При работе в пакетном режиме в ЭВМ закладывают полный набор исходных данных, по которым вычислительная машина (рис. 10.8) выдает расчет в виде оформленного документа. Основным элементом программного обеспечения является программа, которая обеспечивает автоматическое проведение оптимизационного и проверочного расчетов отдельных отрезков серии двигателей. Эта программа производит ввод необходимой информации, контролирует

правильность выполнения

Пакетный режим

Проектировщик

Диалоговый режим

Программы оптимиза -ционнога проектора-Ванин

База искаднык Заннык

База данных по результатам расчетов

Рис. 10.8. Структурная схема САПР

расчетов и осуществляет вывод их результатов на печатающее устройство или передачу для хранения в массив выходных данных.

При работе в диалоговом режиме с ЭВМ проектировщик может, используя экран дисплея, установленного на автоматизированном рабочем месте (АРМ), выводить для визуального контроля исходные данные и результаты очередного варианта расчета.

Для поверочных расчетов используется та же математическая модель, что и для оптимизационных, однако при необходимости могут выполняться более детальные поверочные расчеты двигателей на основе уточненного математического описания тепловых, виброакустических и нестационарных электромагнитных процессов. Так, например, иногда в процессе проектирования возникает необходимость определения не только параметров асинхронных двигателей при номинальном режиме, но и полных рабочих характеристик, т. е. расчета основных показателей (тока, скольжения, КПД, коэффициента мощности) в зависимости от нагрузки. Проектирование с применением диалогового режима позволяет быстро получить такую информацию.

Результатом работы подсистемы расчетного проектирования является обмоточная записка - таблица данных, содержащая размеры активных частей, соответствующие оптимальным характеристикам двигателя. Обмоточная записка является входным документом для подсистемы конструкторского проектирования.

Подсистема конструкторского проектирования обеспечивает автоматизацию процесса разработки изделия в целом, его узлов и деталей. Применение вычислительных устройств позволяет стимулировать творческую деятельность конструктора за счет сочетания процесса конструирования с оперативными расчетами на прочность, расчетами масс, подшипников, механическими, jgn6poaKycTH4ecKH-

ми расчетами, а также за счет возможности анализа большого числа вариантов конструкции.

Автоматизированное проектирование конструкции асинхронного двигателя в основном содержит те же этапы, что и при обычном проектировании: разработка общего вида машины на основе предварительного выбора основных принципиальных решений, разработка сборочных единиц и деталей, окончательное оформление чертежей, спецификаций и другой конструкторской документации. Автоматизация проектирования предусматривает широкое воспроизведение отдельных элементов конструкции, которые имеют практически отработанные на основании многолетнего опыта формы и не претерпевают существенных изменений в процессе проектирования. В связи с этим в САПР АД должны быть разработаны математические модели этих элементов. Кроме того, она должна включать в себя базу данных, содержащую различную справочную информацию, необходимую для решения отдельных вопросов проектирования и оформления конструкторской документации.

Основными функциями рассматриваемой подсистемы являются: автоматизация работы по выполнению графических документов, чертежей; организация записи и хранения чертежей в архиве; выдача с помощью расчерчивающего устройства чертежей из архива; предоставление возможности конструктору оперативно изменять отдельные размеры, добавлять или исключать фрагменты изображений, изменять масштаб чертежа.

Узлы и детали всех двигателей, входящих в отрезки серии (группы смежных высот осей вращения), как правило, имеют геометрически подобные формы. Некоторые детали являются подобными для всех машин серии. Характерна также широкая унификация узлов, деталей, материалов в пределах одной высоты оси вращения, а по некоторым элементам и в пределах ряда высот. Это позволяет обобщить геометрию конструкции, другими словами, создать ее математическую модель. Эта математическая модель с помощью прикладных программ машинной графики дает возможность по размерам активной части машины вычислять размеры сборочных единиц и отдельных деталей АД.

