И основные задачи проектирования

Предисловие

 

Потребность в машинах высокого качества, энергонасыщенных, имеющих оптимальную массу и повышенную скорость рабочих процессов, выдвигает новые требования к проектированию сельхозмашин (СХМ) и оборудования, качеству изготовления и сокращению сроков постановки на производство.

Современное проектирование возникло на базе различных конкретных технических дисциплин, вычислительной математики, моделирования, применения методов многомерного анализа, параметрического и структурного синтеза с использованием различных программных комплексов ЭВМ. Однако только математическая постановка задач и их решение для большинства проектных процедур неочевидна. Целесообразно сохранение за проектировщиком основных функций, которые не могут быть выполнены формальными или только расчетными методами. Процесс проектирования отличается от обычных методов инженерного расчета отдельных элементов технического объекта (вал, цепная передача, рамная конструкция и др.) прежде всего тем, что решаются задачи по обоснованию функциональных и технических характеристик сельхозмашин и агрегатов. Именно поэтому особенностью предлагаемого учебника является последовательность изложения материала, близкая к последовательности выполнения проектировщиком реальной работы на проектных стадиях разработки конструкторской документации. В основе настоящего учебника лежит классический метод изложения материала, характерный для технической дисциплины.

    В качестве объектов проектирования, для примеров использованы результаты НИР и разработки зерноочистительных машин и агрегатов, выполненные на кафедре «Сельскохозяйственные машины и оборудование» ДГТУ.

    Некоторые разделы учебника содержат материалы повышенной сложности, считаем это необходимым для подготовки бакалавров, магистров, аспирантов.

    Материалы книги содержат 16 глав. В 1-й и 2-й главах изучаются общие подходы, задачи и исходные данные для проектирования технических объектов; в 3-й главе приводятся стадии и этапы проектирования СХМ, основные виды работ конструктора на каждой стадии, требования к техническому заданию на проектирование СХМ, его содержание, подходы к его разработке; в 4-й главе показаны современные направления в конструировании машин, особое внимание уделено системам автоматизированного проектирования (САПР); в 5-й главе показаны современные методы прогнозирования (статистические, экспертные, модельные) тенденций развития сельхозмашин и их основных показателей; в 6-й главе рассмотрены основные требования приспособленности СХМ к работе в составе поточных технологических линий; в 7-й главе приведены общие подходы к обоснованию внешних характеристик машин и агрегатов (универсальность, комбинирование, агрегатирование), методы обоснования ширины захвата проектируемой СХМ; в 8-й главе рассмотрены методы оценки на проектной стадии эксплуатационной производительности машин и агрегатов при различной организации их работы; в 9-й главе приведена классификация отказов СХМ, их причины, требования к рациональной надежности элементов и машины, прогнозирование уровня надежности СХМ на проектной стадии; в 10-й главе рассмотрены задачи и методы обеспечения качества СХМ при проектировании; в 11-й – 13-й главах показаны общие подходы к обоснованию и построению функциональных, принципиальных и кинематических схем СХМ и агрегатов с использованием методов моделирования, системного анализа, параметрического и структурного синтеза и элементов САПР; в 14-й главе даны подходы к решению ряда задач при разработке технического проекта СХМ, обеспечение ремонтопригодности, надежности, методов их контроля с использованием стендовых испытаний; в 15-й главе приведены методы оценки качества и эффективности спроектированной СХМ; в 16-й главе приведены методы испытаний и оценка качества и эффективности сельскохозяйственных машин.

    Предисловие, главы 1-4, 8, 11-14, 16 раздел 5.2 главы 5, разделы 7.1, 7.3, 7.4 главы 7, заключение написаны доктором технических наук, профессором Ю.И. Ермольевым; глава 6, разделы 2.5 главы 2, разделы 5.1, 5.3-5.7 главы 5, раздел 7.2 главы 7 написаны доктором технических наук, профессором А.Д.Чистяковым; глава 9 написана кандидатом технических наук, доцентом А.А.Андросовым; глава 10 написана доктором технических наук, профессором А.А.Барановым, глава 15 написана доктором технических наук, профессором В.И. Пахомовым, раздел 4.2-4.3 главы 4 написан кандидатом технических наук, доцентом А.В. Бутовченко.

