Структурный анализ систем - [29]
Описано решение по схеме (П.5)
Где
В>1 — лампа;
В>2 — светофильтр (светофильтры);
П>1 — свет — оптическое поле;
В>3 — камера;
П>2 — атмосферное давление.
Задача 9.1. Золотая цепочка
Условие задачи
На ювелирном заводе звенья золотой цепочки паяют на станках-автоматах. Такие цепочки очень прочны: даже самую тонкую и изящную цепочку разорвать руками не получается. Такая цепочка может стать «удавкой» для ее обладателя (например, во время ограбления или в иных случаях).
Как быть?
Разбор задачи
Используемый инструмент — идеализация: перенос вредного действия на заранее подготовленный участок путем создания легкоповреждаемых участков.
Необходимо сделать слабое звено.
Решение
Ювелиры ослабляют одно из звеньев золотой цепочки, запаивая его не до конца. В случае необходимости цепочка рвется именно в этом месте.
Самой распространенной услугой ювелирных мастерских является восстановление разорванных цепочек66.
Задача 9.2. Извлечение запрессованной втулки
Условия задачи
В деталь «А» прочно запрессована втулка «Б», в которую входит металлический стержень «В» (рис. П.2)67.
Как извлечь втулку «Б», используя простейшие инструменты, например молоток?
Рис..П.2. Извлечение запрессованной втулки
Разбор задачи
Условие — прототип
В деталь В>1 прочно запрессована втулка В>2, в которую входит металлический стержень В>3 (рис. П.2).
Решение
Вепольную схему задачи можно представить схемой (П.6)
Где
В>1 — деталь;
В>2 — втулка;
В>3 — стержень;
П>1 — механическое поле (трение), удерживаемое втулку в детали.
Дан плохо управляемый веполь.
Решение можно представить в виде вепольной схемы (П.7)
Где
В>1 — деталь;
В>2 — втулка;
В>3 — стержень;
П>1 — механическое поле (трение), удерживаемое втулку в детали;
В>4 — машинное масло;
П>2 — механическое поле (механический удар по стержню В>3);
П>3 — механическое поле (давление в машинном масле В>4);
П>4 — механическое поле (гидравлический удар по втулке В>2).
Пространство отверстия в детали В>1 целиком заливают машинным маслом В>4. По стержню В>3 производят удар П>2 молотком (рис. П.3). В масле В>4 создается давление П>3 и возникает гидравлический удар П>4, возникшее давление масла выталкивает втулку из отверстия.
Рис. П.3. Извлечение запрессованной втулки
Задача 9.3. Грелка
Условия задачи
Грелка (рис. П.4), в которую только что налит кипяток, может обжечь больного.
Как быть?
Рис. П.4. Грелка
Разбор задачи
Представим задачу в вепольном виде (П.8).
Где
В>1 — вода;
В>2 — грелка;
В>3 — тело больного;
П>1 — температура.
Воду В>1 нагрели с помощью температурного поля П>1. Горячая вода нагревает грелку В>2, а последняя согревает тело больного В>3 (прямая стрелка) и может обжечь его (волнистая стрелка). Это внутренний комплексный веполь с хорошей и вредной связью.
Вредная связь может быть устранена введением В>4, которое может представляет собой В>1, В>2, В>3 или их видоизменением В>1>», В>2>», В>3>». В соответствии со схемой (4.4) для данной задачи структурное решение можно представить схемой (П.9)
В Германии запатентована грелка, на одной стороне которой имеются выступы (рис. П.5). Таким образом, тело касаются только отдельные точки грелки и между телом и грелкой имеется прослойка воздуха.
Рис. П.5. Грелка
В данном изобретении использовали видоизменение грелки В>2>».
Задача 9.4. Абразивная обработка
Условие задачи
Аппарат для абразивной обработки деталей сложной формы представляет собой коаксиально расположенные две трубы. По внутренней трубе движется воздух, а по наружной — частицы абразива. На конце наружной трубы расположено сопло, формирующее струю абразива (рис. П.6). Сопло быстро изнашивается и его приходится менять. Как сделать не изнашиваемое сопло?
Рис. П.6. Аппарат для абразивной обработки деталей
А-А — разрез коаксиальных труб; Б-Б — разрез сопла.
Обычно стараются сопло делать из более износостойких материалов, но даже они изнашиваются, а стоимость таких материалов значительно больше.
Разбор задачи
Вепольную схему задачи можно представить схемой (П.10)
Где
В>1 — абразив;
В>2 — сопло;
П>1 — давление воздуха (поток воздуха).
Задача описывается веполем с полезной и вредной связью. Полезное действие (прямая стрелка от В>2 к В>1) — формирование струи абразива. Вредное (волнистая стрелка от В>1 к В>2) — истирание сопла.
Более точно схему (П.10) можно представить схемой (П.11).
Где
В>1 — абразив;
В>2 — сопло;
П>1 — давление воздуха (поток воздуха);
В>3 — воздух.
Возможные решения — использование тенденции устранения вредной связи (рис. 4.1).
Одно из решений в соответствии со схемой (4.4): между веществами (В>1В>3)>и В>2 вводят третье вещество В>4, являющегося одним из имеющихся В>1, В>2, В>3 или их видоизменением В>1>», В>2>», В>3>». Это решение представлено схемой (П.12).
Где
В>1 — абразив;
В>2 — сопло;
П>1 — давление воздуха (поток воздуха);
В>3 — воздух;
В>1>», В>2>», В>3>» — видоизменения В>1, В>2, В>3.
Решения
1. Сопло В>2 должно удерживать на внутренней поверхности частицы абразива В>1
1.1. Частички абразива В>1 удерживаются на внутренней поверхности сопла В>2 с помощью вакуума.
Решение 1. Сопло представляет собой сетку, на которой создается отсос (вакуум). Частички абразива притягиваются к сетке (рис. П.7)68. Теперь сопло (сетка) «защищены» частичками абразива. Когда эти частички изнашиваются, на их месте появляются новые из потока.
