Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

(нулями обозначены те параметры, которые не учитывались при данном выборе конструкций), вошедшие затем как базовые в ряд стандартных конструкций в России [5].

Для линии сборки ФЭП (фотоэлектронных приборов), требующей обеспечения поступательного перемещения заготовок в сверхвысоковакуумной камере на расстояние около 1 м (см. рис. гл. 2), был выбран ввод движения в вакуум имеющий обозначение:

Х .

Подобные вводы были затем стандартизованы [6].

1. Генерация новой схемы. Систематизация матричной структуры и свойств объекта позволяет, в отличие от традиционных классификаций, сосредоточить внимание на пустых множествах и неплотностях, находящихся в перспективных областях удовлетворительных решений, отсекаемых допуском, т.е. сознательно перейти к генерации заданных параметров объекта, конструированию принципиально новых видов, типов, конструктивных разновидностей механизмов, обладающих новыми, заданными оборудованием свойствами. По существу данный процесс представляет регламентированную процедуру генерации изобретения и был успешно использован при разработке сверхвысоковакуумных вводов поступательного движения, рис. _ гл.2, и многокоординатного магнитореологического привода нанометровой точности, описанного в главе 6.

Перечень параметров, использованных при матричном анализе

вакуумных механизмов

В соответствии с экспертными оценками за параметры высшего (первого и т.д.) уровня приняты те, которые позволяют максимально усечь анализируемое множество конструкций при выборе механизма, соответствующего техническому заданию.

Параметры первого уровня:

• структура потока газовыделения из элементов вакуумного привода движения:

m = 1 – ;

m = 2 – ;

m = 3 – ;

m = 4 – ;

m = 5 – ;

m = 6 – ,

где Q – суммарный поток, м³Пас^-1;

Q_н – поток натекания, м³Пас^-1;

q_и – удельный поток испарения, м³Пас^-1м^-2;

q_в – удельный поток газовыделения эластомеров, м³Пас^-1м^-2;

q_i – удельный поток газовыделения непрогреваемых элементов,

м³Пас^-1м^-2;

q’ – удельный поток проницаемости через жидкость, м³Пас^-1м^-2;

q’’ – удельный поток проницаемости через тонкие стенки, м³Пас^-1м^-2;

F₁ – площадь покрытия смазки, м²;

F₂ – площадь эластомеров, обращенная в вакуум, м²;

F₃ – площадь тонкостенных элементов герметизаторов, м²;

F_i – площадь непрогреваемых деталей, обращенная в вакуум, м²;

к – коэффициент перемешивания жидкости;

 – толщина тонкостенного герметизатора;

р – перепад парциальных давлений диффундирующего газа на стенках гермитизатора, Па.

• способ удержания уплотнителя:

у = 1 – механический;

у = 2 – капиллярный;

у = 3 – гидростатический;

у = 4 – динамический.

• способ передачи усилия:

n = 1 – через сплошной вал;

n = 2 – через гибкую стенку;

n = 3 – посредством магнитного$поля;

n = 4 – посредством электростатического поля.

• способ преобразования энергии:

l = 1 – термический;

l = 2 – пьезоэлектрический;

l = 3 – магнитострикционный;

l = 4 – электромагнитный;

l = 5 – механический.

Параметры второго уровня:

• передаточное число:

i = 1 – муфта u=1;

i = 2 – редуктор u= const;

i = 3 – преобразователь вращения в поступательное движение

u=const/;

i = 4 – понижающая передача u<0;

i = 5 – повышающая передача u>0.

• тип передаточного механизма:

s = 1 – сильфон и сплошной вал;

s = 2 – планетарный редуктор;

s = 3 – волновой редуктор;

s = 4 – пара винт – гайка.

• вид загруженности передающих элементов:

z = 1 – герметизирующий элемент нагружен скручивающим моментом;

z = 2 – отсутствие скручивающего момента на герметизирующем элементе.

Параметры третьего уровня:

• форма гибкого элемента:

f = 1 – мембрана;

f = 2 – цилиндрическая трубка;

f = 3 – трубка Бурдона;

f = 4 – сильфон;

f = 5 – герметичная волновая зубчатая оболочка.

• вид деформации (здесь, вид упругой линии сильфона):

 = 15 – соответствующие этим значениям эпюры упругих линий показаны на рис. 4.3, 4.4.

