Ярушин С.Г., Схиртладзе А.Г. - Проектирование нестандартного оборудования, страница 13

Но в данном случае появляется еще Один источник Ошибки. Подшипники ролика кроме радиального давления будут испытывать еще и осевое, Оно должно восприниматься осевым подшипником, условно изображенным на рис. 4.6, й. Следует оценить, какое из трех исполнений будет обладать наименьшей суммой недостатков (учитывая также и стоимосп) по сравнению с исполнением по рис. 4,5. Лишь после этого соответствующее исполнение можно принять в качестве улучшенного рабочего принципа.

Контрольные вопросы ЧАСТЫ. Тохиичоский ооьакт, ато оаисйиио, скойстаа и характеристики б. ЗАконы и злкономе~ности мзвития техники В условиях огромных потоков информации, имеющей как специальное, так и общетехническое направление, для эффективного проектирования уже оказывается недостаточным личный опыт отдельных разработчиков, Поэтому все большее значение для проектирования приобретает прогнозирование в Области создания новых технических объектов, в том числе и оборудования ~20, 28, 38, 40~. Причем значение прогнозирования поВышйется тогда, когдй имеет место относительно чйстое из~с~ение требований, предъявляемых к техническому объекту. Одним из основных положений прогнозирования является то, что у~~ержде~и~ О вероятности свер~ени~ события делйют нй Основйнии йнйлизй событий, которые уже свершилис~. Неоценимую роль В прогнозиро- мерности могут иметь многоплановое прилОжеиие В инженерном творчестве.

Во-первых, на основе законов и закономерностей техники могут быль разработаны наиболее эффективные методология и методы проектировання, Во-вторых, привязкй законов и закономерностей к конкретному классу технических объектов позволяет определить наиболее правильные структурные свойства, облик и характеристики ТО В следу~щих поколени~х, Строение и развитие каждого ТО и техники в целом подчиняются определенным законам и закономерностям, которые указывают на устойчивые качественные и количественные причинно-следственные связи и Отношения, имеющие место у класса ТО и техники В целом, а также нй изменение во времени этих связей и Отношений.

Зйконы и зйкономерности по характеру и Определенности описания объектов и явлений техники должны быль близки к законам и закономерностям, известньпи в биологии, физике и химии, т.е. законы техники должны формулироваться на уровне зйконов природы. Закономерности строения и развития техники имеют отношения к техническим объектам с одинаковой или близкими функциями, Законы техники имеют отношение к любому ТО или ко многим классам ТО, имеющим различные (сильно отличающиеся) функции. К закойа,н и закала,мерное>»ях> с»д>аеная технических объектов Относятся устойчивые признаки в конструктивной и потоковой функциональной структуре„в физической структуре ~ФПД) и ТР, которые существуют и остак>тся неизменными на протяжении многих поколений в историческом развитии технических объектов.

К законам и закономерное»ым развития техники будем относить определенные устойчивые изменения какого-либо критерия развития (показателя качества) или какого-либо количественно выражаемого конструктивного при~на~а на протяжении многих ~о~о~ений ТО. Кроме того, должны иметь место законы развития, которые для многих классов ТО с различными функциями отражают одинаковые ~аналогичные) изменения в конструктивной и потоковой функциональной структуре, в физической структуре и ТР.

5.1. Сведения о некоторых законах строения и развития техники $. Закон корреляции параметров однородного ряда технических объектов К однородйому ряду относятся такие технические объекты, которые имеют одинаковые функцию, структуру, условия работы >',в смысле взаимодействия с предметами труда и окружающей средой) и отличаются тОлькО значениями глаВнОго параметра, Главным параметром В техническом объекте называют такой параметр, который характеризует его главный функциональный элемент и От которого зависят значения остал~~ых параметров. Так, для лопастного насоса это будет диаметр рабочего колеса, для экскаватора — объем ковша, для огнестрельного оружия — калибр и т,п, Закон имеет следующую формулировку; «Однородный ряд технических объектов Яь Я~...., Яь имеющих одинаковые функцию и техническое решение ОписыВаемое набором параметров х» У1 ~ ° ° ~ уд и Отличающихся значениями главного параметра, связан между собой отношениями у; — а>х;+Ь;(>=1,..., >>; «'=1,..., й)».

П. Законы симметрии технических объектов Технический объект, испытывающий определенное существенное д~й~~в~~ внещней среды в виде потоков вещества„энергии илн информапии, имеет Определенный тнп ~им~Стрип, обусл~вленный комбинапией и характером этих потоков. С точки зрения проявления тех или иных свойств объектов бьпю виделено несколько типов симметрии ~511, Познакомимся с некоторыми законами. Закон деуснеоранней скмме~нрки Любой технический объект, ко~орый испытывает д~йс~ви~ по*оков среды (в виде вещее~~а или энергии), находящихся под углом друг к другу, имее~ симметрию (т), а плоск~с~~ симметрии параллельна направлению векторов действия потоков (рис, 5.1, а), Закон осеаой смммеифРМР А, Любой технический объекг, который испытывает существенное однонаправленное действие среды в виде потока вещества или энергии, имеет симметрию (п) или (и-т) с осью симметрии, параллельной действию среды (рис.

