А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 52
Текст из файла (страница 52)
3. Для каждой функции постараться найти НЭ, факторы расплаты, проанализировать, не связаны ли они с избыточностью выполняемых Функций. 4. Рассмотреть возможность структурной перестройки рассматриваемой ТС, возможности перераспределения функций между компонентами. Оценить сколько функций выполняет каждый компонент. Можно ли часть из них упразднить или передать другим компонентам? Продумать каким.
Можно ли объединить несколько функций, выполняемых смежными компонентами, в одном компоненте? Объединение нескольких функций в одном компоненте соответствует направлению универсализации, а разделение функций — специализации, которые были рассмотрены как приемы повышения степени идеальности технических объектов в подразд. 7.1.2. Попытаться упразднить какую-либо функцию. Это приведет к тому, что упразднятся и НЭ, которые связаны с выполнением этой функции.
230 Раздел 2. Приемы и методы решения технических задач Причем, чем ближе упраздняемая функция к ГПФ, т. е. выше ее ранг и она расположена левее на диаграмме Исикавы — Сибирякова (см. рис. 9.5), тем выше эффективность удаления этой функции, так как вместе с ней упраздняются и вспомогательные функции, расположенные правее. А вместе с ними пропадают и НЭ, которые они порождают. Таким образом, в первую очередь целесообразно рассмотреть возможность упразднения функций более высокого ранга. Можно попытаться передать выполнение функции в НС.
При удалении функции изменяется структура ТС, следовательно, и ее системные свойства. 5. Сформулировать противоречия и наметить способ их разрешения (см. разд. 8.4). Рассмотреть возможность применения другого ФПД для выполнения функции. Рассмотреть возможность полезного использования НЭ (прием — ибратить вред в пользу), Приведенные рекомендации основаны на приемах повышения степени идеальности ТО (см. разд. 7.1) и использовании приемов изменения системных свойств ТО (см. рис. б.26). Однако следует отметить, что изменение системных свойств может проявиться как в положительном плане (улучшится выполнение полезных функций, могут снизиться или совсем пропасть нежелательные эффекты), так и в отрицательном (могут появиться другие НЭ).
Поэтому проведение каждого из этих мероприятий должно сопровождаться системным анализом и, в первую очередь, поиском НЭ, которые могут возникнуть от этих мероприятий. Все предлагаемые варианты решений нужно оценить как на появление дополнительных положительных, так и нежелательных эффектов.
Результаты проведенного анализа целесообразно записать (например, в виде таблицы), и посмотреть, как изменится функциональная схема ТО. Пример 9.1. Построение зрункннональной структуры втулки. Рассмотрим втулку, в которую устанавливается ведомая шестерня (рис. 9.6). А Ведомая шестерня д А 1 3 Масло А Рис. 9.б. Конструктивная схема работы втулки для ведомой шестерни: а — сборка;  — эскиз втулки; А,  — отверстия; С, Д вЂ” канавки для прохода масла 9. Функциональный анализ технических объектов 231 Чтобы понять функции втулки нужно рассмотреть не только ее функциональные компоненты, но и ее связи с НС, т.
е. корпусом, в который она установлена, и шестерней, которую она удерживает. Для лучшего понимания схемы взаимосвязи функций, выполняемых компонентами рассматриваемой ТС, в модели связи функций (рис. 9.7) отражены функциональные компоненты. Следует отметить, что в качестве функциональных компонентов могут быть не только детали, но и узлы, а также отдельные конструктивные элементы деталей. Фз Определит щссглсрни в Фзз Прону цивина поверх ~восприним ГПФ 'У ( Удерживать ягестерню в ,' звдвниом положении, воспринимать от нее осевые и радназьные ~ г усилия н позволять ей вращаться ь! щ ~ — — — — — — — — — — — — з ~в Фзг Пропустить масло к ! отверстию А прн озможном смещении осей отверстий в корпусе В и втулке Канавка С Фз ~Позводяз (вращать зз Пропустить масло к ~ торцевой поверхности ~ трения Канавка Д Осевой зазор в соединении Рис.
9.7. Схема взаимосвязи Функций втулки ведомой шестерни Для упрошения модели, представленной на рис. 9.7, НЭ сведены в табл. 9.2. В табличную модель можно ввести еше один раздел — мероприятия по устранению НЭ. Иерархическая модель связи функций удобна тем, что позволяет более четко видеть взаимосвязь функций и, тем самым, хорошо представлять себе последствия возможных направлений изменения ТО с целью его совершенствования. Из этой схемы следует, что если найдется способ избавиться от одной из основных или вспомогательных функций высокого ранга, то тем самым пропадает вся цепочка функций справа от упраздненной функции.
