Разработки конструктивно

В гл. 3 приведены рекомендации по расчету зубчатых (цилиндрических, конических) и червячных передач, разработке компоновочных схем редукторов. Ниже даны примеры дальнейшей разработки конструкции, выполнения необходимых для этого расчетов.

Базовые поверхности деталей машин создаются при их проектировании, поэтому очень важно, чтобы на этапе разработки конструкции были созданы хорошие базы, являющиеся одним из необходимых условий надежной работы машин.

Базовые поверхности деталей создают при их проектировании, поэтому очень важно, чтобы на этапе разработки конструкции были созданы хорошие базы — одно из необходимых условий надежной работы машин.

В инженерной практике встречаются два вида расчета — проектный и проверочный. Проектный расчет — предварительный, упрощенный расчет, выполняемый в процессе разработки конструкции детали (машины) в целях определения ее размеров и материала. Проверочный расчет — уточненный расчет известной конструкции, выполняемый в целях проверки ее прочности или определения норм нагрузки.

При компоновании важно уметь выделить главное из второстепенного и установить правильную последовательность разработки конструкции. Попытка скомпоновать одновременно все элементы конструкции является ошибкой, которая свойственна начинающим конструкторам. Получив задание, определяющее целевое назначение и параметры проектируемого агрегата, конструктор нередко начинает сразу вырисовывать конструкцию в целом во .всех ее подробностях, с полным изображением конструктивных элементов, придавая компоновке такой вид, который должен иметь лишь сборочный чертеж конструкции в техническом или рабочем проекте. Конструировать так — значит почти наверняка обрекать конструкцию на нерациональность. Получается механическое нанизывание конструктивных элементов и узлов, расположенных заведомо нецелесообразно.

Компоновку следует начинать с решения главных вопросов — выбора рациональных кинематической и - силовой схем, правильных размеров и формы деталей, определения наиболее целесообразного взаимного их расположения. При компоновании надо идти от общего к частному, а не наоборот. Выяснение подробностей конструкции на данном этапе не только бесполезно, но и вредно, так как отвлекает внимание конструктора от основных задач компонования и сбивает логический ход разработки конструкции.

Описываемая ниже методика компонования не является единственно возможной. Процесс компонования," как и всякий творческий процесс, субъективен и во многом зависит от опыта, навыков и способностей конструктора. Различными могут быть ход компонования, последовательность разработки конструкции, а также конструктивные решения задач, возникающих при проектировании. Приводимую ниже методику следует рассматривать, как пример, цель которого — иллюстрировать основные закономерности, присущие любому процессу компонования. К ним относятся:

Проектировочный расчет. Основной расчетной нагрузкой являются крутящий Мк и изгибающий Мк моменты **. Однако в начале расчета известен лишь момент Мк. Момент М„ можно определить только после разработки конструкции (чертежа) вала. Поэтому проектировочный расчет вала выполняют как условный расчет только на кручение в целях ориентировочного определения посадочных диаметров. При этом обычно определяют диаметр выходного конца вала, который испытывает одно кручение. Исходя из условия прочности вала на кручение [см. формулу (2.45)1, получим формулу проектировочного расчета:

Насчет валов состоит из двух этапов: проектного и провероч-ного. Проектный расчет на статическую прочность производится для" ориентировочного определения диаметров. Расчет начинается с установления принципиальной расчетной схемы и определения внешних нагрузок. В начале расчета известен только крутящий момент Мг. Изгибающие моменты оказывается возможным определить лишь после разработки конструкции' вала, когда согласно^ чертежу выявится его длина. Кроме того, только после разработки' конструкции определятся места концентрации напряжений: галтели, шпоночные канавки и т. д. ПОЭТОМУ проектный расчет вала производится только на одно копчение. При зтом расчете влияние изгиба, концентрации напряжений и характера нагрузки на прочность вала компенсируется понижением допускаемых напряжений на кручение [тк].

В пятом разделе приведены сведения о задачах, стадиях и принципах разработки конструкции механизмов приборов и автоматических систем, указания по выполнению курсовых проектов и задания на проекты.

4. Выполняется анализ достоинств и недостатков каждого варианте схем механизма и производится сравнительная оценка варианте в по степени их соответствия ТЗ и удовлетворения требованиям, предъявляемым к механизму (см. § 28.2). Затем выбирается и совершенствуется лучший (оптимальный) вариант схемы, который является основой для дальнейшей разработки конструкции механизма.

Важно при этом отметить, что эффективное решение задачи обратимости однотопливных двигателей в двух- и в трехтопливные может быть осуществлено только в результате предварительной разработки конструктивно-нормализованных рядов и отказа от приспособления двигателей применительно к работе на каждом из видов топлива в отдельности.

