А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 30

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

Текст из файла (страница 30)

Специальное оборудование, как правило, меньше используется по времени (например, снегоуборочная техника для средней полосы Рос- Раздел 2. Приемы и методы решения технических задач 134 Конструктивный подход Увеличение количества или качества выполнения фуиктвтй Снижение затрат ° передача функпий ° упразднение функппи ° универсализация функции е специализация функций ° принцип местного качества ° уменьшение энергопотребления МГЭ вЂ” а О Рис. 7.3. Основные направления повышения идеальности ТО сии), поэтому специализация оказывается полезной, если удается его полностью загрузить. В процессе развития ТС циклы «специализация — универсализация» повторяются несколько раз. Например, до середины ХХ в.

истребители и бомбардировщики существенно различались по энерговооруженности. У современных самолетов этих типов энерговооруженность практически сравнялась, — возник единый класс: истребитель-бомбардировщик. Еще один пример — грузовые автомобили: крупногабаритные для междугородних перевозок и малые маневренные для внутригородского использования. В 80-х годах ХХ в. в России выпускалось около 3000 марок сталей. Такая сверхспециализация вынужденная, поскольку не было возможности создать материал, который перекрывал бы весь диапазон требуемых свойств. Таким образом, можно сформулировать основные принципы, направленные на повышение идеальности, которые формируют некоторые целевые установки при поиске решений (рис. 7.3): 1) необходимо получать полезный результат от средства или действия без самого средства или действия; 2) в каждый момент времени и в каждой точке пространства в ТО должны быть реализованы только те свойства и те взаимосвязи, которые необходимы для получения полезного эффекта (результата); 7.

Принципы строения и закономерности развития технических систем 135 Г Принпвпы Приемы Направленные на повышение ксличества или качества выполнении функции (ЕФп) Универсализация функций (кухонный Присоединение новых функций для созданной,', ;комбайн) физической операции Сужение функции при повышении качества ее выполнения Специализация функций (токарный ста нок — автомат для узкой номенклатуры , деталей) , Создать требуемое свойство в локальной зоне, ' там, где это необходимо для качественного вы ' повнения ГПФ . Принцип местного качества Направленные на снижение затрат (БФр) , ,Передача функций Другому компоненту ТО чтобы он выполнял ее ~ по совместительству.

~ Другому ТО, с которым взаимодействует рас- сматриваемый ТО. Во внешнюю срелу Преобразовать ТС или НС таким образом, что- ~ бы функция была не нужна Упразднение функции Использовать энергетическую избыточность других компонентов. Исгюльзовать прохолягцую энергию.

, Использовать бесплатную энергию НС Реализация любого из приемов функционального подхода связана со структурной перестройкой рассматриваемого ТО, что приводит к появлению новых системных свойств. Поэтому описанные приемы необходимо рассматривать в комплексе с приемами, основанными на системном подходе (см. рис. 3.5). Принцип местного качества заключается в том, чтобы усилить нужное (полезное) свойство в ограниченной зоне, что легче и дешевле, чем во всем веществе. Например, в Японии разработан напильник из дешевой незакаленной стали, насечка покрыта сверхтвердой керамикой 3) объект можно не создавать, следовательно, не будет и факторов расплаты (ХФр), если его функцию передать в НС, либо поручить другому ТО, или распределить между другими компонентами рассматриваемого ТО.

В последнем случае речь идет о возможном совмещении функций компонентами ТО (универсализация компонентов) при более эффективном использовании вещественно-энергетических потоков, проходящих в ТО, а также имеющихся во внешней среде. Для функционального подхода можно предложить некоторые приемы, реализующие основные принципы повышения идеальности ТО: Раздел 2. Приеиы и нетоды решения техничесних задач 136 (карбид ванадия). Слой толщиной в 3 мкм не только защищает материал от коррозии, но и в 5 — 6 раз повышает ресурс, позволяет обрабатывать твердые сплавы.

7.2. Принципы строения и функционирования технических систем Проектирование — процесс синтеза технического устройства, обладающего таким набором свойств, которые необходимы для выполнения объектом заданных функций. При разработке новых ТО инженер решает целый комплекс задач, связанных с выбором или формированием принципа действия ТО, разработкой его структуры.

