Основи конструювання

1. Запровадження. Роль конструктора в технічному прогресі. Професія — конструктор: відповідність кваліфікаційним вимогам; професіональні здібності. Обсяг і характеру роботи конструктора на промислове підприємство .

2. Конструювання як процес.

2.1. Конструювання — вид розумової діяльності (праці). Зміст процесу конструювання (Аналіз + Синтез). Технічне рішення, його властивості та ознаки (суттєві й додаткові). Виявлення технічних рішень. Зв’язок між технічним завданням та її оптимальним розв’язанням. Стадії разработки.

2.2. Основні етапи конструирования.

I. Аналіз технічного завдання. Найвища вимога об'єкта конструювання. Загальні правила конструювання. Основний принцип (принципи) роботи объекта.

II.Выявление технічних рішень. Добірка й розробка варіантів конструкції, які стосуються об'єкту і головної засади. Робітники принципи. Уявний образ об'єкта. Простота конструкції. Забезпечення надійності та безпеки. Оцінка вимог об'єкта: маса, компактність, вартість матеріалів, обмеження за простотою конструкції, швидкість дії (потужність), модульність, универсальность.

Методи, застосовувані розробки варіантів конструкції (технічних рішень): Інверсія. Аналогія (Прецеденти). Емпатія. Комбінування. Компенсація. Динамизация. Агрегатування (Способи агрегатирования). Компаундирование. Резервування. Мультиплікація. Метод розчленовування (Секци- онирование). Асоціація. Ідеалізація. Метод перенесення властивостей («фокальних «об'єктів) та інших.

Мова конструктора: Терміни. Терминология.

Джерела научно-технической інформації: Технічна література. Производственно-техническая інформація. Нормативно-техническая документація (Стандарти). Патентна информация.

III. Аналіз варіантів конструкції (технічних рішень) і вибір оптимального варианта.

Кількість і якість варіантів. Суперечливість вимог об'єкта, частин і функціональним елементам. (Сумісність технічних рішень щодо елементам конструкції об'єкту і робочим принципам).

Рішення завдання оптимізації математичними методами (із застосуванням ЕОМ): Оптимальний рішення. Критерій оптимизации.

Структура оптимального конструювання: Вибір критеріїв (Властивості й види критеріїв). Математичного моделювання (Опис цільової функції і багатьох допустимих рішень). Вихідні параметри об'єкта. Вимоги до параметрами оптимізації (Види параметрів). Основні обмеження механічних конструкцій. Вибір ефективний метод рішення оптимизационной завдання, його реалізація (Основні математичні методи: Аналітичні. Чисельні. Евристичне программирование).

Вариантное конструювання. Оптимізація на інтуїтивному рівні. Розрахунки при конструюванні. Основні параметри оптимізації конструкций.

IV. Розробка конструкторської документації для практичної реалізації объекта.

Технічний (технорабочий) проект. Робітники чертежи.

3. Практичні питання конструирования.

3.1.* Основи конструювання і розрахунку деталей машин. Стандартизація і уніфікація. Технологічні вимоги, і економічні факторы.

3.2.* Конструювання валів і осей. Підшипникові узлы.

3.3. Передачі. Коробки передач. Приводи головного руху з східчастим і бесступенчатым регулюванням: Кінематичний расчет.

3.4. Аналіз конструкцій на технологічність. Технологічність конструкції, її види (Показники технологічності по ГОСТ 22 851–77), ГОСТ 18 831–71:

Відпрацювання конструкції на технологічність. Найвища вимога і рекомендовані рішення за відпрацювання конструкції на технологічність. («Методика відпрацювання конструкції виробів на технологічність з оцінкою рівня технологічності виробів машинобудування і приладобудування »).

3.5. Маса і матеріаломісткість конструкцій. Зниження є і матеріаломісткості. Вибір матеріалів з урахуванням забезпечення міцності, жорсткості й надійності конструкцій при мінімальної массе.

3.6. Жорсткість конструкцій. Конструктивні способи підвищення жесткости.

1. Жорсткість. Равнопрочность. Чинники, що визначають жорсткість: пружні характеристики матеріалів (E, G); геометричні характеристики перетинів (A; J, W; JК, WК); лінійні розміри, тип (жорсткість) опор; вид навантаження. Питома показник жесткости.

Конструктивні способи підвищення жорсткості: Загальні способи. Способи для консольных і двухопорных систем, працівників изгиб.

2. Забезпечення жорсткості вузлів металорізальних верстатів (МРС).

2.1. Конструювання шпиндельних вузлів (ШУ).

ШУ з опорами качения. Найвища вимога до ШУ. Конструкція ШУ. Підшипники качения для опор ШУ: Способи створення попереднього натяга (жорсткий лагідний натяг). Розрахунок точності ШУ. Змащення і ущільнення ШУ. Визначення головних розмірів ШУ. Розрахунок ШУ на жорсткість (Оптимізація межопорного расстояния).

2.2. Несуча система і базові деталі: станини направляющие.

Розрахунок базових деталей на жорсткість. Направляючі ковзання, качения, комбинированные.

2.3. Тягові устрою МРС.

Найвища вимога до тяговим пристроям. Тягові устрою приводу подачі: Передача винт-гайка качения. Розрахунок передачі винт-гайка качения: Попередній вибір параметрів передачі. Розрахунок на жесткость.

4. Основи художнього конструирования.

Поняття про інженерному і художньому конструюванні. Художественно-конструкторское решение.

Технічна естетика. Інженерна психологія. Ергономіка. Промислова эстетика.

4.1. Система «человек-машина ». Человек-оператор (Ч-О) — ланка системи «человек-машина »: властивості Ч-О (сприйняття, увагу, пам’ять); рецептори і эффекторы; фізіологічний климат.

Схеми взаємозв'язків человек-объект: «трикутних взаємозв'язків », приватні моделей поведінки Ч-О; схема проходження сигналу по контуру управління (швидкість звернення сигналу по контуру управління; похибка і надійність ланок; швидкість обробки информации).

До основних рис робочої середовища: категорії I, II, III, IV.

4.2. Найвища вимога до конструкції індикаторів і регуляторов.

Візуальні, акустичні і тактильні индикаторы.

Нажимные, движковые (ригельные), підоймові, обертальні регуляторы.

Принципи групування індикаторів і регуляторів на панелях управления.

Загальні вимоги до органів управління і индикации.

4.3. Эргономическая відпрацювання конструкций.

Эргономические показники (ГОСТ 16 456−70): Гігієнічні. Антропометричні. Фізіологічні і психофізичні. Психологические.

Ергономічний аналіз стану та відпрацювання конструкцій: Методи досліджень. Види досліджень. Основні етапи эргономической відпрацювання. Чинники эргономического аналізу. Оцінка результатів прийнятого художественно-конструкторского рішення. Естетичний аналіз. Естетичні показники (інформаційна промовистість; цілісність композиції; досконалість виробничого виконання й стабільність товарного вида).

Найвища вимога до форми, опорядженні і забарвлення зовнішніх поверхонь об'єкта. Впливи висвітлення для сприйняття форми і кольору. Вимоги до освещению.

4.4. Основи композиции.

Завдання естетичного аналізу. Композиція: Загальні категорії (Тектоніка. Объемно-пространственная структура). Властивості й якості (Цілісність форми. Підпорядкованість. Рівновага. Симетрія і асиметрія. Динамічність і статичність форми. Єдність характеру форми). Кошти (визначальний композиційний прийом. Втім, пропорції і масштаб. Контраст і нюанс. Метр і ритм. Темп і пластика).

Деякі особливості сприйняття форми. Оптичні ілюзії. Психологічні чинники восприятия.

4.5. Елементи цветоведения.

Фізичні і психологічні характеристики кольору: Яскравість, колірної тон, чистота; Светлота, насиченість.

Вплив видів отражения.

Колірні моделі: Лінійна. Тривимірна модель Мессела. Колірний график.

Особливості психологічного сприйняття кольору. Колірний коло. Вибір поєднань кольорів: Контрастна і нюансная гармония.

Колірні иллюзии.

Основними рекомендаціями є за вибором колірних рішень (Робоча місце. Робоча зона. Приміщення (інтер'єр) в целом).

Сигнальні значення цвета.

5. Основи патентоведения.

Винахідництво — важливий чинник технічного прогресу. Изобретательское право. Об'єкти і суб'єкти винахідницького права. Захист об'єктів винахідницького права (Патент; АС; Диплом).

Відкриття. Винахід. Промисловий зразок. Раціоналізаторська предложение.

Винахідницька діяльність: Виявлення винаходів (Головні критерії винаходи. Патентоспроможність). Прототип. Аналоги. Істотні ознаки (Структури. Віда. Відносини). Істотні відмінності. Позитивний ефект. (ГОСТ 15.011−82).

Патентний пошук. Джерела що ганьблять, не що ганьблять новизну изобретения.

Патентна інформація (Документація). Справочно-поисковый апарат. Система МКІ. Справочно-информационные фонди патентних служб.

Упорядкування й заявки на винахід. Опис винаходи. Формула изобретения.

6. Активізація інженерного творчества.

Дозвіл технічних протиріч (Зовнішні. Внутриобъектные). Процес пошуку нових ідей — процес виявлення та ліквідації ТП: суттєвий етап створення винаходів. Необхідність оволодіння методами активізації (творчий рівень винаходи). Метод «спроб і помилок «(Евристика). Брейнсторнинг. Синектика. Метод «контрольних питань ». Морфологічний аналіз. Алгоритмічна методика (АРИЗ). «Изобретающая машина » .

7. Конструкторський бизнеса.

Лекція 3 «Основи конструювання «.

(3.1. Резюме Лекції 2.

ТЕ, Конструювання — логічний розумовий процес (не виключає, проте, елементів інтуїції «осяяння »):

від абстрактно сформованого завдання, А (основного принципу) через функціонуючі елементи (ФЭ)(Существующие ТР [елементи рішень]) до бажаного результату (Робітники принципу)[КД].

Тобто., конструювання спрямоване від сутності завдання явищем, яке бажають отримати (вызвать).

Основи структури конструювання як процесу — зв’язок між ТЗ і найкращим його варіантом (Рішенням) — що дозволяє визначати основні тези (не мають характер незаперечних законів) для підрозділи істотних робочих етапів конструирования:

1) У ТЗ утримуватися (в явною або явною формі) необхідні і достатні дані всім можливих рішень (Основний принцип);

2) Кожне окреме рішення є комбінацією функціонуючих елементів (ТР), характеризуемых певним действием;

3) Кожне рішення має недоліки (помилки), кількість яких можливо минимизировать;

4) ТР з мінімальним числом недоліків є оптимальным.

Ці становища визначають сувору (єдино можливу) послідовність дій при конструюванні об'єктів: повторення (повернення) припустимі і необходимы.

Звідси випливає основні етапи конструювання як процесса:

I. Проаналізувати ТЗ: сформулювати Основний принцип.

II. Виявити ТР, доцільні комбінації що дають всіх можливих виконання завдання (Робітники принципи) ;==> Розумовий образ объекта.

— Аналіз існуючих конструкцій і принципів його роботи — виявлення ТР-это єдиний путь:

У КБ і чинної конструкції ТР втілені у певному сукупності вузлів, деталей чи його елементів (Пригадаємо приклад — Шестірня), вони стоять ніби «губляться «у цій масі. У процесі аналізу виявляються ТР, що є основою побудови деталі, вузла чи об'єкта в целом.

NB. ТР — основа порівнювати з оцінкою різних об'єктів: всю розробку загалом порівняти важко, якщо об'єкт складний і включає у собі різні вузли і системи: електричні, гідравлічні, хутро. передачі й ін. Порівнянню піддаються ТР, до котрих застосувати загальний критерій, що характеризує Основний принцип.

III. Знайти які у кожному рішенні вади суспільства і вжити заходів для зменшенню їхньої кількості (помилки були б неможливими повністю) чи його дії (Поліпшені робочі принципы).

— Подумки експерименти (при недостатньому досвіді - эскизная проробка): перестановка і заміна елементів об'єкта; оцінка ефективності змін — їхнього впливу кінцевий результат.

Виявити ТР з min-min числом недоліків — шляхом порівняльної оцінки (Оптимальний робочий принцип).

IV.Изготовить КБ для практичної реалізації об'єкта (Як -min- Робочий чертеж).

NB. Вкотре слід підкреслити, що ефективність застосування методики (методик) конструювання великою мірою залежить як від звичної здатність до мисленню, і від створення низки певних якостей (зокрема. і фахових) особистості конструктора.

На жаль докладний розгляд цих питань за межі програми курсу «ОК »: це — запитання з «Психології творчості «.

Можна назвати основні: -.

* живе людське мислення, керовану діалектичній логікою * і у тому числі системний підхід [!]**.

* образне мислення та творче воображение.

Усе це — справа наживна: їх підґрунтя і розвиваються у процесі діяльності з урахуванням трьох «саме… » :

-самоосвіта (…воспитание);

-…анализ;

-…оцінка.