Проектирование состоит как в изменении размеров при неизменной геометрической форме (что характерно для массового производства), так и в изменении геометрических форм (что допускается при мелкосерийном производстве). Применение САПР особенно эффективно при массовом производстве, когда конструктор, меняя размеры изделия, имеет возможность оперативно просматривать многочисленные варианты конструкции с целью выбора наилучшего. При мелкосерийных изделиях применение САПР позволяет наиболее полно осуществлять унификацию узлов и деталей.

Практически при любых изменениях производится проработка общего вида, осуществляемая в режиме взаимодействия конструктора с ЭВМ и включающая этапы проектирования новых или выбора из ранее спроектированных основных элементов машины: ста-

тора, станины, вала с подшипниками, подшипниковых щитов и т. д. На каждом этапе изображение воспроизводится на основе математической модели конструкции соответствующего узла. По указанию конструктора оно либо добавляется к изображению, полученному на предыдущих этапах, либо вычерчивается автономно. В процессе проработки конструктор с клавиатуры дисплея может изменять отдельные размеры, осуществлять операции масштабирования и компоновки фрагментов чертежа, например, как показано на рис. 10.9,

вызывать подпрограммы для выполнения необходимых расчетов.

В графическое изображение принципиальной конструкции двигателя входят типовые сборочные единицы и детали: сердечники статора и ротора (в продольном и поперечном разрезах с изображением формы и расположения пазов), лобовые части обмоток статора и ротора, корпус (станина) со всеми ее конструктивными особенностями, вал, подшипники, подшипниковые щиты, вентилятор, кожух вентилятора, вводное устройство. Форма указанных сбо-Рис 10.9. Схема графической прора- рочных единиц И деталей опреде-ботки общего вида асинхронного ляется заранее, а все относящие-

S ro конГтГукциГ ся к ним размеры, необходимые

для автоматического вычерчивания, берутся частично из электромагнитных, тепловых и вентиляционных расчетов (размеры сердечников, пазов, длина вылетов лобовых частей, сечение короткозамы-кающих колец, основные размеры вентилятора и др.), а остальные определяются ЭВМ из математических зависимостей, разработанных на основе многолетней практики электромашиностроения с учетом возможных улучшений и усовершенствований. Разработанные математические зависимости в ряде случаев можно представить в виде некоторых функций от наружного диаметра сердечника статора, полученных путем статистического усреднения практически применяемых значений тех или иных конструктивных размеров.

После отработки чертежа общего вида двигателя начинается вторая стадия проектирования, заключающаяся в проработке сборочных единиц и деталей с определением их масс, необходимых для их изготовления размеров и допусков, и в конечном этапе - автоматическом вычерчивании рабочих чертежей с соблюдением всех предъявляемых к ним требований.

Результатом работы подсистемы является набор значений основных размеров и параметров конструкции двигателя, оптимизирующий критерий качества, выбираемый конструктором.

Подсистема автоматизированного ведения документации (САВД) осуществляет: оперативное представление проектировщику требуемой справочной информации; обмен информацией между подсистемами САПР; формирование и печать всех групповых конструкторских документов, входящих в объединенный комплект документации; внесение изменений в конструкторскую документацию с автоматической выдачей извещений на изменения; автоматизированную подготовку входных данных для других автоматизированных систем: АСУ Производство , АСУ Материалы и АСУ Нормативы .

Ядром САВД является база конструкторских данных. База данных включает номенклатуру проектируемых и используемых изделий и материалов, размеры деталей и узлов, нормативно-справочные данные, технико-экономические характеристики, технические параметры, а также типовые тексты, словари, классификационные схемы.

