PPI wyk 1

Podstawy Projektowania Inżynierskiego

Wprowadzenie

Prowadzący:

dr inż. Piotr Chwastyk

mail

chwastyk@po.opole.pl

www.chwastyk.po.opole.pl

P o l i t e c h n i k a O p o l s k a

Wydział Zarządzania i Inżynierii Produkcji

Instytut Inżynierii Produkcji

Proces konstruowania

Celem konstruowania jest tworzenie nowych obiektów

technicznych.

Konstrukcja jest to zapis techniczny, sporządzony w

takiej formie, aby umożliwiła wytwarzanie wyrobów w

danych warunkach procesu produkcyjnego.

Konstrukcję uzyskuje się przez szereg kolejnych

przybliżeń do koncepcji.

Proces konstruowania jest procesem ciągłym,

realizowanym etapami. Przy realizacji każdego

następnego etapu trzeba liczyć się z tym, że będzie etap

następny, należy też pamiętać, że były etapy poprzednie

Proces konstruowania

Wstępnym etapem konstruowania jest konkretyzacja
potrzeby lub potrzeb, które muszą być spełnione. (Cel)
Następnie należy określić możliwości realizacji.
(Ograniczenia)
Są to czynniki kontrowersyjne. Taka sytuacja wymaga
aby efekt konstruowania wynikał z kompromisu.
W procesie konstruowania należy rozstrzygać problemy
techniczne, ekonomiczne i społeczne, związane z
formułowaniem, wyborem i realizacją potrzeb, a także z
odpowiednim tworzeniem i podziałem środków
stwarzających możliwości realizacji potrzeb.

Proces konstruowania

Do sformułowania zadania konstrukcyjnego powinno

doprowadzić badanie potrzeb i możliwości oraz analiza

marketingowa.
Realizując zadanie konstrukcyjne należy doprowadzić do

pewnej jego idealizacji. Oznacza to stworzenie możliwie

prostego, ale jeszcze dostatecznie wiernego opisu

konstruowanej maszyny tzn. należy stworzyć pewien

model maszyny. Do budowy tego modelu należy

wykorzystać całą dostępną wiedzę, a także

doświadczenia innych zawarte w zbudowanych już

maszynach, czyli całą tradycję konstrukcyjną. Model ten

następnie podlega badaniu.

Proces konstruowania

Ogólny schemat procesu konstruowania

Proces konstruowania

Schemat procesu konstruowania

Kryteria oceny konstrukcji

Warianty opracowanych konstrukcji ocenia się na podstawie
różnych kryteriów. Do typowych kryteriów uznawanych za
kryteria podstawowe zaliczamy:

Kryterium bezpieczeństwa

– opracowana konstrukcja nie może

stwarzać zagrożenia. Maszyny, które uznawane są za niebezpieczne w
wielu krajach są pod specjalną kontrolą państwowych dozorów
technicznych opracowujących przepisy dotyczące bezpieczeństwa.
Podobne zadania spełniają też instytucje ubezpieczeniowe.

Kryteria oceny konstrukcji

Kryterium niezawodności

– jest ściśle związane z kryterium

bezpieczeństwa. Uszkodzenie maszyny powoduje straty związane z jej
naprawą a także straty spowodowane z unieruchomieniem jej, co wiąże
się z niewykonaniem zadania. Czasami skutkiem uszkodzenia maszyny
jest zagrożenie dla zdrowia i życia ludzi. Awaria jednej maszyny może
pociągać za sobą unieruchomienie całego układu maszyn
współpracujących z nią. Zawodność maszyn powoduje duże straty
materialne, jest źle odbierana przez użytkownika co może doprowadzić
do braku zaufania do sprzedawcy i producenta.

Kryterium masy

– w wielu maszynach o jakości w znacznym

stopniu decyduje masa (np. samoloty). Zbyt duża masa to nadmierne
zużycie energii, konieczność zastosowanie większych i mocniejszych
silników, zmniejszenie parametrów eksploatacyjnych, duża
materiałochłonność, itp..

