Файл: РиП ГМиГПА лаб. раб..doc

Содержание отчёта

1. Описать технические требования, предъявляемые к гидроприводам и гидропередачам при их проектировании.

2. Сделать выводы по работе.

Контрольные вопросы

1. Общемашиностроительные требования к гидроприводам и гидропередачам.

2. Специальные требования к гидроприводам и гидропередачам.

3. Основные конструктивные требования, предъявляемые к гидроприводам.

4. Требования по обеспечению чистоты внутренних полостей гидравлических устройств, гидроприводов и гидропередач.

5. Требования по обеспечению надёжности конструкций гидроприводов и гидропередач, комплектующих элементов.

6. Определение надёжности в соответствии с ГОСТ 27.002 – 89.

7. Основные направления повышения надёжности гидроприводов, гидропередач и гидромашин при проектировании.

8. Требования по обеспечению технологичности конструкций гидроприводов и комплектующих их элементов.

9. Системы технологической подготовки производства.

10. Оценки технологичности конструкций гидроприводов и их составных элементов.

11. Основные мероприятия по обеспечению технологичности гидроприводов, гидропередач и комплектующих их элементов.

Лабораторная работа № 3. Основные принципы, структура и система проектирования изделий гидромашиностроения

Цель работы: изучение принципов и структуры процесса проектирования, алгоритма системы проектирования гидрофицированных рабочих машин и оборудования, принципов автоматизации проектирования.

1. Основные принципы и структура процесса проектирования

Проектирование технического объекта– процесс, заключающийся в получении и преобразовании исходного описания объекта в окончательное описание на основе выполнения комплекса работ исследовательского, расчётного и конструкторского характера. Окончательные описания представляют собой комплект конструкторско – технологической документации в виде чертежей, спецификаций, пояснительных записок, схем, программ для ЭВМ и т.п. Главное в описаниях – их содержание, отражающее черты и свойства проектируемых объектов.

Проектирование, при котором все проектные решения или их часть получают путём взаимодействия человека и ЭВМ, называют автоматизированным, в отличие от ручного (без использования ЭВМ) или автоматического (без участия человека на промежуточных этапах). Автоматическое проектирование возможно лишь в отдельных случаях для сравнительно несложных объектов. В настоящее время преобладающим является автоматизированное проектирование, осуществляемое в рамках системы автоматизированного проектирования (САПР).

Представления о сложных технических объектах, к которым относятся и гидравлические привода, в процессе их проектирования разделяются на аспекты и иерархические уровни. Аспекты характеризуют ту или иную группу родственных свойств объекта и делятся на функциональный, конструкторский и технологический. Функциональный аспект отражает физические и информационные процессы, протекающие в объекте при его функционировании. Конструкторский аспект характеризует структуру, расположение в пространстве и форму составных частей объекта, а технологический аспект – технологичность, возможности и способы изготовления объекта в заданных условиях. В ряде случаев можно подразделять описания на большее число аспектов.

Внутри каждого аспекта представления о сложных объектах необходимо разделять на иерархические уровни (уровни абстрагирования). На верхнем иерархическом уровне рассматривается весь сложный объект как совокупность взаимодействующих подсистем. При этом описание каждой подсистемы не должно быть слишком подробной. На следующем иерархическом уровне подсистемы рассматриваются отдельно как системы, состоящие из некоторых составных частей. Данный иерархический уровень является уровнем подсистем. Процесс декомпозиции описаний и их рассмотрение можно продолжить вплоть до получения описаний отдельных блоков. Разделение описаний проектируемых объектов на иерархические уровни по степени подробности отражения свойств объектов составляют сущность блочно – иерархического подхода к проектированию.

Основные идеи и принципы проектирования сложных технических систем выражены в системном подходе. Основной общий принцип системного подхода заключается в рассмотрении частей явления или сложной системы с учётом их взаимодействия. Системный подход включает в себя выявление структуры системы, типизацию связей, определение атрибутов, анализ влияния внешней среды. Интерпретация и конкретизация системного подхода имеют место в ряде известных подходов с другими названиями: структурный, блочно – иерархический, объектно – ориентированный. Для всех подходов к проектированию сложных технических систем можно также выделить следующие характерные особенности:

• структуризация процесса проектирования, выражаемая декомпозицией проектных задач и документации, выделением стадий, этапов, проектных процедур;

• итерационный характер проектирования;

• типизация и унификация проектных решений и средств проектирования.

Процесс проектирования делится на стадии, этапы и процедуры. При проектировании сложных объектов выделяют стадии научно – исследовательских работ (НИР), опытно – конструкторских работ (ОКР), технического проекта, рабочего проекта, испытаний опытного образца.

