7 Методика поиска конструкторского решения

Конкретизируем рассмотренную в предыдущем параграфе схему процесса конструирования в виде расширенной системы блоков.

 

                       

1.Блок исходных данных;

2.Блок конструктивного анализа;

3.Блок разработки требований к конструкции;

4.Блок выделения структурных уровней конструкции;

5.Блок разработки требований к модулям низшего уровня;

Рекомендуемые материалы

6.Блок разработки пространственной структуры изделия и компоновки;

7.Разработка конструкторской документации модулей;

8.Изготовление модулей;

9.Композиционное решение;

10.Разработка несущей конструкции;

11.Сборка изделий;

12.Электромонтаж изделия;

13.Разработка рабочей документации опытного образца;

14.Изготовление опытного образца;

15.Испытание опытного образца;

16.Блок сравнения;

I.Масштабно-компоновочный эскиз;

II.Чертёж общего вида;

III.Габаритный чертёж;

IV.Чертёж деталей модулей;

V.Конструкторская документация на изготовление модулей;

VI.Крепёжные детали несущей конструкции;

VII.Сборочный чертёж изделия и спецификация;

VIII.Электромонтажный чертёж;

IX.Чертёж жгутов;

X.Рабочая документация для изготовления опытного образца;

XI.Протокол испытаний опытного образца;

XII.Передача конструкторской документации для серийного производства.

Основным документом для разработки является ТЗ, которое входит в блок 1 – исходных данных. В него входит схема электрическая принципиальная с указанием элементной базы и связи между ними, а также конструкторские аналоги. Ограниченными для блока 1 являются технические возможности производства, стандарты, перечень запрещённых к использованию материалов. Блок 2 конструктивного анализа – определяет начальный этап творческой работы конструктора. В результате формируется первоначальный образ конструкции изделия.

Данный этап состоит из следующих стадий:

I. Анализа требований ТЗ

При  этом устанавливаются:

1.Назначение изделия;

2.Место установки и условия эксплуатации;

3.Способ сочленения разрабатываемого изделия с объектом установки;

4.Требования к габаритам, форме, массе прибора;

5.Защита от климатических и механических воздействий;

6.Обеспечение тепловой и электромагнитной совместимости;

7.Обеспечение ремонтопригодности;

8.Обеспечение технологичности конструкции;

9.Обеспечение электрической прочности и техники безопасности;

10.Экономические требования.

II. Анализ схемы электрической принципиальной.

Сначала анализ целесообразно проводить на уровне функциональной схемы. Устанавливаются рабочие частоты аппаратуры F, определяются элементы и функциональные узлы, чувствительные к паразитным наводкам, находятся элементы, которые являются источниками помех, и делаются выводы о необходимости экранирования.

Затем выявляется, какие из органов управления и индикации должны быть вынесены на лицевую панель, какие элементы являются наиболее тяжёлыми и требуют дополнительного крепления, какие элементы являются наиболее теплонагруженными.

Определяются элементы внешней электрической связи прибора с другими устройствами и устанавливаются высоковольтные цепи.

На основе анализа схемы уясняется принцип работы прибора.

III. Анализ элементной базы.

Устанавливается соответствие элементной базы заданным характеристикам конструируемого изделия при заданных по ТЗ условиях эксплуатации. В случае несоответствия предлагаются конструктивные меры обеспечения нормального функционирования изделия.

IV. Анализ конструкторских аналогов.

При этом анализе в данной конструкции используются наиболее удачные конструктивные решения. Целесообразно оценить внешнюю компоновку, удобство работы оператора, способы обеспечения ремонтопригодности, методы защиты от коррозии, способы влагозащиты,  методы обеспечения теплового режима, выполнения электромонтажа, меры защиты от механических воздействий.

В блоке 3 – разработка требований к конструкции – формируются требования к конструкции по результатам конструкторского анализа.

