Пресс И.М. Проектирование дипломное: Методические указания к дипломному проектированию для студентов специальностей Транспортные машины и транспортно-технологические комплексы, Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование

Подождите немного. Документ загружается.

Убедительное обоснование должен получить выбор кинематических

схем основных механизмов крана (подъема, передвижения, поворота и пр.).

При определении основных параметров подъемно-транспортных машин

принятые значения следует увязывать с действующими ГОСТ. Так, например,

при расчете основных параметров кранов необходимо руководствоваться реко-

мендациями ГОСТ 1575-81 «Краны грузоподъемные. Ряды основных парамет-

ров». При расчете ленточных конвейеров следует пользоваться данными ГОСТ

22644-77 «Конвейеры ленточные. Основные параметры и размеры».

При проектировании конвейеров необходимо обосновать расположение

и тип привода, конструкцию натяжного устройства, способы загрузки и раз-

грузки конвейеров и другие конструктивные решения. Так, при проектировании

подвесного конвейера тяговым элементом могут служить разборная штампо-

ванная, втулочно-роликовая, двухшарнирная катковая и другие цепи, поэтому

окончательный выбор типа цепи должен быть обоснован.

При определении скорости движения тягового органа конвейера нужно

руководствоваться нормальными рядами чисел, которые рекомендуются для

отдельных типов машин. Введение ограничений на эти параметры позволит

сократить номенклатуру редукторов, двигателей, муфт и прочего оборудова-

ния.

При разработке лифтов следует оценить различные кинематические

схемы лифтов применительно к заданным условиям эксплуатации, тип лебедки,

конструкцию и расположение шахты в здании, размещение противовеса и т.п.

Следует помнить, что в конструкторской работе нет мелочей, и непра-

вильный выбор даже стопорной шайбы может привести к непредвиденным по-

ломкам и авариям. Однако дипломники, как правило, мало уделяют внимания

таким вопросам, как выбор типа соединительных муфт, типа подшипников и

уплотнений, способов смазки, рационального способа стопорения резьбовых

соединений, закрепление деталей на валах от осевого смещения. Практика ра-

боты ГЭК показывает, что именно на эти вопросы дипломники дают самые не-

удовлетворительные ответы при защите.

Таким образом, в этом разделе важно не столько описание конструкции,

сколько доказательства обоснованности всех принятых конструктивных реше-

ний как машины в целом, так и отдельных ее элементов.

Расчет узлов предлагаемого оборудования должен содержать все расче-

ты, подтверждающие обеспечение заданной производительности машины или

комплекса, а также работоспособность и надежность конструкции.

Производительность машины определяется в соответствии с методика-

ми, изложенными в специальных курсах подъемно-транспортных машин.

При расчете производительности машины следует иметь в виду возмож-

ность неравномерной подачи грузов, а также остановки машины. Поэтому рас-

четная производительность должна быть больше, чем эксплуатационная.

Если данная машина работает в комплексе с другими машинами, то

производительность принимающей машины должна быть несколько выше по-

дающей.

Работоспособность конструкции определяется обычно расчетами на ста-

тическую и усталостную прочность, а для некоторых деталей и узлов еще и на

жесткость и устойчивость. Эти расчеты должны сопровождаться эскизами или

схемами рассчитываемой детали (узла, машины), четкой формулировкой по-

ставленной задачи, обоснованием принятых исходных данных и допущений.

При проведении расчетов необходимо определить величины и характер

нагрузок, действующих на деталь, и наиболее опасное сочетание этих нагру-

зок.

Для расчета детали важно выбрать и обосновать наиболее простую и

вместе с тем достаточно точную расчетную схему. При этом необходимо вы-

чертить эпюры изгибающих и крутящих моментов, поперечных и продольных

сил.

Основные размеры деталей (валов, осей, планок и т.п.) или элементов

машин (конвейерных лент, тяговых и приводных цепей) следует определять

методами проектного расчета с последующим уточнением, исходя из требова-

ний технологичности, удобства сборки, эксплуатации и обслуживания, а также

техники безопасности и промышленной эстетики.

