Технологические машины и оборудование»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

 

«Тамбовский государственный технический университет»

(ФГБОУ ВПО «ТГТУ»)

РЕКОМЕНДОВАНО

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИМ

СОВЕТОМ ПО НАПРАВЛЕНИЮ

Технологические машины и оборудование»

Председатель НМСН

_________________А.Г. Ткачев

«» _____________20 14 г.

 

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ работы

по учебной дисциплине

«Теоретические основы эффективных методов проектирования технологического оборудования»

для студентов, обучающихся по направлению

Технологические машины и оборудование»

К.т.н. доцент Михалева З.А.

Тамбов 2014

Разработано в соответствии с федеральным государственным образовательным стандартом по направлению 151000.68 – Технологические машины и оборудование, утвержденному приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 09. 11.2011 г. № 539 требованиями, предъявляемыми к содержанию дисциплины «Теоретические основы эффективных методов проектирования технологического оборудования».

 

 

 

Содержание

 

1. Цель и задачи работы ………………………………………………………………… 4

2. Тематика и объем курсовой работы ………………………………………………… 7

3. Защита курсовой работы ……………………………………………………………. 8

4.Графическая часть курсовой работы ……………………………………………… 9

4.1Разработка технологической схемы…………………………………………………. 9

4.2 Сборочные чертежи оборудования и его узлов………………………………….. 16

4.3 Спецификация……………………………………………………………………… 18

5.Пояснительная записка………………………………………………………………… 21

5.1 Содержание расчетно-пояснительной записки……………………………………… 21..

5.2 Литературный обзор и патентные исследования…………………………………… 22.

5.3Прочностные расчеты…………………………………………………………………… 26

5.4 Мероприятия по обеспечению безопасности жизнедеятельности…………………… 26

5.5 Экология………………………………………………………………………………… 28

5.6 Заключение……………………………………………………………………………… 28

6. Список литературы ………………………………………………………………………. 29

 

 

Цель и задачи работы

Цели и задачи курсового проектирования определяются видами деятельности

будущего специалиста. В процессе выполнения курсовой работы обучающиеся будут подготовлены к:

производственно-технологической деятельности:

· проектирование машин, приводов, систем, технологических процессов с использованием автоматизированных систем технологической подготовки производства машин, приводов, систем;

· разработка норм выработки, технологических нормативов на расход рабочих материалов, топлива и электроэнергии, а также выбор технологической оснастки;

· разработка технических заданий на проектирование и изготовление машин, приводов, систем, нестандартного оборудования и технологической оснастки машин, приводов, систем;

· обеспечение технологичности изделий и процессов изготовления изделий машиностроения;

· оценка экономической эффективности технологических процессов разработка технических заданий на проектирование и изготовление машин;

· обеспечение заданного уровня качества продукции с учетом международных стандартов

научно-исследовательской и педагогической деятельности

· постановка, планирование и проведение научно-исследовательских работ теоретического и прикладного характера в объектах сферы профессиональной деятельности;

· разработка моделей физических процессов в объектах сферы профессиональной деятельности;

· разработка новых методов экспериментальных исследований;

· анализ результатов исследований и их обобщение;

· подготовка научно-технических отчетов, обзоров и публикаций по результатам выполненных исследований и разработок;

проектно-конструкторской деятельности:

· разработка перспективных конструкций;

· проведение патентных исследований с целью обеспечения патентной чистоты и патентоспособности новых проектных решений и определения показателей технического уровня проектируемых изделий;

· разработка эскизных, технических и рабочих проектов сложных изделий с использованием средств автоматизированного проектирования и передового опыта разработки конкурентоспособных изделий;

· проведение технических расчетов по проектам, технико-экономического и функционально-стоимостного анализа эффективности проектируемых изделий и конструкций;

· оценка инновационных потенциалов проектов.

Курсовая работа - это расчетно-графическая работа, которая выполняется студентом самостоятельно с целью закрепления и углубления теоретических знаний, полученных при изучении курса.

