4

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования "Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники"

Кафедра электронной техники и технологии

Реферат

на тему:

"Комплексный подход к требованиям, предъявляемым к оборудованию. Общие правила конструирования оборудования"

Минск, 2008

Эксплуатационные требования предполагают в первую очередь обеспечение комплексной надежности. В понятие комплексной надежности кроме понятий безотказность, долговечность, ремонтопригодность, входит еще критерий обеспечения оптимального психологического взаимодействия машины с оператором, т.е. то, что называется - эргономичность конструкции оборудования. Эксплуатационные показатели проявляются в механических, климатических и психофизиологических (или эргономических) характеристиках.

Механические характеристики определяют в основном такие показатели как: механическая прочность и жесткость конструкции, надежность работы комплектующих сборочных единиц и блоков, размещенных в каркасах (корпусах) при воздействии на него внешних усилий, вибраций, ударов.

Климатические характеристики - определяют устойчивость конструкции от воздействия различных климатических факторов (т.е. длительность службы в определенных условиях эксплуатации - температура, давление, влажность, различные излучения).

Эргономические характеристики - определяют:

- оперативность обслуживания - минимальные затраты на подготовку оборудования к работе, быстрое выполнение рабочих манипуляций;

- удобство обслуживания - легкий доступ к различным узлам и деталям, возможность быстрого осмотра, рациональная компоновка и конструктивное исполнение устройств управления (ручки, кнопки, переключатели и т.д.) и устройств отображения информации (шкалы, экраны, табло и т.п.) ;

- Безопасность обслуживания - наличие устройств заземления, блокировок, аварийной сигнализации и т.д.

1. Компоновочные требования

Компоновочные требования - являются основными в процессе формообразования, т.к. их выполнение позволяет создать стройную структуру конструкции - основу рациональной гармонической формы.

1. Требования технической эстетики

Требования технической эстетики - направлены на выявление и обеспечение художественно-конструкторских качеств оборудования, которые предопределяют оптимальность конструкции с точки зрения конструктивной, технологической, эстетической и эргономической.

3. Конструктивно-технологические требования

Конструктивно-технологические требования - обеспечивают в процессе проектирования создание совершенного конструктивно-технологического решения. Среди множества требований этой группы необходимо выделить:

- взаимозаменяемость сборочных единиц и элементов конструкции;

- максимальную унификацию и стандартизацию;

- технологичность деталей и сборочных единиц;

- рациональный выбор материалов (конструктивных, отделочных и т.д.).

Конструктивно-технологические требования могут иметь те или иные характерные особенности для каждого вида оборудования. Сформулируем некоторые дополнительные общие конструктивные требования:

1. Оборудование должно обеспечивать:

- изготовление, испытание и контроль изделий электронной техники в соответствии с НТД;

- заданную точность установления и поддержания технологических режимов и операций;

- возможность автоматического регулирования и поддержания технологических режимов с обязательным переходом на ручное и автоматическое управление, а также возможность включения, при необходимости, автоматизированных систем управления (АСУ).

2. Конструкция оборудования - необходимо обеспечивать удобство доступа ко всем элементам, требующим монтажа, регулировки, замены, осмотра, смазки, проверки или ремонта во время эксплуатации. Все оборудование разрабатывается на основе принципов блочности и агрегатирования.

3. Основным направлением движения обрабатываемых изделий (направление потока) относительно оператора принимают:

- при прямолинейном движении - слева направо;

- при вращательном движении в боковой вертикальной плоскости - снизу вверх;

- при вращательном движении в горизонтальной или фронтальной вертикальной плоскостях - против часовой стрелки.

4. Для удобства обслуживания, рациональной планировки и встраивания в линию блоки управления, пульты питания и подобные устройства должны иметь двери преимущественно с одной стороны.

5. Оборудование, подлежащее переноске, снабжают ручками или рым-болтами, обеспечивающими удобство и безопасность при подъеме и переноске. При проектировании оборудования необходимо предусматривать возможность надежного его закрепления при установке.

6. Конструкция крепления составных частей оборудования должна исключать возможность деформирования или смещения этих частей при воздействии вибраций или упругих нагрузок в процессе эксплуатации и транспортировки.

Шланги подвижных соединений электрических, гидравлических и т.д., подверженных смятию или повреждениям, защищают бронированной металлической оплеткой или другими средствами.

При возможности скапливания в корпусе оборудования конденсата или масла рекомендуется в корпусе делать сливные отверстия с завинчивающейся пробкой.

