Часть 1 Общая методика проектирования

СОДЕРЖАНИЕ. Введение 6 1. Качества, которыми должен обладать разработчик новых ТО 9 2. Роль абстрактного мышления, интуиции и логики в процессе проектирования 10 3. Методы поиска оригинальных технических решений 11 4. Общая методика проектирования ТО 19

4.1 Постановка задачи на проектирование 20 4.2 Определение критериев оценки ТО 25 4.3 Поиск технической информации и выбор прототипа 26 4.4 Инженерный анализ исходных данных и уточнение задачи на проектирование 36 4.5 Поиск технического решения задачи на проектирование 40 4.6 Моделирование 43 4.7 Разработка конструкторской документации 44 4.8 Оценка результатов проекта, поиск, анализ и устранение ошибок 48 4.9 Авторский надзор за изготовлением опытного образца создаваемого ТО 67

5. Применение методики при проектировании новых, оригинальных ТО 69

5.1 Автоматический комплекс оборудования с ПУ для изготовления деталей из углового проката сечением до 200-200-20 мм 71

5.2 Автоматизированный стеллаж для укладки углового проката на подающий рольганг 76 5.3 Рольганг для подачи углового проката в рабочую зону технологического оборудования 80 5.4 Пресс для маркировки деталей из углового проката 83 5.5 Пресс для пробивки отверстий в деталях из углового проката 86 5.6 Гидравлические ножницы для резки заготовок из углового проката сечением до 200-200-20 м 94 5.7 Полуавтомат для сборки хомута зажимного 98 5.8 Механизма завивки стяжки сборочного полуавтомата 112 5.9 Механизма ориентации стяжки сборочного полуавтомата 117 5.10 Кулачковый механизм сборочного полуавтомата 120 5.11 Механизма привода винтоверта сборочного полуавтомата 124 5.12 Механизм сборочного полуавтомата для подгибки заднего конца стяжки 127 5.13 Механизм сборочного полуавтомата для фиксации корпуса хомута,

подгибки усиков и съема готового изделия 130 5.14 Роботизированный комплекс оборудования для токарной обработки детали типа «кольцо» 133

5.15 Конвейер для сборки жгутов проводов 137 5.16 Полуавтомат для изготовления изделий из проволоки с ушками на обоих концах заготовки 142 5.17 Полуавтомат для изготовления плоских зигзагообразных пружин 145 5.18 Настольный пневматический пресс для армирования проводов контактами 149

6. Выполнение компоновки элементов конструкции ТО 153 7. Обеспечение технологичности конструкции узлов и механизмов 169 Приложение № 1 Разработка конструкторской документации механизма завивки стяжки сборочного полуавтомата 179 Приложение № 2 Расчет размерной цепи, определяющей собираемость электромагнитной муфты со стаканом 181 Термины и определения 183 Перечень использованной литературы 18

4.1 Постановка задачи на проектирование.

