3.2 Разработка структурной схемы устройства
На этом этапе необходимо произвести построение структурной схемы, описывающей основные функциональные части разрабатываемого устройства, их назначение и связи между ними, а также раскрыть алгоритм его работы по структурной схеме. Разработку структурной схемы необходимо выполнить в следующей последовательности:
— выделение и описание входных и выходных сигналов и временных соотношений между ними;
— формулировка обобщенного алгоритма функционирования устройства;
— выделение основных функциональных узлов и связей между ними;
— составление структурной схемы, анализ ее функционирования и описание работы устройства по структурной схеме;
— определение требований к параметрам функциональных узлов.
Входные и выходные сигналы устройства определены либо заданием на проектирование, либо характеристиками источника и приемника информации, являющимися внешними устройствами по отношению к проектируемому. Все сигналы следует по возможности сгруппировать в зависимости от их функций. Как для входных, так и для выходных сигналов выделяются информационные, адресные и управляющие (оповещающие). Информационные сигналы во входных цепях представляют информацию, подлежащую обработке, а в выходных — результирующую информацию. Адресные сигналы в простых системах, не предусматривающих обмен между несколькими источниками и приемниками, могут отсутствовать.
Сигналы управления и оповещения обязательно используются в любом, даже простейшем, устройстве для обеспечения связи и заданного порядка обмена данными между устройствами системы, синхронизации их работы. К ним относятся сигналы начальной установки и сброса, готовности, пуска, стробы сопровождения информационных и адресных сигналов.
Все сигналы, используемые в проектируемом устройстве для связи с источником и приемником информации, рекомендуется указать в таблице. Отдельные колонки таблицы следует отвести для описания электрических и временных параметров сигналов, порядка их поступления.
Формулировка обобщенного алгоритма функционирования цифрового устройства является по существу изложением его работы с выделением основных этапов передачи, преобразования и обработки входных сигналов. Поскольку структура и техническая реализация устройства еще не определены, чаще всего на этом этапе используется словесное описание алгоритма, в котором целесообразно выделить и пронумеровать предложения, описывающие отдельные этапы работы устройства.
Анализ обобщенного алгоритма функционирования устройства, если его описание является достаточно полным, позволяет выделить основные функциональные узлы, входящие в проектируемое устройство. Формальных методов проектирования структурной схемы устройства не существует. Обычно структура устройства составляется на основе анализа известной технической и патентной документации и литературных источников.
При выполнении курсового проекта за основу может быть взята типовая структура проектируемого устройства. При этом необходимо конкретизировать эту структуру с учетом требований технического задания и обобщенного алгоритма функционирования устройства. Из алгоритма функционирования можно выделить такие микрооперации как прием и хранение информации, счет, преобразование, выделение заданных кодовых комбинаций. Известны типовые функциональные узлы, выполняющие эти операции: регистры, устройства памяти, счетчики, преобразователи кодов, дешифраторы и т.п. Расположив и соединив между собой эти узлы в порядке, соответствующем последовательности выполнения операций, получаем первый, приближенный вариант структурной схемы. Далее выполняется анализ и описание работы устройства по этой схеме. В процессе анализа неизбежно будут добавляться связи между отдельными функциональными узлами, а в ряде случаев и новые узлы.
3.7 Структурная схема (Э1)
Структурная схема отображает принцип работы изделия в самом общем виде. На схеме изображают все основные функциональные части изделия (элементы, устройства, функциональные группы), а также основные взаимосвязи между ними. Действительное расположение составных частей изделия не учитывается и способ связи (проводная, индуктивная, количество проводов и т.п.) не раскрывается. Построение схемы должно давать наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в изделии. Направление хода процессов, происходящих в изделии, обозначают стрелками с развалом 60° на линиях взаимосвязи. Функциональные части на схеме изображают в виде прямоугольников или условных графических обозначений в соответствии с рисунками 3.18, 3.19. Размеры прямоугольников не нормируются. При обозначении функциональных частей в виде прямоугольников, их наименования, типы, обозначения, передаточные функции, переходные характеристики, диаграммы вписывают внутрь прямоугольников. Допускается указывать тип элемента (устройства) или обозначение документа (государственный стандарт, технические условия и пр.), на основании которого этот элемент (устройство) применен. Каждое наименование пишут строчными буквами, начиная с прописной. На схемах простых изделий функциональные части располагают в виде цепочки в соответствии с ходом рабочего процесса в направлении слева направо. Схемы, содержащие несколько основных рабочих каналов, рекомендуется вычерчивать в виде параллельных горизонтальных строк. Дополнительные и вспомогательные цепи (элементы и связи между ними) следует выполнять из полосы, занятой основными цепями. Для сокращения длины сложной схемы и повышения наглядности рекомендуется по возможности основные цепи располагать горизонтально, а вспомогательные цепи – вертикально или горизонтально в промежутках между основными цепями. На схеме допускается указывать технические характеристики функциональных частей, поясняющие надписи и диаграммы, определяющие последовательность процессов во времени, а также параметры в характерных точках (величины токов, напряжений, формы и величины импульсов и др.). Данные помещают рядом с графическими обозначениями или на свободном поле схемы. Сформулированные выше правила выполнения структурных схем должны соблюдаться как при оформлении иллюстраций в тексте пояснительной записки, так и при оформлении плакатов к дипломной работе.
