Чайнов Н.Д. - Конструирование двигателей внутреннего сгорания (1037884), страница 88
Текст из файла (страница 88)
Поэтомудля оценки прочности шпилькиследует определить коэффициентзапаса прочности по амплитуде0,5cPгнапряжений s a =;F0425na =s aд,sa(9.55)где s ад =e м s e nss -1p – предел выksносливости шпильки; e м s – коэффициент влияния абсолютныхразмеров шпильки (см. рис. 2.16);e n s – коэффициент влияния состояния поверхностного слоя материала, определяемый по формуле (2.145).При этом накатка резьбы повышает сопротивление усталостишпильки (болта), что учитываетсякоэффициентом технологическогоупрочнения eупр = 1,2–1,3, в случаенарезанной резьбы eупр = 1,0.Значения эффективного коэффициента концентрации напряжений ks в зависимости от пределапрочности при растяжении следующие.sвр, МПа4006008001000ks3,03,94,85,2Коэффициент запаса прочностиna должен находиться в пределах2,5–4.Дополнительнопоформуле(2.131) определяют коэффициент запаса статической прочности шпильки (болта).
Значение коэффициентазапаса прочности n по максимальным напряжениям должно быть неменее 1,25.Глава 10СОВРЕМЕННЫЕ СРЕДСТВА ПРОЕКТИРОВАНИЯПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ10.1. Основные понятияи определенияВ условиях усиливающейся конкурентной борьбы за рынки сбытапобеждает то предприятие, котороеспособно ускорить продвижениесвоей продукции на рынок благодаря сокращению цикла проектирования и производства, обеспечить качество и снизить стоимостьпродукции. Предприятия, владеющие современными информационными технологиями, получают возможность участвовать в международной кооперации, способныпредложить более выгодные условия сотрудничества.Ужесточение конкуренции между производителями двигателей исоответственно требований к двигателям внутреннего сгорания и приводят, с одной стороны, к дальнейшему усложнению конструкциидвигателей, а с другой стороны,обусловливают необходимость выпускать новые модели двигателейулучшенного качества при приемлемых временных и финансовых затратах.
Эти обстоятельства требуютинтенсификации процесса проектирования, его автоматизации, освобождения инженера от рутиннойработы, делая его труд более творческим. Анализ характера проектныхработ показывает, что в общем объеме доля нетворческой работы (выполнение стандартных расчетов, составление спецификаций, требований и т.п.) является существенной иувеличивается по мере усложненияконструкции.Стремительное развитие вычислительной техники наряду c внедрением и развитием информационных технологий проектированияи производства наукоемких машиностроительных изделий показывает, что внедрение комплексныхавтоматизированных систем автоматизированного проектирования(САПР): систем конструирования(CAD), инженерного анализа (CAE)и технологической подготовки производства (CAM) открывает передразработчиками принципиально новые возможности.
При этом основной задачей при внедрении компьютерных технологий являются сокращение сроков проектированияи постановки двигателя на производство, поскольку именно выигрыш во времени обеспечивает, впервую очередь, достижение экономического эффекта, даже в сравнении с прямыми способами снижения издержек при уменьшениизатрат на проектирование и производство изделия. Например, времяпроектирования автомобильногодвигателя до его постановки напроизводство сократилось с 3–5 лет в середине 80х гг. до 15–18 месяцев в настоящее время, асреднеоборотных двигателей – соответственно с 7–10 до 2–3 лет.Оценки показывают, что прибыльвозрастает на 3,5 % при сокращении стоимости проектирования изделия на 50 % с длительностьюжизненного цикла 5 лет.
При сокращении стоимости производствана 9 % рентабельность возрастаетна 22 %, тогда как при сокращении427сроков поставки изделия на 6 месяцев рост прибыли будет максимальным и достигнет 33 %. Дополнительно к изложенному САПРпозволяет существенно повыситькачество как самого проекта, так иготового изделия, что в условияхпостоянно ужесточающейся конкуренции дает серьезные преимущества, приводя к снижению издержек производства и эксплуатации.Поэтому разработка систем автоматизированного проектированияявляется актуальной задачей двигателестроения.В настоящее время дальнейшаяавтоматизация производства наукоемких изделий выходит на качественно новый уровень, который находит свое воплощение в концепции PLMтехнологий – ProductLifecycle Management (управлениежизненным циклом продукта).Практическая реализация этой концепции связана с формированиемединого информационного пространства, объединяющего все этапы жизненного цикла изделия (проектирование, производство, эксплуатация и утилизация).
