Егоров О.С., Подураев Ю.В. - Мехатронные модули. Расчет и конструирование (1053456), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Но это не значит, что следует стремиться к наиболее полной формализации всех без исключения тех- ,~",';.":-:'" ' нических требований. Степень необходимой формализации опреде- ~::.':,',::ляется, с одной стороны, трудностями ее осуществления, с другой ',-"З~,::,:;:;::::!: требованиями последующих этапов конструирования.

Процесс реализации требований в конструкции сопровождается обратными взаимодействиями на технические требования. Для '.;:::::'.::,-' осушествления рационального процена "реализации требований" конструктор должен иметь возможность в допустимых пределах варьировать параметрами технических требований. Важно поэтому в требованиях отражать не только номинальные, но и предельные '".;.:':;:, значения закладываемых величин. Требования к мехатронному модулю не могут быть сформули 31 рованы, если общее направление конструирования не выбрано. Во'-'.::,; прос что делать неотделим при конструировании от вопроса каи:.': делать.

Законченный перечень технических требований всегда от-'-", ражает степень ясности представлений конструктора о выбранном,'';,.' направлении работы. 1.5.4. Предварительное конструирование основных частей мехатронного модуля Стремление конструктора к улучшению компоновки мехатрон-'.:,: ного модуля посредством объединения отдельных частей, несущик'.::, разные функции, сдерживается рядом факторов и является почтй::;"' всегда нелегкой задачей.

В результате анализа принципиальной:::- схемы и изучения технических требований выделяют несколько;: крупных частей, выполняющих различные функции, и приступают:-', к собственно конструированию каждой части будущей конструк-' ции. Каждая составная часть должна удовлетворять определенной:::;: группе требований перечня. При этом конструктору наряду с: имеющимися техническими требованиями необходимо учесть и ло-:.''' полнительные, не входящие в первоначальный перечень, но отра-,', жающие связи рассматриваемой части с другими частями меха-:,': тронного модуля. Если конструктор сумел для каждой составной части отобрать, несколько наиболее удачных эскизов конструктивных подвариантов, то сочетая различные подварианты различных частей, появляется возможность оценить возникающие варианты компановки все- 'з го мехатронного модуля по некоторым заранее выбранным крите- " риям и отобрать наиболее оптимальные варианты, приблизившись, тем самым к решению задачи.

Такова примерная схема перехода от:::;. технических требований к первоначальным эскизным решениям". компоновки мехатронного модуля в целом. Найденные подварианты каждой из частей на самых первых'--" порах поиска не сопоставляют друг с другом и не слишком тща;::; тельно проверяют на соответствие техническим требованиям. Кон-',;;:, структор сознательно оттягивает стадию сравнения подвариантов и;:,:.';; отбора наилучших„ так как отдать сразу предпочтение какому-либо-',, из подвариантов — это значит в какой-то степени уже лишить себя:.",:,' свободы дальнейшего поиска, а вместе с тем и возможностей оты-,'!":;: екать иные, лучшие решения. В процессе поиска первоначальных подвариангов создание са-:;,:: мостоятельных комбинаций из общеизвестных и присущих только:-': данной конструкции деталей сочетается с заимствованием не толь-',:.:„': 32 ко готовых узлов, но и с нахождением области их поиска.

Область ближайшего поиска вариантов — это те илн нные источники информации, хранящие и систематизирующие накопленный опыт конструирования схолных устройств. Здесь и чертежногехническая документация, н проектные. материалы, и результаты испытаний, и научно-технические отчеты, и спепиализированная техническая литература. Область дальнего поиска вариантов безгранична и неопределенна.

Оригинальные конструктивные решения могут быть найдены н вокруг нас, в мире привычных вещей, и в заводских цехах, и в мире живой природы. Процесс предварительного конструирования характеризуется, как правило, своей незавершенностью, причем степень этой незавершенности может быть самой различной лля отдельных частей разных мехатронных модулей. Рассматриваемый этап предварительного конструирования знаменует начало непрерывной, непрекращающейся до окончания конструирования работы по обеспечению надежности мехатронного модуля.

Выбрав надежность в качестве важнейшего критерия рациональности создаваемой конструкции, мы должны оценить по этому критерию каждый из этапов. Переход от принципиальной схемы к первым конструктивным эскизам основных частей означает переход от идеализированных элементов к реальным деталям. Наибольшие трудности такого перехода связаны с недостаточно глубоким анализом изменений в кинематике и динамике, возникающих при конструктивной реализации схемы, построенной из илеализированных элементов. Нераспознанные, неправильно рассчитанные или просто не принятые во внимание силы инерции, трения, упругости в отдельных звеньях кинематической цепи, а также кинематическая неопределенность составляют характерный класс причин, обусловливающих недостаточную належность будущего мехатронного модуля.

При изучении семейств подвариантов раскрываются их качества, так или иначе' оцениваемые с точки зрения надежности и, наоборот, подход к анализу семейств с позиций надежности помогает 1аходить новые и лучшие подварианты конструкции частей меха- тронного модуля. 1.5.5.

