Как научиться читать чертежи по трубам

Как правильно читать чертежи трубопроводов уроки. Чертежи, измерения и разметка

Чертеж — язык техники. По чертежам инженер, техник, квалифицированный рабочий разбирается в устройстве любого механизма; по чертежам изготовляют простые и сложные детали каждой машины. Члены кружка «Умелые руки» еще не занимаются в школе черчением. Они начнут чертить только в 6-м классе на уроках геометрии, а с техническим черчением познакомятся позже — начиная с 7-го класса. Однако в кружке им уже придется часто пользоваться упрощенными чертежами и техническими рисунками (эскизами) разных изделий. Много таких чертежей и рисунков напечатано и в этой книге. Вот почему членам кружка необходимо научиться читать упрощенные чертежи и понимать условные обозначения на них.

Как читать чертежи

На любом чертеже жирными, контурными линиями обозначаются контуры предмета. Иногда на чертеже встречаются прерывистые линии — пунктирные , состоящие из отдельных черточек. Такими линиями обозначают контуры предмета, которые не видны при взгляде на него снаружи или с какой-нибудь одной стороны, так как они спрятаны внутри предмета или закрыты от глаз, например, его передней стенкой.

Самые тонкие линии на чертеже называются размерными : они показывают размеры предмета. На концах такой линии есть стрелки. Они соединяются пунктирными черточками с контуром предмета. Размерная линия посредине обычно разрывается, и в разрыве ее ставится цифра. По правилам черчения все размеры на чертежах указываются в миллиметрах, поэтому рядом с цифрами буквенные обозначения мер не проставляют. Цифра на размерной линии показывает, сколько миллиметров от острия одной стрелки до острия другой.

Очень маленькие расстояния обозначают без размерной линии, а порою двумя стрелками с цифрой между ними. Рядом с обозначением диаметра (толщины) круглого стержня или отверстия часто ставят значок, похожий на букву «Ф»: кружочек, перечеркнутый косой линией. Такой значок показывает, что на чертеже изображен круглый предмет.

Рис. 61. Обозначения на чертежах и эскизах.

Иногда, особенно по изделиям из бумаги и картона, вместо чертежа готовой вещи дается развертка ее. Такую развертку по указанным размерам чертят на бумаге или картоне, затем вырезают и сгибают. Места сгибов на развертке показывают также пунктирными линиями — такими же, как невидимые контуры предметов на чертежах.

Рядом с общим видом предмета на чертеже или рисунке часто изображаются отдельные части (детали) его в увеличенном виде. Где помещаются эти детали на общем чертеже, указывают двумя способами: стрелками и одинаковыми буквами или цифрами.

Буквами же (по алфавиту) или порядковыми цифрами иногда обозначают, в каком порядке надо собирать из отдельных частей изделие или обрабатывать какую-нибудь деталь. Чтобы не спутать эти цифры с обозначениями размеров, их обыкновенно проставляют в кружочках.

Очень длинные детали, которые нельзя в масштабе разместить на чертеже или рисунке, чертят оборванными у одного конца или разорванными посредине. Размеры же проставляют полные.

На рисунке изделий размеры указываются не всегда, часто они даются лишь в тексте описания. При этом употребляются сокращенные обозначения размеров. Например, обозначение 40×15 мм обозначает, что деталь имеет в длину 40 и в ширину 15 миллиметров. Обозначение 40×15×10 мм показывает, что даются три измерения: длина, ширина и высота (толщина). Если хотят указать ширину и толщину рейки (то-есть размеры ее в разрезе), пишут, например, так: рейка сечением 8×5 мм.

Сокращенные наименования мер в описаниях изделий употребляются такие же, как в школьных учебниках: м — метр, дцм — дециметр, см — сантиметр, мм — миллиметр, кг — килограмм, г — грамм.

Увеличение чертежей и рисунков

В книгах рисунки и чертежи печатаются небольшого размера. Часто их приходится перечерчивать в полную (натуральную) величину. Прямые линии нужного размера юному технику по линейке начертить нетрудно. Гораздо труднее точно изобразить в увеличенном виде сложные извилистые контуры. В этих случаях чертежи даются на сетке.

Чтобы увеличить чертеж, надо на листе бумаги начертить столько же больших квадратов, сколько маленьких на рисунке. Необходимые размеры квадратов указываются в тексте описания. По этим квадратам наносят чертеж. Сетка разбивает его на короткие линии, которые гораздо легче правильно начертить, сверяясь с рисунком.

Увеличивать чертежи и рисунки можно также с помощью эпидиаскопа . Вполне пригоден для этого самодельный эпидиаскоп, описанный в этой книге на странице . Рисунок или чертеж, который надо увеличить, кладут в эпидиаскоп и проектируют на лист чистой бумаги, закрепленный кнопками на доске или на листе фанеры. Экран и эпидиаскоп устанавливают так, чтобы получилось нужное увеличение, а изображение было четким.

Контуры изображения обводят на бумаге карандашом — получается увеличенный рисунок, в котором точно переданы все детали.

