Ef þú hefur gert vélræna hönnun í nokkur ár eða meira en tíu ár, lestu þessa grein vandlega, reynsluyfirlitið sem þú vilt skrifa er nú þegar hér.
Vélræn hönnun (vélhönnun), í samræmi við notkunarkröfur, hugsar, greinir og reiknar út vinnuregluna, uppbyggingu, hreyfiham, kraft- og orkuflutningsham, efni, lögun og stærð hvers hluta, smuraðferð osfrv. vél og breytir þeim í. Sérstök lýsing er notuð sem framleiðslugrundvöllur fyrir vinnuferlið.
Vélræn hönnun er mikilvægur þáttur í vélaverkfræði, fyrsta skrefið í vélrænni framleiðslu, og mikilvægasti þátturinn sem ákvarðar vélrænni frammistöðu.
Markmið vélhönnunar er að hanna bestu vélar við ýmsar takmarkaðar aðstæður (svo sem efni, vinnslugetu, fræðilega þekkingu og útreikningsaðferðir o.s.frv.), það er að gera ákjósanlega hönnun.
Besta hönnun þarf að taka ítarlega tillit til margra krafna, almennt þar á meðal: besta vinnuafköst, lægsta framleiðslukostnað, minnstu stærð og þyngd, áreiðanlegasta í notkun, minnstu neyslu og minnstu umhverfismengun. Þessar kröfur eru oft misvísandi og hlutfallslegt mikilvægi þeirra er mismunandi eftir gerð og notkun vélarinnar. Verkefni hönnuðarins er að vega og meta mikilvægi í samræmi við sérstakar aðstæður og gera heildaráætlanir þannig að hönnuð vél hafi sem best yfirgripsmikil tæknileg og efnahagsleg áhrif.
Áður fyrr byggðist hagræðing hönnunarinnar aðallega á þekkingu, reynslu og framsýni hönnuðarins. Með þróun nýrra fræðigreina eins og grunnkenningarinnar um vélaverkfræði, verðmætaverkfræði og kerfisgreiningu, uppsöfnun tæknilegra og hagrænna gagna til framleiðslu og notkunar, og útbreiðslu og notkun tölva, yfirgefur hagræðing smám saman huglæga dóma og treystir á vísindalegum útreikningum. (Athugasemd ritstjóra: „Gamlar“ verkfræðingar ættu að fylgjast með, ef þeir ná ekki framförum verða þeir útrýmdir)
Hönnun ýmissa iðnaðarvéla, sérstaklega vélrænni hönnun alls og alls kerfisins, verður að vera tengd ýmsum tengdum iðnaðartækni og erfitt er að mynda sjálfstæða fræðigrein. Þess vegna hafa faglegar vélrænni hönnunar undirgreinar eins og landbúnaðarvélahönnun, námuvélahönnun, dæluhönnun, þjöppuhönnun, gufuhverflahönnun, brunahreyflahönnun og vélahönnun komið fram. (Athugasemd ritstjóra: Gamla orðatiltækið segir að "fléttun er eins og fjall", en nú er það "að fara saman eins og fjall". Það er líka vélræn hönnun. Þú ert sérfræðingur á þessu sviði. Ef þú skiptir yfir á annað sviði , þú gætir verið leikmaður)
1
Hönnunarflokkun
Vélrænni hönnun má skipta í þrjá flokka: nýja hönnun, erfða hönnun og afbrigðishönnun.
1. Ný hönnun
Beita þroskuðum vísindum og tækni eða nýrri tækni sem hefur reynst framkvæmanleg með tilraunum til að hanna nýjar gerðir véla sem hafa aldrei sést áður.
2. Erfðahönnun
Samkvæmt notkunarreynslu og tækniþróun eru núverandi vélar hannaðar og uppfærðar til að bæta frammistöðu sína, draga úr framleiðslukostnaði eða draga úr rekstrarkostnaði.
3. Afbrigði hönnun
Til að mæta nýjum þörfum eru nokkrar breytingar eða viðbætur og eyðingar gerðar á núverandi vélum til að þróa afbrigði af vörum sem eru frábrugðnar stöðluðu gerðinni.
2
aðalferli
1. Móta hönnunarverkefni í samræmi við þarfir viðskiptavina, markaðsþarfir og nýjar niðurstöður vísindarannsókna.
2. Frumhönnun. Þar á meðal að ákvarða vinnuregluna og grunnbyggingarform vélarinnar, framkvæma hreyfihönnun, byggingarhönnun og teikna bráðabirgðaalmenna teikningu og bráðabirgðaendurskoðun.
3. Tæknihönnun. Þar á meðal breyting á hönnun (samkvæmt áliti fyrstu yfirferðar), uppdrætti allra hluta og nýjar aðaluppdrættir og seinni yfirferð.
4. Hönnun vinnuteikninga. Þar með talið lokabreytinguna (samkvæmt áliti annarrar endurskoðunar), teikningu af öllum vinnuteikningum (svo sem varahlutateikningum, íhlutasamsetningarteikningum og almennum samsetningarteikningum o.s.frv.), og að útbúa öll tækniskjöl (svo sem varahlutaskrá, listi). af slithlutum, notkunarleiðbeiningum o.s.frv.).
5. Ljúktu við hönnunina. Vélar fyrir lotu- eða fjöldaframleiðslu. Fyrir vélræna hönnun með tiltölulega einföldum hönnunarverkefnum (svo sem nýja hönnun á einföldum vélum, arfhönnun eða afbrigðishönnun almennra véla osfrv.), er hægt að sleppa bráðabirgðahönnunarferlinu.