В результате изучения курса «Теоретические основы эффективных методов проектирования технологического оборудования» студент должен:

Знать

• технические характеристики и экономические показатели отечественных и зарубежных разработок по созданию новых материалов, техники и технологий;

· проблемы создания машин различных типов, приводов;

• основные методы, способы и средства получения, хранения, переработки информации об инновационной деятельности предприятий машиностроения;

Уметь:

· применять новые методики создания различных типов машин, приводов, систем, конструкционные материалы и использовать компьютерные технологии при разработке машин различных типов, приводов, систем, а также технологических процессов в машиностроении;

• применять современные методы организации труда для обеспечения научных исследований и промышленного производства;
• кооперироваться с коллегами, работать в коллективе
• понимать сущность и значение информации в развитии современного общества;

· получать и обрабатывать информацию из различных источников о продуктовых и технологических инновациях для решения практических задач развития предприятий региона

Владеть:

· навыками разработки различных типов новых машин,

• навыками критического восприятия информации;
• навыками применения методов математического анализа и моделирования в профессиональной деятельности;
• основными методами, способами и средствами получения, хранения, переработки информации;
• навыками интерпретации, структурирования и оформления информации для сопровождения инновационных процессов на предприятиях машиностроения;

· работы над инновационными проектами по продвижению достижений нанотехнологий в промышленное производство, используя базовые методы исследовательской деятельности

 

В результате освоения дисциплины и выполнения курсовой работы студент приобретает следующие компетенции:

o способность подготавливать технические задания на разработку проектных решений, разрабатывать эскизные, технические и рабочие проекты технических разработок с использованием средств автоматизации проектирования и передового опыта разработки конкурентоспособных изделий, участвовать в рассмотрении различной технической документации, подготавливать необходимые обзоры, отзывы, заключения (ПК-23);

o способность составлять описания принципов действия и устройства проектируемых изделий и объектов с обоснованием принятых технических решений (ПК-24);

o способность разрабатывать мероприятия по комплексному использованию сырья, по замене дефицитных материалов и изысканию способов утилизации отходов производства (ПК-15);

o способность изучать и анализировать необходимую информацию, технические данные, показатели и результаты работы, систематизировать их и обобщать (ПК-16);

o способен организовывать работу коллективов исполнителей, принимать исполнительские решения в условиях спектра мнений, определять порядок выполнения работ, организовывать в подразделении работы по совершенствованию, модернизации, унификации выпускаемых изделий, и их элементов, по разработке проектов стандартов и сертификатов, обеспечивать адаптацию современных версий систем управления качеством к конкретным условиям производства на основе международных стандартов (ПК-6);

2.Тематика и объем курсовой работы

Курсовая работа представляет собой комплекс материалов, включающих графическую часть, пояснительную записку и материалы презентации работы, используемые при защите работы.

Темы курсовых работ по дисциплине подбираются в соответствии с темами магистерских диссертаций и тематикой научно-исследовательской работы на кафедре.

Тематика курсовой работы должна быть:

- актуальной и реальной;

- соответствовать современному уровню науки и техники, отражать теоретические основы и закономерности развития нанотехнологий

- выполняться (по возможности) по заданию предприятий и организаций;

- выполнена с широким использованием вычислительной техники, в том числе с трехмерным моделированием

- содержать результаты НИР и патентного поиска;

- носить практический или научно-исследовательский характер.

-конструкторские - разработка новых лабораторно-экспериментальных стендов, установок;
- исследовательские - направленные на проведение научно-исследова-тельских работ с проведением теоретических и экспериментальных -исследований с разработкой конструкций.

Примерные темы курсовых проектов:

Разработка технологии и оборудования создания каталитических систем методами золь-гель технологии для синтеза углеродных наноматериалов.

Методы и оборудование для активации катализаторов синтеза наноматериалов.

Создание наномодифицированных композитных материалов на основе полимерных материалов.

Разработка технологического оборудования для синтеза углеродных наноматериалов.

 

Защита курсовой работы

После оформления пояснительной записки, оформления чертежей и подписи руководителя студент представляет свою работу к защите комиссии, состоящей из преподавателей кафедры. Студенты работают над курсовой работой под постоянным руководством преподавателя и, как правило, защищают работу перед комиссией из двух или трёх преподавателей кафедры. Защита проводится открыто, студент должен представить презентацию, кратко изложить задачу, суть её решения в работе, ответить на вопросы, касающиеся технологического процесса, расчёта, устройства и работы аппарата, машины или механизма и других, освещенных в пояснительной записке. Руководитель помогает студенту уточнить цели проектирования, определить содержание курсовой работы и методику ее выполнения, однако автором работы является студент, и он отвечает за правильность принятых в курсовой работе технических решений и проведенных расчётов и анализов.