Наконец увеличивать или уменьшать чертежи и рисунки можно еще одним способом — с помощью специального приспособления, которое называется пантографом.

Самодельный пантограф

Для пантографа из фанеры вырезают четыре планочки длиною 610 миллиметров и шириною 12 миллиметров. Ширина планок может быть увеличена или уменьшена, толщина их не имеет значения. Но чем уже и тоньше сделаны планки, тем удобнее пользоваться пантографом. На каждой планке сверлят 11 отверстий на таком расстоянии друг от друга, как указано на рисунке 64. Все отверстия должны быть одинакового диаметра — приблизительно 4 миллиметра. Отверстия, кроме двух крайних, помечаются цифрами: 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 10. Эти цифры обозначают, во сколько раз увеличивается или уменьшается рисунок. Условимся,»что конец планки, где стоит цифра 10, будет считаться нижним, а противоположный конец — верхним. Расстояние между крайними отверстиями равно 600 миллиметрам.

Ножом из деревянной рейки или подходящей палочки вырезают пять штырьков такого размера, чтобы они входили в отверстия планок и могли скрепить две планки, наложенные друг на друга. Три штырька делают с полукруглыми концами, четвертый — с заостренным и в конец пятого вставляют патефонную иголку острием вниз.

Из двух планок собирают угольник. В нижний конец первой планки вставляют штырек с патефонной иголкой, а в верхний конец второй планки — кусочек карандаша с заостренным мягким грифелем. Свободные концы обеих планок накладывают друг на друга и соединяют штырьком с полукруглым концом. Чтобы карандаш лучше прижимался к бумаге, конец рейки возле него утяжеляют: прикрепляют здесь металлическую (лучше всего свинцовую) пластинку.

Из двух других планок собирают второй угольник, соединив заостренным штырьком нижний конец одной планки с верхним концом другой. Противоположные концы этих планок остаются свободными.

Оставшимися штырьками соединяют оба угольника вместе. Это делают перед тем, как пользоваться пантографом для работы. Предположим, требуется увеличить какой-нибудь рисунок в четыре раза. Раздвинув свободные концы угольников, их накладывают друг на друга так, чтобы рейки перекрещивались в тех местах, где находятся отверстия с цифрой «4». В эти отверстия и вставляют штырьки. Если рисунок надо увеличить в два раза, то угольники соединяют штырьками, вставленными в отверстия «2», и т. д.

Все штырьки хорошо зачищают, делают их гладкими. Они должны входить в отверстие плотно, но не слишком туго, чтобы планки пантографа могли свободно поворачиваться вокруг штырька. Пользоваться пантографом просто.

На кусок фанеры или на гладкую доску кладут рисунок, который хотят увеличить, а рядом с ним — лист чистой бумаги. Сверху накладывают пантограф. Чтобы закрепить его, иголку одного из штырьков втыкают в доску. Заостренный штырек устанавливают на рисунке, а карандаш — на листе чистой бумаги. Острым штырьком водят по контурам рисунка или чертежа. Планки пантографа двигаются, и карандаш рисует на бумаге такие же контуры, но в увеличенном виде. Рейку с карандашом слегка придерживают левой рукой, не мешая ей двигаться.

С помощью пантографа можно, наоборот, уменьшить большой рисунок. Для этого надо поменять местами острый штырек и карандаш. Как размечаются отверстия на планках?

Длина планки между двумя крайними отверстиями для штырьков равна 600 миллиметрам (оставшиеся 10 миллиметров на концах планки в расчет не принимаются). Разделив 600 миллиметров на число, обозначающее степень увеличения, получают в миллиметрах расстояние соответствующего отверстия от нижнего конца планки. Например, для увеличения в три раза отверстие надо расположить на расстоянии в 200 миллиметров от крайнего отверстия нижнего конца (600: 3 = 200) или на расстоянии в 400 миллиметров от верхнего конца.

Пользуясь таким простым расчетом, тот же пантограф можно приспособить для других увеличений. Например, для увеличения в два с половиной раза надо просверлить дополнительное отверстие на расстоянии в 240 миллиметров от крайнего отверстия нижнего конца планки (600: 2,5 = 240), а для увеличения в девять раз — на расстоянии в 66,5 миллиметра (600: 9 = приблизительно 66,5).

Изготовление пантографа упростится, если приспособить его для немногих увеличений: например, только в два с половиной и десять раз. Отверстий в этом случае придется сверлить меньше.

Пантограф удобен, когда приходится, например, увеличивать узоры для выпиливания.

Простейшие измерения

При изготовлении различных вещей члены кружка должны твердо усвоить основное правило, обеспечивающее аккуратное и точное выполнение работы: ничего не делать на глаз. Прежде чем вырезать какую-нибудь деталь изделия из любого материала — будь то бумага, картон, фанера или жесть, надо обязательно сделать на нем разметку этой детали по чертежу, рисунку или по описанию. Вырезанную деталь обязательно проверить: точно ли она соответствует требуемым размерам. Одна деталь неправильной формы или неверных размеров может испортить все изделие.

