Задачи технологического проектирования

Задачи технологического проектирования:

• теоретическое и экспериментальное  обоснование структуры и параметров

технологических процессов;

• разработка методов контроля’  качества исходного сырья, промежуточных

продуктов и готовой продукции;

• анализ результатов предпроектных изысканий и опытно-промышленных

испытаний;

• анализ решений при  рассмотрении всех видов проектной  документации.

Техническое проектирование. Цель технического проектирования, которое является начальным этапом конструирования, — выработать определенную концепцию, замысел конструктивного решения технологической части проекта. Задачи технического проектирования линии — разработка принципиальной схемы ее устройства, конструктивного устройства ее составных частей, выполнение кинематических, силовых и прочностных расчетов. Техническое проектирование оформляют в чертежах общего вида линии, ее составных частей, а также в расчетно-пояснительных записках технического предложения, эскизного или технического проектов.

Техническое задание (ТЗ) на линию. Это основной исходный документ для ее разработки. Роль и значение этого документа значительно выше значения ТЗ на проектирование отдельных машин и аппаратов. ТЗ на линию

не только определяет требования к отдельным функциональным подсистемам  и единицам оборудования, но и обеспечивает их сбалансированность и четкое взаимодействие.

Подготовку технического задания выполняет разработчик, который затем согласовывает  ТЗ с научно-

исследовательской организацией, выдавшей исходные требования, с органами, осуществляющими надзор за безопасностью, охраной здоровья и природы, с  предприятием-потребителем, где предполагается монтаж и

испытания опытного образца  линии, а также с заводом, на котором  этот образец будут изготовлять. Техническое задание утверждает основной заказчик, финансирующий разработку новой линии. Техническое задание,как правило, должно состоять из следующих разделов:

• наименование и область  применения (использования) линии;

• цель и назначение разработки, а также перечень основных документов

по результатам ранее  приведенных работ, которые необходимо использовать

при разработке;

• технические требования и экономические показатели;

• порядок контроля и  приемки линии, а также стадии и этапы ее разработки.

В разделе  ≪Технические требования≫  указывают требования и нормы,

определяющие показатели качества и эксплуатационные характеристики

линии с учетом действующих  стандартов и норм, а также совершенного

технического уровня. В  общем случае в этом разделе должны быть следующие

сведения:

• наименование, количество и назначение основных составных  частей

линии; конструктивные требования к линии и ее составным частям;

• основные технические  параметры линии, определяющие ее целевое

использование и применение, а также свойства, отражающие ее техническое

совершенство по уровню и  степени потребляемого сырья, материалов,

топлива и энергии при  эксплуатации, например, производительность и расход сырья.

требования к надежности: долговечности, безотказности, сохраняемости и ремонтопригодности;

• требования безопасности и охраны природы;

. эстетические и эргономические  требования;

. требования к патентной  чистоте;

• условия эксплуатации, требования к техническому обслуживанию и

ремонту;

• требования к исходному  сырью и эксплуатационным материалам.

Техническое задание, как правило, разрабатывают квалифицированные технологи при непосредственном участии конструкторов-разработчиков

создаваемой линии.

Проектную документацию разрабатывают после утверждения технического задания, в нее включают техническое предложение, эскизный и технический проекты.

Техническое предложение. На этапе технического предложения решают задачи структурного построения линии и ее подсистем, формулирования функциональных требований к ведущим машинам и аппаратам линии. На

этом этапе производят следующие работы:

• анализируют исходное техническое задание с точки  зрения функциональных

возможностей, стоимости, производительности, компоновочных

характеристик и т.д.;

• принимают наиболее существенные решения относительно возможных

путей реализации требований к линии и ее подсистемам, сформулированных

в техническом задании  с учетом современных научно-технических

достижений в исследуемой и смежных отраслях;

• выбирают критерии для  оценки эффективности проектных  решений;

• намечают основные направления  машинно-аппаратурного оформления

технологического процесса и конструкторско-технологических  решений.

При разработке технического предложения патентные исследования

служат для обоснования  выбора оптимального варианта машинноаппаратурной схемы линии. Обосновывают целесообразность использования известных технических решений с точки зрения оптимального и

перспективного вариантов  разработки: выявляют новые области  применения известных способов и устройств, новые материальные возможности способов их реализации; намечают пути создания новых технических решений, которые в совокупности с известными должны обеспечить заданные технико-экономические показатели разрабатываемой линии с учетом патентоспособности и патентной чистоты.

Эскизный  проект. В этом проекте линии должно содержаться окончательное решение о выборе оптимального технологического процесса, его машинно-аппаратурного оформления в виде конкретного варианта компоновки технологического оборудования линии и описания ее устройства и принципа действия, а также технологические, кинематические и прочностные расчеты, подтверждающие работоспособность выбранного варианта.

Эскизное  проектирование линии предусматривает следующий перечень

работ:

• технологическую проработку линии, в том числе построение принципиальной

технологической схемы с  указанием значений параметров технологического

процесса на всех стадиях;

• продуктовый расчет исходного  сырья, промежуточных полуфабрикатов,

готовой продукции и отходов  производства в соответствии с ассортиментом

и заданной производительностью;

• определение мест и  методов контроля параметров технологического

процесса.

Продуктовый расчет данного вида выпускаемой  продукции включает в

себя расчеты расхода  исходного сырья, вспомогательных  материалов, полуфабрикатов собственного производства и поступающих со стороны, других компонентов в зависимости от заданной производительности линии, рецептуры и нормативно-технических требований. Обычно линия, технологическая машина или аппарат имеют несколько конструктивных элементов, в которых по стадиям технологического процесса последовательно обрабатываются исходное сырье и полуфабрикаты. Расчленив процесс на отдельные операции, и выполнив соответствующие продуктовые расчеты, можно вычислить объемный расход компонентов на той стадии технологического процесса, для которой проектируется данная

конструкция составной части  линии.