Для успешного решения этого комплекса задач необходимо знать и использовать закономерности строения и функционирования ТС, которые относятся к универсальным системообразующим принципам. 7.2.1. Принцип соответствия функции и структуры Это наиболее общий принцип строения ТО, который можно сформулировать следующим образом [90). В ТО каждый компонент и каждая связь между компонентами должны выполнять определенную функцию, необходимую и достаточную для обеспечения работы его в целом.

Этот принцип требует, чтобы в структуре ТО, с одной стороны, не было лишних компонентов и связей и, с другой стороны, функции, выполняемые имеющимися компонентами и связями, должны соответствовать (быть адекватными) требованиям, которые к ним предъявляются. Полезное действие ТО обычно характеризуется описанием на качественном уровне„например, создать давление для формования детали, обнаружить наличие вещества в смеси веществ. Результату функционирования часто можно дать количественную оценку. Оценка функционирования ТО может быть представлена различными величинами. С одной стороны, это величины, которые характеризуют само действие, например, сила, давление, электрическое напряжение, скорость, коэффициент усиления и т.

д. С другой стороны, это параметры, характеризующие качество функционирования, например, чувствительность прибора, точность измерения, линейность характеристики и т. д. Для обеспечения нормальной работоспособности ТО параметры, характеризующие функциональные свойства компонентов и связей, должны иметь значения, соответствующие требованиям ближайшей 7. Принципы строения и закономерности развития технических систем 13? НС. Если функционирование ТО отвечает требованиям НС, то можно утверждать, что функция выполняется адекватно. У ТО, разработанного в виде проекта на уровне технического или конструкторского решения или уже существующего в металле, фактические функциональные параметры, как правило, отличаются от требуемых.

Это отличие может приводить к тому, что функция компонентов или связей выполняется либо недостаточно, либо избыточно. Уровень выполнения функции (ТС в целом и ее компонентами) характеризует степень соответствия фактических значений параметров требуемым. Оценка этой степени соответствия может быть качественная и количественная. В любой ТС недопустима не только недостаточность выполняемой функции, но и ее избыточность. О последнем условии часто забывают при создании различных объектов. Избыточность функции, выполняемой компонентом системы, это нс только лишние затраты, но и неэффективная работа других компонентов системы и снижение эффективности выполнения ГПФ.

Поэтому при создании ТО стремятся не допускать функциональной избыточности, например, нам не нужен слишком острый столовый нож, слишком яркая настольная лампа, слишком сильная вентиляция и т. д. В ТО часто встречается избыточная прочность, долговечность (продукция устаревает «морально», но все еще работоспособна). В социотехнических системах функциональная избыточность может выражаться, например, в дублировании функций различными подразделениями, что приводит к безответственности. Или если руководитель дает задачу подразделению и указывает в каком направлении искать решение, то он тем самым сужает область поиска возможных решений и формирует у исполнителя ВПИ.

Иногда в техническое решение могут изначально закладываться избыточном связи, например, жесткая печатная плата устанавливается в корпус и закрепляется в четырех точках. Для того чтобы определить ее положение относительно корпуса достаточно трех точек. Избыточность точек крепления может приводить к нежелательным явлениям: например, из-за производственных погрешностей четвертая точка не попадает в плоскость крепления — возникают монтажные напряжения, при неравномерном нагреве корпуса или его деформации по другим причинам он будет создавать изгибные напряжения в плате.

Пример 7.3. Схемы базирования заготовок. При разработке схемы базирования заготовок для их обработки иа станках руководствуются правилом шести точек. В общем случае для определения тела в нространстве необходимо задать шесть координат: три — линейных и три — угловых.

Число координат, необходимых лля определения положения тела в пространстве, называется степенями свободы. При базировании заготовок лишние связи накладывать нельзя. Наложение лишних связей приводит либо к неопределенному или иеус- Раздел 2. Приемы н методы решения техннчесхнх задач 138 тойчивому положению заготовки при ее закреплении, либо к появлению сил, которые нежелательным образом деформируют заготовку при ее закреплении или приводят к заклиниванию деталей в подвижных соединениях приспособления. При изготовлении заготовки и приспособления (рис.

7.4, а) невозможно обеспечить перпендикулярность поверхностей А и В приспособления и поверхностей А' и В' заготовки. При закреплении заготовки это может привести к возникновению опрокидывающего момента и, следовательно, к нечеткой фиксации заготовки по базирующим поверхностям. В схеме базирования, показанной на рис. 7.4, а, наложены лишние связи.

Характеристики

Список файлов книги