А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 49
Текст из файла (страница 49)
К надснстеме относятся: самолет, воздух, бетонное покрытие, Конфликтующая пара: колесо самолета и бетонное покрытие. Посадочная скорость самолета большая. В момент касания бетонного покрытия колесо неподвижно. Вследствие большого момента инерции оно не может мгновенно раскрутиться и какое-то время скользит. В это время происходит значительное истирание покрышки. Износа покрышки не будет, если нижняя точка колеса будет иметь такую же скорость, что и самолет, но в противоположном направле- Раздел 2.
Приемы и методы решения технических задач 21б нии. Следовательно, нужно устройство для раскручивания колеса, но такое, которое не усложняло бы систему, чтобы его масса, габариты и энергоемкость стремились к нулю. Например, ставить на каждое колесо двигатель для его раскручивания недопустимо, — это значительно усложняет конструкцию, увеличивает ее вес. ОП. Если на шасси установить специальное устройство для раскручивания колеса, то это усложнит систему, но устранит нежелательное явление — износ покрышки.
ПП. Устройство для раскручивания колеса должно быть. И его быть не должно, чтобы не услозкнять систему и не увеличивать ее массу. ОЗ. Колесо, покрытие взлетно-посадочной полосы (ВПП), ОВ— момент касания колесом ВПП и время, когда самолет идет на посадку.
Следуя принципу идеальности нужно при минимальных усложнениях в системе обеспечить требуемое свойство. Необходимо попытаться использовать имеющиеся ресурсы в рассматриваемой ТС или НС, найти энергию и способ ее исполыювання для, преобразования в механическое движение, — вращение колеса. Здесь целесообразно сформулировать ИКР. ИКР. Колесо само раскручивается до встречи с бетонным покрытием. Самолет идет на посадку с большой скоростью, торможение происходит за счет аэродинамических сил.
Таким образом имеется бесплатная энергия — скоростной напор воздушной среды (рис. 8.15, а). Как его можно использовать для раскручивания колеса? Стойка шасси зз— 2 Рис. 8.15. Эскиз к примеру 8.16 (а) и возможные решения: введение в ТС компонента (б) и изменение формы пднпзс из компонентов ТС (в) Если свободно подвешенное на оси колесо находится в воздушном потоке, то из-за симметричности обтекания, оно вращаться не будет. ПП. Колесо должно вращаться, чтобы в момент касания оно не скользило по бетону, и оно не будет вращаться, так как нет условий для возникновения крутяи1его момента.
Следовательно, нужно создать крутязций момент, сделать так, чтобы сумма аэродинамических сил, действующая на нижнюю часть колеса, была больше, чем на верхнюю часть. Выберем изменяемый элемент. Очевидно, что он должен быть на самолете. Это может быть либо элемент рассматриваемой системы, т. е. колесо, либо ближайшей НС, в которую входит колесо, т. е. шасси. 217 3. Противоречия при решении технических задач В ТС вводится еще один компонент — на стойке шасси можно закрепить крыло, которое сделает несимметричным обтекание колеса воздушным потоком (см.
рис. 8.15, 6). Изменение системных свойств ТО можно достигнуть также за счет трансформации формы имеющегося компонента. Для согласования скоростей вращения колес и скорости полета самолета Французский изобретатель Х. Оливье предложил на боковой поверхности колес установить лопатки, которые позволяют раскрутить колеса под действием набегающего воздушного потока (см.
рис. 8.15, в). Вопросы для самопроверки 1. Чем отличаются ОП от ПП? 2. Что дает построение цепочки причинно-следственных связей при анализе ОП? 3. В чем заключается ПП, какую оно имеет структуру? 4. Из каких соображений определяется способ разрешения ПП? б. Что является источником ПП? б.
Перечислите способы разрешения ПП? 9. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ ТО в целом Компонентов ТС Связей Определение функций относительно: Обеспечивающие конструктивную целостность ТО Отрюкаюшис функционирование ТО Функциональньш анализ технических систем Виды функций по отношению к ГПФ Главная полезная Основные Вспомогательные Дополнительные Оценка уровня выполнения Модели функционально- структурного анализа 1. Адекватно 2.
Недостаточно 3. Избыточно Потоковая функциональная схема Конструктивная функциональная схема Иерархическая схема Рис. 9Л. Аспекты рассмотрения и подходы функционального анализа Функциональный анализ является наиболее общим и универсальным подходом к решению различных задач. Как метод исследования ТС он может проводиться в различных аспектах, предполагает использование различных моделей и подходов (рис. 9.1). Функциональный анализ может применяться на различных этапах создания ТС (рис. 9.2).