По результатам защиты курсовой работы выставляется оценка

Отметка «отлично» выставляется студенту, глубоко и прочно усвоившему программный материал, исчерпывающе, последовательно, грамотно и логически стройно его излагающему, в ответе которого увязывается теория с практикой, он показывает знакомство с монографической литературой, правильно обосновывает решение задачи.

Отметка «хорошо» выставляется студенту, твердо знающему программный материал, грамотно и по существу излагающему его, который не допускает существенных неточностей в ответе на вопрос, правильно применяет теоретические положения при решении практических вопросов и задач.

Отметка «удовлетворительно» выставляется студенту, который знает только основной материал, но не усвоил его деталей, допускает в ответе неточности, недостаточно правильно формулирует основные законы и правила, затрудняется в выполнении практических задач.

Отметка «неудовлетворительно» выставляется студенту, который не знает значительной части программного материала, допускает существенные ошибки, с затруднениями выполняет практические задания.

 

Пример выполнения технологической схемы

Описание технологического процесса наномодифицирования полимера

 

Рисунок 7– Технологическая схема модифицирования эпоксидной смолы УНТ

Смола из бункера Б1 и углеродные нанотрубки из бункера Б2 с помощью весового дозатора Д1 и объёмного дозатора Д2 соответственно поступают в лопастной смеситель, где масса подвергается предварительному смешению, перетиранию благодаря дополнительно установленным ножам на внутренней части корпуса. Для дальнейшей обработки. Далее полученная смесь поступает на валковую машину с помощью весового дозатора Д3. С помощью данной обработки достигается равномерное распределение наполнителя и его диспергирование. Затем смесь подаётся на ультразвуковую ванну в которой происходит окончательное диспергирование и гомогенизация, после чего смесь поступает в бункер Б4 на хранение.

Оформление графического документа - Технологическая схема

Приведено в приложении.

Спецификация

Спецификация – документ, содержащий перечень всех составных частей, входящих в данное специфицированное изделий, а также конструкторские документы, относящиеся к этому изделию и к его не специфицированным составным частям.

Согласно стандарту спецификацию выполняют в виде таблицы на отдельных листах формата А4 (210×297 мм) на каждую сборочную единицу (заглавный лист и последующие листы). На заглавном листе основная надпись выполняется по ГОСТ 2.104–68.

Спецификация определяет состав сборочной единицы, и необходима для ее изготовления, комплектования конструкторских документов.

В спецификацию входят составные части, входящие в специфицированное изделие, а также в конструкторские документы.

Спецификация состоит из разделов, которые располагают в следующей последовательности: «Документация», «Сборочные единицы», «Детали»,

«Стандартные изделия», «Материалы». Наличие тех или иных разделов в таблице спецификации определяется составом специфицированного изделия.

Наименование каждого раздела указывают в виде заголовка в графе «Наименование» и подчеркивают тонкой линией. Ниже каждого заголовка должна быть оставлена одна свободная строка, выше – не менее одной свободной строки. Заполнение граф спецификации производится сверху вниз следующим образом:

1. В графе «Формат» указывают формат документов, обозначения которых записывают в графе

«Обозначения». Если документ выполнен на нескольких листах различных форматов, то в графе проставляют звездочку, а в графе «Примечание» перечисляют все форматы. Для документов, записанных в разделе «Стандартные изделия», «Прочие изделия», «Материалы», графу не заполняют. Для деталей, на которые не выпущены чертежи, в графе указывают БЧ (без чертежа).

2. В графе «Зона» указывают обозначение зоны, в которой находится записываемая составная часть (при разбивке поля чертежа на зоны по

ГОСТ 2.107-68).

3.В графе «Поз» (позиция) указывают порядок номера составных частей, непосредственно входящих в специфицированные изделия, в последовательности записи их в спецификации. Для раздела «Документация» графу не заполняют.

4.В графе «Обозначение» указывают: в разделе «Документация» – обозначение записываемых документов по ГОСТ 2.201–80, в разделах «Стандартные изделия», и «Материалы» графу не заполняют.

Общие положения

Каждому изделию в соответствии с ГОСТ 2.101—68 должно быть присвоено обозначение.

Обозначение изделия является одновременно обозначением его основного конструкторского документа (чертежа детали или спецификации).

Обозначение изделия и его конструкторского документа не должно быть использовано для обозначения другого изделия и конструкторского документа.

Обозначения изделиям и конструкторским документам присваивают централизованно или децентрализовано.

