Frol_1-125 (1074089), страница 5
Текст из файла (страница 5)
возможностью использования проектируемого механизма в машинах нового поколения, а машин — в сложных системах. Во всех случаях техническое задание должно содержать тщательное экономическое обоснование предполагаемой эффективности проектируемого оборудования. Проектируемый механизм или машина должны иметь более высокие технико-экономические показатели по сравнению с существующимн. Концепция проектирования Разрабатывается после того, как сформулированы исходные данные и определены основные приоритеты проектирования (рис. 2.1). Разработкой концепции занимается небольшая по численности группа конструкторов высшей квалифика- 21 ции. Работа группы базируется на активнейшем использовании вычислительной техники, владении всеми необходимыми методами расчетов, на накопленных банках данных с конструкциями машин, их узлов, агрегатов н систем.
Это позволяет в результате принятия концепции иметь если не конструкцию машины, то по крайней мере определить ее компоновку и габариты. При разработке концепции необходимо учитывать все возможные налагаемые на конструкцию ограничения (функциональные, технологические, эксплуатационные, эргономические и др.). На уровне принятия концепции осуществляется выбор схем, конструкций элементов и основных параметров проектируемого механизма или машины, наилучшим образом обеспечивающих требуемые выходные характеристики, отвечающие целевому назначению. На рнс. 2.2 приведены варианты выбора концепции на уровне кннематических схем при проектировании различных механизмов и узлов.
При выборе схемы дифференциала (рис. 2.2, и) каждый из вариантов имеет свои преимущества: на работу дифференциала с цилиндрическими колесами (схема М) погрешности изготовления и мон- тажа влияют в меньшей степени; дифференциал с коническими колесами (схема 11) дает возможность применять ведущие колеса больших диаметров при тех же габаритах.
На рис. 2.2, 6 приведены варианты кинематических схем двухступенчатых коробок скоростей, применяемых для расширения регулируемого диапазона частот вращения двигателя М, что позволяет в итоге получать достаточно большое передаточное отношение. В коробке со схемой 1 входной и выходной валы выполнены соосно (коробка со ступенью возврата), что повышает компактность, но прн этом одно из передаточных отношений (в зубчатой муфте .Ц равно единице, в то время как в схеме 11 оно может изменяться по желанию конструктора. Существуют принципиально различные варианты кинематических схем приводов станков с ЧПУ (рис. 2.2, в), В схеме 1 весь диапазон частот вращения шарикового винта 1 может быть обеспечен двигателем 2.
Редуктор между двигателем и винтом отсутствует, что обеспечивает большую компактность и простоту привода в целом. Применение редуктора 3 в схемах 11 и П! уменьшает мощность и габариты двигателя. При одинаковом передаточном числе от двигателя к винту (в примере и=4) схема П конструктивно более проста, чем схема Ш. Однако приведенный к двигателю момент инерции колес редуктора с равномерно распределенным передаточным отношением между двумя парами колес (схема Ш) примерно в 2,5 раза меньше, чем в схеме П (момент инерции изменяется пропорционально четвертой степени диаметров колес), что благоприятно сказывается на динамических характеристиках привода.
То же самое можно сказать о выборе диаметра винта: увеличение диаметра повьппает нагрузочную способность, долговечность„но одновременно возрастает момент инерции привода. На рис. 2.2, г приведены варианты кянематических схем привода главного движения станка и соответствующие им графики мощности, развиваемой на выходном валу.
Двухступенчатая коробка (схема 1) конструктивно проще, но для обеспечения требуемого диапазона Я„частот вращения приходится выбирать большое передаточное отношение гр, коробки. При этом если оно больше, чем диапазон Я регулирования двигателя при постояшюй мощности Я=солзг, то возникает падение мощности 1зР на некоторых частотах вращения и приходится снижать режимы нагружения на этих частотах, Трехступенчатая коробка (схема 11) не имеет этого недостатка, и на всех трех ступенях (1, 11, Ш) мощность используется полностью.
Однако конструкция, коробки сложнее и габариты больше. Наконец, последний пример: выбор типа и конструкции опор шпинделя. Пример наглядно показывает, что именно на концептуальном уровне должны быть выбраны характеристики опор (табл. 2.1), обеспечивающие требуемые выходные характеристики узла в соответствии с его целевым назначением. Каждый тип опор имеет свои достоинства я недостатки. Опоры каченин по совокупности своих свойств применягот существенно чаще других, хотя имеют ограннченныс точность и быстроходность (за исключением высокоскоростных малонахруженных прецизионных подшипников), а также низкое демпфирование.