Как показывает практика, довольно часто допускаются ошибки при рас-

чете приводных валов, нагруженных крутящими и изгибающими моментами,

особенно если последние действуют в разных плоскостях.

Расчет валов ведется обычно в два этапа. На первом этапе по расчетным

нагрузкам определяются основные размеры вала. Такой расчет называется про-

ектным. Он может быть ориентировочным или приближенным.

При ориентировочном расчете предполагается, что вал испытывает

только кручение, а изгиб учитывается понижением величины допускаемого на-

пряжения.

Приближенный расчет ведется с учетом совместного действия кручения

и изгиба. Основным критерием прочности является допускаемое напряжение.

Величина допускаемого напряжения зависит от характера нагрузки и

материала. Вал при работе испытывает знакопеременную нагрузку по симмет-

ричному циклу, поэтому за опасное напряжение принимается предел выносли-

вости σ

-1

. В качестве материала для валов могут применяться стали углероди-

стые обыкновенного качества (ГОСТ 380-71) марок Ст5 и Ст6, сталь углероди-

стая качественная (ГОСТ 1050-74) марки сталь 45, а также легированные стали

(ГОСТ 4543-71) марок 40Х или 40ХН. Первые применяются для малонагру-

женных валов, а последние – для валов с повышенными нагрузками. Основным

же материалом для валов считают сталь 45 нормализованную или улучшенную.

При предварительном расчете можно принять для сталей Ст5 и Ст6 [σ

-1

]

=40…50 МПа; для стали 45 [σ

-1

]

= 55…65 МПа; для сталей 40Х и 40ХН [σ

-1

]

=90…110 МПа.

Определив на основании проектного расчета диаметр в наиболее опас-

ном сечении, приступают к конструктивной разработке вала – назначаются

диаметры и длины отдельных участков, расположение шпоночных канавок и

т.д.

При конструировании вала необходимо учитывать удобство монтажа и

демонтажа подшипников и барабана, а также надежность их осевой фиксации.

Для облегчения монтажа барабана на концах вала и на переходах от цапфы к

ступицам делаются фаски под углом 45

. Для удобства демонтажа подшипни-

ков высота заплечиков или толщина распорных втулок должна быть не более

половины толщины кольца подшипника (для возможности захвата кольца

съемником).

При выборе конфигурации вала необходимо учитывать технологичность

изготовления и экономию металла.

После окончательной разработки конструкции вала приступают к вто-

рому этапу расчета, к так называемому уточненному (проверочному) расчету.

Суть его заключается в определении фактического запаса прочности с учетом

концентраторов напряжения (шпоночные пазы, места перехода от одного диа-

метра к другому, канавки для установочных колец или для выхода режущего

инструмента, отверстия под крепежные элементы и т.п.).

Для проведения уточненного расчета необходимо вычертить вал со все-

ми принятыми размерами, посадками, сопряжениями и обработкой. На валу не-

обходимо показать расположение шпоночных канавок, канавок для выхода ре-

жущего инструмента или шлифовального круга и т.п.

Как уже отмечалось, уточненный расчет заключается в определении

фактического коэффициента запаса прочности в опасном сечении.

Подробную методику уточненного расчета валов и осей можно найти в

любом справочнике конструктора.

Если в результате уточненного расчета окажется, что фактический ко-

эффициент запаса прочности меньше допускаемого, то следует либо улучшить

качество материала за счет термической обработки и поверхностного упрочне-

ния, либо увеличить диаметр вала, либо взять более прочную сталь.

Некоторые трудности возникают иногда при расчете подшипников ва-

лов и осей. В действующих ГОСТ подшипники качения характеризуются ста-

тической и динамической грузоподъемностью.

