![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
В зависимости от выполняемых функцийСтр 1 из 2Следующая ⇒
Основы функционального анализа технических систем Наиболее распространенным классом задач инженерного творчества являются задачи, в которых требуется улучшить известный технический объект (устройство, процесс, вещество) путем введения в него определенных изменений. Такой объект называют прототипом для разрабатываемой улучшенной модели. С целью получения достаточно полного представления об устройстве прототипа как технической системы осуществляют его функциональный анализ. Функциональный анализ технических систем позволяет получить достаточно полное представление об устройстве технической системы с функциональной точки зрения. В ходе анализа стремятся установить, каков состав элементов технической системы, какие технические функции выполняют выделенные элементы системы, как они функционально связаны между собой. Ответы на эти вопросы в значительной степени облегчают в дальнейшем поиск наиболее эффективного нового технического решения при усовершенствовании рассматриваемой технической системы. Классификация элементов технических систем в зависимости от выполняемых функций В основу функционального анализа положен принцип выделения и рассмотрения структур с двухуровневой иерархией, согласно которой любую техническую систему можно разделить на элементы, каждый из которых имеет не менее одной определенной функции по обеспечению работы технической системы или других ее элементов. При этом рассматриваемая система представляет собой верхний уровень, а выделенные функциональные элементы – нижний. В случае более детального анализа каждый из выделенных элементов нижнего уровня рассматривается как самостоятельная система, которая также может быть разделена на несколько функциональных элементов и т. д. Разделение технической системы на элементы является одной из важных операций в функциональном анализе. Правильному и однозначному разделению технической системы на функциональные элементы во многом способствует классификация элементов в зависимости от выполняемых ими функций. Эта классификация включает в себя следующие группы функциональных элементов, инвариантных для большинства областей техники: 1) исходные; 2) несущие; 3) элементы связи; 4) элементы передачи; 5) двигатели; 6) элементы управления; 7) элементы гашения скоростей и ускорений; 8) элементы формирования потоков и объемов; 9) движители. Исходные – это элементы, непосредственно взаимодействующие с объектами, на которые направлено действие технической системы. К ним относятся рабочие органы машин, датчики приборов, регистрирующие состояние технической системы, например, ковш экскаватора, лопасти гребного винта, шлифовальный круг станка и т. д. Во многих системах функции исходных элементов частично или полностью совпадают с функцией самой технической системы. Несущие элементы обеспечивают определенную форму технических систем, определенное расположение или движение элементов в пространстве. К этим элементам относятся балки, каркасы, рамы, корпуса, станины и т. п. Элементы связи обеспечивают определенную степень свободы движения одних элементов относительно других. Это необходимые для реализации связей отверстия в несущих и других элементах, разъемные и неразъемные неподвижные соединения (болтовые, винтовые, шлицевые, сварные, паяные и др.), различные кинематические пары (подшипники, подпятники шарниры и т. п.), муфты и другие элементы, ограничивающие число степеней свободы движения элементов в системах. Элементы передачи служат для передачи на расстояние механической энергии, движения, статических сил и моментов с одновременным преобразованием или изменением видов и законов движения, моментов, сил и их направлений. Это гибкие валы зубчатые, ременные, фрикционные и другие передачи, а также винтовые, реечные, кривошипно-шатунные механизмы. Двигатели обеспечивают получение необходимой мощности в результате преобразования заданного вида энергии в механическую энергию. К ним относятся паровые машины и турбины, двигатели внутреннего сгорания, электродвигатели, инерционные и пружинные механизмы и др. Элементы управления – это элементы, выполняющие сбор, хранение и обработку информации с целью формирования информации об управляющем воздействии и передачи ее исполнительным органам. К ним относятся датчики измерения электрических, акустических и других сигналов, ЭВМ, реле и другие устройства. Элементы гашения скоростей и ускорений обеспечивают уменьшение скорости движения, амплитуды колебаний технических объектов, твердых тел, газообразных, жидких, сыпучих веществ и их смесей. Это различные амортизаторы, тормоза, гасители и т. п. Элементы формирования объемов и потоков служат для хранения, транспортировки необходимых по величине и форме объемов газообразных, жидких, пастообразных или сыпучих веществ и их смесей. К таким элементам относятся различные баки, баллоны, бункеры, емкости, лотки, трубопроводы. Движители обеспечивают преобразование энергии двигателя или другого источника энергии в работу по преодолению сопротивления движению технической системы или обрабатываемых тел (твердых, жидких, пастообразных и др.). Это движители различных транспортных средств (колеса, гусеницы, гребные винты и т. д.), шнеки, ленты транспортеров, толкатели. Приведенная классификация элементов технических систем позволяет во многих случаях правильно определить функцию того или иного элемента системы. В затруднительных случаях можно воспользоваться правилом исключения, суть которого заключается в следующем. По отношению к рассматриваемому элементу задается вопрос: «Если исключить этот элемент, то какие отрицательные последствия появятся в работе других элементов или самой технической системе?» Действия по предотвращению выявленных таким образом отрицательных последствий и представляют собой функцию рассматриваемого элемента.
|