4.1.1. Любое проектирование, будь то: освоение новых видов продукции, модерниза-ция выпускаемой продукции, или разработка оснастки и нестандартного оборудования для ее производства, включая механизацию и автоматизацию технологических процессов, – изначально предусматривает этап постановки задачи на проектирование. Большинство авторов, рассматривающих вопросы методики (алгоритма) создания новых технических решений, а это Альтшуллер Г.С., Диксон Д., Половинкин А.И., Схиртладзе А.Г., Ханзен Ф., Холл А.Д. и др., сходятся на том, что постановка задачи на проектирование является одним из основных этапов создания нового ТО, а точное формулирование задачи во мно-гом определяет успех поиска технического решения. Холл А.Д. так говорит о постановке задачи на проектирование. Задачи иногда, бывают, видны смутно, а иногда являются в обманчивом облике. Важно формулировать их правильно. Бывает, что решение приходит в голову сразу же, как только человек ее заметил. Но это лишь исключение из правила. Обычно же дальнейшие размышления зависят от способности ясно поставить задачу. За-дача может быть сформулирована слишком туманно. Например, руководитель рекламного отдела, критикующий материал словами: «Он не вызывает у меня восторга», – может за-ставить авторов долго биться над простыми вещами, ибо из такого заявления нельзя по-нять, что именно в материале требует правки. Иногда вопрос, хотя и ясно поставленный, затрагивает слишком большую область для плодотворного мышления. Он слишком общ. Например, поставлена задача – охватить телефонной связью возможно большее число число потенциальных абонентов. Задача сформулирована довольно ясно, но по многим причинам она может оказаться чрезмерно широкой, чтобы изучать ее всю сразу. Для пло-дотворного подхода к такой проблеме необходимо: исследовать потребность в телефон-ной связи, рассмотреть ожидаемое расширение сети при различных тарифных политиках, рассмотреть какие географические районы предъявят наибольший спрос на связь, выяс-нить какие виды услуг всего нужнее, какие возникнут задачи с коммутацией и передачей и т. д. Каждую из этих больших задач, в свою очередь, надо разбить на более мелкие зада-чи. Иногда этот процесс анализа проводится плохо, в результате чего внимание сосредо-тачивается на отдельных деталях. Слишком часто вопрос не получает общей формулиров-ки, и ставится «обманчивый» частный вопрос. Хорошая постановка задачи часто подска-зывается знанием существенных фактов. Если задача хорошо сформулирована, то знания существенных фактов и стандартных аналитических методов может хватить для ее реше-ния. Решение задачи стандартными методами, если они имеются, обычно экономит время и труд, но для того чтобы их применить, о них надо знать. Таким образом, знание идет ру-ка об руку с формулировкой задачи. Диксон Д. по поводу задачи на проектирование го-ворит следующее. Назначение этапа определения задания состоит в том, чтобы перейти от неопределенных общих положений к конкретным вопросам, на которые можно получить ответ.

Никакими ухищрениями с помощью одной математики нельзя получить ответ на та-кие вопросы, как: будет ли система работать? Осуществим ли проект? будут ли параметры системы отклоняться от заданных условий слишком сильно? будет ли процесс протекать при низких температурах? Столкнувшись с такими вопросами качественного характера, инженер обязан, прежде всего, перейти от них к конкретным вопросам, ответ на которые можно получить путем инженерного анализа. Он должен определить, какие именно из многих параметров определяют и ограничивают функционирование системы или возмож-ность осуществления проекта. Инженер должен уметь разобраться в физическом явлении настолько глубоко, чтобы уяснить его существенные черты. Он должен перейти от общих вопросов к вопросам такого рода: пусть задана мощность электродвигателя равна 50 квт., какова будет рабочая температура коллектора? какие размеры необходимо задать, чтобы плечо рычага при движении не встретило препятствий? При определении задачи большую роль играет опыт и здравый смысл, но успеху будет способствовать даже простое пони-

Рис. 4.1.1.  Полуавтомат для сборки хомута зажимного  

мание факта, что нужен вопрос поддающийся анализу. Полезно также учитывать, что за-даваемый конкретный вопрос должен иметь смысл и что ответ на него должен содержать информацию, связанную с формулируемой задачей.

4.1.2. На первом этапе постановки задачи определяется цель проектирования, кото-рая в последствии является базовой платформой для формирования основного принципа задачи на проектирование. Как правило, цель проектирования определяется высшим ме-неджментом фирмы или предприятия на основании:

− стратегии развития фирмы, − мероприятий по обеспечению решения проблемных вопросов, − технико-экономического анализа работы фирмы за отчетный период. В качестве примеров определения цели проектирования можно рассмотреть автомат

для сборки хомута зажимного (см. Рис 1) и настольный пневматический пресс для арми-рования проводов контактами (см. Рис.2).

Целью создания полуавтомата для сборки хомута зажимного является повышение рен-

табельности производства изделия до 17% за счет снижения трудоемкости его сборки. Це-лью создания настольного пневматического пресса для армирования проводов контактами является замена устаревшего, изношенного технологического оборудования. Определение цели проектирования, как правило, не вызывает сложности в инженерном смысле, если только она не формируется искусственно, а вызвана реальными потребностями производ-ства или бизнеса в целом.