Учебник является составной частью учебного материала в общей программе подготовки инженеров-конструкторов сельскохозяйственных предприятий, машин и оборудования, в котором излагается последовательность работ по созданию новых технических средств применительно к агропромышленному комплексу.
Глава 1. ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ И ПОНЯТИЯ

 

Дисциплина «Основы проектирования сельскохозяйственных машин» базируется на терминах и понятиях, излагаемых в общеинженерных дисциплинах специальности. Однако в данном учебнике используется ряд специфических терминов и понятий. Рассмотрим определения к основным ключевым понятиям.

Проектирование - от латинского projectus – брошенный вперед – процесс создания проекта – прототипа, прообраза проектируемого объекта. В процессе проектирования получают данные о структуре и функционировании систем, подсистем и их элементов проектируемого объекта, удовлетворяющие критериям проектирования (приведенные затраты, прибыль в эксплуатации, производительность, показатели назначения, показатели надежности и т.д.).

Машина – (от французского machine, от латинского machine) устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации.

Сельскохозяйственные машины принято классифицировать:

- по их функциональному назначению: почвообрабатывающие; посевные; по уходу за растениями и животными; уборочные и т.д.;

- по методу соединения с энергетическим средством (ЭС): прицепные; навесные; полунавесные; самоходные;

- по положению относительно объекта: мобильные; стационарные.

Сельскохозяйственный агрегат – сочетание рабочих машин с источником энергии, предназначенное для выполнения одной или нескольких сельскохозяйственных операций одновременно.

Комплекс машин – совокупность сельскохозяйственных машин, способная выполнить в течение года все запланированные операции по производству продуктов всех отраслей агропромышленного хозяйства в оптимальные агротехнические сроки с наименьшими затратами труда и средств.

Система сельскохозяйственных машин – рациональная совокупность машин различного назначения, подлежащая реализации на предприятиях сельхозмашиностроения и позволяющая образовывать комплексы для выполнения многообразия производственных сельскохозяйственных процессов во всех природно-климатических зонах страны.

Критерии проектирования (целевая функция) – математическое выражение результата (целей) осуществления рассматриваемого процесса. Различают: внешние критерии, определяющие эффективность проектируемого объекта, и внутренние критерии, определяющие функциональную связь между элементами (подсистемами) объекта.

Внешние критерии – приведенные затраты, прибыль, производительность, показатели технологического процесса, выполняемого СХМ или агрегатом.

Внутренние критерии - неравномерность перемещения обрабатываемого материала от одного рабочего органа СХМ к другому; технологические свойства обрабатываемого материала после прохождения рабочего органа и т.д.

Критерий должен отвечать определенным требованиям, а также должен быть представительным, критичным, по возможности простым.

Представитель ность заключается в возможности оценки эффективности решения основной, а не второстепенной задачи, т.е. рассматриваемый процесс или объект должны хорошо отражаться критерием.

Критичность состоит в значительном изменении числового значения критерия при очень малых изменениях сравниваемых характеристик.

Система (от греческого systema - составление из частей, соединенное) – упорядоченная совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, закономерно образующих единое целое, обладающее свойствами, отсутствующими у отдельных элементов ее образующих. Выделение системы важно для изучения её или её элементов и определяется задачами исследований. В зависимости от рассматриваемой ситуации система может переходить в понятие «подсистема» и «элемент системы». Для описания перехода системы от одного состояния в другое применяются в основном математические модели. Следует иметь в виду, что эффективность системы определяется внешними критериями, а ее поведение – внутренними.

Модель – отображение каким-либо способом наиболее существенных характеристик процессов и взаимосвязанных реальных систем. Модель предназначена для мысленного или аппаратурного эксперимента, для анализа свойств данной системы, вероятных способов её применения и способов преобразования для получения каких-либо новых возможностей.

Моделирование – определенный способ отображения или воспроизведения действительности для изучения протекающих в ней закономерностей. Наиболее употребительным языком моделирования являются: словесное описание; чертежи; графики; таблицы; математическое описание.

Сельскохозяйственный производственный процесс – процесс производства основной (зерна, овощей) сельскохозяйственной продукции или побочной (удобрение); включает в себя технологические, транспортные и вспомогательные процессы. Каждый процесс состоит из следующих операций:

технологическая операция является элементом технологического процесса и непосредственно связана с изменением технологических свойств обрабатываемого материала;

вспомогательная операция – комплекс работ по обеспечению выполнения технологических операций: подготовка поля к работе (прокашивание), подготовка агрегата к работе, разгрузку и погрузку, транспортировку и техническое обслуживание и т.д.;

транспортный процесс – составная часть технологического процесса, но не связанная непосредственно с технологическими операциями (перевозка основного и вспомогательного продуктов, запчастей и т.д.)