Kryteria oceny konstrukcji

Kryterium ekonomiki eksploatacji

– wiąże się z kosztami

zaopatrzenia maszyny w energię lub źródła energii (paliwa), z kosztami
obsługi, konserwacji i naprawy, a wreszcie z kosztami jej
przechowywania. Należy więc konstruować maszyny, aby koszty jej
eksploatacji były jak najmniejsze.

Kryterium technologiczności

– maszyna powinna być możliwie

łatwa do wykonania, a jej produkcja możliwie tania. Konstruktor musi
przewidzieć proces produkcji poszczególnych elementów maszyny i
sposób jej montażu. To wszystko zależy od możliwości produkcyjnych
fabryki, od posiadanego parku maszynowego i kwalifikacji załogi.
Kryterium to tym większe znaczenie, im w większej serii ma być
produkowana maszyna. Drobne uproszczenie procesu technologicznego
zastosowane w wielu egzemplarzach przynosi duże efekty
ekonomiczne.

Kryteria oceny konstrukcji

Kryterium ergonomii i estetyki

– maszyny są konstruowane dla

ludzi, dlatego ich konstrukcja powinna być dla nich przyjazna, łatwa i
nie męcząca. Powinna być opracowana z uwzględnieniem możliwości
fizycznych człowieka, zasięgu jego rąk, zdolności postrzegania i
rejestrowania sygnałów. Obsługiwanie maszyny powinno wymagać jak
najmniej ruchów, a wszystkie wskaźniki, łatwo zauważalne i
rozróżnialne, powinne znajdować się w polu widzenia osoby
obsługującej. Pozycja przy obsłudze powinna zapewniać odpowiednią
wygodę a otoczenie powinno być estetyczne i ciche oraz wolne od
drgań tak , aby ograniczyć niekorzystne oddziaływanie maszyny na
człowieka.

Kryteria oceny konstrukcji

Kryterium ergonomii i estetyki

– maszyny są konstruowane dla

ludzi, dlatego ich konstrukcja powinna być dla nich przyjazna, łatwa i

nie męcząca. Powinna być opracowana z uwzględnieniem możliwości

fizycznych człowieka, zasięgu jego rąk, zdolności postrzegania i

rejestrowania sygnałów. Obsługiwanie maszyny powinno wymagać jak

najmniej ruchów, a wszystkie wskaźniki, łatwo zauważalne i

rozróżnialne, powinne znajdować się w polu widzenia osoby

obsługującej. Pozycja przy obsłudze powinna zapewniać odpowiednią

wygodę a otoczenie powinno być estetyczne i ciche oraz wolne od

drgań tak , aby ograniczyć niekorzystne oddziaływanie maszyny na

człowieka.

Kryterium ekologiczne

– produkcja i eksploatacja maszyn wiąże

się z zagrożeniami dla środowiska naturalnego. Konieczne jest takie

konstruowanie maszyn, aby negatywne efekty ich eksploatacji

minimalizować. Kryterium w dobie globalizacji staje się coraz bardziej

istotne.

Kryteria oceny konstrukcji

Kryterium ekologiczne

– produkcja i eksploatacja maszyn wiąże

się z zagrożeniami dla środowiska naturalnego. Konieczne jest takie

konstruowanie maszyn, aby negatywne efekty ich eksploatacji

minimalizować. Kryterium w dobie globalizacji staje się coraz bardziej

istotne.

To nie są jedyne kryteria. Zwykle konstrukcję ocenia się z punktu

widzenia wszystkich kryteriów, które mogą odgrywać mniejszą lub

większą rolę. O wadze poszczególnych kryteriów decyduje konstruktor

na podstawie np. badań marketingowych i w zależności od tej decyzji

dokonuje wyboru optymalnego wariantu rozwiązania konstrukcyjnego.

Wszystkie kryteria bezpośrednio lub pośrednio wiążą się z oceną

ekonomiczną konstrukcji. Z jednej strony mamy koszty jej produkcji,

eksploatacji, koszty napraw i remontów oraz ewentualnych wypadków.

Z drugiej strony mamy zyski jakie osiągniemy z jej użytkowania lub jej

sprzedaży. O ostatecznej ocenie konstrukcji decydują prawa rynku,

chociaż nie wyłącznie.

