Избегать сложных,многодетальных конструкций. Не использовать в конструкции объекта элементы (узлыи механизмы), работоспособность которых сомнительна и требует экспериментальнойпроверки.
NB – Улучшение конструкции по некоторым параметрам за счет ухудшения качества, надежности и безопасностиработы ее недопустимо.
Требованияпредъявляемые к конструкции обычно противоречивы. Поэтому, улучшая один параметробъекта, конструктор влияет на др., нередко ухудшая их. Важно оценить этивлияния, принимая компромиссное решение, которое в конкретном случае будетоптимальным.
Приоценки требований, предъявляемых к объектам разработки, необходимо учитыватьследующее:
– Уменьшение массы объекта вызывает уменьшениепрочности и жесткости.
– Компактная, малогабаритная конструкция влечет засобой улучшение условий сборки, обслуживания, регулировки и ремонта.
– Применение дешевых материалов вызывает ухудшениепрочности, износостойкости и долговечности.
– Создание простой конструкции объекта накладываетограничения на технические и технологические возможности его работы.
– Увеличение скорости действия механизма приводит кросту инерционных сил и нагрузок на детали и узлы.
– Разбивка конструкции на модули (узлы) для облегченияорганизации их сборки (или транспортировки) ведет к уменьшению жесткостиконструкции, повышает трудоемкость сборки.
– Создание конструкции для разных режимов работы иразных операций (универсальной) наносит экономический ущерб при эксплуатацииобъекта на одной операции.
Для нахождения лучшегоконструктивного решения конструктор должен создать как можно больше вариантовконструкции, т.к. в каждом варианте возможно решение тех или иных вопросов вразной степени.
Следует заметить, чторазработка принципиально различающихся вариантов дело непростое. Кромезнания большого объема различных ТР, конструктивных схем и т.д. требуютсяспособности и навыки использование приемов и методов конструирования.
Существуют методы, которыеактивизируют и направляют творческое мышление на пути создания новых,нешаблонных, нестандартных решений. Конструктору полезно знать эти методы (иучиться использовать их).
Приведем основные:
Инверсия (сделай наоборот)– метод получения нового ТР путемотказа от традиционного взгляда на задачу. При этом взгляд на задачуосуществляется обычно с диаметрально противоположной позиции. Если говорить обэлементах объект, то они обычно меняются местами.
Принцип инверсии: –
– С наружи – изнутри;
Вертикально – горизонтально;
Вертикально – вверх дном (вверх ногами);
С лицевой стороны – с обратной стороны;
Поверхность охватывающая – поверхность охватываемая;
Симметрично – асимметрично;
Ведущее – ведомое;
Жидкое – твердое;
Вредное – полезное;
Жесткое – гибкое;
Растяжение – сжатие (Пример ?!).
Элемент на одной детали – Перенести на др. деталь,взаимодействующую с первой; и т.д. и т.п.
Аналогия (метод прецедента)– использование ТР из др. областейнауки и техники. Аналогичные решения, используемые для решения инженерныхзадач, могут быть заимствованы из живой природы как конструкции и элементыбиомеханики.
Метод прецедента используетаналогию с ранее разработанными конструкциями.
Аналогия может не толькоиспользовать ранее созданные конструкции, но и моделировать разные качества:форму, цвет, звук и т.п.
Эмпатия – отождествление личности конструктора с объектомразработки, т.е. элементом или процессом: "вхождение в образ". Этотметод приводит к новому взгляду на задачу.
Комбинирование – использование в конструкции в разном порядке и вразных сочетаниях отдельных ТР, процессов, элементов. При этом можно найтиновое качество, дополняющий положительный эффект.
Метод комбинирования можетприменяться по трем схемам объединения элементов:
новое + новое,
новое + новое,
старое + старое.
Комбинации элементов могутбыть разного характера: мех. соединение, соединение через промежуточные элементы,дублирование, образования многоступенчатых конструкций и др.
Компенсация – уравновешивание нежелательных и вредныхфакторов средствами противоположного действия. Например, часто необходимокомпенсировать влияние массы, сил инерции, трения, различные потери ... – этоосуществляется с помощью компенсаторов (постоянных, регулируемых, автоматических,пружинных и др.).
Динамизация – превращение неподвижных и неизменных элементовконструкции в неподвижных и неизменных элементов конструкции в подвижные и изменяемойформы.
Агрегатирование – создание множества объектов или их комплексов,способных выполнять различные функции, либо существовать в различных условиях.Достигается путем изменения состава объекта или структуры его составных частей.
