Использование компьютерных технологий в проектировании изделия. Интенсивное развитие и проникновение в рядовую практику проектирования

3. Использование компьютерных технологий в проектировании изделия.

Интенсивное развитие и проникновение в рядовую практику проектирования, производства и эксплуатации горных машин информационных компьютерных технологий требуют соответствующих навыков в этой области, что во многом определяет затем профессиональный и карьерный рост, а главное – высокое качество и результативность инженерного труда.

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

Для достижения эффекта от применения средств вычислительной техники разработана автоматизированная подсистема функционального проектирования машины формовочной, которая включает программные модули-приложения, обеспечивающие выполнение процедур моделирования их важнейших эксплуатационных свойств, расчета, анализа и оптимизации основных проектных параметров изделия и его составных частей, синтеза схем функциональных систем объекта проектирования.

Основные задачи разработки АПФП состоят в создании инструментария реализации системного подхода в проектировании горной техники, при котором оптимизируются структура объекта, его внутренние и внешние связи.

Для реализации функций АПФП и выполнения типовых проектных процедур на ПЭВМ разрабатывается дружественный экранный интерфейс, структура и программное обеспечение автоматизированной подсистемы функционального проектирования конкретной машины.

С применением ЭВМ в рамках АПФП выполняют все виды расчетов по данному изделию, разрабатывают конструкторскую документацию, прогнозируют его надежность, наблюдают рабочий процесс в динамике, строят графики изменения значений одних физических величин от ряда исследуемых параметров будущего агрегата, привлекая при этом возможности других программных приложений.

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

Под техническим уровнем понимается техническое совершенство концепции и конструкции изделия, которые характеризуются оптимальными значениями функциональных параметров и другими показателями, обеспечивающими конкурентоспособность разрабатываемого изделия. Применительно к машине формовочной такими показателями являются техническая производительность установки, затраты мощности на работу, износостойкость, безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость, экономичность, материалоемкость и цена разрабатываемой установки.

 Качество проектируемого изделия характеризуется совокупностью его свойств, которые обусловливают пригодность изделия удовлетворять конкретные потребности в соответствии с назначением, и определяется по регламентируемой соответствующим стандартом методике путем сравнения показателей разрабатываемого изделия с показателями аналогичной продукции, признанной наиболее совершенной в данной области техники отечественного и зарубежного производства. Основным документом оценки технического уровня и качества является «Карта технического уровня и качества», которая оформляется согласно ГОСТ 2.116-84. Конкретно для машины формовочной согласно документу М 12.001.80 «Оценка технического уровня и качества горных машин. Основные положения» устанавливаются следующие группы показателей качества:

назначения;

2. надежности;

3. технологичности;

4. безопасности;

5. стандартизации и унификации;

6. эргономичности;

7. патентно-правовые;

8. эстетичности.

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

На рис. 3.1 представлена структурная схема АПФП разрабатываемой установки.

В данной схеме на начальной стадии осуществляется выбор рациональных проектных параметров. На этом этапе происходит выбор количества формуемых за один цикл горшочков, площади рабочей поверхности всасывающих форм и продолжительность всасывания массы. Далее, приняв основные параметры, необходимые для проектирования, рассчитываются объем подготовленной торфодревесной массы за каждый цикл формования и строится график зависимости массы заготовки от времени прессования. При построении графиков и последующих расчетов используется программное приложение MathCAD 2000 Professional.

На втором этапе  происходит расчет и подбор узлов механизма поворота.

На третьем этапе происходит расчет и подбор пневматического оборудования формовочной машины. Производится динамический расчет пневмоцилиндров. По результатам этого расчета строятся графики, отражающие следующие процессы – перемещение и скорость поршня, давление в полостях, по которым можно судить о динамических характеристиках системы.