapanjem na papiru. (Napomena urednika: kada se sada koristi 3D dizajn softvera, vrlo je zgodno za modifikaciju, tako da se koraci tehničkog dizajna mogu prijeći, ali je to neophodno. Naravno, neke provjere mogu koristiti vlastite funkcije softvera.)
(4) Sastavljanje tehničke dokumentacije
Postoji mnogo vrsta tehničke dokumentacije, a najčešće korišćeni uključuju uputstva za projektovanje i proračun mašine, uputstva za upotrebu i listu standardnih delova (BOM).
Prilikom sastavljanja specifikacije proračuna projekta, ona će uključiti sve zaključne sadržaje izbora šeme i tehničkog projekta.
Prilikom sastavljanja uputstva za upotrebu mašine za korisnike, korisnike treba upoznati sa opsegom parametara rada, načinima rada, svakodnevnog održavanja i jednostavnih metoda popravke, kataloga rezervnih delova i sl. mašine.
Ostala tehnička dokumentacija, kao što je potvrda o inspekciji, lista kupljenih delova, uslovi prijema itd., pripremaju se posebno po potrebi.
(5) Primena računara u mašinskom projektovanju
Sa razvojem računarske tehnologije, računari su se široko koristili u mehaničkom dizajnu, a pojavili su se i mnogi visokoefikasni softveri za projektovanje i analizu. Ovi softveri se mogu koristiti za poređenje više shema u fazi projektovanja i mogu precizno analizirati strukturnu čvrstoću, krutost i dinamičke karakteristike različitih shema uključujući velike i složene sheme. Istovremeno, takođe je moguće izgraditi virtuelni prototip na računaru, te koristiti simulaciju virtuelnog prototipa za verifikovanje dizajna, kako bi se u potpunosti procenila izvodljivost dizajna u fazi projektovanja. Može se reći da promocija i upotreba računarske tehnologije u mašinskom projektovanju menja i menja proces mašinskog projektovanja, a njegove prednosti u poboljšanju kvaliteta i efikasnosti dizajna je teško predvideti.
Gore navedeno ukratko predstavlja proceduru projektovanja mašine. Uopšteno govoreći, u procesu proizvodnje mašine moguće je modifikovati dizajn iz razloga procesa u bilo kom trenutku. Ako je potrebna izmjena, treba slijediti određene procedure odobrenja (Napomena urednika: Inženjerska promjena, Inženjerski Chan
ge, EC). Nakon što mašina napusti fabriku, potrebno je planirano izvršiti naknadna ispitivanja; osim toga, korisnici će također prijaviti probleme proizvodnom ili dizajnerskom odjelu tokom upotrebe. Na osnovu ovih informacija, odjel za dizajn može modificirati ili čak remodelirati originalni dizajn nakon analize. Ovi zadaci, iako su uglavnom dio procesa dizajna, predstavljaju drugi nivo problema. Kao dizajner, treba imati izražen osjećaj društvene odgovornosti, proširiti svoju viziju rada na cijeli proces proizvodnje, upotrebe, pa čak i rashoda, te stalno poboljšavati dizajn, kako bi se kontinuirano poboljšavao kvalitet mašine i što bolje zadovoljio potrebe proizvodnje i života.
opis faze
(1) Faza planiranja
Nakon izdavanja projektnih zadataka, faza planiranja je samo pripremna faza. U ovom trenutku postoji samo nejasna ideja o mašini koju treba dizajnirati.
(2) Faza projektovanja šeme
Ova faza igra ključnu ulogu u uspjehu ili neuspjehu dizajna. U ovoj fazi također u potpunosti pokazuje karakteristike višestrukih rješenja (šema) u projektiranju.
