В дипломных проектах (работах) исследовательского характера, в зависимости от темы, может быть и раздел, связанный с экономическими расчётами. Обычно его помещают перед выводами и рекомендациями.
Графическая часть проекта представляет собой иллюстрационный материал к защите; как правило, она должна дублировать материал текста. Приводить какие-либо таблицы, графики только в графической части (без помещения их в тексте) не следует. Отдельно, помимо результатов экспериментов, могут быть представлены схемы установок, расчётные формулы. Это зависит от темы проекта, но, в принципе, такой материал облегчает студенту защиту проекта.
Правильное, грамотное графическое представление результатов научного исследования, как и любой научной и технической информации, имеет большое значение. При этом важны точность и наглядность информации; именно последнее способствует ее лучшему усвоению.
При оформлении дипломной работы исследовательского характера следует руководствоваться ГОСТом 7.32-2001.
4.10.2 Техническое описание и расчеты оборудования
В начале подраздела приводится подробное техническое описание машины или аппарата, которые разрабатываются в дипломном проекте в соответствии со спецчастью. Структура технического описания должна строго соответствовать ГОСТу: назначение изделия, техническая характеристика, состав изделия, устройство и принцип работы.
В пункте «Назначение изделия» четко формулируется полное название проектируемого оборудования (машины, установки, аппарата), его шифр, технологические операции, выполняемые машиной или аппаратом; конкретная область его применения; особенности эксплуатации и ограничения по применению (если таковые имеются).
В пункте «Техническая характеристика» указываются технические параметры оборудования (производительность, расход, емкость и пр., габариты, размеры и масса изделия). Размерность указывается в системе СИ.
В пункте «Состав изделия» приводится перечень основных сборочных единиц, из которых состоит изделие. Например, объемный дозатор состоит: привод – АДИ-10.01.00.000 (поз.1); головка дозатора – АДИ-10.02.00.000 (поз.2); рама – АДИ-10.03.00.000 (поз.3) и т. д.
В пункте «Устройство и принцип работы» дается подробное описание состава конструкции (т.е. ее составных частей), а затем дается описание всей конструкции и подробно ее составных частей (механизмов). Особое внимание при этом следует уделить всему новому и оригинальному, что являлось результатом творчества студента.
При описании желательно делать ссылки на чертежи, особенно при перечислении механизмов. Можно указывать номер листа или номер чертежа. При описании конструкции или ее отдельных механизмов необходимо ссылаться на номера позиций в чертежах.
Затем следует описание принципа действия проектируемого изделия в соответствии с выполняемым технологическим процессом. При этом обязательно освещается взаимодействие отдельных механизмов и деталей, дается ссылка на номера чертежей и позиций.
В этом разделе можно помещать рисунки (например, прин-ципиальные или технологические схемы проектируемого изделия, цикло-граммы, кинематические схемы и т.п.). Это имеет смысл, когда рисунков нет на чертежах. В этом случае ссылки можно делать на позиции соответствующих рисунков (вместо чертежей).
В качестве примера построения этого раздела можно взять описание оборудования, приводимое обычно в каталогах, паспортах оборудования, учебниках.
Расчетная часть проекта – основной раздел пояснительной записки. Он включает технологические, кинематические, энергетические, конструктивные и прочностные расчеты. В зависимости от темы проекта раздел может включать теплотехнические, гидравлические и другие виды расчетов.
Оформление расчетной части (текста, формул, таблиц, схем, ссылок) производится в соответствии с разделом 6 настоящих методических указаний.
Основной целью технологического расчета является определение исходных значений величин, необходимых при выполнении конструкторской проработки проектируемого оборудования, а также для проведения последующих специальных расчетов его отдельных элементов.
При выполнении дипломного проекта технологический расчет сводится, в основном, к определению производительности проектируемого оборудования.
Кинематическая схема разрабатывается при конструировании новой или модернизации старой машины.
Основные кинематические параметры рабочих органов необходимо знать для того, чтобы получить единицу продукции (или единицы промежуточного продукта) в строго определённый отрезок времени – рабочий цикл, который является величиной, обратной производительности. Поэтому, обрабатывая продукт (непрерывно и периодически), рабочие органы должны иметь заданный ритм движения, перемещаясь с необходимой скоростью или частотой вращения. Установив рабочий цикл конструкции, можно найти нужный ритм работы её отдельных рабочих органов, а при известных конструктивных параметрах последних вычислить их необходимые скорости.