4.1.3. Вторым этапом постановки задачи на проектирование, является формулирование основного принципа задачи на проектирование. На данном этапе, в виду отсутствия полноты информации о процессе, о методах его изменения для достижения поставленной

Рис. 1.  Полуавтомат для сборки хомута зажимного  

Рис. 2.  Настольный пневматиче-ский пресс  

цели, основной принцип не может быть сформулирован окончательно, поэтому на этапе инженерного анализа, как правило, он уточняется. Ханзен Ф. так формулирует требования к основному принципу задачи на проектирование. Под термином основной принцип в об-щем смысле в большинстве случаев понимают нечто особенно характерное, существенное, для создаваемого ТО. Для того чтобы основной принцип был надежным исходным пунктом для проектирования, он должен отличаться особенно хорошей формулировкой, направлен-ной не на любое решение задачи создания технического устройства или технического мето-да, а на оптимальное. Следовательно, основной принцип должен быть таким, чтобы в нем содержалось указание для всех решений, и этим создавалась возможность для выбора луч-шего из них путем сравнения. Всякому техническому устройству, состоящему из некоторо-го числа элементов, присуща определенная связь между ними, которая определяется функ-цией устройства. Эта функция, из скольких бы частных функций она не состояла, характе-ризуется однозначной целью. Последняя, как правило, может быть описана немногими сло-вами и называется ядром или целью функции. Для того же, чтобы охватить функцию в це-лом, нужно наряду с целью функции знать еще и ограничительные условия. При подготовке задания всегда полезно помнить о трех составных частях основного принципа (функция, достаточно полные данные, необходимые мероприятия). Чтобы выбрать необходимые ме-роприятия, задание подвергается анализу. Удовлетворительной, логически обоснованной методики этого процесса пока еще нет, так что выбор до некоторой степени произволен. Известно, что одной и той же цели можно достигнуть различными средствами, но здесь речь идет о том, чтобы при создании нового принципа выбирать такие мероприятия, кото-рые создают зародыш всех возможных решений. Каждое конкретное решение будет осно-вываться на мероприятиях, которые в рамках задания необходимо выразить через обобщен-ные понятия, чтобы не ограничивать инициативу исполнителя. Все сказанное можно свести к следующим положениям:

− основной принцип является исходным для поиска оптимального решения техни-ческого устройства или технического метода,

− основной принцип характеризует ядро задания и содержит совокупность основ-ных признаков технического устройства или технического метода,

− основной принцип должен давать возможность установить необходимые и доста-точные элементы для всех вариантов исполнения намеченного устройства или технического метода,

− основной принцип дает указания для всех решений задачи, среди которых, следо-вательно, должно находиться и оптимальное,

− каждое задание может иметь лишь единственный основной принцип, но один ос-новной принцип может быть пригоден для многих заданий,

− требуемые основным принципом мероприятия характеризуются обобщенными понятиями,

− перед тем, как изложить основной принцип в абстрактной форме, целесообразно представить себе, какое-нибудь решение или исходить из известного.

Для формулирования основного принципа задачи на проектирование необходимо осмыслить и по возможности провести предварительный анализ возможной конструкции создаваемого ТО. Половинкин А. И. предлагает проводить углубленное изучение кон-струкции создаваемого ТО на основе проведения функционального анализа его структу-ры, при этом необходимо ответить на следующие вопросы:

− какие функции выполняет каждый элемент и как элементы функционально связа-ны между собой,

− какие физические операции (преобразования) выполняет каждый элемент − на основе, каких физико-технологических эффектов работает каждый элемент. Правильней такой анализ назвать структурно – функциональным, поскольку при его

проведении осуществляется разделение ТО на отдельные элементы (узлы, механизмы, дета-ли, единицы технологического оборудования), а затем проводится анализ, выполняемых

ими функций, а также учитывается их взаимосвязь и взаимное влияние. При этом, как пока-зывает опыт, всегда выявляется масса информации, которая затем служит основанием для формулирования основного принципа задачи на проектирование. Проведение структурно – функционального анализа известных технических решений аналогичных задач на проекти-рование, или возможной конструкции создаваемого ТО позволяет разработчику углубить и систематизировать свое понимание цели проектирования и сконцентрировать внимание на основных, ключевых аспектах (элементах конструкции) стоящей проблемы, конкретизация которых, в виде основного принципа задачи на проектирование, позволит упростить поиск технического решения.