Создание любого ТО начинается с анализа потребностей и формулирования функций, которые он должен выполнить, чтобы удовлетворить эти потребности. На начальном этапе создания ТО вместе с формулированием потребности составляют перечень функциональных требований, обеспечивающих удовлетворение этой потребности. 9. Функциональный анализ технических объектов 219 Синтез ТР Рис. 9ЗЬ Основные этапы создания ТО Сформулированные функции являются составной частью технического задания для разработки ТО, поэтому на этом этапе важно понять: 1) какие функции требуется реализовать; 2) необходимы ли все эти функции или часть из них; 3) можно ли передать эти функции или часть из них в НС. Когда ТО создан в виде определенных моделей, например, синтезированы ФПД, разработана его структурная схема и получено техническое решение (см. рис. 5.1), разработаны чертежи, технологический процесс, то очень важно оценить насколько удачным оказалось решение.
Тогда целью функционального анализа является проверка полученных решений на соответствие принципам строения и функционирования ТС и закономерностям их развития, и, прежде всего, с позиции принципа соответствия 4ункции и структуры. Аналогичная задача ставится и в том случае, если имеется прототип. Функциональный подход позволяет выявить его основные недостатки и поставить задачи по его совершенствованию. Функциональный подход предусматривает анализ функций как ТО в целом, так и его компонентов и связей (см. рис. 5.11). ТО создается для удовлетворения определенных потребностей. Для этого он должен выполнять определенные функции.
Это может быть одна функция или несколько. Если функций несколько, то они могут быть независимы или взаимно дополнять друг друга. Например, карандаш — оставлять след на бумаге. Если он имеет ластик для стирания, то это вторая его функция, если — яркий колпачок, используемый в качестве указки, то это третья функция, если зажим для закрепления его, например, в кармане, то это четвертая функция. ТО может выполнять несколько взаимно дополняющих функций.
Например, телевизор — преобразует электромагнитные волны в изображение и звук, и позволяет осуществлять выбор принимаемых программ. ГПФ реализуется через РО, взаимодействующий с объектом, на который направлено его действие. РО может выполнить свои функции, Раздел 2. Приема~ и методы решения технических задач 220 ннтельные функции Вспомогательные функции первого ранга ! ~ ~~ Вспомогательные функ — — —:Л дополнительные функции ции второго ранга рнс.
9З. Иерархическое представление связей функций ТО Для качественной работы ТС в нее могут быть введены во помогательные функции, которые обеспечивают выполнение ОФ. Например, выработка сигнала (команды) для реализации ОФ (измерители-преобразователи), коммутация (штепсельные разъемы); преобразование свойств веществ или полей (температуры, давления, положения) в электрические сигналы, необходимые для работы основных компонентов; согласование работы основных функциональных компонентов.
Для качественного выполнения основных и вспомогательных функций могут вводиться дополнительные функции. Дополнительные функции, совместно с главной, обеспечивают потребительные свойства ТО, улучшают выполнение его функций в если к нему подводится энергия и управление, т. е. в общем случае, рабочий орган может успешно функционировать, если его работу обеспечивают основные компоненты ТС: ПЭ, ОУ, Тр, которые выполняют основные функции (ОФ), разумеется, если ТС полная (см.
рис. 5.5). Если этих компонентов в ТС нет, то их функцию выполняют компоненты НС. Для обеспечения функционирования РО нужно организовать выполнение ОФ: преобразования энергии, формирования сигналов управления и передачи веществ и энергий к РО. Таким образом, ОФ обеспечивают выполнение ГПФ и подчинены ей (рис. 9.3). 9. Функциональный анализ технических обьектов 221 целом или его компонентов, расширяют область его применения. Общим признаком дополнительных функций является повышение качества выполнения функции, улучшение условий работы соответствующего функционального компонента.
К дополнительным функциям относятся: измерение параметров (температуры, давления, положения) для контроля протекающих процессов; обеспечение безопасности человека (защитные устройства): защита устройства от перегрузок (предохранители); предупреждение самоотвинчивания резьбовых соединений (например, шайбы Гровера); повышение устойчивости работы устройства (отрицательная обратная связь); обеспечение технологичности конструкции, обслуживания ТО, например, возможности подналадки и регулировки режимов работы устройства (подстроечные конденсаторы, технологические компенсаторы при выполнении сборочных работ, технологические стыки и разъемы); диагностика работы устройства (индикаторы).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
