Особенности проектирования и оценки приборов

При проектировании приборов следует учитывать ряд особен­ностей в выборе материалов, формы и размеров деталей, назначении норм точности, применении методов расчета, особенностей связи между изделием и человеком-оператором, приемником выдаваемой прибором информации. Основное различие между приборами и машинами заключается в специфичности основных критериев ка­чества.

Так, при проектировании машин одним из основных крите­риев качества является соотношение между затраченной энергией и получаемой полезной работой — коэффициент полезного действия машины. Для прибора основным критерием качества является до­стоверность получаемой оператором информации, характеристика тех ее искажений, которые возникают при приеме, хранении, пере­работке и выдаче информации данным прибором.

Показатели точности прибора во всех случаях входят в основ­ные показатели его технического уровня и качества, а требуемая точность определяется назначением прибора.

К особенностям проектирования приборов относится нали­чие ряда технических ограничений, налагаемых на элементы при­бора при условии сравнительно малых размеров этих элементов. Так, например, ограничивается применение некоторых видов пере­дач (цепных, конических, зубчатых, червячных), подшипников, уплотнительных устройств, соединений (шлицевых, шпоночных) и др. Налагаются также ограничения на форму элементов, выдвигается требование упрощения конструкции деталей — исключаются при­ливы, бобышки, ребра, ступени, ограничивается применение некото­рых технологических процессов, например дуговой сварки, литья. Трудным становится обеспечение точности деталей, например обес­печение высоких степеней точности зубчатых передач. Имеются также и другие ограничения.

Одновременно появляется возможность применения конст­рукций, характерных только для малых размеров изделий — часо­вого зацепления в зубчатых передачах, пружинного привода, опор на кернах, направляющих на плоских пружинах, соединений кернением и др.

Сюда же относится специфический подход к выбору матери­ала. Так, например, в приборостроении зачастую находят примене­ние сравнительно дорогостоящие материалы — благородные ме­таллы и камни, гораздо шире применяются цветные металлы и специальные сплавы, керамика и стекло, пластмассы. Это связано в первую очередь с необходимостью обеспечить эксплуатационные характеристики деталей, к которым в ряде случаев предъявляют­ся очень высокие требования. Например, напряжения в опорах на кернах достигают значений около 2000...5000 МПа, которые до­пускаются только при применении в качестве материала опоры камней — рубина, корунда. Кроме того, доля стоимости материалов в себестоимости изделий приборостроения составляет 2... 10% по сравнению с 30...50% в машиностроении, и применение дорогостоящих материалов часто окупается их более высокими эксплуатационны­ми свойствами или их технологичностью.

Третьей особенностью проектирования приборов является спе­цифика обеспечения прочности.

В приборах расчетные полезные нагрузки незначительны, иног­да формально равны нулю, в то время как случайные, например, при транспортировке изделий, достигают значений, существенно влияю­щих на прочность деталей. Необходимо также предусматривать воз­никновение случайных нагрузок, вызванных воздействием опера­тора, небрежностью обращения (падением прибора) и др.

В связи с этим при проектировании приборов особенно важно обеспечение равнопрочности деталей, зачастую при наличии очень больших коэффициентов запаса прочности. Все это существенно влияет на назначение размеров деталей и выбор методик силовых и прочностных расчетов при оценке и сравнении их качественных показателей.

В целом ряде случаев в технической документации прихо­дится оговаривать специальные методы контроля прочности, напри­мер контроль прочности на вибростендах (теле- и радиоаппаратура), контроль падением изделия (микрометры с твердосплавными нако­нечниками) и т.п.

Кроме того, вследствие малого размера деталей приходится учитывать также влияние масштабного фактора — наличие капил­лярных сил, наложение концентраций напряжений у близкораспо­ложенных элементов, влияние дефектов микроструктуры и др.

Особое положение расчетов на прочность при проектировании приборов заключается также в том, что факторы прочности, напри­мер сопротивление усталости, износостойкость, релаксация напря­жений или ползучесть, должны учитываться как факторы сохране­ния точности, а следовательно, обеспечиваться своими специфичными нормами запаса.

