Конспект лекций по КММ

182Глава 7. ОСНОВЫ КОНСТРУИРОВАНИЯ МЕХАТРОННЫХ МОДУЛЕЙ

формирование и редактирование текстовых и графических документов;

реализация обучающей функции по работе с системой;

ведение на компьютере концептуальной модели процесса создания изделия;

синхронизация действий коллектива пользователей при решении общей задачи;

Таким образом, интеграция ИнИС с T-FLEX CAD 3D позволяет осуществлять проектно-конструкторские работы на высоком на- учно-техническом уровне.

7.5.10. Типы и стадии разработки конструкторской документации

Конструкторский документ (КД) в зависимости от его назна-

чения отдельно или в совокупности с другими документами определяет состав и устройство изделия и содержит необходимые данные для его разработки, изготовления, контроля, приемки, поставки, эксплуатации и ремонта.

Взависимости от содержания конструкторские документы

подразделяют на два типа:

графические КД – документы, содержащие графическое изображение изделия и (или) его составных частей, устройства и принципа работы, внутренних и внешних связей его функциональ-

ных частей;текстовые КД – документы, содержащие в основном текст

сплошной или разбитый на графы. Текстовые конструкторские документы могут в виде иллюстраций содержать графический материал.

Взависимости от стадии разработки конструкторские документы подразделяют на проектные (техническое предложение, эскизный проект, технический проект) и рабочие (графические документы – чертежи деталей, сборочные чертежи - и текстовые - спецификации на сборочные единицы).

Номенклатура конструкторских документов, выпускаемых на конкретный объект, представлена в табл. 7.1, а стадии разработки конструкторских документов – в табл. 7.2.

Техническое предложение (П) – это совокупность конструк-

торских документов, которые должны содержать технические и технико-экономические обоснования целесообразности разработки

ТИПЫ И СТАДИИ РАЗРАБОТКИ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 183

документации на изделие на основании технического задания и различных вариантов возможных решений изделия, сравнительной оценки решений с учетом конструкторских и эксплуатационных особенностей разрабатываемого и существующих изделий и патентные исследования.

Техническое предложение разрабатывают с целью выявления дополнительных или уточненных требований к изделию (технических характеристик, показателей качества и др.), кото-

Т а б л и ц а 7.1

Номенклатура документов для стадий проектирования

(по ГОСТ 2.102-68)

Примечания: «+» – документ обязательный; «0» – документ составляют в зависимости от характера, назначения или условий производства изделия; «-» – документ не составляют.

Документы с одинаковыми индексами могут быть совмещены. Совмещенному документу присваивается шифр и наименование вышестоящего в таблице документа

рые не могли быть указаны в техническом задании, и это целесообразно сделать на основе предварительной конструкторской проработки и анализа различных вариантов изделия.

Техническое предложение является первым этапом компоновки изделия в результате чего выявляют относительное расположение его деталей и габариты изделия.

Техническое предложение после рассмотрения и утверждения является основанием для разработки эскизного (технического) проекта.

Эскизный проект (Э) – это совокупность конструкторских документов, содержащих принципиальные конструктивные решения, дающие общее представление об устройстве и принципе работы изделия, а также данные, определяющие назначение, основные параметры и габаритные размеры разрабатываемого изделия.

Эскизный проект разрабатывают с целью установления принципиальных (конструктивных, схемных и др.) решений изделия, дающих общее представление о принципе работы и устройстве изделия.

ТИПЫ И СТАДИИ РАЗРАБОТКИ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 185

Т а б л и ц а 7.2

Стадии разработки конструкторской документации

(ГОСТ 2.103-68)

Примечания:

Допускается не присваивать литеру конструкторским документам, выполненным в виде эскизов. Литерой полного комплекта КД изделия следует считать низшую из литер, указанных в документах, входящих в комплект. Литера полного комплекта документов изделия должна быть указана в основной надписи его спецификации.

ТИПЫ И СТАДИИ РАЗРАБОТКИ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 187

ские – П; газовые (кроме пневматических) – Х; кинематические – К; вакуумные – В; оптические – Л; энергетические – Р; деления – Е; комбинированные – С.

Взависимости от основного назначения схемы подразделяют на следующие типы, обозначаемые цифрами: структурные – 1; функциональные – 2; принципиальные – 3; соединений – 4; подключения – 5; общие – 6; расположения – 7; объединенные – 0.

Наименование и код схемы определяется ее видом и типом, например, схема кинематическая принципиальная – К3, схема гидропневматическая функциональная – С2, схема электрическая принципиальная и соединений – Э0.

Пояснительную записку (ПЗ) составляют при разработке технического предложения, эскизного и технического проектов. В ней следует приводить характеристики выбранных технических средств

инестандартного оборудования, результаты расчетов предпочтительно представлять в табличной форме.