По статической грузоподъемности подшипники выбираются в том слу-

чае, если при их работе отсутствует вращение или частота вращения не превы-

шает 1 мин

-1

. Во всех остальных случаях подшипники выбираются по динами-

ческой грузоподъемности.

Предварительный выбор подшипника производится по расчетному по-

садочному диаметру и динамической грузоподъемности. Расчетный диаметр

округляется до ближайшего большего внутреннего диаметра подшипника.

Очень важно определить наиболее рациональный тип подшипника, ибо

от этого зависит не только работоспособность, но и стоимость подшипникового

узла.

Наиболее простыми, дешевыми и имеющими к тому же наименьшие по-

тери на трение являются радиальные однорядные шарикоподшипники. Такие

подшипники целесообразно и предпочтительно применять в тех случаях, когда

осевая нагрузка не превышает 70% от неиспользованной допустимой радиаль-

ной нагрузки, а угол перекоса колец составляет не более 0,25

. Однорядные ра-

диальные шарикоподшипники могут быть с защитными шайбами или встроен-

ными уплотнениями, а также с канавкой на наружном кольце для стопорного

кольца.

При установке подшипников в разных корпусах, что характерно для

большинства валов подъемно-транспортных машин, появляется опасность зна-

чительной несоосности опор. В этом случае необходимо применять двухрядные

сферические самоустанавливающиеся шариковые или роликовые подшипники.

Такие подшипники допускают перекос колец до 3

и могут воспринимать осе-

вую нагрузку в обе стороны, не превышающую 20% (для роликовых – 25%) от

неиспользованной допустимой радиальной нагрузки.

Если не требуется особо большой грузоподъемности, то предпочтение

следует отдавать сферическим двухрядным шариковым подшипникам как бо-

лее дешевым и простым по сравнению с роликовыми.

При расчете металлоконструкции подъемно-транспортных машин боль-

шое внимание следует уделить прежде всего выбору материала для основных и

вспомогательных элементов. Необходимо оценить целесообразность примене-

ния низколегированных сталей и алюминиевых сплавов. В случае применения

углеродистой стали обыкновенного качества нужно обосновать выбор стали по

степени раскисления (кипящая, полуспокойная и спокойная плавка).

Важным этапом расчета является определение расчетных нагрузок и их

комбинаций в различных состояниях. Для практических расчетов достаточно

принять две наиболее неблагоприятные комбинации и определить для этих

случаев действующие усилия в элементах металлоконструкции.

При расчете деталей и узлов ПТМ следует использовать имеющиеся на

кафедре программы расчета с применением ЭВМ.

Часть, посвященная обеспечению безопасности жизнедеятельности, вы-

полняется под руководством консультанта соответствующей кафедры. В разде-

ле дается описание предохранительных устройств и приспособлений, а также

перечень мер по технике безопасности и пожарной профилактике. Особое вни-

мание следует уделить вопросам экологии.

Здесь же рассматриваются вопросы технической эстетики.

Технико-экономическая часть дает объективную экономическую оценку

эффективности внедрения предложенного оборудования. Эта часть проекта вы-

полняется по конкретному заданию под руководством консультанта, назначае-

мого заведующим кафедрой экономики и менеджмента.

Конкретное содержание этого раздела зависит от характера проекта, но в

целом в нем должны быть отражены следующие вопросы:

1) выбор объекта для сравнения (базовый вариант);

2) оценка прогрессивности предлагаемых технических решений с точки

зрения унификации и нормализации;

3) расчет годовой производительности по сравниваемым вариантам;

4) определение необходимого количества машин для каждого варианта

по заданному годовому объему работы;

5) расчет и сравнительная оценка капитальных вложений по вариантам;

6) расчет и сравнительная оценка эксплуатационных расходов по вари-

антам;

7) расчет приведенной годовой экономии;

8) определение срока окупаемости капитальных вложений.

В качестве объекта для сравнения следует принимать лучшие из сущест-

вующих образцов подъемно-транспортных машин, независимо от того, экс-

плуатируются они в настоящее время или находятся еще в стадии разработки.