Централизованное присвоение обозначений должны осуществлять организации, которым это поручено министерством, ведомством, в пределах объединения, отрасли. Перечень изделий, обозначение которым присваивают централизованно, определяет министерство, ведомство.

Децентрализованное присвоение обозначений должны осуществлять организации-разработчики.

Изделия и конструкторские документы сохраняют присвоенное им обозначение независимо от того, в каких изделиях и конструкторских документах они применяются.

Обозначения изделий и конструкторских документов записывают в другие документы без сокращений и изменений, за исключением случаев, предусмотренных ГОСТ 2.113—75.

Обозначение должно быть указано на каждом листе конструкторского документа, выполненного на нескольких листах.

Деталям, на которые не выпущены чертежи согласно ГОСТ 2.109—73, должны быть присвоены самостоятельные обозначения по общим правилам.

Система обозначения

Устанавливается следующая структура обозначения изделия и основного конструкторского документа:

Четырехзначный буквенный код организации-разработчика назначается по кодификатору организаций-разработчиков.

При централизованном присвоении обозначения вместо кода организации-разработчика указывают код, выделенный для централизованного присвоения обозначения.

Код классификационной характеристики присваивают изделию и конструкторскому документу по классификатору изделий и конструкторских документов машиностроения и приборостроения (Классификатору ЕСКД).

Структура кода классификационной характеристики:

Порядковый регистрационный номер присваивают по классификационной характеристике от 001 до 999 в пределах кода организации-разработчика при децентрализованном присвоении обозначения, а при централизованном присвоении— в пределах кода организации, выделенного для централизованного присвоения.

Пример обозначения:ТГТУ 703541.001 СБ Червячная машина

В графе «Наименование» указывают:

а) в разделе «Документация» для документов, входящих в основной комплект документов специфицированного изделия и составляемых на данное изделие, – только наименование документов, например: «Сборочный чертеж», «Габаритный чертеж», «Технические условия» и т.п.;

б) в разделах «Комплексы», «Сборочные единицы», «Материалы», «Детали», – наименование изделий в соответствии с основной надписью на основных конструкторских документах этих изделий (для деталей, например, «Корпус», «Втулка», «Крышка» и т.п.) в наименовании, состоящем из нескольких слов, на первом месте помещается имя существительное, например, «Колесо зубчатое». В наименование изделий, как правило, не включаются сведения о назначении и местонахождении изделий, для деталей на которые не выпущен чертеж, указывают наименование и материал, а также размеры необходимые для их изготовления;

в) в разделе «Стандартные изделия» наименование и обозначения изделий в соответствии со стандартными на эти изделия, например, «Болт М12x70.50 ГОСТ 7807–70»;

г) в разделе «Прочие изделия» – наименование и условные обозначения изделий в соответствии с документами на их поставку с указанием обозначений этих документов;

д) в разделе «Материалы» – обозначения материалов, установленные в стандартных и технических условиях на эти материалы.

Пояснительная записка

Объем пояснительной записки составляет 20-40с.

Содержание расчетно-пояснительной записки

Титульный лист

Задание

Аннотация

Введение

Основная часть:

1. Литературный обзор и патентные исследования.

2. Характеристика рабочей среды

3.Описание технологического процесса.

4. Назначение и принцип работы технологического оборудования.

5. Технологический расчет.

6. Выбор конструкционных материалов

7. Расчет на прочность основных деталей и узлов технологического оборудования

8.Мероприятия по обеспечению безопасности жизнедеятельности.

9. Экология

Заключение

Список использованных источников

Приложение

 

Таблица 3

Справка отчёт о патентном поиске при исследовании _______________________________________________________________________ (наименование объекта разработки) ________________________________________________________________________ (наименование вида исследования) Поиск проведён по следующим материалам:
Страна (Фирма)	Наименование источника	Классификационные индексы, подклассы поиска	Авт. свидетельства, патенты, периодич. издания (№, том, дата публикации)
МКИ и МК	УДК

 

В процессе поиска, как правило, удается найти информацию об аналогичных по названию объектах и их элементах.

Библиографический перечень отобранной в процессе поиска информации приводится в табл. 5

Таблица 4

А. Патентные документы

Страна патенто- ведения	Класс, подкласс, группа, подгруппа	Номер охранного документа	Организация (Фирма)	Изобретатель	Дата приоритета	Название изобретения

Б. иная научно –техническая литература

№№ пп	Наименование источника информации	Авторы	Год и место издания, (для отчёта по НИР,ОКР – дата утверждения)

 

Далее проводится сопоставительный анализ отобранных технических решений в научной литературе и изобретениях, и объекта разработки. Исходя из этого анализа, делается вывод о возможности реализации конкретного технического решения в объекте проектирования.

