Ярушин С.Г., Схиртладзе А.Г. - Проектирование нестандартного оборудования

Министерство образования и науки Российской Федерации Пермский государственньш технический университет Московский государственньФ технологический университет «СТАНКИН» еДопущено Учебно-методическим управлением вузов по образованию в области автоматизированного машиностроения ~УМО АЛф министерства образования и науки РФ в качестве учебника для студентов выс$ийх учебныж заведений, обучающихся по направленилз подготовки диплом~~ваннь~х спеииалистов еКонструкторско-технологическое обеспечение маи4иностроительньи производствл В современном быстроменяющимся мире большая роль„наряду с информационными технологиями, отведена машиностроению, Это проявляется после «открытия» экономики страны миру при одиовременном у~е~~о~~~~и условий конкурентной борьбы за рынки сбыта высокотехнологичной машиностроительной продукции как между предприятиями внутри страны, так и с зарубежными фирмами в тенденциях ускорения смены номенклатуры выпускаемых изделий.

Новая продукция в свою очередь требует постоянного обновления технологий, оборудования для их изготовления и ме~одо~ проектирования этого оборудования. В связи с указанным возникла необходимость подготовки специалистов по проектированию сложных технических объектов ~к которым относится оборудование машиностроения), которые бы не только знали традиционные методы и приемы проектирования (хотя и это важно), но и владели бы в совершенстве современными методами, А это значит, что проектанты должны уметь быстро реагировать на изменяющиеся условия и при этом системно, творчески, нешаблонно мыслить и качественно работать.

Последнее обстоятельство особенно важно как в условиях внешней и внутренней неопределенности поставленной заказчиком ~потребителем) задачи, так и для разработки нестандартного оборудования любого назначения. Естественным желанием при преподавании дисциплины, отвечающей указанным требованиям, бьшо взять за основу какой-нибудь уже имеющийся и положительно зарекомендовавший себя учебник по проектированию. Но оказалось, что при достаточно большом общем объеме учебной и технической литературы„так или иначе посвященной вопросам проектирования или конструирования технических объектов ~устройств)„ учебно-методических изданий для подготовки проектантов широкого профиля, способных разрабатывать оригинальное, нестандартное оборудование, крайне мало. Большая часть изданных пособий и учебников по проектированию или конструированию были ориентированы на узкие специальности, а выявленные монографии по методологии проектирова- ния оказались рассчитаны на уже зрелых специалистов и научных сотрудников.

В качестве примера узкоспециализированных учебников для различных отраслей промышленности можно привести пособия по проектированию бумагоделательных машин 1201, обувных машин ~221, ткацких станков ~151, металлорежущего оборудования ~261, космических аппаратов 1311, лесосплавных комплексов 1351 и многих, многих других. Как правило, узкоспециализированные учебники, несмотря на внешне раз~ос с~д~ржание, структурно очен~ по~о~~.

Они имеют типичные разделы: по истории создания технических объектов данного профиля; по эволюции их развития; по описанию конкретных применяемых технических решений; по характеристике структуры объекта; о принципиальных, кинематических, гидравлических, пневматических, электрических и других схемах; внешних и внутренних факторах, действующих на объект изучения; методах расчета элементов конструкции с учетом этих факторов. Фактически эти книги знакомят студента с существующими техническими решениями, объясняют принцип их работы, учат проводить расчеты и т,п. Причем все эти аспекты, как правило, рассматриваются в рамках единственной пр~~ци~иальной с~емы объекта и при неизменных физических принципах действия.

В результате эти учебники позволяют молодо- му специалисту по окончании вуза грамотно эксилуимироипжь конкретные технические объекты, или, в крайнем случае, конструировать подобные (точнее, воспроизводить существующие с некоторой модернизацией)„ но не позволяют при сохранении целевой функции ироектировать принципиально новые еще не существующие объекты, качественно отличающиеся по эффективности от прежде созданньгх. Таким образом, выявилось, что в изданных учебных пособиях не рассматриваются методология или технология проектирования данных технических систем или объектов и по- этому ни одно из них не применимо в нашем случае. Среди учебно-методических изданий, более или менее подходящих к сформулированным целям (и наиболее ясно и аргументировано излагающих обобщающие методы проектирования), необходимо отметить работы отечественных авторов А.И, Половинкина ~1, 2, 37-401, В.П.

