ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект должен состоять из пояснительной записки и графического материала. Состав и объем отдельных частей определяется руководителем по возможности с учетом индивидуальных наклонностей исполнителя.

При выполнении курсового проекта необходимо руководствоваться требованиями ГОСТов Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) на изделия машиностроения и приборостроения. Общие положения этой системы изложены в [5], [12], [43], [65]. Вследствие невозможности разработать в курсовом проекте полный комплект чертежей естественны упрощения по сравнению с требованиями ЕСКД, которые согласуются с руководителем.

Требования к содержанию пояснительной записки

Формы и правила выполнения пояснительной записки (ПЗ) и расчетов (РР) регламентированы ГОСТ 2.106-68. В курсовом проекте пояснительная записка и расчеты объединяются в один документ, которому присваивается шифр и код ПЗ [65] (см. также п. 1.2).

Пояснительная записка соответствует теме курсового проекта и содержит следующие основные разделы:

• введение (с указанием, на основании каких документов разработан проект, здесь - это выданное задание);
• назначение и область применения проектируемой машины;
• техническая характеристика;
• описание и обоснование выбранной конструкции с одновременным решением вопросов ее управления;
• расчеты, подтверждающие работоспособность и надежность конструкции машины;
• сведения по технологии и организации работ с применением разрабатываемой машины;
• расчеты ожидаемых технико-экономических показателей;
• охрана труда и техника безопасности с решением вопросов эргономики;
• заключение.

По согласованию с руководителем допускается объединять или исключать отдельные разделы, а также вводить новые.

При написании введения преследуется цель ввести читателя проекта в круг решаемых вопросов. Прежде всего кратко формулируется основная задача проекта и обосновывается актуальность ее решения. При проектировании всегда решаются конкретные инженерно-практические задачи, стоящие перед путевым хозяйством и направленные на совершенствование техники и технологии. Как отмечалось выше, здесь также содержится ссылка на тему задания, выданного руководителем.

Назначение и область применения проектируемой машины излагаются в отдельном разделе или являются составной частью введения. Область применения путевых машин - это, как правило, путевое хозяйство магистральных (системы МПС РФ) и промышленных железных дорог (другого ведомственного подчинения), строительство железнодорожного пути, а также путевое хозяйство городского рельсового транспорта (метро, трамвай).

Техническая характеристика машины должна содержать следующие сведения: производительность; характерные параметры основных рабочих органов (например глубина резания балласта, частота вибраций рабочего органа, амплитуда колебаний и т.д.); сведения о способах производства работ (например очистка щебеночного балластного слоя без подъема путевой решетки); состав обслуживающего персонала; способ передвиже­ния; рабочая и транспортная скорости; тип и номинальная мощность первичной силовой установки (дизеля, дизель-электрического агрегата); тип и основные параметры системы привода и управления (данные о передаточных числах, угловых скоростях вращения валов, номинальных напряжениях, номинальных давлениях в гидро- или пневмосистемах и т.д.); основные габаритные размеры и габарит подвижного состава (путевые машины отечественного производства чаще всего вписываются в габариты подвижного состава 1-Т или 02-ВМ ГОСТ 9238-83); масса машины.

При наличии большого количества рабочих органов на машине по согласованию с руководителем допускается некоторые данные технической характеристики давать в обобщенном виде либо опускать.

Описание и обоснование выбранной конструкции машины с одновременным решением вопросов ее управления подразумевают выполнение аналитического обзора технологий, схемных и конструктивных решений путевых машин, рассматривающих аналогичные задачи. При этом производится сопоставление известных и предлагаемых разработчиком технических решений. Этот раздел рекомендуется разбивать на подразделы: аналитический обзор современного состояния развития рассматриваемого класса машин и технологий; прогнозирование вариантов технических решений и отбор по сформулированным критериям предпочтительных для дальнейшей разработки; описание разрабатываемого варианта. В зависимости от принятой системы изложения описание варианта может предшествовать аналитическому обзору.