А чтобы правильно размечать материал и проверять размеры деталей, надо научиться пользоваться простейшими измерительными инструментами. С некоторыми из них члены кружка уже познакомились на уроках в школе.

Всем пионерам знакома масштабная линейка с делениями на сантиметры и миллиметры. Чтобы отмерить по линейке на листе бумаги или на доске, например, 10 сантиметров, необходимо сделать две отметки: против деления «0» и против деления «10». Расстояние между этими двумя отметками и будет равно 10 сантиметрам. Ребята иногда меряют иначе: от деления «1» до «10». Результат, конечно, получается неверный. Допускают иногда ребята и другие ошибки: измеряя, например, ширину доски, линейку кладут не перпендикулярно ее кромке (то-есть точно поперек доски), а косо. В результате измеренная ширина получается больше действительной. На деления линейки иногда смотрят неправильно, направляя взгляд не под прямым углом, а сбоку. И в этом случае результат искажается.

Наиболее точное измерение получается тогда, когда масштабную линейку не кладут на доску или на лист бумаги, а ставят ребром, делениями вниз. При таком положении линейки легко сделать отметку точно по делению.

Новым измерительным инструментом для многих ребят явится карманная рулетка с мерительной лентой в 1 метр. Деления на рулетке такие же, как и на масштабной линейке, поэтому пользоваться ею ребята научатся быстро. Рулетка нужна, если требуется измерить длину до одного метра, ведь обычная линейка рассчитана всего на 35-40 сантиметров. Рулетку можно заменить складным метром или так называемым сантиметром — измерительной лентой, применяемой при швейных работах.

Членам кружка следует приучиться пользоваться циркулем не только для черчения окружностей, но и для измерений. Циркуль удобен в тех случаях, когда линейку почему-либо нельзя применить: например, она не помещается внутри самоделки. Ножки циркуля устанавливают на двух точках, расстояние между которыми хотят измерить, затем, не меняя раствора циркуля, прикладывают ножки к масштабной линейке и узнают расстояние. Циркулем удобно также сверять величину нескольких деталей, которые должны быть одинаковы.

Члены кружка не будут еще пользоваться специальными инструментами для измерения диаметров круглых стержней или отверстий — штангенциркулем, нутромером, кронциркулем, микрометром. Им вполне достаточно будет измерять диаметры линейкой или циркулем. Вспомогательными мерителями при измерении круглых отверстий могут быть также монеты:

диаметр 20-копеечной монеты равен 22 миллиметрам, диаметр 15-копеечной монеты равен 20 миллиметрам, диаметр 10-копеечной монеты равен 17,5 миллиметра, диаметр 5-копеечной монеты равен 25,5 миллиметра.

Членам кружка полезно также запомнить, что диаметр обыкновенного карандаша равен 7 или 8 миллиметрам.

Иногда в описаниях изделий указывается, какого диаметра надо взять проволоку. Диаметр тонкой проволоки вычисляют так: на круглый карандаш плотно, виток к витку, наматывают кусок проволоки; линейкой измеряют длину получившейся спирали и делят ее на число витков. Например, если на расстояние в 2 сантиметра уложилось 40 витков проволоки, значит диаметр ее равен 0,5 миллиметра (20 мм: 40 = 0,5 мм).

Длину любой окружности легко измерить шнурком или ниткой. Затем шнурок или нитку растягивают по делениям масштабной линейки и узнают длину окружности в сантиметрах.

Для приготовления клейстера и клея, а также в других случаях в кружке потребуется иногда отмерять какое-то количество воды и отвесить какие-то доли сухого клея, муки и пр. Большая точность измерений в этом случае не нужна, поэтому можно обойтись самыми простыми средствами.

Количество и вес воды измеряют мензуркой (1 кубический сантиметр воды весит 1 грамм) или имеющейся посудой. Граненый чайный стакан вмещает 200 граммов (или кубических сантиметров) воды, гладкий тонкостенный стакан — 250 граммов, столовая ложка — от 12 до 15 граммов, а чайная ложка — от 3 до 4 граммов.

Небольшое количество сухих веществ можно взвешивать на самодельных весах (описание их смотрите на стр. 149), а в качестве разновесок пользоваться монетами:

5-копеечная монета весит 5 граммов,

3-копеечная монета весит 3 грамма,

2-копеечная монета весит 2 грамма,

копеечная монета весит 1 грамм.

Для точного взвешивания, если оно потребуется, с разрешения учителя можно воспользоваться весами, имеющимися в физическом и химическом кабинетах школы.

Разметка материала

Размечают материал во всех случаях, когда из него хотят вырезать какую-нибудь деталь по чертежу или хотя бы отделить (отрезать, отпилить) кусок нужного размера. Для членов кружка «Умелые руки», еще не имеющих достаточного опыта в работе с инструментами, особенно важно приучиться пилить и резать материал точно по проведенным линиям.