** Нині у сфері інженерії (Інженерна Діяльність) найбільш дефіцитна (престижна) третя категорія інженерів: системотехник (чи «універсаліст ») — інженер широкого профілю, завдання якого — організація та управління інженерної банківською діяльністю та створення складних технічних систем (1к — виробничник; 2к — исследователь-разработчик).

* Принципы:-.

-принцип первинності материального;

-принцип загальної взаимосвязи;

-принцип развития.

(3.2. Розглянемо докладніше основні етапи процесу конструирования.

I. Аналіз ТЗ проводиться виходячи з :

-вимог об'єкта конструирования;

-загальних правил конструювання (див. Орлов кн.1, 1977 г, стор. 63…67=52).

I.1. Найвища вимога об'єкта конструирования.

Розробка (Проектування, конструювання) технічних об'єктів связанна з конкретными,-.

-виробничої необходимостью;

-і побутовими потребами человека.

Підготовка виробництва (конструкторська ПП-часть), виготовлення і експлуатація об'єкта, своєю чергою, відбуваються у конкретних виробничих та експлуатаційних условиях.

Це вносить певні обмеження в роботу конструктора, з яким вона завжди повинен вважатися у процесі конструювання: «обузды-вать фантазію » .

Інакше — не враховуючи обмежень, доводиться завжди вносити зміни у конструкцію під час виготовлення і експлуатації, але це ==> додаткові затрати праці та материалов.

Перерахуємо основні вимоги об'єкта, які повинні гарантувати max. відповідності конкретним умовам применения:

(- відповідність своєму призначенню та висока продуктивність; високу якість, надійність і ремонтопридатність. Результат виконання цих вимог — забезпечення призначеного (гарантійного) ресурса;

(- зручність застосування, функціональні властивості, необхідних виконання потрібних операцій; (спеціалізація чи универсальность).

(- відповідність конструкції об'єкта умовам виготовлення його конкретними технологічними способами, на конкретному виробництві у конкретній кількості. (Лиття, штамповка, зварювання тощо.; - одиничне — серійне — масове; одне — серія (і) — много).

Це вимога диктується економічної целесообразностью;

(- можливість виготовлення об'єкта у конкретній виробничої базі предприятия-изготовителя з min-min витратами (конструктор має враховувати имеющиеся:

-устаткування, інструмент, оснастку виготовлення, складання і контроля;

-кваліфікованість персоналу і реальний стан технологічної дисципліни і т.п.).

(- відповідність конкретним умовам технологічної підготовки виробництва (це — матеріали, напівфабрикати, заготівлі, ПКІ (ГИЗы)? їх наявність і дефицитность).

Основа виконання цієї вимоги — узгодження КБ зі службами (Підприємствами і міжнародними організаціями), які беруть участь при изготовлении.

На виконання цієї вимоги проводиться вхідний конструкторський, технологічний і норма-контроль КБ, отриманою з ін. Організацій і Предприятий.

(- відповідність вимогам СП (ГОСТ, ОСТ, СТП), ТУ, Правил, Інструкцій, Норм, звані Нормативно-технические матеріали, наприклад, — ССБТ; П. без-й эксил ЦПК; ПУиБЭ судин РД; ПУЭ тощо. і т.п.

(- КБ на об'єкт має відповідати вимогам ЕСКД.

Для чого слід звернути увагу, это:

-же не давати в кресленнях технологічних вказівок (крім — коли технологія единственная);

-не забувати вказувати все Тих. Вимоги на виготовлення, контроль (виміру) та випробування объекта.

Крім того процесі вивчення і грунтовного аналізу ТЗ конструктор:

-наводить справки;

-знайомиться з литературой;

-вивчає креслення, докладені до ТЗ, і аналогов;

-уточнює ТТ об'єкта і з’ясовує обмеження (умови, які обов’язково мають бути дотримані під час вирішення задачи).

Результат I етапу — з’ясування мети конструювання (основного принципу роботи объекта);

-Підтвердження те, що ця ціль десь у ТЗ сформульована правильно.

Інакше — конструктор зобов’язаний обгрунтовано довести необхідність коригування ТЗ: помилка розробника ТЗ можуть призвести, як min — до зрадливому напрямку розробки об'єкта; max — до розробки негідної конструкции.

Лекція 4. Основи конструирования.

Етап II — Виявлення ТР, доцільні комбінації що дають всіх можливих виконання завдання (Робітники принципи) ==> Розумовий образ объекта.

-Аналіз існуючих конструкцій і принципів його роботи — виявлення ТР, — це єдиний путь:

У КБ і чинної конструкції ТР втілені у певному сукупності вузлів, деталей чи його елементів (пригадаємо приклад -Шестірня…), вони стоять ніби «губляться «у цій масі. У процесі аналізу виявляються ТР, що є основою побудови деталі, вузла чи машини загалом.

NB. ТР — основа порівнювати з оцінкою різних об'єктів: всю розробку загалом порівняти важко, якщо об'єкт складний і включає у собі різні вузли і системи (електричні, гідравлічні, хутро. передачі й ін.). Порівнянню піддаються ТР, до котрих застосувати загальний критерій, що характеризує Основний принцип.

У цьому рекомендується керуватися такими соображениями:

— Слід йти від потреби до бажаного, як від бажаного до допустимому.

Якість конструкції об'єкта залежить від якості ідеї, або принципу, використаного в ТР об'єкта. Слід знаходити побільше ТР для вибору найкращого; розробляти варіанти відомих ТР… ;прагнути з’ясувати всі необхідні деталі, які впливають на конструируемый объект.

Оцінювати порівняльну важливість кожного варіанта, щоб полегшити вибір оптимального або створити компромісний. Уникати поспішних прийняття рішень та надмірного впливу авторитетних рішень. Правильно оцінювати результати розрахунків й раціонально їх использовать.

— Домагатися простоти конструкції. Наприклад, якщо передбачається запровадити нову вузол або змінити вже наявний, треба уточнити, чи можна взагалі уникнути них.

Уникати складних, многодетальных конструкцій. Упустити в конструкції об'єкта елементи (вузли і механізми), працездатність яких сумнівна і вимагає експериментальної проверки.

NB — Поліпшення конструкції за деякими параметрами з допомогою погіршення якості, надійності та безпеки роботи її недопустимо.

Вимоги які пред’являються конструкції зазвичай суперечливі. Тому, поліпшуючи один параметр об'єкта, конструктор впливає ін., нерідко погіршуючи їх. Важливо оцінити ці впливу, приймаючи компромісне рішення, що у даному випадку буде оптимальным.

При оцінки вимог, що висуваються до об'єктах розробки, необхідно враховувати следующее:

— Зменшення маси об'єкта викликає зменшення міці й жесткости.

— Компактна, малогабаритна конструкція тягне у себе поліпшення умов складання, обслуговування, регулювання і ремонту.

— Застосування дешевих матеріалів викликає погіршення міцності, зносостійкості і долговечности.

— Створення простий конструкції об'єкта накладає певні обмеження на технічні і технологічні можливостей його работы.

— Збільшення швидкості дії механізму призводить до зростання інерційних зусиль і навантажень на деталі узлы.

— Розбивка конструкції на модулі (вузли) для полегшення організації виробництва їхньої складання (чи транспортування) веде до зменшення жорсткості конструкції, підвищує трудомісткість сборки.

— Створення конструкції до різних режимів праці та різних операцій (універсальної) завдає економічних збитків при експлуатації об'єкта в одній операции.

Для перебування кращого конструктивного рішення конструктор повинен створити якнайбільше варіантів конструкції, т.к. у кожному варіанті можливе вирішення тих чи інших питань у різною степени.

Слід зазначити, що розробка принципово різняться варіантів справа непроста. Крім знання великого об'єму різних ТР, конструктивних схем тощо. потрібні здатності розуміти й навички використання прийомів і методів конструювання.

Існують методи, які активізують та питаннями спрямовують творче мислення по дорозі створення нових, нешаблонных, нестандартних рішень. Конструктору корисно знати ці методи (і віддали навчатися використовувати их).

Наведемо основные:

Інверсія (зроби навпаки) — метод отримання нового ТР відмови від традиційного погляду завдання. У цьому погляд на завдання здійснюється звичайно з діаметрально протилежної позиції. Якщо говорити про елементи об'єкт, всі вони зазвичай змінюються местами.

Принцип інверсії: -.

— З наружи — зсередини;

Вертикально — горизонтально;

Вертикально — догори ногами (вгору ногами);

З лицьової боку — із другого стороны;

Поверхня що охоплює - поверхню охватываемая;

Симетрично — асимметрично;

Головний — ведомое;

Рідке — твердое;

Шкідливе — полезное;

Жорстке — гибкое;

Розтягнення — стиснення (Приклад ?!).

Елемент в одній деталі - Перенести на ін. деталь, взаємодіючу з першого; тощо. і т.п.

Аналогія (метод прецеденту) — використання ТР з ін. областей науку й техніки. Аналогічні рішення, використовувані на вирішення інженерних завдань, може бути запозичені із живої природи як конструкції і елементи биомеханики.

Метод прецеденту використовує аналогію з раніше розробленими конструкциями.

Аналогія може лише задіяти раніше створені конструкції, а й моделювати різні якості: форму, колір, звуку й т.п.

Емпатія — ототожнення особистості конструктора з об'єктом розробки, тобто. елементом чи процесом: «входження у образ ». Цей метод призводить до новому погляду на задачу.

Комбінування — використання у конструкції по-різному порядку в різних поєднаннях окремих ТР, процесів, елементів. У цьому можна знайти собі нову якість, що доповнює позитивний эффект.

Метод комбінування може застосовуватися за трьома схемами об'єднання елементів:

нове + новое,.

нове + новое,.

старе + старе.

Комбінації елементів може бути різного характеру: хутро. з'єднання, з'єднання через проміжні елементи, дублювання, освіти багатоступінчастих конструкцій і др.

Компенсація — зрівноважування небажаних і шкідливих чинників засобами протилежного дії. Наприклад, часто необхідно компенсувати вплив маси, сил інерції, тертя, різні втрати … — це з допомогою компенсаторів (постійних, регульованих, автоматичних, пружинних і др.).

Динамизация — перетворення нерухомих і незмінних елементів конструкції в нерухомих і незмінних елементів конструкції у мобільні і змінюваного формы.

Агрегатування — створення безлічі об'єктів чи його комплексів, здатних виконувати різні функції, або існувати у різних умовах. Досягається шляхом зміни складу об'єкта чи структури його складових частей.

Способи агрегатирования:

* з'єднання агрегатів із автономним об'єктом які представляють комплекс (транспортер з підвісними орудиями);

* агрегатування приєднанням, коли до базової складової частини можуть приєднуватися різні залежні складові части;

* агрегати, вузли, деталі (наприклад, агрегатні верстати; поворотно-делительные столи + силові вузли: механізм головного руху, і механізм подач);

* агрегатування зміною, як у об'єкті можна застосовувати різноманітні варіанти складових частин при різної компонуванні (наприклад, різні варіанти кузова автомобіля однією шасі …).

Компаундирование — полягає з тому, що з збільшення продуктивності паралельно з'єднуються дві технічні об'єкта. Поєднання проводиться різними приемами:

* об'єкти встановлюються незалежно паралельно й зв’язуються синхронизирующимися устройствами;

* … конструктивно об'єднують у один агрегат і т.д.

Блочно-модульное конструювання — передбачає створення виробів з урахуванням модулів та блоків. Модуль — складова частина вироби, що перебуває з уніфікованих чи стандартних елементів різного функціонального призначення (наприклад, М. З. У.).

Резервування (дублювання) — збільшити кількість технічних об'єктів підвищення надійності вироби в целом.

Мультиплікація — підвищення ефективності з допомогою використання кількох робочих органів, виконують одні й самі функції (на місця; многодетальная обробка; багатоповерхові конструкції; багатошарові конструкції і т.п.).

Метод розчленовування — залежить від уявному поділі традиційних технічних об'єктів із метою спрощення виконуваних чи функцій і операцій. Секціонування передбачає роздрібнення ТЕ на конструктивно подібні складові - секції, осередки, блоки, звенья.

Асоціація — використання властивості психіки у разі одних об'єктів за певних умов викликати активність інших, що з першими. Збіг певних ознак різних об'єктів дозволяє знайти нехарактерні рішення. (Наприклад, хутро. маніпулятор, що імітував роботу руки …).

Ідеалізація — падіння реальних об'єктів нереальними, нездійсненними властивостями вивчення їх як ідеальних (точка, лінія, абсолютно тверде (чорне) тіло та інших.). Цей метод дозволяє значно спростити складні системи, знайти суттєві зв’язку й застосувати математичні методи исследования.

Перенесення властивостей (чи метод «фокальних «об'єктів) — конструируемый об'єкт вміщують у «фокус «уваги і переносять нею властивості чи функції кількох довільно вибраних объектов.