Funkcionalna analiza mašine je da se izvrši sveobuhvatna analiza zahteva, minimalnih zahteva i očekivanih zahteva funkcija mašine predloženih u knjizi zadataka za projektovanje, odnosno da li se te funkcije mogu realizovati, da li postoje kontradikcije među više funkcija, i da li se mogu zamijeniti jedni drugima. Konačno, funkcionalni parametri su određeni kao osnova za dalje projektovanje. U ovom koraku, moguće sukobe između potreba i mogućnosti, ideala i stvarnosti, razvojnih ciljeva i trenutnih ciljeva treba pravilno rješavati.
Nakon utvrđivanja funkcionalnih parametara mogu se predložiti moguća rješenja, odnosno moguća rješenja. Kada se traži rješenje, može se razgovarati odvojeno prema pogonskom dijelu, dijelu prijenosa i izvedbenom dijelu. Uobičajenije je da se prvo počne rasprava s operativnim dijelom.
Kada se govori o izvršnom dijelu mašine, prvo se radi o izboru principa rada (napomena urednika: odnosno načina implementacije). Na primjer, kod projektiranja stroja za proizvodnju vijaka, njegov princip rada može biti ili metoda tokarenja navoja s tokarskim alatom na cilindričnom zarezu, ili metoda valjanja navoja s matricom za valjanje na cilindričnom zarezu. Ovo predstavlja dva različita principa rada. Principi rada su različiti, a naravno i dizajnirane mašine će biti suštinski drugačije. Posebno treba naglasiti da se novi principi rada moraju kontinuirano istraživati i razvijati. Ovo je važan način za razvoj tehnologije dizajna.
4
koraci dizajna
Prije nego što dizajn počne, formuliraju se projektni zadaci.
Kada je projektantski zadatak složeniji, uglavnom se usvaja trostepeno projektovanje, odnosno idejni projekat, tehnički projekat i radni crtež; kada je zadatak relativno jednostavan, kao što je novi dizajn jednostavne mašine, nasledni dizajn ili varijantni dizajn opšte mašinerije, dizajn će se na početku dizajnirati do dubine tehničkog dizajna, a dizajn radnog crteža će se raditi nakon pregled, modifikacija i odobrenje, koji postaje dvostepeni dizajn.
U fazi idejnog projektovanja trostepenog projekta, glavni koraci projektovanja su: određivanje principa rada i osnovnog tipa konstrukcije, kretni projekat, projektovanje glavnih delova i komponenti, izrada idejnog opšteg crteža i pregled idejnog projekta.
U fazi tehničkog projektovanja, glavni koraci su: modifikacija dizajna prema mišljenjima pregleda, projektovanje svih delova i komponenti, crtanje novog opšteg crteža i revizija tehničkog dizajna.
U fazi izrade radnog crteža modifikovati dizajn prema recenzijskim mišljenjima, nacrtati sve radne crteže i formulisati svu tehničku dokumentaciju. Za proizvode serije ili masovne proizvodnje, također je potreban finalni dizajn.
U svakom koraku dizajna moguće je otkriti da su neke odluke u prethodnim koracima nerazumne, što zahtijeva vraćanje na prethodni korak, reviziju nerazumnih odluka i ponovni rad na dizajnu.
(1) Formulirajte zadatke dizajna
Ovo je preliminarni rad na dizajnu. Dizajnerski zadaci su zasnovani na narudžbi korisnika, potrebama tržišta i rezultatima novih naučnih istraživanja. Dizajnersko odjeljenje koristi različite tehnologije i tržišnu inteligenciju, izrađuje moguće planove, uspoređuje njihove prednosti i nedostatke, razgovara s poslovnim odjelom i korisnicima i formulira razumne ciljeve zadatka dizajna. Ovo je posebno važno za nove dizajne. Greške u ciljevima misije će rezultirati teškim ekonomskim gubicima, pa čak i potpunim neuspjehom.
(2) Odrediti princip rada i osnovni tip konstrukcije
Ako projektni zadatak nije jasno definisan, prvi korak u projektovanju je određivanje ukupnog plana, odnosno određivanje principa rada koji će se primeniti i odgovarajućeg tipa konstrukcije.