Рисунок 3.18 – Схема электрическая структурная приемника УПС 89
| 90 | ||
| tg α = | K c | |
| T | ||
| И | ||
| C m | 1 | 1 |
| R я ( T я p +1) | Jp | p |
| Рисунок 3.19 – Пример оформления схемы электрической структурной электропривода на чертеже | ||
3.8 Функциональная схема (Э2)
Для сложного изделия разрабатывают несколько функциональных схем, поясняющих происходящие процессы при различных предусмотренных режимах работы. Количество разрабатываемых функциональных схем изделия, степень их детализации и объем помещаемых сведений определяются разработчиком с учетом особенностей изделия. На схеме изображают функциональные части изделия (элементы, устройства и функциональные группы) и связи между ними. Графическое построение схемы должно наглядно отражать последовательность функциональных процессов, иллюстрируемых схемой. Действительное расположение в изделии элементов и устройств может не учитываться. Функциональные части и связи между ними изображают в виде условных графических обозначений, установленных в стандартах ЕСКД, в соответствии с рисунком 3.20. Отдельные функциональные части на схеме допускается изображать в виде прямоугольников. В этом случае части схемы с поэлементной детализацией изображают по правилам выполнения принципиальных схем, а при укрупненном изображении функциональных частей – по правилам структурных схем.
| Рисунок 3.20 – Схема электрическая функциональная технического устройства |
На функциональной схеме указывают: для функциональных групп – обозначения, присвоенные им на принципиальной схеме, или наименование (если функциональная группа изображена в виде условного графического обозначения, то ее наименование не указывают); для каждого устройства и элемента, изображенного условными графическими обозначениями, – буквенно-циф- ровое позиционное обозначение, присвоенное на принципиальной схеме, его тип; для каждого устройства, изображенного прямоугольником, – позиционное обозначение, присвоенное ему на принципиальной схеме, его наименование и
тип или обозначение документа, на основании которого это устройство применено. Обозначение документа указывают и для устройства, изображенного в виде условного графического обозначения. Наименования и обозначения функциональных частей, изображенных прямоугольниками, рекомендуется вписывать внутрь прямоугольника. Сокращенные или условные наименования должны быть пояснены на поле схемы (рисунок 3.21).
| N β | U s | А 3 | А 4 | |||
| д | q | ϕ( t ) | ||||
| U s | D/A | U / | ||||
| AZ | DS | A 2 | i я | |||
| SM | ||||||
| N α | UA | BR | ||||
| U дс | U дм | |||||
| R 1 | R 2 | |||||
| DS 2 | ||||||
| A/D | BG | |||||
| D/A – преобразователь код–аналог; A/D – преобразователь аналог–код; | ||||||
| AZ – цифровой задатчик | ||||||
Рисунок 3.21 – Схема электрическая функциональная технического устройства Элементы и устройства допускается изображать совмещенным или разнесенным способом, а схему выполнять в многолинейном или однолинейном изображении по правилам, изложенным для принципиальной схемы. При разнесенном способе изображения допускается раздельно изображенные части элементов и устройств соединять линией механической связи (штриховая линия). Функциональные цепи на одной схеме различают по толщине линии, применяя на одной схеме не более трех размеров линий по толщине. На функциональной схеме указывают технические характеристики функциональных частей, параметры в характерных точках, поясняющие надписи и др. При необходимости на схеме обозначают электрические цепи в соответствии с ГОСТ 2.709–72. Если в состав изделия входят элементы разных видов, то рекомендуют разрабатывать несколько схем соответствующих видов одного типа или одну комбинированную схему, содержащую элементы и связи разных видов.