3
hönnunarfasa
Gæði vélar eru í grundvallaratriðum háð hönnunargæðum. Hlutverk framleiðsluferlisins á gæðum vélarinnar er í meginatriðum að ná þeim gæðum sem tilgreind eru við hönnun. Þess vegna er hönnunarstig vélarinnar lykillinn að því að ákvarða hvort vélin sé góð eða slæm.
Hönnunarferlið sem fjallað er um vísar aðeins til tæknilegrar hönnunarferlis í þröngum skilningi. Þetta er skapandi vinnuferli en líka vinna sem nýtir eins mikið og mögulegt er þá farsælu reynslu sem fyrir er. Aðeins með því að sameina erfðir og nýsköpun vel getum við hannað hágæða vélar. Sem heill vél er það flókið kerfi. Til að bæta hönnunargæði verður að vera vísindaleg hönnunaraðferð. Þó að það sé ómögulegt að telja upp einstakt forrit sem skilar árangri í öllum aðstæðum, byggt á langtímareynslu fólks í hönnun véla, getur hönnunarforrit vél í grundvallaratriðum verið eins og sýnt er í töflunni.
mynd
Hér að neðan er hverju stigi lýst stuttlega.
(1) Skipulag
Á skipulagsstigi ætti að gera fullnægjandi rannsókn, rannsóknir og greiningu á eftirspurn hönnuðrar vélar (Athugasemd ritstjóra: eins og að rannsaka vandlega eftirspurn viðskiptavinarins og veita viðeigandi upplýsingar, endurtekið samskipti við viðskiptavininn til að skýra hugmyndir og fyrirætlanir viðskiptavinarins, o.s.frv.), með greiningu, til að skýra frekar hvaða aðgerðir vélin ætti að hafa og setja fram þær takmarkanir sem ákvarðast af umhverfinu, hagkerfinu, vinnslunni og tímamörkum fyrir framtíðarákvarðanatöku. Á þessum grundvelli, skrifaðu skýrt út heildarkröfur og upplýsingar um hönnunarverkefnið og myndaðu að lokum hönnunarverkefnabók sem samantekt á þessu stigi.
Hönnunarverkefnabókin ætti almennt að innihalda: virkni vélarinnar, mat á hagkvæmni og umhverfisvernd, gróft mat á framleiðslukröfum, grunnnotkunarkröfur og áætluð tímamörk til að ljúka hönnunarverkefninu o.s.frv. Á þessum tíma , yfirleitt er aðeins hægt að gefa upp hæfilegt bil fyrir þessar kröfur og skilyrði, frekar en nákvæmar tölur. Til dæmis getur það ráðist af kröfum sem þarf að uppfylla, lágmarkskröfum og kröfum sem ætlast er til að verði náð.
(2) Skipulagshönnun
Samkvæmt mismunandi starfsreglum er hægt að semja margvísleg sértæk kerfi fyrir framkvæmdastofnanir. Til dæmis, hvað varðar þráðklippingu, er aðeins hægt að snúa vinnustykkinu og hægt er að færa verkfærið línulega til að klippa þráðinn (eins og að klippa þráðinn á venjulegum rennibekk), eða hægt er að halda vinnustykkinu kyrru á meðan verkfærið snýst og hreyfist til að klippa þráðinn (eins og að vinna þræði með teyjum). Það er að segja, jafnvel fyrir sömu vinnuregluna, geta verið nokkrar mismunandi skipulagslausnir.
Skipulag frumhreyfingarhlutans (athugasemd ritstjóra: krafthluti) getur auðvitað einnig haft marga kosti. Vegna alhliða aflgjafa og þróunar rafdrifstækni má segja að mikill meirihluti kyrrstæðra véla kjósi nú frekar rafmótorinn sem frumhreyfingu. Varma drifvélar eru aðallega notaðir í flutningaflugvélar, byggingarvélar eða landbúnaðarvélar. Jafnvel þó að mótorinn sé notaður sem aðalhreyfill, þá eru líka möguleikar fyrir AC og DC, háhraða og lághraða osfrv.
Skipulag flutningshlutans er flóknara og fjölbreyttara. Fyrir sama flutningsverkefni er hægt að klára það með ýmsum aðferðum og samsetningum mismunandi aðferða. Þess vegna, ef IV er notað til að tákna fjölda mögulegra lausna frumhreyfihlutans, og N2 og N3 tákna mögulega fjölda lausna á sendingarhlutanum og framkvæmdarhlutanum í sömu röð, þá er fjöldi mögulegra lausna IV vélarinnar sem heild er Ni×N2×N3. (Athugasemd ritstjóra: Árangursríkar lausnir eru aðeins framkvæmanlegar, og síðan skimaðar frá tæknilegum og efnahagslegum sjónarhornum)
Hér að ofan er aðeins fjallað um þá þrjá meginhluta sem mynda vélina. Stundum er nauðsynlegt að huga að uppsetningu hjálparkerfa.
Meðal svo margra lausna eru aðeins nokkrar tæknilega framkvæmanlegar. Þessar nokkrar framkvæmanlegu áætlanir ættu að vera ítarlega metnar út frá hliðum tækni, hagkerfis og umhverfisverndar. Matsaðferðirnar eru margar og hagfræðilegt mat er tekið sem dæmi til að útskýra í stuttu máli.
Þegar metið er með tilliti til hagkvæmni er nauðsynlegt að huga ekki aðeins að hagkvæmni hönnunar og framleiðslu heldur einnig hagkvæmni notkunar. Ef uppbyggingarkerfi vélarinnar er flóknara mun hönnunar- og framleiðslukostnaður hennar aukast tiltölulega, en aðgerðir hennar verða fullkomnari og framleiðni hennar verður meiri, þannig að notkunarhagkerfið er líka betra. Aftur á móti, fyrir vél með tiltölulega einfalda uppbyggingu og ófullnægjandi aðgerðir, þó að hönnun og framleiðslukostnaður sé lágur, mun rekstrarkostnaður aukast. Þegar metið er hönnunar- og framleiðsluhagkerfi burðarvirkjakerfa er einnig hægt að tjá það með kostnaði við virkni eininga. Til dæmis, kostnaður á hverja einingu framleiðsla, kostnaður við eina vöru o.s.frv.