Сформулируем основной принцип для тех же примеров (сборочный полуавтомат, пневматический пресс) на основании проведения структурно-функционального анализа. Структурно-функциональный анализ сборочного автомата созданного на базе универ-сально-гибочного автомата фирмы «OMCG» показал, что для выполнения возложенных на него функций (автоматической сборки хомута зажимного) он содержит, связанные между собой кинематически, пневматически и электрически следующие механизмы:

− штамповочную секцию с клещевой подачей, осуществляющую вырубку и формов-ку стяжки хомута и ее подачу в зону сборки,

− механизм гибки переднего конца стяжки, − два механизма гибки стяжки на базовой оправки, − механизм введения стяжки в корпус хомута, − питатель с бункерным загрузочным устройством для поштучной ориентированной

подачи корпуса хомута в зону сборки, − питатель с бункерным загрузочным устройством для поштучной ориентированной

подачи винта в зону сборки, − механизм привода винтоверта для закручивания винта хомута, − механизм подгибки усиков корпуса хомута, − механизм съема готового хомута с базовой оправки. Кроме того анализ показал, что конструкция автомата, позволяющая повысить произ-

водительность сборки в 7 раз достаточно сложна, что определяет его высокую стоимость (стоимость автомата 7 млн.) и существенно влияет на надежность работы, а также одно-значно требует наличия на производстве для его обслуживания высоко квалифицирован-ных наладчиков. На основании результатов проведенного структурно-функционального анализа, был предварительно сформулирован следующий основной принцип задачи на проектирование:

− для создания ТО, отвечающего цели проектирования нет необходимости созда-вать высокопроизводительный, но очень сложный и дорогой сборочный автомат, вполне достаточно создать полуавтомат для сборки хомута, позволяющий повы-сить производительность в 3 раза при его стоимости не более 300 тыс. руб.,

− сборка хомута должна вестись на оправке, поскольку она является единственной технологической базой для установки корпуса и для обеспечения необходимой формы стяжки перед ее введением в корпус хомута и сопряжением с винтом, а также для придания ей цилиндрической формы в составе готового изделия.

Проведенный структурно-функциональный анализ возможной конструкции пневма-тического настольного пресса для армирования проводов контактами показал, что для вы-полнения возложенных на него функций он должен содержать следующие механизмы:

− станину, функцией которой является обеспечение базирования и взаимного рас-положения исполнительного механизма и аппликатора (штамп-автомат с крючко-вой подачей ленты с контактами),

− исполнительный механизм, состоящий из ползуна, осуществляющего возвратно-поступательное движение в соответствующих направляющих и его привода, функ-цией которого является сообщение движения аппликатору,

Рис  2  

− аппликатор, функцией которого является непосредственное осуществление арми-рования провода контактом,

− система пневмоавтоматики, функцией которой является управление работой пресса,

− стол, на столешнице которого установлен исполнительный механизм с апплика-тором, пульт управления, а в нише шкаф с системой пневмоавтоматики, функцией которого является обеспечение взаимного расположение указанных элементов со-здаваемого пресса.

Проведенные структурно-функциональный анализ пресса позволили сформировать основной принцип задачи на его проектирование, содержащий следующие техни-ческие требования:

− необходимость наличия в прессе механизма для точного регулирования закрытой высоты пресса,

− конструкция пресса и его система управления должна обеспечивать наличие двух режимов работы привода, рабочий в режиме одиночного хода с повышенной ско-ростью и наладочный с медленной скоростью,

− конструкция пресса должна обеспечивать быстросменное крепление аппликатора. 4.1.4. Третьим этапом постановки задачи на проектирование, который позволяет кон-

кретизировать и направить поиск технического решения является выявление противоре-чия мешающего ее решению. Выявление противоречия также осуществляется на осно-вании проведения структурно-функционального анализа возможной конструкции создава-емого ТО. При этом структурно – функциональный анализ позволяет не только выявить слабые стороны (конструктивные элементы) известного прототипа создаваемого ТО, но и сформулировать причину возникновения противоречия между существующей конструк-цией ТО и возлагаемыми на него, согласно задачи на проектирование, новыми функция-ми.

