Морфологическая карта для синтеза запоров.

Таблица 5.2

Функциональное положение для каждой функции

Различные эффекты и частные решения, реализующие частные функции

1.Взаимное перемещение деталей

1.1. Эффект направляющей (поступательное движение)

1.2. Вращательное движение

1.3. Поступательное и вращательное движение

1.4. Вращательное двухстороннее движение

1.5. Винтовое движение

1.6.Комбинированные движения

2. Накопитель энергии, зарядить, удержать в заряженном состоянии, разрядить (вид энергии)

2.1. Потециальная энергия упругой деформации

2.2. Потенциальная энергия поля

2.3. Кинетческая энергия (сосредоточенная сила

2.4. Кинетическая энергия (сила поля)

2.5. Теплвая энергия

2.6. Элетромагнитная энергия

2.7. Химическая и др. энергии

3. Увеличение силы путем ее разложения (конструкция)

3.1. Без увеличения

3.2. Клин

3.3. Поворотный клин или винт

3.4. Рычаг

3.5. Шарнирный рычаг

3.6. Другие способы увеличения силы

4. Создание силы препятствующую самооткрыванию (тип связи)

4.1 Геометрическая связь

4.2. Упругая силовая связь

4.3 Силовая связь

4.4 Фрикционная связь (трение скольжение)

4.5 Фрикционная связь (трение покоя)

5. Создать два устойчивых конечных положения

5.1.Способ фиксации в закрытом положении

5.1.1 Геометрическая связь

5.1.2. Упругая силовая связь

5.1.3. Силовая связь

5.1.4. Фрикционная связь (трение скольжение)

5.1.5. Фрикционная связь (трение покоя)

5.2.Способ фиксации в открытом положении

5.2.1. Геметрическая связь

5.2.2. Упругая силовая связь

5.2.3. Силовая связь

5.2.4. Фрикционная связь (трение покоя)

5.2.5. Отсутствие связи

6. Уплотнить крытый объем

6.1. Соосные цилиндрические поверхности

6.2. Соосные конческие поверхности

6.3. Плоские поверхности

6.4. Соосные винтовые поверхности

6.5. Соосные шарнирные поверхности

6.6. Комбинированные поверхности соприкасающиеся по линиям

7. Создать уплотняющую силу

7.1. Сила упругости

7.2. Сила тяжести

7.3. Магнитная сила

7.4. Электрическая сила

7.5. Сила инерции

7.6. Молекулярная сила

Таблица 5.3
Замки
№	Реализация частных функций (рис. 1.13)	Пример
Эскиз	Название
	1.1; 2.1; 3.2; 4.1; 5.12; 5.23; (5.25)		Штекерный замок с защелкой
	1.1; 2.1; 3.2; 4.2; 5.12; (5.25); 5.21		Замок защелка-штекер (одежная кнопка)
	1.1; 2.1; 3.2; 5; 5.1; (5.25); 5.21		Фрикционный штекерный замок (электрический штекер)
	1.1; 2.1; 3.2; 4.2; 5.14; (5.25); 5.21		Сдвижной штекерный замок
	1.2; 2.1; 3.3; 4.1; 5.12; (5.25); 5.21		Замок с защелкой
	1.2; 2.1; 3.5; 4.1; 5.12; 1.52; 5.21		Замок задвижка-штекер

 

 

Таблица 5.4
Запирающее движение	№ Решения	Наименование	Типовой пример
		1.1. Штекерный замок
		2.1. Штекерно -поворотный
Окончание табл. 5.4
		3.1. Штекерно - штифтовой
		4.1. Разрывной замок
		5.1. Винтовой замок

 

Таблица 5.5
Частная функция	№ решен.	Типовой пример	Накопитель энергии	Примечание
Создать удерживающую силу			1.2. Разряжается	1.3. Магнитный замок
Создать уплотнение			2.2. Заряжается	2.3.Эластичное уплотнение
Создать силу трения			3.2. Разряжается	3.3.Упругая деформация в разъеме
Окончание табл. 5.5
Создать открывающую силу			4.2. (F) Заряжается	4.3 a - крышка b - фиксатор c - основание F – накопитель энергии (пружина)

 

Таблица 5.6
Способ создания силы препятствующей самооткрыванию	V	Типовой пример
Геометрическая связь
Силовая связь	Сила упругости
Силовая связь	Магнитная или электромагнитная связь
Фрикционная связь	Линейная сила трения
Заклинивание

 

Примеры реализация двух устойчивых конечных положений показаны в таблице 5.7.