Быкова 1111 и частично А.Ф. Каменева 1201. Из зарубежных особо следует выделить работы Дж. Джонса ~171, Д. Диксона 1181, Я, Дитриха 1191, Ф, Ханзена 1471, П. Хилла 1481. Тем ие менее, применительно к области разработки современного, оригинального, не имеющего аналогов нестандартного оборудования учебников и учебных пособий вообще не обнаружено, Помимо всего прочего оказалось, что количество имеющихся в библиотеках экземпляров указанных выше работ недостаточно для обеспечения ими всех студентов (большинство книг имелись и 1-3 экз.

или вообще отсутствовали в свободном доступе). Еще один отрицательный фактор, который пришлось принимать во внимание — при большой загрузке студентов на старших курсах, (даже если бы количество экземпляров рекомендованных источников было бы достаточно) — работать одновременно с несколькими учебниками по одной дисциплине, имеющими разую структуру, разный стиль изложения и разную терминологию очень затруднительно. В связи с этим появилась необходимость составления специального у~~бника, ориентированного на подготовку студентов по проектированию современного нестандартного оборудования.

Авторами предпринята попытка создания такого учебника. В основном в предлагаемом учебнике использованы адаптированные материалы из работ 12, 11, 16, 17„37-401„с которыми авторами либо солидарны (исходя из собственного опыта практического проектирования), либо доверяют им (как, например, в случае изложения м~~~да морфологического анализа илн метода Е. Мэтчетта). Авторы благодарны своим рецензентам за ряд замечаний, которые были устранены при подготовке второго дополненного издания и улуч- шили восприятие материалов, Авторы будут весьма признательны всем читателям за конструктивные замечания и предложения, которые помогут в дальнейшей работе по совершенствованию изложения данного учебника. яру ио ~.~, ~хяр адзе ~.~.

Йро~~~~ров~~р~и ~~~~~8д~ рано~о ОБоруд~8~8Ил ВВЕДЕНИЕ Перед студентами„обучакицихся по направлению подготовки дипломированных специалистов «Конструкторско-технологическое обеспе- чение машиностроительных производств», поставлена нелегкая задача— стать по окончании вуза специалистами в области разработки новых технологий и создания для их реализации необходимого ~и в ряде случаев уникального) максималыю автоматизированного оборудования, В общем, оборудования, которое по своим характеристикам, по уровню эффективности и качеству не будет уступать лучшим современным зарубежным образцам. В этой связи особое внимание студентам следует уделить изучению дисциплины, которая в вузах машиностроительного профиля может называться по разному, например, «Проектирование машин», «Конструирование обслуживающего оборудования», «Основы проектирования нестандартного оборудования», но суть которой при внешних отличиях сВОдится к Овладению ОснОВ методологии проектироВания слОжных технических объектов.

Данная дисциплина является завершающей в инженерной подготовке и предполагает изучение и освоение большого объема разнообразного и, как правило, сложного для восприятия непосредственно в ходе аудиторных занятий материала. Опыт преподавания этой дисциплины показал, что для качественного Восприятия излагаемых материалов студенту неОбхОДимы серьезные, фундаментальные знания, полученные за весь предшествующий период учебы по многим дисциплинам — математике, физике, инженерной графике, теории машин и механизмов, деталей машин, практически всех дисциплин технологической направленности, инженерному творчеству и другим. Без глубоких системных знаний по этим дисциплинам невозможно говорить о формировании современного специалиста в области проектирования, даже в тех случаях, когда у студента имеется природный талант к технике, к изобретательству.

Ч'акие люди могут однажды при благоприятном стечении обстоятельств предложить некоторое оригинальное и„воз- можнО, полезное решение„но ПОстОянно работать на таком уровне и тем б~лее дви~а~ься вперед, творце~и развиваться, дей~~~о~ат~ в ус~~~~я~ ~пеши~~ или ~~у~ре~~~х стрессов н дефицита времени — ни~~~д~.