В аналитическом обзоре преследуется цель на основании изученных современных достижений науки и практики дать по возможности объективную оценку принятого к разработке варианта машины или рабочего органа. Анализируемый материал отбирается самостоятельно или по рекомендациям руководителя. Глубина ретроспективного поиска - не менее 15 лет. Лаконичное изложение материала предусматривает его обобщение в графиках, диаграммах, таблицах.

Варианты сравниваются по выбранным в результате анализа технологическим, конструктивным и технико-экономическим показателям: производительности, рациональной организации технологического процесса, качеству выполнения работ, материало- и энергоемкости, маневренности, надежности, эргономичности, экологичности и т.д. Одновременно анализируются функциональные возможности системы управления машиной и ее рабочими органами.

Эффективной работе над этим разделом курсового проекта может способствовать предварительная проработка основных технических требований к машине и ее рабочему органу, который разрабатывается в курсовом проекте. Состав технических требований к изделиям промышленного производства содержит­ся в ГОСТ 15.001-73.

Обобщенно в технических требованиях к изделию отражаются:

• состав разрабатываемой машины или рабочего органа и требования к их конструктивному устройству и управлению, требования к монтажной пригодности, массе машины, удельному расходу топлива, средствам защиты, взаимозаменяемости составных частей, составу запасных частей;
• основные показатели назначения - главные технические характеристики, определяющие назначение машины;
• требования к надежности;
• требования к технологичности и метрологическому обеспечению разработки, производства и эксплуатации машины;
• требования к уровню унификации и стандартизации;
• требования безопасности и требования по охране труда;
• эстетические и эргономические требования;
• требования к патентной чистоте, т.е. возможность защиты экспорта или продажа лицензий в зарубежные страны;
• требования к составным частям машины, сырью, эксплуатационным и расходным материалам;
• условия эксплуатации, требования к техническому обслуживанию и ремонту, т.е. воздействие метеорологических условий, вибраций, агрессивных сред, периодичность технических обслуживании и ремонтов и т.д.;
• требования к маркировке и упаковке;
• требования к транспортированию и хранению. Тяжелые путевые машины должны иметь возможность транспортировки в составе поезда или иметь возможность быть погруженными на платформы (например, машины типов ВПР-02, ВПРС-02). Условия хранения большинства путевых машин - открытая площадка или закрытые неотапливаемые помещения;
• требования к категории качества. Все вновь выпускаемые машины при постановке на производство должны иметь высшую категорию качества.

Разработка подробных технических требований не является обязательным моментом курсового проектирования, но позволяет системно, а значит и эффективно решить многие вопросы модернизации предлагаемой машины.

Прогнозирование и отбор вариантов технических решений рабочего органа путевой машины и ее общей компоновки, удовлетворяющих сформулированным требованиям, является наиболее творческой, неформальной частью курсового проектирования. При поиске перспективных характеристик в случае совершенствования традиционных схем рабочих органов целесообразно пользоваться методом экстраполяции, применяемым при краткосрочном прогнозировании. Для поиска принципиально новых технических решений целесообразна кооперация нескольких разработчиков, выполняющих разные задания. При этом появляется возможность провести учебное прогнозирование методом экспертных оценок поочередно предлагаемых решений в каждом задании.

Уровень предлагаемых технических решений определяется комплексом усвоенных разработчиком знаний при изучении теоретической механики, сопротивления материалов, теории механизмов и машин, деталей машин и т.д. Для облегчения поисков в разд. 2 сформулированы некоторые возможные направления совершенствования конкретных классов путевых машин и рабочих органов. Полезным может явиться знакомство со схемами различных механизмов. Окончательный вариант технического решения обсуждается с руководителем и принимается к разработке.

Для преодоления методических трудностей при составлении описания разрабатываемого варианта машины рекомендуется структура описания, применяемая при составлении заявок на изобретения:

• описать машину и ее рабочие органы в статическом состоянии, т.е. перечислить и указать взаиморасположение и связи
• элементов конструкции со ссылками на позиции, показанные на рисунках и схемах;
• описать машину в работе;
• описать общественно-полезные свойства машины, производные от технических, одновременно указав их взаимосвязь с конструкцией и работой машины.

Наиболее трудоемким и главным разделом пояснительной записки является раздел, содержащий расчеты, подтверждающие работоспособность и надежность выбранного варианта машины или ее рабочего органа.