• вид передающего элемента:

k = 1 – радиальный подшипник;

k = 2 – радиально-коаксиальный подшипник;

k = 3 – упорный подшипник;

k = 4 – сферический подшипник;

k = 5 – эксцентриковый вал;

k = 6 – кривошип;

k = 7 – эксцентриковая обойма;

k = 8 – наклонная обойма;

k = 9 – двойная эксцентриковая обойма;

k = 10 – несколько эксцентриковых валов;

k = 11 – цилиндрическая волновая оболочка;

k = 12 – коническая волновая оболочка;

k = 13 – плоская волновая оболочка;

k = 14 – k-h-v - планетарная передача, в которой основными звеньями являются центральное колесо k, водило h и звено v [4].

k = 15 – 2k-h-v - планетарная передача, в которой основными звеньями являются два центральных колеса k, звено v и мнимое водило h’ [4].

k = 16 – 2k-h – планетарная передача, в которой основными звеньями являются два центральных колеса k и водило h [4].

Параметры четвертого уровня:

• скорость скольжения в кинематических парах в вакууме:

v = 1 – ;

v = 2 – ;

v = 3 – ;

v = 4 – ;

v = 5 – ;

v = 6 – ;

v = 7 – ;

v = 8 – ;

v = 9 – ;

v = 10 – ,

где  - угол поворота, град;

n – частота вращения привода, об/мин;

h – высота кулачка, м;

m – модуль зубчатого зацепления;

b – плечо рычага (приведенный радиус ведущего зубчатого колеса), м;

d_в – средний диаметр резьбы винта, м;

d_г – средний диаметр резьбы гайки, м;

_в – угол подъема резьбы винта, град;

_г – угол подъема резьбы гайки, град;

D_г – средний диаметр кольцевых канавок гайки, м;

r_в – средний радиус резьбы винта, м;

r_{г min} – минимальный средний радиус резьбы гайки, м.

• жесткость системы:

j = 1 – плоскость;

j = 2 – цилиндр;

j = 3 – сферический контакт;

j = 4 – тарельчатые пружины.

• относительное перемещение:

 = 1 – l = f(L), где l- затраченное перемещение; L- результирующее перемещение;

 = 2 – l > L;

 = 3 – l < L.

Приведенные значения параметров следует рассматривать не как неизменные константы, а, скорее, как сменный инструмент анализа, который при необходимости, может быть заменен на более удобный, или дополнен новыми значениями.

Алгоритм матричного метода изобретения

В целом процедура выбора схемы механизма, являющегося базовым для конструкторской проработки, может быть списана алгоритмом, изображенным на рис.4.8.

как видно из алгоритма, патентно-информационный поиск (условно “патентовед”) обеспечивает ввод множества известных решений анализируемой конструкции; конструктор анализирует их, составляет формализованные описания - “образы” конструкций.

Параллельно технолог-эксплуатационник (“технолог”) формулирует требования оборудования к конструируемому элементу, детализируя их при переходе от класса к конкретному типу оборудования.

Сопоставление требований технолога со свойствами (параметрами), входящими в формализованное описание объекта (привода или его элемента), позволяет откорректировать и принять единые критерии оценки, используемые как для составления матриц-классификаций, так и для определения допустимых значений параметров. Сопоставление требований технолога со свойствами (параметрами), входящими в формализованное описание объекта (привода или его элемента), позволяет откорректировать и принять единые критерии оценки, используемые как для составления матриц-классификаций, так и для определения допустимых значений параметров.

Использование вместо многомерного топологического пространства двумерных иерархически подчиненных матриц позволяет упростить процедуру поиска удовлетворительного решения, сделав ее циклически повторяемой.

Последовательное сравнение сочетаний свойств (связей), получаемых в конкретных элементах матрицы с требованиями класса, группы, типа технологического вакуумного оборудования позволяет выделить в каждой матрице область удовлетворительных решений. Если эта область попадает на пустое множество (неплотности матрицы), это означает, что конструктор, используя заданное пустым элементом матрицы сочетание свойств, должен выявить (генерировать) конструктивные возможности реализации нового принципа или схемы механизма, который должен занять в матрице пустующее место.

После нахождения ограниченного множества приемлемых решений на двумерной матрице высшего уровня поиск переходит на все более низкие уровни и заканчивается выделением ограниченного множества конкретных приемлемых схем базовых механизмов.

Так при выборе базовой схемы стандартного сверхвысоковакуумного ввода поступательного движения выделенное окончательно множество включало две базовые схемы:

Х и Х ,

рис. 4.6, при выборе сверхвысоковакуумного планетарного ввода – одну базовую схему:

Х ,

рис. 4.5, в то время как исходное множество содержало около тысячи двухсот (!) конструкций.

Таким же образом, при выборе базовой схемы герметичного волнового ввода вращения в вакуум, была выбрана одна конструкция, с учетом вспомогательного параметра технологичность, рис.4.7:

Х .

Характеристики

Список файлов лекций