Þegar vélin er metin er nauðsynlegt að greina áreiðanleika vélarinnar og taka áreiðanleikann sem matsvísitölu. Frá sjónarhóli áreiðanleika er oft óskynsamlegt að sækjast eftir flóknum mannvirkjum í blindni. Almennt séð, því flóknara sem kerfið er, því minni er áreiðanleiki kerfisins. Til þess að bæta áreiðanleika flókna kerfisins er nauðsynlegt að auka samhliða öryggisafritunarkerfið, sem mun óhjákvæmilega auka kostnað vélarinnar.
Umhverfisvernd er einnig mikilvægur þáttur sem þarf að huga vel að við hönnun. Tæknilegar lausnir sem hafa skaðleg áhrif á umhverfið þarf að greina ítarlega og koma með tæknilega þroskaðar lausnir.
Í gegnum forritsmatið er endanleg ákvörðun tekin um að ákvarða skýringarmynd eða skýringarmynd af hreyfingu vélbúnaðar fyrir næsta skref tæknilegrar hönnunar.
Á hönnunarstigi kerfisins verður að meðhöndla sambandið milli viðmiðunar og nýsköpunar á réttan hátt. Farsæl fordæmi svipaðra véla ættu að vera notuð til viðmiðunar og upprunalegu veiku hlekkina og hluta sem uppfylla ekki kröfur núverandi verkefna ætti að bæta eða breyta í grundvallaratriðum. Nauðsynlegt er að taka virkan þátt í nýjungum og andmæla íhaldssemi og afritun upprunalegu hönnunarinnar, og einnig á móti tveimur röngum tilhneigingum að sækjast í blindni til nýsköpunar og henda hæfilegri upprunalegri reynslu. (Athugasemd ritstjóra: Lykillinn að því að læra af er að finna út gallana á upprunalega útreikningnum)
(3) Tæknihönnun
Markmið tæknihönnunarfasa er að framleiða heildarsamsetningarskissu og íhlutasamsetningarskissu. Ákvarða lögun og grunnstærð hvers íhluta og hluta hans með skissuhönnun, þar með talið tengingu milli hluta, lögun og grunnstærð hluta og íhluta. Teiknaðu að lokum vinnuteikningar, samsetningarteikningar og almennar samsetningarteikningar af hlutunum.
Til að ákvarða grunnstærð aðalhlutanna verður að gera eftirfarandi:
(1) Hönnun vélarinnar.
Samkvæmt ákveðnu burðarkerfi, ákvarða breytur upprunalega hreyfanlegra hluta (afl, snúningshraði, línulegur hraði osfrv.). Gerðu síðan hreyfifræðilega útreikninga til að ákvarða hreyfibreytur (hraði, hraði, hröðun osfrv.) hvers hlutar sem hreyfist.
(2) Dynamic útreikningur á vélinni.
Ásamt uppbyggingu og hreyfibreytum hvers hluta er stærð og eiginleikar álags á hvern aðalhluta reiknuð út. Álagið sem fæst á þessum tíma er aðeins nafnálagið (eða nafnálagið) sem verkar á hlutinn vegna þess að hluturinn hefur ekki verið hannaður.
(3) Hönnun vinnslugetu hlutanna.
Forhönnun hluta og íhluta er hægt að gera ef stærð og eiginleikar nafnálags á aðalhluta eru þekktir. Vinnslugetuviðmiðin sem hönnunin byggir á verða að vera samin með sanngjörnum hætti með hliðsjón af almennum bilunarskilyrðum, vinnueiginleikum og umhverfisaðstæðum hluta og íhluta. Almennt eru viðmið eins og styrkur, stífleiki, titringsstöðugleiki og endingartími. Með útreikningi eða hliðstæðu er hægt að ákvarða grunnmál hluta og íhluta.
(4) Hönnun á samsetningarskissum og almennum samsetningarskissum.
Í samræmi við grunnmál helstu hluta og íhluta sem hafa verið ákvörðuð, eru íhlutasamsetningarskissuna og almenna samsetningarskissuna hönnuð. Útlínur og mál allra hluta þurfa að vera burðarvirkishönnuð á skissunni. Í þessu skrefi er nauðsynlegt að samræma uppbyggingu og stærð hvers hluta vel og íhuga að fullu burðarvirki framleiðslugetu hönnuðra hluta og íhluta, þannig að allir hlutar séu með sanngjörnustu uppsetningu.
(5) Athugun á aðalhlutum.
Fyrir suma hluta, í skrefi (3) hér að ofan, vegna óákveðinnar sértækrar uppbyggingar, er erfitt að framkvæma nákvæma útreikninga á vinnugetu, þannig að aðeins er hægt að gera bráðabirgðaútreikninga og hönnun. Eftir að íhlutasamsetningarskissunni og heildarsamsetningarskissunni eru teiknuð er uppbygging og stærð allra hluta þekkt og tengslin milli aðliggjandi hluta eru einnig þekkt. Aðeins á þessum tíma er hægt að ákvarða álagið sem verkar á hlutann með nákvæmari hætti og hægt er að ákvarða ýmsa nákvæma þætti sem hafa áhrif á vinnslugetu hlutans. Aðeins undir þessu ástandi er mögulegt og nauðsynlegt að framkvæma nákvæma eftirlitsútreikninga fyrir suma mikilvæga hluta eða hluta með flókin lögun og streituskilyrði. Samkvæmt niðurstöðum athugunarinnar er uppbyggingu og stærð hlutanna endurtekið breytt þar til þeim er fullnægt.
