А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Это наиболее эффективное средство повышения живучести и защиты самолетов было известно также под названием "активной брони'*. Обладая значительно меньшим весом, в сравнении с гомогенной системой защиты бронированием, экранная броня при таком же пределе «тыльной" прочности обеспечивала надежную защиту экипажа боевых самолетов в зоне большей насыщенности о~нем противника» (961. Пример 7.26. Проте>пироваииые баки. Для повышения боевой живучести самолетов на топливные баки из алюминиевых сплавов устанавливали протектор из резины. В простреленном цротектированном баке резина набухала в бензине, и отверстие затягивалось (961.
Следует еще раз подчеркнуть, что объединение ТС, как правило, приводит к появлению синергетического эффекта. Процессы развертывания и свертывания органически переплетаются при совершенствовании ТО, подчиняясь главной цели — повышению потребительной стоимости ТО. Пример 7.27. Развертывание фрезерного станка. На рис. 7.31 показана схема развития фрезерного станка. Необходимо отметить, что это развитие сопровождалось расширением технологических возможностей: точности обработки, увеличением числа одновременно управляемых координат в оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ); повышением производительности труда. Ось вращения шпинделя вертикально-фрезерного станка расположена вертикально и перпендикулярно плоскости стола.
Одним из первых усовершенствований вертикально-фрезерного станка было устройство поворота шпинделя — линия динамизации. Это увеличило его технологические возможности. Оснащение фрезерною станка электромеханическими и гидрокопировальными устройствами существенно повысило точность и производительность обработки — развертывание ТС. большим прогрессом было осна>цение фрезерного станка числовым программным управлением (ЧПУ). Это можно рассматривать как образование бисистемь> с переходом на новый принцип управления.
Оно, в свою очередь, привело к созданию автоматизированных систем подготовки управляющих программ для оборудования с ЧПУ. Импульсы, записанные на магнитной ленте, считывались магнитной головкой, усиливались и поступали на шаговый электродвигатель (ШД). Но требования к приводу стола фрезерного станка таковы, что он должен создавать большие усилия и небольшую скорость перемещения. Если сделать ШД, создающим большой крутящий момент, то он получится громоздким„тяжелым, а это уменьшит его быстроходность — он потеряет точность при отработке команд. Поэтому ШД сделали бь>строходным, лег- 7. Принципы строения н закономерности развития технических систем 17Я Развертывание с переходом па другой принцип действия Устройство подготовки управляющей программы ФС с числовым программным управлением (ЧПУ); ФС + привод ЧПУ+ магнитофон з- магнитная лента Развертывание с переходом на другой принцип Швговый двигатель (ШД) + гндроуснлнзель (ГУ) Устройство подготовки управляющей программы + ФС + (ГУ + ШД) + Дешнфрвтор ч — перфолента Магазин инструментов Устройство подготовки управляющей программы ФС + (ГУ + ШД) ч- Дешифратор с — перфолента Свертывание 77ереход на другой принцип действия Рнс.
7.31. Схема развития ТС для фрезерной обработки ким, но он не напрямую управлял перемешением стола, а через гидро- мотор. Станок оснастили емкостью с маслом (порядка 100 л) и мошным гидромотором. Габариты станка резко увеличились (развергыввниев. Затем на смену ШД, работаюшему совместно с гидроусилителем, пришел высокомоментный электродвигатель (свертывание части системы). Новый принцип управления потребовал введения в систему датчиков обратной связи.
Система управления с ШД была разомкнутой. Свертывание системы в одном месте привело к развертыванию ее в другом месте. Аналоговая форма записи программы (нмпульськ записанные на магнитной ленте) была заменена кодированной, записанной на перфоленте. Это привело к тому, что в системе управления станка появился дешифратор (развертывание). Раздел 2. Приемы и методы решения технических задач зво Затем к станку добавили магазин инструментов (развертывание), позволяющий существенно увеличить технологические возможности оборудования и повысить производительность обработки. Развитие вычислительной техники привело к усложнению аппаратуры управления станком. Управляющая программа стала храниться непосредственно в ЭВМ станка, что позволило существенно сократить время ее отладки.