Кинематическая схема представляет собой чертеж, на котором с помощью условных графических обозначений дано изображение всех элементов привода, начиная от электродвигателя до рабочих органов, их соединение и взаимоположение, направленное на осуществление, управление, регулирование и контроль заданных законов движения.
Выполняя кинематический расчёт привода устройства, определяют основные кинематические параметры, которые должны быть указаны затем на кинематической схеме. При проектировании оборудования автоматического действия кинематическая схема должна быть увязана с циклограммой его работы.
Циклограммы разрабатывают для взаимной увязки структуры исполнительного механизма, в состав которого входит рабочий орган, обрабатывающий продукт, и кинематики отдельных звеньев этого механизма. В циклограмме отражены совокупность, продолжительность и соотношение рабочих и холостых ходов, а также остановок (выстоев) рабочих органов устройства при выполнении им заданных технологических операций в пределах одного кинематического цикла. Циклограмма дает наглядное представление о согласованной работе отдельных механизмов, приводящих в движение рабочих органов, направленной на выполнение технологических операций. По циклограмме можно также определить кинематическое взаимодействие всех рабочих органов в любой момент времени и при необходимости найти конкретные значения таких параметров, как величина перемещений, скорости и ускорения.
На практике в самом общем случае кинематический расчёт предполагает следующее:
1. Определение общего передаточного отношения от вала электродвигателя до вала, на котором крепится ведущее звено исполнительного механизма.
2. Определение общего передаточного отношения всей кинематической цепи привода между отдельными передаточными механизмами, составляющими эту цепь. Передаточные отношения отдельных механизмов выбираются по справочным данным в пределах, указанных в учебниках и справочниках по деталям машин в зависимости от типа механизма.
3. Определение конструктивных размеров каждого передаточного механизма. Для зубчатых и цепных передач – это определение числа зубьев, для ременных передач – это определение расчетного диаметра шкивов и т.д.
4. Определение частоты вращения каждого звена, каждого передаточного механизма (каждого вала) кинематической цепи.
5. Для вариаторов скоростей – определение предельных (максимальных и минимальных) значений передаточных отношений и частоты вращения выходного вала.
6. Определение скоростей поступательно –движущихся элементов передаточных механизмов (реек, плунжеров и т.д.).
В каждом конкретном случае должны выполняться лишь необходимые расчеты, соответствующие конкретной схеме.
Кинематические схемы и циклограммы могут входить в состав графической части проекта. В отдельных случаях эти схемы и циклограммы рекомендуется помещать в пояснительной записке.
Кинематический расчёт является исходным для силового расчёта машины или отдельных механизмов, а также для энергетического расчёта.
Энергетический расчет, как правило, сводится к определению мощности электродвигателя. Соответствующие рекомендации обычно приводятся в учебной и научно-технической литературе. Необходимо только учитывать, кроме всех затрат энергии на полезную работу, также и потери различного рода (на сопротивление, на нагрев, на преодоление динамических нагрузок и т.д.).
Кроме того, следует учитывать, что в целом ряде технологических процессов пусковая мощность машин может значительно превышать номинальную, вычисленную для установившегося режима работы. Это может быть связано, например, с изменением свойств продукта в процессе переработки. Поэтому необходимо очень внимательно, именно с этой точки зрения, рассмотреть технологический процесс, осуществляемый на машине, с тем, чтобы определить момент времени, когда потребление энергии достигает наибольших значений и, исходя из этого, рассчитать мощность привода.
В основе всех методик расчета мощности привода машин лежит общее положение, исходящее из самого понятия мощности, т.е. отношение затраченной работы (энергии) ко времени, в течение которого совершена эта работа.
Следовательно, во всех случаях необходимо сначала выяснить затраты энергии, а потом уже рассчитать мощность привода (за исключением тех случаев, когда даны готовые расчетные формулы).
По сумме всех затрат энергии определяется потребляемая мощность, в соответствии с которой по справочным материалам подбирается электродвигатель (надо указать его тип и характеристику, марку, частоту вращения вала). Методика проведения таких расчетов точно такая же как и в курсе «Основы проектирования механизмов упаковочных автоматов».