Евсюков С.А. - Учебник - Теории решения изобретательских задач (1249577), страница 27
Текст из файла (страница 27)
Частичность действия может состоять в том, что внутренние части отливки не очищаютвовсе. А может быть, песок подавать не по всему сечению струи гидромонитора? Или не повсей ее длине?Избыточность действия? необходимость последующей обработки на станках всейповерхности отливки. В этом случае можно не проводить предварительной очистки.№ 30. Сопло гидромонитора надо чем?то защищать от абразивного воздействия песка.
Этоможно сделать, пуская вдоль поверхности сопла тонкую пленку чистой (без песка) воды.А.с. № 569388. Способ очистки отливок, включающий подачу на очищаемую поверхностьструи воды под высоким давлением, отличающийся тем, что с целью уменьшения износасопел гидромонитора перед подачей струи отливки помещают в ванну с водой и песком.То есть предлагается подавать монитором чистую воду, но сделать так, чтобы струя воды измонитора подхватывала песок и направляла его на отливку.Задача 9.6. При спуске судна на воду с продольного стапеля возникает необходимостьподдержания в незатопленном положении быстро входящей в воду кормовой части судна.Применяемые для этой цели поддерживающие поплавки неудобны, поскольку оченьгромоздки, а кроме того, они после выхода судна в воду нежелательно поднимают корму.Необходимо разработать простое устройство для поддержания кормовой оконечности суднапри спуске на воду.ТП: Используя поплавки, можно гарантировать поддержание кормы судна на плаву принаклонном входе в воду, но при этом после спуска корма будет задрана.Составим таблицу возможных пар улучшений-ухудшений.Можно представить себе и иной вариант таблицы.
В нем улучшаемые характеристики более«физичны», в большей степени раскрывают то, что требуется по условиям.В качестве возможного варианта решения рассмотрим идею группы ленинградскихкорабелов. Они предложили заменить громоздкий поплавок на подводное крыло. При входесудна в воду крыло обеспечивает создание подъемной силы. Но как только корабльполностью сошел со стапеля в воду и остановился, подъемная сила исчезает а.с. № 281197).Задача 9.7. Для вновь создаваемого морского порта необходимо разработать системуфиксации плавучих объектов (баржи, плавучие контейнеры, лихтеры) в заранее заданныхточках акватории. Сложность в том, что запрещено использовать механическую фиксациюобъектов.
Параметры объектов варьируются в широких пределах: объем от сотен кубометровдо десятков тысяч, осадка от полуметра до восьми метров. Необходимо дать предложения поорганизации такой системы.Применяя механические фиксаторы, можно удерживать объекты в заданных точкахакватории, но они часто повреждаются.Page 85/111Существуют различные предложения по реализации необходимого требования. К числунаиболее интересных можно отнести: создать под объектом воронки, гребни воды попериметру объекта (фонтаны), уменьшить плотность воды под объектом (например, подаваяпресную воду или газируя ее), помещая объект в своего рода потенциальную яму, то естьувеличивая осадку судна, а следовательно, создавая необходимость работы по выходу изобласти его фиксации.Задача 9.8.
Вибрационные машины широко применяются в тех областях, где требуютсяуплотнение, сепарация, транспортировка. Чаще всего основой привода таких машин являетсядебалансный вибровозбудитель (неуравновешенный груз? дебаланс, жестко насаженный навращающийся вал). Однако такие конструкции при запуске потребляют большую мощность,чем в установившемся режиме работы. Значит, мощность приводного электродвигателяприходится завышать (в установившемся режиме он работает с недогрузкой).
Кроме того, припуске и останове машина проходит через резонансную зону, при этом резко увеличиваютсяамплитуда колебаний и динамические нагрузки на несущие конструкции. Конструкциюприходится рассчитывать с большим запасом прочности. Необходимо найти идеюдебалансной машины, лишенную перечисленных недостатков.ТП: Увеличивая дисбаланс на валу вибрационной машины, можно повышатьпроизводительность, но при этом ухудшаются ее весовые и энергетические характеристики.Изобретатели дебаланс посадили на вал свободно, а посадочную шейку выполнили снебольшим эксцентриситетом относительно вала.
Электродвигатель запускается практическивхолостую, но по достижении определенной скорости вращения центробежная сила«захватывает» дебаланс, и в дальнейшем он с валом вращается как единое целое.Предлагается также выполнить дебаланс составным, а каждую часть посадить со своимэксцентриситетом. Тогда по мере возрастания оборотов составные дебалансы будут«захватываться» поочередно и запуск вибровозбудителя будет еще более плавным.12. АРИЗ Ранние алгоритмы(разбор примеров)Кудрявцев А. В.АРИЗ — один из основных инструментов теории решения изобретательских задач. С 1961 г.он прошел большой путь развития, превратился из простого и короткого списка инструкций вразвернутый, детализированный метод (АРИЗ-85В), включающий в себя многие десяткиподробно регламентированных «ступенек» — шагов.