Рассмотрим на примере, какое влияние оказывает выявление противоречия на поиск

технического решения задачи на проектирование. В задаче на проектирование базового образца новой гаммы многопозиционных холодновысадочных автоматов (ХВА) было сформулировано требование о повышении производительности со 100 до 120 ход\мин. Общий вид ХВА с традиционной кинематической схемой показан на Рис 3. Конструктор

Рис. 4.1.4. Кинематическая схема ХВА, выпускаемого предприятием

 

Рис. 3. Общий вид ХВА с традиционной кинематической схемой  

может, не проводя структурно-функционального анализа конструкции ТО и не выявляя противоречия пойти прямым «проверенным» путем, ведь задача кажется достаточно про-стой. За счет изменения передаточного отношения в приводе автомата просто увеличить скорость движения кривошипно-шатунного механизма и кулачково-рычажных вспомога-тельных механизмов (переноса, выталкивания и проч.) соответственно, увеличив мощ-ность электродвигателя и момент инерции маховика, а также прочность звеньев вспомога-тельных механизмов. Результат, при этом, будет отрицательным т. к. увеличившиеся, по понятным причинам, инерционные нагрузки в звеньях механизмов приведут к тому, что фактическая циклограмма работы автомата будет значительно отличаться от теоретиче-ской, т.е., будет иметь место постоянное отставание механизмов по времени, по отноше-нию к их требуемому положению в текущий момент, что приведет к поломкам и сбоям в работе холодновысадочного автомата. Вернемся к началу проектирования и постараемся выявить противоречие мешающее решению задачи на проектирование, для этого про-ведем структурно-функциональный анализ кинематических цепей двух ХВА, серийно вы-пускаемого предприятием (см. Рис.4) и автомата производимого Бельгийской фирмой «Nedschroef» (см. Рис.5). Структурно – функциональный анализ кинематических цепей соединяющих исполнительный механизм со вспомогательными механизмами автомата серийно выпускаемого предприятием показал следующее.

Рис. 4. Кинематическая схема ХВА, выпускаемого предприятием  

Рис. 5.  Кинематическая схема ХВА фирмы«Nedschroef»  

Для выполнения основной функции автомата – высадки деталей его исполнительный механизм, выполненный в виде кривошипно-шатунного механизма, состоящего из колен-чатого вала 4, шатуна 5 и ползуна 6, получает привод от электродвигателя 1 через ремен-ную передачу 2, 3. Для выполнения функции резки мерной заготовки механизм реза 19 получает привод от кулачка 10, которому сообщатся движение от коленчатого вала 4 че-рез цилиндрические зубчатые колеса 7,8, вал 14, конические зубчатые колеса 15,16 и уча-сток продольного распределительного вала 9.1. Для выполнения функции переноса заго-товок с одной позиции штамповки на другую механизм переноса 20 получает привод от кулачка 11, которому сообщается движение от коленчатого вала 4 через зубчатые колеса 7, 8, вал 14, зубчатые колеса 15,16, и участок продольного распределительного вала (9.1 + 9.2). Для выполнения функции выталкивание заготовок и готовой детали из матриц меха-низм выталкивания из матриц 21 получает привод от кулачка 13, которому сообщается движение от коленчатого вала 4 через зубчатые колеса 7, 8, вал 14, зубчатые колеса 15, 16, вал 9 (9.1, 9.2, 9.3), зубчатые колеса 17, 18 и вал выталкивания 12.

Структурно-функциональный анализ кинематических цепей соединяющих исполни-тельный механизм со вспомогательными механизмами автомата Бельгийской фирмой «Nedschroef» показал следующее. Для выполнения основной функции автомата – высадки деталей его исполнительный механизм, выполненный в виде кривошипно-шатунного ме-ханизма, состоящего из коленчатого вала 4, шатуна 5 и ползуна 6, получает привод от электродвигателя 1через ременную передачу 2, 3. Для выполнения функции резки мерной заготовки механизм реза 19 получает привод от кулачка 10, которому сообщается движе-ние от коленчатого вала 4 через цилиндрические зубчатые колеса 7, 8, вал 14, цилиндри-ческие зубчатые колеса 15, 16 и вал 9.1. Для выполнения функции переноса заготовок с одной позиции штамповки на другую механизм переноса 20 получает привод от кулачка 11, которому сообщается движение от коленчатого вала 4 через зубчатые колеса 7,8, вал 14, зубчатые колеса 15,16, цепную передачу 18.1, 18.2 и вал механизма переноса 9.3. Для выполнения функции выталкивание заготовок и готовой детали из матриц механизм вы-талкивания из матриц 21 получает привод от кулачка 13, которому сообщается движение от коленчатого вала 4 через зубчатые колеса 7, 8, вал 14, зубчатые колеса 15, 16, 17 и вал механизма выталкивания 12.