Следующий этап развертывания связан с созданием гибких автоматических переналаживаемых линий, включающих несколько станков с ЧПУ и центральную ЭВМ, которая решает также и задачи планирования, обеспечивая полную загрузку всех рабочих мест. Весьма эффективные решения были получены объединением ТС с биологическими объектамн. Пример 728. Люцерна. В Чехословакии над газопроводом высаживают люцерну. При воздействии даже малейшего количества газа люцерна меняет свой цвет. С вертолета делают снимки посевов и определяют место утечки [21[. Пример 7.29.
Грифы определяют места утечки газа. В США утечку газа из труб газопровода выявляют с помощью грифов. В природный газ добавляют химическое вещество с запахом тухлого мяса. Грифы, питающиеся падалью, начинают кружиться над местом утечки.
Пример 7.30. Муха в качестве индикатора рудничного газа. Для улавливания рудничного газа в шахтах создана биоавтоматическая система, в которой работу основного блока выполняет живая муха. К ее головным ганглиям присоединены микроэлектролы от осциллографа. Даже от незначительного присутствия в воздухе ядовитого газа в нервных узлах мухи возникают характерные импульсы, которые передаются на экран осциллографа [94[. Пример 7.31. Микробы съедают краску с банок. Получен штамм микробов, съедающих краску с пустых алюминиевых банок. На это уходит примерно 30 мин. Затем чистый алюминий отправляют в переплавку. Применение бактерий заменит существующие технологии, при которых краску удаляют сжиганием (при этом сгорает 15 % металла и загрязняется воздух) или отмывают органическими растворителями, что вредно для здоровья.
Пример 7.32. Бактерии участвуют в добыче металлов. В бедных металлургических выработках в специальных отстойниках разводят колонию тионовых бактерий, переводящих медь в раствор. Раствор, насыщенный бактериями, закачивают в пробуренные скважины и затем поднимают на поверхность. Простой химической обработкой из раствора получают чистую медь. Аналогично используют серобактерии, железобактерии. С помощью литотрофных бактерий в США получают 10 % от общего объема всей производимой в стране меди [21, 33[. 7. Принципы строения и закономерности развития технических систем 181 Таким образом, динамизация, свертывание — развертывание, переход на другой принцип действия — все это отдельные аспекты, характеризующие сложный процесс развития ТС. 7.3.б. Закономерность взаамасвязаннога и неравномерного разватая Суть этой закономерности заключается в том, что прогресс одной отрасли техники (или определенного класса ТО) способствует развитию других отраслей (или классов ТО), он является стимулом для внедрения научных и технических достижений, полученных в других отраслях.
Например, потребность в материалах со специальными свойствами привела к созданию композитных материалов, а это, в свою очередь, потребовало разработки технологии производства: теории, методов и технологического оснащения изготовления конструкций из композитных материалов, разработки методов и средств кон гроля их качества. Создание и развитие вычислительной техники, первоначально предназначенной для автоматизации вычислительных работ, привело к развитию новой отрасли науки — информатики, к созданию новых принципов хранения, обработки и обмена информацией, организации средств связи, развитию новых видов технологического оборудования с числовым программным управлением и т.
д. Пример 7.33. Производство кольчугалюмяиия. В 1922 г. в России началось освоение производства листов, лент, прутков, проволоки из отечественного сплава, получившего название кольчугалюминия (см. пример 3.1). Первые годы заводы работали на импортном сырье, покупая чушки и слитки в Германии. Нужно было найти сырье внутри страны.
С пуском в эксплуатацию Волховской и Днепровской гидростанций появилась электроэнергия, необходимая для выработки алюминия. Была создана металлургическая промышленность алюминиевых сплавов, без которой невозможно было развивать авиационную технику. Достижения одной отрасли техники постепенно начинают использоваться в других отраслях. Технические устройства, созданные для выполнения определенных функций, начинают находить применение в различных областях. Расширяется область применения материализованных принципов действия.
Созданные в одной области принципы, методы, ФПД и устройства со временем находят применение в ТО других областей. Например, ультразвуковые колебания нашли широкое применение в гидролокации морского дна, поиске косяков рыб, диагностике материалов, в том числе и живых тканей, сварке, очистке изделий, в лечебной практике и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