Особенность разработки конструктивно нормализованных рядов гидротурбин заключается в том, что применительно к турбинам ВО, ГО и ГФ была осуществлена унификация направляющих аппаратов для всего диапазона давлений. В свою очередь, это привело к унификации таких деталей и узлов, как рабочее колесо и фундаментное кольцо для турбин ВО и ГО, узлов ручного регулирования турбин, а также к частичной унификации моделей колес ГО и ГФ.

На фиг. 76 схематически изображены освоенные в настоящее время тяжелые компрессоры, входящие в пять конструктивно нормализованных рядов. Особенно на примере 5-го ряда можно прийти к выводу о значении разработки конструктивно нормализованных рядов как основной предпосылки к повышению серийности. Действительно, если аналогичные по параметрам конструкции компрессоров — воздушный компрессор 6000/8, вакуумнасос 7200, циркуляционный насос 180/320 и кислородный компрессор К3600/16 конструировали и изготовляли раньше как резко отличные друг от друга конструкции, то в настоящее время их строят как производные единого основания, что и обусловило возможность унификации их основных деталей и узлов и как следствие изготовление их в серийном порядке.

Сравнительный технико-экономический анализ показал, что специализация насосостроительных заводов на основе разработки конструктивно нормализованных рядов должна обеспечить не только резкое увеличение съема продукции с тех же производственных площадей, но и снижение трудоемкости изготовления насосов примерно в 3 раза при резком снижении их веса (фиг. 83 и 84).

Отличительная особенность при осуществлении конструктивной преемственности в краностроении состояла в том, что в основу разработки конструктивно нормализованных рядов были положены не базовые конструкции в целом, а отдельные базовые узлы — крановые тележки, механизмы подъема, редукторы и др.

основания, а как агрегатная конструкция, состоящая из строго определенного сочетания различных типо-размеров унифицированных крановых тел жек, механизмов подъемов, редукторов и других унифицированных деталей и узлов. Таким образом, методы конструктивной преемственности подъемно-транспортных машин характерны тем, что они являются переходными от разработки конструктивно нормализованных рядов на едином основании к агрегатным конструкциям, состоящих из различных типо-размеров унифицированных деталей и узлов.

трехколонных центрифуг типа ТВ (табл. 54 и фиг. 98), в то время как еще недавно исключалась какая бы то ни было возможность унификации их деталей и узлов. Возможность разработки конструктивно нормализованных рядов применительно к барабанным и дисковым вакуум-фильтрам и центрифугам должна быть особенно подчеркнута. Производство этих конструкций машин в большей степени, чем каких-либо других, было основано на индивидуальных методах изготовления и рассредоточено на самых различных заводах.

Предположим, что на первом этапе разработки конструктивно нормализованного ряда установлена возможность создания наиболее- частого размерного ряда изделий с минимальным значением знаменателя ср и выявлена при этом потребность народного хозяйства в каждом типо-размере изделий этого ряда. Если теперь перейдем к более редким размерным рядам, оставляя только т-е члены (т = 2, 3, 4, . . .), то легко можем установить необходимое количество выпускаемых изделий каждого типо-размера новых рядов. Естественно, что по мере уменьшения числа типо-размеров программа выпуска изделий каждого из них будет увеличиваться, но в ряде случаев будет также иметь место относительное увеличение расхода материалов и трудоемкости обработки за счет замены меньших типо-размеров большими. При этом увеличатся и переменные расходы V.

Экономика выбора конструктивно нормализованного ряда отнюдь не ограничивается только вопросами себестоимости продукции. Сокращение типо-размеров изделия на основе предварительной разработки конструктивно нормализованных рядов существенно влияет на упрощение планирования производства, ускорение оборачиваемости оборотных средств, уменьшение их общего объема, сокращение длительности цикла подготовки производства и т. д. и является одной из основных предпосылок к специализации машиностроительных заводов.

Опыт ряда отраслей машиностроения позволяет наметить некоторые общие этапы методики разработки конструктивно нормализованных и технологических рядов для любой отрасли машиностроения.

Существующая точка зрения, что все вопросы разработки конструктивно нормализованных рядов являются целиком прерогативой отдельных машиностроительных ведомств, требует уточнения, ибо она ограничивает максимальное использование основных преимуществ стандартизации, особенно в тех случаях, когда ряд однотипных конструкций машин выпускается одновременно несколькими отраслями промышленности. Необходимо, чтобы стандарт включал в себя также и основные параметры, обусловливающие структуру конструктивно нормализованного ряда, являющегося органическим его продолжением. В противном случае, несмотря на наличие стандарта, не исключена возможность индивидуализации конструкций, что не только приводит к излишнему расширению номенклатуры на каждом заводе, но и к излишнему рассредоточению и дублированию производства конструктивно и технологически тождественных конструкций машин.

Как же решается на заводах данный вопрос? На каждом заводе, изготовляющем, например, фрезерные станки, он решается путем разработки конструктивно-унифицированного ряда станков.