Бумагу, картон, фанеру, бруски и доски размечают мягким черным карандашом. Пригоден для этой цели, например, школьный карандаш «Пионер» или еще более мягкий. Карандаш с твердым графитом оставит на материале вдавленный след, что иногда нежелательно. След химического карандаша трудно счистить, он растворяется в жидкостях и окрашивает материал. Поэтому химическим карандашом для разметки никогда не пользуются. Неудобны и цветные карандаши: у них толстые грифели, которые оставляют широкие линии.

При переводе рисунков для выпиливания на фанеру, наоборот, лучше брать твердый карандаш. Его легче заострить, им удобнее обводить тонкие линии рисунка, след от твердого карандаша на копировальной бумаге получается четкий.

При разметке деревянного бруска или доски (но не фанеры) вместо карандаша можно пользоваться шилом.

Жесть и другие металлы в листах размечают металлической чертилкой, которую вполне можно заменить острым гвоздем, шилом, обломком вязальной спицы и другим заостренным прутком. Любая чертилка оставляет ясный след на поверхности жести.

Прямые линии размечают по линейке. Сначала линейку ставят на материал ребром, отмечают карандашом крайние точки. Затем линейку кладут плашмя и проводят по ней линию между намеченными точками. Карандаш прижимают к ребру линейки и держат почти перпендикулярно, с очень небольшим наклоном. Так же работают и чертилкой.

Прямую линию на длинной доске можно наметить способом, которым пользуются плотники. Тонкий шнурок натирают мелом. Один конец его закрепляют на доске, например, шилом. Второй конец, туго натянув, держат рукой. Пальцами другой руки слепка оттягивают шнурок кверху и сейчас же отпускают. Он ударяет по доске и оставляет на ней четкую меловую линию. Удобнее такую разметку производить вдвоем, держа в руках оба конца шнура. Вместо мела его можно натереть кусочком древесного угля.

Проводя разметочную линию по доске, листу бумаги или фанеры, необходимо следить, чтобы линия прошла не косо, а строго параллельно или перпендикулярно одной из кромок доски или листа. Проверить, правильно ли легла линия, можно, измерив расстояние до параллельной кромки на обоих концах линии.

Если необходимо вырезать из какого-нибудь материала прямоугольник, то сперва проводят по линейке одну из сторон его — вертикальную или горизонтальную линию. Затем, приложив к этой линии треугольник одним из катетов, по второму катету чертят перпендикулярную линию. Все прямые углы разметки обязательно проверяют угольником. Это особенно важно, когда размечается развертка картонной коробки или геометрической фигуры. Малейшая ошибка приведет к перекосу коробки.

Острые и тупые углы размечают по транспортиру .

По линейке проводят прямую линию и отмечают на ней точку, откуда хотят провести косую линию, чтобы образовался угол. Транспортир накладывают так, чтобы середина нижнего края его легла на намеченную точку. У верхней дуги транспортира ставят вторую точку — у деления, соответствующего размечаемому углу. После этого транспортир убирают, а между намеченными точками проводят прямую линию, продолжив ее до необходимой длины.

На рисунке или чертеже величина угла иногда не обозначается цифрами. Измерить ее можно тем же транспортиром.

Кривые линии проводят по изогнутым рейкам. Тонкую рейку изгибают по чертежу и в таком виде слегка закрепляют двумя-тремя гвоздями или булавками на размечаемом материале. По рейке проводят линию карандашом.

Можно разметить кривые линии иначе: по сетке сделать на бумаге в натуральную величину чертеж и перевести его через копировальную бумагу на дерево — так же, как переводятся рисунки для выпиливания. К этому же чертежу потом прикладывают для сверки готовые детали.

Окружности проводят циркулем. Если же надо начертить большую окружность и размер циркуля недостаточный, пользуются самодельным кругорезом, описанным на странице . В этом случае в отверстие кругореза вместо ножа вставляют кончик карандаша или шило. Есть еще более простой способ разметки больших кругов на фанере: в центре забивают гвоздь, к нему привязывают нитку (не затягивают ее туго), а к другому концу ее — карандаш. Длина нитки берется равная радиусу окружности. Нитку натягивают и чертят окружность.

Надо научить ребят пользоваться циркулем и в других случаях. Например, при помощи циркуля легко разделить пополам, точно посредине, прямую линию. Для этого достаточно из крайних точек провести две дуги одинакового радиуса — больше половины линии. Точки пересечения дуг соединяют по линейке прямой вертикальной линией. Она пройдет перпендикулярно горизонтальной линии и разделит ее на две равные части.

Иногда требуется вырезать из картона, фанеры или жести несколько одинаковых фигур. Лучше всего для этого вырезать из картона выкройку — шаблон — такой фигуры, а затем прикладывать ее к материалу и обводить карандашом. Все фигуры получатся одинаковые.

Размечать всякий материал надо экономно, чтобы получилось как можно меньше отходов и облегчалась работа. Например, отрезать небольшой прямоугольник от листа картона или фанеры следует в углу этого листа, где достаточно сделать два прореза, а не в середине, где потребуется сделать три или четыре прореза и могут остаться ненужные полосы картона.

Каждую изготовленную деталь обязательно проверяют: соответствует ли она чертежу по форме и размерам, правильно ли срезаны ее углы, плотно ли она прилегает к другим деталям и т. д. Для проверки пользуются теми же измерительными и разметочными инструментами: линейкой, угольниками, циркулем.

