Использование компьютерных технологий в проектировании изделия. Качество проектируемого питателя

3.Использование компьютерных технологий в проектировании изделия.

В области конструирования и проектирования горной техники в данное время наблюдаются положительные изменения. Существующие системы автоматизированного проектирования позволяют значительно ускорить процессы разработки и конструирования. Самые современные механизмы разрабатываются в данное время с такой высокой скоростью, которую раньше невозможно было представить, а мощные программные средства предоставляют готовые решения, отвечающие персональным требованиям заказчика. Новые технологии позволяют повышать надежность и качество продукции, снижая при этом стоимость затрат на проектирование производства.

При выполнении проектных расчетов по выбору рациональных  параметров разрабатываемого изделия, а также при разработке конструкторской документации проекта на вибрационный питатель, необходимо многократно выполнять типовые проектные процедуры анализа, оптимизации  синтеза, моделирования. Использование средств вычислительной техники позволяет существенно ускорить процесс проектирования вибрационного питателя, сократить затраты труда проектировщиков, повысить точность расчетов и качество проектирования в целом.

Для достижения эффекта от применения средств  вычислительной техники необходимо создать автоматизированную подсистему функционального проектирования вибрационного питателя, которая включает программные модули-приложения, обеспечивающие выполнение процедур моделирования их важнейших эксплуатационных свойств, расчета, анализа и оптимизации основных проектных параметров питателя его составных частей, синтеза схем функциональных систем объекта проектирования.

С применением ЭВМ в рамках АПФП выполняются все виды расчетов по данному питателю, разрабатывают конструкторскую документацию, прогнозируют его надежность, наблюдают рабочий процесс в динамике, строят графики изменения значений одних физических величин от ряда исследуемых параметров будущего питателя, привлекая при этом возможности других программных приложений, таких как Matlab, MathCAD, MAPLE, Excel – программы для создания электронных таблиц и графических иллюстраций, а также универсальных программных приложений инженерного анализа (CAF) – Pro/Меchanika, EUCLID, ANSYS, NASTRAN и многих других, как показано на рисунке.

При разработке проектной и рабочей конструкторской документации используются САПР AutoCAD, КОМПАС, Solid Works, T-Flex, Unigraphics позволяющие автоматизировать конструкторский аспект проектирования. В дипломном проекте представлены чертежи созданные с помощью AutoCAD 2006.

Важнейшими показателями вибрационного питателя являются оценки его технического уровня и качества изготовления и входящие в формирование этой оценки показатели функциональных свойств надежности.

Под техническим уровнем понимается техническое совершенство конструкции питателя, которая характеризуется оптимальными значениями функциональных параметров и другими показателями, обеспечивающими конкурентоспособность разрабатываемого питателя, (например, техническая производительность машины, затраты мощности на работу машины, износостойкость и так далее) и определяющими во многом ее конкурентоспособность.

Качество проектируемого питателя характеризуется совокупностью его свойств, которые обусловливают пригодность  его удовлетворять конкретные потребности в соответствии с назначением, и определяется по регламентируемой соответствующим стандартам методике, путем сравнения показателей нами спроектированного питателя  и показателей аналогичной продукции, признанной наиболее совершенной в данной области в техники отечественного и зарубежного производства.

Технический уровень и качество изделия закладывается на стадии проектирования и поэтому необходимо еще на ранних стадиях разработки  питателя иметь представление о будущем техническом уровне и качестве, что достигается применением современных методов проектной оценки качества и его оптимизации, в том числе посредством использования автоматизированной подсистемы функционального проектирования данного питателя.

На рисунке 3 представлена схема АПФП питателя вибрационного,  универсальных  пакетов прикладных программ, пакетов машинной графики, программных приложений математического и инженерного анализа для выполнения проектных работ на различных стадиях проектирования вибрационного питателя.

Основные задачи разработки АПФП состоят в создании инструментария реализации системного подхода в проектировании вибрационного питателя, при котором оптимизируется структура объекта, его внутренние и внешние связи.

Для реализации функции АПФП и выполнения типовых проектных процедур на ПЭВМ разрабатывается дружественный экранный интерфейс, структура и программное обеспечение автоматизированной подсистемы функционального проектирования вибрационного питателя.

На рисунке 2  в качестве примера приведена схема обобщенной инвариантной по отношению к объекту проектирования структуры проектных процедур АПФП   вибрационного питателя.

В проектной процедуре общий расчет в дипломном проекте мы выполняем определение основных динамических и геометрических параметров, которые в синтезе удовлетворяют заданному условию проекта, т.е. обеспечили бы производительность питателя Q = 70 т/ч. Как видно из схемы, также разрабатывается привод вибрационного питателя  непрерывного действия. В части анализа мощностного расчета мы определили необходимую мощность на привод вибрационного питателя, рассчитали частоты вращения на валах привода, а также подобрали двигатель.

В технологическом расчете, мы подобрали необходимое оборудование для расчета материального баланса отделения дробления и обеспечения заданной производительности.

На рисунке 3   представлена блок-схема возможного алгоритма работы автоматизированной подсистемы функционально проектирования вибрационного питателя. При этом функции блоков следующие:

Блок 1..[ Начало работы приложения].

Блок 2..[ На экране ЭВМ выводится главное меню АПФП, где отображаются все подменю расчетных и обрабатывающих данные процедур].

Блок 3.. [С помощью устройств ввода, вводится код выбора i-ой процедуры].

Блок 4. [Производится сравнение введенного кода с существующими кодами и переход к выполнению выбранной проектной процедуры, (Блок 5.. Блок п+1), либо выбор предлагается повторить].

Блок 5..[ Общий расчет вибрационного питателя].

Блок 6..[ Кинематический расчет вибрационного питателя].

Блок 7..[ Расчет основных параметров вибрационного питателя].

Блок 8..[ Вывод на экран свойства вибрационного питателя].

Блок n..[ Вывод на экран справки по вибрационному питателю].

Блок n+1..[ Выход из программы].

Блок 9..[ На дисплее выводиться подменю, например:

Блок 10..[ Осуществляется выбор пункта подменю, вводиться код].   

Блок 11..[ Сравнение кода с существующим].    

Блок 12..[ Выполнение выбранной проектной задачи: «Тело» подпрограммы процедуры (рис 4 )].

Блок 13..[ Вывод полученных результатов на печать].

Блок 14..[ Завершение работы программы ].

Описание блок-схемы подпрограммы процедуры выполнения проектной задачи приведено ниже.

Блок 15..[ Начало подпрограммы процедуры ]. 

Блок 16..[ Ввод исходных данных на дисплей ].

Блок 17..[ Ввод исходных данных с клавиатуры ].

Блок 18..[ Расчёт суммарного давления на подшипники].

Блок 19..[ Расчет амплитуды колебаний вибратора].

Блок 20..[ Вычисление  угла сдвига смещения дебалансов вибратора и возмущающей