Í hverju skrefi tæknihönnunar hefur hagræðingarhönnunartæknin, sem hefur verið þróuð á undanförnum 30 til 40 árum, í auknum mæli sýnt getu sína til að hámarka val á burðarvirkjum. Sumar nýjar tölulegar útreikningsaðferðir, eins og endanlegt frumefnisaðferð, geta náð framúrskarandi áætluðum megindlegum útreikningsniðurstöðum fyrir vandamál sem áður var erfitt að reikna magnbundið út. Fyrir fáa mjög mikilvæga, flókna og dýra hluta verður að nota líkanprófunaraðferðina til að hanna þegar nauðsyn krefur, það er að líkanið er framleitt samkvæmt bráðabirgðateikningum og veikir byggingarhlutar eða óþarfi hlutar finnast í gegnum prófum. Stærð, samkvæmt því sem á að styrkja eða minnka til að breyta upprunalegu hönnuninni, og að lokum ná fullkomnunarstigi. Vélrænni áreiðanleikakenningin er notuð á tæknihönnunarstigi. Frá sjónarhóli áreiðanleika getur það metið hvort hönnuðir hlutar og íhlutabyggingar og færibreytur þeirra uppfylli áreiðanleikakröfur og sett fram tillögur til að bæta hönnunina og bæta þannig hönnunargæði vélarinnar enn frekar. . Framangreindum nýjum hönnunaraðferðum og hugmyndum ber að beita og kynna í hönnuninni þannig að hægt sé að þróa þær í samræmi við það.
Eftir að skissuhönnun er lokið er hægt að hanna vinnuteikningu hlutans í samræmi við grunnstærð hlutans sem hefur verið ákveðin í skissunni. Á þessum tímapunkti er enn mikill fjöldi byggingarupplýsinga um hlutana sem þarf að betrumbæta og ákvarða. Við hönnun vinnuteikninga er nauðsynlegt að huga að fullu yfir vinnslu- og samsetningarferli hluta, eftirlitskröfur og framkvæmdaraðferðir hluta á meðan og eftir vinnslu. Ef einhver nákvæm fyrirkomulag hefur verðug áhrif á vinnslugetu hlutanna er nauðsynlegt að fara aftur til að athuga vinnslugetuna aftur. Að lokum skaltu teikna vinnuteikningar af öllum hlutum nema stöðluðum hlutum.
Teiknaðu aftur íhlutasamsetningarteikningu og almenna samsetningarteikningu í samræmi við uppbyggingu og stærð á lokavinnuteikningunni. Með þessari vinnu er hægt að athuga víddar- og byggingarvillur sem kunna að leynast í hlutavinnuteikningunni. Menn kalla þetta verk í daglegu tali samkoma á blaði. (Athugasemd ritstjóra: Með því að nota þrívíddarhugbúnaðarhönnun er mjög þægilegt að breyta því, þannig að hægt er að fara yfir skref tæknihönnunar, en það er ómissandi. Auðvitað geta sumar athuganir notað eigin aðgerðir hugbúnaðarins.)
(4) Samantekt tækniskjala
Það eru til margar gerðir af tækniskjölum og þau algengustu eru meðal annars vélhönnun og útreikningaleiðbeiningar, notkunarleiðbeiningar og staðalhlutalista (BOM).
Þegar hönnunarútreikningslýsingin er gerð skal hún innihalda allt óyggjandi innihald kerfisvals og tæknilegrar hönnunar.
Þegar leiðbeiningarhandbók vélarinnar er gerð fyrir notendur ætti að kynna fyrir notendum úrval af afköstum, notkunaraðferðum, daglegu viðhaldi og einföldum viðgerðaraðferðum, varahlutaskrá osfrv.
Önnur tækniskjöl, svo sem skoðunarvottorð, skrá yfir keypta varahluti og viðtökuskilyrði o.fl., skulu útbúin sérstaklega eftir þörfum.
(5) Notkun tölvu í vélrænni hönnun
Með þróun tölvutækninnar hafa tölvur verið mikið notaðar í vélrænni hönnun og margir afkastamikill hönnunar- og greiningarhugbúnaður hefur komið fram. Þessi hugbúnaður er hægt að nota til að bera saman mörg kerfi á hönnunarstigi og getur nákvæmlega greint burðarstyrk, stífleika og kraftmikla eiginleika mismunandi kerfa, þar með talið stórra og flókinna kerfa. Á sama tíma er einnig hægt að smíða sýndarfrumgerð á tölvunni og nota sýndarfrumgerð eftirlíkingarinnar til að sannreyna hönnunina, til að meta að fullu hagkvæmni hönnunarinnar á hönnunarstigi. Segja má að kynning og notkun tölvutækni í vélhönnun hafi og sé að breyta ferli vélhönnunar og erfitt er að spá fyrir um kosti hennar við að bæta hönnunargæði og skilvirkni.
