Файл: Повилейко Р.П. Архитектура машины. Художественное конструирование. Проблемы и практика.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.06.2024
Просмотров: 86
Скачиваний: 0
щите, взрывобезопасная шахтерская лампа Хэмфри Дэви, в которой пламя изолировано от внешней среды сетчатым цилиндром из медной проволоки); выделение единственно нужного качества (отпугивание птиц от аэропортов вос произведением записанных на магнитную лен ту крика перепуганных птиц, отпугивание обезьян и других животных искусственными остропахучими следами льва).
3.4. Может быть проиллюстрировано разде лением .движущегося потока перегородками на два или несколько потоков; в данном случае речь идет о «потоке» энергии (воды, инфор мации и др.), но прием может быть использо ван и для иных групп показателей. ,
4.4. Охватывает значительное количество приемов, вот некоторые из них: разделение системы на части, соединенные гибкими свя зями (поезд из связки вагонов, цепочка плотов на буксире, высокоэффективные на небольших реках гирляндные продольные и поперечные гидротурбинные установки Б. Б. Блинова); разделение системы на части и приближение каждого из разделенных элементов системы к тому месту, где он работает (автомашины, каждое колесо которых имеет тяговый электро двигатель) ; применение «развернутых» кине матических и силовых схем, обеспечивающих максимальную обозримость и доступность эле ментов системы; растягивание системы, удале
ние друг от друга элементов системы (в том случае, если это не требует общего изменения конструкции, а только резко удлиняет пропор ции формы, то прием относится к дифференци ации геометрических показателей); автомати зация управления и привода; усложнение систем.
5.4. Общее повышение надежности и долго вечности системы может быть достигнуто тем, что хрупкая система дифференцируется на элементы, становится разъемной, появляется возможность замены отдельных поврежденных элементов аналогичными взаимозаменяемыми деталями.
6.4. Достигается, в частности, расчленением функций и потребностей, обеспечением их соот ветствующими орудиями труда (вместо просто ножа — ножи -столовые для мяса, рыбы, фрук тов, хлеба, очистки картофеля, кинжалы, кор тики, перочинные ножи, садовые, охотничьи, складные, боевые, бебуты и др.).
7.4. Широко известно, сколь большие эконо мические выгоды несет специализация ручного инструмента, технического оборудования ра бочих мест, участков, цехов и предприятий в целом.
Примером 9.4. может служить комбиниро ванное освещение крупных карусельных стан ков и других рабочих мест.
Асимметрия как прием может характеризо
105
вать не только 10.4. — тиски со смещенными губками, неравномерность фар автомобиля, предупреждающая ослепление шоферов встреч ных машин.
Особого разговора заслуживают приемы 8.4., практически целиком построенные на ме тодах секционирования; в частности, металло режущие станки — это машины особого рода, предназначенные для производства всех дру гих машин. Если при проектировании, скажем, бытовой аппаратуры, транспорта и др. методы агрегатирования и унификации рассматрива ются инженером-проектировщиком как методы, облегчающие производство этих деталей, то при проектировании станков эти же методы рассматриваются прежде всего как методы, облегчающие производство и других изделий. Вот почему методы агрегатирования в прило жении к технологическому металлообрабаты вающему оборудованию логичней относить как к принципу интеграции, так и дифференциации. Эти же методы в приложении ко всем осталь ным конструкциям, машинам и механизмам (транспорт, радиоаппаратура и пр.) оправдан ней относить к принципу дифференциации.