Макет – конструкция, воспроизводящая отдельные, интересующие конструктора элементы конструкции изделия, позволяющая осуществлять экспериментальную проверку и обработку этих элементов до изготовления опытных образцов изделия.

Аналог – изделие отечественного или зарубежного производства того же вида, конструктивного устройства, принципа действия, функционального назначения, масштабов производства и условий применения, что и сравниваемое (проектируемое) изделие.

Прототип – это ближайший из аналогов к сравниваемому (проектируемому) изделию.

 

 

Глава 2. ОБЪЕКТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Исходные данные для проектирования

 

Для решения задач при проектировании требуется большой объем сведений об элементах системы «наука – техника – производство – эксплуатация», влияющих на объект проектирования, а также значительный объем информации, определяющий условия, место, заданные агротехнические требования и ограничения на его функционирование. Причем количество информации и ее характер зависят от многих обстоятельств: назначения проектируемой машины; наличия аналогов; степени изученности отдельных вопросов и т.д.

Информацию, в каждом отдельном случае, необходимо подбирать дифференцированно в зависимости от назначения проектируемой машины и решаемых задач при проектировании. Рассмотрим основные разделы необходимой информации.

Наука – сфера человеческой деятельности, функции которой– выработка и теоретическая систематизация объективных знаний о действительности; включает как деятельность по получению нового знания, так и ее результат – сумму знаний, лежащих в основе научной картины мира. Непосредственная цель науки – описание, объяснение и предсказание процессов и явлений действительности, составляющих предмет ее изучения, на основе открываемых ею законов. Проектировщик должен владеть навыками научно-технической деятельности [30].

     Большое количество современных научных коллективов приняли участие в разработке отдельных СХМ для растениеводства, животноводства, мелиорации, лесного хозяйства и защитного лесоразведения. Широко известны научные коллективы институтов РАСХН: ВИМ, ВНИПТИМЭСХ, СибИМЭ, СЗНИИСЭСХ и др., ОАО ВИСХОМ, АО ВНИИКОМЖ и др., вузов РФ – ДГТУ, ЧГАУ, Воронежский Агроуниверситет, Московский ГАУ им. В.П.Горячкина, АЧГАА и др.

    В ДГТУ проводят исследования, приоритетные для регионального и федерального уровней: разработку новых технологий и оборудования для создания полноценной кормовой базы – изыскание нетрадиционных технологий и технических средств для производства кормового белка и сбалансированных кормов; обоснование новых технологических принципов обмолота и сепарации, обеспечивающих разработку молотильных аппаратов, сепараторов соломистого и мелкого зернового вороха применительно к современным зернокомбайнам и стационарным комплексам; создание теории системной сепарации, параметрический и структурный синтез машин и агрегатов для поточной очистки зерновых культур, позволившие обосновать и разработать серию новых машин и зерноочистительных агрегатов; разработки по управлению качеством продукции на всех стадиях ее создания, базирующиеся на использовании методов системного анализа и синтеза; обеспечение надежности конструкций сельскохозяйственных машин, биотехнических систем «человек – машина – животное».

Методологические основы научного познания и творчества. Диалектико-материалистическая теория познания вскрыла природу знания, обосновывая ее посредством принципа отражения. Знание представляет собой адекватное отражение действительности в сознании человека, проверенное общественно-исторической практикой и удостоверенное логикой. Знание не дано изначально, а приобретается человеком в ходе жизни в обществе, является результатом познания, которое можно определить как процесс обогащения новым знанием. Исследователь стремится к познанию мира – предметов, явлений, закономерностей их развития, взаимосвязей между ними, причин и следствий таких связей для получения объективных сведений о действительности и пользуется при этом научными методами.

Метод – совокупность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности. Основное содержание методов науки составляют, прежде всего, научные теории, проверенные практикой. Развитие и дифференциация методов мышления в ходе развития познания привели к учению о методах – методологии.     