9.2.5 Правила выполнения структурных схем
Функциональные части на структурной схеме изображают в виде прямоугольника или условных графических обозначений.
На линиях взаимосвязей рекомендуется стрелками обозначать направление хода процессов, происходящих в изделии.
На схеме должны быть указаны наименования каждой функциональной части изделия, если для ее обозначения применен прямоугольник.
При изображении функциональных частей в виде прямоугольников наименования, типы и обозначения рекомендуется вписывать внутрь прямоугольников.
При большом количестве функциональных частей допускается взамен наименований, типов и обозначений проставлять порядковые номера справа от изображения или над ним, как правило, сверху вниз в направлении слева направо. В этом случае наименования, типы и обозначения указывают в таблице, помещаемой на поле схемы.
9.2.6 Правила выполнения функциональных схем
Функциональные части и связи между ними на схеме изображают в виде условных графических обозначений, установленных в стандартах ЕСКД. Отдельные функциональные части допускается изображать в виде прямоугольников.
На схеме должны быть указаны:
— для каждой функциональной группы — обозначение, присвоенное ей на принципиальной схеме, и (или) ее наименование; если функциональная группа изображена в виде условного графического обозначения, то ее наименование не указывают;
— для каждого устройства, изображенного в виде прямоугольника, — позиционное обозначение, присвоенное ему на принципиальной схеме, его наименование и тип;
— для каждого устройства, изображенного в виде условного графического обозначения, — позиционное обозначение, присвоенное ему на принципиальной схеме, его тип;
— для каждого элемента — позиционное обозначение, присвоенное ему на принципиальной схеме, и (или) его тип.
Наименования, типы и обозначения рекомендуется вписывать в прямоугольники.
Изображение технологического оборудования
Технологическое оборудование (аппараты и машины) и трубопроводы на функциональной схеме изображают упрощенно по сравнению с технологической схемой, но так, чтобы были понятны связь и взаимодействие технологического оборудования со средствами автоматизации. Контуры графических изображений аппаратов и машин, а также соотношение их габаритных размеров должны, как правило, соответствовать действительным.
Допускается изображение автоматизируемых объектов в виде прямоугольников, а также по ГОСТам 2.793-79 (элементы и устройства машин и аппаратов химических производств); 2.782-68; 2.780-68; 2.788-74; 2.792-74; 2.794-79 (устройства питающие и дозирующие); 2.795-80, устанавливающим графические обозначения аппаратов и машин по их функциональным признакам и по принципу действия.
Около или внутри графического обозначения каждого аппарата и машины должно быть указано наименование или позиционное обозначение (арабскими цифрами). Разрешается использовать и буквенно-цифровое обозначение, например, Т-3, Е-5 и т.д., где буква обозначает наименование аппарата (Т- теплообменник, Е-емкость), а цифра — порядковый номер аппарата среди ему подобных.
При обозначении аппаратов и машин буквами с цифрами или только одними цифрами на свободном поле схемы должна быть приведена таблица с перечнем оборудования.
Технологические трубопроводы изображают на функциональных схемах сплошными линиями толщиной от 0,5 до 1,5 мм.
В соответствии с ГОСТ 14202-69 трубопроводы можно показывать прерывистыми линиями с простановкой в местах разрыва двойных цифр (от 0.0 до 9.9), обозначающих вид жидкости или газа, движущихся по трубопроводу. Согласно ГОСТ цифра 1 обозначает воду, 2-пар, 3-воздух и т.д. Если в ГОСТе отсутствует обозначение какого-либо вещества, то вводят из резерва. На свободном поле схемы в этом случае нужно дать расшифровку нестандартных цифровых обозначений.
На технологических трубопроводах показывают в основном только те вентили, задвижки, заслонки, клапаны и другие запорные и регулирующие органы, которые участвуют в контроле и управлении процессом.
На линиях, обозначающих трубопроводы, проставляют стрелки, указывающие направление движения вещества в трубопроводе. У изображений трубопроводов, по которым вещество поступает и уходит из данной технологической схемы, делаются надписи: «Из цеха абсорбции», «От насосов», «В схему полимеризации».
