POLITECHNIKA

WYDZIAŁ

KIERUNEK:

PODSTWY KONSTRUKCJI MASZYN

Gliwice, 2003

Typizacja - to kryterialny wybór spośród wariantów spośród wariantów konstrukcyjnych. W stadium typizacji wyróżniamy ocenę rozwiązań konstrukcyjnych, modyfikacje rozwiązań konstrukcyjnych a przede wszystkim tworzenie maksymalnej liczby sprzężeń między typowymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi.

Typoszereg - to zbiór konstrukcji o stałej postaci konstrukcyjnej i zmiennych wartościach wymiarów. Natomiast w systemach modułowych występuje też wariantowość rozwiązań konstrukcyjnych, których kombinatoryczny dobór zapisany w postaci grafów pozwala wywnioskować typowe postacie konstrukcyjne rodziny konstrukcji.

Dekompozycja typowych rozwiązań konstrukcyjnych.

Przyporządkowanie β - dekompozycja typowych rozwiązań konstrukcyjnych wyróżnia konstrukcję elementów dobieranych i wytwarzanych.

np. tłok : typowe - uszczelka, pierścień

wytwarzane - czoło tłoka.

Dla typowych postaci konstrukcyjnych elementów wytwarzanych tworzony jest układ wymiarów zgodnie z zasadami jednoznaczności, zupełności i niesprzeczności.

W układzie wymiarów z wymiarowaniem otwartym możemy wyróżnić:

• wymiary stałe;

• wymiary zmienne.

Każdy wymiar zmienny uzyskuje oznaczenie identyfikacyjne w postaci numeru. Numer ten ma postać :

• oznaczenia literowego (najczęściej dwuliterowego np. TG);

• oznaczenie liczbowego dla którego typowymi elementami są:

• wymiary gabarytowe elementów;

• wymiary sprzężone (wymiary związane z powierzchniami współdziałających elementów);

• wymiary dodatkowe.

Przykład.

gdzie:

- zbiór wymiarów stałych, które nie ulegają zmianie przy zmianach cech charakterystycznych;

- zbiór wymiarów zmiennych, które zmieniają się przy zmianach cech charakterystycznych.

Warunek kongruencji konstrukcji.

Wyznaczanie wartości wymiarów - przyporządkowanie χ.

- przyporządkowanie χ.

Metody wyznaczania wartości ilościowych cech konstrukcyjnych:

1. Metoda tradycyjne - rozważany prototyp rzeczywistych wymiarów;

2. Metoda podobieństwa konstrukcyjnego - wyznaczanie podobieństwa konstrukcyjnego na mniejszych prototypach, coś produkujemy;

3. Metoda algorytmiczna - dobór wartości zmiennych wymiarów dla zunifikowanych wartości parametrów korzystając z operatorów

, dla m=i;

4. Metoda zastosowania sieci neuronowych.

Optymalizacja różnorodności wartości wymiarów - przyporządkowanie δ.

KI1 - maksymalna powtarzalność konstrukcji w zakresie zunifikowanych wartości parametrów.

KI2 - minimalne straty niedopasowania konstrukcji dla zunifikowanych wartości parametrów.

Pozwala na seryjność wytwarzania i powtarzalność elementów.

Stan S1 uzyska się wtedy, gdy doprowadzimy do seryjności wytwarzania i maksymalnej wymienności elementów w rodzinie konstrukcji (KI1). Natomiast stan S2 - to stan, w którym mamy minimalne przewymiarowanie konstrukcji.

W celu optymalizacji stosowana jest teoria automatycznej klasyfikacji (optymalizacji).

Metoda iteracyjnej klasyfikacji.

Dyskretyzacja (agregacja) - wartości wymiarów to kryterialne zwiększanie stopnia dyskretyzacji ϕ wartości wymiarów, w wyniku czego następuje zmniejszanie liczby konstrukcji kongruentnych w zakresie zunifikowanych wartości cech charakterystycznych.