2.3. Общие сведения о ЕСКД. Виды изделий

Единая система конструкторской документации (ЕСКД) — комплекс государственных стандартов, устанавливающих взаимосвязанные правила, требования и нормы по разработке, оформлению и обращению конструкторской документации[2], разрабатываемой и применяемой на всех стадиях жизненного цикла изделия (при проектировании, разработке, изготовлении, контроле, приёмке, эксплуатации, ремонте, утилизации).Основное назначение стандартов ЕСКД состоит в установлении единых оптимальных правил, требований и норм выполнения, оформления и обращения конструкторской документации, которые обеспечивают:

- применение современных методов и средств на всех стадиях жизненного цикла изделия;

- возможность взаимообмена конструкторской документацией без её переоформления;

- оптимальную комплектность конструкторской документации;

- механизацию и автоматизацию обработки конструкторских документов и содержащейся в них информации;

- высокое качество изделий;

- наличие в конструкторской документации требований, обеспечивающих безопасность использования изделий для жизни и здоровья потребителей, окружающей среды, а также предотвращение причинения вреда имуществу;

- возможность расширения унификации и стандартизации при проектировании изделий и разработке конструкторской документации;

- возможность проведения сертификации изделий;

- сокращение сроков и снижение трудоёмкости подготовки производства;

- правильную эксплуатацию изделий;

- оперативную подготовку документации для быстрой переналадки действующего производства;

- упрощение форм конструкторских документов и графических изображений;

- возможность создания и ведения единой информационной базы;

- возможность гармонизации стандартов ЕСКД с международными стандартами (ИСО, МЭК) в области конструкторской документации;

- возможность информационного обеспечения поддержки жизненного цикла изделия.Стандарты ЕСКД распространяются на изделия машиностроения и приборостроения. Область распространения отдельных стандартов расширена, что оговорено во введении к ним.

Перечень стандартов, входящих в ЕСКД. В перечне указаны действующие ГОСТы. "2." в начале номера означает принадлежность ГОСТа к ЕСКД.

Общие положения

ГОСТ 2.001-93 ЕСКД. Общие положения.

ГОСТ 2.002-72 ЕСКД. Требования к моделям, макетам и темплетам, применяемым при проектировании.

ГОСТ 2.004-88 ЕСКД. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ.

ГОСТ 2.051-2006 ЕСКД. Электронные документы. Общие положения.

ГОСТ 2.052-2006 ЕСКД. Электронная модель изделия. Общие положения.

ГОСТ 2.053-2006 ЕСКД. Электронная структура изделия. Общие положения.

[править]

Основные положения

ГОСТ 2.101-68 ЕСКД. Виды изделий.

ГОСТ 2.102-68 ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов.

ГОСТ 2.103-68 ЕСКД. Стадии разработки.

ГОСТ 2.104-2006 ЕСКД. Основные надписи.

ГОСТ 2.105-95 ЕСКД. Общие требования к текстовым документам.

ГОСТ 2.106-96 ЕСКД. Текстовые документы.

ГОСТ 2.109-73 ЕСКД. Основные требования к чертежам.

ГОСТ 2.111-68 ЕСКД. Нормоконтроль.

ГОСТ 2.112-70 ЕСКД. Ведомость держателей подлинников.

ГОСТ 2.113-75 ЕСКД. Групповые и базовые конструкторские документы.

ГОСТ 2.114-95 ЕСКД. Технические условия.

ГОСТ 2.115-70 ЕСКД. Технические условия. Порядок согласования, утверждения и государственной регистрации.

ГОСТ 2.116-84 ЕСКД. Карта технического уровня и качества продукции.

ГОСТ 2.118-73 ЕСКД. Техническое предложение.

ГОСТ 2.119-73 ЕСКД. Эскизный проект.

ГОСТ 2.120-73 ЕСКД. Технический проект.

ГОСТ 2.123-93 ЕСКД. Комплектность конструкторских документов на печатные платы при автоматизированном проектировании.

ГОСТ 2.124-85 ЕСКД. Порядок применения покупных изделий

ГОСТ 2.125-2008 ЕСКД. Правила выполнения эскизных конструкторских документов. Общие положения