Только после тщательной проверки всех деталей их соединяют вместе, чтобы получилась задуманная вещь.

Студентам технических специальностей высших учебных заведений уже на первом курсе, при изучении курса «Основы начертательной геометрии и графики», приходится работать с достаточно сложными учебными заданиями. Их успешное выполнение невозможно, если нет навыков чтения чертежей. Как научиться читать чертежи?

Тренируем пространственное воображение

Традиционные чертежи представляют собой три проекции предмета соответственно на оси координат X, Y, Z. При этом по умолчанию для каждой проекции устанавливается один масштаб.

Человеку естественнее наблюдать каждый предмет или деталь в так называемой изометрии, то есть под определенным углом зрения. Такое бывает и в машиностроительном черчении, и при дизайнерских разработках предметов художественно-технического конструирования. Поэтому крайне важно представить объект чертежа плоским строго в определенной проекции.

Второй важный момент – проекционная связь различных изображений объекта чертежа. Если все элементы внешней и внутренней конфигурации будут выполнены несоразмерно, с масштабными искажениями, то и сам чертеж окажется далеким от оригинала. Поэтому в процессе составления проекции необходимо:

• Замерить (линейкой – для простых деталей, штангенциркулем или микрометром – для более сложных) все размерные элементы.
• Установить их взаиморасположение по каждой из проекций детали.
• Мысленно соотнести полученные результаты с реальным изображением детали. При отклонениях следует исправить несоответствия.
• Окончательно замерить расстояния на реальном предмете или модели с размерными значениями тех же параметров на чертеже. Если все совпадает, значит, ответ на вопрос, как научиться читать чертежи, считается найденным.

Как получить помощь в приобретении навыков самостоятельной технической графики

Навыки, как научиться читать чертежи, необходимы не только при обучении на студенческой скамье, но и в практике. Часто приходится ремонтировать несложные бытовые предметы, для которых требуется изготовить новую или восстановить старую деталь. При этом также приходится изготавливать, пусть примитивный, но все-таки чертеж.

Если при изучении курсов, требующих самостоятельной разработки различных чертежей, всегда возможно получить квалифицированную консультацию преподавателя данной дисциплины, то в реальной жизни найти специалиста, к которому можно обратиться за конкретным советом, бывает непросто. Но выход есть: закажите услуги у наших авторов. Специалисты, сотрудничающие с нами, имеют огромный опыт выполнения различных чертежных работ по отраслям техники и всегда готовы прийти на помощь.

Автоматическое составление чертежей

Особый случай составляют чертежи, выполненные с помощью программ автоматизированного проектирования разнообразных конструкций и деталей. Наиболее популярными среди них являются системы КОМПАС и AutoCAD.

Принцип чтения чертежей в этих программных комплексах несколько иной: вначале задается изображение всего узла, а потом производится проектирование деталей, входящих в рассматриваемую сборочную единицу. Программы КОМПАС и AutoCAD работают с целыми библиотеками исходных данных, которые включают в себя профильные нормализованные и стандартизированные элементы. Используя их, разработчик может просто вставлять нужный фрагмент в заготовку и, управляя отдельными параметрами, приспосабливать чертеж под новые исходные данные.

Итоговая цена строительства промышленного объекта — установки, цеха, завода — складывается не только из инженерных решений (стадия проектирования), но и из решений, принятых на этапах подготовки производства и выполнения монтажных работ.

Проекты марки ТХ, выдаваемые заказчику проектной организацией, традиционно выполняются по ГОСТ 21 .401−88 ;и содержат следующие типы документов:

• общие данные по рабочим чертежам;
• схема соединений (монтажная) на основе ГОСТ 2 .701−84;
• чертежи расположения оборудования и трубопроводов;
• ведомость трубопроводов.

К основному комплекту рабочих чертежей марки ТХ составляются:

• ведомость потребности в материалах по ГОСТ 21 .109−80;
• спецификация оборудования по ГОСТ 21 .110−82;
• ведомость объемов монтажных работ по ГОСТ 21 .111−84.

Все эти документы, как сказано в ГОСТ 21 .401−88, предназначены для монтажа оборудования и технологических трубопроводов (основной комплект рабочих чертежей марки ТХ), а также являются заданием на разработку деталировочных чертежей технологических блоков, собираемых организациями, осуществляющими монтаж, и исходными требованиями к разработке конструкторской документации по оборудованию индивидуального изготовления, если эти требования не разработаны в рабочем проекте (проекте).

Как видно из перечня документов, комплекты рабочей документации, разработанные по ГОСТ 21 .401−88, не содержат достаточной информации для изготовления и монтажа технологического оборудования и трубопроводов. Результат известен: необходимая для монтажа документация, как правило, разрабатывается не в проектном институте, где был разработан весь проект технологического объекта, а в монтажной организации или на заводе-изготовителе трубных сборок.