Изображение приборов и средств автоматизации
Приборы и средства автоматизации на функциональных схемах показываются в виде условных обозначений по ГОСТ 21.404-85 или по ОСТ 36.27-77. Одновременное применение условных обозначений по обоим стандартам не допускается.
Обозначение приборов и средств автоматизации по ГОСТ 21.404-85
Условные графические обозначения трубопроводной арматуры, приборов и средств автоматизации показываются по ГОСТ 21.404-85.
Толщина линий этих обозначений — 0,5-0,6 мм (кроме горизонтальной разделительной линии толщиной 0,2-0,3 мм в условном изображении прибора, установленного на щите).
В верхней части окружности, обозначающей прибор, проставляются буквы латинского алфавита, обозначающие:
а) измеряемые величины;
б) уточняющие значения измеряемых параметров;
в) функции, выполняемые приборами, по отображению информации;
г) функции, выполняемые приборами, по формированию выходного сигнала.
В нижней части окружности наносится позиционное обозначение.
Все перечисленные в пп. а-г буквенные обозначения проставляют в следующем порядке: на первом месте ставят букву, обозначающую измеряемый параметр, далее следуют необходимые буквы в последовательности IRCSA.
Например, прибор для измерения, регистрации и автоматического регулирования перепада давления имеет обозначение PDIRC (P-давление, D- перепад, I- показание, R- регистрация, С- автоматическое регулирование).
Если обозначение состоит из большого числа элементов, допускается вместо окружности применять обозначение в виде эллипса.
При развернутом способе построения условных графических обозначений, когда каждый прибор или блок, входящий в комплект, обозначают на функциональной схеме отдельно, используются дополнительные буквенные обозначения функциональных признаков приборов и условные обозначения для преобразователей сигналов и вычислительных устройств, которые проставляются в виде надписи справа от графического обозначения преобразователя или вычислительного устройства.
Расположение обозначений средств автоматизации
Средства автоматизации, встраиваемые в технологическое оборудование и коммуникации или механически связанные с ними, изображают на функциональной схеме в непосредственной близости к технологическому оборудованию. К таким средствам относятся: термометры расширения, термометры термоэлектрические, термометры сопротивления, датчики пирометров, сужающие измерительные устройства, ротаметры, датчики уровнемеров, регулирующие и запорные органы. Приборы и средства автоматизации, расположенные на щитах, показывают в прямоугольниках, изображающих щиты и пульты.
Прямоугольники располагают в нижней части поля схемы в одном или нескольких горизонтальных рядах и в такой последовательности, при которой достигается наибольшая простота и ясность схемы. В каждом прямоугольнике с левой стороны указывают соответствующее наименование, например: «Щит оператора», «Шкаф управления».
Средства автоматизации, расположенные вне щитов и конструктивно не связанные с технологическим оборудованием и коммуникациями, условно показывают в прямоугольнике «Приборы местные». Этот прямоугольник располагают над прямоугольниками щитов.
Изображение средств автоматизации в однотипных технологических
Если в состав технологического оборудования входят однотипные технологические аппараты, управляемые с общего щита или пульта, то на функциональной схеме автоматизации рекомендуется изображать только технологический аппарат.
Средства автоматизации, устанавливаемые на щите, показывают полностью для всех аппаратов.
Исключение составляет случай, когда приборы, применяемые для контроля (регулирования), являются однотипными, а контролируемые (регулируемые) параметры имеют одинаковые значения.
В этом случае повторяющиеся приборы показывают на щите один раз, а около их обозначения проставляют количество приборов в штуках.
При использовании многоточечного прибора для контроля какого-либо параметра в нескольких однотипных аппаратах на схеме показывают только один технологический аппарат и один датчик, а около прибора отмечают линии связи от остальных датчиков.
Развернутый способ изображения средств автоматизации
Средства автоматизации могут быть изображены на функциональной схеме тремя способами: развернутым (с детализацией по отдельным элементам), упрощенным (укрупненными узлами) или комбинированным.
При дипломном проектировании рекомендуется пользоваться наиболее наглядным развернутым способом изображения средств автоматизации, дающим полное представление о всех используемых средствах автоматизации.