Ofangreint kynnir í stuttu máli hönnunarferli vélarinnar. Í stórum dráttum má segja að í framleiðsluferli vélarinnar sé hægt að breyta hönnuninni af vinnsluástæðum hvenær sem er. Ef breytinga er þörf, ætti að fylgja ákveðnum samþykkisaðferðum (athugasemd ritstjóra: Engineering Change, Engineering Chan
ge, EC). Eftir að vélin fer úr verksmiðjunni ætti að framkvæma eftirfylgnirannsóknir með skipulögðum hætti; auk þess munu notendur einnig tilkynna vandamál til framleiðslu- eða hönnunardeildar meðan á notkun stendur. Byggt á þessum upplýsingum getur hönnunardeildin breytt eða jafnvel endurgerð upprunalegu hönnunina eftir greiningu. Þessi verkefni, þó þau séu í stórum dráttum hluti af hönnunarferlinu, eru annað stig vandamálsins. Sem hönnuður ætti maður að hafa sterka tilfinningu fyrir samfélagslegri ábyrgð, útvíkka sýn sína á vinnu til alls framleiðsluferlisins, notkunar og jafnvel úreldingar, og bæta hönnunina ítrekað til að bæta gæði vélarinnar stöðugt og mæta betur. þarfir framleiðslu og lífs.
sviðslýsing
(1) Skipulagsstig
Eftir að verkefnisverkefnin eru gefin út er skipulagsstigið aðeins undirbúningsstig. Á þessum tímapunkti er aðeins óljós hugmynd um vélina sem á að hanna.
(2) Áætlunarhönnunarstig
Þetta stig gegnir lykilhlutverki í velgengni eða mistökum hönnunarinnar. Á þessu stigi sýnir það einnig að fullu eiginleika margra lausna (skemur) í hönnunarvinnunni.
Virknigreining vélarinnar er að framkvæma yfirgripsmikla greiningu á kröfum, lágmarkskröfum og væntanlegum kröfum vélaaðgerða sem lagðar eru til í hönnunarverkefnabókinni, það er hvort hægt sé að framkvæma þessar aðgerðir, hvort það séu mótsagnir milli margra aðgerða, og hvort hægt sé að skipta þeim út fyrir hvort annað. Að lokum eru starfrænar breytur ákvarðaðar sem grundvöllur frekari hönnunar. Í þessu skrefi ætti að taka rétt á mögulegum átökum milli þarfa og möguleika, hugsjóna og veruleika, þróunarmarkmiða og núverandi markmiða.
Eftir að virknibreyturnar hafa verið ákvarðaðar er hægt að leggja til mögulegar lausnir, það er að segja mögulegar lausnir. Þegar leitað er að lausn er hægt að ræða það sérstaklega eftir aksturshluta, skiptingarhluta og framkvæmdahluta. Algengara er að byrja umræðuna á rekstrarhlutanum fyrst.
Þegar rætt er um framkvæmdarhluta vélarinnar snýst það fyrst um val á vinnureglu (athugasemd ritstjóra: það er aðferðin við útfærslu). Til dæmis, þegar þú hannar vél til að framleiða skrúfur, getur vinnureglan hennar verið annað hvort aðferðin við að snúa þráðum með beygjuverkfæri á sívalningslaga eyðu eða aðferðin við að rúlla þráðum með rúllandi deyja á sívalur eyðu. Þetta sýnir tvær mismunandi rekstrarreglur. Vinnureglurnar eru mismunandi og auðvitað verða vélarnar sem eru hannaðar í grundvallaratriðum öðruvísi. Sérstaklega skal áréttað að stöðugt þarf að rannsaka og þróa nýjar starfsreglur. Þetta er mikilvæg leið til að hanna tækniþróun.
4
hönnunarskref
Áður en hönnun hefst eru hönnunarverkefnin mótuð.
Þegar hönnunarverkefnið er flóknara er þriggja þrepa hönnun almennt samþykkt, nefnilega forhönnun, tæknihönnun og vinnuteikningahönnun; þegar verkefnið er tiltölulega einfalt, svo sem ný hönnun einfaldra véla, arfhönnun eða afbrigðishönnun almennra véla, verður hönnunin hönnuð að dýpt tæknilegrar hönnunar í upphafi og vinnuteikningahönnunin verður gerð eftir endurskoðun, breytingu og samþykki, sem verður tveggja þrepa hönnun.
Á frumhönnunarstigi þriggja þrepa hönnunarinnar eru helstu skref hönnunarinnar: Ákvörðun um vinnureglu og grunngerð burðarvirkis, hreyfihönnun, hönnun aðalhluta og íhluta, teikningu bráðabirgðauppdráttar og endurskoðun bráðabirgðahönnunar.
Á tæknihönnunarstigi eru helstu skrefin: breyta hönnuninni í samræmi við skoðun álitsins, hanna alla hluta og íhluti, teikna nýja heildarteikningu og endurskoða tæknilega hönnun.
Á stigi vinnuteikningahönnunar, breyttu hönnuninni í samræmi við endurskoðunarálitin, teiknaðu allar vinnuteikningar og mótaðu öll tækniskjöl. Fyrir lotu- eða fjöldaframleiddar vörur er einnig krafist fullgerðrar hönnunar.
Í hverju skrefi hönnunarinnar er hægt að komast að því að sumar ákvarðanir í fyrri skrefum eru óraunhæfar, sem krefst þess að snúa aftur í fyrra skref, endurskoða óraunhæfar ákvarðanir og endurtaka síðari hönnunarvinnu.
(1) Móta hönnunarverkefni
Þetta er frumvinna hönnunarinnar. Hönnunarverkefni eru byggð á notendapöntunum, markaðsþörfum og nýjum vísindarannsóknarniðurstöðum. Hönnunardeild notar ýmsa tækni og markaðsgreind, gerir mögulegar áætlanir, ber saman kosti og galla þeirra, ræðir við viðskiptadeild og notendur og mótar eðlileg markmið í hönnunarverkefnum. Þetta er sérstaklega mikilvægt fyrir nýja hönnun. Mistök í verkefnismarkmiðum munu leiða til alvarlegs efnahagstjóns og jafnvel algerra mistaka.
