Строительные машины и оборудование

Основы проектирования машин

Развитие техники в целом и строительных машин и оборудования в частности подчиняется строгим закономерностям. Вначале, в те­чение длительного времени (15 ... 30 лет) происходит количествен­ное изменение параметров машины — увеличиваются объем и раз­меры рабочего органа, повышается мощность двигателя, возраста­ют точность и качество обработки применяемых материалов и т. п. При исчерпывании возможностей количественного изменения пара­метров м, ашины происходит качественный скачок — появляются принципиально новые конструкции машин и оборудования, отли­чающиеся и принципом действия, и новой схемой выполняемого ими технологического процесса.

Длительный период эволюционного развития машин позволяет делать достаточно достоверные прогнозы развития техники. Как правило, зависимости между параметрами машин носят вероятно­стный характер. Это объясняется, с одной стороны, сложностью современных технических систем и невозможностью из-за этого учесть действие многих переменных факторов, а с другой — тем, что некоторые из этих факторов носят случайный характер.

Существуют разные м, етоды и приемы вероятностной оценки бу­дущей техники (экспертиза, экстраполяция, математическое моде­лирование). Математическими моделями обычно служат корреля­ционные или регрессионные уравнения, получаемые на основе ста­тистического анализа исходных данных (технические характеристи­ки машины отечественного и зарубежного производства, заявки на изобретения, публикации и другие источники). На основании об­работки исходных данных строятся математические модели, уста­навливающие статистические связи между отдельными параметра­ми машин и позволяющие найти числовые значения основных пара­метров будущих моделей машин по одному из ее главных (основ­ных) параметров (размер или объем рабочего органа, мощность привода, масса).

Разработка высокоэффективных машин, структурное и функцио­нальное усложнение технических систем, повышающиеся требова­ния к надежности и качеству проектируемых строительных машин, необходимость сокращения сроков разработки требуют широкого использования методов и средств автоматизации исследовательских и проектно-конструкторских работ. Применение ЭВМ, микропро­цессоров, терминальных устройств для ввода — вывода чертежно - графической информации, специального математического обеспе­чения, объединенных в системы автоматического проектирования, позволяет повысить производительность труда конструктора.

Система автоматического проектирования (САПР) представ­ляет собой организационно-техническую систему, состоящую из комплекса средств автоматизации, проектирования, взаимосвязан­ного с проектными подразделениями организации — функциональ­ными подсистемами, и выполняющая автоматизированное проекти­рование с участием проектировщика. Структура САПР содержит функциональную и обеспечивающую части. Функциональная часть САПР состоит из набора подсистем, удовлетворяющих поставлен­ным, целям проектирования (техническая подготовка производства, моделирование, информационный поиск, инженерные расчеты, ма­шинная графика и др.). Перечень подсистем функциональной части может изменяться в процессе развития системы.

Обеспечивающая часть САПР состоит из стабильного набора подсистем, к которым относятся: 1) методическое обеспечение, ко­торое включает документы, обеспечивающие методологию проек­тирования изделий машиностроения в соответствующих подсисте­мах САПР (методические основы, теории, методы, способы, терми­нология, нормативы и др.); 2) информационное и лингвистическое обеспечение. Его компонентами являются информационно-поиско­вые языки и документы, содержащие описание стандартных про­ектных процедур, типовых проектных решений, типовых элементов комплектующих изделий, материалов, чертежей и т. п., а также мас­сивы и базы данных на машинных носителях; 3) математическое и программное обеспечение, в которое входят средства для описания программ проектирования, математические м, одели, алгоритмиче­ские языки для описания объектов автоматизации, алгоритмы, тек­сты программ, программы на машинных носителях. Математиче­ское обеспечение может быть системным (операционные системы, алгоритмические языки, трансляторы и др.), проблемно-ориентиро­ванным, (расчеты, оптимизация, обработка данных эксперимента и др.); 4) техническое обеспечение, компонентами которого являют­ся устройства вычислительной и организационной техники, средства - передачи данных, измерительные и другие устройства, обеспечи­вающие функционирование подсистем САПР; 5) организационное обеспечение, т. е. положения, инструкции, приказы, штатные рас­писания, графики работ, квалификационные требования, методиче­ские, руководящие и другие документы, обеспечивающие взаимо­действие подразделений и подсистем при создании, эксплуатации и развития САПР. Таким образом, из рассмотренного следует, что вести проектирование в САПР специалист должен, во-первых, ба­зируясь на системном подходе, и, во-вторых, используя автомати­зированный режим, где присутствие человека-проектировщика обязательно.

Эффективное использование современных методов расчета, вы­числительной техники и средств автоматизированного проектирова­ния позволяет более полно оценить все факторы, влияющие на ра­бочий процесс м, ашины, и спроектировать в кратчайшие сроки опти­мальный вариант ее конструкции.