Конструкторская документация в соответствии с требованиями ЕСКД предусматривает разработку полного комплекта чертежей и спецификаций для производства узлов трубопроводов. Этот комплект должен включать точные чертежи отдельных деталей и сборок с полной детализацией. Для выполнения конструкторской документации технологических блоков, трубных сборок, оборудования индивидуального изготовления рекомендуется применять специализированные «машиностроительные» системы автоматизированного проектирования (MCAD). В зависимости от объемов и состава работ можно использовать как системы трехмерного проектирования (например, Autodesk Inventor (рис. 2), так и системы плоского проектирования на основе AutoCAD — к примеру, MechaniCS (рис. 1).

Эти системы позволяют выпустить и чертежи, и спецификации, строго соответствующие требованиям ЕСКД. При значительном сокращении времени выпуска документации и повышении ее качества конкурентные возможности завода-изготовителя или монтажной организации серьезно расширяются. Тем не менее возникает вопрос: можно ли еще уменьшить время подготовки документации?

Работа с системами «машиностроительной» направленности имеет лишь один существенный недостаток: приходится перерабатывать большую часть проектной документации, повторно вычерчивать те же самые трубы и детали, добавляя к ним дополнительную конструкторскую информацию.

Объем работ можно несколько сократить, включив в договор на проектирование пункт о передаче документации в электронном виде . Правда, при этом маловероятно, что проектировщики отдадут исходные модели, а это означает, что сохранить целостность чертежей и спецификаций не удастся. Следовательно, все равно предстоит большой объем работ по черчению и по составлению конструкторских спецификаций.

Можно пойти другим, более эффективным путем: выполнять изометрические монтажные чертежи (далее мы будем называть их монтажными изометриями ) и дополнять их необходимыми деталировочными конструкторскими чертежами.

Изометрические монтажные чертежи

Изометрический монтажный чертеж представляет собой проекцию одного участка трубопровода на изометрические оси с отображением трубопровода в одну линию.

На монтажных изометриях указывают позиции элементов трубопроводов и полный набор размеров, необходимых для сборки трубопровода, а также детальную спецификацию трубопровода. Отображается вся запорная, предохранительная и регулирующая арматура, детали трубопроводов, местоположение опор, сварные швы, болтовые и прочие соединения, наносятся необходимые для монтажа размеры, условные обозначения пересечений с конструкциями стен и полов, ссылочные размеры, отметки уровня, уклоны, диаметры, надписи и т. д.

На первый взгляд, аксонометрическая схема и изометрические чертежи очень похожи (рис. 3, 4). Но различия между ними достаточно серьезны: монтажные изометрии значительно информативнее аксонометрических схем (см. таблицу 1).

Таблица 1

Наименование	Аксонометрическая схема	Изометрический чертеж
Отображение чертежа
Расположение осей
Отображение трубопровода на чертеже
Трубы	Отображается условная труба (отрезки труб в трубной сборке не показываются)	Отображаются все трубы как отдельные изделия
Арматура	Да	Да
Соединения (сварные швы, резьба, фланцы, раструбы и т. д.)	Отображаются лишь основные соединения	Отображаются все соединения, в том числе сварные швы между трубами
Фланцы	Да (без специфицирования)	Да
Прокладки (фланцевое соединение)	Нет
Фланцы	Да (без специфицирования)	Да
Болтовое соединение	Нет	Учитываются в спецификации, обозначение размещается на чертеже
Маркировка позиции на чертеже
Маркировка основных изделий и деталей по спецификации	Да	Да
Маркировка опор	Нет	Да
Маркировка сварных швов	Нет	Да
Маркировка прокладок и крепежа фланцевых соединений	Нет	Да
Маркировка труб (по длинам)	Нет	Да
Отображение спецификации на чертеже
Спецификация по форме 1 ГОСТ 21 .104−79	Да	Да
Детальная спецификация с учетом крепежа, опор, сварных соединений	Нет	Да
Разбиение спецификации по месту монтажа (цех, площадка)	Нет	Да (при необходимости)
Таблица сварки	Нет	Да
Таблица резки труб	Нет	Да

Изометрический чертеж сложнее в исполнении и требует большей квалификации проектировщика. Для решения этой проблемы используются автоматизированные рабочие места на основе программы I-Sketch, которая позволяет многократно повысить эффективность работы и получить чертежи отличного качества.

I-Sketch

Программный комплекс I-Sketch предназначен для отрисовки изометрических чертежей в одну линию и является наиболее эффективным средством получения монтажных изометрий. Он разработан английской компанией Alias Ltd, которая более 25 лет занимается созданием программных средств, позволяющих автоматизировать формирование рабочей документации для монтажа трубопроводов.

Самым известным продуктом компании Alias стал IsoGen (ИзоГен) — генератор изометрических чертежей, который используется как отдельный модуль в составе практически всех программ трехмерного проектирования трубопроводов. В случае с I-Sketch приобретение генератора не предполагает никаких дополнительных вложений: IsoGen включен в состав программного комплекса.