(2) Ákvarða vinnuregluna og grunngerðina
Ef hönnunarverkefnið er ekki skýrt skilgreint er fyrsta skrefið í hönnuninni að ákvarða heildaráætlunina, það er að ákvarða vinnuregluna sem á að beita og samsvarandi gerð burðarvirkis.
Til dæmis, til að hanna aflmikla skipadísilvél, er fyrst nauðsynlegt að ákvarða hvort nota eigi tvígengis, tvívirka, þverhaus, lághraða dísilvél eða fjórgengis, einvirka, miðlungs. -hraða dísilvél.
Annað dæmi eru mulningarvélar sem eru hannaðar til að grófmulna steina. Í fyrsta lagi þarf að ákveða hvort nota eigi kjálka- eða sveiflukross með útpressun og beygju sem aðal mulning, eða höggkross með einum eða tvöföldum snúningi með högg sem aðalaðgerð.
(3) Hreyfihönnun
Eftir að heildaráætlun hönnunarinnar hefur verið ákvörðuð, þá er nauðsynlegt að nota þekkingu á vélbúnaði til að velja viðeigandi vélbúnað til að fá nauðsynlega hreyfiáætlun. Ofangreind kjálkamularinn treystir á sveiflu hreyfanlega kjálkans til að mylja bergið sem fer inn í mulningsholið með því að kreista, beygja og kljúfa, en sveifla hreyfanlega kjálkans getur verið einföld sveifla með tvöföldum skiptabúnaði eða flókinni sveiflu. af einum skiptabúnaði. Í nýrri hönnun gæti verið nauðsynlegt að búa til nýjan vélbúnað til að ná fram nauðsynlegu hreyfikerfi, sem er oft erfitt verkefni. Þess vegna reyna hönnuðir almennt að beita hreyfikerfum sem núverandi og þroskaðir kerfi leggja til.
(4) Byggingarhönnun og frumteikning
Eftir hreyfihönnun byrjar hönnuður burðarvirkishönnunina, reiknar út kraft, styrk, lögun, stærð og þyngd aðalhluta vélarinnar og teiknar skissur af helstu hlutum og íhlutum. Á þessum tíma, ef í ljós kemur að upphaflega valið uppbygging er ekki framkvæmanlegt, verður að laga eða breyta uppbyggingunni. Einnig ætti að huga að möguleikanum á ofhitnun, miklu sliti eða titringi.
Í þessu skrefi finnur hönnuður mótsagnir í lögun, stærð, hlutföllum o.s.frv. hvers hluta með því að teikna skissu. Að styrkja eða bæta einn þátt getur veikt eða versnað annan. Á þessum tíma er nauðsynlegt að vega mikilvægi og samræma til að ná sem bestum heildaráhrifum. (Athugasemd ritstjóra: Kjarni hönnunar er ferlið við að vega stöðugt val). Eftir að uppdrátturinn hefur verið endurskoðaður ítrekað og talinn fullnægjandi í upphafi er hægt að teikna bráðabirgðauppdrætti og áætlaðan kostnað (kostnaðaráætlun). Bráðabirgðauppdrátturinn er nákvæmlega teiknaður í mælikvarða og nægilegt útsýni og hlutar valdir.
(5) Bráðabirgðaskoðun
Eftir að bráðabirgðateikningin hefur verið teiknuð er nauðsynlegt að bjóða reyndum hönnunar-, framleiðslu- og notendastarfsmönnum þessarar tegundar véla, svo og fulltrúum notanda eða faliðrar hönnunareiningar, til að framkvæma forskoðun. Ef niðurstöður yfirferðar gefa til kynna að hönnunin eigi ekki við (svo sem of mikil þyngd og rúmmál, of hár kostnaður, efasemdir um áreiðanleika uppbyggingarinnar o.s.frv.), verður að endurhanna hreyfihönnunina eða jafnvel skipta út fyrir aðra vinnureglur og grunngerðir burðarvirkja. Í flestum tilfellum eru nokkrar endurbætur á hönnuninni gerðar.
(6) Tæknihönnun
Samkvæmt frumathugunum er hönnun breytt og allir hlutar og samsetningarteikningar teiknaðar. Framkvæma nákvæma álagsgreiningu á helstu hlutum og íhlutum, leiðrétta lögun, stærð og aðrar upplýsingar hlutanna í samræmi við greiningarniðurstöður og tilgreina efni og hitameðferð. Ákvarða vinnslu nákvæmni hluta og samsetningarskilyrði íhluta og lokasamsetninga. Heildar smurhönnun, rafhönnun (drif og stýring). Almenn teikningin er endurteiknuð og nokkrar mikilvægar og fjöldaframleiddar vélar þurfa stundum að búa til líkön. Sendu lokið tæknihönnun til endurskoðunar.
(7) Teiknaðu vinnumynd
the
Eftir að endanleg breyting hefur verið gerð í samræmi við álit annarrar endurskoðunar er hægt að teikna formlegar hlutateikningar, íhlutasamsetningarteikningar og almennar samsetningarteikningar og útbúa tækniskjöl eins og varahlutalista, lista yfir viðkvæma hluta og notendahandbók. Sá sem hefur umsjón með hönnuninni ætti að huga að því að samræma mál milli hluta, athuga umburðarlyndi á milli tengihluta og endurskoða styrk og stífleika sumra hluta.
Eftir að hlutateikningunni er lokið er teikningathugun hafin, sem er mjög mikilvægt starf. Vandlega prófarkalesnar teikningar geta tryggt slétta samsetningu eftir vinnslu. Áreiðanlegasta prófarkalestur aðferðin er að endurteikna aðalfundarteikningu byggða á teiknuðu hlutateikningunni (athugasemd ritstjóra: teiknaðu hannaða hlutana í tölvuna samkvæmt samsetningartengingaraðferðinni til að teikna aðalfundinn aftur), og allar mótsagnir birtast.