Сукупність комбінацій знайдених ТР — основа до створення конструкції объекта.

Наступний етап (III) — аналіз варіантів і вибір оптимального — тяжкий і відповідальний етап конструювання. Від результатів його виконання залежить якість об'єкта усім стадіях життєвого циклу.

? — Мова конструктора. -?

? — Джерела інформації. -?

?? — спеціальний научно-технический мову терминов.

Термін (від латів. terminus — кордон, межа) — слово чи поєднання слів, вживане з відтінком спеціального значення. Система терминов-терминология.

Конструкторський мову — термінологія, при уважному розгляді виявляє свою образну первооснову:

вісь — палець — вал — вал? муфта.

склянку — гільза? патрон.

баба — баба? пиноль.

гитара.

хвостовик.

Образний сенс термінів допомагає глибше зрозуміти їхній вміст [і сприяє розвитку творчого уяви]. Проте, слід зазначити, захоплення образами створює заряд психологічної інерції, яка може перешкоджати пошуку нових ТР. Тому, за рішенні конструкторських завдань потрібна велика незалежність від конкретних технічних средств.

Джерела [научно-технической] информации.

Роль технічної інформації при конструюванні огромна.

Конструктор творчо переробляє що у розпорядженні (арсеналі) чи запозичені з технічного літератури інформацію, існуючі ТР, пристосовуючи їх до конкретних условиям.

Найчастіше за структурі розробленого об'єкта відсутні істотно нові ТР (винаходи). Це тим, що конструктори, вирішуючи наприклад, завдання підвищити рівень технічного оснащеності м/с, на підприємствах галузі займаються одними й тими самими проблемами: Щодня відбувається повторення одним і тієї ж конструктивних решений.

Бурхливий зростання обсягу НТІ: подвоєння протягом семирічного віку (у середині 80-х нашій країні загальна кількість інформаційних документів була у рік? 10 млн. Примірників), — дедалі більше утрудняє пошук і освоєння вивчення необходимого.

Парадокс. Тому — зазвичай, легше розробити новий об'єкт, ніж переконатися, що таке где-то вже є. (винайдення велосипеду).

У той самий час — вивчення й нагромадження позитивного досвіду конструювання — життєву необхідність, особливо молодих специалистов.

Т.к. прагнення освоїти попередню інформацію — марно!!!, то — вихід: вивчати інформацію з конкретним актуальним для даного фахівця питанням, починаючи з новітніх здобутків і традицій закінчуючи ретроспективної информацией.

СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ.

" ВУЗЬКИЙ «специалист.

Результат вивчення інформації ==> забезпечення Конструктивною наступності - використання розробки попереднього досвіду профілем спеціалізації і галузей, введення у конструкцію розроблюваного об'єкта всього корисного, що є у існуючих конструкциях.

Основні джерела НТИ:

Технічна література: Підручники; Довідники конструктора (міжгалузеві і галузеві); Енциклопедії технічні (універсальні і галузеві); Словники термінологічні і роз’яснювальні; Типажі машин і устаткування й т.п.

Производственно-техническая інформація — інформацію про новітніх досягненнях наукової та виробничої практики: Огляди; Реферативні видання; Экспресс-информация; Іл; Бюлетені; Типові РМ у тому числі винаходу і т.п.

-Н-ТД — ГОСТ, ОСТ, СТП, ТУ, РТМ, ТЕ і др.;

-Патенто-лицензионная інформація (над реальним змістом — розділ Патентоведение).

БНТИ ==> допомогу Специалистам.

Лекція 5. «Основи конструювання » .

III. Аналіз варіантів конструкції і вибір оптимального варианта.

II етап залежить від доборі та розробці варіантів, які стосуються об'єкту і принципу работы.

III етап ==> прийняття одного, остаточного варианта.

Важливо, що прийняття конкретного варіанта має вирішальне значення усім стадіях розробки. Оптимальний рішення надає напрям всієї разработке.

Можливість вибору оптимального варіанта … тим більша, що більше число варіантів, у тому числі вибирається це рішення, і що вище якість цих вариантов.

Як сказали раніше, основа для відбору ТР — вимоги (ТЗ) до розроблюваному об'єкту. Ці вимоги можуть пред’являтися об'єкта у цілому або для її складовим частинам і функціональним элементам.

Як вимоги об'єкта, і варіанти ТР часто є суперечливими. Суперечливість варіантів може мати саму різну ступінь, до взаємного исключения.

У кожному разі виконується перевірка сумісності прийнятих рішень щодо різних частин конструкції та принципами роботи конструируемого объекта.

Інколи справа, коли є певна число варіантів і вибір найкращого (оптимального) не очевидний, допоможе конструктору приходить метод оптимізації.

Оптимальним рішенням завдання призначається рішення, які з тим чи іншим ознаками предпочтительнее.

Звідси випливає: щоб із значної частини варіантів знайти оптимальний, потрібна інформацію про предназначительности різних поєднань значень показників характеризуючих варіанти, — критерій оптимізації.

Завдання вибору оптимальних параметрів розробки відповідно до обраними критеріями називається завданням оптимального проектування (конструирования).

Тут треба сказати, під оптимальним проектуванням (найчастіше) розуміється процес прийняття оптимальних (у сенсі) рішень з допомогою ЕОМ. Проблема, що з отриманням оптимального рішення з багатьох допустимих, є спільною всім стадій розробки та багато чому визначає технико-экономическую і технологічну ефективність розроблюваних (конструируемых) объектов.

Розглянемо деякі положення теорії оптимального проектирования.

Процес оптимального проектування включає у собі три основних этапа:

1) вибір об'єктивного критерію оптимизации;

2) опис цільової функції і багатьох (області) допустимих рішень (математичне моделювання объекта);

3) вибір ефективний метод виконання завдання та її реализация.

(Критерій оптимізації конструируемого об'єкта служить показник, який оптимальний для даного объекта.

Вибір критерію визначається следующим:

* критерий-средство, з допомогою якого мають зіставлятися конкуруючі варіанти конструкції объекта;

* критерій повинен висловлювати відповідність між доцільним якістю об'єкту і реальними процесами конструювання, виготовлення й експлуатації объекта.

Критерій призначений задля здобуття права «замінити мета поставленого завдання », а здобуття права перевірити перевагу вибраних вариантов.

Критерій може бути об'єктивним і виправдовувати своє призначення. І тому він повинен мати поруч свойств:

* бути независимым;

* бути однозначним, тобто. не бути функцією інших факторов;

* бути прямо пов’язаної з параметром оптимизации;

* бути сумісним інших чинників, ніж порушувати їх роботи й др.

Як критерію оптимізації залежно від характеру та призначення об'єкта конструювання може бути приняты:

* його стоимость;

* конструктивні і точностные показатели;

* маса (вес);

* довговічність (ресурс) і др.

(Оптимізація як процес раціоналізації елементів конструкції можливе тільки тоді, коли сформульована цель.

За позитивного рішення завдань оптимізації математичними методами: математична залежність критерію оптимізації від шуканих параметрів об'єкта називається цільової функції .

Назва невипадково: оптимізація здійснюється з з метою отримання найкращого значення критерію оптимізації .

* Z=Z (X, U)? min, ? x1,…, xn? =X.

? n шуканих параметрів об'єкта ;

? Ui (t)? невідомі функції конструирования.

Простору, у яких змінюються X, U? назвемо просторами проектування .

*? умова min функціоналу, що б обраний критерій? є критерій оптимальності .

Функціонал? (в вариационном обчисленні) математичне поняття, що означає зміну величину, яка від вибору одній або кількох функцій .Загалом сенсі? оператор, відображає нескінченно мірне простір, в безлічі дійсних чи комплексних чисел .

Параметри оптимізації :

Як шуканих параметрів об'єкта можуть бути будь-які чисельні значення :

? принцип роботи вироби (зв .).

? технічні показники (Vmax чи Vmin; продуктивність; to; M і др.);

? показники якості (Qu; HRC? поверхні валу і тп .).

Параметри оптимізації повинні відповідати наступним требованиям,?

* піддаватися вимірам з достатньої ступенем точності й діють обмежуватися межами допусків ;

* бути інформаційними, тобто. всебічно характеризувати объект;

* мати фізичний сенс, тобто. мусить бути можливість досягти корисних результатів певного характеру об'єкта у условиях;

* бути однозначними тобто. максимізувати чи мінімізувати лише одна властивість об'єкта .

Параметри оптимізації залежно від заповітної мети, котрим вони призначені, може бути ,?

? просторово — тимчасовими (довжина; час; площа; обсяг; швидкість; прискорення тощо.);

?механічними (маса, щільність, сила, момент сили, робота, енергія, потужність, тиск і т.д.);

? електромагнітними (кількість електрики, щільність струму, удільне опір, магнітний потік і т.д.);

? тепловими (to, кількість теплоти, теплової потік, коефіцієнт теплообміну і т.д.);

* акустичними (звукове тиск, інтенсивність звуку і т.д.);

* якісними (зовнішній вигляд, якість поверхні тощо.) .

У завданнях оптимізації до критеріям оптимальності звичайно припадає приєднувати обмеження, щоб звузити простір проектування (це системи математичних рівнянь, а й логічні висловів типу? якщо … то … ?).

Основні обмеження механічних конструкцій :

1) на величину напруг (хутро.), що накладалися вимогами надёжности і економічності (умови міці й стійкості);

2) на переміщення елементів, що накладалися вимогами жёсткости, працездатності діючої НТД (умови жёсткости);

3) умова спільності деформацій: нерозривність елементів конструкції при дії зовнішніх навантажень ;

4) функціональні обмеження, пов’язані з умовами і експлуатації елементів об'єкта (М, габаритні обмеження, матеріал, сортамент, крепёж і т.п.).

? Завдання про мінімумі функціоналу при заданих обмеженнях у випадку є саме теорії оптимальних систем з певними параметрами, описуваної системою диференціальних та інтегральних рівнянь. Єдиного методу вирішення таких загальних завдань немає .

Здебільшого застосовуються , — аналітичні (диференціальні і вариационные обчислення) і , — чисельні методи (лінійне, нелінійне і динамічний програмування; метод гілок і національних кордонів .

(Евристичне програмування у системі людина — ЭВМ (.

I оптимізація з кількох (багатьом) параметрами з допомогою ЕОМ .

II Якщо вдається виділити одне головне параметр, який досить повно характеризує об'єкт оптимізації, застосовуються методи відмінні простішими обчислювальними процедурами .

!!! Рішення завдань оптимізації математичними методами дає найкращі результати. Проте чи є можливим вибір математичних методів оптимізації з допомогою ЕОМ .

Обмеження: відсутність СВТ і лобіювання відповідних фахівців; ще, в усіх завдання оптимізації мають математичне рішення .

У цій конструктор, працюючий на промислове підприємство, 1), застосовує т.зв. вариантное конструювання (порівняння кількох варіантів конструкції і вибір варіанта з мінімумом недоліків); 2), виконує оптимізацію на інтуїтивному рівні .

Адже завдання оптимізації доводиться вирішувати як щодо основних параметрів об'єкта, а й у багатьом другорядним питанням .

Будь-який вибір конструкторського рішення форми і дрібних розмірів елементів об'єкта — рішення оптимизирующей завдання, коли конструктор вибирає оптимальне рішення із творців тієї сукупності варіантів, які у пам’яті. Ці варіанти задовольняють ТЗ на конструкцію, тобто. перебувають у припустимою області. Знання конструктором основних критеріїв і методів конструювання дозволяє робити правильні логічні висновки .У цьому допомагає модель конструируемого об'єкта — розумовий образ (уявою конструктора) чи графічне зображення (схема, ескіз). Модель відбиває упрощённую принципову схему, яку у процесі конструювання обростає IP. Тут допоможе конструктору приходить? розумовий експеримент?: наприклад, проводиться? нагружение? зразка з урахуванням чого визначається раціональне поперечне перетин, і т.п.

Знання методів оптимізації, досвід роботи, здатність творчо мислити дозволяють конструктору уникнути недоліків, і помилок в конструкції об'єкта .

Основні параметри .

При конструюванні оптимізацію доцільно виконувати за такими (основним) параметрами ,-.

— 1. Оптимізація навантаження — найголовніший параметр, що визначає конструкцію об'єкта: равнопрочность, оптимальне використання матеріалу, надійність і т.д.

— 2. Оптимізація матеріалу залежить від конструкції об'єкта. Застосовуваний матеріал не завжди однаковий, та його вибирають по необхідним механико-физическим властивостями, технологічності, вартості, доступності й т.д.

— 3. Оптимізація надійності включає у собі показники якості, коефіцієнт безпеки, точності й діють т.д.

— 4. Оптимізація відносин взаємозалежних величин залежить від оцінці наступних характеристик об'єкта: геометричні розміри (характеристики), кінематичні і динамічні властивості, маса, пружні властивості і між ними.