Оптимальным считается тот вариант, который обеспечивает наименьшие при-

веденные затраты при одинаковом годовом объеме перерабатываемого груза.

С целью более качественного выполнения технико-экономического ана-

лиза каждый дипломник должен ознакомиться с методическими указаниями,

подготовленными и изданными кафедрой экономики промышленности, плани-

рования и организации предприятий.

В заключение этого раздела приводится сводная таблица технико-

экономических показателей, которые дублируются на специальном демонстра-

ционном плакате, вывешиваемом вместе с чертежами при защите диплома.

В целом объем расчетно-пояснительной записки должен быть в преде-

лах 120…150 листов рукописного текста.

2.2. Содержание графической части проекта

Графическая часть проекта должна содержать 8…10 листов чертежей

формата А1, на которых изображаются:

1) план участка или цеха с указанием линий грузопотоков по сущест-

вующей и предлагаемой схемам;

2) общий вид машины или комплекса с общими габаритными размерами

(для сложных машин рекомендуется также давать кинематические схемы);

3) чертежи основных узлов машины с наиболее показательными разре-

зами;

4) плакат с технико-экономическими показателями.

Все чертежи выполняются в соответствии с требованиями ЕСКД и

снабжаются штампом установленного образца.

При выборе масштаба чертежа следует иметь в виду, что все детали изо-

бражения должны быть четко видны на расстоянии 6…8 метров. При этом не-

обходимо стремиться к максимальному использованию листа. Чертеж считает-

ся рационально спланированным, если на нем нет свободного места, на котором

могла бы разместиться ладонь.

Чертежи основных узлов должны снабжаться всеми необходимыми га-

баритными размерами. На чертежах с изображением различных барабанов,

звездочек, блоков и колес требуется давать разрезы по осям с указанием разме-

ров всех элементов и посадок.

Все чертежи выполняются в карандаше. Диаграммы на плакате с техни-

ко-экономическими показателями рекомендуется давать в цветном исполнении.

Чертежи законченного дипломного проекта подписываются руководите-

лем, после чего их просматривает и визирует заведующий кафедрой.

Если дипломный проект был посвящен научно-исследовательским раз-

работкам, то содержание графической части определяется в индивидуальном

порядке руководителем проекта и заведующим кафедрой. В некоторых случаях

графическая часть может быть частично заменена макетами, моделями или ки-

нофильмами, снятыми в процессе проведения исследований.

3. ЗАЩИТА ДИПЛОМНОГО ПРОЕКТА

Для выхода на защиту необходимо получить отзывы руководителя про-

екта и консультантов по экономической части и технике безопасности, а также

рецензию одного из ведущих специалистов в области данной проблемы. Отзы-

вы и рецензия должны быть написаны на специальных бланках, выдаваемых на

кафедре.

Рецензент назначается кафедрой по списку рецензентов, утвержденному

заведующим кафедрой.

Разрешение на защиту выдается кафедрой после просмотра полностью

законченного проекта.

Защита дипломного проекта происходит индивидуально в присутствии

Государственной аттестационной комиссии, в которую входят ведущие специа-

листы по проектированию и эксплуатации подъемно-транспортных машин и

оборудования, комплексной механизации и автоматизации производства, а

также преподаватели ряда кафедр СЗТУ.

Для доклада по проекту дипломнику отводится 10…12 минут. Доклад

делается устно, без конспекта. Однако для того, чтобы в довольно ограничен-

ное время дать исчерпывающее изложение проделанной работы, необходимо

предварительно составить текст доклада.

Доклад начинается с названия темы проекта и краткого описания объек-

та (участка, цеха и т.п.) с характеристикой применяемого подъемно-

транспортного оборудования. Затем докладчик обосновывает необходимость

разработки новых транспортных средств (или модернизации старых) и дает

описание предлагаемого оборудования, пользуясь чертежами общего вида ма-

шины или комплекса.

