Общие правила компоновки

Под компоновкой машины понимают объединение (синтез) ее отдельных функциональных узлов и механизмов в единое целое. При компоновке добиваются такого пространственного расположения узлов и деталей, при котором наилучшим образом достигаются заданные свойства машины (высокая производительность, точность, удобство при эксплуатации, наименьшие габариты и т.д.) и реализуются правила конструирования.

Компоновку машины выполняют на основании технологической и кинематической схем, а также с учетом размеров крупных деталей. Иногда компоновка и разработка схем выполняются одновременно.

При компоновке машина, ее узлы и детали вычерчиваются схематически, без подробностей.

Компоновка выполняется в два этапа: эскизный и рабочий.

При эскизной компоновке общую конструкцию машины разрабатывают на базе кинематической схемы. Составляется обычно несколько вариантов эскизных компоновок. Из множества вариантов, используя один из методов оптимизации многокритериальной задачи, выбирается один рациональный эскизный вариант.

В качестве критериев оптимизации принимаются уменьшение массы и габаритов машины, повышение точности, удобства обслуживания, безопасности, бесшумности, эстетичности и др.

Рабочая компоновка. На базе эскизной компоновки составляется рабочая компоновка. В ней уточняется конструкция машины. Рабочая компоновка служит основой для дальнейшего конструирования узлов машины.

Работу над компоновкой начинают с выполнения уточняющих кинематических и технологических расчетов. Рассчитываются ременные и цепные передачи, их межосевые расстояния. Определяются мощности и размеры электродвигателей. Рассчитываются или назначаются длины валов, габаритные размеры сборочных единиц. Главные сборочные единицы вычерчиваются в масштабе. Полученные таким образом размеры позволяют уточнить рабочую компоновку машины.

При компоновке необходимо предусмотреть места установки механических и электрических блокировочных устройств, необходимых ограждений, которые являются подсистемами единого целого. Необходимо предусмотреть последовательность сборки с возможностью наиболее простого соединения узлов между собой. В процессе компоновки следует четко поделить машину на узлы с обеспечением необходимой жесткости станка. Деление на узлы позволяет вести их параллельное проектирование, параллельную сборку, испытание.

При рабочей компоновке решаются вопросы технической эстетики. Устанавливаются размеры сторон корпуса машины согласно правилу "золотого сечения". Однако правило "золотого сечения" не должно вступать в противоречие с функциональным назначением и технической целесообразностью изделия. Правило "золотого сечения" устанавливает только идеальные размеры, фактические же размеры принимаются с учетом технической целесообразности.

Типовые варианты компоновок

Современные машины отличаются большим разнообразием компоновок. Выделив в машине координатные оси Х, У, Z, можно различать следующие типовые компоновки:

- продольно-горизонтальную, при которой узлы машины расположены вдоль оси Х;

- поперечно-горизонтальную, когда узлы машины расположены вдоль оси У;

- вертикальную - при расположены узлов машины по оси Z;

- наклонно-горизонтальную - при расположены узлов машины наклонно к оси Z;

- барабанную - при расположены узлов на барабане, смонтированном на вертикальной или горизонтальной оси;

- карусельную - при расположены основных узлов на горизонтальном диске.

По характеру движения заготовок и деталей различают разомкнутые и замкнутые компоновки. У разомкнутых компоновок загрузка заготовок и выгрузка деталей производится в разных местах машины, у замкнутых – в одном и том же месте.

Возможны и другие компоновки. Часто они представляют собой комбинацию из указанных типовых компоновок, когда сборочные единицы монтируются на горизонтальных, вертикальных или наклонных опорных площадках.

С точки зрения удешевления сборки машины наилучшей схемой компоновки является та, по которой во время сборки не требуется производить никаких выверок, пригонок, регулировок. Узлы и детали при их установке должны сразу занимать правильное положение.