Затем был проведен сравнительный анализ податливости кинематических цепей (ве-личина обратная жесткости), соединяющих вспомогательные механизмы с исполнитель-ным механизмом для обоих, рассмотренных схем ХВА, расчет которой выполнялся по следующей формуле.

𝒆ц= Σ  𝒆𝒊𝒊𝒊𝟐

𝜼𝒊 ;

Где: − 𝒆ц, податливость кинематической цепи, − 𝒆𝒊, податливость i-го звена кинематической цепи (зубчатых колес, шпоночных со-

единений, валов), − 𝒊𝒊, передаточное отношение (степень влияния податливости i-го звена кинематиче-

ской цепи на выходное звено механизма), − 𝜼, коэффициент полезного действия i-й передачи. Проведенный анализ показал, что податливость всех трех кинематических цепей ХВА

Бельгийской фирмой Nedschroef намного меньше за счет того, что крутильная податли-вость цилиндрических зубчатых колес 15, 16,17 (см. Рис 4) намного ниже, чем сумма кру-тильной податливости конических зубчатых колес 15,16,17,18 и продольного распредели-тельного вала 9 (см. Рис 5). Абсолютно очевидно, что конструкция автомата с более жест-кими кинематическими цепями, соединяющими исполнительный механизм с его вспомо-гательными механизмами позволяет обеспечить меньшее отличие реальной цикло-граммы его работы от теоретической, создавая предпосылки для повышения производительности

ХВА. Конструкция зубчатого привода вспомогательных механизмов ХВА фирмы Nedschroef показана на Рис. 6.

Такой вывод подтверждался еще и тем, что приводимые в проспекте фирмы данные

декларировали гораздо большую производительность автоматов с такой кинематической схемой, чем аналогичного оборудования с традиционной кинематикой. Все это позволило сформулировать противоречие, мешающее решению задачи на проектирование (по-вышению производительности, создаваемого ХВА), которое заключалось в недостаточной жесткости кинематических цепей, соединяющих исполнительный механизм со вспомога-тельными механизмами автомата, производимого предприятием.

Рассмотрим противоречия мешающие решению задачи на проектирование сборочного полуавтомата и пневматического пресса, выявленные на основании проведенного структур-но-функционального анализа их возможной конструкции.

Проведенный структурно-функциональный анализ сборочного автомата на базе универ-сально-гибочного автомата фирмы «OMCG», позволил выявить противоречие мешающее выполнению задачи на проектирование. Оно заключается в невозможности осуществления гарантированного захвата стяжки винтом в момент их первоначального контакта при неста-бильных форме и траектории введения заднего конца стяжки в корпус хомута.

Проведенный структурно-функциональный анализ возможной конструкции пневма-тического пресса позволил сформулировать противоречие мешающее решению задачи на проектирование. Оно заключался в том, что технологические возможности предприятия не могли обеспечить качественное изготовления базовых деталей исполнительного, кри-вошипно-шатунного механизма, традиционно используемого в конструкции механиче-ских прессов.

