Тема: Агрегатирование машин и механизмов. Обеспечение требований художественного конструирования. Возникновение и основные направления развития дизайна

Агрегатирование — метод создания новых машин и оборудования путем компоновки стандартных и унифицированных деталей, узлов и механизмов, устанавливаемых в изделии в различном числе и комбинациях и обладающих полной взаимозаменяемостью по всем эксплуатационным показателям и присоединительным размерам.

Рассмотрим сущность агрегатирования на следующем примере. Любой механизм для подъема грузов, например, грузоподъемная лебедка, состоит из электродвигателя, тормоза, зубчатой передачи и барабана, на котором закреплен трос, сообщающий грузу заданное перемещение. Эти узлы монтируют на сварных рамах или литых плитах. Такая конструктивная общность позволила стандартизировать и унифицировать основные узлы грузоподъемных лебедок (муфты, тормоза, барабан, подшипниковые узлы барабанов) оформить зубчатые передачи в виде зубчатых механизмов (редукторов) и организовать серийное даже массовое производство этих изделий. Благодаря этому проектирование лебедок сводится к выполнению элементарных расчетов, подбору по найденным параметрам стандартизованных и унифицированных узлов и механизмов, разработке общего вида и конструированию рамы или плиты, монтаж готовых узлов и механизмов.

В настоящее время принцип агрегатирования широко применяют при создании разнообразных типов машин, оборудования и приборов.

На рисунке 9 показана принципиальная схема расчленения фронтального погрузчика с задним расположением двигателя на отдельные взаимозаменяемые агрегаты и узлы – модули, изготовление которых может быть выделено в самостоятельное производство на специализированных предприятиях (заводах, цехах), в цикл которых входит их испытание.

1 – бортовой привод с гидромотором; 2 – двигатель; 3 – кабина; 4 – рабочее оборудование; 5 – редуктор с насосами и системой гидроуправления; 6 – ходовая гусеничная тележка.

Рисунок -9. Погрузчик.

Внедрение агрегатирования позволит обеспечить значительное снижение сроков и трудоемкости проектирования и изготовления изделий, повысить гибкость и мобильность при переходе на выпуск новых изделий, уменьшить сроки и стоимость освоения производства новых машин, механизмов и приборов, а также упростить обслуживание и ремонт, сократить затраты на их проведение.

Принципиальное преимущество метода агрегатирования заключается также в том, что при специализированном производстве и продаже стандартных сборочных единиц потребители получают возможность самостоятельно компоновать нужные им машины, оборудование, автоматические линии. Приобретение готовых дешевых сборочных единиц, изготовляемых на специализированных заводах, удешевит и упростит ремонт машин.

Понятие о комплексной стандартизации.

Качество конечной продукции определяется качеством применяемого сырья, материалов, полуфабрикатов, комплектующих изделий, совершенством конструкции и методов проектирования и расчета машин на прочность, надежность и долговечность, технологическими процессами, степенью унификации, агрегатирования и стандартизации, квалификацией рабочих и другими факторами. Для обеспечения высокого качества машин необходима оптимизация указанных факторов и строгая взаимная согласованность требований к качеству, как при проектировании, так и на этапах производства и эксплуатации.

Стандартизацию можно осуществлять, опираясь на уже достигнутое качество или исходя из качественных характеристик конечной продукции. В первом случае стандартизацию проводят без учета требований, определенного потребителя и при изготовлении конечной продукции используют стандартизованные изделия, выпуск которых хорошо освоен. Это пассивный метод стандартизации, но он сохраняет свое значение для изделий массового производства (болтов, гаек, подшипников качения и пр.). Во втором случае качественные показатели и стандарты на сырье, материалы, комплектующие изделия, а также нормативно - технические документы разрабатывают исходя из требований, предъявляемых к конечным изделиям. В этом случае стандартизация активно воздействует на развитие науки и техники. Такой метод стандартизации называют комплексным.

Комплексная стандартизация обеспечивает взаимную увязку требований к конечной продукции, сырью, материалам и комплектующим изделиям с учетом современного уровня развития науки и техники.

Примером комплексной стандартизации, проведенной в рамках СЭВ, является производство гидравлического оборудования и элементов единой системы гидравлики. Объектами стандартизации в данном случае были не отдельные изделия, а группы продукции одного функционального назначения. Насосы (шестеренчатые, поршневые, винтовые, лопастные). Моторы; цилиндры; распределительная и контрольно-регулирующая аппаратура; аккумуляторы. Разработанная серия стандартов устанавливает терминологию, условные обозначения. Ряды номинальных давлений, потоки (расходы) жидкости, условные проходы, присоединительные размеры, общие технические требования, методы испытания основных параметров и т.д.

Наиболее полно комплексная стандартизация проведена по подшипникам качения, на которые действует более 75 взаимоувязанных государственных стандартов. Однако, работы здесь продолжаются, причем главным образом в направлении повышения точности и долговечности подшипников с учетом рекомендаций ИСО.

В довольно большом объеме проведена также комплексная стандартизация зубчатых и червячных колес и передач: исходный контур, модули, термины, допуски, расчет геометрических параметров, оформление рабочих чертежей, режущий инструмент и.т.д.

Обеспечение требований художественного конструирования, эргономики и охраны труда при создании новых машин.

Эстетическое освоение технической среды - одно из важнейших направлений создания условий для всестороннего развития способностей и творческой активности трудящихся. В процессе такого освоения реализуется принцип - максимум внимания к человеку через вещи, через предметное окружение. Художник — конструктор вошел сегодня во многие коллективы специалистов, занимающихся разработкой новых изделий, — инженеров-конструкторов, технологов, материаловедов, экономистов и т.п.