Например, втулка, выполненная из пористого материала, позволит: не выполнять часть конструктивных элементов втулки, саму втулку установить в корпус на резьбе, тогда появится возможность регулировки зазора в шестеренчатом соединении, как при начальной сборке, так и по мере износа торцевой части шестерни или самой втулки. Можно снизить износ за счет локального упрочнения сопрягаемых поверхностей. Раздел 2. Приемы и методы решения технических задач 232 Табличи 9. 2 Табличная модель к примеру 9.! 1 Ранг , 'Уровень функции; выполнения Функция Компонент НЭ Трение, неравномернын износ приводит к увеличению зазора в зубчатом соелинении Основная Избыточ- Цилиндрн- Фы — опрелеляет ' Цилиндри- положение оси ческая Х вЂ” Х втулки в про- часть на- странстве относи- ружная тельно корпуса Фт — определяет , ,'Фланец положение шестер- ки вдоль оси Х вЂ” Х. Воспринимает осевые усилия ный** личению зазора в зубчатом соАлекватный единении Зазор в соединении приводит к дополнительному зазору в со- единении шестерен ~ Фз — позволяет ~ Цили екватныи ращаться ческая часть в ренняя пускает Отверстие А аерхно- пускает ' Канавка С верстию озможном осей от- Вспомо- Адекватный ! гательная орпусе е (А) Вспомо- Алекватгательная ~ ный "* Увеличивает толщину фланца пускает Канавка Д верхно- ия: флансц, фланец * Для ориентации шестерни достаточно двух поясков.
'* Базирование по плоскости определяет три координаты, а нужна только одна— положение вдоль оси Х вЂ” Х. "*" Можно усилить подачу масла в верхнюю часть, выполнив спиршгьные канавки на цилиндрической части шестерни. **"' Можно усилить функцию, используя центробежные силы, например, выполнить спиральную канавку на торцевой части шестерни, прилегающей к втулке. Можно усилить функцию, выполнив спиральную канавку на цилиндрической части шестерни. — определяет жение оси Хшестерии в транстве и ринимает раьные усилия Вспомо- , 'Адекватный; Высокая точность диаметра. Выгательная ~ 'сокие требования по соосности с внутренней цилиндрической поверхностью Основная ' Избыточ- , ,'Трение; износ приводит к уве Основная; Недостаточ- Действие локально, а нужно по (Тр) , 'ный ~ всей поверхности трения Снижается прочность втулки, ~ увеличивается гидравлическое сопротивление ) к. Функциональный анализ технических объектов 233 Таким образом, иерархическая модель ориентирует на функционально-ценностный аспект анализа, в котором используются такие категории мышления как: выполняемая функция, нежелательные эффекты, системный эффект и приемы, направленные на повышение степени идеальности ТО (объединение-разделение, упразднение функций).
Все это активизирует мышление на поиск других возможных вариантов решения задачи. 9.Ек. Предметны йподход Пример 9.2. Процесс образования отверстия е помощью пненмодрелн. Рассмотрим ПФС процесса образования отверстия с помощью пневмодрелн (рис. 9.8). Эвристическая полезность этой модели связана с использованием операции обобщающей абстракции. 1 1 Сжатый воздух 1 Компоненты НС Пневмомотор — 3 Редуктор — М Патрон Рнс. 9.8. Потоковая Функциональная схема процесса сверления отверстия пнсвмодрслью Как было отмечено, при предметном подходе в вершинах графа располагаются конструктивные компоненты ТО, которые вьщеляются из ТС по функциональному признаку, а не функции как в иерархической модели (см. рис.
9.5). При создании ТО, функционирование которых основано на преобразовании потоков веществ, информации и энергии (относящихся ко второй группе, см. подразд, 7.2.2) важной задачей является формирование ФПД каждого преобразователя. Поэтому для таких ТО весьма полезной может быть модель, предложенная А. И.
Половинкиным 190], которую он назвал потоковой функциональной схемой (ПФС). В этой модели отражается последовательность выполняемых физических операций по преобразованию потоков веществ, сигналов и полей, временная подчиненность выполняемых функций (действий). Обобщенную схему ТО, состоящего из ПЭ, Тр, ОУ и РО (рис. 5.б), можно рассматривать как ПФС. Ее применение также предусматривает анализ адекватности выполняемых функций и использование приемов, направленных на улучшение выполнения техническим объектом ГПФ, предложенных в подразд.
9.2П. Однако прежде всего эта модель акцентирует внимание на том, какая физическая операция выполняется рассматриваемым функциональным компонентом и каким ФПД можно реализовать эту операцию. Раздел 2. Приемы и методы решения технических задач 234 Сначала для конкретного объекта (прототипа) выделяются функциональные компоненты, затем разрабатывается ПФС в виде графа.
Вершинами графа являются функциональные компонентьп а также вещества и поля, которые поступают на вход анализируемого ТО. Дуги графа показывают направление преобразований веществ и полей. На них можно обозначить фазовые переменные. Затем для каждого функционального компонента применяется операция обобщающей абстракции — дается обобщенное наименование выполняемой операции (рис. 9,9). С::::Л Заготовка ! Компоненты НС 1[ в Ч а Преобразование Усиление крутящего Передача крутящего Вращение энергии момента момента инструменту инструмента Рис. 9.9. Обобщенная потоковая функциональная схема образования отверстия При переходе от конкретной (см.
рис. 9.8) к обобщенной ПФС (см. рис. 9.9) происходит переключение с предметного на операционный подход. Это позволяет наметить область возможных решений по использованию других физических принципов действия для выполнения физических операций. Например, другой внд энергии, другую схему редуктора, другое приспособление для закрепления инструмента и, наконец, другой принцип действия инструмента, например, вместо резания — пробивать отверстие или применить электрофизические процессы. Применение обобщающего наименования, например, Обобшвюшве наименование т Компонент ~ Пружина, конденсатор, слапый воздух Напряжение электрического тока ~ Накопитель потенциальной энергии '.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