В соответствии с ГОСТ 2.106-68 расчет должен содержать:

• эскиз или схему рассчитываемого изделия;
• задачу расчета (например, проверка продольной устойчивости электробалластера по критерию соотношения удерживающих и опрокидывающих моментов);
• данные для расчета (например, сила, плечо, момент и т.д.);
• условия расчета (например, нахождение машины в кривой с заданным возвышением наружного рельса и радиусом кривизны при наличии продольных динамических нагрузок и т.д.);
• формулы с необходимыми пояснениями и результатами вычислений;
• заключение с точки зрения поставленной задачи расчета (например вывод о выполнении (невыполнении) условий продольной устойчивости электробалластера по выбранному критерию и о мерах, предпринятых при разработке машины, для обеспечения ее нормальной работы по условию продольной устойчивости).

С учетом специфики, независимо от варианта задания, в курсовом проекте должны быть отражены следующие расчеты:

• вписывание машины в габарит подвижного состава в соседнего пути при работе на многопутных участках при ширине междупутья 4100 мм. В расчетах рекомендуется использовать методические указания [45];
• прохождение машиной сопряжений пути, в первую очередь S-образных сопряжений кривых [55], а также горки по условиям прохождения горба радиусом R = 250 м и отсутствия саморасцепа в верхнем и нижнем участках горки;
• развеска машины в рабочем и транспортном положениях с целью определения нагрузок на оси и давления на земляное полотно. В расчетах рекомендуется пользоваться методическими указаниями [46];
• продольная и поперечная устойчивость и устойчивость против схода с рельсов [46];
• тяговый расчет машины с учетом ограничений по мощности и по сцеплению [47];
• баланс мощности машины в процессе работы и при транспортировке своим ходом [47], [55];
• основные параметры рабочих органов и механизмов проектируемой машины, которые не заданы, но требуют определения расчетным путем или из конструктивных соображений рациональной компоновки;
• статические, кинематические и динамические расчеты проектируемых механизмов, систем их привода и управления с целью оценки работоспособности и надежности.

Необходимость и полнота выполнения тех или иных расчетов, а также рекомендуемые источники информации по конкретным вопросам проектирования обсуждаются и согласуются исполнителем с руководителем в индивидуальном порядке.

Сведения по технологии и организации работ с применением разрабатываемой машины приводятся в соответствующем разделе, содержащем, например, графики производства работ комплектом машин в "окно". В этом же разделе могут содержаться расчеты по циклограммам, даваться рекомендации по оптимизации циклов с учетом выбранного критерия (например, минимизации времени выполнения рабочего цикла или уменьшения пиковых мощностных нагрузок и т.д.), обоснования выбора той или иной технологической схемы работы проектируемой машины (например, для электробалластера — подъемка методом плаваю­щих или свободных шпал).

Пояснения, касающиеся расчета ожидаемых технико-экономических показателей, содержатся в разд.4.

Раздел, посвященный охране труда и технике безопасности, выполняется по общим правилам. Минимально он должен содержать основные правила безопасности при работе на проектируемой машине.

В заключении к курсовому проекту приводятся основные результаты, полученные в работе, и из них делаются выводы о работоспособности (или необходимости и направлениях дальнейшего поиска более эффективных решений, если какие-то желаемые показатели не удалось достичь по результатам расчета и конструкторской проработки), приводятся рекомендации о воз­можностях и путях совершенствования разрабатываемой машины, оценивается общественно-полезная эффективность машины, ее эргономические и эстетические качества и др.

Например, результатом расчета может быть расчетное значение коэффициента поперечной устойчивости п = 1,70 струга-снегоочистителя при работе по зачистке кюветов в кривой, а выводом из полученного результата является возможность работы струга-снегоочистителя в расчетных условиях, отражающих наиболее опасное сочетание факторов.

Изложение результатов и выводов из них должно сопровождаться краткими пояснениями и рассуждениями.

После заключения следует список использованных источников и приложения, содержащие спецификации к выполненным чертежам, вспомогательный материал, который, по усмотрению исполнителя, нецелесообразно помещать в основной части пояснительной записки.