Структуру обзора целесообразно строить в логической связи со структурой остальной части проекта, а именно решение, принятое во внимание, обосновывается расчётами (технологическими, прочностными и т.д.) и находит отражение в графической части проекта. Главная сложность анализа способов и конструктивных решений состоит в том, чтобы перейти от описания конструкций к их классификации и обобщениям по связи конструктивных решений с вопросами теории, теоретической обоснованностью конкретного решения. Решающую роль при этом играет сопоставление патентного поиска с достижениями теории по описанию процессов, происходящих в машинах и аппаратах.

Под технологическим расчетом проектируемого оборудования обычно

понимается совокупность расчетов, связанных непосредственно с видом,

особенностями и рабочими параметрами технологического процесса.

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.

Важнейшей характеристикой технологического оборудования является

его производительность, под которой понимается количество (массовое,

объемное, штучное) продукции, изготовленное за единицу времени на этом

оборудовании.

Производительность является основной исходной величиной для расчета

всех остальных параметров оборудования. Она определяет размеры как самого объекта, так и отдельных его частей, рабочих органов, деталей привода и т. д.

Кроме того, от величины производительности зависят кинематические и

силовые характеристики приводных механизмов, количество потребляемой

энергии и другие показатели.

При этом может применяться различный подход. Если проектируется

совершенно новое оборудование, то наиболее целесообразно идти «от

процесса», т. е. вести расчет длительности технологического процесса,

используя при этом опытные или литературные данные и учитывая

необходимые по технологии затраты времени, а потом переходить к

конструктивному расчету (например, вместимости корпуса, в котором

проводится процесс, скорости рабочего органа и т. д.).

При этом следует отметить следующее обстоятельство. Как правило,

выполняя расчет по такой схеме, студенты сталкиваются с нехваткой исходных данных. Конечно, часть из них можно найти в литературе, частично можно использовать опытные данные, но все же ряд сведений необходимо согласовать с руководителем. Важно, чтобы были ссылки на источники, из которых заимствованы значения необходимых параметров. Это делает технологический расчет обоснованным. Рассчитывается производительность, скорость движения рабочих органов, мощность электродвигателя, размеры проектируемой машины.

Прочностные расчеты

При проектировании технологического оборудования рассчитывают различные механические передачи, разъёмные и неразъёмные соединения, муфты, валы, оси, подшипники и др. Эти расчеты проводят с целью определения оптимальных конструктивных размеров различных узлов и деталей машин или аппаратов, обеспечивающих при минимальных расходах материала прочность, надежность и долговечность конструкции. Для каждого вида технологического оборудования прочностные расчеты выполняются по ГОСТ,ОСТ или по методикам расчета приведенным в специальной литературе.

 

Экология

В данном разделе курсового проекта следует указать источники загрязнения окружающей среды со стороны объекта проектирования и привести перечень мероприятий по предотвращению загрязнения воздушного и водного бассейнов.

Характеристики сырья, опасностей и вредностей на проектируемом объекте.

Токсичность веществ и материалов:

− физико-химические и токсикологические характеристики: плотность, мольная масса, температура кипения, растворимость в воде, агрегатное состояние в рабочем помещении (пары, газы, аэрозоли);

− класс по механизму токсического действия, предельно допустимая концентрация в рабочей зоне, класс опасности вредных веществ, допустимые выбросы в атмосферу и водоемы, дисперсность (для пылей);

− меры защиты работающих от воздействия вредных веществ;

− мероприятия по очистке и нейтрализации выбросов вредных веществ в атмосферу и водоемы.

Заключение

В «Заключении» кратко подводятся итоги работы и указывается, каковы

её достоинства, что нового предложено самим студентом.

Объем заключения - 0,5 страницы текста.

Список использованных источников

Список оформляется в соответствии с СТП ТГТУ 07-97. Стандарт предприятия.

 

Приложение

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

 

«Тамбовский государственный технический университет»

(ФГБОУ ВПО «ТГТУ»)

РЕКОМЕНДОВАНО

НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИМ

СОВЕТОМ ПО НАПРАВЛЕНИЮ

Технологические машины и оборудование»

Председатель НМСН

_________________А.Г. Ткачев

«» _____________20 14 г.

 

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