 

Таблица 5.7
Связь с промежуточным положением	Связь с упором и промежуточным положением	№	Типовые примеры
Сила упругости	Геометрическая связь – упругая связь	1.1
Упругая связь – упругая связь	1.2
Электромагнитная сила	Геометрическая связь –эл. магнит. связь	2.1
Упругая связь – эл. магнит. связь	2.2

 

Контрольные вопросы

1. Принцип построения морфологической карты

2. Возможности морфологической карты при поиске технических решений

Технические устройства

Мир современной техники многообразен и сложен. Но в отличие от природы этот безграничный мир люди создавали собственными руками, для своих надобностей на протяжении всей истории.

Древние люди уже умели делать простейшие технические приспособления.

Без техники люди не смогли бы справиться с окружающей их природной средой. Следовательно, техника - необходимая часть человеческого существова-ния на протяжении всей истории.

Для наших далёких предков вопросы «когда возникла техника? », «кто был её создателем? » просто не существовали. Они «хорошо знали», как всё произошло. Правда, знание это было своеобразным: каждый народ передавал из поколения в поколение свои легенды, свои мифы о создателях технических устройств. Две с половиной тысячи лет назад, когда долину Нила посетил знаменитый древнегреческий историк Геродот, названный Цицероном «отцом истории», уже тогда он не мог докопаться до корней египетской истории касающейся строительства Пирамид; они терялись в тумане мифов и легенд.

Техника, то есть искусственные, целесообразно создаваемые материальные средства деятельности людей, могла появиться только после того, как длившееся миллионы лет развитие жизни на земле достигло определённого уровня. Умение изобретать, делать и использовать технику – такой же признак человека, как хождение на двух ногах, способность к мышлению, речи и совместному труду. Иначе говоря, человек, техника, язык, общество и совместный труд возникли в результате одного процесса – постепенного превращения древнейших гоминид в людей современного типа.

Многие животные способны к сложным действиям, очень похожим на разумные. Однако, создавая их, животные действуют инстинктивно – как диктует им врождённый, безусловный, рефлекс. Строя жилище, они не изобретают, а лишь воспроизводят действия, запрограммированные природой для каждого конкретного вида.

В отличие от животных человек для удовлетворения своих потребностей использует орудия труда – своеобразные продолжения рук, во много раз увеличивающие их возможности. При этом люди действуют не инстинктивно, а сознательно, разумно: заранее определяют цель, обдумывают способ и средства её достижения, подбирают необходимый материал, намечают последовательность операций. Иначе говоря, ещё до того, как приступить к изготовлению техники, человек как бы создаёт её в голове, в мыслях, то есть разрабатывает проект того, что ему нужно. А проектирование – уже творчество, сознательное созидание нового, того, чего в природе ещё не существовало. На такие действия до человека не было способно ни одно животное.

В античный период проблема техники была очень тревожна, в то время отношение к ней было двойственное.

Большинство считало технику религиозно нейтральной, так как техника дает усовершенствование жизни, умножает ее блага и не ставит никакой духовной проблемы.

Среди создателей науки и техники в античный период особое место занимает Аристотель (384 г. до н.э.). После себя Аристотель оставил многочисленные труды, например «Физика» в 8 книгах, «О частях животных» в 10 книгах. Авторитет Аристотеля многие века был непререкаем в науке.

Герон Александрийский (Heronus Alexandrinus)(гг. рождения и смерти неизвестны, вероятно, I в.), древнегреческий учёный, работавший в Александрии. Автор работ, в которых систематически изложил основные достижения античного мира в области прикладной механики. В «Пневматике» Герон описал различные механизмы, приводимые в движение нагретым или сжатым воздухом или паром: автомат для открывания дверей, пожарный насос и т.д. В «Механике» Герон описал 5 простейших машин: рычаг, ворот, клин, винт и блок. Герону был известен и параллелограмм сил. Используя зубчатую передачу, Герон построил прибор для измерения протяжённости дорог, основанный на том же принципе, что и современные таксометры.