Tvö verkefni þarf að framkvæma á meðan hlutateikningin er teiknuð: annað er tæknileg endurskoðun til að auðvelda úrvinnslu hlutanna og draga úr framleiðslukostnaði; hitt er staðlað endurskoðun til að gera byggingarþætti, mál, umburðarlyndi, tæknilegar aðstæður fyrir hitameðferð, staðla og almenna hluta hlutanna uppfylla kröfur staðalsins.
(8) Reynsluframleiðsla og endanleg hönnun
Fyrir framleiðslu í einu stykki eða litlum lotu á vélum er hægt að setja hönnunarteikningarnar sem lokið er við með ofangreindum skrefum í formlega framleiðslu. Fyrir vélar sem framleiddar eru í lotum eða í miklu magni þarf að prufuframleiða frumgerðir fyrir formlega framleiðslu og framkvæma virkniprófanir og úttektir. Eftir að hafa farið framhjá mun framleiðslulotuprófaframleiðsla fara fram samkvæmt fjöldaframleiðsluferlinu. Vandamál sem koma upp við framleiðslulotupróf geta þurft samsvarandi breytingar á hönnuninni áður en hún getur orðið að fullgerðri hönnun sem hægt er að nota í formlegri framleiðslu.
5
Takmarkanir (hönnunarviðmið)
Hönnun vélrænna hluta hefur margar skorður og hönnunarviðmiðin eru þær skorður sem hönnunin ætti að uppfylla.
(1) Tæknileg frammistöðuviðmið
Tæknileg frammistaða nær yfir alla frammistöðu, þar með talið vöruvirkni, framleiðslu- og rekstrarskilyrði, og vísar bæði til kyrrstöðuafkasta og kraftmikillar frammistöðu. Til dæmis kraftur, skilvirkni, endingartími, styrkur, stífleiki, núningsþol, slitafköst, titringsstöðugleiki og hitaeiginleikar sem varan getur sent frá sér.
Tæknileg frammistöðuviðmið þýðir að viðkomandi tækniframmistaða verður að uppfylla tilgreindar kröfur. Til dæmis mun titringur mynda aukið kraftmikið álag og breytilegt álag, sérstaklega þegar tíðni hans er nálægt náttúrulegri tíðni vélrænna kerfisins eða hluta, mun ómun eiga sér stað og amplitude eykst verulega, sem getur leitt til skjótra skemmda á hlutum eða hlutum. jafnvel allt kerfið. Viðmiðun titringsstöðugleika er að takmarka viðeigandi titringsfæribreytur vélrænna kerfisins eða hluta, svo sem náttúrutíðni, amplitude, hávaða osfrv., innan tilgreinds leyfilegs sviðs. Annað dæmi er hitinn sem myndast þegar vélin er að vinna, sem getur valdið hitaálagi, hitaálagi og jafnvel hitaskemmdum. Viðmiðun varmaeiginleika er að takmarka ýmsar tengdar hitauppstreymi (svo sem varmaálag, hitaálag, hitastig, osfrv.) innan tilgreinds sviðs.
(2) Stöðlunarviðmið
Helstu staðlar sem tengjast hönnun vélrænna vara eru í grófum dráttum sem hér segir:
Stöðlun hugtaka: hugtök, tákn, mælieiningar osfrv. sem taka þátt í hönnunarferlinu ættu að uppfylla staðlana;
Stöðlun á eðlisfræðilegu formi: Byggingarform, stærð, afköst o.s.frv. hluta, hráefna, búnaðar og orkugjafa ætti að velja samkvæmt samræmdum reglum.
Stöðlun aðferða: Rekstraraðferðir, mælingaraðferðir, prófunaraðferðir osfrv. ættu að vera innleiddar í samræmi við samsvarandi reglugerðir.
Stöðlunarviðmiðið þýðir að öll hegðun í öllu hönnunarferlinu þarf að uppfylla ofangreindar stöðlunarkröfur. Útgefnu stöðlunum sem tengjast hönnun vélrænna hluta má skipta í þrjú stig: innlenda staðla, iðnaðarstaðla og fyrirtækjastaðla hvað varðar notkunarsvið. Hvað varðar skyldunotkun er hægt að skipta henni í skyldubundið og mælt með.
(3) Áreiðanleikaviðmið
Áreiðanleiki: Líkurnar á því að vara eða íhlutur geti lokið tilgreindri aðgerð innan væntanlegs líftíma við tilgreind notkunarskilyrði. Áreiðanleikaviðmiðið þýðir að hönnuð vara, íhlutur eða hluti ætti að uppfylla tilgreindar áreiðanleikakröfur.
(4) Öryggisleiðbeiningar
Vélaröryggi felur í sér:
Öryggi varahluta: vísar til þess að hlutarnir eiga sér ekki stað eins og beinbrot, of mikil aflögun, of mikið slit og tap á stöðugleika undir tilgreindu ytra álagi og innan tilgreinds tíma.
Öryggi allrar vélarinnar: vísar til kröfunnar um að vélin tryggi að engar bilanir verði við tilgreind skilyrði og að almennar aðgerðir geti orðið að veruleika á eðlilegan hátt.
Vinnuöryggi: vísar til verndar rekstraraðila, að tryggja persónulegt öryggi og líkamlega og andlega heilsu o.s.frv.
Umhverfisöryggi: vísar til ómengunar og skaða á umhverfinu og fólki í kringum vélina.