Na podstawie przyporządkowania α, β, χ, δ tworzone są reguły doborów uporządkowanych składników rodziny konstrukcji, mogą występować w formie systemów modułowych, typoszeregów, zbiorów konstrukcji powtarzalnych.

Metody integracji z zastosowaniem:

• Programy graficzne CAD;

• Programy CAD oraz CAM;

• Zaawansowanych programów graficznych.

Recyrkulacja w uporządkowanych rodzinach konstrukcji:

1. Nadawanie takich cech uporządkowanym rodzinom konstrukcji, które poprawiłyby możliwość ich recyrkulacji (jak: prostota demontażu, odtwarzalność tworzyw, minimalna ilość odpadów);

2. Przygotowanie procesów regeneracji i utylizacji.

Metoda algorytmiczna doboru ilościowych cech konstrukcyjnych a parametryzacja.

Konstruowanie - dobór cech konstrukcyjnych.

C_g - cechy geometryczne;

C_f - cechy tworzywa;

C_m - cechy montażowe.

C_g, C_f→Π∪W - opisują strukturę zewnętrzną i wewnętrzną przyszłego wytworu.

C_m - opisują stan wytworu;

gdzie: Π - jakościowe cechy konstrukcyjne, W - ilościowe cechy konstrukcyjne.

Konstrukcja - układy rozkładu struktur opisane przez cechy C_g∪C_f oraz stanu wytworu opisanego przez C_m.

Na jakościowe cechy konstrukcyjne wpływają:

• S_n - uszczegółowiony system;

• Pa_n - parametry rodziny konstrukcji;

• Technologie.

Uszczegółowiony system a postać konstrukcji.

Rysunek.1. Przykład zapisu systemu o różnym stopniu uszczegółowienia

System ogólny - SO_n.

I stopień uszczegółowienia systemu - SU_n^I

II stopień uszczegółowienia systemu - SU_n^II.

Wymiary zależą od parametrów środka konstrukcyjnego (opisywane przez wymiary). W procesie projektowania uszczegóławiając system ma miejsce również utworzenie modelu fenomendegicznego (model rozwiązania konstrukcyjnego ze względu wyłącznie na działanie przyszłego środka technicznego).

Rysunek.2. Schemat działania chwytaka o ruchu kleszczowym

System działania chwytaka.

Za pomocą siłownika np. pneumatycznego następuje zamiana energii, w tym przypadku sprężonego powietrza na energie mechaniczną. Dzięki temu za pomocą specjalnie dobranego układy dźwigni uzyskujemy ruch końcówek chwytnych (chwytak kleszczowy lub imadłowy). Poprzez wysuwanie bądź wsuwanie siłownika otrzymujemy złapanie bądź wupuszczenie przedmiotu manipulowanego.

Można wyróżnić podzespoły modelu : tłok, tłoczysko, zarys końcówek chwytnych.

Rozwiązanie konstrukcyjne - dokładny rysunek techniczny z rozwiązaniem.

Wynikiem czego jest ustalenie postaci geometrycznej. Kończy to etap projektowania a zaczyna się konstruowanie.

Parametry, a postać konstrukcyjna (np. przełożenie przekładni).

W zależności od zmienności parametrów np. zmienność przełożenia przekładni zębatej może ona mieć postać przekładni jedno, dwu lub trzy stopniowej.

Technologia

Postać konstrukcyjna elementu np. : odlewanego.

Dobór ilościowych cech konstrukcyjnych - wymiarowanie metoda algorytmiczna.

Przewymiarowanie - niegospodarnie - drogo.

Niedowymiarowanie - niebezpiecznie - drogo.

Właściwe wymiarowanie - sztuka.

Wyróżniamy sześć podstawowych doborów operatorów cech konstrukcyjnych:

• Geometryczny;

• Wytrzymałościowy;

• Elementów dobieranych;

• Procesów wtórnych;

• Podobieństwa wytwarzania;

• Wymiarów sprzężonych.

---