Стадии разработки конструкторской документации

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ

ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ

Лекция 1

Тема: «Основы конструирования»

Общие понятия

Стадии разработки конструкторской документации

Стадии технологической подготовки производства

Задачи основных служб производства

Состав документации технической подготовки производства

Общие понятия

Изделием называется любой предмет или набор предметов производства данного предприятия. Различают изделия основного производства для поставки и последующей реализации и изделия вспомогательного производства для собственных нужд предприятия (например, инструмент, оснастка, штампы и др.) ГОСТ 2.101-68 устанавливает следующие виды изделий: детали, сборочные единицы, комплексы, комплекты.

Деталь - это единое изделие из однородного материала без применения сборочных операций.

Сборочная единица - это изделие из составных частей, соединенных между собой на предприятии сборочными операциями (свинчиванием, сваркой, пайкой и пр.), например, трансформатор, электронная плата с навесными элементами, панель управления и т. д.

Комплекс - это два или более изделий, не соединенных на предприятии- изготовителе сборочными операциями, но предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций. Примером комплекса может служить регулируемый электропривод, включающий в свой состав преобразователь, трансформатор, двигатель, датчики обратных связей, аппаратуру управления и сигнализации. В комплекс, кроме сборочных единиц, выполняющих основные функции, могут входить детали, сборочные единицы и комплекты, используемые для вспомогательных операций (монтаж, измерения и пр.).

Комплект - это два или более изделий, не соединенных на предприятии-изготовителе сборочными операциями и имеющих общее эксплуатационное значение вспомогательного характера, например, комплект запасного инструмента и приспособлении (ЗИП), комплект инструмента, программатор для перезаписи служебных программ и др.

Системный подход к проектированию решает задачи создания унифицированной серии изделий одного функционального назначения в заданном диапазоне изменения главного параметра. Например, при создании тиристорных преобразователей питания двигателей постоянного тока для приводов подачи металлорежущих станков определяются диапазоны мощностей и скоростей вращения двигателей для всех типогабаритов станков, на которых предполагается применение разрабатываемых приводов. Далее разрабатываются унифицированные схемные решения для всей серии приводов с полным подобием схем управления и необходимыми модификациями силовой части. Очевидно, что выбор рациональных границ диапазонов мощностей является технико-экономической задачей, причем критерий определяет конечный эффект от применения унифицированной серии по сравнению с применением ряда изделий индивидуальных конструкций. Процесс проектирования упрощается путем применения соответствующих методов конструирования.

Г еометрический метод решает задачи обеспечения точных связей при взаимном расположении элементов. Этот метод позволяет получить требуемую точность святей элементов и правильную геометрию их размещения, однако не решает вопросы возникновения деформаций из-за нагрузок.

Машиностроительный метод учитывает нагрузки в подвижных и неподвижных элементах конструкций и позволяет рассчитать статические и динамические деформации основных элементов. При расчете электроприводов этот метод позволяет определить параметры упругой системы механических передач, правильно произвести приведение много массовой системы к одно, - двух, - трехмассовой, оценить резонансные частоты.

Топологический.метод позволяет графически представить взаимное расположение элементов конструкции с учетом их внутренних свойств и связей. Этот метод успешно используют при разбиении общей схемы на узлы, взаимном размещении элементов на печатной плате или монтажной панели, трассировке кабельных цепей и т. п. При этом попутно возможно решение задач сокращения числа и длины проводников разъемных и паяных соединений.

Конструирование является процессом отражения в чертежах структуры, размеров, формы, материала, внутренних и внешних связей будущего изделия. Каждая деталь, сборочная единица комплекс или изделие должны быть изготовлены и смонтированы так, чтобы полностью удовлетворять ТЗ, должны быть изготовлены с наименьшими затратами труда, материалов, технологической энергии.

К механическим деталям электроустановок предъявляются общие требования:    прочность, жесткость, износостойкость, точность, надежность, технологичность и др.

Вид и состав ТТ к электротехническим элементам установки определяется видом и составом электрооборудования, принципиальными схемными решениями, общими ТТ па все изделие в целом.

Стадии разработки конструкторской документации

Проектирование объектов различного уровня сложности является процессом, в котором принимают участие коллективы специалистов разного профиля. Организация, заказывающая проект, называется «заказчик», а организация, реализующая требования «заказчика» в виде конструкторско-технологической документации на изготовление изделия - «исполнитель».