Позиционное обозначение средств автоматизации
Всем средствам автоматизации, изображенным на функциональной схеме, присваивается позиционное обозначение (буквенно-цифровое или цифровое), которое проставляется в нижней части окружности условного обозначения каждого прибора и сохраняется в спецификации.
Позиционное обозначение, или позиция любого средства автоматизации, состоит из двух частей: номера комплекта (функциональной группы средств автоматизации, например, для измерения температуры, регулирования расхода и т.д.) и буквенных индексов- строчных букв русского алфавита, присваиваемых отдельным элементам комплекта. При этом все элементы одного комплекта (первичный, промежуточный, передающий измерительные преобразователи, измерительный прибор, регулирующий прибор, исполнительный механизм, регулирующий орган) имеют одинаковый номер комплекта (например, 1, 2 и т.д.) и разные буквенные индексы (а, б, в и т.д.), присваемые элементам комплекта по направлению прохождения информационного сигнала от технологического аппарата. Например, первичный преобразователь обозначают 1а, промежуточный преобразователь — 1б.
В случае цифрового позиционного обозначения средств автоматизации вместо букв используют цифры: 1-1, 1-2, 1-3 и т.д.
Нумерация комплектов ведется слева направо. При этом цифру 1 присваивают первому слева комплекту, цифру 2 — второму и т.д.
Средствам автоматизации, не входящим в комплекты, например, показывающим термометрам, манометрам, регуляторам прямого действия и т.п., присваивают позиции, состоящие только из порядкового номера (1, 2, 3 и т.д.).
Не присваивают позиционных обозначений отборным устройствам и датчикам, поставляемым только вместе с приборами (например, термобаллону манометрического термометра).
Исполненный механизм и регулирующий орган, выполненные как одно целое, имеют один и тот же буквенный индекс.
Электрическим приборам и аппаратам (лампам, магнитным пускателям, звонкам, кнопкам и т.д.) присваивают буквенно-цифровые обозначения, принятые в принципиальных электрических схемах.
Изображение линий связи
Линии связи между средствами автоматизации изображаются однолинейно сплошными тонкими линиями. Подвод линий связи к условным обозначениям приборов допускается изображать сверху, снизу, сбоку.
Линии связи могут пересекать условные обозначения технологических аппаратов. Пересекать линиями связи условные изображения средств автоматизации не разрешается. В случае взаимного пересечения самих линий связи в местах пересечения ставятся точки, если существует функциональное взаимодействие между пересекающимися линиями. Точки не ставятся при отсутствии функционального взаимодействия. Для сплошных объектов, содержащих большое количество средств автоматизации и линий связи, допускается с целью облегчения чтения схемы линии связи разрывать. В местах разрыва линии связи нумеруются одной и той же арабской цифрой. Номера линий связи размещают в одном горизонтальном ряду в возрастающем (слева направо) порядке. На участках линий связи со стороны приборов, изображенных в прямоугольнике «Приборы местные», указывают предельные рабочие измеряемых или регулируемых параметров в единицах шкалы выбираемого прибора или в международной системе СИ.
Для приборов, встраиваемых непосредственно в технологическое оборудование или трубопроводы и не имеющих линий связи с другими приборами, предельные значения величин указывают возле обозначений приборов.
Требования к оформлению функциональных схем автоматизации
Функциональная схема автоматизации выполняется преимущественно на листе формата А1 согласно ГОСТ 2301-68.
Контуры технологического оборудования на функциональных схемах рекомендуется вычерчивать линиями толщиной 0,6-1,5 мм, трубопроводы — 0,5-1,5 мм, приборы и средства автоматизации — 0,5-0,6 мм, линии связи — 0,2-0,3 мм, прямоугольники, изображающие щиты и пульты — 0,5-1,5 мм.
В правом нижнем углу над штампом дают таблицу расшифровки условных обозначений, применяемых в схемах, но не предусмотренных соответствующим стандартом. В правом верхнем углу листа над таблицей условных обозначений помещают примечания.
Функциональная схема автоматизации должна быть ясной, четкой, с равномерным распределением по полю листа элементов технологической схемы и средств автоматизации.
При разработке функциональных схем автоматизации технологических объектов рекомендуется использовать типовые схемы контроля, регулирования, сигнализации, блокировки и защиты, сведенные в таблицу.
Указания к выполнению спецификации на приборы и средства
автоматизации
Подобранные приборы и средства автоматизации заносятся в спецификацию (табл. 9.1).
