1.1. Основные принципы проектирования

Проектирование представляет собой процесс создания машины в схемах, чертежах, расчетах и других документах, правила разработки которых утверждены комплексом стандартов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД). Стандарты ЕСКД обеспечивают стабилизацию комплектности, исключающую дублирование и разработку не требуемых производству конструкторских документов; возможность расширения унификации при конструкторской разработке проектов промышленных изделий; механизацию и автоматизацию обработки конструкторских документов и содержащейся в них информации, возможность получения и применения конструкторской документации в системах автоматизированного проектирования и пр.

Проектирование является важнейшим этапом в жизненном цикле машин. От правильности решения комплекса задач, возникающих при разработке проекта, зависят надежность и эффективность спроектированного изделия. На базе существующих конструкторских решений с учетом достижений науки и техники конструктор должен создавать новые конструкции, которые наиболее полно отвечали бы требованиям заказчика и обеспечивали эффективность и надежность спроектированной конструкции. При этом главными показателями разработанной конструкции будут: высокая производительность и степень автоматизации, прочность, надежность, малые массогабаритные характеристики и энергоемкость, простота и безопасность обслуживания, удобство управления.

В основе конструирования машин должны лежать принципы экономичности, рентабельности и надежности.

Экономический фактор в процессе проектирования сводится не только к уменьшению стоимости проектных работ и изготовления (необходимо избегать сложных и дорогостоящих  решений, стремиться к использованию дешевых материалов и технологий), но и к учету эксплуатационных расходов за весь период эксплуатации.

Обеспечение требуемого уровня надежности при проектировании машины является одной из первостепенных задач. Надежность характеризует свойство изделия сохранять во времени свою работоспособность. При проектировании деталей машин работоспособность обеспечивается расчетом размеров по главным критериям работоспособности, правильным выбором материала, рациональной конструктивной формой.

При проектировании новой машины должны учитываться следующие требования:

1) проектируемая машина по технической и массогабаритным характеристикам, уровню надежности должна превышать существующие отечественные и зарубежные аналоги;

2) при проектировании машины следует придавать ей стройные архитектурные формы, соблюдая требования технической эстетики;

3) кинематическая и силовая схемы должны быть просты и высоконадежны в работе;

4) ремонтопригодность должна быть такой, чтобы обеспечивалась хорошая разборка и сборка машины, доступность к местам осмотра и смазки при техническом обслуживании;

5) необходимо стремиться к обеспечению равной долговечности всех элементов машины, определяемой их предельным техническим состоянием, в целях создания безремонтной машины;

1) следует стремиться к полной взаимозаменяемости деталей агрегатов, исключая подгонку при сборке;

2) прочность деталей должна достигаться не за счет увеличения размеров, а за счет использования материалов с повышенными механическими характеристиками, выбора рациональной конструктивной формы, использования различных способов упрочнения;

3) в парах трения материал должен обеспечивать минимальный износ деталей;

4) должен быть обеспечен нормальный температурный режим машины за счет увеличения поверхности теплоотдачи, охлаждения масла, обдува корпуса;

5) нельзя допускать перегрузок машины, для чего необходимо предусматривать в конструкции машины, следящие устройства по параметру нагружения, автоматические регуляторы, предохранительные устройства, исключающие возможность эксплуатации машины при опасных режимах работы;

6) необходимо предусматривать в конструкции автоматическую подачу смазки ответственных узлов трения, определяющих общий уровень надежности машины, для исключения их периодической смазки.

При разработке проекта необходимо стремиться к конструктивной преемственности, т.е. к использованию опыта проектирования подобных машин в данной и смежных отраслях машиностроения.

При проектировании машины особое внимание должно быть уделено выбору конструкции, в основу которого должны быть положены факторы экономической эффективности, малого энергопотребления, низкой стоимости технического обслуживания и эксплуатации, обеспечения требуемого уровня надежности.

Одним из важных факторов конструирования деталей судовых машин является их масса, каждый лишний килограмм которой снижает полезную грузоподъемность судна. Снизить массу можно за счет обеспечения равнопрочности, применения соответствующих материалов, различных видов упрочнения.

Не менее важна жесткость спроектированной конструкции (например, вала ротора электродвигателя, турбины и т.п.), которая в отдельных случаях определяет работоспособность и надежность конструкции.