Аналіз конструкцій на технологичность.

— виконується розробки технічного (технорабочего) проекту объекта.

— після розробки остаточних технічних решений.

— з метою оцінки об'єкта з технологічних параметрами і детального відпрацьовування його за технологичность.

Щоб поліпшити технологічність виробів (зниження собівартості) виконується технологічний контроль конструкторської документації по ГОСТ 2.121−73.

Основний суб'єкт, котрий розробляє конструкторську документацію — креслення, схеми, текстові документи та інших. — конструктор. Він визначає «обличчя» сконструйованого об'єкта: зміст конструкторської документації (КБ) і всі відбиті у яких технічні рішення (ТР). Натомість несе відповідальність, обумовлену в Посадовий інструкції, відповідно до чинним законодательством.

Виходячи з цього, у виробничому практиці простежується певна переоцінка (м'яко кажучи) ролі конструктора у створенні конструкції объекта.

У цьому склалося антагоністичні відносини між конструкторами і технологами: технолог «противник» конструктора, отже «ретроград», гальмуючий технічний прогресс.

Ця недооцінка ролі технолога в конструюванні об'єктів не приносила б шкоди, якби конструктор володів всім обсягом технологічних знань і опыта.

Але — «не можна охопити необъятное»,-поэтому конструкторська документація (КБ) — мусить бути творчістю одного виконавця, а бути результатом спільної плідної праці різних специалистов.

І те, чільне місце у цьому займають технологи.

Якість КБ і її технічний рівень визначаються тим, наскільки тісною і плідним було це сотрудничество.

Технолог повинен що з конструктором розробляти конструкцію об'єкта усім стадіях разработки.

Це реалізується у відпрацюванні вироби на технологичность:

? Які недоліки мають ці технічні рішення з погляду технологичности.

Технологічність конструкції і її виды.

(Основні определения).

Відповідно до ГОСТ 22 851–77 «Показники якості продукції» встановлено 8 видів показників якості, зокрема. — показники технологічності (призначення, надійності, …).

Головний критерій технологічності конструкції - її економічну доцільність при заданому якості й прийнятих умовах виробництва, експлуатації і ремонту. Критерій? д/сопоставления варіантів і оптимизации.

Єдині терміни та засобами визначення у сфері технологічності конструкцій встановлює ГОСТ 18 831–73 «Технологічність конструкції. Терміни і определения».

Стандартне визначення технологічності конструкцій сформульовано, виходячи з принципу скорочення матеріальних й трудових витрат в усіх галузях прояви властивостей конструкції об'єкта, і сумно звучить так :

«Технологічність — сукупність зазначених властивостей конструкції вироби, проявляемых щодо можливості оптимізації витрат праці, коштів, матеріалів і часу при, —.

— технологічної ПП,.

— изготовлении,.

— експлуатації і ремонте,.

проти відповідними показниками однотипних конструкцій виробів тієї самої призначення забезпечивши встановлених значень показників якості в прийнятих умовах виготовлення, експлуатації і ремонта".

Відпрацювання конструкції вироби на технологічність — комплекс заходів щодо забезпечення необхідного рівня технологічності конструкції вироби з встановленим показателям.

Основне завдання відпрацювання — надання виробу комплексу властивостей, які встановлюються за поняттям (терміном) технологичность.

Аби вирішити це завдання виріб необхідно розглядати, як об'єкт розробки (по стадіям розробки) усім стадіях життєвого цикла.

Оскільки технологічність виробів проявляється у процесі їх виробництва та експлуатації, в такий спосіб, основними видами технологічності конструкції виробів є (областю прояви), —.

— виробнича технологічність (конструкторська і технологічна підготовка виробництва).

— експлуатаційна технологічність (т.а. і ремонт).

По характеризуемым властивостями, —.

— технологічна раціональність конструкції (з вигляду витрат).

— конструктивно-технологическая наступність (формою проявления).

Найвища вимога і рекомендовані рішення за відпрацюванні конструкції на технологичность.

— 1. Забезпечення розчленовування об'єкта на складальні одиниці. Сборочныеединицы? мінімальне число деталейобеспе-чивает виконання функций;

— можливість незалежної паралельної сборки;

— принцип агрегатирования.

— 2. Забезпечення уніфікації і стандартизації елементів конструкції (скорочення номенклатури деталей, ГИЗы).

— 3. Забезпечення раціональних складальних баз (принцип єдності баз).

— 4. Забезпечення раціонального процесу складання: ПВЗ? НВЗ? ГрВЗ (селект-сборка)? регулювання компенсаторами? пригонка.

— 5. Забезпечення зручності складання (механізація і автоматизація; загальна складання без проміжних розбірок; доступом до місцях регулювання і функцію контролю; легкосъёмность швидкозношуваних деталей; >20 кг. — устрою д/ГПМ).

— 6. Забезпечення раціональних сполук складових частин (мінімальне число соединений).

— 7. Забезпечення застосування типових технологічних процесів: обробки, складання, контролю та испытаний.

У комплексі технологічність сприймається як сукупність зазначених властивостей конструкції вироби, закладених конструкторської документації розробки :

Раціональна конструкція? розрахункової технологичности.

Докладно процес ОКИТ розглянутий в «Методика відпрацювання конструкцій виробів на технологічність з оцінкою рівня технологічності виробів МС і ПС». М: Видавництво стандартів. 1976 р., 55 стор.? ОСТ СТП.

На попередньої лекції ми сказали :

якщо розглядати технологічність об'єкта комплексно, вона визначається сукупністю властивостей конструкції об'єкта, закладених КБ при разработке.

У цьому до створення раціональної технології виготовлення (і складання) необхідна раціональна конструкция.

Раціональність конструкції багато чому визначається такими показниками технологічності як, —.

— маса (вагу) изделия;

— питома матеріаломісткість изделия.

У машинобудуванні зменшення маси виробів дає змогу знижувати витрата матеріалів (переважно металевих) і, вартість изготовления.

Тут треба сказати: зниження маси виробів перестав бути (і консультації безумовно повинно бути) самоціллю. Зниження маси має забезпечуватися без шкоди міцності, жорсткості й надійності (довговічності) объекта.

Тому, враховуючи ще й досить невелику частину вартості матеріалів загальної вартості об'єкта, загалом машинобудуванні нашої країни зберігається тенденція (часом невиправдано): краще мати трохи більше важку машину, але надёжную і долговечную.

Порівняльні якості об'єктів одного призначення оцінюють показником питома маса, рівним.

Це враховує ступінь конструктивного досконалості об'єкта, і навіть — застосування легких сплавів і неметалевих (До) материалов.

Наприклад, якість конструкції металорізальних верстатів оцінюють показником g = G / Nд, де G — маса, кг; Nд — номінальна потужність приводного двигателя.

П. І. Орлов стверджує, у цьому разі, цей показник «невиразний», т.к. не враховує рівень використання Nд, і навіть продуктивності станка.

Поняття матеріаломісткість відрізняється від розуміння маса — вони нерівнозначні.

Материалоёмкость найкраще висловлювати обсягом елементів, складових бьем.

Тоді питома матеріаломісткість — показник якості конструкції :

де — сумарні маси елементів, виготовлених із матеріалів з щільністю .

-коефіцієнт використання объема.

Зниження є і материалоёмкости об'єкта забезпечується раціональної конструкцією елементів об'єкта, засновану наступних принципах, -.

— раціональна форма перерізу кожного виду навантаження — принцип рівного напруги перерізу ;

— зменшення концентрації навантаження: забезпечення рівномірного розподілу напруг у поперечних перетинах — принцип равнопрочности ;

— забезпечення раціонального балансу жорсткості - принцип відносної жорсткості (т.к. равнопрочные деталі за інших рівних умов мають меншу жорсткість) ;

— усунення СНС: 2−3 виду навантаження; поперечний вигин? чистий вигин? крутіння? зріз? розтягнення (стиснення) — принцип раціонального навантаження. (Силова схема). А. М. Т.: «Силу треба „ловити“ там де виникає».

— зменшення нерівномірності напруг шляхом видалення матеріалу зі малонапряженных ділянок — принцип обсечения (знижуються інерційні навантаження) ;

— застосування раціональних конструктивних схем: мінімальне число ланок, компактність, многопоточные схеми ;

— уточнення розрахункових напруг (підвищення з допомогою, наприклад, експериментального вимірювання, і натуральних випробувань) ;

— вибір відповідного матеріалу (заміна металів ПКМ), застосування технологічних методів зміцнення материалов.

Вигідність матеріалів щодо маси можна оцінити з допомогою питомих показників, наприклад, Lp = ?в? ? (для растяжения-сжатия), яка наочно інтерпретується, т.зв. «розривної довжиною» — довжина вільно підвішеного стрижня (км), коли він матеріал зруйнується від дії масових сил.

А=?

Слід зазначити, що вибір матеріалу визначається як його массово-прочностными характеристиками, а й іншими важливими чинниками, —.

— призначенням, і умовами роботи деталі ;

— фізико-механічними, технологічними і експлуатаційними властивостями матеріалу ;

— вартістю (!) .

Висновок: найбільшої універсальністю мають стали, властивості яких визначаються межах легированием, термічної, химико-термической і термомеханической обработкой.

Стали ще протягом тривалого часу основним матеріалом виготовлення навантажених деталей.

Майже так само властивостями мають титанові сплави (крім обрабатываемости).

ПКМ вийдуть перше місце лише тоді забезпечення їхніх вартості лише на рівні металевих матеріалів (хоча б титанов).

Стали (констр).

Al — сплавы.

Ti — сплавы.

0,33…0.63 руб/кг.

0,45…1,0 руб/кг.

1,0…5 руб/кг.

0,5 руб/кг? 90.

0,8 руб/кг? 60.

3 руб/кг? 15.

СВМ-45руб/кг+Экология.

Жорсткість конструкцій. Конструктивні способи підвищення жесткости.

Загальне визначення :

Жорсткість — це здатність системи опиратися дії зовнішніх навантажень з найменшими деформаціями (перемещениями).

Для машинобудування: жорсткість — це здатність системи опиратися дії зовнішніх навантажень з деформаціями (переміщеннями), припустимими без порушення працездатності системы.

Отже, жорсткість визначає працездатність об'єкта у самій мері (іноді більшої), як і міцність. І, відповідно, визначає масу (материалоёмкость) конструкции.

Прагнучи полегшити конструкцію і максимально використовувати прочностные властивості матеріалів, конструктор підвищує рівень напруг у елементах конструкції, що зумовлює збільшення деформацій (?? ?? ?).

Широке застосування равнопрочных, найвигідніших щодо маси конструкцій, викликає збільшення деформацій: такі конструкції мають малу жесткость.

Питання підвищення жорсткості особливо актуальна у зв’язку з застосуванням високоміцних матеріалів, елементи у тому числі різко збільшують деформативність конструкций.

Визначити величину деформацій розрахунковими методами можна лише за простих видах навантаження [ розтягнення (стиснення), зрушення (крутіння), вигин ] методами РМ иТУ.

Найчастіше має справу із елементами конструкцій, жорсткість яких немає піддається розрахунку: їх перерізу визначаються технології виготовлення (наприклад, виливання, прокат) або мають складну конфігурацію (корпусні детали).

Тут застосовуються моделювання, експеримент (випробування), досвід минулого і інтуїція конструктора.

П. І. Орлов «ОК» зазначає: «…конструкції, розроблені початківцям конструктором, зазвичай „страждають“ недоліком жесткости».

Жорсткість конструкції визначають такі чинники :

— Є (растяжение-сжатие, вигин); G (зрушення, крутіння) ;

— геометричні характеристики перерізу (A, J (W), Jk (Wk));

— лінійні розміри: довжина L ;

— вид навантаження, тип (жорсткість) опор.

Чинники, що впливають жорсткість, можна поєднати в узагальненому питомому показнику жорсткості.

Отже, цей показник об'єднує характеристики міці й жорсткості і характеризує здатність матеріалів сприймати високі навантаження при найменших деформації, і найповніше оцінює вигідність матеріалів по массе.

Значення n? для основних конструкційних (металевих) матеріалів можна диаграммой.

Ми знаємо, що у практиці, вибір матеріалу, визначається як прочностно-жесткостными характеристиками, а й технологічними і експлуатаційними свойствами.

Тому переважне значення у забезпеченні міці й жорсткості (при мінімальної можливої масі) мають конструктивні заходи (способы).

Конструктивні способи підвищення жорсткості без істотного збільшення маси —.

— усунення вигину, заміна його на розтяганням чи на стиснення ;

— для елементів конструкцій, працівників вигин, -раціональна схема опор; збільшення J (W).

— посилення рёбрами, які працюють переважно на стиснення ;

— посилення опор, затягування опор (опорних перетинів) і земельних ділянок переходу від однієї перерізу до другому.