7. Электрооборудование выполняют с учетом присоединения его к сети переменного тока напряжением 220/380 В, частотой 50 Гц.

При необходимости оборудование должно иметь в комплекте электротехнические устройства для присоединения к сети высокого напряжения 6 или 10 кВ.

8. Не допускается применять провода с алюминиевыми жилами для монтажа цепей управления, освещения, сигнализации и подвижных электропроводов. Применять алюминиевые провода допускается только для силовых цепей, где требуется сечение провода более 4 мм2.

Для частей оборудования, которые необходимо быстро снимать без применения инструмента, электрические соединения выполнять разъемными (разъемы и клеммные платы).

9. Вводы электроэнергии контролируемых сред, воды вакуума и прочего располагают на высоте не более 0,5 м от пола. Вводы обеспечиваются соответствующими разъемно-соединительными устройствами (муфтами и т.п.) для присоединения к питающим магистралям.

4. Общие правила конструирования оборудования

При создании технологического оборудования рекомендуется придерживаться следующих правил.

1. Добиваться максимального повышения полезной отдачи путем увеличения производительности машин и объема выполняемых ими операций.

2. Добиваться всемерного снижения расходов на эксплуатацию машин уменьшением энергопотребления, стоимости обслуживания и ремонта.

3. Максимально увеличивать степень автоматизации машин с целью увеличения производительности, повышения качества продукции и снижения расходов на труд

4. Предупреждать техническое устаревание машин, обеспечивая их длительную применяемость, закладывая в них высокие исходные параметры и предусматривая резервы развития и последовательного совершенствования.

5. Закладывать в машины предпосылки интенсификации их использования в эксплуатации путем повышения универсальности и надежности.

6. Предусматривать возможность создания производных машин с максимальным использованием конструктивных элементов базовой машины.

7. Стремиться к сокращению числа типоразмеров машин, добиваясь удовлетворения потребностей производства минимальным числом моделей путем рационального выбора их параметров и повышения эксплуатационной гибкости.

8. Конструировать машины с расчетом на безремонтную эксплуатацию с полным устранением капитальных ремонтов и с заменой восстановительных ремонтов комплектацией машин сменными узлами.

9. Избегать выполнения трущихся поверхностей непосредственно на корпусах деталей. Для облегчения ремонта поверхности трения выполнять на отдельных, легко заменяемых деталях.

10. Последовательно выдерживать принцип агрегатности. Конструировать узлы в виде независимых агрегатов, которые устанавливаются на машину в собранном виде.

11. Исключать подбор и пригонку деталей при сборке, обеспечивать полную взаимозаменяемость деталей.

12. Исключать операции выверки, регулирования деталей и узлов по месту. Предусматривать в конструкции фиксирующие элементы, которые обеспечивают правильную установку деталей и узлов при сборке.

13. Обеспечивать высокую прочность деталей и машины в целом способами, не требующими увеличения массы (придание деталям рациональных форм с наилучшим использованием материала, применением материалов повышенной прочности, введение устраняющей обработки).

14. Особое внимание уделять повышению циклической прочности деталей; придавать деталям рациональные по сопротивлению усталости формы, вводить упрочняющую обработку. В машины, узлы и механизмы, работающие при циклических и динамических нагрузках, вводить упругие элементы, смягчающие толчки и колебания нагрузки.

15. Придавать конструкциям высокую жесткость способами, не требующими увеличения массы (применение пустотелых и оболочковых конструкций, блокирование деформаций поперечными и диагональными связями, рациональное расположения опор и ребер жесткости).

16. Всемерно увеличивать эксплуатационную надежность машин, добиваясь по возможности полной безотказности их действия.

17. Делать машины простыми в обслуживании; сокращать объем операций обслуживания, устранять периодические регулировки, выполнять механизмы в виде самообслуживающихся агрегатов.

18. Предупреждать возможность перегрузок машины в эксплуатации, вводить автоматические регуляторы, предохранительные и устройства, исключающие возможность эксплуатации машины на опасных режимах.

19. Устранять возможность поломок и аварий в результате неумелого или небрежного обращения с машиной; вводить блокировки, предупреждающие возможность неправильного манипулирования органами управления, максимально автоматизировать уровень управления машиной.

20. Устранять периодическую смазку, обеспечивать непрерывную автоматическую подачу смазочного материала к трущимся соединениям.

21. Избегать открытых механизмов и передач, заключать механизмы в закрытые корпуса, предотвращающие проникновения грязи, пыли и влаги на трущиеся поверхности и позволяющие организовывать непрерывную смазку.