В графе 210-буквенно-цифровое обозначение прибора в соответствии с его позиционным обозначением на схеме; сначала заносятся приборы с цифровым индексом 1, т.е. приборы первого комплекта (1а, 1б, 1в, .), затем — второго комплекта (2а, 2б, .) и т.д.;
Таблица 9.1 — Спецификация на приборы и средства автоматизации
Инженерная графика
В соответствии с заданием, необходимо вычертить кинематическую принципиальную схему механизма, изображенного на Рис. 1.
Схема этого механизма приведена на Рис. 2 (внизу страницы) , необходимо вычертить только схематическое изображение (цветные рисунки деталей и узлов, приведенные на схеме, не вычерчивать) .
Работу выполнять на чертежном листе формата А4, спецификацию (перечень элементов схемы, оформляемый в виде таблицы) — на отдельном листе формата А4.
Бланк спецификации можно скачать и распечатать (или перечертить) здесь.
Образцы выполнения схем механизмов и приводов можно посмотреть по этим ссылкам:
- Кинематическая схема механизма
- Гидравлическая схема
- Пневматическая схема
Перед выполнением домашнего задания необходимо ознакомиться с материалами и сведениями о схемах, приведенными ниже. По приведенным в тексте ссылкам на ГОСТы можно ознакомиться с требованиями стандартов к выполнению схем.
Общие сведения о схемах
Схемами называются конструкторские документы, на которых составные части изделия, их взаимное расположение и связи между ними показаны в виде условных графических изображений.
В современной технике широко используются механические, пневматические, гидравлические и электрические устройства и приводы. Изучение принципа и последовательность действия таких устройств по чертежам общих видов и сборочным чертежам часто затруднительно.
Поэтому кроме чертежей часто составляют специальные схемы, позволяющие значительно быстрее разобраться в принципе и последовательности действия того или иного устройства.
Схемы просты по выполнению и достаточно наглядны; они могут быть выполнены в прямоугольных и аксонометрических проекциях.
Масштаб при выполнении схем выбирается произвольный, пропорции между размерами элементов изделия тоже, как правило, не соблюдаются.
Разновидности схем
Виды и типы схем (кроме электрических) определены в ГОСТ 2.701-84, в котором установлены обозначения схем и общие требования к их выполнению.
Виды схем
В зависимости от характера элементов и линий связей, входящих в состав устройства, схемы подразделяются на виды, каждый из которых часто обозначается буквой: кинематические — К , гидравлические – Г , пневматические – П , электрические – Э , оптические – О и др.
Типы схем
Схемы в зависимости от основного назначения делятся на типы, каждый из которых обычно обозначается цифрой:
1 – структурные;
2 – функциональные;
3 – принципиальные;
4 – соединения (монтажные) ;
5 – подключения;
6 – общие;
7 – расположения и др.
Структурные схемы служат для общего ознакомления с изделием и определяют взаимосвязь составных частей изделия и их назначение; элементы схемы вычерчиваются простыми геометрическими фигурами (прямоугольниками) и прямыми линиями или аналитической записью, попускающей применение ЭВМ.
Функциональные схемы поясняют процессы, протекающие в изделии или в его функциональной части; в них должны быть указаны наименования всех изображенных функциональных частей.
Принципиальные схемы (полные) определяют полный состав элементов изделия и связей между ними, давая детальное представление о принципах действия изделия.
Схемы соединений (монтажные) показывают соединения составных частей изделия, а также места присоединений и вводов и выявляют провода, кабели, трубопроводы и их арматуру.
Схемы подключения показывают внешние подключения изделия к коммуникациям или устройствам.
Наименование схемы определяется ее видом и типом, например, схема гидравлическая принципиальная, схема электрическая функциональная и т. п.
Шифр схемы, входящий в состав ее обозначения, состоит из буквы, определяющей вид схемы и цифры, определяющей ее тип.
Например, схема гидравлическая принципиальная имеет шифр Г3 , схема электрическая структурная – Э1 .
Для изделия, в состав которого входят элементы разных видов, может быть разработана комбинированная схема, содержащая элементы и связи разных видов. Комбинированная схема обозначается буквой «С» , а ее наименование определяется комбинированными видами и типом.
Например: схема принципиальная гидрокинематическая.