6
hönnunaraðferðafræði
Tilgangur hönnunaraðferðafræði er að lyfta hönnunarhugsun upp í skynsamlegt ferli, þannig að hægt sé að framkvæma hönnun eftir ákveðinni rökfræði, þannig að fleiri hönnuðir geti gert góða hönnun. Það inniheldur almennt eftirfarandi innihald:
(1) Skiptu hönnunarstigunum í mjög fín skref, sem gerir hvert stig að hugsunarstarfsemi með reglum til að fylgja og sönnunargögnum til að fylgja.
(2) Geymdu farsæla eða góða hönnun og stofnaðu hönnunargagnagrunn til viðmiðunar eða upptöku í framtíðarhönnun.
(3) Kynntu hugmyndina og aðferðina við verðmætaverkfræði í hönnunarvinnunni og taktu jafnvægi á virkni og kostnaði við mótsögnina í hönnuninni til að fá góð notkunaráhrif.
(4) Notaðu þekkingu á nýjum fræðigreinum eins og ættfræði, titringi, beinbrotafræði, endanlegum þáttum, áreiðanleikahönnun, hagræðingarhönnun, kerfisverkfræði og vinnuvistfræði í hönnuninni til að bæta vísindalegt eðli hönnunarinnar og draga úr blindu.
(5) Stækkaðu umfang hönnunarvinnu, nær fram á við til markaðsspár og aftur á bak til þjónustu eftir sölu.
(6) Notaðu tölvustýrða hönnun til að draga úr hönnunarvinnu, bæta hönnunarhraða og hönnunargæði.
7
horfur
Í framtíðinni mun vélræn hönnun gegnsýra atvinnugreinum eins og hálfleiðaraframleiðslu, lífverkfræði, nanótækni og vélfærafræði. Á meðan það leggur sitt af mörkum til félagslegrar þróunar mun það halda áfram að bæta sig og endurnýja kenningu sína.
(1) Að átta sig frekar á kerfissetningu
Það er, frá kerfissjónarmiði, er litið á vélræna vöru sem kerfi eða heild, sem treystir á tölvutækni til að átta sig á samhæfingu manns, vélar og umhverfis. Nánar tiltekið sundurliðar það heildarkerfið í nokkur undirkerfi, tekur upp ýmsar nútíma hönnunarkenningar og aðferðir og stundar kerfishagræðingu sem markmið að samræma hönnun og samsvörun hvers undirkerfis.
(2) Dýpka greindar hönnun
Með framförum og þróun vísinda og tækni ætti að huga að fleiri og fleiri greindarþáttum við hönnun. Miklu magni af hönnunarinnihaldi er hægt að lýsa með því að koma á fót líkönum til að lýsa hegðun ýmissa vinnuskilyrða vélrænna vara, og með því að leysa líkanin er hægt að spá fyrir um frammistöðu vörunnar, skynsemi og hagkvæmni hönnunarinnar. Til dæmis hafa snjöll ákvarðanatökukerfi fyrir ýmislegt mat á frammistöðu ökutækja, gírkassahönnunarsérfræðingakerfi og bilanagreiningarkerfi verið beitt við þróun og hönnun nýrra ökutækja.
(3) Gefðu meiri gaum að grænni hugsun
Græn hönnunartækni er tækni til að hanna vörur á lífsferli sínum í samræmi við kröfur um umhverfisvernd, hæstu auðlindanýtingu og minnstu orkunotkun. Hönnuðir þurfa að hafa í huga umhverfiseiginleika og grunneiginleika vara frá öllu ferlinu og byggja hönnun sína alltaf á líkamlegri og andlegri heilsu fólks og umhverfisvernd. Jafnframt er gerð krafa um að hönnuð vörur séu endurvinnanlegar og valda lágmarks skaða á umhverfinu.
8
nútíma hönnunaraðferð
1. Faglegt og nútímalegt
Tölvuhugbúnaður sem þróaður er í sameiningu af vélhönnun og tölvusérfræðingum getur endurspeglað og lýst ýmsum skemmdum, bilunum og eyðileggingaraðferðum vélrænna vara við raunveruleg vinnuskilyrði. Það getur magnbundið greint og reiknað út kraftmikla hegðun vélrænna hluta og véla og myndað fast hönnunarforrit. Þetta er fagleg nútímahönnunaraðferð, svo sem titringsgreining og hönnun, ættfræðihönnun, varmafræðilega hitaflutningshönnun, styrkleika, stífleikahönnun, hitasviðsgreiningu o.s.frv. Þessi hugbúnaður er allur þróaður á grundvelli hefðbundinna hönnunaraðferða og með tölvutækni. . Til dæmis: Notkun Pro/M hugbúnaðar til að greina kraftmikla eiginleika vélrænna tækja og notkun ANSYS hugbúnaðar til að greina streitu eru góð dæmi í þessu sambandi, sem leggur grunninn að því að dæma nákvæmlega áreiðanleika tækisins og velja hönnunarfæribreytur.
2. Universal Modern
Til að uppfylla miklar kröfur um frammistöðu vélrænna vara er tölvutækni mikið notuð í vélrænni hönnun fyrir aðstoð við hönnun og kerfisgreiningu, sem er algeng nútíma hönnunaraðferð. Algengar aðferðir eru hagræðing, endanlegur þáttur, áreiðanleiki, uppgerð, sérfræðikerfi og CAD. Þessar aðferðir eru ekki aðeins fyrir rannsóknir á vélrænum vörum, heldur hafa þær sínar eigin vísindakenningar og aðferðir.
1) Bjartsýni hönnun
Vélræn hagræðingarhönnun er ígræðsla og beiting hagræðingartækni á sviði vélrænnar hönnunar. Grunnhugmynd þess er byggð á kenningunni um vélræna hönnun.