I-Sketch является приложением к операционной системе Windows и не требует установки какой-либо дополнительной САПР-платформы. К другим важным особенностям системы следует отнести простой интерфейс и удобные средства редактирования трубопровода, что позволяет за один-два часа освоить основные приемы работы, а на изучение всего программного комплекса потратить считанные дни.

I-Sketch работает на русском языке, хотя при установке ничто не препятствует выбрать любой другой: английский, французский, немецкий, испанский, китайский, чешский, итальянский…

Базы данных I-Sketch открыты для редактирования пользователем — для этого предусмотрены специальные инструменты. Доступна российская база данных изделий и материалов, включающая широкую номенклатуру отечественных производителей. База данных российских элементов является общей для I-Sketch и PLANT-4D, к этой базе поставляется инструмент отбора компонентов: генератор миникаталогов (SpecMan Plus).

I-Sketch формирует документы в формате AutoCAD DWG и DXF или в менее распространенном формате DGN, что позволяет использовать программу совместно с любыми другими графическими САПР-системами, в том числе с российскими разработками MechaniCS, СПДС GraphiCS, КОМПАС и T-Flex.

Задание в «родном» для I-Sketch формате PCF формируют многие системы проектирования, в том числе PLANT-4D, Autodesk Inventor 9 и другие.

Как работает I-Sketch

Работа с I-Sketch в целом не отличатся от работы с другими Windows-приложениями.

Общий алгоритм сводится к следующему:

1. Выбор базы данных (миникаталога) для проекта.
2. Отрисовка эскиза трубопровода.
3. Расстановка необходимых размеров.
4. Генерация изометрических чертежей.

Самые трудоемкие этапы — отрисовка эскиза и образмеривание: пользователь I-Sketch, как правило, тратит на эти этапы 90% времени, то есть в среднем порядка 15−20 минут (вместо 4−5 часов при работе вручную). Посмотрим, как это происходит.

Для начала подгружаем российскую базу данных.

Выбрав базу, приступаем к отрисовке эскиза.

Прежде всего выбираем трубу (рис. 5).

Отрисовываем эскиз (рис. 6): по точкам отрисовывается общий вид трубопровода, без соблюдения размеров и пропорций — важна только конфигурация.

← Отрисовка линии ← Отрисовка отвода ← Отрисовка примыкания ← Вставка арматуры и прочих деталей

Для удобства редактирования разработано множество способов отображения служебной информации. Скажем, разные формы курсора подсказывают, какое именно действие будет производиться. Весьма наглядна цветовая сигнализация: зеленый — всё определено, синий — не определены размеры, красный — не специфицирован компонент.

Удобные средства I-Sketch позволяют быстро обозначить неортогональные участки (рис. 7, 8).

После отрисовки общей конфигурации (рис. 9) фиксируются одна или несколько координатных привязок. Можно принять за (0,0,0) любую точку трубопровода или указать реальные координаты подключения — например, координаты одного или нескольких штуцеров, к которым подключается трубопровод (рис. 10).

Следующим шагом определяем номенклатуру деталей (если они не были определены автоматически): задаем марки отводов и тройников (рис. 11). Таким образом, будут автоматически вычислены длины патрубков деталей трубопроводов.

На этом этапе можно разместить на эскизе арматуру, а также прочие детали или расставить размеры. Конечно, и то и другое вы можете по мере необходимости размещать на эскизе. В нашем примере мы сначала разместим известные нам размеры — это упростит дальнейшую работу.

После того как заданы размеры наклонных участков (рис. 14), расставляются все остальные размеры.

Быстро задать необходимые размеры позволяет удобное диалоговое окно (рис. 15) — при этом можно задавать как фактические размеры трубы или деталей, так и размеры в осях. При расстановке размеров в осях длины труб пересчитываются автоматически.

Мы разместили все основные размеры — труба стала зеленой (рис. 16). Для предварительного ознакомления с результатами сформируем изометрию (рис. 17). На генерацию двух листов потребуются одна-две секунды.

Далее размещаем арматуру. Эргономичный, удобный для пользователя интерфейс всегда запрашивает необходимую информацию — например, местоположение арматуры на участке трубопровода. Расстояния можно задать как относительно осей, так и относительно места примыкания к деталям (от сварного шва). После размещения выбирается арматура (впрочем, эту операцию можно произвести на любом этапе, что очень удобно, поскольку позволяет с легкостью вносить изменения).

Аналогичным образом размещаем опоры и прочие обозначения изометрического чертежа.

Необходимые дополнительные возможности I-Sketch

Горизонтальные участки трубопроводов часто выполняются с легким уклоном для самотечного стока жидкости. Малые уклоны неудобны тем, что не очень наглядно отображаются на чертежах, поэтому их принято просто помечать (размещается условное обозначение и величина уклона) и пересчитывать отметки.

В I-Sketch уклоны задаются так же легко, как и при ручной отрисовке, но при этом все (!) координаты и длины труб пересчитываются автоматически. Таким образом по чертежам, полученным от проектных институтов, можно быстро набросать эскиз, расставить позиции, после чего привести в соответствие состояние уклонов.