Однако они просты в эксплуатации и высоконадежны. В зависимости от сочетания требований скорости, точности и нагрузки в шпиндельных узлах применяют различные конструкции опор качения. Гидростатические опоры обеспечивают исключительно высокую точность вращения пшинделя н могут использоваться неограниченно долго вследствие отсутствия изнашивания. Ови обладают весьма высокой нахрузочной способностью во всем диапазоне частот вращения. Высокая демпфирующая способность обеспечивает хорошую виброустойчивость узла. Гидродинамические опоры применяют в тех случаях, когда требуются высокие и постоянные скорости сколыкеиия. Эти опоры обеспечивают достаточно высокую точность вращения. Однако тепловые потери их весьма велики.
Газостатические ~азростатические) опоры наиболее целесообразно применять в сверхвысокоскоростных мадонагруженных шпиндельных узлах вследствие весьма малых тепловых потерь, нвзких жесткости и демпфирования. Шпиндель имеет высокую точность вращення в опорах и может сохранять ее неограниченно долго вследствие отсутствия износа. Таблнва 2Л. Основные яарактернешпв пвввдввввгк шшр Првмечанве. Для опор качевня: верхняя строка -- препвзвоввые высокоскоростные шпввдельвые шарвкопошпвпвнкп, пнннвя — остальвыеГ а — яаракгернстняв могут быть увелвчены путем управлепня парамеграмв снстемы управлевня магпнтныьш опоремн.
Обозвачеввя: ДГ . мощность прнвода; Ю вЂ” - дваметр передней шевкв шшшдеая; а - частота врашеввя. Магнитные опоры, в которых вал удерживается электромагнит- ным полем, по своим свойствам близки к газостатическым, но имеют существенно ббльшую жесткость (см. табл. 2.1). В то же время они весьма дороги и сложыы в эксплуатации. Таким образом, после принятия технических решений по схемам, узлам, агрегатам и системам проектируемых машиы (техника САП/САМа позволяет рассмотреть все эти вопросы очень глубоко, '.
вплоть до мелкых деталей) конструкторские разработки на уровне : коыцепций поступают в группы, занимающиеся проектированием машин различных модификаций и их конкретыыми узлами и систе- мами. Группы работают в единой концепции, пользуясь общими для всех файлами и базами данных. Техническое предлпжеиае формулирует прныятую концепцию, уточняя и развивая техническое задание. Оно состоит из совокуп- ности конструкторских документов, необходимйх для дальнейшего проектирования.
Техыическое предложеыие обеспечивает и уточняет техыические характеристики проектыруемой машины и диапазоны эксплуатациоыыых нагрузок и скоростей. На этом этапе выбирают окончательный вариант компоновки машины, ее узлов и агрегатов, пользуясь результатами анализа, синтеза и оптымизации вариантов компоновок, и разрабатывааот принципиальные схемы машиыы: кинематическую, гидравлическую, пневматичесасую, электрическую и др., а также принимают тып и характеристики системы управле- ния, определяют общие габаритные размеры, Техническое предложение дает полное представление о компо- новке и возможностях проектируемых механизмов или машиы.
Эсквзвыи проект содержит предварительную конструкторскую проработку всех основных узлов и являепж развитием технического предложения. Он базируется на анализе различных конструкторских решений, результатах расчетов, оптимизации важвейппгх парамет- ' ров и характеристик машиыы. При конструировании машыыы, ее узлов и систем следует мак- симально использовать стандартные и унифицированные детали, механизмы и элементы, что удешевляет проектируемую машину. Каждое конструкторское решение должно быть обосновано ре- зультатами расчетов, рассмотрено с точки зрения обеспечения каче- ства и надакности функционирования проектируемой машины, тех- нологичности взготовлевия и сборки, удобства эксплуатации, ремо- нтопригодности и т.
д. Технический проект включает окоычательыую конструкторскую проработку всех узловых чертежей, схем машины и ее общих видов. На этом этапе производят все виды уточыеыыых и поверочных расчетов, оптимизируют необходимые параметры узлов и систем еСАВ/САМ: САП Сощрают АЫео ьЗемяа — проеатироаааие с помощью аомиьютера; САМ Сстрстет АЫео МапиГастспая — изтотоалеиие с помощью компьютера. 25 машины, окончательно определяют ее эффективность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