Стадию НИРможно разделить на стадии предпроектных исследований, технического задания, технического предложения. На этих стадиях изучаются потребности в получении новых изделий с заданным целевым назначением, исследуются принципы построения изделий и возможности реализации этих принципов, прогнозируются возможные значения характеристик и параметров объектов. Результатом НИР является формулировка технического задания на разработку нового объекта. На стадии ОКРразрабатывается эскизный проект изделия, проверяются, конкретизируются и корректируются принципы и положения, установленные на стадии НИР. На стадии технического проекта принимаются подробные технические решения и прорабатываются все части проекта. На стадии рабочего проекта создаётся полный комплект конструкторско-технологической документации, достаточный для изготовления объекта. На стадии испытаний опытного образца получают результаты, позволяющие выявить ошибки и недоработки проекта, принимаются меры к их устранению, после чего документация передаётся на предприятия, определённые для серийного производства изделий.

Этап проектирования – это условно выделенная часть проектирования, сводящаяся к выполнению одной или нескольких проектных процедур, объединённых по признаку принадлежности получаемых проектных решений к одному иерархическому уровню или аспекту описаний. Проектное решение – описание объекта или его составной части, достаточное для рассмотрения и принятия заключения об окончании проектирования или путях его продолжения. Проектная процедура – это часть проектирования, заканчивающаяся получением проектного решения.

Проектные процедуры делятся на процедуры синтеза и анализа. Процедуры синтеза заключаются в создании описаний проектируемых объектов, отображающих их структуру и параметры и соответственно процедуры структурного и параметрического синтеза. Процедуры анализа заключаются в исследовании проектируемого объекта или его описания, направленном на получение полезной информации о свойствах объекта. Цель анализа – проверка работоспособности объекта. Иногда задача анализа формулируется как задача установления соответствия различных описаний одного и того же объекта. При этом корректность одного описания считается установленным, а правильность другого необходимо установить путем сопоставления с первым. Такое сопоставление называется верификацией. Существует два подхода к верификации проектных процедур: аналитический и численный. Аналитический подход основан на использовании формальных методов доказательства соответствия двух сравниваемых описаний. Класс объектов, для которых удаётся реализовать данный подход, ограничен. Численный подход основан на математическом моделировании процессов функционирования проектируемых объектов. Моделирование – это исследование объекта путём создания его модели и оперирования ею с целью получения полезной информации об объекте. Математической моделью технического объекта называется совокупность математических объектов и связывающих их отношений, отражающая свойства моделируемого технического объекта. Верификация на основе моделирования заключается в установлении соответствия проектного решения, представленного математической моделью, исходному описанию, заданному в техническом задании или модели иного иерархического уровня или аспекта.

Различают нисходящее (сверху вниз) и восходящее (снизу вверх) проектирование. При нисходящем проектировании задачи высоких иерархических уровней решаются прежде, чем задачи более низких иерархических уровней. При восходящем проектировании последовательность противоположная. Функциональное проектирование сложных технических систем является нисходящим, конструкторское проектирование – восходящим.

2. Система проектирования гидрофицированных рабочих машин и оборудования

Проектирование современных гидрофицированных машин и оборудования – комплекс работ с целью получения описаний новой или модернизированной машины, достаточных для её реализации или изготовления в заданных условиях. Этот комплекс включает в себя теоретические и экспериментальные исследования, расчёты, конструирование.

Современный процесс проектирования сложных технических объектов, в том числе и гидрофицированных машин и оборудования, можно представить в виде следующих этапов работ (рис.1). Создание новых технических объектов или совершенствование существующих начинается с чёткого формулирования их функциональных признаков. На этапе технико-экономического обоснования и принятия решения задаются основными эксплуатационными и технико-экономическими показателями на основе учёта взаимосвязей с окружающей средой, техническим уровнем развития и потребностью машиностроения. Далее, с учётом данных показателей, определяют перечень технических параметров, в который входят: нагрузочная и тяговая способности, устойчивость, долговечность, К.П.Д., скорость перемещения и др.

Рис. 1. Основные этапы разработки гидрофицированных машин и оборудования

Совокупность принятых показателей и параметров принимается в зависимости от назначения, объёмов производства, состояния рынка сбыта. Уточнение диапазона показателей и параметров, а также формирование качественных требований должно проводиться на всех этапах разработки технических объектов.

Структурное моделирование новых технических объектов предусматривает декомпозицию их конструкций на составляющие элементы и построение конструктивной модели.

Планирование процесса проектирования предполагает построение сетевых моделей (объектных и процедурных). Эти модели дают достаточно полную информацию о состоянии разработки каждого элемента и объекта в целом.

Система контроля и управления обеспечивает выдачу информации по вопросам проектирования, дополняет сетевые модели результатами выполненных работ, осуществляет выдачу рекомендаций по управлению процессом проектирования.

Этап проектирования является собственно рабочим этапом, предполагающим выполнение проектных процедур, т.е. работу с аналогами объектов, конструирование деталей и узлов с помощью средств машинной геометрии и графики, выполнение расчётных работ, проектирование технологических процессов, планирование проведения доводочных испытаний.