Интеграция
Принцип интеграции (от латинского «цель ный») заключается в объединении, совмеще-
нии, сокращении и упрощении функций и форм элементов и системы в целом; сближаются эле менты производства, конструкции и рабочие процессы в пространстве и во времени. Формы проявления интеграции систем могут быть различны, диапазон приемов широк — от прос тейших видов механического соединения, спле тения, смешивания (А. Нобель изобрел дина мит, смешав жидкий нитроглицерин с пори стым пироксилином), а затем встраивания, сплавления (бронза, легированные стали) до высших форм сращивания, симбиоза техничес ких систем с живыми организмами (использозование голубя для контроля колец подшип ников, а кошки для наведения на цель ракеты
класса |
«воздух — воздух»). Система может |
||
объединять 2, 3,4 и более исходных элементов |
|||
в различных комбинациях — старое |
со старым, |
||
старое с новым, новое с новым. Примеры: |
|||
насос +лампа = примус, паяльная |
лампа; |
на- |
|
сос + полая игла = медицинский |
шприц; |
на- |
|
сос + сушильный шкаф = вакуумсушилка; теле |
|||
га + паровой котел = паровая повозка Ж. Кюньо |
|||
(1783 г.). |
|
|
|
1.5. |
Сводится чаще всего к требованиям пе |
рехода к упрощенным, компактным формам путем избегания открытых механизмов и пере дач, заключения механизмов в закрытые кор пуса, предотвращающих проникновение пыли и влаги на трущиеся поверхности, размещения
106
одного объекта внутри другого, который, в свою очередь, может располагаться внутри третьего, и т. д. (огнестойкий многослойный денежный шкаф, известная русская игрушка «матрешка»), перехода от растрепанных форм к прямоугольным или же от прямоугольных к сфероидальным (уменьшение «разветвленнос ти» форм).
2.5. Есть оригинальные приемы, например, не просто совмещение объектов, но совмеще ние объектов несовместимых (оптическое сов мещение двух объемных изображений), не просто совмещение процессов, но совмещение, связанное с упрощением, исключением ряда промежуточных операций (способ подземной газификации угля, предложенный в 1888 г.
Д. И. Менделеевым).
3.5.Введение общего привода, создание единого энергетического источника взамен многочисленных независимых, локальная кон
центрация энергии и сил — сжатие струи воды и увеличение напора в десятки и сотни раз в гидромониторах (при напоре в сотни атмосфер можно обрабатывать гранит и базальт), фоку сировка электронного пучка набором линз и др.
4.5. Наряду с антиприемами дифференци ации включает и некоторые своеобразные при емы: сближение удаленных элементов системы; жесткое объединение элементов системы в ком пактное целое; применение рациональных
укороченных, свернутых кинематических и силовых схем, избегание сложных многоэле ментных схем; всемерное упрощение систем (двухтактный двигатель внутреннего сгорания взамен более сложного четырехтактного); соединение систем, предназначенных'для смеж ных операций (жилетка с пристегивающимися на молнии рукавами), включение одной систе мы в другую (дизель-генератор), создание многофункциональных нетрансформируемых и трансформируемых систем (диван-кровать, но силки-кровать, шапка-зонт, перчатки-кошелек); расширение или объединение функций, напри мер, одновременное сверление и обточка; со кращение объема механической обработки, замена механической обработки более произ водительными способами обработки без сня тия стружки, добиваясь в итоге того, чтобы детали изготавливались из заготовок с формой, приближающейся к форме изделия (в идеале заготовка должна совпадать с деталью).
5.5 Иногда только монолитное решение системы делает ее надежной, работоспособной, долговечной (литые станины станков).
Примером 6.5. могут быть универсальные металлорежущие станки, счет которым в ста ночном парке идет на миллионы.
7.5. Большую экономическую выгоду произ водству несут разработка типовых технологий и групповая обработка деталей.
107
8.5. Приемы агрегатирования, используемые при проектировании технологического оборудо вания и построенные на использовании только стандартизованных и нормализованных эле ментов.
9.5. Введение единой системы управления (централизованная смазка), единых вычисли тельных центров — к основной большой ЭВМ подключаются, по надобности, дочерние малые машины и устройства-перфораторы, накопи тели, приспособления для ввода и печатания информации и т. д.