Дальнейшее описание проекта ведется по чертежам основных узлов. В

связи с этим чертежи должны быть развешены в последовательности, соответ-

ствующей построению доклада. Для удобства к каждому листу рекомендуется

прикрепить хорошо заметный на расстоянии номер. Если по ходу сообщения

необходимо сослаться на чертеж, о котором уже шла речь, то в этом случае нет

надобности вновь подходить к этому чертежу, а достаточно сослаться на него,

назвав его номер.

После изложения конструкторской части проекта дается краткое описа-

ние мероприятий по технике безопасности. Завершается доклад перечислением

технико-экономических показателей.

При составлении доклада не следует стремиться рассказать абсолютно

все, так как в отведенные сроки это невозможно. Вместе с тем доклад должен

дать достаточно ясное представление об условиях эксплуатации, необходимо-

сти применения данной машины, ее принципе действия и устройстве.

Доклад не рекомендуется вести от первого лица. Так, вместо «я рассчи-

тал, я предложил, мной разработана» и т.п. более корректной формой следует

считать «в проекте рассчитано…, предложено…, разработана…» и т.д.

Наиболее ответственной частью защиты дипломного проекта являются

ответы дипломника на вопросы членов ГАК. Как правило, именно эти ответы

определяют уровень теоретической и инженерной подготовки дипломника и

дают основание для общей оценки его работы. Поэтому при ответах нужно

быть особенно внимательным и собранным. Каждый вопрос должен быть вы-

слушан до конца и, если он не вполне ясен, нужно попросить повторить его.

Ответы на вопросы должны быть короткими и достаточно убедитель-

ными. В них не следует дублировать содержание уже сделанного доклада.

Библиографический список

1. Аллегри Т. Транспортно-складские роботы. Пер. с англ. –М.: Маши-

ностроение, 1989. -335 с.

2. Брауде В.И., Тер-Мхитаров М.С. Системные методы расчета грузо-

подъемных машин. –Л.: Машиностроение, 1985.

3. Егоров В.А., Лузанов В.Д., Щербаков С.М. Транспортно-

накопительные системы для ГПС. –Л.: Машиностроение, 1989. -293 с.

4. Казак С.А. Статистическая динамика и надежность подъемно-

транспортных машин: Учеб. пособие. –Свердловск: Изд-во УПИ, 1987. -86 с.

5. Курсовое проектирование грузоподъемных машин /Под ред. С.А. Ка-

зака. –М.: Высш. школа, 1989. -319 с.

6. Лапкин Ю.П., Малкович А.Р. Перегрузочные устройства: Справочник.

–Л.: Машиностроение, 1984. -224 с.

7. Литвинов В.М. Комплексная механизация и автоматизация погрузоч-

но-разгрузочных, транспортных и складских работ: Учеб. пособие. –Л.: СЗПИ,

1991. -74 с.

8. Зенков Р.Л., Ивашков И.И., Колобов Л.Н. Машины непрерывного

транспорта: Учеб. пособие. –М.: Машиностроение, 1987. -432 с.

9. Ивашков И.И. Монтаж, эксплуатация и ремонт подъемно-

транспортных машин: Учебник для вузов по спец. «Подъемно-транспортные,

строительные, дорожные машины и оборудование». -2-е изд., перераб. и доп. –

М.: Машиностроение, 1991. -400 с.

10. Маликов О.Б., Малкович А.Р. Склады промышленных предприятий:

Справочник. –Л.: Машиностроение, 1989. -672 с.

11. Петухов П.З., Ксюнин Г.П., Серлин Л.Г. Специальные краны. –М.:

Машиностроение, 1985. -248 с.

12. Пресс И.М. Расчет лифтов и подъемников: Учеб. пособие. –Л.:

СЗПИ, 1989. -47 с.

13. Сергеев В.П. Строительные машины и оборудование. –М.: Высш.

школа, 1987. -376 с.