— блокування деформацій (переміщень) запровадженням поперечних і діагональних зв’язків (ферми, рами, расчалочные конструкції) ;

— залучення жорсткості суміжних деталей ;

— для деталей коробчатого типу (базові деталі - станини) — застосування скорлупных, склепінних, сферичних тощо. форм ;

— для деталей типу дисків — застосування конічних, чашечных, сферичних форм; раціональне оребрение, гофрирування ;

— для деталей типу плит — аркові, коробчатые, ячеистые і стільникові конструкции.

Схема 1.

Приводний елемент ШУ розташований між опорами.

Ця схема типова для токарних, фрезерних верстатів й у багатоцільових верстатів з ЧПУ.

Радіальне пружне переміщення шпинделя в розрахункової точці складається з таких перемещений:

?1Q- тіла шпинделі від сили Q в ПЭ ;

?2Q — деформація опор від сили Q ;

?1Р — тіла шпинделі від сили різання P ;

?2Р- деформація опор від сили Р.

l — межопорное відстань; а -виліт шпинделі (консоль); в -відстань від передній опори досечения ПЭ; J1-среднее значення осьового моменту інерції консолі; J2 -середнє осьового моменту інерції в МОР; S1 і S2 — площі поперечних перетинів; Е-модуль Юнга матеріалу шпинделі; G=E/[2(1+?)] - модуль зсуву; ja і jb- радіальна жорсткість передній й задньої опор; (- коефіцієнт защемления у передній опорі.

Пружне переміщення переднього кінця шпинделя, слагающееся із усіх названих вище переміщень, але не матимуть обліку защемляющего моменту:

З урахуванням дії защемляющего моменту падіння у передній опорі переміщення переднього кінця шпинделя:

Кут повороту (радий) у передній опоре:

У залежностях (1) і (2) й у наступних під P і Q розуміють складові сил, приведені лише до площині.

Перед Q приймають знак (+), якщо сили P і Q направлені на один бік, і це ознака (-), якщо вони спрямовані протилежно.

Ввівши залежно (1) і (2) безрозмірне ставлення ?=l/a, характеризує відносну довжину межопорной частини шпинделі, з рівняння d?/d?=0 знаходять? opt -оптимальне за умовою жёсткости? й відповідає lopt.

Схема (. приводний елемент розташований задній консолі з відривом З від задньої опори. Цей випадок, — для внутришлифовальных верстатів і отделочно расточных головок.

Переміщення переднього кінця шпинделя з урахуванням защемляющего моменту падіння у опорі шпиндельного узла:

?P ?Q еквівалентно P? ?Q? перед Q протилежний знак.

При ?=0; ?=?1+?2.

Схема (. Вал не навантажений силами від приводу. (Наприклад, мотор- шпиндели)?в прецизійних станках.

Розрахунки базових деталей на жорсткість. Несуча система і базові детали.

Несучою системою називається сукупність деталей та вузлів МРС, які забезпечують правильне розташування інструменту та оброблюваної деталі, — шпиндельний вузол і базові деталі (вузли): житло (направляючі), стійки, корпусу коробки швидкостей і подач, задні бабки, суппорты, планшайбы, столи, котрі сприймають сили різання при обробці.

Жорсткість МРС пов’язана з його компоновкой. Застосовують жорсткі замкнуті конструкції (переважно — симметричные).

Для зниження величини деформацій застосовують матеріали з великим модулем Є.

Для базових деталей середніх ж розмірів та нескладної форми рекомендуется-серый чавун СЧ 21−40 (HB 200…220).

Для тяжелонагруженных станин: марки СЧ 28−48 чи СЧ 38−40.

Для спеціальних верстатів доцільно корпусні деталі виконувати зварними з низьковуглецевої листової сталі (Ст3 і Ст4, ?ст=8…12 мм.

Застосовують також залізобетон.

Найбільш відповідальними елементами станини є направляющие.

Точність виготовлення направляють і стабільність відхилень від прямолінійності і площинності визначають точність обробки изделий.

У МРС застосовують направляючі ковзання, качения і комбинированные.

СР з полужесткой змазкою, які мають високої контактної жорсткістю, застосовують у універсальних МРС, коли недоцільно застосування досконаліших (і дорогих) типів направляющих.

У швидкохідних і точних верстатах з ЧПУ застосовують направляючі качения (НК), комбіновані чи ДБН (гидростатические).

Вибір конструкції і матеріалів СР з полужидкостной змазкою визначається вимогами, —.

— точності руху по котрі спрямовують робочого узла;

— жесткости;

— min сил тертя в направляющих.

Направляючі розраховують на, —.

— износостойкость,.

— жесткость.

При розрахунку зносостійкість визначають max — тиск між трущимися поверхнями і порівнюють із допускаемым тиском, яке великих направляють МРС нормальної точності приймається [ P ] max = 2,5…3 MПа;

— для прецизійних і тяжких МРС [ P ] max = 1…2 MПа;

— для шліфувальних верстатів (умови абразивного зносу), [ P ] max = 0,05…0,08 MПа.

У розрахунку жорсткість визначається усунення інструмента в напрямі, яке найбільше впливає точність обработки.

І тому визначають середні тиску направляючі від сил різання та значимості рухомого узла.

Приймають припущення, що контактні переміщення в направляють прямо пропорційні середнім давлениям.

Використовуючи нормований коефіцієнт контактної піддатливості З = 10 мкм мм2 Н-1, визначають усунення інструмента? , обумовлене поперечним і кутовими переміщеннями рухомого узла.

N. B. Значення? має становити частина 10% із загального балансу допускаемого відхилення розміру оброблюваної деталі, які відводяться для несучою системи МРС.

Розрахунки направляють наведені у навчальної та довідкової літературі, наприклад Кочергин А. І. «До і Р МРС і СК»;"Курсовое проектування. Навчальний посібник для вузів" — Мн: «ВШ», 1991 р, стор. 264…298.

Тягові устрою (ТУ) — призначені для переміщення рухливих вузлів верстата по направляющим.

До ТУ пред’являються такі основні вимоги, —.

— висока чутливість задля забезпечення малих переміщень без скачков;

— забезпечення заданого закону движения;

— швидкодія при перехідних процессах;

— велика жорсткість, що визначає точність обробки на статичних і динамічних режимах;

— беззазорность передач: особливо у випадках закономірних навантажень і за автоматизованої обработке.

У автоматизованих МРС застосовують такі типи ТУ :

В-Г До, кулачковые механізми, гідростатичні передачі В-Г, стежать гидроприводы (ГЦ) і др.

Перспективними, особливо верстатів з ЧПУ, є лінійні ЕД, застосування яких дасть змогу виключити все названі види передач.

Тягові устрою приводу подачи.

Передача винт-гайка качения має властивостями, що дозволяє застосовувати її як приводу подач без відліку переміщень (універсальні МРС, силові столи агрегатних верстатів), і у приводах подач і позиціонування верстатів з ЧПУ.

Для ПВ-ГК характерні, —.

— високий ККД (0,8…0,9);

— невеличке різницю між силами тертя руху, і покоя.

— початкове вплив частоти обертання гвинта на силу тертя в механизме;

— повну відсутність осьового зазора.

Недоліки: високу вартість, знижений зменшення, відсутність самоторможения.

Пристрій й розміри передачі. ПВ-ГК складається з гвинта 1, гайки 2, кульок 3 і пристроїв для повернення шариков.

Зазвичай застосовують передачі з найбільш технологічною напівкруглим профілем різьби: rв = rг? (1,03…1,05) r1 — зниження контактних напряжений.

Розміри елементів ПВ-ГК стандартизовані (ГОСТ 25 329−82).

Розрахунок передачі винт-гайка качения (В-ГК).

Вихідні дані і чітку мету расчета.

ПВ-ГК виходить із ладу внаслідок, —.

— усталостного руйнації поверхневих шарів кульок, гайки і винта;

— втрати стійкості винта;

— зносу елементів передачі й зниження точности.

Можливі причини, —.

— завелике навантаження на винт;

— низька розрахункова долговечность;

— значний відносний перекіс У і Г;

— незадовільна захист від загрязнений.

Мета розрахунку ПВ-ГК у визначенні номінального діаметра гвинта d0 та у підборі за каталогом такий передачі, яка б всі вимоги работоспособности.

Вихідні дані, —.

— довжина гвинта, найбільша розрахункова длина;

— спосіб установки на опорах;

— ряд значень осьової навантаження, визначених щодо різноманітних операцій, виконуваних на МРС;

— ряд частот обертання В (г).

Можна виходити із величини крутящего моменту на ходовому винте.

М = Мд *? /? где:

Мд — крутний момент на валу ЭД;

? — ККД передачі від ЕД до винту;

? — передатне ставлення цієї передачи.

Осьова сила діюча на винт,.

де — кут підйому різьби; кут тертя (f=(57.85)10−5-коэффициент тертя качения).

Попередній вибір параметрів передачи.

Попередньо передачу вибирають по осьової навантаженні, конструктивним і технологічним соображениям.

Потім перевіряють усталостную міцність робочих поверхонь гвинта і гайки за критеріями втоми і осьової жесткости.

Номінальний діаметр гвинта d0 приймають рівним L/(20…25), де L -довжина резьбовой частини винта.

Розрахунок на жорсткість. Реквізит номінальний діаметр гвинта d0 можна висунути зі умови забезпечення жорсткості приводу, що з жорсткістю шарико-винтового механізму ((, гвинта (у і його опор (0 :

Осьова жорсткість приводу впливає на виброустойчивость. Щоб виключити резонансні явища, власну частоту коливань механічної частини приводу f = (3…3,5) f1, де f1 — частота імпульсів, вироблюваних системою виміру перемещений.

Для великих верстатів f1 = 10…15 Гц.

для середніх і малих f1 = 15…25 Гц.

З умови f = (3…3,5) f1, потрібна жорсткість механічної частини привода.

j = 4 * 10−6 * ?2 * f2 * m (Н/мкм), где.

m — маса вузлів механічної частини приводу (ходового гвинта, виконавчого вузла і встановлених ньому пристосувань, заготівлі), кг.

Жорсткість шарико-винтового механізму (з попереднім натягом і поверненням кульок через вкладки при r1/r2=0,96) :

де До? = 0,3…0,5 — коефіцієнт враховує похибки виготовлення різьби гайки, і навіть жорсткість стиків винтового механизма;

U — число витків різьби в гайке;

d0 — номінальний діаметр гвинта, мм;

р — крок різьби, мм;

М — допустима сила натяга, отне-.

сённая одного шарику, де Кz = 0,7…0,8 — коефіцієнт враховує похибки виготовлення різьби гвинта; Z1 — робоче число кульок щодо одного гвинті;? — кут контакту кульок з гвинтом і гайкою;? — кут піднесення резьбы.

Найменша жорсткість ходового гвинта залежить від способу установки його за опорах.

H/м, где-наибольшее відстань від опори гвинта незалежності до середини гайки, м; d0, зв; E-модуль пружності матеріалу гвинта, МПа.

(-одностороннє закрепление;

(-з додатковою опорой.

(.

Близьке значення жорсткості опор гвинта.

j0=ed0, H/мкм, де е=5,10,10 відповідно д/РУ, кулькових і роликових опор.

d0 -гарантує осьову жорсткість привода.

Лекция15. «Основи конструювання «.

Основи художнього конструювання.

До цього часу ми згадали інженерному конструюванні :

Инженер-конструктор забезпечує взаємодія вузлів і деталей машини, її високі експлуатаційні характеристики, максимальний ККД мінімальну материалоёмкость (при оптимальної міці й жёсткости) і високий рівень технологічності .

Художнє конструювання (design) виникла середовищі інженерного конструювання у зв’язку з розвитком виробництва виробів, безпосередньо виділені на використання людиною, соціальній та через відкликання загальним підвищенням споживчих вимог до якості промислових виробів .

Інакше висловлюючись, промислові вироби, минулі Художественно-конструкторскую розробку би мало бути корисними і гарними .

Тому художник-конструктор забезпечує , — зорову цілісність форми вироби, — правильне вираз у вигляді вироби його призначення і способу його експлуатації , — відповідність (домірність) вироби людині , — свій відбиток у формі вироби ознак панівного зараз стилю в формоутворенні виробів цього виду .

Художнє конструювання — комплексна міждисциплінарна конструкторско- художня діяльність, інтегруюча у собі елементи естественно-научных, технічних, гуманітарних знань, інженерного конструювання і мистецького мислення .

Центральна проблема Дизайну — створення предметного світу, естетично що оцінюється як «співрозмірний», «гармонійний», «цілісний» .

Дизайнер створює такі продукти і стінобитні пристосування праці, які самі отримують здатність «по-человечески ставитися до людини», тобто. мають естетичної цінністю .

Конструювання (проектування) промислового вироби буде лише тоді приведе до бажаного результату, коли конструктор, технолог і дизайнер працюють у тісному творчому контакті і коли із них чудово розуміє завдання іншого і її значення .

