 |
Основы конструирования подъемно-транспортных машин
|
|
|
|
Методически существует два подхода к разработке конструкции механизмов или машин:
- расчет, изделие, проверочный расчет;
- расчет, изделие, проверочный расчет вместе.
Объект проектирования при этом следует рассматривать с позиций функциональной и параметрической взаимосвязи с механизированным комплексом, т.е. системно. При этом проектирование заключается в следующих этапах.
Разработка структурной и кинематической схем оборудования.
Составление структурной схемы - один из начальных этапов конструирование машин. Структурная машина - это совокупность ее элементов и связей между ними. Структуру машины изображают посредством структурной схемы, которая кроме основных элементов и связей показывает пути передачи энергии от двигателя к механизмам, а также пути перемещения перерабатываемого материала, поэтому используется для определения общего КПД машины, уровня ее надежности, комплектности и других данных.
Иногда структурную схему первого вида подают как совокупность структурных схем отдельных функциональных систем.
Следующим важным этапом конструирования (модернизации) машин является составление кинематической схемы машины. Кинематическая схема машины - это исходный документ для кинематического и силового расчетов. Кинематическая схема машины - это условно плоское или аксонометрическое изображение всех ее механизмов и звеньев в их взаимосвязи; она дает представление о последовательности присоединения механизмов, распределение энергии, кинематические связки элементов машин и их взаимное размещение. Поскольку составление полной кинематической схемы машины требует значительных расходов времени, то можно составлять кинематическую схему по функциональными системам, использовавшимися для структурной схемы.
|
|
|
Разработка циклограммы работы машины.
Графическое изображение последовательности отдельных периодов перемещений и рабочих органов машины за время одного кинематического цикла, а также их длительность называют циклической диаграммой.
Правильное составление циклической диаграммы дает возможность увеличить производительность машины без роста скоростей перемещения рабочих органов и усилий, с которыми рабочие органы действуют на транспортируемый объект. Посредством циклограммы определяют относительное положение исполнительных механизмов в общем цикле машины.
Расчетная часть.
Расчет излагается кратко, четко, с достаточно аргументированными ссылками на источники. Каждую приведенную в расчетах величину нужно давать с такой степенью точности (к какому-то знаку), которая была бы достоверной под время измерения ее существующими техническими средствами. Во время выполнения инженерных расчетов и последующего анализа работы устройства (машины) нужно выделять те параметры, которые определяют и ограничивают функционирование объекта, после чего нужно так сформулировать вопрос на данном этапе проектирования, чтобы получить его конкретный численный результат.
Приведенные в объяснительной записке расчеты должны отвечать расчетной схеме (или наоборот) и быть достаточно четко обоснованными с точки зрения изделия расчетных уравнений, формул. У использованных зависимостей должен быть объяснен каждый символ (формулы должны быть последовательно раскрыты), цифровые величины нужно давать в соответствующих размерностях. В случае отсутствия в доступных литературных источниках готовых расчетных зависимостей, необходимо привести корректный вывод требуемой зависимости. При этом различают такие виды расчетов:
|
|
|
- технологический
включает определение технической производительности, расхода энергии и основных геометрических параметров устройства (машины) во взаимосвязи с технологическими операциями;
- кинематический и силовой расчеты приводов исполнительных механизмов
включают выбор вида привода (электромеханический, гидравлический и т.п.), определение видов движения, сил сопротивления, скоростей звеньев привода, исполнительных механизмов и рабочих органов во взаимосвязи с производительностью и другими технологическими параметрами, подбор электродвигателя, вида передач привода, их передаточные числа, определяются моменты вращения всех валов привода;
- проверочные расчеты
включает расчет на прочность передач, валов, осей, опор, направляющих плоскостей грузозахватных устройств, полиспастов, канатов, барабанов и др., а также расчет устойчивости машины.
В процессе выполнения расчетов рекомендуется использование стандартных, прикладных и специальных программ расчета на ПК.
При разработке проекта изделия необходимо в первую очередь максимально удовлетворять требования заказчика, изложенные в техническом задании и определяющие назначение, технические и экономические характеристики объекта, уровень надежности, ресурс и др. При этом следует стремиться к тому, чтобы технические характеристики были на уровне мировых достижений и имели резерв развития. При принятии решений необходимо помнить и руководствоваться основными общими принципами конструирования, обеспечивая:
‐ выбор наиболее рациональной схемы конструкции и её элементов, реализующей высокие скорости и производительность, низкую стоимость и др.;
‐ условие равнопрочности всех элементов конструкции, т.к. нет необходимости конструировать отдельные элементы машины с излишними запасами несущей способности, которые не могут быть реализованы в связи с выходом из строя других элементов;
‐ снижение материалоемкости, что выполняется при создании компактных конструкций и изготовлении деталей из материала с высокой удельной прочностью;
‐ применение в обоснованных случаях новых материалов – пластмасс, композиционных и порошковых материалов и др.;
|
|
|
‐ применение упрочняющей технологии и узловой сборки; ‐ малое энергопотребление, что достигается при минимальных потерях на трение в узлах машин и высоком КПД;
‐ обоснованное назначение точности и шероховатости деталей и обеспечение их взаимозаменяемости; использование стандартизации и унификации деталей и их элементов;
‐ исключение попадания грязи, пыли и влаги на подвижные детали изделий и вовнутрь конструкций;
‐ включение элементов (смотровых лючков, регулировочных устройств и т.п.) для технического обслуживания, контроля и ремонта;
‐ создание безопасности и комфорта оператору или исключение его присутствия (автоматизированный процесс), устранение вредного воздействия на человека и окружающую среду;
‐ учет производственно‐технологических требований (например, при конструировании деталей необходимо стремиться к тому, чтобы форма и размеры готовой детали приближались к форме и размерам заготовки, что сокращает объем механической обработки на станках и т.п.).
|
|
|