Na primjer, da bi se projektirao brodski dizel motor velike snage, prvo je potrebno odrediti hoće li se koristiti dvotaktni, dvotaktni, s križnom glavom, dizel motor male brzine ili četverotaktni, jednodjelni, srednji -brzi dizel motor.
Drugi primjer je mašina za drobljenje dizajnirana za grubo drobljenje stijena. Prvo, mora se utvrditi da li se koristiti čeljusna ili giratorna drobilica sa istiskivanjem i savijanjem kao glavnim djelovanjem drobljenja ili udarna drobilica s jednim rotorom ili dvostrukim rotorom s udarom kao glavnim djelovanjem.
(3) Motion Design
Nakon što se utvrdi ukupni plan projekta, potrebno je poznavanjem mehanizma odabrati odgovarajući mehanizam za dobijanje traženog plana kretanja. Navedena čeljusna drobilica se oslanja na zamah svoje pokretne čeljusti kako bi stiskanjem, savijanjem i cijepanjem zgnječila stijenu koja ulazi u šupljinu za drobljenje, dok zamah pokretne čeljusti može biti jednostavan zamah mehanizma sa dvostrukim prekidačem ili složen zamah. jednog preklopnog mehanizma. U novim dizajnima, možda će biti potrebno sintetizirati novi mehanizam kako bi se dobila potrebna shema kretanja, što je često težak zadatak. Stoga dizajneri općenito pokušavaju primijeniti šeme kretanja koje predlažu postojeći i zreli mehanizmi.
(4) Projekt konstrukcije i idejni opći crtež
Nakon dizajna kretanja, dizajner započinje projektiranje konstrukcije, izračunava silu, snagu, oblik, veličinu i težinu glavnih dijelova stroja, te crta skice glavnih dijelova i komponenti. U ovom trenutku, ako se utvrdi da prvobitno odabrana struktura nije izvodljiva, struktura se mora prilagoditi ili modificirati. Također treba uzeti u obzir mogućnost pregrijavanja, prekomjernog trošenja ili vibracija.
U ovom koraku, dizajner će pronaći kontradikcije u obliku, veličini, proporciji, itd. svakog dijela crtanjem skice. Ojačati ili poboljšati jedan aspekt može oslabiti ili pogoršati drugi. U ovom trenutku potrebno je odmjeriti važnost i koordinirati kako bi se postigao najbolji sveobuhvatni učinak. (Napomena urednika: Suština dizajna je proces stalnog vaganja izbora). Nakon što je skica više puta revidirana i u početku se smatra zadovoljavajućom, može se napraviti preliminarni opći crtež i procijenjeni trošak (procjena troškova). Preliminarni opšti crtež crta se strogo u mjerilu i odabire se dovoljni prikazi i presjeci.
(5) Preliminarni pregled
Nakon izrade preliminarnog generalnog crteža potrebno je pozvati iskusno projektantsko, proizvodno i korisničko osoblje ove vrste mašina, kao i predstavnike korisnika ili povjerene projektantske jedinice da izvrše preliminarni pregled. Ako rezultati pregleda pokažu da dizajn nije primjenjiv (kao što je prevelika težina i zapremina, previsoki trošak, sumnje u pouzdanost konstrukcije, itd.), dizajn kretanja mora se redizajnirati, ili čak zamijeniti drugim principi rada i osnovni tipovi konstrukcija. U većini slučajeva, napravljena su neka poboljšanja dizajna.
(6) Tehnički dizajn
Prema komentarima preliminarnog pregleda, dizajn je izmijenjen i ucrtani su svi dijelovi i montažni crteži. Izvršite preciznu analizu naprezanja na glavnim dijelovima i komponentama, ispravite oblik, veličinu i druge detalje dijelova prema rezultatima analize i odredite materijal i termičku obradu. Odredite tačnost obrade delova i uslove montaže komponenti i završnih sklopova. Kompletan dizajn podmazivanja, električni dizajn (pogon i upravljanje). Opšti crtež je ponovo nacrtan, a neke važne i masovno proizvedene mašine ponekad moraju da prave modele. Pošaljite završeni tehnički dizajn na drugi pregled.