В блоке 4 – выделение структурных уровней конструкции – происходит расчленение схемы электрической принципиальной на функциональные узлы. Из этих узлов затем создаются модули различных уровней. При этом необходимо использовать принципы:

1.Функциональной законченности;

2.Электромагнитной и тепловой совместимости;

3.Механической совместимости;

4.Технологичности.

1 – Принцип функциональной законченности предлагает включение в состав структурной единицы – модуля – одного или нескольких функциональных устройств для придания ей функциональной завершённости.

2 – Принцип предполагает, что элементы и узлы при их совместной работе не вызывали изменения параметров.

3 – Механическая совместимость предполагает, что в состав структурной единицы нецелесообразно включать одновременно очень тяжёлые и очень лёгкие чувствительные к механическим воздействиям элементы.

4 – Технологичность означает возможность использования автоматического оборудования при сборке и контроле.

Дальнейшие этапы конструирования разветвляются на два пути. С одной стороны определяются форма и габариты всех структурных единиц, их взаимное положение и ориентация и уточняются размеры изделия – в блоке 6 – разработки пространственной структуры изделия.

На этом этапе (блок 6) расчётами оценивается:

1. Электромагнитная совместимость модулей;

2. Величины паразитных наводок;

3. Тепловая совместимость и значения перегревов;

4. Система охлаждения.

В результате на выходе блока 6 появляется масштабно-компоновочный эскиз конструкции изделия.

Если габаритные размеры изделия уже заданы по ТЗ, то это накладывает ограничения на размеры печатных плат и выбора их типоразмера, минимального количества равного (1). Поэтому происходит переход от блока 4 к блоку 5 – разработки требований к модулям. А выбрав размер ячеек в блоке 5 также переходят к блоку 6. Параллельно от блока 5 происходит переход к блоку 7, где разрабатывается конструкторская документация для ячеек – чертёж деталей модулей 4 и документации изготовления модулей 5.

По разработанной конструкторской документации изготавливают модули низших уровней (блок 8).

На этапе композиционной разработки (блок 9) рассматриваются эстетические, эргономические требования и требования к ремонтопригодности. Прорабатываются вопросы размещения органов управления и индикации, решается выбор цветовой гаммы.

Итогом этой работы является изготовление чертежей общего вида (II) и габаритного чертежа (III).

В соответствии с выбранной компоновочной схемой и выбранным типоразмерам корпуса разрабатывается несущая конструкция (блок 10).

Несущие размеры корпусов, приборных стоек, шкафов стандартизованы.

Это:

1. ГОСТ 20052-91. Система унифицированных конструкций агрегатных комплексов.

Вам также может быть полезна лекция "2 Организация акушерской и гинекологической помощи в России".

2. ГОСТ 2538-88. Система унифицированных типовых конструкций. Типы и основные размеры.

Однако, выбрав тот или иной стандартный корпус необходимо доработать элементы передней и задней панели, элементы для увеличения жёсткости конструкции. На данном этапе оценивается прочность и жёсткость конструкции, выполняется проработка герметичности, виброизоляции и изготавливаются чертежи деталей и узлов несущей конструкции (VI).

Далее, (блок 11) выполняются сборочные чертежи узлов, прорабатываются вопросы крепления элементов и модулей на несущих конструкциях, разрабатывается сборочный чертёж изделия (VII).

На 12 этапе осуществляется разработка схемы соединений, монтажных чертежей (VIII), чертежей жгутов для электромонтажа (IX). Это даёт возможность составить рабочую документацию опытного образца (X) (в блоке 13), его изготовить (в блоке 14) и испытать (в блоке 15).

По результатам испытаний составляется протокол испытаний (XI), вносятся коррективы в конструкторскую документацию и выполняется последующая доработка опытного образца, составляется вариант документации (XII) для серийного производства.

Блок 16 выполняет функции сравнения достигнутых результатов конструирования с заданными исходными.