Способы агрегатирования:
n соединение агрегатов с самостоятельным объектомпредставляющим комплекс (транспортер с подвесными орудиями);
n агрегатирование присоединением, когда к базовойсоставной части могут присоединяться различные зависимые составные части;
n агрегаты, узлы, детали (например, агрегатные станки;поворотно–делительные столы + силовые узлы: механизм главного движения имеханизм подач);
n агрегатирование изменением, когда в объекте могутприменяться всевозможные варианты составных частей при различной компоновке(например, различные варианты кузова автомобиля на одном шасси ...).
Компаундирование – состоит с том , что для увеличенияпроизводительности параллельно соединяются два технических объекта. Соединениепроизводится различными приемами:
n объекты устанавливаются независимо параллельно исвязываются синхронизирующимися устройствами;
n ... конструктивно объединяются в один агрегат и т.д.
Блочно–модульноеконструирование – предусматриваетсоздание изделий на основе модулей и блоков. Модуль – составная часть изделия,состоящая преимущественно из унифицированных или стандартных элементовразличного функционального назначения (например, М. С. У.).
Резервирование(дублирование) – увеличение числатехнических объектов для повышения надежности изделия в целом.
Мультипликация – повышение эффективности за счет использованиянескольких рабочих органов, выполняющих одни и те же функции (по местам;многодетальная обработка; многоэтажные конструкции; многослойные конструкции ит.п.).
Метод расчленения – заключается в мысленном разделении традиционныхтехнических объектов с целью упрощения выполняемых или функций и операций. Секционированиепредполагает дробление ТО на конструктивно подобные составные части –секции, ячейки, блоки, звенья.
Ассоциация – использование свойства психики при появлении однихобъектов в определенных условиях вызывать активность других, связанных спервыми. Совпадение определенных признаков разных объектов позволяет найтинехарактерные решения. (Например, мех. манипулятор, имитирующий работу руки...).
Идеализация – падение реальных объектов нереальными,неосуществимыми свойствами и изучение их как идеальных (точка, линия, абсолютнотвердое (черное) тело и др.). Этот метод позволяет значительно упроститьсложные системы, обнаружить существенные связи и применить математическиеметоды исследования.
Перенос свойств (или метод"фокальных" объектов) –конструируемый объект помещают в "фокус" внимания и переносят на негосвойства или функции нескольких произвольно выбранных объектов.
Совокупность комбинацийнайденных ТР – основа для создания конструкции объекта.
Следующий этап (III)– анализ вариантов и выбор оптимального – труднейший и самый ответственный этапконструирования. От результатов его выполнения зависит качество объектана всех стадиях жизненного цикла.
? – Язык конструктора. –?
? – Источники информации. –?
?? – специальный научно–технический язык терминов.
Термин (от лат. terminus – граница, предел) –слово или сочетание слов, употребляемое с оттенком специального значения. Систематерминов–терминология.
Конструкторский язык –терминология, при внимательном рассмотрении обнаруживает свою образнуюпервооснову:
ось – палец – вал – вал ^ муфта
стакан – гильза ^ патрон
баба – бабка ^ пиноль
гитара
хвостовик.
Образный смысл терминовпомогает глубже понять их содержание [и способствует развитию творческоговоображения]. Однако, следует заметить, увлечение образами создаетзаряд психологической инерции, которая может препятствовать поиску новых ТР.Поэтому при решении конструкторских задач нужна большая независимость отконкретных технических средств.
Источники [научно–технической]информации.
Роль технической информациипри конструировании огромна.
Конструктор творческиперерабатывает имеющиеся в его распоряжении (арсенале) или заимствованные изтехнической литературы информацию, существующие ТР, приспосабливая их кконкретным условиям.
Чаще всего в структуреразработанного объекта отсутствуют существенно новые ТР (изобретения). Этообъясняется тем, что конструкторы, решая например, задачу повышения уровнятехнического оснащенности м/с, на многих предприятиях отрасли занимаются однимии теми же проблемами: Ежедневно происходит повторение одних и тех жеконструктивных решений.
Бурный рост объема НТИ:удвоение в течении семи лет (в середине 80–х в нашей стране общее числоинформационных документов составляло в год ³ 10 млн.Экземпляров), – все больше затрудняет поиск и изучение необходимого.
Парадокс. Поэтому – как правило, легче разработать новыйобъект, чем убедиться, что такое где–то уже существует. (изобретениевелосипеда).