PLMтехнологии являются продолжениемразвития тех методов, которые былиапробированы в CAD/CAM/CAEсистемах, и эти системы являютсясоставными компонентами PLMтехнологий.Современный этап развитиядвигателестроенияпредполагаетпри создании нового двигателя, помимо разработки конструкторскогопроекта в его традиционном понимании, также рассмотрение всехаспектов жизненного цикла вновьсоздаваемого двигателя, предусмотренного PLMтехнологиями.Стандарты ИСО 9000 "Управлениекачеством" и ИСО 14000 "Экологическое управление" определяютполный жизненный цикл технического объекта как совокупностьприведенных ниже этапов.1.
Маркетинг.2. Разработка концепции проектирования объекта и его компонентов.3. Добыча сырья и производствоконструкционных и эксплуатационных материалов.4. Разработка технологическихпроцессов производства.5. Производство объекта и егокомпонентов.6. Реализация.7. Эксплуатация.8. Утилизация и переработкаобъекта после окончания эксплуатации.На рис. 10.1 приведена схемажизненного цикла продукта, которым может являться и поршневойдвигатель.
Прямоугольники, изображенные сплошными линиями,представляют два главных процесса, составляющих жизненный циклпродукта: процесс разработки ипроцесс производства. Процессразработки начинается с запросовпотребителей, которые анализируются отделом маркетинга, и заканчивается полным описанием продукта, обычно выполняемым вформе рисунка.
Процесс производства начинается с технических требований и заканчивается поставкой готовых изделий.С развитием международнойкооперации в единый процесс вовлекается множество конструкторских и технологических бюро, машиностроительных предприятий,фирм, занятых продвижением,продажей, наладкой и эксплуатацией изделий. Сетевые инфраструктуры (локальные, корпоративные, региональные и глобальные сети) обеспечивают прямуюпередачу информации от компьютера к машиностроительному обо428Рис. 10.1. Жизненный цикл продуктарудованию, обмен информациеймежду удаленными рабочими местами и т.д. Все это создает проблемы управления циклом проектирования всего изделия, интеграциипрограммного обеспечения, целостности данных, межпрограммныхинтерфейсов и др.
Наиболее важными из них являются:• ведение распределенных архивов конструкторской, технологической, коммерческой информации(геометрические модели, конечноэлементные сетки, результаты инженерного анализа, конструкторская документация, технологические процессы, программы длястанков с ЧПУ, экономические расчеты и т.д.);• организация быстрого поиска,просмотра и аннотирования документов и моделей различных форматов (текстовой информации, графической, вербальной, анимации ипр.) без загрузки приложений, в которых эта информация создавалась;• управление разработками сложных изделий (управление структурой изделия, согласование процедур и этапов работ, управление версиями и документами, историясоздания и сопровождения);• организация обмена и представления данных различных CAD/CAM/CAE систем;• авторизация пользователей ирабочих групп, назначение правдоступа и защита информации;• установление последовательности прохождения документов,контроль выполнения, электронная подпись;• организации информации нафизических носителях различноготипа, удаленный доступ к информации.В современных PLMтехнологиях эти и другие функции берут насебя программные среды, получившие наименование PDM – ProductData Management (управление данными продукта).429PLMтехнологии представляютсобой набор методов создания единого информационного пространства (ЕИП).
Главной целью внедрения PLMтехнологий являетсясоздание единого информационного пространства, отражающего всеэтапы жизненного цикла изделиядля всех периодов его существования.ЕИП должно обеспечить:• целостность данных; возможность доступа к данным географически удаленных пользователей;• отсутствие потерь информации при переходе с одного этапа надругой; доступность всем участникам изменения данных;• возможность использованияразных компьютерных систем;ЕИП отличается тем, что вся информация представляется в электронном виде;• хранение всех сведений об изделии;• единственность данных об изделии;• использование международных и государственных стандартов;• использование программнотехнических средств, доступныхучастникам разработки и созданияизделия;• возможность постоянного расширения.Как на стадии проектированияизделия, так и на этапе его производства требуются услуги системыуправления поставками необходимых материалов и комплектующих,иногда называемой системой SCM– Supply Chain Management (управление цепочками поставок).Автоматизация управления деятельностью как всей корпорации(производственных объединенийпредприятий), так и его отдельныхструктурных подразделений выполняется при помощи автоматизированных систем управленияпредприятием.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