При составлении схем применяются следующие термины:
Элемент схемы – составная часть схемы, выполняющая определенную функцию (назначение) в изделии, которая не может быть разделена на части, имеющие самостоятельное функциональное назначение.
Например, насос, соединительная муфта, конденсатор, резистор и т. п.
Устройство – совокупность элементов, представляющих одну конструкцию, например, механизм храповой, печатная плата, шкаф.
Функциональная группа – совокупность элементов, выполняющих в изделии определенную функцию и не объединенных в одну конструкцию.
Функциональная часть – элемент, оборудование или функциональная группа.
Линии взаимосвязи – отрезок линии на схеме, показывающий связь между функциональными частями изделия.
При выполнении схемы масштабы не соблюдаются.
Действительное пространственное расположение составных частей изделия может на схеме не учитываться или учитываться приближенно.
Элементы, входящие в состав изделия, изображаются на схемах, как правило, в виде условных графических обозначений, устанавливаемых стандартами Единой системы конструкторской документации (ЕСКД).
Связь между элементами схемы показывается линиями взаимосвязи, которые условно представляют собой коммуникации (трубопроводы, провода, кабели и т. п.) и кинематические связи (например, валы) .
Условные обозначения элементов общего применения на схемах устанавливает ГОСТ 2.721-74.
Условные графические обозначения общего применения для использования в электрических, гидравлических, пневматических и комбинированных схемах приведены в таблице…
На схемах должно быть наименьшее число изломов и пересечений линий связи, изображаемых горизонтальными и вертикальными участками.
Схемы следует выполнять компактно, но без ущерба для ясности и удобства их чтения.
Элементы, составляющие отдельное устройство, допускается выделять на схемах штрихпунктирными тонкими линиями с указанием этого устройства.
На схеме одного вида допускается изображать элементы схем других видов, непосредственно влияющих на действие изделия. Эти элементы и их связи изображаются тоже тонкими штрихпунктирными линиями.
Схеме присваивается обозначение того изделия, действие которого отображено на схеме. После этого обозначения записывается шифр схемы. Наименование схемы указывается в основной надписи после наименования изделия.
Кинематические схемы
Кинематические схемы устанавливают состав механизмов и поясняют взаимодействие их элементов. Условные обозначения на таких схемах представляют собой изображения механизмов и их составных частей, напоминающие их лишь в общих чертах.
Каждый элемент, изображенный на схеме условно, должен иметь свое обозначение: порядковый номер или буквенно-цифровое позиционное обозначение. Для каждого вида схем установлены правила нанесения таких обозначений.
На гидравлических, пневматических и электрических схемах обозначения заносятся в перечень элементов, оформляемый в виде таблицы, заполняемый сверху вниз. Правила выполнения кинематических схем изложены в ГОСТ 2.703-68. Условные графические обозначения элементов машин и механизмов устанавливает ГОСТ 2.770-68.
На кинематических схемах валы, оси, стержни, шатуны, кривошипы и т. п. изображают сплошными основными линиями толщиной s . Элементы, изображаемые условно и упрощенно, выполняют сплошными линиями толщиной s/2 .
Кинематические схемы выполняют, как правило, в виде развертки: все геометрические оси условно считаются расположенными в одной плоскости или в параллельных плоскостях.
Каждому кинематическому элементу, изображенному на схеме, как правило, присваивают порядковый номер, начиная от источника движения. Валы нумеруются римскими цифрами, остальные элементы – арабскими.
Порядковый номер элемента проставляют на полке линии-выноски. Под полкой линии-выноски указывают основные характеристики и параметры кинематического элемента.
В соответствии с ГОСТ 2.703-68 на схемах следует указывать следующие характеристики и параметры элементов кинематических схем:
- источник движения – наименование, тип, характеристика;
- шкив ременной передачи – диаметр шкива;
- зубчатое колесо – число зубьев, модуль, а для косозубых колес – также направление и угол наклона зубьев;
- червяк – модуль осевой, число заходов;
- ходовой винт – ход винтовой линии, число заходов, надпись «лев.» (только для левых резьб) и т. п.
Гидравлические и пневматические принципиальные схемы
Правила выполнения гидравлических и пневматических схем устанавливает ГОСТ 2.704-76.
Условные графические обозначения элементов, применяемых в этих схемах, выполняют по ГОСТ 2.780-96, ГОСТ 2.781-96 и ГОСТ 2.784-96.