Normalizacja i unifikacja

Zmiana skali produkcji z jednostkowej na seryjną aż do
masowej zrodziło potrzebę zamienności części. Potrzebę tę
można zaspokoić tylko wtedy, kiedy seryjnie produkowane
części będą jednorodne, przynajmniej w takim stopniu aby
można było wmontować je do każdego egzemplarza wyrobu.
Dla uzyskania takiego stopnia jednorodności stworzono pewne
przepisy prawne, który powinna być podporządkowana
produkcja. Zbiór tych przepisów prawnych nazywany jest

normami

normami, a proces ich tworzenia

normalizacją

normalizacją. Zamienność

części jest głównym, ale nie jedynym celem normalizacji.
Obecnie do zadań normalizacji należy m.in. Ujednolicanie
pojęć, nazw i symboli, ujednolicanie metod obliczeń, badań,
wykonania i kontroli, określenie warunków przechowywania,
dostawy, odbioru itp.

Normalizacja i unifikacja

Zalety normalizacji:

– skrócenie czasu projektowania, wykonania i napraw,
– osiąganie wysokiej jakości wyrobów,
– zwiększenie niezawodności maszyn

Wady normalizacji:

– ograniczenie wyboru wymiarów tylko do wartości

znormalizowanych co powoduje straty materiału,

– ograniczenie inwencji konstruktora w zakresie

poszukiwania nowych rozwiązań.

Normalizacja i unifikacja

Rodzaje norm:

–

normy międzynarodowe

– ustalane przez Międzynarodową Organizację

Normalizacyjną (ISO). Podporządkowanie się tym normom na terenie danego

państwa musi być poprzedzone odpowiednim aktem prawnym,

–

normy państwowe

– opracowywane są przez narodowe komitety

normalizacyjne i obowiązują na terenie danego państwa. W Polsce twórcą tych

norm jest Polski Komitet Normalizacyjny Polskie normy państwowe są

oznaczane literami PN. Od czasu przystąpienia Polski do Unii Europejskiej,

Polskie Normy są tworzone przede wszystkim na podstawie tłumaczenia i

zatwierdzania norm europejskich i światowych ISO, przyjmując oznaczenie
PN EN lub PN ISO. Normy tłumaczone i zatwierdzone przez Polski Komitet

Normalizacyjny mają taki sam status jak normy w języku oryginału.

–

normy branżowe

– ustalane były przez ministrów lub powoływane przez

nich komitety. Obowiązywały na terenach zakładów danej branży. Oznaczano

je symbolem BN. Od 3.04.1993r normy te są stopniowo likwidowane.

–

normy zakładowe

– ustalane są przez dyrektorów zakładów lub powołane

przez nich zespoły. Obowiązują jedynie na terenie jednego lub kilku

zakładów. Oznaczane są symbolami ZN.

W Polsce stosowanie Polskich Norm jest dobrowolne, jednak ministrowie

mogą wprowadzić obowiązek stosowania normy.

Normalizacja i unifikacja

Unifikacja polega na tworzeniu pewnego szeregu części,

zespołów lub całych maszyn o jednakowym przeznaczeniu, lecz

innych parametrach (wymiarach, mocy, wydajności itp.).
Unifikacja daje ogromne oszczędności dzięki ograniczeniu

liczby wyrobów i stworzeniu możliwości ich produkowania w

wyspecjalizowanych zakładach.
Unifikacja pozwala na skrócenie czasu konstruowania maszyn.

Istnieją niektóre rodzaje maszyn, które łatwo można poddać

unifikacji np. konstrukcje nośne przenośników, wieże i

wysięgniki żurawi, które mogą przybierać różne długości w

zależności od liczby i długości sekcji. W konstrukcjach wielu

maszyn stosuje się tzw. metodę klockową (modułową). Polega

ona na budowaniu maszyn z typowych zunifikowanych

samodzielnych zespołów, które zestawiane w różny sposób dają

w efekcie maszyny o różnych zastosowaniach.

Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
PPI wyk 3
PPI wyk 5
PPI wyk 11
PPI wyk 3
PPI wyk 8
EDI wyk
Wyk ad 5 6(1)
zaaw wyk ad5a 11 12
Wyk 02 Pneumatyczne elementy

więcej podobnych podstron