Мета вивчення Основи Художнього Конструювання — отримання мінімальних теоретичних знань у галузі дизайну .

Ми розглянемо такі питання :

елементи інженерної з психології та ергономіки ;

основи композиції і цветоведения ;

елементи промислової естетики .

Технічна естетика — теорія дизайну, вивчає особливості художньої діяльність у сфері техніки. Ця галузь загальної естетики узагальнює практику масового виготовлення знарядь праці і (верстатів, машин) та інших предметів, сочетающих у собі утилітарні (практично корисні) й естетичні якості, тобто. — закони краси, які у промисловому виробництві .

*? Естетика (загальна) — наука про? національно, класово ,? історично зумовленої сутності її загальнолюдських цінностей, їхньому створенні, сприйнятті, оцінки й освоєнні. Це- філософська наука про найзагальніших принципах освоєння світу з законам краси …? ?

? теорія мистецтва .

Інженерна психологія — галузь психології, вивчає закономірності процесів інформаційного взаємодії чоловіки й техніки .Дані цієї науки йдуть на проектування, виробництва та експлуатації систем «людина- машина» і систем «человек-машина-среда».

Ергономіка (від грецького ergon — роботу і nomos — закон) — наукову дисципліну, комплексно вивчає людини (групу людей) за умов його (їх) праці з допомогою технічних засобів. Мета Ергономіки — оптимізація предметного змісту, знарядь, умов і процесів праці, підвищення привабливості і задоволеності працею .

Промислова естетика (мистецтво) — весь предметний світ, створюваний людиною засобами промислової техніки за законами вроди й функціональності .

Елементи Промисловій естетики :

промисловий інтер'єр ;

промислова графіка (товарні і фірмові знаки); реклама; тара й упаковки .

Система «Людина — машина »? «Человек-машина-среда»? .

Людина (людина- оператор) займає основне в управлінні створеній ним технікою. Технічні кошти допомагають людині посилювати його можливості з погляду фізичної сили, швидкості дії (продуктивність праці .

Ведучий принцип організації взаємодії системі «Человек-Машина «- орієнтація на людини, як суб'єкта праці та творчості, із єдиною метою найповнішого і раціонального використання інтелектуального і творчої потенціалу. Т. О-М.- засіб підтримки професійної діяльності: «Машина — в людини, а- не людина для машини !!! » .

NB (Наукова і практична завдання організації систем «Человек-Машина-(Среда)» полягає у раціональному розподілі і узгодженні функцій між Людиною і Машиною за збереження відповідальності за Людини !

Це завдання вирішує Інженерна психологія. У цьому Человек-Оператор у першу черга як ланка системи, саме як на живу людини, який володіє такими властивостями, як :

сприйняття ;

увагу ;

швидкість реакції ;

пам’ять, мислення, потреба у спілкуванні ;

ємність і довгочасність ;

образність і гнучкість оперативного мислення та т.д.

У інженерній психології розглядають :

сенсорний вхід (органи почуттів, чи рецептори людини) і моторний вихід (руховий чи эффекторный апарат людини) Человека-Оператора ;

процеси переробки інформації та завдання управління машинами (об'єктом) ;

нормальні і критичні умови життєдіяльності Человека-Оператора (фізіологічний чи матеріальний) .

? Людина ==> індуктивне мислення.

Машина ==> дедуктивні дії ?

За цією аспектам ми розглянемо лише ті рекомендації, які можуть бути корисними при конструюванні пультів управління, приладових панелей, конструкторско-инженерных пристроїв тощо.

При художньому конструюванні застосовуються схеми взаємозв'язків :

проста: Человек-Объект.

«Трикутник взаємозв'язків»: Человек-Система управления-Объект (середовище) ;

Ч-О: Оператор верстата ЧПУ ;

СУ: Блок ЭЧПУ ;

Про: Верстат .

1 -отримання Ч-О від СУ різноманітної вихідний інформацією вигляді сигналів від приладів (отсчётные, світлові, звукові) .

2 -формування людиною сигналів управління у вигляді дій зі настроюванні, регулювання, управління верстатом .

3 -безпосереднє вплив об'єкта (середовища) на Ч-О: розташування елементів блоку управління має відповідати психофізіологічним можливостям .

4 -вплив особи на одне об'єкт (середу): робота з верстатом вимагає як певних знань і навиків, але і «сумісності» параметрів об'єкта з людиною (з урахуванням «перешкод») .

5 -вплив СУ на об'єкт (середу): система ЧПУ верстата може мати певні геометричні розміри (що не дозволяє розмістити їх у верстаті) .

6 -вплив О© на СУ: СЧПУ повинна нормально працювати за умов вібрації, загрязнённой атмосфери цеху, та інших небажаним впливам .

Системний підхід .

Щоб спростити складні процеси аналізу роботи Человека-Оператора в системах взаємозв'язків застосовують частотні моделей поведінки Человека-Оператора .

Найчастіше Человек-Оператор виступає у ролі «машини» по прийому і виробленні інформації .

W -вплив зовнішнього середовища .

Y = F (X, W) .

Основні рецептори (органи почуттів) :

Р 1 — зір ;

Р 2 — слух ;

Р 3 — дотик ;

Рпр. — (тактильні): нюх, смак, рівновагу (вестибулярний апарат) .

Основні эффекторы (формують сигнали управління) :

Еге 1 — пальці рук (пензель) (точні, але менш сильні) ;

Еге 2 — ноги (менш точні, а більш сильні) ;

Епр. — звукові команди (мова), біоелек-тричні потенціали, параметри фізіологічної активності (((, потовиділення, частота пульсу та інших.).

Відповідно до органами почуттів на діяльність людини впливають (() :

освещённость і колір середовища ;

шум, атмосферне тиск ;

характер поверхонь, з якою є контакт ;

наявність запахів і токсичних речовин ;

робоча поза, (((і вологість (термолабильность) .

Для оптимізації зв’язку Человека-Оператора з Устаткуванням.

треба зазначити :

скільки інформації Людина- Оператор може взяти, передати чи переробити в одиницю часу: «Пропускна» спроможність населення і граничні швидкості різних реакцій ;

як і точність сприйняття й видачі різних сигналів: час «затримки» (обробки) сигналів ;

як і надійність роботи в Человека-Оператора: здатність протистояти (.

У цьому питання потрібно вирішувати шляхом «підгонки» параметрів об'єкта конструювання під спроможністю і можливості людини, а чи не навпаки .

Т.к. прийом й інформації - процеси пізнавальні (відчуття — сприйняття — уявлення? мислення), сформованими протягом тисячоліть еволюції людини .

«Приладом» людини, з допомогою якого він сприймає чи формує сигнали, є аналізатори: Рецептор + Нервові шляху — центр в корі великих півкуль .

Рецепторный апарат тісно пов’язані з эффекторным (руховим) апаратом .

Якщо проаналізувати Схему проходження сигналу по контуру управління: Человек-Оператор? Об'єкт, можна назвати 9 характерних стадій (ланок) :

(сприйняття показань (сигналів) ;

(перетворення показань індикатора до форми зручну порівнювати з програмою роботи (;

(ухвалення рішення про зміну програми роботи ;

(вплив на керівні органи об'єктом ;

(переміщення робочих елементів регуляторів ;

? реакція об'єкта на вплив ;

(робота об'єкта за програмою ;

(відображення на новий режим роботи з індикаторів .

Основна характеристика цього процесу — швидкість звернення сигналу по контуру управління, ще , — похибками і надёжностью ланок; швидкістю обробки інформацією них .

Швидкість звернення сигналів по контуру управління визначається часом повного виробничого циклу регулювання :

Т = Т0 + ТМ ,.

де Т0 — час затримки сигналу оператором (стадії 1…5); ТМ — час затримки сигналу об'єктом (стадії 6…9) .

! Завжди Т0 >> ТМ. Т0 — такими компонентами :

анализаторами і тривалістю латентного періоду (період від моменту появи сигналу середній рівень до відповіді нього дією) :

((лз (за) = 0,15 … 0,22 с.

((лз (са) = 0,12 … 0,18 с.

((лз (та) = 0,09 … 0,22 с.

((лз (общ) =0,31 …0,39 с.

З іншого боку, необхідно врахувати кількість індикаторів органів управления.

(із (10 секунд.

До того ж темп роботи оператора (біт (з) :

оптимально 0,5…5 біт (з ((0,5 — «засинає», (5 — «перевантажений»).

Отже швидкість обробки сигналу оператором залежить від :

характеру інформації (знайома 30…45 б (с; незнайома) ;

конструкції індикатора (шкала, світлофор, звук) ;

характеру зчитування інформації (команда, інформування, ситуація) ;

различимость сигналу (сигнал повинна перевищувати тло на 3…5 раз).

Основні вимоги до конструкції індикаторів .

Індикатори забезпечують Человеку-оператору прийом сигналів управління .

Основний апарат прийому — органи почуттів, є частиною аналізаторів.

Працюючи з об'єктами управління Человеке-оператор зазвичай використовує лише три виду аналізаторів: зоровий (візуальний), слуховий (аудіальний) і дотикальний (тактильний) .

Особливості цих аналізаторів людини (фізіологічні) представляють певні вимоги до конструкції індикаторів .

Зоровий аналізатор, основний елемент якого — очей, дуже непроста система: 7 млн. колбочек і 130 млн. паличок .

Палички забезпечують високу розрізнювальну здатність при ДО і колірне зрение.

Колбочки- сутінкове зір і чёрно-белое зір .

Розрізняють бино- і монокулярное зір (зору). Найбільш вузька область розрізнення кольору — зелена, найширша — жёлтая (навіть дальтоники) .

Деякі характеристики очі нелинейные, якщо шкала використовується з відривом до 500 мм від очей, то пропорційно збільшення шкала з відривом 5 м дасть удесятеро велику похибка .

Середнє час наведення двох очей у одну точку — близько 0,17 секунд, розрізнення площ двох постатей — до 2%; що дозволяє здатність по розі - 3… 12?, за яскравістю — 2% .

Ці параметри забезпечуються під час спостереження протягом (0,5 з. Час адаптації очі зміну освещённости — від 5 до 30…40 мин.

Візуальні індикатори може мати вид :

світлофорів ;

счётчиков ;

шкал і светопланов .

Світлофори — сигнальна лампочка, табло чи світна кнопка (клавіша): наявність або відсутність сигналу .

Усі кольору, крім синього ! = Различимость .

Счётчики — найточніші звітні устрою. Та всіх їх недолік — вони можуть показувати напряму, і швидкість зміни параметра. Темп подачі сигналів, зайва інформація: нулі зліва .

Шкали — формою, рухливості. Найвища вимога — различимость ділень і знаков.

Светопланы — электронно-лучевые трубки, люми- і газорозрядні індикатори, жидко-кристальные індикатори (ЖКИ) і светоизлучающие діоди (СІД), що їх часто як комбінованих дисплеїв .

Для полегшення роботи рекомендується використовувати мнемосхемы .

Наприклад, проекція на лобове скло в літальних апаратів .

Слуховий аналізатор, основний елемент якого — вухо, сприймає звукові коливання прості (чисті тону) складні (мова, музика) широтою діапазону частот і рівнів сигналу (20…2000 гц, 0,002 Н (м2 … 100 Н (м2) .

Чутка забезпечує стереоэффект ((0… 120 Дб), биноуральный слух має незначну розрізнювальну здатність із чотирьох кутів, але забезпечує прийом сигналів з точки сфери, у якої Человек-оператор .

Основними рекомендаціями є по акустичним індикаторами :

(звучання сигналу (0,3…0,5 з. ;

якщо використовується кілька АС кут з-поміж них може бути 15…20((без повороту голови) чи 3…4((принагідно повернути голову на джерело звуку) ;

враховувати биноуральность слуху і ефекти адаптації ;

наявність шуму (заважаючих сигналів), модуляцію сигналу .

Тактильний (дотикальний) аналізатор — дає можливість навпомацки визначати характерні форми органів управління і полегшувати чи прискорювати процес управління .

Тактильні індикатори — помітні навпомацки: рукоятки, кнопки, тумблери .

Для кращої розрізнення — розміри повинні різнитися між собою (20% .

((: коли керівні органи поруч — але результат впливу різний: колір і форма !

З сказаного рекомендується (загальні рекомендації) :

використовувати зорові аналізатори — на вирішення завдання саме орієнтації; зняття спотворень з багато шкальных приладів; порівняння швидко наступних друг за іншому сигналів; контролю над джерелом інформації та отримання точної кількісної інформації; оцінки руху. Краща различимость — у дискретних сигналів ;

використовувати слухові аналізатори — задля забезпечення індивідуальної одноканальній зв’язку; передачі коротких повідомлень; сигналізації про завершення низки наступних друг за іншому операцій; для дублюючих сигналів. Для розрізнення- рівня, але різна частота ;

використовувати тактильні аналізатори- тоді, коли зір чи слух зайняті; коли потрібні що підтверджують сигнали чи коли формуються прості команди управления.

