А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Отличительным признаком вспомогательных функций является то, что без выполнения этих функций не может выполняться главная функция, а если не выполняется дополнительная функция, то ГПФ может выполняться, но качество будет низкое. Например, гашение вибраций при обработке резанием (виброгасители) способствует повышению качества получаемой поверхности. Токарные станки-автоматы снабжаются стружколомателями, иначе для удаления сливной стружки необходимо присутствие токаря. Смазочно-охлаждающая жидкость снижает трение при обработке резанием и обеспечивает требуемый тепловой режим при обработке. Следует отметить, что деление функций на вспомогательные и дополнительные в некоторых случаях может иметь весьма условный характер.
Это деление носит чисто методический характер. Многие компоненты могут одновременно выполнять и те, и другие функции. При проектировании к этому всегда стремятся. Например, стараются совместить конструктивные стыки с технологическими. Но иногда приходиться делать специальные разъемы для выполнения регулировочных или ремонтных работ при эксплуатации. Например, сильфоны в трубопроводах выполняют две функции: вспомогательную — для уменьшения внутренних напряжений при неравномерном нагреве при эксплуатации, и одновременно дополнительную — для снижения монтажных напряжений при сборке (снижаются требования к точности увязки размеров). Наглядным примером дополнительной функции служит резистивная мозаика в тонкопленочной микроэлектронике, которая позволяет подобрать требуемое значение сопротивления.
На подложке микросхемы создают набор пленочных резисторов разного номинала, а распаивают в схему только отдельные участки (рис. 9.4, б). Возможно также создание бисистемы, когда к основному резистору добавляется шунти- Раздел 2. Приемы и методы решения технических задач 222 Рез Шунтирующий зистор одтоночный) Перемычка Основной резистор Рис.
9.4. Виды резисторов: а — ооычный резистор; б — подстроечный резистор; а — биснстема рующий (рис. 9.4, и), в котором для увеличения сопротивления выполняют резы, осуществляя подгонку. Таким образом, основные и вспомогательные функции образуют некоторую иерархию, подчинение, которое можно представить в виде граф-дерева (см. рис. 9.3). Дополнительные функции подчинены тем функциям, работу которых они улучшают.
Ранг вспомогательных функций определяет ее место в иерархии функций, обеспечивающих выполнение главной функции. Чем ближе рассматриваемая функция к ГПФ, тем выше ее ранг. Вспомогательные функции первого ранга обеспечивают выполнение основной, вспомогательные функции второго ранга — выполнение вспомогательных функций первого ранга и т.
д. Дополнительных, основных и вспомогательных функций может быть несколько. 9.1. Формулирование функций Функцию ТО можно рассматривать, с одной стороны, как его предназначение и, с другой, — как некоторое действие, совершаемое им, и которое определяет его полезность, его потребительные свойства. Например, функция ножа — резать твердый материал.
Он может выполнять эту функцию, если обладает определенными свойствами, например, он острый и по своим размерам соответствует обрабатываемому объекту. Функционирование ТО заключается в выполнении некоторых операций по преобразованию веществ и полей для обнаружения, измерения или изменения других каких-либо объектов, например: электродвигатель — преобразует электрическую энергию в механическое движение; кронштейн — передает нагрузку от некоторого компонента на несущую часть конструкции, смазка снижает силу трения в подвижном соединении деталей, тензодатчик — преобразует деформацию конструкции в электрический сигнал. 9. Функциональный анализ технических объектов Как уже отмечалось, при формулировании функций в зависимости от того, какую задачу предполагают решать можно ставить две цели: 1) сформулировать задание для создания нового ТО.
Это подготовительный этап для определения возможных физических операций и синтеза возможных вариантов ФПД проектируемого ТО; 2) провести функциональный анализ уже разработанного ТО, чтобы выявить его недостатки и улучшить. В обоих случаях для того, чтобы определить функцию ТО, нужно ответить на вопрос: «Какую операцию он выполняет или должен выполнять?»и Поэтому в формулировке функции нужно указать производимое действие, объект, на который направлено это действие и обстоятельства, при которых это действие происходит (или должно выполняться): <Действие> <Объект функции> <Обстоятельства> <Действие> — глагол в неопределенной форме, прямого действия; <Объект функции> — предмет, на который направлено действие; <Обстоятельства> — пространственно-временная и вещественно-полевая характеристики условий, в которых должно выполняться действие. Например, измерять температуру твердого тела в диапазоне от — 50 до +50 'С.