(7) Nacrtajte radni dijagram
the
Nakon što se izvrši konačna modifikacija prema mišljenjima drugog pregleda, mogu se nacrtati formalni nacrti dijelova, nacrti sklopa komponenti i nacrti generalnog sklopa, te pripremiti tehnički dokumenti kao što su lista dijelova, lista ranjivih dijelova i korisnički priručnik. Osoba zadužena za dizajn treba da obrati pažnju na usklađivanje dimenzija između delova, proveru tolerancije naleganja između delova spojnice i pregled čvrstoće i krutosti nekih delova.
Nakon završenog crtanja dijela kreće se s provjerom crteža, što je vrlo važan posao. Pažljivo lektorisani crteži mogu osigurati nesmetanu montažu nakon obrade. Najpouzdaniji način lektoriranja je ponovno iscrtavanje crteža generalnog sklopa na osnovu nacrtanog crteža dijelova (napomena urednika: nacrtajte dizajnirane dijelove u računaru prema metodi spajanja sklopa kako biste ponovo nacrtali opći sklop), a sve kontradiktornosti će biti prikazane.
Dva zadatka treba da se sprovedu tokom crtanja crteža dela: jedan je tehnički pregled kako bi se delovi lako obradili i smanjili troškovi proizvodnje; drugi je standardni pregled kako bi konstruktivni elementi, dimenzije, tolerancije pristajanja, tehnički uslovi termičke obrade, standardi i opšti delovi delova ispunjavali zahteve standarda.
(8) Probna proizvodnja i finalni dizajn
Za jednodelnu ili maloserijsku proizvodnju mašina, crteži dizajna koji su završeni kroz gore navedene korake mogu se staviti u formalnu proizvodnju. Za mašine proizvedene u serijama ili u velikim količinama, prototipovi moraju biti probno proizvedeni prije formalne proizvodnje, a moraju se izvršiti funkcionalna ispitivanja i procjene. Nakon prolaska, vrši se serijska probna proizvodnja prema procesu masovne proizvodnje. Problemi koji se javljaju tokom serijske probne proizvodnje mogu zahtevati odgovarajuće modifikacije dizajna pre nego što on postane finalizovani dizajn koji se može koristiti u formalnoj proizvodnji.
5
Ograničenja (kriterijumi dizajna)
Dizajn mehaničkih dijelova ima mnoga ograničenja, a kriteriji dizajna su ograničenja koja dizajn treba da zadovolji.
(1) Kriterijumi tehničkih performansi
Tehničke performanse uključuju sve performanse uključujući funkciju proizvoda, proizvodne i radne uslove, a odnose se i na statičke performanse i na dinamičke performanse. Na primjer, snaga, efikasnost, vijek trajanja, čvrstoća, krutost, otpornost na trenje, performanse habanja, stabilnost vibracija i toplinske karakteristike koje proizvod može prenijeti.
Kriterijum tehničkih performansi znači da relevantne tehničke performanse moraju ispuniti specificirane zahtjeve. Na primjer, vibracija će stvoriti dodatno dinamičko opterećenje i promjenjivo naprezanje, posebno kada je njena frekvencija bliska prirodnoj frekvenciji mehaničkog sistema ili dijelova, doći će do rezonancije, a amplituda će se naglo povećati, što može dovesti do brzog oštećenja dijelova ili čak i čitav sistem. Kriterijum stabilnosti vibracija je ograničavanje relevantnih parametara vibracija mehaničkog sistema ili delova, kao što su prirodna frekvencija, amplituda, buka, itd., unutar specificiranog dozvoljenog opsega. Drugi primjer je toplina koja se stvara kada mašina radi, što može uzrokovati termički stres, termičko opterećenje, pa čak i termičko oštećenje. Kriterijum termičkih karakteristika je ograničavanje različitih povezanih termičkih parametara (kao što su termički napon, termička deformacija, porast temperature, itd.) unutar specificiranog raspona.