22. Обеспечивать надежную страховку резьбовых соединений от самоотвинчивания, внутренние соединения фиксировать методами позитивного стопорения (шплинты, отгибные шайбы) или краской.

23. Предупреждать коррозию металлических деталей, в особенности у машин, работающих на открытом воздухе или соприкасающихся с химически активными средами, применением стойких лакокрасочных или гальванических покрытий и изготовлением деталей из коррозионно-стойких материалов.

24. Уменьшать массу машин путем увеличения компактности конструкции, применения рациональных силовых и кинематических схем, устранения невыгодных видов нагружения, замены изгиба растяжением-сжатием, а также путем применения легких сплавов и неметаллических материалов.

25. Всемерно упрощать конструкцию машин; избегать сложных многодетальных конструкций.

26. Заменять во всех возможных случаях механизмы с прямолинейным поступательно-возвратным движением более выгодными механизмами с вращательным движением.

27. Ообеспечивать максимальную технологичность деталей, узлов и машины в целом, закладывая в конструкцию предпосылки наиболее производительного изготовления и сборки.

28. Сокращать объем механической обработки, предусматривая изготовления деталей из заготовок с формой, близкой к окончательной форме изделия, заменять механическую обработку более производительными способами обработки без снятия стружки.

29. Осуществлять максимальную унификацию элементов конструкции с целью удешевления машины, сокращения сроков ее изготовления, доводки, а также с целью облегчения эксплуатации и ремонта.

30. Всемерно расширять применение стандартных изделий, соблюдать действующие стандарты.

31. Не применять оригинальных деталей и узлов там, где можно обойтись стандартными, унифицированными, заимствованными узлами и деталями.

32. Экономить дорогостоящие и дефицитные материалы, применяя их полноценные заменители; при необходимости применения дефицитных материалов сводить их расход к минимуму.

32. Стремясь, как общее правило, к снижению стоимости изготовления, не надо ограничивать затраты на изготовление деталей, ключевых для надежности машины, выполнять такие детали из качественных материалов, применять для их изготовления технологические процессы, обеспечивающие наибольшее повышение надежности и срока службы.

33. Придавать машине простые и гладкие внешние формы, облегчающие уход за машиной и ее содержание.

34. Сосредотачивать органы контроля и управления по возможности в одном месте, удобном для обзора и манипулирования.

35. Делать доступными и удобными для осмотра узлы и механизмы, нуждающиеся в периодической проверке.

36. Обеспечивать безопасность обслуживающего персонала, предупреждать возможность несчастных случаев путем максимальной автоматизации рабочих операций, введения блокировок, применения закрытых механизмов и установки защитных ограждений.

37. В машинах-автоматах обеспечивать возможность регулирования и наладки механизмами ручного прокручивания, медленного проворачивания от приводного двигателя (с реверсом, если того требуют условия наладки).

38. В машинах с приводом от электродвигателя учитывать возможность неправильного включения двигателя, обеспечивать возможность реверсной работы машины или вводить предохранительные (обгонные) муфты.

39. Тщательно изучать опыт эксплуатации машины и оперативно вводить в конструкцию исправления дефектов, обнаружившихся в эксплуатации, изучение эксплуатации является лучшим средством совершенствования и доводки машин и эффективным способом повышения квалификации конструктора.

40. Непрерывно совершенствовать конструкцию машин, находящихся в серийном производстве, поддерживая их на уровне возрастающих требований промышленности.

41. Обеспечивать конструктивный задел, подготавливая выпуск новых машин с более высокими показателями на смену устаревшим.

42. Изучать тенденции развития отраслей промышленности, использующих проектируемые машины, вести перспективное проектирование, рассчитанное на удовлетворение дальних запросов потребителей.

43. При проектировании машин, реализующих новые технологические процессы, все новые элементы проверять экспериментально.

44.Шире использовать опыт исполненных конструкций, опыт смежных, а в обоснованных случаях и отдаленных по профилю отраслей машиностроения.

45. Проектируемая машина должна быть экологически чистой, не загрязнять отходами окружающую среду, предусматривать средства очистки и утилизации отходов производства и четко продумать способы утилизации самой машины по окончании ее эксплуатации.

Литература

1. Куркин В.И. Основы расчета и конструирования оборудования электровакуумного производства. Учебн. пособие. -- 2-е изд. перераб. и доп. -- М.: Высшая школа

2. Москвина И.П. Расчет и конструирование оборудования: Учебн. пособие. М.: МИЭМ