Однако, несмотря на постоянновводимые автором и разработчиком метода Г. С. Альтшуллером изменения, все вариантыАРИЗов сохранили общую структуру, работают на основе общих принципов.Практическое освоение АРИЗа нами также будет вестись с использованием вариантовалгоритма все возрастающей сложности.
Начальная цель — ознакомление с общимипринципами организации АРИЗ, его устройством. Ранее уже была продемонстрированаработа с АРИЗ-61 и АРИЗ-71. Настало время углубленно отработать практическоеиспользование второй и третьей стадий (основных «решающих» модулей) АРИЗ-71. Задача12-1.Известно, что летящий к земле предмет находится в состоянии невесомости. Это такназываемая «невесомость падения». Ее можно определить как отсутствие реакции опоры.Чем дольше длится свободное падение, тем дольше предмет находится в состоянииневесомости.
Этим воспользовались инженеры и в середине прошлого века создали стендыдля проведения научных экспериментов и отработки некоторых перспективных космическихPage 86/111технологий. Такие стенды существовали еще в семидесятые годы в США, в Центрекосмических исследований имени Д. Маршалла (сброс с башни) и в центре Льюиса (шахтаглубиной 170 м).
Приборы помещались в специальные контейнеры, снабженныеамортизирующими системами, предназначенными для защиты от удара при приземлении.При проведении экспериментов оказалось, что существенное влияние на контейнер сприборами оказывается воздухом. При сбрасывании с башни на контейнер действует еще иветер. В шахте ветра нет, но торможение за счет трения о воздух приводит к появлениювнутри контейнера небольшой весомости, достигающей сотых долей нормального ускорениясвободного падения.
Это недопустимо для целого ряда экспериментов. Как быть?В связи с отсутствием возможности проводить патентные исследования коротко рассмотримисторию решения этой задачи.Наиболее массовыми являются варианты решений, связанные с компенсацией возникающеговоздушного сопротивления. Это предлагалось делать с помощью ракетных двигателей,пропеллерных систем, тянущих систем (например, приводимых в движение электромоторамиканатов, протянутых по всей длине шахты с закрепленным на них контейнером).Предлагаемые средства должны компенсировать сопротивление воздуха (ракетные илипропеллерные системы) или самостоятельно обеспечивать движение падающего контейнерас требуемым ускорением (канаты). Но все эти варианты значительно усложняют систему.Например, применение ракетных двигателей потребует обеспечения высокой точностирегулирования тяги.Сложности возникнут и при эксплуатации шахты, в которой перед сбросом контейнерапредлагается откачивать воздух.
В такой шахте придется создавать герметичную оболочку повсей боковой поверхности (для предотвращения подсоса воздуха из земных пород),использовать вакуумные насосы большой мощности, шлюзовые камеры. Персонал долженработать в скафандрах.Все эти решения возможны, но неудобны для практического применения. Итак, в процессепадения приборы должны двигаться с ускорением, точно соответствующим величине g.Как уже отмечалось, АРИЗ-71 содержит развернутую первую часть, в рамках которойпроводится предварительное исследование проблемной ситуации.
Выполнение этого этапатребует длительного времени. Первые шаги второй части также требуют значительныхзатрат времени, необходимого для использования патентных фондов. Поэтому решениебудет проводиться с шага 2–3, на котором формулируется уже поставленная,предварительно обработанная задача. (Кстати, большинство учебных задач разбиралосьименно с этого шага).Решение задачиШаг 2–3Дана система, состоящая из вертикальной шахты, контейнера, приборов.
Даны воздух,заполняющий шахту, а также сила притяжения Земли. Свободному падению контейнера сприборами мешает сопротивление воздуха.Шаг 2–4Разделим элементы на изменяемые и неизменяемые.Контейнер — это искусственный элемент, его можно менять. Шахта — это технический,искусственный элемент и формально менять его можно.Page 87/111Воздух — это природный элемент, менять его сложно.Приборы — элемент технический, но мы занесем его в список неизменяемых.Выбор изменяемого элемента является важнейшим этапом алгоритма.
Именно кизменяемому элементу будут предъявлены требования идеального конечного результата, наего основе возникнет комплекс противоречивых требований, которые впоследствии придетсяустранять.Иными словами, выбирая изменяемый элемент, выбирается путь дальнейшей работы,будущее решение. В АРИЗ-71 была процедура, согласно которой в качестве изменяемогонадо было выбирать элемент, максимально далеко отстоящий от сути конфликта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