САВД построена на основе универсальной базы данных. Она позволяет по запросам пользователей формировать из базы данных и печатать в соответствии с требованиями ЕСКД групповые конструкторские документы: сводные спецификации, сборочные и групповые чертежи, а также таблицы дополнительных исполнений, обмоточные записки и извещения на изменения. САВД обрабатывает поисковые запросы на сортировку и выдачу информации из базы данных, корректировку данных, выполняет разбивку на узлы изделий и поиск применяемости изделий и размеров, в режиме диалога с конструктором производит внесение изменений во взаимосвязанные чертежи, делая при этом все необходимые расчеты. В режимах САПР АД подсистема автоматизированного ведения документации осуществляет информационное обеспечение подсистем расчетного и конструкторского проектирования, а также оперативное представление справочной информации.

В связи с тем что объем работ по корректировке документации сравним с работами по ее созданию, в САВД предусмотрен специальный пакет прикладных программ по внесению изменений в конструкторскую документацию. По заданию на предполагаемые изменения, составляемому конструктором, в подсистеме осуществляется автоматический поиск всех документов, подлежащих корректировке, формируется извещение на изменения, после утверждения которого изменения вносятся в базу данных.

Развитие САПР АД предполагает формирование программ для станков с числовым программным управлением. Такое оборудование может быть использовано при проектировании и изготовлении вырубных штампов ротора и статора, а также гибочных штампов для изготовления кожуха, вентилятора и т. п.

САПР АД может иметь как одноуровневую, так и двухуровневую структуру технических средств. При одноуровневой структуре все расчеты осуществляются на ЭВМ серии ЕС. Периферийное оборудование (графопостроители, дисплейные станции и печатающие устройства) устанавливается в конструкторском бюро. Конструктор задает с экрана дисплея исходную информацию на проектирование, указывает те узлы, которые предстоит проектировать, и решаемые проектные задачи. Результаты расчетов он получает также на экране дисплея, дублирует их при необходимости на печатающем устройстве, а графическую информацию (графики, чертежи) получает на графопостроителе.

При двухуровневой структуре (рис. 10.10) конструктор взаимодействует с терминальными устройствами, входящими в состав АРМ. Управление комплексом АРМ осуществляется с помощью мини-ЭВМ (которая обладает определенным объемом оперативной памяти) и внешних запоминающих устройств (накопители на магнитных лентах и дисках). Общий объем их памяти должен быть достаточным для ввода, корректировки и выдачи конструкторской документации. АРМ должно быть снабжено комплексом терминальных устройств: графическими и текстовыми дисплеями, приспособлениями для кодирования графической информации и графопостроителем.

АРМ связан посредством интерфейса с ЕС ЭВМ, имеющей большой объем оперативной памяти, ряд запоминающих устройств на магнитных дисках, комплекс отображения алфавитно-цифровой информации.

Программное обеспечение ЕС ЭВМ включает: операционную систему САПР, программную модель асинхронного двигателя, пакет программ оптимизационных расчетов, пакет программ поверочных расчетов, базу данных. Программное обеспечение мини-ЭВМ содержит библиотеку моделей графических изображений, справочную информацию по ГОСТу, ОСТу, СТП, пакет программ интерактивной графики и вывода на графопостроитель, пакет программ для станков с ЧПУ.

Процесс проектирования асинхронных двигателей посредством САПР осуществляется следующим образом. На этапе разработки технического задания на серию двигателей выполняются предпро-ектные исследования, по результатам которых определяется облик будущей серии.

С использованием подсистемы расчетного проектирования проводятся оптимизационные расчеты параметров активной части машин, а также механические, виброакустические, тепловентиляцион-ные и другие расчеты.

На этих этапах эскизного и технического проектирования функционируют все подсистемы САПР: проводятся оптимизационные и поверочные расчеты, формируется база данных подсистемы САВД, разрабатывается общий вид конструкции базовых двигателей. Кроме того, разрабатываются чертежи литых деталей и конструктив-

ё I § §

S; S g § гг Jllll

s &

и л к

э-3 m

л> а.

>

5 >

о са

ж п о

&

<

<J

еа S