Конкретно, дивитися Вудсон У., та інші «Довідник по інженерної психології для інженерів і художников-конструкторов .» Москва, «Світ», 1968 рік .

До основних рис робочої середовища .

Характер фізичним і нервно-психологической навантаження ділять чотирма категорії :

(легка (комфортна) робоча середовище ;

(середня (щодо дискомфортная) робоча середовище ;

? важка (екстремальна) робоча середовище ;

(дуже важка (сверхэкстремальная) робоча середовище .

дивися збірник стандартів безпеки праці (ССБТ)? «Техніка безпеки і охорона праці»; «Основи безпеки життєдіяльності» .

Формування сигналів управління — здійснюється регуляторами із застосуванням эффекторного апарату Человека-оператора .

Можна сміливо сказати, у цьому разі можливо два режиму роботи: Человек-инструмент (джерело сигналу) і Человек-машина (генератор) .

При виборі або конструюванні регуляторів необхідно дотримуватися дві основні правила :

не можна нехтувати руховими навичками людини. Інакше не може процес управління ;

задля досягнення максимального ефекту управління, зусилля, що докладалися людиною до регуляторам, повинні відповідати характеру дії регулятора .

По конструкції все регулятори можна розділити на :

нажимные (кнопки, клавіші, педалі). Для кнопок: ніж рідше використовують і що менше прикладене тим менше діаметр поверхні натискання — вігнуте, для полегшення фіксації пальця .

движковые (ручельные) — це устрою управління простими перемикачами, які (як і нажимные) повинен мати два чітко фіксованих крайніх становища (небажане виняток — трьох позиційні) .

підоймові - голівки тумблерів і хитних важелів: повинен мати чітко помітний кут відхилення й розміри (форму) голівки для захоплення пальцями чи всією рукою .

обертальні - різноманітні ручки управління з плавним чи.

дискретним рухом робочого елемента .

Рукоятки управління може бути тактильными індикаторами, що дає можливість визначати характерні форми рукояток і полегшувати чи прискорювати процес управления.

Зауваження. Вплинув на точність і темп роботи Людини- оператора надає ступінь навчання, натренованості та фахової придатності; необхідність, і бажання виконувати це завдання .

Задля більшої універсальності обслуговування об'єктів операторами з різними параметрами має дотримуватися принцип максимальної стабільності характеристик объекта.

Тому індикатори і керівні органи групуються на панелях Панелі управління (приладу) з їхньої функціональному застосуванню .

(Найважливіші і найчастіше використовувані індикатори і керівні органи поселяють у оптимальної зоні ;

(аварійні - в легкодоступних місцях поза оптимальної зоні ;

(другорядні, періодично використовувані - поза оптимальної зони, керуючись правилами угруповання і взаємозв'язку з-поміж них .

Останні правила полягають у наступному :

1. При груповому розміщення індикаторів для контрольного зчитування :

(за наявності групи шостої і більш індикаторів — їх мають як двох паралельних рядов (вертикальных чи горизонтальних) ;

(не робити більш п’яти — шести розрядів ;

(за наявності 25−30 і більше індикаторів комплектувати в 2−3 зорово помітні групи. Лицьові поверхні індикаторів слід розташовувати перпендикулярно до лінії погляду оператора, що у робочої позі .

2.При розміщення органів управління :

(керівні органи необхідно розташовувати у зоні досяжності (Человек-оператор ні змінювати робочу позу, не треба перехрещувати руки (ноги) чи закривати рукою включення індикатор). Важливі і найчастіше використовувані - у зоні легкої досяжності .

(керівні органи необхідно розташовувати в послідовності, відповідної послідовності дій (наприклад, включення (вимикання)), і групуватися в такий спосіб, щоб дії оператора здійснювалися слева-направо і згори- вниз .

3. При правильно розміщених управління Человек-оператор, працюючи, ні думати скоріш про майбутніх маніпуляціях управління :

(розташування функціонально однакових органів управління має бути однаковим переважають у всіх групах ;

(це розташування має забезпечувати рівномірність навантаження обох рук і ніг Человека-оператора ;

(поверхні, у яких розташовуються Індикатори і Органи управління нічого не винні бути монотонними, зони розташування їх мають бути добре освітлені .

Наприкінці, деякі загальні вимоги до органів управління :

1. Розміри їх мають відповідати прилагаемым зусиллям .

2. Форма і фактура поверхні мають забезпечувати зручний захоплення .

3. Колірне оформлення має бути узгоджується з загальним колірною рішенням об'єкта. Не варто використовувати «накладної» колір, тобто. фарби, застосовують матеріали відповідного кольору, хімічні чи гальванічні покриття .

4. Форма має ускладнювати видалення забруднень .

5. Конструкція має гарантувати безпеку оператора, наприклад, від поразки електричним струмом чи травм эффекторов.

Лекція 16. Основи конструирования.

Эргономическая відпрацювання конструкцій — загальних положень.

частина процесу художнього конструювання .

Ергономіка вивчає функціональні можливості людини у процесах роботи з метою і досконалих виробів і оптимальних умов труда.

ГОСТ 16 456–70устанавливает чотири групи комплексних біомеханічних показників :-.

гігієнічні ;

антропометричні ;

фізіо- і психофизио- логічні ;

психологічні .

За цим показником оцінюється якість продукції цілому і зокрема, конструкції .

? Гігієнічні показники: рівні освещённости; вентилируемости; температури; вологості; запорошеності і тиску повітря -мікроклімат ;механічні і навіть фізичні чинники: напруженість магнітного і електричного полів; радіація; токсичність; гомін лісу і вібрації; гравітаційні перевантаження і прискорення (ці показники предметОхраны праці та техніки безпеки .

(Антропометричні показники визначаються відповідністю конструкції об'єкта розмірам і малої форми тіла людини, розподілу маси його тіла .

Ці показники перевіряють порівнянням визначальних розмірів тіла людини в різних робочих позах з відповідними розмірами вироби. Нерідко необхідно враховувати розміри голови й пензлі рук людини .

(Фізіологічні і психофізіологічні показники визначаються відповідністю конструкції об'єкта наступним можливостям людини :

* силовим ;

* швидкісним ;

* енергетичним ;

* зоровим ;

* слуховим ;

* дотикальним ;

* нюховим і вкусовым.

Для перевірки цих показників аналізують :

(розміри органів управління, їх форму і що докладалися зусилля ;

(зони обзора.

1. 30…40?

2. 50…60?

3. 90?

(робочі зони Человека-оператора при управлінні ручними і ножними регуляторами ;

? аналізують характер рухів .

Зона огляду: 30…40? відповідає максимальної - роздільної здатності ;

50…60? — чёткому кольорового, а 90?- чорно- білого зору .

Найбільш зручне розташування індикаторів -за горизонталлю 30? нижче лінії погляду, але з понад 34? (вгору) чи 40? (вниз) .

Зблизька робочих зон слід пам’ятати, що обсяг зусилля, прикладеного до Об'єкту управління, залежить :

* від напрямку: вгору, вниз, убік ;

* висоти розташування: від 300 до 1800 мм ;

* і руки: в багатьох людей правиця сильніше лівої в 1,2 разу .

Якщо Человек-оператор повинен часто виконувати переключення, то величини зусиль необхідно зменшити в 2…3 разу .

В усіх випадках зусилля більше 150 М — для рук і більше 250Н -для ніг при тривалості натискання більше трьох секунд — СТОМЛИВІ .

(Психологічні показники конструкції вироби визначаються відповідністю закріплених і знову формованих робочих навичок людини її можливостям зі сприйняття і переробки інформації .

Лекції 17. Основи конструирования.

Ергономічний аналіз політики та відпрацювання конструкцій .

1.0 У основі эргономической відпрацювання конструкції лежить повна сукупність біомеханічних параметрів, що дозволяє знайти оптимальне художественно-конструкторское рішення .

Эргономическая відпрацювання виготовляють основі эргономического аналізу .

Ергономічний аналіз застосовує різноманітні методи дослідження, такі як :

* соціологічні методи (опитування) ;

* візуальні (органометрические) методи ;

* складання циклограмм роботи Человека-оператора із застосуванням хронометражу і фотохронометража (фотосъёмка, кіно-, відео- грами) ;

* электрофизиологические методи .

Види досліджень :

* электроэнцефолография (мозок) ;

* электроокулография (руху очного яблука) ;

* электромиография (м'язи) ;

* электрокардиография (серце) ;

* динамометрия і т.д.

1.1 Основні етапи эргономической відпрацювання визначаються стадіями розробки :

1) на стадії Технічного пропозиції - попередній ергономічний аналіз аналогів і прототипів розроблюваного об'єкта (як кращих, а й явно «поганих»), і навіть докладний аналіз конкретних умов функціонування об'єкту і виявлення важливих біомеханічних показників ;

2) на стадії Ескізного проектування — пошуковий етап эргономического аналізу, у якому розглядають кілька варіантів конструкції об'єкта (художественно-конструкторское рішення) ;

3) на стадії Технічного проекту — остаточна художественно-конструкторская компонування об'єкта з ретельної эргономической відпрацюванням панелей і пультів управління з індикаторами і регуляторами ;

4) на стадії Робітника проектування — авторський нагляд реалізації прийнятих художественно-конструкторских рішень .

При эргономическом аналізі враховують такі основні групи чинників :

1) наскільки враховані антропометричні, психофізіологічні, біомеханічні і гігієнічні дані Человека-оператора ;

2) забезпечує чи робоче місце Человеку-оператору просту і нормальну позу, достатнє робоче простір, можливість зміни робочої пози (наприклад, сидя-стоя), зручний огляд всіх функціонально важливих вузлів і елементів об'єкта, умов оперативного обслуговування і профілактики ;

3) створює чи колірне рішення об'єкта позитивні емоції в Человека-оператора і компенсує чи несприятливі впливу трудового процесу ;

4) чи є інформація, що надходить до Человеку-оператору, наочної та відповідній сформованим в нього уявленням і стереотипам дій .

Часто при Эргономическом аналізі застосовують контрольні карти, містять перелік запитань за цими групам чинників, які впливають трудовий процесс.

((: Приклад буд ((((, дивися Варламов Р. Р., Струнов Про. Д. «Елементи Художнього конструювання і Теорія Ергономіки» М: 1980 рік, стор. 39…40 .

При эргономическом аналізі необхідно враховувати :

1) кліматичні умови місцевості ;

2) мікроклімат приміщення та її інтер'єр ;

3) необхідний ритм роботи оператора, частоту виконання і точність робочих операцій ;

4) характеристику основних (типових) пошукових маршрутів оператора, необхідність, і можливість зміни робочої пози, взаємодії з іншими операторами .

З цього потрібні :

1) проаналізувати габаритів об'єкта ;

2) визначити оперативні робочі зони та невидимі кордони робочого місця у цілому та намагання встановити відповідність антропометричним даним ;

3) визначити обсяг і якість оперативної інформації, представленої на панелях об'єкта, і проаналізувати відповідність психофізіологічним можливостям Человека-оператора ;

4) визначити склад органів управління і проаналізувати його з погляду хиротехники. Хиротехника — галузь ергономіки, що займається розробкою найбільш раціональної форми рукояток управління (чи ручного інструмента) ;

5) проаналізувати взаємодія сенсорних і моторних зон: логіку відповідності Органів управління і Індикаторів ;

6) проаналізувати відповідність типових оперативних маршрутів биомеханическим вимогам .

Результати Эргономического аналізу дають можливість забезпечити :

1) рівномірний розподіл психофізіологічних навантажень на Людини- оператора :

2) природність, плавність і послідовність робочих операций.

1.2 Оцінка результатів прийнятого художньо- конструкторського рішення .

Для об'єктивної оцінки виконання експлуатаційних, компоновочных, естетичних (зокрема. социально-экономических і біомеханічних), конструктивно-технологических вимог застосовують спеціальні методики .

Наприклад, такі як :

(Групові чи експертні методи оцінки (бали: 0…1-плохо; 1…2-удовлетворительно; 2…3-хорошо; 3…4-отлично). Можна застосовувати, коли є кваліфікована група експертів, але з тих щонайменше оцінка «суб'єктивна» .

(Метод неповних інтегральних аналогів. Більше об'єктивний, т.к. він використовує теорію інваріантів, критерії оцінки й критериальные рівняння …(Системний аналіз .

Ергономічний аналіз тісно пов’язані з аналізом естетичним: приміром, створення колірного клімату в інтер'єрі і колірне рішення устаткування — розглядати лише з позицій вроди й гармонії, але у аспектах створення певного емоційного настрою Человека-оператора і закономірностей його зорового сприйняття .