Следующий этап эскизного проекта — машинно-аппаратурное оформление

линии, в том числе построение машинно-аппаратурной схемы и составление спецификации входящего в нее оборудования. В этих документах определен полный состав основного и вспомогательного оборудования и дана детальная информация об его технических характеристиках, устройстве и принципе действия. При этом принимают решение о применении серийного оборудования, необходимости его модернизации либо о разработке и создании принципиально новых конструкций. Машинно-аппаратная схема (MAC) —

выходной документ схемной  проработки проектируемой линии. Построением MAC завершается стадия работ по созданию линии, когда основная роль отводилась технологическому проектированию. В дальнейшем ведущим становится техническое проектирование, хотя, безусловно, элементы технологического проектирования будут присутствовать на всех последующих этапах создания линии.

По заданным значениям  производительности линии и продолжительности обработки сырья и полуфабрикатов, а также длины межоперационных связей рассчитывают технологические циклы машин и аппаратов, скорости

рабочих органов и исполнительных механизмов для осуществления поступательного перемещения обрабатываемых продуктов от входа в линию к выходу из нее. Кинематические расчеты выполняют в соответствии с технологическими требованиями, чтобы на всех стадиях технологического процесса

обеспечить такие режимы обработки продукта, которые необходимы для выпуска качественной продукции. Результаты кинематических расчетов используют для выбора серийных машин и аппаратов, а также для проектирования кинематических схем вновь разрабатываемых конструкций.

Эскизный  проект предполагает также определение следующих характеристик:

энергетических, обеспечивающих силовые возможности оборудования;

прочностных, обусловливающих  прочность и жесткость конструкций;

динамических, гарантирующих  качество конструкций и долговечность

машин и аппаратов. Энергетические и прочностные расчеты выполняют также

для вычисления следующих  показателей: полезной (технологической)

мощности, потребляемой при  производстве продукции; расхода энергоносителей;

геометрических размеров; устойчивости наиболее нагруженных

конструкций и деталей  машин и аппаратов. Необходимость  таких расчетов

возникает при разработке нового оборудования или при проверке технических

возможностей серийно  выпускаемого оборудования.

В результате разработки чертежей общего вида линии и ее подсистем,

вычерчивания вариантов  принципиальных схем и сборочных  чертежей,

вновь разрабатываемых машин  и аппаратов в значительной мере конкретизируется

эскизный проект линии. Завершают  проект расчетом ожидаемого

экономического эффекта  от внедрения проектируемой линии.

Технический проект служит для выявления окончательных решений,

дающих представление  о конструкции линии и ее составных частей, и является

основой для составления  рабочих чертежей. При выполнении технического

проекта в общем случае производят следующее:

. отрабатывают конструктивные  решения и вычерчивают общие  виды

машин и аппаратов, чертежи  сборочных единиц и наиболее сложных  деталей,

рабочих органов, исполнительных механизмов и др.;

• уточняют кинематические, энергетические и прочностные расчеты,

которые приобретают характер поверочных расчетов;

составляют необходимые  принципиальные схемы: кинематические,

электрические, гидравлические, схемы автоматизации и др.;

• отрабатывают конструкции  на безопасность, технологичность, эргономичность,

эстетичность;

• уточняют выбор покупных комплектующих изделий, конструкционных

материалов, заготовок;

• разрабатывают, изготовляют  и испытывают макеты и экспериментальные

образцы;

• выполняют патентные  исследования в части определения  патентоспособности

и обеспечения патентной  чистоты отдельных сборочных  единиц

и деталей, разрабатываемых  машин и аппаратов;

• прорабатывают эксплуатационные характеристики оборудования линии

с учетом условий и особенностей монтажа и наладки на паспортные

режимы, а также требований удобства обслуживания, ремонта, диагностирования,

устойчивости к воздействию  внешних факторов (внешней среды),

возможности быстрого устранения отказов, контроля качества работы

линии; '

• согласовывают габаритные, установочные и присоединительные  размеры,

а также параметры энергоносителей  с предприятием-потребителем

опытного образца линии.

В результате рассмотрения этапов технологического и технического проектирования

можно сделать следующие выводы. На этапе технологического

проектирования большая  часть задач имеет ярко выраженный структурный

характер. При этом в работе участвует, как правило, небольшое  число

специалистов высокой  квалификации. Этап технического проектирования

характеризуется увеличением  трудоемкости, следовательно, большим

числом разработчиков.

Таким образом, проектирование линии направлено на разработку

проектно-конструкторской  документации, к которой относятся  техническое

предложение, эскизный и  технический проекты. Каждый из этих документов

последовательно анализируют, обсуждают, корректируют и принимают

как основу для дальнейшей разработки линии.

 

 

 

 

 

23.3. Конструирование технологического  оборудования линий

Разработка конструкции  линии направлена на практическое воплощение

принципиальных проектных  решений. Конструкция линии обусловлена

составом, устройством, параметрами  и взаимным расположением ее

частей: машин, аппаратов, приборов и другого оборудования, а также  сборочных

единиц и деталей, из которых  это оборудование состоит.

Сущность  конструирования. Процесс конструирования заключается

в проведении графических  и расчетных операций с целью  выбора и обоснования

таких вариантов конструктивных решений, которые обеспечивают

разработку оптимальной  конструкции, отвечающей требованиям

технического задания  по функционально-техническим параметрам, надежности,

технологичности, безопасности, безвредности, эргономичности

и эстетичности.