Ученым, предвосхитившим развитие науки на столетия вперед с полным правом можно считать Архимеда - это гениальный математик и замечательный инженер.

«Дайте мне точку опоры, и я сдвину Землю». По преданию, эти слова принадлежат Архимеду, жившему больше двух тысяч лет назад и сделавшему немало выдающихся изобретений и открытий.

Его математические работы намного опередили своё время и были правильно оценены только в эпоху создания дифференциального и интегрального исчислений.

Для орошения полей Архимед изобрел водоподъемного устройства (рис. 6.1), которое употреблялось для подъема воды в течение двух тысяч лет.

Плутарх рассказывает в Жизнеописании Марцелла, что в ответ на просьбу царя Гиерона продемонстрировать, как тяжелый груз может быть сдвинут малой силой, Архимед «взял трехмачтовое грузовое судно, которое перед этим с превеликим трудом вытянули на берег много людей, усадил на него множество народа и загрузил обычным грузом. После этого Архимед сел поодаль и стал без особых усилий тянуть на себя канат, перекинутый через полиспаст, отчего судно легко и плавно, словно по воде, поплыло к нему» (рис.6.2).

Кому незнакома загадочная улыбка Моны Лизы? Всемирно известная “Джоконда” принадлежит кисти великого художника и музыканта, скульптора и архитектора эпохи Возрождения Леонардо да Винчи (1452—1519 гг.).

Один из величайших представителей культуры человечества был также автором многочисленных открытий в области естественных наук, механики, физики, астрономии, математики. Сохранилось около 7 тыс. листов рукописей и записных книжек ученого. Они содержат материалы, которые пристально изучаются до сих пор.

Проблемам распространения технических знаний в России стало уделяться значительное внимание со времен Петра Великого. Техническому образованию в России положили начало Инженерная и Математико-навигатская школы: «Петр I заставил изучать инженерное дело не только в Морской академии, но и в полковых школах и даже в духовных семинариях». Однако преподавание научных дисциплин в этих заведениях было элементарным и примитивным с современной точки зрения. В то же время профессия инженера усложнялась и горнозаводское дело одним из первых ощутило нужду в специальных горных школах. В России таким техническим учебным заведением стало учрежденное в 1773 г. Горное училище. Тем не менее, теоретическая подготовка в подобных технических училищах долго отставала от уровня развития науки (они были в большей мере практически ориентированными). Методика преподавания в них носила характер скорее ремесленного ученичества: инженеры-практики объясняли отдельным студентам или небольшим группам студентов, как нужно возводить тот или иной тип сооружений или машин, как осуществлять практически тот или иной вид инженерной деятельности. Новые теоретические сведения сообщались лишь по ходу таких объяснений, учебные пособия носили описательный характер.

Лишь после основания Гаспаром Монжем в 1794 г. Парижской политехнической школы, которая с самого начала своего основания ориентировалась на высокую теоретическую подготовку студентов, ситуация в инженерном образовании меняется (в том числе и в России). По образцу этой школы строились многие инженерные учебные заведения Германии, Испании, Швеции, США. В России по ее образцу в 1809 г. был создан Институт корпуса инженеров путей сообщения. Этот институт оказал огромное влияние на развитие инженерной деятельности в России.

К концу XIX века научная подготовка инженеров, их специальное, именно высшее техническое образование становятся настоятельно необходимыми. К этому времени многие ремесленные, средние технические училища преобразуются в высшие технические школы и институты. К ним относятся, например, Технологический институт в Петербурге, созданный в 1862 г. на основе школы мастеров; Петербургский электротехнический институт; Московское высшее техническое училище. Большое внимание в этих институтах стало уделяться именно теоретической подготовке будущих инженеров. Видоизменялись и научные исследования, приспосабливаясь к нуждам развивающейся инженерной практики. Однако главный упор в теоретической подготовке инженера тогда делался на физику и математику.