Эмпирические знания характеризуют непосредственно объект и выводятся в основном из опыта (наблюдений, эксперимента) путем некоторой рациональной обработки. Примером служат численные результаты эксперимента, обработанные методом математической статистики и представленные в виде математических моделей так называемых эмпирических уравнений или формул.

Теоретические знания всесторонне характеризуют объективную реальность в ее существенных связях и закономерностях и связаны с совершенствованием и развитием аналитического аппарата науки. Эти значения могут быть получены и в относительной независимости от опыта, например, посредством введения гипотетических допущений или теоретических моделей.

Эмпирические и теоретические уровни познания тесно связаны между собой, так как теоретические построения возникают на основе обобщения имеющихся знаний, в том числе и полученных из наблюдений, экспериментов, и, в свою очередь, ориентируют эмпирическое исследование. Развитие познания предполагает непрерывное взаимодействие опыта и теории. Однако конечной целью научного познания является не эксперимент, а теория. Степень развития науки определяется не столько количеством добытых эмпирических знаний, сколько полнотой и достоверностью выдвинутых и достаточно обоснованных теорий.

Отсутствие возможностей воздействовать на изучаемый объект при наблюдении привело к тому, что основным методом эмпирического познания стал эксперимент.  

  Эксперимент – это метод познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуются явления действительности. Слово эксперимент происходит от латинского experimentym – проба, опыт. Эксперимент, как и производственная деятельность людей, составляет основной элемент практики, познания реальной деятельности. Понятие «эксперимент» означает научно поставленный опыт или пробу, когда исследователь осуществляет проведение искусственно вызванного им явления в точно учитываемых условиях, позволяющих следить за его развитием, управлять им, воссоздавать его каждый раз при сохранении тех же условий. Эксперимент осуществляется на основе теории, определяющей постановку задачи и интерпретацию ее результатов. Нередко главной задачей эксперимента служит проверка гипотез и предсказаний теории. В связи с этим эксперимент как одна из форм практики выполняет функцию критерия истинности научного познания в целом. Различают физический и математический эксперименты.

Физический эксперимент может быть лабораторным или производственным в зависимости от того, выполняется он на лабораторном оборудовании или на промышленной машине или агрегате при их промышленной эксплуатации.

Когда в связи с особыми свойствами объекта исследования непосредственное его изучение затруднено, прибегают к моделированию. Моделирование – это метод исследования объектов познания на их моделях, которые являются аналогами (заместителями) оригинала в познании и практике.

Математический эксперимент проводят на математических моделях, описывающих какие-либо физические объекты или процессы. Физические и математические эксперименты дополняют друг друга, делают процесс получения информации об объекте исследования менее трудоемким и более экономичным.

Одновременно с проведением либо по окончанию наблюдения или эксперимента исследователь в качестве орудия познания привлекает мышление. Основными видами мыслительной деятельности при выполнении исследований и обсуждении их результатов являются анализ и синтез.

Анализ есть мысленное разложение предмета или явления на составляющие его части или стороны, более простые, с целью их глубокого изучения. Так, анализ процесса сепарации сыпучих материалов на решетных сепараторах по размерам включает следующие процессы: относительные перемещения по решету; процесс самосортирования (опускания в слое приходных компонентов); процесс ориентации приходных компонентов относительно отверстий решета и его проход. Следовательно, для управления процессом с целью повышения эффекта сепарации необходимо изучать каждый из этих процессов.

Синтез – мысленное объединение расчлененных анализом элементов. После изучения каждого из процессов, указанных в вышеприведенном примере, осуществляется их синтез, соединение этих процессов, устанавливается их взаимное влияние и получается общее, более полное представление о наблюдаемом процессе.

В зависимости от соотношения эмпирического и теоретического уровней назначения при изучении предметов, явлений различают два основных метода познания: дедуктивный и индуктивный.

Дедукция есть процесс аналитического рассуждения от общего к частному или менее общему. Наиболее характерным видом дедукции является аксиоматический метод, при котором основные утверждения выводятся логически путем на базе одной или нескольких аксиом, принятых исходных положений или постулатов.

Индукция – это процесс выведения общего положения из наблюдения ряда единичных величин. Индуктивный метод может быть представлен в виде следующих основных его элементов:

    1) восприятие явления путем наблюдения или эксперимента;

    2) построение на основе обсуждения имеющихся данных рабочей гипотезы, механизма явления, процесса, которые разъясняют все частные известные явления;

    3) построение математической теории, гипотезы или математического описания механизма процесса в целом;

    4) проверка теории на практике, которая служит критерием истинности разработанной теории.