Защитить от вибрации радиоэлектронный блок в диапазоне частот от 20 до 1000 Гц и перегрузке, изменяющейся по линейному закону от 5 до 20е. В формулировке функции содержится задание для разработки объекта. Поэтому важно чтобы это задание, с одной стороны, было настолько конкретным, чтобы было понятно в каком направлении искать решение и какие средства (ресурсы) для этого можно привлечь. С другой стороны, важно, чтобы эта формулировка не сужала область поиска и не создавала ВПИ. Поэтому в формулировке функции не должно быть даже намека на возможный принцип действия создаваемого устройства и, тем более на возможное техническое или конструкторско-технологическое решение. Д е й с т в и е можно сформулировать двумя способами: либо применить глагол, либо использовать оттлагольное существительное (табл.
9.1). При использовании глагольной формы действие должно выражаться глаголом прямого действия, который конкретизирует задачу. Глаголы непрямого действия, например, улучшить, исключить, добиться, обеспечить„предотвратить и т. д. не дают, как правило, четкости в формулировке задачи. Поэтому их употреблять не рекомендуется. Форма с использованием отглагольного существительного описывает предназначение объекта, и в ряде случаев оказывается более естественной. раздел 2. Приемы и методы решения технических задач ггй таблица Я ь Две формы оиисавия фуикнии техиическонг устройства летел»пал форма — действие форме с иснольюеанием отглагольного сушестеительного— предназначение Техническое Г усгройстио Измерение положения объекта меряет положение объекта роводит магнитный поток атчик Понижение напряжения переменного элек- трического тока рансформа- ор онижает напряжение пере- нного электрического тока нцерлечник Проведение магнитного потока Объект функции может выражаться либо конкретным понятием, обозначающим материальный объект, например, некоторое вещество, которое нужно изменить или обнаружить: формовать деталь, перемешивать раствор, фиксировать механизм в заданном положении (защелка), обнаруживать наличие окиси углерода в некоторой среде и т.
д., либо абстрактнььи понятием, обозначающим некоторые простые свойства вещества, поля или процессов, в которых нужно что-то обнаружить, измерить или изменить, преобразовать. Например, измерять температуру среды, перекрывать поток жидкости, регулировать расход газа и т. д. Процесс проверки герметичности — определить места (полевая характеристика) и величину утечки среды (параметр). Свойство должно быть простым и характеризоваться одним параметром. В формулировке функции нельзя использовать наименования свойств, которые характеризуются несколькими простыми, например, повысить надежность, экономичность, качество, Надежность — это комплексный показатель, который характеризуется частными показателями: долговечностью, безотказностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью. Поэтому в формулировке: еповысить надежность...» непонятно, о чем идет речь.
Понятие чэкономичность» очень широкое, его нужно раскрыть, например, экономическая эффективность, топливная эффективность. Часто объект должен выполнять не одну, а несколько функций. И если хотя бы одну из них он не выполняет, то пропадает полезность этого объекта. Несколько функций могут быть связанными или находиться в отношении подчинения. В формулировке ГПФ нужно указывать все необходимые связанные функции. Например, обратный клапан — пропускать рабочую среду в одном направлении и не пропускать в другом; подъемный кран— поднимать и перемещать груз; кондукторная втулка — определять положение инструмента (сверла) относительно установочных баэ приспособления и направлять его движение в процессе обработки.
Если ТО должен выполнять несколько функций, то необходимо проверить не находятся ли они в отношении подчинения. Подчиненная функция отражает дополнительное требование. Это не означает, что оно менее важно. Без выполнения этой функции могут про- 9. Функциональный анализ технических объектов 225 пасть потребительные свойства ТО. Просто подчиненная функция может быть выполнена только после того, как выполнена подчиняющая. Например, рама велосипеда — удерживать детали и сборочные единицы в заданном взаимном положении (Фз), и сохранять это положение при воздействии на него нагрузок, т. е. обеспечивать жесткость конструкции (Ф2). Функция Фз является подчиненной по отношению к функции Фь Ф2 — это дополнительное требование. В случае подчинения функций нужно давать формулировку только подчиняющей функции. Подчиненная функция будет относиться к вспомогательной функции.
Например, станочное приспособление: определяет положение заготовки на станке (Ф~), удерживает заготовку в заданном положении (Ф2) и воспринимает сильс резания (Фз). Функции Ф2 и Фз являются подчиненными по отношению к Фь А требование иметь высокую жесткость, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