4.1.5. При проектировании сложных ТО и комплексов оборудования в одной задаче сложно сформулировать все требования к входящим элементам, тем более, что они могут существенно отличаться друг от друга. В этом случае осуществляют разделение основной задачи на проектирование на частные, относящиеся к элементам ТО (узлам, механизмам) или к оборудованию входящему в комплекс. Ханзен Ф так описывает процесс разветвле-ния задачи. Когда задача превышает некоторый объем, то становится невозможно обозре-вать весь подлежащий разработке комплекс вопросов. Поэтому целесообразно разделение задачи на частные, которые будут разрабатываться параллельно разными людьми, либо последовательно в разное время. Часто эти частные задачи возникают на базе мероприя-

Рис. 6. Конструкция зубчатого привода ХВА фирмы Nedschroef  

тий основного принципа, а именно тогда, когда решение для некоторых мероприятий (по крайней мере, в предварительном порядке) могут отыскиваться самостоятельно. Разработ-ка отдельных частей конструкции в большинстве случаев представляется в виде отдель-ных задач. Часто во время разработки главной или частной задачи возникают дополни-тельные вопросы, которые не выявлялись при установлении соответствующего основного принципа. Тогда появляются дополнительные задачи, которые, опять таки, от формули-ровки уточненного задания до нахождения оптимального решения, должны систематизи-ровано прорабатываться. После такого разветвления на частные и дополнительные задачи их решения должны слиться в одно общее решение. Этот процесс может происходить в самых разнообразных формах. Но некоторые условия должны соблюдаться постоянно. Прежде всего, при уточнении частных и дополнительных заданий должны, по возможно-сти более подробно устанавливаться условия связи со смежными заданиями. Пока работа еще не закончена, это часто оказывается невозможным, поэтому необходим постоянный обмен информацией при проработке двух смежных задач, а при коллективной работе от-дельные сотрудники должны постоянно заниматься только стыковкой ведущих разработ-ки инженеров. Каждый из них, в интересах более экономичного сотрудничества, должен заботиться об обеспечении этой стыковки и умело проводить ее, учитывая значения смежных заданий.

Так при проектировании автоматизированного комплекса оборудования для резки, маркировки и пробивки отверстий в угловом прокате сечением до 200-200-20 мм, который должен был содержать следующее оборудование, объединенного только циклом работы:

− ножницы для резки углового проката, − два пресса для пробивки отверстий, − пресс для маркировки деталей , − подающий рольганг с кареткой оснащенной механизмом шагового привода, − автоматизированный стеллаж для накопления и поштучной укладки на подающий рольганг исходной заготовки,

− отводящий рольганг поворотного типа, задача на проектирование была разделена на шесть отдельных частных подзадач (общий вид комплекса оборудования пока-зан на Рис 7).

Рис. 7. Общий вид автоматизированного комплекса оборудования для переработки углового проката  

Цели проектирования этих частных задач были сформулированы на данном этапе в следующем виде:

− создать конструкцию устройства (автоматизированного стеллажа) обеспечиваю-щего накопление и автоматическую поштучную укладку исходной заготовки из углового проката длиной до 13,0 м. в строго сориентированном положении на по-дающий рольганг комплекса,

− создать конструкцию подающего рольганга с кареткой для захвата и подачи в ра-бочую зону технологического оборудования исходной заготовки из углового про-ката длиной 13,0 м. со скоростью 25 м/мин и скоростью возврата 40 м/мин,

− создать конструкцию гидравлического пресса для маркировки деталей из углово-го проката с механизмом выбора клейма, который должен встраиваться в ком-плекс и обеспечивать работу в автоматическом режиме,

− создать конструкцию гидравлического пресса для пробивки отверстий от 17 до 32 мм в полке уголка толщиной от 5 до 20 мм с трехпозиционным механизмом сме-ны инструмента и механизмом бесступенчатой регулировки расстояния от верти-кальной полки уголка до оси пробиваемого отверстия в диапазоне от 0 до 120 мм,

− создать конструкцию гидравлических ножниц для точной резки углового проката сечением от 63-63-5 мм. до 200-200-20 мм,

− создать конструкцию не приводного отводящего рольганга, обеспечивающего сброс готовых деталей из углового проката в тару.

Таким образом, мы сформулировали и обосновали перечень работ выполняемых на этапе постановки задачи на проектирование, а также рассмотрели на конкретных приме-рах последовательность выполнения этого этапа от определения цели и основного прин-ципа задачи на проектирования до выявления противоречия, осуществляя все это на осно-ве проведения структурно-функционального анализа возможной конструкции создаваемо-го ТО.

Статья написана на основе соответствующего раздела учебного пособия Игна-

тьева Н П «Основы проектирования, часть1 Общая методика проектирования»