Одним из этапов исследования является разработка гипотезы.

Гипотеза - это научное допущение или предложение, истинное значение которого не определено. Задача гипотезы – раскрыть те объективные связи и соотношения, которые могут быть главными для изучаемого явления. После проверки гипотеза превращается либо в достоверную теорию, либо в достоверное значение определенного факта. При решении инженерных задач гипотеза используется как формулировка или предложение возможного пути поиска. Следовательно, любой инженерный эксперимент должен выполняться только при наличии первоначальной гипотезы. Первоначально гипотеза в процессе исследования, как правило, неоднократно подвергается анализу, критике, уточнению, и в результате гипотезы становятся более достоверными (мозговой штурм).

В ряде случаев выдвижение гипотезы происходит через интуицию.

Интуиция – способность постижения истины путем прямого ее усмотрения без обоснования с помощью доказательств. Она представляет собой своеобразный тип мышления, когда отдельные звенья процесса мышления проносятся более или менее бессознательно, а предельно ясно осознается именно итог мысли – истина. Интуиции бывает достаточно для усмотрения истины, но ее недостаточно, чтобы убедить в этой истине других и самого себя. Для этого необходимо доказательство. Интуиция возможна, как правило, лишь при наличии определенных знаний и большого опыта теоретического и практического мышления.

При обсуждении результатов экспериментов, выдвижении гипотез в процессе мышления у исследователя возникают идеи.

Идея – это мысль, которая, достигая высокой степени объективности, полноты и конкретности, в то же время нацелена на практическую реализацию. Идея – это отражение действительности и целевого устремления. Генерация идей должна быть неотъемлемой особенностью деятельности и мышления исследователя, так как без новых идей невозможно дальнейшее развитие науки и техники.

Научно-техническая деятельность - деятельность, направленная на получение, применение новых знаний для решения технических, инженерных, экономических, социальных, гуманитарных и иных проблем, обеспечения функционирования науки, техники и производства как единой системы.

  Экспериментальные разработки – деятельность, которая основана на знаниях, приобретенных в результате проведения научных исследований или на применении практического опыта, и направлена на сохранение жизни и здоровья человека, создание новых материалов, продуктов, процессов, устройств, услуг, систем или методов и их дальнейшее совершенствование.

Организация и планирование исследований. Исследования в области сельскохозяйственного машиностроения ведут научные учреждения различного профиля: институты РАСХН, отраслевые НИИ, производственные объединения (ПО), научно-исследовательские и научно-производственные организации в структуре вузов, объединения производственных, вузовских и других научных организаций в технопарки, решающие крупные научно-производственные проблемы.

  Институты РАСХН (ВИМ, ВИЭСХ, ВНИПТИМЭСХ, СибИМЭ и др.) решают фундаментальные и прикладные проблемы развития сельхозмашиностроения.

Отраслевые институты (ОАО «ВИСХОМ» и др.), лаборатории (отделы), научно-технические центры производственных объединений призваны быть связующим звеном между фундаментальной наукой и производством, занимаясь прикладными научными исследованиями и научно-технической деятельностью. Научно-технические центры представляют собой научно-производственный и хозяйственный комплекс, в состав которого могут входить научно-исследовательские, проектно- конструкторские, технологические организации, опытные производства по выпуску готовой продукции.

В вузах проводятся фундаментальные и прикладные научные исследования, тесно связанные с подготовкой инженерных и научных работников. Выбор направлений и тематик исследований определяется комплексно в зависимости от ряда условий.

1. Предложений заказчиков: предприятий разработчиков и изготовителей сельхозтехники; отраслевыми министерствами; государственным комитетом по науке и технике в соответствии с федеральным планом НИР и ОКР по соответствующей проблеме.

  2. По инициативе самой организации, определившей проблему и направления исследований перспективные для развития сельхозмашиностроения.

  3. Возможностью научного подразделения, определяемой наличием специалистов, работающих в соответствующем научном направлении, их опыта, квалификации, наличия исследовательской базы.

  Финансирование НИР производится заказчиком (хоздоговорные работы, участие в программах), из собственных средств научной организации (инициативные исследования); госбюджетное финансирование НИР, определенных различными государственными программами федерального и регионального уровней; за счет средств грантов; НИР, проводимые в вузах по выбранным и утвержденным направлениям, дополнительно финансируются из федерального бюджета.