Применение принципов и методов художественного конструирования заставляет по новому взглянуть на содержание понятия «качество изделия», на сам принцип проектирования изделий, на оценку их функционально-потребительских достоинств, поэтому изучение этих вопросов ставит своей целью подготовить будущих инженеров- конструкторов к совместной творческой работе с художниками-конструкторами. Для плодотворного сотрудничества с дизайнером инженер-конструктор, должен, верно понимать проблемы, стоящие перед дизайном, знать методику работы художника-конструктора, научиться видеть красоту промышленного изделия и уметь давать ему обоснованную оценку.

Возникновение и основные направления развития дизайна

Под художественным конструированием следует понимать один из видов промышленного дизайна, а именно, дизайн конкретных изделий. Выделение художественного конструирования в качестве составной части процесса проектирования промышленных изделий иногда вызывает сомнения. Возникает вопрос: почему инженер-конструктор не в состоянии решать сам все вопросы, возникающие при создании нового промышленного изделия? Ведь существовала же в прошлом, представительная фигура цехового мастера-ремесленника, универсально совмещавшего в себе способности одаренного конструктора и художника?

В условиях ремесленного производства совмещение нескольких специальностей в месте, как показывает история, было не только возможным, но и вполне рациональным. В деятельности ремесленника сочетался труд и конструктора, и мастера, и художника. Он старался сделать вещь удобной, привлекательной на вид, а зачастую и с учетом индивидуальных особенностей заказчика - не только его вкусов, но и физических черт. Но постепенно ко многим промышленным изделиям начинают предъявляться такие требования, выполнить которые одному человеку не под силу.

Объясняется это тем, что уже в середине ХIХ столетия, на базе бурного технического прогресса, ремесленное производство превратилось в промышленное, а вместе с этим и проектирование изделий перешло от мастера-ремесленника к инженеру-конструктору, который на первых порах успешно справлялся со стоящими перед ним задачами. Он переводил продукцию ремесленного производства на новые индустриальные рельсы, сохраняя при этом в большинстве случаев прежние, испытанные временем традиционные формы изделий.

Взять, к примеру, первый телефонный аппарат-автомат. Здесь пока существует отдельно: диск, слуховой аппарат, микрофон и подставка, на которой все эти элементы телефона укреплены. Аппарат сделан инженером-конструктором только, исходя из того, что нужно набрать номер, иметь микрофон, в который можно говорить, и слуховой аппарат, чтобы слышать, что говорят на другом конце линии. То, что формы всех этих элементов проработаны ранее для других аппаратов, не смущает инженера, так как это уже выходит из круга его задач и интересов. Создана работающая конструкция, она воплощена в реальных материалах — чего же больше? Удобно ли пользоваться этой конструкцией, производит ли она впечатление гармоничной, красивой вещи - это, по-видимому, не столь существенно для массовой продукции.

Таким образом, бурное развитие науки и техники в начале ХХ века приводит к тому, что создание новых промышленных образцов превращается подчас в сложнейший исследовательский поиск оптимальной структуры, формы, ассортимента. Технология, сложное инженерное содержание требует узкой специализации от инженера-конструктора. Иначе говоря, возникает необходимость освободить инженера-конструктора от решения тех задач, в области которых он не является специалистом, Так рождается новая область человеческой деятельности – дизайн.

Дизайн – это творческая деятельность, целью которой является формирование гармоничной предметной среды в целом, наиболее полно удовлетворяющей материальные и духовные потребности человека.

Появляется новый специалист, который в общем процессе проектирования изделий сосредоточивает свое внимание на требованиях потребителя, приспосабливая к нему эти изделия.

В современном художественном конструировании существует четыре основных направления: истинный дизайн, функционализм, стилизация и стайлинг.

Истинный дизайн характеризуется созданием изделий на основе функционального и композиционного анализов, рациональности конструкции и эргономических требований. В результате форма изделия наиболее полно отображает его функцию.

Примерами истинного дизайна в строительном и дорожном машиностроении могут служить дорожные машины фирмы «Катерпиллар» (США), пассажирские подъемники фирмы «Хитачи» (Япония), мобильные краны большой грузоподъемности “Колес” (Финляндия).

Функционализм - формообразование изделия на основе совершенствования функции, т.е. именно отработке функции отдается предпочтение перед формой. Это направление способствует развитию технологического оборудования и процессов. Наглядным примером могут служить одноковшовые экскаваторы отечественного производства, станки фирм “Курт”, “МАНО”, “Либхерр” (ФРГ) и другие.

Стилизация- конструирование внешнего вида нового изделия по существующему образцу. Стилизация способствует распространению современных форм изделий и проявляется в наибольшей степени при производстве товаров широкого потребления, у которых сходство внешнего вида видно невооруженным глазом.

Стайлинг проявляется в украшательском, оформительском подходе к изделию, которое отличается от своего аналога лишь внешним видом. Художник-конструктор занимается только формой, минимально изменяя конструкцию, но, вовсе не изменяя функцию изделия. Производство изменяется незначительно, что обусловливается быстрым моральным старением изделия и приспособлением его формы к постоянно меняющейся моде. Это направление в дизайне является консервативным, наибольшее распространение получило в 20-ЗО годах, однако и в настоящее время находит своих приверженцев в развитых странах, служит орудием конкурентной борьбы и одним из приемов манипулирования массами.

Основная литература: [1] (стр.80-124)

Контрольные вопросы:

1. Требования технической эстетики к создаваемым машинам. Цвет в современной технике. Функциональная окраска.

2. Задачи эргономики. Базовые эргономические требования к рабочему месту оператора.

3. Инженерная психология, ее задачи. Принципы компоновки пульта управления.

4..Агрегатирование машин и механизмов, задачи и сущность.