Konstruktion von Maschinen und Anlagen

Bei der Umsetzung großer Ideen werden immer die Phasen vom sog. Brainstorming bis hin zur Konstruktion durchlaufen. Damit der Prozess der Maschinenkonstruktion so optimal wie möglich abläuft, muss der Ingenieur über Grundkenntnisse im "Lesen" und Erstellen von technischen Unterlagen verfügen, deren Grundlage die technischen Zeichnungen des Objekts sind.

Jeder Planer strebt bei seiner Arbeit danach, die höchst mögliche Originalität der konstruierten Maschine oder Anlage zu erreichen. Die Originalität der Konstruktion hat einen wesentlichen Einfluss auf die Verbesserung oder Verschlechterung der Qualitätseigenschaften.

Damit die Konstruktion von Maschinen und Anlagen ohne größere Probleme verläuft, ist es wichtig, die allgemeinen Konstruktionsregeln zu befolgen. Gemäß diesen Regeln muss jede Maschine u. a. solche Anforderungen erfüllen wie:

  • Funktionalität – die geplante Maschine muss seine Funktion fehlerfrei erfüllen,
  • Zuverlässigkeit und Langlebigkeit – jede Maschine muss die Bedingung der voraussichtlichen Zuverlässigkeit erfüllen,
  • Funktionsfähigkeit – die Maschine muss die angenommene Funktionsfähigkeit erreichen,
  • Leichtigkeit – jede konstruierte Maschine muss ein entsprechendes Gewicht erreichen
  • Preis und Materialverfügbarkeit
  • Ergonomie
Die Konstruktion von Maschinen und Anlagen verläuft in Übereinstimmung mit der vorab festgelegten Struktur des Konstruktionsprozesses. Die allgemeine Struktur der Maschinenkonstruktion sieht folgendermaßen aus:

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Der erste Schritt umfasst die Problemanalyse, zu der solche Vorgänge gehören, wie die Definition des Ziels, Festlegung der Einschränkungen und der Hauptrichtung der Tätigkeiten. Der nächste Schritt umfasst die Formulierung der wichtigsten Konstruktionsannahmen wie die Bestimmung von Mengendaten und äußeren Umständen. Außerordentlich wichtig bei der Konstruktion von Maschinen und Anlagen ist ebenfalls die Festlegung von Kriterien für die Bewertung von Lösungen.

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Im zweiten Schritt wird eine Skizze der Idee erstellt. In dieser Phase der Maschinenkonstruktion haben wir es mit dem abstraktesten und kreativsten Teil der Arbeit des Ingenieurs zu tun. In dieser Etappe entstehen nämlich alle sog. großen, auf abstrakte Art und Weise dargestellten Ideen. In dieser Etappe erfolgt auch die Auswahl der besten Idee.

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Der dritte Schritt, führt zur Herauskristallisierung der Elemente der Maschinenkonstruktion, die im höchsten Maße die große Idee wiedergeben. Hier sollte das Struktur- und Funktionsschema entstehen.

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Der vierte Schritt umfasst sehr wichtige Aufgaben, wie die Festlegung der Ausgangsbedingungen für die Konstruktion der einzelnen Maschinenelemente, d. h. die Bestimmung der Belastungen, Erstellung eines Schemas der wirkenden Kräfte sowie die Festlegung der Kriterien für die Auswahl des Materials und der Formen. Heutzutage wird die Planung von speziellen Computerprogrammen unterstützt, die den Prozess der Konstruktion von Maschinen und Anlagen wesentlich verkürzen und eine schnelle Aktualisierung oder Änderung von Skizzen ermöglichen.

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Der letzte Schritt ist der Entwurf oder anders ausgedrückt die Detailplanung. Im Laufe der Analyse und Synthese entstehen Aufzeichnungen der Konstruktion auf Grundlage vorheriger Berechnungen und der Auswahl entsprechender Materialien.

Wie man sieht, handelt es sich bei der Konstruktion von Maschinen und Anlagen um einen äußerst anspruchsvollen Prozess, da in dieser Etappe die grundlegenden Funktionen herausgearbeitet werden, die die Maschine in Zukunft ausüben soll. Unabhängig davon, ob wir Maschinen oder Anlagen planen, muss berücksichtigt werden, dass diese ergonomisch und sicher bei der Bedienung durch Personen sein müssen. Deshalb empfiehlt es sich, dass die Pläne von bewährten Auftragnehmern ausgearbeitet werden, die über die erforderlichen Kenntnisse und Erfahrungen sowie die neueste Software zur Unterstützung des Prozesses der Konstruktion von Maschinen und Anlagen verfügen.

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