Каждый элемент или устройство, входящее в изделие и изображенное на схеме, имеет позиционное обозначение, состоящее из прописной буквы русского алфавита и цифры.
Буквы и цифры выполняют одним размером стандартного шрифта.
Буквенное обозначение состоит из одной или двух букв: начальных или характерных в названии элемента. Например, бак – Б , клапан обратный – КО и т. п.
Таблица буквенных обозначений помещена в обязательном приложении к ГОСТ 2.704-76 – «Правила выполнения гидравлических и пневматических схем».
Например, гидробак – Б , гидро (пневмо) клапан – К , гидро (пневмо) клапан предохранительный – КП , фильтр – Ф , насос – Н и т. п.
Порядковый номер, входящий в цифровое обозначение элемента, назначается с единицы в пределах группы одинаковых элементов с одинаковыми буквенными обозначениями.
Например, Фильтр – Ф1 , Ф2 и т. п.
Порядковые номера обозначаются обычно в зависимости от расположения элементов на схеме – сверху вниз и слева направо. Позиционное обозначение наносят на схеме рядом, справа или над условным графическим изображением элемента.
Данные об элементах записываются в стандартной таблице перечня элементов над основной надписью. Если вся таблица перечня не помещается над основной надписью схемы (много элементов) , то ее выполняют на отдельном листе формата А4.
Элементы и устройства изображают на схемах, как правило, в исходном положении. Например, пружины изображают в состоянии предварительного сжатия, обратный клапан – в закрытом положении и т. п.
Линии связи (трубопроводы) на схемах обозначают порядковыми номерами, начиная с единицы, которые на схеме проставляют около концов изображения этих линий. На линиях связи допускается указывать направление потока рабочей среды (жидкости, воздуха) в виде треугольников. Если линия связи представляет собой внутренний канал в каком-либо элементе, то перед порядковым номером линии связи через точку ставится номер этого элемента.
Электрические принципиальные схемы
Электрические схемы имеют классификацию, термины и определения, которые устанавливает ГОСТ 2.701- 84. Они выполняются в соответствии с ГОСТ 2.702-75 «Схемы электрические. Общие требования к выполнению».
Существует значительное число стандартов, содержащих условные графические обозначения элементов, применяемых в электрических схемах. На схеме рекомендуется указывать характеристики входных и выходных цепей изделия (род тока, напряжение, частота и т. п.) . Схемы вычерчиваются для изделий, находящихся в отключенном положении.
Каждый элемент, входящий в изделие и изображенный на схеме, имеет буквенно-цифровое позиционное обозначение, составленного из буквы и порядкового номера, стоящего после буквы.
Стандарты устанавливают буквенно-цифровые обозначения для наиболее распространенных элементов.
Например, резистор – R , конденсатор – С , катушка индуктивности или дроссель – L , амперметр – РА , вольтметр – VP , двигатель (мотор) – М , батарея аккумуляторная или гальваническая – GB , выключатель (переключатель, ключ, контроллер, рубильник и т. п.) – S , генератор – G , транзистор и диод полупроводниковый, предохранительное устройство – VD , предохранитель – F , трансформатор – Т , электромагнит (или муфта электромагнитная) – Y .
Порядковые номера элементов присваивают, начиная с единицы в пределах групп элементов с одинаковым буквенным обозначением, например, В1 , В2 , В3 и т. д. Если в изделие входит только один элемент данной группы, то порядковый номер в его позиционном обозначении может не указываться. Цифры порядковых номеров элементов и их буквенные позиционные обозначения выполняются шрифтом одного размера.
Позиционные обозначения заносятся в перечень элементов; последовательность и порядок записи позиционных обозначений устанавливает ГОСТ 2.701-81.
Домашнее задание
для студентов II курса специальности «Механизация сельского хозяйства»
В соответствии с домашним заданием необходимо выполнить кинематическую схему механизма, приведенную на Рис. 2 (сам механизм изображен на Рис. 1, в начале страницы) . Поясняющие рисунки деталей и узлов (в желтых кружках) не вычерчивать.
При защите работы студент должен уметь объяснить принцип действия этого механизма по схеме.
Перечень заданий для формирования зачетного портфолио
по Инженерной графике для студентов II курса технических специальностей («Механизация сельского хозяйства» и «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»)
можно скачать здесь (в формате WORD, 0,789 Мб).