ДОКУМЕНТАЦИИ

 

3.1. Содержание технического задания

 

Стадии и этапы разработки конструкторской документации проводят по правилам, установленным соответствующими стандартами (ГОСТ 2.103-68) (рис.3.1).

 

 

Рис.3.1. Стадии и этапы разработки конструкторской документации

 

Важнейшим исходным документом, определяющим технико-экономический уровень качества разрабатываемого изделия, целенаправленность процесса его разработки и народнохозяйственную эффективность, является техническое задание (ТЗ)

Техническое задание разрабатывают в соответствии с исходными требованиями заказчика, а при инициативной разработке содержание ТЗ определяет разработчик на основе выполненных НИР, результатов научного прогнозирования, анализа отечественных и зарубежных достижений науки и техники, изучения патентных материалов и других источников информации (см. гл. 2).

В техническое задание включают, как правило, прогнозируемые показатели технико-экономического уровня качества изделия, в том числе уровня стандартизации и унификации, с учетом наиболее полного удовлетворения заказчика и с учетом возможного экспорта проектируемого объекта. Включаемый в ТЗ комплекс требований не должен, однако, ограничивать инициативу разработчика при поиске и выборе оптимального решения технической задачи. ТЗ разрабатывают на изделие в целом, а в необходимых случаях и на отдельные составные части изделия.

В общем случае разделы ТЗ включают следующие данные:

1. Наименование и область применения изделия: наименование и условное обозначение изделия; краткая характеристика области применения (исследования, эксплуатации); общая характеристика объекта, в котором используют изделие; возможность поставки на экспорт.

2. Основание для разработки: полное наименование документов, на основании которых осуществляется разработка (с указанием утвердившей их организации и даты утверждения); наименование и условное обозначение темы разработки.

3. Цель и назначение разработки: эксплуатационное и функциональное назначение изделия; перспективность производства и применения изделия.

4. Источники разработки: перечень НИР и других работ, обосновывающих необходимость проведения разработки; перечень экспериментальных образцов, макетов и других проработок изделия и его составных частей, на базе которых выполняется разработка.

5. Технические требования: требования и нормы, определяющие показатели качества и потребительские (эксплуатационные) характеристики изделия с учетом действующих стандартов и норм, располагаемые в общем случае по следующим показателям:

5.1. Состав изделия и требование к конструктивному устройству: наименование, количество и назначение основных составных частей изделия; конструктивные требования к изделию и его составным частям по габаритно-установочным и присоединительным размерам, способам крепления, покрытиям, регулировке и т.п.; масса изделия и отдельных составных частей (с указанием, при необходимости, ограничений); требования к средствам защиты от влаги, вредных испарений, коррозии, микроорганизмов; требования к взаимозаменяемости изделия и его составных частей, к виду и составу запасных частей, инструмента и принадлежностей.

    5.2. Показатели назначения - характеризуют свойства изделия, определяющие его основные функции, для выполнения которых он предназначен (см. гл. 10).

    5.3. Требования к надежности - требования к долговечности, безотказности, сохранности и ремонтопригодности (см. гл. 9).

5.4. Требования к технологичности - требования к производственной и эксплуатационной технологичности конструкции изделия; базовые показатели технологичности конструкции (см. гл. 10).

5.5. Требования к уровню унификации и стандартизации -показатели уровня унификации и стандартизации изделия (см. гл. 10).

5.6. Требования безопасности при монтаже, эксплуатации и ремонте - допустимые уровни шумовых и вибрационных нагрузок в соответствии с действующими стандартами, санитарными нормами и т.д.

5.7. Эстетические и эргономические требования - удобство обслуживания, комфортабельность и т.п. (см. гл. 12).

5.8. Требования к патентной чистоте - перечень стран, в отношении которых должна быть обеспечена патентная чистота изделия и его составных частей.

5.9. Требования к составным частям изделия - сырью, исходным и эксплуатационным материалам.

Требования к смазке и другим материалам, ограничения применяемости.

5.10. Условия эксплуатации (использования), при которых должна обеспечиваться работа изделия с заданными технологическими показателями: допустимое воздействие климатических условий и механических нагрузок; вид и условия обслуживания; допустимость работы без взаимодействия; требования к обеспечению взаимодействия этих изделий.