(2) Kriterijumi standardizacije
Glavni standardi vezani za dizajn mehaničkih proizvoda su otprilike sljedeći:
Standardizacija koncepta: termini, simboli, merne jedinice itd. uključeni u proces projektovanja treba da ispunjavaju standarde;
Standardizacija fizičkog oblika: Strukturni oblik, veličinu, performanse itd. dijelova, sirovina, opreme i izvora energije treba odabrati prema jedinstvenim propisima.
Standardizacija metoda: metode rada, metode mjerenja, metode ispitivanja itd. trebaju biti implementirane u skladu sa odgovarajućim propisima.
Kriterijum standardizacije znači da sva ponašanja u cijelom procesu dizajna moraju zadovoljiti gore navedene zahtjeve standardizacije. Objavljeni standardi koji se odnose na projektovanje mehaničkih delova mogu se podeliti u tri nivoa: nacionalni standardi, industrijski standardi i standardi preduzeća u smislu obima primene. U pogledu obavezne upotrebe, može se podijeliti na obaveznu i preporučenu.
(3) Kriterijumi pouzdanosti
Pouzdanost: Vjerovatnoća da proizvod ili komponenta mogu završiti specificiranu funkciju unutar očekivanog vijeka trajanja pod određenim uvjetima upotrebe. Kriterijum pouzdanosti znači da projektovani proizvod, komponenta ili deo treba da ispunjava određene zahteve za pouzdanost.
(4) Sigurnosne smjernice
Sigurnost mašine uključuje:
Sigurnost dijelova: odnosi se na činjenicu da dijelovi ne nastaju kao što su lom, prekomjerna deformacija, prekomjerno trošenje i gubitak stabilnosti pod navedenim vanjskim opterećenjem iu određenom vremenu.
Bezbednost cele mašine: odnosi se na zahtev da mašina garantuje da neće biti kvarova pod određenim uslovima i da se opšte funkcije mogu normalno realizovati.
Sigurnost na radu: odnosi se na zaštitu rukovaoca, osiguranje lične sigurnosti i fizičkog i mentalnog zdravlja, itd.
Bezbednost životne sredine: odnosi se na nezagađivanje i štetu po životnu sredinu i ljude oko mašine.
6
metodologija projektovanja
Svrha metodologije dizajna je da se dizajn razmišljanje podigne u racionalan proces, tako da se dizajn može izvesti prema određenoj logici, tako da više dizajnera može napraviti dobar dizajn. Uglavnom uključuje sljedeće sadržaje:
(1) Podijelite faze dizajna na vrlo fine korake, čineći svaku fazu misaonom aktivnošću s pravilima koja treba slijediti i dokazima koje treba slijediti.
(2) Čuvati uspješne ili dobre dizajne i uspostaviti bazu podataka dizajna za referencu ili usvajanje u budućim dizajnima.
(3) Uvesti koncept i metod inžinjeringa vrednosti u rad na projektovanju, i uravnotežiti funkciju i cenu kontradikcije u dizajnu da bi se postigao dobar efekat upotrebe.
(4) Koristiti znanje novih disciplina kao što su tribologija, vibracije, mehanika loma, metoda konačnih elemenata, dizajn pouzdanosti, optimizacijski dizajn, sistemski inženjering i ergonomija u dizajnu kako bi se poboljšala naučna priroda dizajna i smanjila sljepoća.
(5) Proširiti obim radova na dizajnu, proširujući se naprijed na tržišne prognoze i nazad na postprodajne usluge.
(6) Koristite kompjuterski potpomognuto projektovanje da biste smanjili rad na projektovanju, poboljšali brzinu dizajna i kvalitet dizajna.