Разработка вариантов эскизной компоновки мехатронного модуля Эскизная компоновка мехатронного модуля в наименьшей степени поддается логическому анализу. Рождающиеся в голове конструктора комбинации несут на себе печать его знаний, наблюдений, 33 повседневного и профессионального опыта.

Поэтому раньше всего .'-",.'. возникают варианты, связанные с более привычными, чаше встре-,':,;,-.'; чающимися конструктивными решениями. Конструктор испытыва-'::', ет на себе "пороговый эффект" всякий раз, когда следует отойти от привычных конструкторских вариантов и далеко не сразу замечает -'! выгодные возможности. Вся работа сознательного конструктора,'-';: пронизана непрерывным стремлением освободиться от пелены .-; привычных представлений как в большом, так и в малом.

Эскизирование. Поиск вариантов компоновки как основных ''.": частей, так и л~ехатронного модуля в целом сопровождается эски- -'-".," зированием. Эскиз состоит из небольшого числа линий, изобра- '.-::.' ~жаюших лишенную подробностей конструктивную схему и лишь' '',"' иногда те ее части, которые поясняют и развивают основную кон- '-'„-: структивную идею. Несовершенство эскизирования искупается .,'"" быстротой вычерчивания.

Отобранные варианты нуждаются в проверке посредством масштабного вычерчивания, которое также не должно быть подробным. Искусство компоновки заключается в умении видеть на создаваемом компоновочном чертеже не только то, что там изображено, но также и то, что будет нанесено на этот чертеж впоследствии. О месте установки мехатрояиого модуля. Полнота информации о месте установки мехатронного модуля является чрезвычайно важным условием успешного решения задачи компоновки. Если конструктору не ставят никаких ограничений о месте установки мехатронного модуля, то он чувствует себя свободнее и может искать более оптимальные решения. Дело обстоит значительно сложнее, если данные о месте установки безусловно важны, но конструктор не располагает ими. Подобная ситуация может возникнуть при создании мехатронного модуля для еше не спроектированной мехатронной системы.

Недостаточная информация о месте установки мехатронного 'ъ модуля требует уменья представлять его себе обобщенно, а конст-,:!',,' рукции придавать качества, обеспечивающие возможность установки мехатронного модуля на любом объекте. Иногда удается обеспе- ':;;,' чить подобную приспособляемость мехатронного модуля к разным ' -,: мехатронным системам за счет небольшого количества переходных крепежных деталей, выполняемых каждый раз по-новому.

Предварительная эскизная компоновка. Основа компоновки мехатронного модуля может быть самой различной: удачно найденный физический принцип, рациональное технологическое решение или даже способ удешевления устройства. Процесс подгонки частей .:,': друг к другу начинается с поисков удачного сочетания каких-либо "'-'; 34 вух частей (в большинстве случаев это двигатель и преобразова-ель движения).

Некоторые варианты отбрасываются сразу же. Со1етание выбранных вариантов двух частей, взятое за основу, выдерживает первое испытание, если удается на этой основе удачно подогнать друг к другу все остальные части устройства(тормозные устройства, датчики положения и т.д.). Перебирать сочетания подвариантов без какого-либо плана и метода нерационально. Но планомерный подход вырабатывается не сразу, На первых порах перебор обычно носит беспорядочный характер и лишь постепенно приобретает направленность. Нередко случается, что по мере про,е рисовки мехатронного модуля становится все труднее и труднее реализация в конструкции последующих требований. В этих случаях следует своевременно остановиться, с тем чтобы предпринять поиски другой основы его компоновки. По мере просмотра вариантов, по мере того как безмасштабные прикидки уточняются масштабными прорисовками, конструктору обычно удается отыскать закономерности, которые в состоянии играть роль первоначальных критериев оценки вариантов компоновки.

К таким критериям могут быль отнесены такие факторы, как "отсутствие критических зон", "простота сочленений основных частей", "совмещение функций" и т.п. То, что не удавалось конструктору при первом знакомстве со схемой, может увенчаться успехом на настоящем этапе в процессе перебора вариантов эскизиро- ~:-";!::, -; ванием и масштабными прикидками. (г, Логическая последовательность компоновки, при которой конструктор вначале расчленяет первоначальную схему на части, а затем все-таки находит возможность к их интеграции, может считаться характерным для случаев глубокой конструкторской проработки мехатронных модулей ф Цена коиструктивиой реализации параметров.

Реализация раз- личных параметров осуществляется посредством неодинаковых "за- ~:;:!:;:,:... трат" массы и располагаемого пространства, различной степенью усложнения отдельных деталей и всего мехатронного модуля в целом, ценой появления больших или меньших технологических трудностей. Поэтому понятие "цены конструктивной реализации параметров" приобретает вполне определенный смысл и может приобрести чрезвычайную практическую важность. Так, например, иногда удается выразить отдельные параметры технических требований в единицах массы создаваемого мехатронного модуля. В этом случае конструктор получает выгодную для него возможность количественной оценки наиболее существенных параметров.

Характеристики

Список файлов книги