При расстановке уклонов I-Sketch учитывает фиксированные точки: если заданы координаты штуцеров, к которым подключается трубопровод, то при задании уклонов изменения будут производиться так, чтобы эти и другие стационарные точки не изменялись.

На лист изометрического чертежа можно автоматически вставить шаблонные фрагменты: узлы, отображающие крепеж, сварные швы и прочую конструкторскую информацию из библиотеки шаблонов (блоков).

Кроме того, на чертеже можно в автоматическом режиме размещать обозначения пересечений со стенами, полами, направления потоков, текстовые надписи, расстояния до конструкций, не показываемых на чертеже, надписи в штампе чертежа, обозначение изоляции, нумерацию сварных швов и многое другое.

Типы изометрических чертежей, генерируемых I-Sketch

Пользователь I-Sketch имеет возможность настроить свои форматы монтажных изометрий: собственные обозначения, полноту информации, наличие и состав спецификаций.

Содержание и форма спецификации, автоматически составляемой I-Sketch, также настраивается под требования пользователя. Например, спецификация, представленная на рис. 22, является идентичной ГОСТ, но вместо обычно заполняемого обозначения технических условий в колонку «Обозначение» включен идентифицирующий компонент — пользовательский шифр. Подобные шифры используются по желанию и, как правило, служат для идентификации изделий на складе.

С программным комплексом I-Sketch по умолчанию поставляется несколько уже настроенных видов изометрических чертежей, каждый из которых имеет собственное функциональное назначение. Условно их можно разделить на три группы: контрольные (обзорные), разбивочные (с обозначением узлов трубопроводов) и сборочные изометрии. Наиболее интересны изометрии третьей группы:

• «Монтажная. Общая» (FINAL-BASIC ) — на этой изометрии отображаются все детали трубопровода, все размеры и необходимые обозначения.
• «Монтажная. Таблица сварки» (FINAL-WELD-BOX ) — расширенная версия FINAL-BASIC. В дополнение к стандартному содержанию общей монтажной изометрии на чертеже проставляется нумерация сварных швов и формируется таблица с информацией по швам. При необходимости к сварным швам автоматически добавляется детальный чертеж узла (рис. 23).
• «Монтажная. Таблица труб» (FINAL-CUT-LIST ) — расширенная версия изометрии FINAL-BASIC. На чертеж дополнительно наносятся позиционные обозначения в соответствии с таблицей труб. Последняя включает перечень всех отрезков труб с указанием диаметров, длин, способов обработки торцов и прочую информацию (рис. 24).

Использование I-Sketch как основы для расчета прочности

С точки зрения монтажных организаций интересна возможность передачи расчетной модели в программу СТАРТ, предназначенную для расчета прочности и жесткости трубопроводов.

Средствами программы можно оценивать прочность по различным нормативным документам:

• РД 10−249−98 (Госгортехнадзор РФ). Стальные трубопроводы энергетических установок с давлением более 0,7 кг/cм 2 и температурой более 115 градусов.
• РД 10−400−01 (Госгортехнадзор РФ). Стальные трубопроводы водяных тепловых сетей и паропроводов за пределами энергетических установок.
• РТМ 38.001−94 (Минтопэнерго РФ). Стальные технологические трубопроводы с давлением до 100 кг/см 2 и температурой от -70 до 700 градусов.
• СНиП 2.05.06−85 (Госстрой РФ). Стальные магистральные газо- и нефтепроводы с давлением до 100 кг/см 2 и отсутствием ползучести в металле труб.

Совместное использование I-Sketch и программы СТАРТ позволяет выполнять расчеты прочности и обосновывать возможную замену материалов.

Заключение

Работы по изготовлению деталей и узлов трубопроводов должны выполняться в соответствии с действующими строительными нормами и правилами, а также с требованиями к изготовлению отдельных видов трубопроводов, которые предусмотрены нормативными документами, обеспечивающими надлежащее качество выпускаемой продукции. К этим документам относятся и стандарты предприятия (СТП), где регламентируются основные требования к рабочей документации на основе монтажных изометрических чертежей.

Изометрические чертежи широко распространены по всему миру. Выгоды от их применения очевидны: на компактном и понятном чертеже содержится максимальный объем информации о каждом отдельном трубопроводе.

Программа I-Sketch является самым простым и быстрым средством получения изометрий. С использованием I-Sketch отрисовка целой технологической линии (трубопровода) занимает около 15−20 минут (вместо 4−5 часов работы вручную).

Программа работает на русском языке и с российскими базами данных. Распространение, обучение пользователей и техническую поддержку осуществляет Consistent Software — крупнейшая российская компания в области САПР.

Интеграция I-Sketch с системами трехмерного проектирования позволяет получать готовые задания от проектных организаций, оснащенных такими системами, как PLANT-4D, Autodesk Inventor, PDS и другие.

Цена I-Sketch весьма невысока, что позволяет оснастить необходимое количество рабочих мест.

Применение I-Sketch для выпуска монтажных изометрических чертежей, без сомнения, упрощает производство узлов трубопроводов и обеспечивает большой выигрыш во времени при выполнении монтажных работ.

Источник