Взаимоотношения между этими организациями регламентируются договором (контрактом) — юридическим документом, определяющим отношения сторон на различных стадиях. В договоре предусматриваются взаимные обязательства сторон, объем, этапы работы и их сроки, финансирование.

Техническая сторона договора отражается в ТЗ, которое разрабатывается «исполнителем» на основании общих ТТ «заказчика» на создаваемый объект. ТЗ согласовывается и подписывается обеими сторонами, а также организациями-соисполнителями.

1 ОСТ 2.103-68 устанавливает следующие стадии разработки конструкторской документации (КД) на изделия всех отраслей промышленности:

а) техническое задание;

б) техническое предложение;

в) эскизный проект;

г) технический проект;

д) рабочий проект.

На стадиях а), б), в) в состав работ могут быть включены

экспериментальные (ЭР) и научно-исследовательские работы (НИР), уточняющие технические вопросы создания изделия.

ТЗ является основанием для проведения разработки изделия и определяет назначение, состав изделия, ТТ, надежность, конструктивно-технические требования, технологические требования, порядок испытаний и приемки опытного образца, сроки разработки.

Назначение определяет области применения устройства и характер выполняемых функций.

Состав изделия определяет перечень устройств, входящих в изделие, обслуживающее оборудования, комплект ЗИП, упаковочных средств, КД.

Технические требования могут быть общими и частными. В общих ТТ указываются условия эксплуатации, транспонирования и хранения с характеристиками механических и климатических воздействий, электрическая прочность, помехозащищенность, сопротивление изоляции. В частных ТТ приводятся статодинамические показатели системы регулирования, номинальные значения входных и выходных параметров составляющих элементов, показатели быстродействия, надежности и т. п.

Конструктивно-технические требования предъявляются к комплектующим (покупным) элементам, типогабаритам изделия и его составным элементам, к модульности конструкции, к технологичности изготовления деталей, сборочных единиц и комплектов. Здесь же производится ориентировочная номенклатура КД.

Порядок испытаний и приемки опытных образцов регламентируется программой-методикой испытаний (ИМ), в которой устанавливаются основные проверяемые параметры и показатели, а также мет оды проверки.

После составления ТЗ и заключения договора начинается разработка изделия. Весь процесс разработки делится на два крупных этапа: научно- исследовательская разработка и опытно-конструкторская разработка (ОКР). В отдельных случаях, когда весь комплекс технических вопросов достаточно ясен, этап ПИР может быть заменен экспериментальными работами, определяющими отдельные вопросы увязки составных частей изделия. Предварительные расчеты, технические и технико-экономические обоснования целесообразности разработки относятся к НИР. Результатом НИР является научно-технический отчет технического предложения.

В соответствии с ГОСТ 2.118-73 ТПр устанавливает: варианты возможных решении и выбор оптимального: основные технические и организационные решения по выполнению ТЗ; патентную чистоту; рациональные приемы проектирования.

Стадия ОКР начинается с ЭП. Эскизный проект по ГОСТ 2.119-73 выполняют для определения основных технических решений, обеспечивающих ТЗ:

- проверяют верность принципиальных, конструктивных, схемных и других решений; выбирают оптимальный вариант по обеспечению ТЗ;

- производят предварительные расчеты надежности, оценку технологичности, уровня стандартизации и унификации;

- изготавливают и испытывают макеты для решения частных технических вопросов;

- проверяют на соответствие требованиям безопасности, производственной санитарии и экологии;

- составляют перечень дополнительных работ, не учтенных в ТЗ.

После согласования и утверждения ЭП принимается за основу выполнения ТП, который по ГОСТ 2.120-73 представляет окончательные технические решения по функционированию, структуре и конструкции объекта. В ТП производится детальная проработка схемных и конструктивных решений. КД должна содержать чертежи на все детали, общие виды, а также материалы по защите от внешних воздействий, по доступу при ремонте и контроле, диагностике, привязке комплекта электрооборудования к промышленной установке, по функциям оператора и конструкции органов управления. Уточняются принципиальные вопросы технологии и стоимости с учетом особенностей предприятия-изготовителя.

На этапе РП разрабатывается весь комплект КД, изготавливаются опытные образцы, создаются ПМ испытаний и проводятся испытания. По результатам испытаний производится корректировка КД, и выпускаются технические условия (ТУ) на изделия.