В 1877 г. в Москве при Московском высшем техническом училище было организовано Политехническое общество. Оно выпускало «Бюллетени», на основе которых и «Вестника общества технологов» в 1915 г. был создан журнал «Вестник инженеров». В уставе Политехнического общества кроме всего прочего записано: «Связать последовательно выпуски Училища общим, основанным на вере и нравственности, трудом на поприще научной и практической деятельности, дать им возможность обмениваться приобретенными сведениями, следить за успехами наук и промышленности и содействовать своими трудами развитию их в России», «способствовать успехам технического образования». Были также созданы Общество распространения технических знаний, Общество содействия успехам опытных наук и их практических применений.

Октябрьская революция 1917 года привела к кардинальным изменениям в обществе, смене приоритетов многих направлений жизни и деятельности людей, изменению их места и роли в государственной системе.

В результате революции был сломан хозяйственный уклад старой России. Этот процесс был предопределен империалистической и гражданской войнами, которые довели экономику страны до глубокой разрухи. Резкий упадок производства наблюдался во многих отраслях: в сельском хозяйстве и промышленности, на транспорте и др. Вследствие этого прогрессировали безработица, обнищание масс. С прекращением работы многих заводов и фабрик значительная часть инженеров оказалась не у дел.

Инженеры были низвергнуты: из уважаемой, авторитетной группы профессионалов они превратились в буржуазных специалистов (бурспецов) – «чуждых делу революции личностей, вредителей, врагов». Здесь сказалось и давнее их отчуждение от рабочего класса, даже враждебность, которая, была обоюдной. Такая взаимная враждебность, рабочего к инженеру ярко проявилась сразу же после революции: рабочие выносят вотум недоверия старым специалистам, подвергают их политическому остракизму, нередки физические расправы.

Положение инженеров в обществе, как свидетельствует практика, – своеобразный барометр его социального здоровья. Ведь миссия инженера – обновлять производство, создавать новые образцы техники и технологии, быть проводником научно-технического прогресса. Недаром в периоды застоев роль этой профессиональной группы в обществе заметно снижается.

Советская техническая интеллигенция прошла сложный путь развития – от периода первоначального гонения на бурспецов до подъема престижа профессии инженера в годы индустриализации и Великой Отечественной войны и последующего этапа снижения престижа в эпоху застоя, что проявилось в уменьшении реального вклада технических специалистов науки и техники, что выражалось в неуклонном снижении темпов научно-технического прогресса, уровня отечественных конструкторских и технологических разработок, надежности техники, отставании от развитых капиталистических держав в наукоемких отраслях экономики.

Потребности народного хозяйства, индустриализация страны заставили менять отношение к бурспецам с одновременной активизацией работы по созданию новой советской интеллигенции: растет число ВТУЗов, готовящих инженерные кадры, идут поиски путей подготовки достаточного числа технических специалистов из среды рабочих и крестьян, что изменяет социальный облик общества и этой профессиональной группы.

50-е годы ХХ в ознаменовались вступлением человечества в период научно-технической революции. Научно-техническая революция носит глобальный, интернациональный характер, охватывает весь мир, она имеет всеобъемлющий характер, так как влияет на все стороны жизни, органически соединяет коренные изменения в науке и технике, выдвигает на передний план новые технологии. В многообразии отраслей науки и техники выделяются основные направления, определяющие характер современной НТР. Это широкое использование электричества, применение атомной энергии в мирных целях, радиоэлектроника, получение искусственных материалов с заранее заданными свойствами, изучение Вселенной и другие достижения, которые воздействуют на все сферы деятельности человека, революционизируют современное производство, являются ускорителями научно-технического прогресса. Развиваются новые технологии (в том числе биотехно-логии), новые источники энергии, новые транспортные средства и средства связи, создаются новые предметы труда. Генеральным направлением НТР остается автоматизация производственных процессов на основе создания электронно-вычислительной техники, роботов, станков с ЧПУ, гибких автоматизированных производств. В результате НТР достижения естественных наук все больше и больше используются в производстве, наука отделяется от непосредственного труда, во многих областях промышленности создаются автоматические системы машин, идет процесс применения технических средств, способных заменять логические функции человека. Под влиянием НТР не только улучшаются технологии, повышаются производительность труда и качество продукции, сокращаются затраты на производство.

Многообразие проявлений научно-технической революции (НТР) делает ее объектом изучения многих наук. В философском плане важной задачей является рассмотрение методологических основ НТР, опираясь на которые можно было бы прогнозировать ее развитие и ее последствия.

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: