Материал: Патентное исследование с целью модернизации гидравлического экскаватора

Патентное исследование с целью модернизации гидравлического экскаватора

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

"Белгородский государственный технологический университет

им. В.Г. Шухова"

Кафедра: "Подъемно-транспортных и дорожных машин"

Специальность: "Наземные транспортно-технологические комплексы"

Расчетно-графическое задание

Патентное исследование с целью модернизации

Выполнил:т. гр. НК-31 Красовский К.Э.

Проверил:

Прокопенко В.С.

Белгород 2015

Содержание

Введение

1. Общие сведения о процессе создания новой техники

1.1 Выявление потребностей в создании новой техники

1.2 Основные этапы создания машин

.2.1 Прогнозирование конструкций машин

.2.2 Проектирование машин

.2.3 Подготовка к выпуску новых машин

.2.4 Освоение производства новых конструкций машин

.3 Методы создания производственных машин на базе унификации

.4 Исходные материалы для проектирования

2. Характеристика объекта исследования

2.1 Общие сведения

2.1.1 Назначение и область применения одноковшового экскаватора

.1.2 Анализ конструкций и технических характеристик отечественных и зарубежных машин

.1.3 Устройство и принцип действия одноковшового экскаватора

3. Патентное исследование и анализ его результатов

3.1 Изобретательная деятельность и ее роль в создании новой техники

3.2 Цель и задачи проведения патентных исследований

.3 Методика проведения патентных исследований

.4 Патентное исследование

Вывод по результатам патентного исследования

Список литературы

машина экскаватор одноковшовый патентный

Введение

Строительное и дорожное машиностроение является базой, на которой создается обеспечение механизации строительства и производства строительных материалов. В то же время как один из разделов машиностроения оно в своей деятельности подчиняется общим его законам и техническим направлениям Несмотря на индивидуальность каждой машины по назначению, типоразмерности, конструктивному выполнению и другим особенностям, существуют общие положения и закономерности, применяемые при создании любой машины. Многие из этих положений, возникающие по мере технического развития машиностроения, изучаются как отдельные проблемы, органически не связанные между собой и машиностроением в целом.

Основная цель учебного пособия - объединить в единое целое, как разрозненные установившиеся положения, так и вновь возникающие проблемы при создании машин. Ставится задача создания у изучающего эту дисциплину определенного устойчивого представления о номенклатуре, последовательности процессов, о путях решения возникающих при этом задач, которые определяют создание качественных машин, отвечающих потребностям народного хозяйства.

Изучение основных положений создания новой техники в условиях развития научно-технического и социального процессов являются основной задачей данной дисциплины, что способствует:

выработке у будущих специалистов навыков выполнения проектно-конструкторской и технической документации, использования системы стандартов в РФ и Международных стандартов, а также вопросов, касающихся унификации машин и оборудования и методики ее осуществления;

привитию навыков художественного конструирования изделий и создания оптимальной среды для деятельности человека в условиях эксплуатации машин и механизмов с позиции эргономики, охраны труда и внешней среды;

выработке знаний и умений по вопросам изобретательской и патентно-лицензионной деятельности;

освоению основ научно-исследовательской и инженерной деятельности с применением вычислительной техники и измерительной аппаратуры.

1. Общие сведения о процессе создания новой техники

.1 Выявление потребностей в создании новой техники

Значение машин для человеческого общества чрезвычайно велико. Уровень производства машин и их техническое совершенство - основные показатели развития всех отраслей народного хозяйства, основа технического прогресса всякой страны и соответственно материального благосостояния и культурного развития ее населения.

На всех этапах своего развития потребность в создании новых машин вызывалась необходимостью освобождения людей от тяжелого физического труда, увеличения производительности, улучшения качества изготовляемой продукции и снижения ее себестоимости.

С целью выявления потребностей в создании новых машин и совершенствовании существующих средств механизации и автоматизации необходимо создание системы информации с обработкой полученных данных о работе машинных парков. Поток этой информации должен быть непрерывным, с минимальным разрывом во времени между событием и получением информации. К сожалению, подобные системы в нашей стране лишь в некоторых отраслях машиностроения, а в большинстве случаев накопление информации о необходимости совершенствования машин, либо создания новых приходит стихийно в течении длительного периода, что несомненно тормозит технический процесс.

.2 Основные этапы создания машин

Весь комплекс работ по создания новых машин требует выполнения большого объема работ как в области проектных, научных и технических разработок, так и в области подготовки и освоения производства этих машин.

Целесообразно процесс создания новой конструкции машины разделить на следующие этапы: прогнозирование, проектирование, подготовка производства и освоение новых машин.

Рассмотрим кратко содержание указанных этапов.

.2.1 Прогнозирование конструкций машин

Одним из основных положений научного прогнозирования является утверждение о вероятности совершения события на основании анализа событий, которые уже произошли. Под инженерным прогнозированием понимают научно обоснованную информацию, отражающей в виде вероятностной категории потенциальные возможности развития техники и возможные варианты конструктивных решений

Исходя из масштабов объектов прогнозирования, различают: мировые, государственные, межотраслевые, отраслевые прогнозы развития машин отдельных классов и прогнозы развития отдельных элементов машин.

С точки зрения времени утверждения различают: долгосрочные (свыше 10 лет), среднесрочные (5-10 лет) и краткосрочные (до 5 лет) прогнозы.

Существующие методы прогнозирования делятся на три группы: эвристические, математические и комбинированные.

Эвристические методы основаны на использовании мнений специалистов в соответствующих областях техники, характер которых не может быть формализован. Они основаны на экспертных оценках, составлении сценариев, классификациях, аналогах. Метод носит субъектный характер и во многом зависит от выбора экспертов, принципа опроса, оценки точности результатов. Используется при отсутствии достаточной информации о прошлом данного технического направления.

Математические методы основаны на использовании приемов формального описания изучаемого процесса. В зависимости от вида математического описания эта группа методов подразделяется на методы экстраполяции для которых математическим аппаратом являются методы максимального правдоподобия и метода моделирования, основанное на решении математических уравнений.

Метод экстраполяции основывается на переносе динамики событий и состояний, имевших место в недалеком прошлом на будущее; метод используется при краткосрочном прогнозировании в областях техники, где не предвидится существенных качественных изменений в ее развитии. Методом экстраполяции можно решить задачи двух типов:

статические, в которых анализируется связь между главным признаком машины и другими ее параметрами без учета фактора времени;

динамические, в которых непременной составляющей уравнений является фактор времени.

При использовании метода моделирования анализ исходных данных ведут на модели исследуемого объекта, выполненной в соответствии с требованием теории подобия. При этом наиболее общим и строгим является метод математического моделирования. Целесообразно, однако, проводить как математическое, так и физическое моделирование.

В целом прогнозирование конструкций новых машин можно рассматривать как часть научно-исследовательской работы направленной на подбор и подготовку исходного материала необходимого для разработки технического задания на проектирование.

.2.2 Проектирование машин

В создании новой техники важное место отводится ее разработчикам, ибо на стадии проектирования машин представляются широкие возможности оптимизировать конструкцию машины и на основании анализа ряда вариантов технических решений выбрать наилучший. Решение подобной задачи возможно лишь при хорошем знании теории и современных методов расчета и проектирования машин и оборудования.

При создании новой техники разработке оптимальных решений способствуют новые приемы и методы конструирования, основанные на системе подхода к анализу и оценке технических и технико-экономических проблем, возникающих в процессе проектирования, применения методов математического моделирования и исследования процессов, использование вычислительной техники для автоматизации проектно0конструкторских работ.

Проектирование определяется как процесс целенаправленной человеческой деятельности, включающий взаимосвязанный комплекс работ, завершающийся созданием промышленной продукции или соответствующей технологии производства новой продукции, удовлетворяющих потребности общества.

Проектирование предшествует выпуску серийной продукции и включает: проведение теоретических и экспериментальных исследований, разработку проектной и конструкторской документации, создание и испытание опытных образцов.

Главной составляющей процесса проектирования является творческое мышление основанное на законах и категориях диалектики, логики и теории познания с использованием достижений науки и техники.

Процесс творческого проектирования характеризуется следующими основными положениями:

новые решения появляются как результат постепенного приближения к цели;

решение сложной задачи проходит путь от общих положений к частным;

нахождение правильных решений на основе существующих положений должно базироваться на рассмотрении их в новом аспекте;

традиционные решения в определенной ситуации затрудняют нахождение новых решений в случае изменения ситуации;

решения, эффективные ранее, могут стать тормозом, если не соответствуют новой ситуации.

В процессе проектирования, как в творческом мыслительном процессе, используют такие операции, как:

сравнение, устанавливающее сходство или различия объектов;

анализ, при котором объект расчленяют и выделяют его свойства;

синтез, в процессе которого отдельные объекты объединяют в определенное целое;

абстрагирование - отвлечение от несущественных свойств объекта, что упрощает задачу, но снижает точность ее решения;

аналогия, которая позволяет переносить некоторые свойства одних объектов на другие.

Актуальная задача в области повышения эффективности организации процесса проектирования - сочетание индивидуальных принципов творческого мышления личности с требованиями творческой работы в условиях коллектива имеющего общую цель.

Как правило, процесс проектирования начинают от абстрактного мышления и, затем, переходят к конкретному. При этом, прежде всего, следует выделить главные положения, существенные обстоятельства рассмотреть возможные принципиальные конструктивные решения. Затем анализируют каждый вариант, выявляя недостатки, пытаясь их исправить, уменьшить. В результате принимают тот вариант, который имеет меньше всего недостатков по основным параметрам: принципиальным, источнику энергии, габаритам, кинематическим, силовым и т.д. Только после этого приступают к изображению конструкции, выполняя соответствующие расчеты.

Основная задача проектирования - разработка конструкций машин и технологических процессов, обеспечивающих оптимальное выполнение требований производства при максимально возможной экономии материалов, энергетических и трудовых ресурсов.

Конечная цель проектирования - разработка технической документации, отвечающей требованиям технического задания и позволяющей осуществлять промышленное изготовление машины и ее надежную эксплуатацию. При этом результаты творческого мыслительного процесса конструкторов воплощается в чертежах

.2.3 Подготовка к выпуску новых машин

Система технологической подготовки к выпуску продукции предусматривает применение прогрессивных типовых техпроцессов, стандартной технологической оснастки и оборудования, средств механизации и автоматизации производственных процессов, инженерно-технических и управления работ. При технологической подготовке производства решаются следующие задачи:

обработка конструкции машины на технологичность;

разработка техпроцессов изготовления и контроля заготовок, деталей и сборок, начиная с получения исходных материалов и заготовок и кончая упаковкой готовой продукции;

типизация и нормализация техпроцессов и техоснастки;

установление технических норм времени, расхода материалов и оснастки на изготовление машины;

проектирование специального и нормализированного инструмента и оснастки для изготовления, контроля и сборки деталей и узлов машин;

изготовление и доводка запроектированной оснасти;

проектирование и изготовление специального и нестандартного оборудования, средств механизации и автоматизации технологических процессов, транспортных средств;

расчет потребного оборудования и его планировка;

расчет производственной мощности цеха, участка, линии;

доводка техпроцессов, наладка оборудования и оснастки.

Главная и самая ответственная часть подготовки производства - проектирование технологических процессов и конструирование технологической оснастки. На долю проектирования и изготовления технологического оснащения приходится до 80% общей трудоемкости и до 90% общей продолжительности цикла подготовки производства новой конструкции машины.

Одним из важнейших направлений сокращения сроков технологической подготовки производства является типизация конструктивных элементов машин, которая обеспечивает высокую степень, конструктивно-технологической преемственности новой машины и позволяет использовать унифицированную технологическую оснастку.

.2.4 Освоение производства новых конструкций машин

При освоении производства новых моделей машин решаются следующие задачи:

достижение объема выпуска в соответствии с проектной мощностью предприятия;

обеспечение требуемого стабильного качества;

достижение проектной трудоемкости изготовления на всех стадиях производства.

При перестройке производства используют два метода - с остановом производства и без останова.

Наиболее широкое распространение нашел второй метод, который эффективно используется при условии, когда новая модель машины относится к тому же конструктивному ряду, что и предшествующая.

Основой этого метода является постепенное последовательное освоение производства отдельных элементов машины, монтируемых взамен старых деталей. На продолжительность процессов освоения производства новой машины значительное влияние оказывает уровень отработки конструкторской документации данной машины, из чего можно сделать вывод, насколько важным и ответственным является процесс проектирования новых машин во всем процесс их создания.