    5.11. Дополнительные требования - специфические требования к изделиям на экспорт; требования к сервисной аппаратуре, специальным стендам для проверки изделий и т.п.

5.12. Требования к маркировке и упаковке - место и способ нанесения, содержание маркировки, требования к качеству, маркировки; варианты консервации и упаковки в зависимости от условий транспортирования и хранения; требования к упаковке; количество изделий в одном транспортном месте (упаковка вместе).

5.13. Требования к транспортировке и хранению - условия транспортировки и виды транспортных средств, необходимость и способы крепления при транспортировке, места и условия хранения, сроки хранения в различных условиях, условия складирования.

    6. Экономические показатели - ориентировочная экономическая эффективность и срок окупаемости затрат на разработку и освоение производства изделия; лимитная цена; предположительная годовая потребность в изделии; экономические преимущества изделия по сравнению с лучшими отечественными и зарубежными образцами.

7. Стадии и этапы разработки - обоснованность разработки и этапы работ и, при необходимости, сроки их выполнения; перечень документов, представляемых на экспертизу.

8. Порядок контроля и приемки: перечень конструкторских документов, подлежащих согласованию и утверждению на отдельных стадиях разработки, и согласующих, и утверждающих организаций; количество опытных образцов, изготовляемых и предъявляемых на приемочные испытания, сроки и место проведение приемочных испытаний и т.п.

В случае необходимости в процессе разработки к техническому заданию издаются изменения и дополнения при согласии заказчика и разработчика.

Технические задания разрабатывает, как правило, головная организация – разработчик изделия, а согласовывает заказчик. При инициативной разработке необходимость, порядок разработки и утверждения технического задания определяет разработчик продукции.

К разработке технического задания могут привлекаться другие заинтересованные организации (предприятия): изготовитель; головная организация по виду продукции; внешнеторговая организация; организация- проектировщик; монтажная организация и др.

В качестве технического задания допускается также использовать любой документ (контракт, протокол, эскиз и др.), содержащий необходимые и достаточные требования для разработки и признанный заказчиком и разработчиком, а также образец продукции, предназначенный для воспроизведения.

 

В КОНСТРУИРОВАНИИ МАШИН

Система автоматизированного

Проектирования (САПР)

 

Современные предприятия не смогут выжить во всемирной конкуренции, если не будут выпускать новые продукты лучшего качества (quality, Q), более низкой стоимости (cost, С) и за меньшее время (delivery, D). Поэтому они стремятся ис­пользовать огромные возможности памяти компьютеров, их высокое быстродей­ствие и возможности удобного графического интерфейса для того, чтобы авто­матизировать и связать друг с другом задачи проектирования и производства, которые раньше были весьма утомительными и совершенно не связанными друг с другом. Таким образом сокращается время и стоимость разработки и выпуска продукта. Для этой цели используется система автоматизированного проектирования включающая (САПР) технологии автоматизированного проектирования (computer-aided design — CAD), автоматизированного производства (computer-aided manufacturing — САМ) и автоматизированной разработки или конструирования (computer-aided engineering — CAE) [69]. САПР - организационно-техническая система, входящая в структуру проектной организации и осуществляющая проектирование при помощи комплекса средств автоматизированного проектирования (КСАП) (ГОСТ 23501-87). При этом выделяется основная функция САПР, которая состоит в выполнении автоматизированного проектирования на всех или отдельных стадиях проектирования объектов и их составных частей.

Различные задачи и опера­ции, которые приходится решать и выполнять в процессе разработки и произ­водства продукта взятые вместе, называются жизненным циклом продукта (product cycle).

Целью создания САПР является повышение качества объектов проектирования, сокращение сроков их создания, снижение трудоемкости проектирования и повышение качества проектной документации.

Система автоматизированного проектирования как любая искусственная или смешанная система должна удовлетворять постоянно изменяющимся потребностям человека (в частности, инженера-конструктора). Эти потребности обусловлены жесткими требованиями, предъявляемыми к срокам проектирования объектов машиностроения и качеству проектных решений. Отсюда следует, что вопросами обоснования целесообразности существования и развития конкретной САПР должно уделяться первостепенное значение [3].

Возможность удовлетворять изменяющимся потребностям закладывается при создании САПР и их составных частей. Процесс создания САПР характеризуется наличием признаков системности, среди которых наиболее четко просматриваются сле