10.5. Хорошо характеризуют закрытые фор мы и приемы, обеспечивающие цельность и композиционное единство форм промышленных изделий.
Инверсия
Принцип инверсии (от латинского «перево рачивание», «перевертывание», «перестанов ка») заключается в обращении функции, фор мы и расположения элементов и системы в целом. Очень часто принцип инверсии условно называют принципом «наоборот», «в обход» или «удар с тыла».
1.6. Обращение, выворачивание формы на изнанку, отказ от традиционной формы (не круглые валы).
2.6. Отказ от требуемой, казалось бы, и
наращиваемой твердости и жесткости (обра ботка древними племенами твердого кремня более мягким рогом или костью, гибкий тонкий вал паровой турбины взамен утолщенного); преобразование одних физических величин в другие (телефон, радио, электроизмерительная аппаратура); вместо действия, диктуемого ус ловиями задачи, осуществляется обратное действие (если в задаче требуется охлаждать объект, то вместо охлаждения применяется нагрев — походный холодильник, работающий от нагрева); выполнение конструкций прозрач ными.
3.6.Поглощение энергии.
4.6.Конструкция перевертывается вверх но гами, выворачивается наизнанку (швейцар ский токарный станок, в котором направляю щие расположены не ниже, а выше обрабаты ваемой детали, что облегчило отвод стружки); движущиеся элементы конструкции оказыва ются неподвижными и наоборот (П. Яблочков
всвоей лампе расположил угольные электроды рядом и параллельно — отпала необходимость очень чуткого механизма для сближения элек тродов по прямой во время горения; аэродина
мическая труба, имитирующая полет самолета, роликовые стенды для обкатки на месте вело сипедов, машин, гусеничных повозок).
5.6. Дорогая долговечность заменяется де шевой недолговечностью (объект изменяется
101
так, чтобы он |
использовался только один |
раз, — дачная |
мебель из картона, бумажные |
салфетки и платья). |
6.6. Отказ от высокой точности работы ма шины и стабильности ее параметров, измене ние направления движения на противополож ное (граммофонные пластинки Э. Берлингера проигрывались от центра к краю, французская фирма братьев Патэ предложила проигрывать от края к центру — появились патефоны); обращение вреда в пользу (использовать вред ные факторы, отходы вещества и энергии для получения дополнительного положительного эффекта), обратная связь.
7.6. Эффект, получаемый бесплатно (вместо покупки собственных часов спрашивать у про хожего: «Который час?»).
8.6. Полный отказ от использования стан дартных элементов в конструкции.
9.6. Использование заведомо неудобного ин струмента (резиновые шипы на особо ответ ственных ручках заставят приостановиться и задуматься оператора перед совершением уп равляющего действия), заведомо неудобной мебели (твердые стулья сокращают время за седаний на 30—40%), использование приема «клин клином» (устранение вредного фактора за счет сложения с другим вредным факто ром — глушение шума шумом, сдвинутым по фазе), использование приема перегибания пал
ки (усиление вредного фактора до такой сте пени, чтобы он перестал быть вредным, допу щение того, что считается недопустимым), причем последние два приема могут быть использованы и для инверсии ряда вышепере численных групп показателей.
10.6. Заведомо нефункциональные, подчерк нуто безобразные решения — меховой чайный прибор, автомашина обшитая шкурами, гро теск в живописи, различные устрашающие иг рушки и аттракционы.
Импульсация
Принцип импульсации (от латинского «тол чок», «побуждение к чему-либо», «стремление», «возбуждение») охватывает группу конструк торско-изобретательских методов и приемов, главная особенность которых связана с пре рывностью протекающих процессов. Импульс может повторяться периодически, апериоди чески, но может быть единичным, например, импульсно нарастает скорость протекания дей ствия, и в результате вредные силы или опас ные стадии процесса преодолеваются на большой скорости (прием проскока). Выявля ются во времени с разной периодичностью раз ные группы показателей:
109