Вобщем случае пояснительная записка к техническому проекту должна состоять из следующих разделов: содержание, введение, характеристика изделия, основные решения, техникоэкономическое обоснование и сметная стоимость капитальных затрат, материально-технические средства, обеспечение энергоресурсами и выполнение требований, связанных с автоматизацией и механизацией, научно-исследовательские, опытно-конструкторские и экспериментальные работы, указания по подготовке и реализации проекта, приложения.

К рабочей документации проекта относят графические документы (чертежи деталей и сборочные чертежи) и текстовые (спецификации на сборочные единицы). Кроме того, могут быть выполнены габаритный, монтажный и другие чертежи, ведомости спецификаций, ссылочных документов.

Сборочный чертеж должен быть выполнен с необходимым количеством изображений (видов, разрезов, сечений и выносных элементов), дающих полное представление о его габаритах, конструкции, назначении, связи составных частей и их взаимодействии в процессе работы; сборке, разборке и контроле сборочных единиц; методах смазки, технических данных изделия.

Сборочный чертеж должен содержать:

а) изображение сборочной единицы; б) размеры с указанием предельных отклонений, которые

проверяют при сборке; в) сопряженные размеры с обозначением посадок;

189

Глава 8 ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ

В мехатронных модулях в качестве электромеханических преобразователей, осуществляющих преобразование электрической энергии в механическую, используют электродвигатели углового и линейного движения выходного звена. Электродвигатели углового движения известны давно и нашли широкое применение в различных областях техники. Электродвигатели линейного движения (линейные электродвигатели) появились в самом конце XX века и пока что имеют ограниченное применение.

8.1. Электродвигатели углового движения

В мехатронных модулях применяют различные типы электродвигателей углового движения: постоянного тока (ДПТ) (рис. 8.1, а), синхронные (рис. 8.1, б) и асинхронные (рис. 8.1, в) переменного тока.

Наиболее простым в управлении является электродвигатель постоянного тока, так как при постоянном значении магнитного потока регулирование момента проводят только изменением величины тока.

Синхронный двигатель (иногда его называют вентильным) состоит из синхронной электрической машины, датчика положения ротора и электронного устройства управления.

Управление синхронным электродвигателем сложнее, так как при фиксированном значении магнитного потока кроме регулирования величины тока, необходимо регулировать величину пространственного угла, добиваясь получения необходимого значения момента.

Наиболее сложным в управлении является асинхронный электродвигатель, так как управление им требует регулирования тока ротора

Эти двигатели обладают более высоким КПД и большим быстродействием по сравнению с двигателями с классическим якорем.

Двигатели с малоинерционным дисковым якорем имеют форму короткого цилиндра длина которых меньше их диаметра. Якорь у таких двигателей представляет собой закрепленный на валу тонкий немагнитный диск.

Возбуждение двигателя обычно создается постоянными магнитами (реже обмотками возбуждения), расположенными в торцевой плоскости, так что двигатель имеет не цилиндрический (радиальный) воздушный зазор, а плоский (аксиальный). При этом сокращаются осевые габаритные размеры двигателя.

Дисковые двигатели обладают большим быстродействием, чем классические, так как их вращающаяся часть имеет малый момент инерции. При этом кратность пускового момента у них выше (до 10), чем у классических двигателей.

У двигателей с дисковым якорем существует проблема отвода тепла, так как тепловая постоянная якоря относительно мала. Поэтому мехатронные модули с двигателями с дисковым якорем рекомендуют устанавливать на металлическом основании или осуществлять принудительную их вентиляцию.

Условное обозначение коллекторного двигателя серии ДП с дисковым якорем с проволочной обмоткой, выведенной на коллектор, и возбуждением от постоянных магнитов, например ДП125-60-3-24, расшифровывают следующим образом: 125 – диаметр корпуса, мм; 60

– номинальная мощность, Вт; 3 – частота вращения вала, тыч. об/мин; 24 – напряжение питания, В. В двигателях с дисковым якорем с печатной обмоткой и возбуждением от постоянных магнитов серии ПЯ, например ПЯ-50, цифра 50 указывает номинальную мощность, Вт. Двигатели серии ПЯ снабжены встроенным тахогенератором.

Коллекторные двигатели постоянного тока обладают малым сроком службы, повышенной чувствительностью к воздействиям окружающей среды, искрением под щетками, образованием щеточной пыли. Эти недостатки связаны с наличием скользящего контакта в щеточно-коллекторном узле.

Бесконтактные двигатели – это двигатели, у которых механический коллектор заменен бесконтактным переключателем (коммутатором) на полупроводниковых приборах. Коммутатор управляется датчиком положения ротора. При этом несколько увеличиваются габаритные размеры и масса двигателя, но значительно повышаются его надежность и долговечность по сравнению с коллекторными двигателями.