14. Справочник по кранам /Под ред. М.М. Гохберга. –Л.: Машинострое-

ние, 1988. Т.1. -536 с.; Т.2. -559 с.

15. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Транспортирующие машины:

Учеб. пособие. –М.: Машиностроение, 1983. -487 с.

16. Проектирование дипломное: Стандарт предприятия. СТП.001-98. –

СПб.: СЗПИ, 1998. -20 с.

17. Андреев Л.Н., Бортяков Д.Е., Мещеряков С.В. Системы автоматизи-

рованного проектирования: Учеб. пособие. –СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000. -76 с.

18. Роботехнические системы и комплексы: Учеб. пособие для вузов

/И.И. Мачульский, В.П. Запятой, Ю.П. Майеров и др.; Под ред. И.И. Мачуль-

ского. –М.: Транспорт, 1999. -446 с.

19. Проектирование автоматизированных участков и цехов: Учеб. посо-

бие. -2-е изд., испр. /В.П. Вороненко, В.А. Егоров, М.Г. Косов и др.; Под ред.

Ю.М. Соломенцева.. –М.: Высш. школа, 2000. -272 с.

20. Федосеев В.Н. Приборы и устройства безопасности ГПМ: Справоч-

ник.-М., 1990. -317 с.

21. Приводы и их элементы. Рынок продукции: Каталог-справочник

/А.Б. Чистяков, Б.М. Парфенов, В.К. Свешников и др.; Под ред. А.Б. Чистякова.

–М.: Машиностроение, 1995. -432 с.

22. Основы проектирования: Письм. лекции /А.С. Владимиров, П.В.

Гордин, И.М. Пресс, В.И. Эвелеков. –СПб.: СЗПИ, 1998. -42 с.

23. Лобов Н.Н. Пассажирские лифты грузоподъемностью 400 и 630 кг. –

М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999. -183 с.

24. Лапкин Ю.П. Перегрузочные устройства транспортных комплексов:

Учеб. пособие. –СПб.: СЗПИ, 1993. -96 с.

25. Готшальк О.А. Теория массового обслуживания: Письменные лек-

ции. –СПб.: СЗПИ, 2000. -42 с.

26. Гордин П.В., Лапкин Ю.П., Пушкарев Б.И. Надежность и диагности-

ка подъемно-транспортных машин: Письменные лекции. -СПб.: СЗТУ, 2003.

-98 с.

27. Александров М.П. Грузоподъемные машины: Учеб. для вузов /

МГТУ им. Н.Э. Баумана. –М.: Высш. школа, 2001. -552 с.

28. Оборудование грузоподъемное: Общие технические требования. РД

36-6200. –СПб.: ДЕАН, 2002. -128 с.

29. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных

кранов. ПБ-10-382-00. –СПб.: ДЕАН, 2002. -272 с.

30. Правила по охране труда при погрузочно-разгрузочных работах и

размещении грузов. РМ-007-00. –СПб.: ДЕАН, 2001. -240 с.

31. Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов.

-СПб.: ДЕАН, 2000. -224 с.

Содержание

Стр.

Введение……………………………………………………… 3

1. Тематика дипломного проектирования …………………… 4

2. Содержание дипломного проекта …………………………. 7

2.1. Содержание расчетно-пояснительной записки …………… 8

2.2. Содержание графической части проекта ………………….. 15

3. Защита дипломного проекта ……………………………….. 16

Библиографический список ……………………………….. 17

Редактор А.В. Алехина

Сводный темплан 2004 г.

Лицензия ЛР № 020308 от 14.02.97

Санитарно-эпидемиологическое заключение № 78.01.07.953.П.005641.11.03 от 21.11.2003 г.

Подписано в печать 2004. Формат 60х84 1/16.

Б. кн.-журн. П.л. 1,25. Б.л. 0,625. РТП РИО СЗТУ.

Тираж Заказ

Северо-Западный государственный заочный технический университет

РИО СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации вузов

Санкт-Петербурга

191186 Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д. 5