7
izgledi
U budućnosti će se mehanički dizajn prožimati u industrije kao što su proizvodnja poluvodiča, bioinženjering, nanotehnologija i robotika. Dok doprinosi društvenom razvoju, nastaviće da se usavršava i dalje inovira svoju teoriju.
(1) Dalje realizovati sistematizaciju
Odnosno, polazeći sa sistemske tačke gledišta, mehanički proizvod se posmatra kao sistem ili cjelina, koji se oslanja na kompjutersku tehnologiju za ostvarivanje koordinacije između čovjeka, mašine i okoline. Konkretno, on dekomponuje ukupan sistem na nekoliko podsistema, usvaja različite moderne teorije i metode dizajna i teži optimizaciji sistema kao cilju koordinacije dizajna i usklađivanja svakog podsistema.
(2) Produbiti inteligentni dizajn
Sa napretkom i razvojem nauke i tehnologije, sve više faktora inteligencije treba uzeti u obzir u dizajnu. Velika količina dizajnerskog sadržaja može se opisati uspostavljanjem modela za opisivanje ponašanja različitih radnih uslova mehaničkih proizvoda, a rešavanjem modela može se predvideti performanse proizvoda, racionalnost i optimalnost dizajna. Na primjer, inteligentni sistemi donošenja odluka za različite procjene performansi vozila, ekspertni sistemi za dizajn mjenjača i sistemi za dijagnostiku kvarova primijenjeni su u razvoju i dizajnu novih vozila.
(3) Obratite više pažnje na zeleno razmišljanje
Tehnologija zelenog dizajna je tehnologija za dizajniranje proizvoda u njihovom životnom ciklusu prema zahtjevima zaštite okoliša, najvećeg korištenja resursa i najniže potrošnje energije. Od dizajnera se traži da uzmu u obzir ekološke atribute i osnovne atribute proizvoda iz cijelog ciklusa, te uvijek baziraju svoje dizajne na fizičkom i mentalnom zdravlju ljudi i zaštiti okoliša. Istovremeno, od dizajniranih proizvoda se zahtijeva da se mogu reciklirati i nanijeti minimalnu štetu okolišu.
8
moderna metoda dizajna
1. Profesionalno i moderno
Kompjuterski softver koji su zajednički razvili mašinski dizajneri i kompjuterski profesionalci može odražavati i opisati različite mehanizme oštećenja, kvarova i uništenja mehaničkih proizvoda u stvarnim radnim uslovima. Može kvantitativno analizirati i izračunati dinamičko ponašanje mehaničkih dijelova i strojeva, te formirati fiksni program dizajna. Ovo je profesionalna moderna metoda projektovanja, kao što su analiza i projektovanje vibracija, tribološki dizajn, termodinamički dizajn prenosa toplote, dizajn čvrstoće, krutosti, analiza temperaturnog polja, itd. Svi ovi softveri su razvijeni na osnovu tradicionalnih metoda projektovanja i korišćenjem računarske tehnologije . Na primjer: korištenje Pro/M softvera za analizu dinamičkih karakteristika mehaničkih uređaja i korištenje softvera ANSYS za analizu naprezanja su dobri primjeri u tom pogledu, postavljajući temelje za precizno procjenjivanje pouzdanosti uređaja i odabir projektnih parametara.
2. Univerzalni moderni
Kako bi se zadovoljili visoki zahtjevi mehaničkih performansi proizvoda, kompjuterska tehnologija se široko koristi u mehaničkom dizajnu za potpomognuto projektovanje i analizu sistema, što je uobičajena moderna metoda projektovanja. Uobičajene metode uključuju optimizaciju, konačni element, pouzdanost, simulaciju, ekspertne sisteme i CAD. Ove metode nisu samo za istraživanje mehaničkih proizvoda, već imaju i svoje naučne teorije i metode.
1) Optimiziran dizajn
Dizajn mehaničke optimizacije je transplantacija i primjena tehnologije optimizacije u području mehaničkog projektovanja. Njegova osnovna ideja je zasnovana na teoriji mehaničkog dizajna.