5.1, б, в). Б, Любой технический объект„который испытывает существенное вертикальное действие силы тяжести и плоскопараллельное горизОнтальнОе дейс*вие среды (равновероятное илн равномерно распределенное со всех сторон), имеет симметрию (и) или (л ж) с вертикальной осью сюпиетрии. В, ЛюбоЙ техни~ес~ий Объек*, который испытывает сущес~~~~н~е равновероятное или рав~о~ерно распределенное со всех сторон (снаружи или изнутри) плоскопараллельное действие среды, и~ее~ симметрию (~ч) или (и т), (и:и), (л т:и) с осью симметрии, перпендикулярной действию среды (рис.5.1, б — д1. Рис.

5.1. Примеры тиное си~®етрии: а — (т1 — самолет; 6- ® — гребной винт: е — ~п:т1 — вертушка анемометра; г — ~н т~ — гайка; д — (т и: т1 — еал перакенного сечения Ш. Закон гомологических ридов Гипотеза о законе гомологических рядов в технике была сформулирована по аналогии с законом гомологических рядов И.И. Вавилова, относящимся к живой природе.

Суть биологического закона заключается в том, что у близких видов, принадлежащих одному роду, имеет место удивительный параллелизм одинаковых признаков. Вавило~ дал следующую формулировку ~а~он~: «Виды и роды, гене~и~~~к~ близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм В пределах одн~~~ Вида, ~~жн~ предвидеть нахождение параллельных форм и для других видов и родов. Чем ближе генетически расположены в общей системе роды и виды„тем полнее сходство в рядах их изменчивости, Целые семейства характеризуются Определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, состаВляющие семействоэ, Для перенесения закона гомологических рядов в технику необходимо бьию определить факторы, которые играют роль генотипа, т.е. как генотип в живой природе определяет видовые, родовые и другие признаки, так и в технике необходимо вьщелить факторы, обусловливающие характерные признаки ТО.

К таким факторам относятся компоненты описания функции, принципа действия и условий работы технического объекта, каждая из которых Оказываст существенное Влияние на тсхническОС решение ~структуру) ТО. Гипотеза о законе гомологических рядов технического объекта имеет следующу~ формулировку; «ТО с б~и~к~~и фу~~ц~~~и, принципами действия и характеристиками условий работы имеют частично совпадающие наборы Варьируемых кОнструктивных признакОВ Рь„., Рь принимающих одинаковые значения а'ь а'2,..., а';, /=1,..., Ь>, Число совпадающих наборов признаков Й будет тем больше, чем больше совпадающих компонентов описания функций, принципов дейстВия и условий рабо~ы, При зтом имеют м~~~о корреляционные ~~~~и между Определенными кОмпОнентами и признаками.

1У. Закон расширении множества потребностей-функций Этот закон имеет отношение к развитию техники в целом, а не отдельной фирмы, отрасли или страны. Уже давно известен закон возвыше- ЧАСТ6 /. Твхиимсяия абьаяг, его оаислнив, сяойслц и хяритвристяки ния потребностей, который сформулирован на качественном уровне. Предлагаемая формулировка закойа осйовцвается йа предшествующих работах й относйтся только к потребйосгям, реалйзуемым с по~ощью ТО. Прй йалйчйй йеобходймого потейцйала и социально-экономической целесообразйостй вознйкшая йовая потребность удовлетворяется с помощью впервые созданных технических средств ~объектов); при этом возникает новая функция, которая затем существует как угодно долго, пока ее реализация будет обеспечивать сохранение и улучшение жизни людей.

Число таких качественно и количественно различающихся потребностей- функций, относящихся к техносфере, со временем монотонно и ускоренно возрастает по экспоненциальному закону где Рр — число потребностей-функций до момента 1 = О; а — эмпирический коэффициент; 1 — время в годах, Важной величиной, которая также сильно изменяется со временем, является эволюция спроса на техническую систему.

Для простоты анализа будем полагать, что производство технической системы всегда соответствует спросу на нее. Упрощенная сглаженная кривая увеличения и уменьшения спроса с течением времени показана на рис. 5.2, б. Законы и закооомерности рлзюитяя твхняяи Спрос на техническую систему, даже после разработки новых более эффективных систем, не всегда падает до нуля, о чем свидетельствует ниспадающий участок кривой на рис, 5,2 «увядание). Морально устаревшее оборудование, машины будут использоваться некоторое время и в дальйейшем, хотя 'в сокращающемся масштаб~. Так, например, специализйрованные сельскохозяйствеййые машййы йе ~огут полйостью Вытесййть трактор и комбайн. У.

Закон прогрессивной эволюции техники Действие закона прогрессивной эволюции в мире техники аналогично действию закона естественного отбора Дарвина в живой природе. Он отвечает на вопросы, почему происходит переход от предшествующего поколеййя технйческого объекта к следующе~у улучшейному поколению; при каких условиях, когда и какие структурные изменения происходят при переходе от поколения к поколению, Закон прогрессивной эволюцйй техйики ймеет следующую формулировку, В техническом объекте с одинаковой функцией переход от поколения к поколению ВызВан устранением Выявленного главного дефекта «дефектов), связанного, как правило, с улучшением критериев развития, и происходит при наличии необходимого научно-технического уровня и соцйальйо-экойомйческоЙ целесообразности следующими наиболее вероятными путями иерархического исчерпания возможностей конструкции: а) при неизменном физическом принципе действия и техническом решении улучшаются параметры ТО до приближения к глобальному экстремуму по значениям параметров; б) после исчерпания возможностей цикла а происходит переход к более рациональному техническому решению «структуре), после чего развитие опять идет по циклу а.