Опыт использования Autodesk Inventor для создания конкурентной продукции компрессоростроения
Наше предприятие, Сумский научно-технический центр (Украина), на рынке компрессорного оборудования работает давно и стабильно. За долгие годы накопился богатый опыт в проектировании и технологиях изготовления компрессорной техники, который зафиксирован в многочисленных чертежах и другой бумажной документации, лежащей многотонным грузом в наших архивах. Чтобы все это «поднять» и переосмыслить, выполнить доработки и усовершенствования, внести изменения, нужны были современные инструменты и, конечно, люди.
Выбор инструмента подсказала фирма «ПромСофт» — авторизованный реселлер компании Autodesk. Из многочисленной линейки программных продуктов, выпускаемой этой компанией, мы остановились на Autodesk Inventor. Это один из наиболее заметных продуктов в сбалансированном наборе решений Autodesk, и задачи, которые решаются с его помощью, тривиальными не назовешь.
Модель компрессора — победителя конкурса проектов пользователей Autodesk Inventor «Реализуй и выигрывай» 2006 г.
После инсталляции Autodesk Inventor на рабочем месте нужно было освоить эту систему, в чем нам охотно помогли специалисты НПП «ПромСофт».
Всякая задача имеет решение. Этим утверждением и живет инженерная наука. Решено было для организации работ по автоматизированному проектированию и компьютерному моделированию пригласить молодого специалиста — инженера, владеющего навыками компьютерного моделирования и знающего принципы конструкторского проектирования. Нам нужен был молодой, энергичный специалист с мышлением инженера-механика, способный перенять и продолжить опыт старых квалифицированных инженеров конструкторского отдела. И СНТЦ нашел такого. Нового талантливого сотрудника зовут Владимир Заяц. Он поступил на работу на наше предприятие молодым специалистом после окончания университета, немного проработав по специальности инженером-конструктором. Именно В.Заяц и стал впоследствии первопроходцем в освоении Autodesk Inventor на нашем предприятии.
Модель детали со сложной поверхностью, которая в результате 3D-моделирования была упрощена
Первое, что нужно было сделать, — это «завести» чертежи, по которым изготавливались детали на нашем предприятии. Причем нужно было не просто перерисовать их, а создать информационные модели этих деталей в 3D.
Второе — следовало пересмотреть встроенную библиотеку для стандартных изделий и дорисовать отсутствующие компоненты. Хорошо, что Autodesk Inventor позволяет добавлять пользовательские компоненты во встроенную библиотеку. Покупные изделия рисовались с натуры с учетом габаритных размеров.
После того как были созданы все чертежи и построены 3D-модели всех деталей, трудоемкая часть работы была закончена, а дальше пошла игра для механиков. Именно игра, так как правила создания цифровых прототипов в Autodesk Inventor настолько просты, а интерфейс понятен, что требуется только воображение разработчика.
В ходе эксперимента произошло разрушение металла (справа) там, где при моделировании (слева) красным цветом была показана расчетная критическая область
Так получилось, что на чертеже общего вида в бумажном варианте у нас не была указана трубопроводная система, в результате чего при выполнении сборочных операций трубопроводная арматура крепилась по месту на основании опыта и интуиции слесарей-сборщиков, причем отклонения размеров трубопровода в различных станциях были значительными. Общий вид в 3D позволил прорисовать трубы с вентилями оптимальным образом, определив тем самым порядок сборочных работ.
Кроме конструкторских задач, цифровой прототип изделия помог мгновенно решить и коммерческую проблему, ответив на вопрос, сколько болтов и гаек используется в готовом изделии. Этот вопрос постоянно волнует снабженцев при оформлении заявки на покупные изделия. В Autodesk Inventor достаточно выделить необходимую покупную единицу на экране и вызвать соответствующий режим — и система автоматически подсчитает количество однотипных единиц в модели, а результат будет оформлен в виде таблицы. Аналогичным образом нажатием всего на одну кнопку строится и общая спецификация на изделие.
Также именно в 3D -модели общего вида была решена следующая конструкторская задача: из-за недостаточно высокой скорости охлаждения некоторых цилиндров время непрерывной работы изделия было ограниченно. Данную задачу можно было решить только путем увеличения площади охлаждения цилиндра, а для этого нужно было его разрезать. Но как можно нарушить конфигурацию поверхности детали, если она испытывает значительные нагрузки? Выход прост — нужно спроектировать цилиндр с разрезанной поверхностью для увеличения скорости теплоотдачи и рассчитать его на прочность при помощи режима Анализ напряжения. Расчет показал, что цилиндр с поверхностью для охлаждения соответствует расчетным режимам на прочность.
Передвижная азотная компрессорная станция ПАКС-250
Еще одна конструкторская головоломка была поставлена руководством: в системе подвода смазки применялась распределительная головка настолько сложной формы, что ее чертеж в бумажном варианте размещался на шести листах формата А1. Соответственно изготовление ее было технологически трудоемким. Работая непосредственно с цифровым прототипом изделия, удалось подобрать вариант из двух деталей — цилиндрической и прямоугольной формы. Причем технические характеристики системы подачи смазки остались неизменными.
Очень хороший результат Autodesk Inventor дает при работе с литыми деталями. 3D-визуализация позволяет упростить форму сложных литых деталей, мгновенно получить массу и массоинерционные характеристики любой детали. Так, при изготовлении кривошипно-шатунных механизмов, где подбор деталей по массе очень важен, при выполнении сборочной операции проводилась подгонка деталей по массе при помощи весов и стачивания (или наращивания массы).
Теперь при помощи Autodesk Inventor в режиме 3D выполняется прорисовка всех деталей узла, рассчитывается масса и выпускаются чертежи деталей с уже заданными весовыми характеристиками.
И последнее, что хочется отметить, — это то, что в 3D можно получить точное расположение центра массы компрессорной станции, которая, будучи изготовленной, имеет размеры 9580x2560x3650 мм c учетом шасси автомобиля КрАЗ-65101.
Autodesk Inventor позволил нам провести существенные доработки нашей азотной компрессорной станции ПАКС-250, в результате чего мы получили изделие, которому нет равных в мире по соотношению технических, весовых и стоимостных показателей.Наша станция при рабочем давлении 250 кгс/см2 и производительности 10 м 3/мин имеет массу всего 22т вместе с шасси автомобиля КрАЗ-65101 и не требует для размещения специально оборудованного автомобиля.