Відповідно до методики РД-50−149−79 з оцінки художественно-конструкторского рішення застосовують показники :

1. Інформаційна промовистість характеризує здатність об'єкта відбивати у своїй формі які у суспільстві естетичні уявлення та культурні норми, такі як, наприклад: оригінальність (на відміну від аналогів); стильове відповідність (стійкі ознаки форми відповідні визначеному періоду); відповідності моді (зовнішній вигляд, відповідність тимчасово панівним естетичним смакам); раціональність форми (відповідність призначенню, конструкції, технології виготовлення й застосовуваним матеріалам) .

2. Цілісність композиції характеризує гармонійне єдність частин 17-ї та цілого, органічну взаємозв'язок елементів форми об'єкту і його узгодженість з формою оточуючих об'єктів .

3. Досконалість виробничого виконання й стабільність товарного виду характеризуються чистотою виконання контурів, округлений і зчленувань елементів, ретельність нанесення покрить й оздоблення поверхонь, чёткость виконання фірмових знаків і покажчиків, комплекту Эскизно-технологической документації та інформаційних (рекламних) матеріалів, опірність ушкодженням .

Можна сміливо сказати, що зовнішні поверхні об'єкта, їх обробка і забарвлення основні елементами, створюють його естетичне сприймання. При художественно-конструкторской відпрацюванні цих елементів слід виконувати такі вимоги :

до форми.

1) зовнішні обриси об'єкта мають бути прості і суворими :

наприклад, єдність форми та змісту для зовнішніх робочих органів; краща форма — (, (; гострі кути скругляются, але з великої радіус скругления візуально «робить важчою» конструкцію .

Проста форма полегшує видалення забруднень .

2) пропорції окремих частин забезпечують виділенням в конструкції вертикальних чи горизонтальних ліній. У цьому враховують: вертикальні лінії роблять об'єкт візуально «вище», а горизонтальні «нижче» .

3) форма об'єкта загалом мусить бути гармонійно ув’язана з формою пультів управління .

4) елементи зовнішньої поверхні об'єкта: петлі і ручки кришок (люків, дверей), кришки і кожухи для рухливих частин зайве виділяти і натомість зовнішньої поверхні. Петлі і ручки мали бути зацікавленими старанно оброблені .

до опорядженні і забарвленні.

1) забарвлення об'єкта має відповідати його конструкції, і збігатися з забарвленням приміщення (чи довкілля) ;

2) строката забарвлення вносить враження безладності і «дробности» конструкції ;

3) тёмная забарвлення створює враження тяжкості і бруду, світлі - враження лёгкости: темні - лише забарвлення фундаментів і несучих конструкцій ;

4) травмоопасные деталі частини виробів забарвлюють в яскраві, попереджуючі кольору; для рухомих елементів устаткування (столи, стрибун), рухливих об'єктів треба використовувати «растигровку», яка активізує оточуючих ;

5) керівні органи забарвлюють в яскраві, добре помітні кольору ;

6) внутрішні поверхні корпусних деталей забарвлюють для полегшення складання в світлі кольору; дверей, люків, відкидних панелей — в яскраві кольору, що вони чітко виділялися у відкритому становищі ;

7) об'єкти, котрі випромінюють тепло, забарвлюють в серебренный чи блакитний кольору .

На сприйняття форми і кольору значно впливає висвітлення .

Найвища вимога до висвітлення робочих місць, (штучному):

1) предпочтительны індивідуальні світильники, розташовані посередині довжини робочої зони в розквіті 1900 …2000 мм від статі та з відривом 150…200 мм від переднього краю робочої зони (робота стоячи). За інших роботах індивідуальні світильники встановлюються оператором у бажаній становищі щодо робочої зони ;

2)блестящие предмети слід висвітлювати розсіяним світлом; дрібні темні предмети краще видно і натомість, світлі - на темному ;

3) світ мало падати на поверхню предмета під невеликим кутом, це за виявляє фактуру ;

4) прозорі предмета мають бути освітлені ззаду ;

5) необхідно уникати різкій контрастності освещённости об'єкта робочої операції, і навколишнього фону (місцеве + загальне висвітлення) ;

6) необхідно виключати джерела блёсткости, і навіть — ритмічне чергування темних і світлих поверхонь до поля зору. Це знімає в працюючих звані послеобразы, людина бачить какой-то яскравий предмет, тоді як і вже пішов із полем зору. Послеобразы також знімаються застосуванням додаткових квітів .

Основи композиции.

Ми розглянули раніше инженерно-психологический і ергономічний етапи художнього конструювання (ХК) объекта.

Ми встановили, що ЭА і Про конструкцій тісно пов’язані з естетичним анализом.

Тут треба сказати: естетичний етап ХК об'єкта може (і має) виконуватися лише кваліфікованим дизайнером!

Естетичним аналіз можна виконати лише після серйозного вивчення об'єкта аналізу та визначення усіх її утилітарних якостей і особенностей.

Естетичним аналіз вимагає знання основ теорії композиції, тенденцій розвитку об'єктів цього виду, особливостей сприйняття кольору, наявність почуття матеріалу і пародіюванням стилю, професійного художнього смаку тощо.

Принципи «подобається — не подобається», «красиво — не красиво» — неприемлемы.

Загалом сенсі естетичним аналіз дозволяє конкретної об'єкта виявити :

* объёмно-пространственную структуру ;

* тектонику ;

* гармонійність форми ;

* колірне решение.

Далі, ми спочатку розглянемо основи композиции.

Перш відзначимо , — все, що мова йтиме далі належить до поняття «технічна форма», тобто. стосовно об'єктах утилітарного призначення: виробничо-технічного і бытового.

На відміну від розуміння «декоративна форма», що стосується об'єктах виключно чи переважно декоративного назначения.

Отже, композиція (латів. Compositio — складання, розташування, твір) — структура, взаємозв'язок найважливіших елементів об'єкта, якими визначається її сенс, виражається замысел.

У основі композиції технічного об'єкта лежить вибір елементів (чи його групи) соподчинённости цих элементов.

Як елементів виділяють геометричні, светотеневые чи колірні властивості форми объекта.

Композиція характеризується -.

* категоріями ,.

* властивостями вдачі ,.

* средствами.

Перерахуємо :

I. Загальні категорії: тектоніка і объёмно-пространственная структура объекта.

II. Властивості й якості :

A. гармонійна цілісність форми ;

B. соподчинённость ;

З. композиційне рівновагу ;

D. симетрія, асиметрія та його поєднання ;

E. динамічність і статичність форми ;

F. єдність характеру формы.

III. Кошти композиції :

A. визначальний композиційний прийом ;

B. пропорції і масштаб ;

З. контраст і нюанс ;

D. метр і ритм ;

E. тіні й боротися пластика.

Кількість поєднань безлічі композиційних чинників дуже велике :

наприклад, узявши лише 6 основних властивостей і якостей композиції, ми матимемо -.

Тому знання категорій, властивостей, якостей і коштів композиції дозволяє вибрати раціональні прийоми та методи роботи над композицією объекта.

Розглянемо основні категорії композиції та його взаимосвязь.

Тектоніка є зриме відбиток роботи конструкції і матеріалу в форме.

У тектоніці виражається зв’язок форми та змісту изделия.

Наприклад, лита конструкція має такій формі, щоб однозначно бачили — це виливання, а чи не зварена або інша конструкция.

Тому говорять про тектоніці «литої форми», про тектоніці «штампованих несучих елементів», про тектоніці «пластмасових конструкцій» і т.д.

Т.к. конкретний матеріал конструкції визначає композицію будь-якого вироби, то тектоніка — одну з основних категорий.

Поняття «тектоніка» нерозривно пов’язує дві найважливіші характеристики об'єкта -.

* його конструктивну основу (матеріал) ;

* і форму переважають у всіх її проявах (загалом і частном).

Конструктивна основа, крім матеріалу включає силових елементів конструкції, характер розподілу зусиль (силові потоки), співвідношення мас тощо. Форма має чітко відбивати все это.

Объёмно-пространственная структура.

Будь-яка форма має двома властивостями: вона матеріальна і пространственна.

Матеріальна форма — це обсяг, обмежує частина простору певних ж розмірів та конфигурации.

Обсяг і - рівноправні елементи композиции.

Объёмно-пространственная визначає характер взаємодії обсягу з пространством.

Можна сміливо сказати, що -.

* з одного боку — обсяг повинен висловлювати внутрішні закономірності, властиві об'єкту, відбивати його функционально-конструктивную основу ;

* з другого — в певній закономірності повинна розвиватися у просторі, в ідеалі - в такий спосіб, щоб бачачи форму вироби лише у проекції, можна було уявити, як виглядає у других.

Основні категорії композиції тісно взаємопов'язані :

матеріал? тектоніка? ОПС.

Порушення тектоніки — хибне відбиток роботи конструктивної основи, порушує органічну зв’язок елементів ОПС об'єкта, і наоборот.

Такі порушення виникають, коли (інженер-конструктор) розглядає форму тільки від її технічної основи — хіба що «зсередини» чи (оформлювач) — лише «снаружи».

Дизайнер йде до форми одночасно «зсередини» і «зовні» — у результаті створює цілісне, гармонійне изделие.

Приклад: міст однопролётныйбалка.

міст многопролётный? неразрезная балка.

Властивості й якості композиции.

Властивості й якості композиції дозволяють виокремити такі естетичні показники об'єкта :

* гармонійну цілісність форми ;

* соподчинённость елементів ;

* композиційне рівновагу елементів ;

* симетрію і асиметрію елементів і їхні комбінації ;

* динамічність і статичність елементів, їх характер.

Тим самим було окреслили основні властивості і забезпечення якості композиції объекта.

Їх можна, є досить умовним, розділити на головні, що визначають цю форму, і другорядні. Проте оцінка якості композиції може бути результатом механічного підсумовування оцінок щодо окремих її властивостями, іноді «непрофесіонали» намагаються делать.

Визначення.

Гармонійна цілісність форми — відбиває логіку і органічні зв’язку конструктивного рішення з його композиційним воплощением.

Ю. С. Сомов «Композиція у техніці» :

Композиція МРС то, можливо побудована контрасті між складної, насиченою тінями структурою на відкритій частині: направляючі, елементи суппорта, ходові і тягові гвинти, керівні органи різних зовнішніх елементів: оребрений і т.п.

І лаконічними, чистими объёмами несучою частини станини, опор верстати й великих формообразующих елементів: коробки подач і швидкостей, які мають стійки, столи і др.

Основне якість — контраст — протиставлення простого і найскладнішого начал.

Соподчинённость елементів — визначається закономірностями композиції, які залежить від виду (характеру) объекта.

Наприклад: ??в технологічному устаткуванні визначальними є базові елементи, які мають основне навантаження. Їх форма визначається матеріалами (міцністю і жесткостью).

??Лицьова панель складного пульту управління є тлом, яким у певній послідовності і поєднаннях розташовані індикатори і органи управления.

Їх форма повинен мати певну інформаційну сутність: що спостерігати, як натиснути, як переключить.

Тому соподчинённость елементів має базуватися на схемою зв’язків й необхідною послідовності дій управления.

Композиційне рівновагу елементів і форми — такий стан композиції об'єкта, у якому все елементи збалансовані між собою. Зорова композиційна уравновешенность.

Композиційне рівновагу не є просте рівність величин, воно залежить від :

— розподілу основних мас щодо центру конструкції (ЦК — значеннєвий центр предмета) ;

— характеру організації простору, що визначається пропорціями і розташуванням осей, пластикою форми, колірними і тональними отношениями.

Класичні приклади :

Прилад на стійці -Зорове уравновешивание.

врівноважена конструкцияцветом.

Симетрія, асиметрія та його комбинации.

Під симетрією (грецьк. Symmitria — домірність) в естетиці розуміють гармонійне розташування у просторі окремих частин цілого, домірність та відповідність між ними.

Симетрія: дзеркальна, центральна, площинна і осьова — найпростіші види, які за ХК застосовують редко.

Р. Вейль (математик): «симетрія … є ідеєю, з якої людина протягом століть намагався осягнути та створити порядок, вроду й совершенство».

Не можна стверджувати, що симетрична композиція явно краще асимметричной.

Гармонія симетричній форми видно відразу. Вловити гармонію в асиметричної формі виявляється значно складнішим, але умова цілісності асиметричної форми — це її композиційна врівноваженість, яка можна досягти з допомогою комбінацій симетрії і асимметрии.

Динамічність і статичність формы.

Динамічною називають форму активно однобічно спрямовану, хіба що вторгающуюся в пространство.

Статична форма — підкреслена вираз стану спокою, непорушності, устойчивости.

Тут треба сказати, що динамічність і статичність форми оцінюють по горизонтальній осі, що пов’язані з особливостями сприйняття, наприклад :

Єдність характеру форми — важливе властивість композиції, яка визначає одиничний підхід до формообразованию всіх елементів даної формы.

Ось чому всі об'єкти одного призначення, загалом мало відрізняються одна від друга.

Композиція сприймається як єдине ціле якщо вона побудована з щодо небагатьох элементов.

Деякі дослідники стверджують, що саме застосовно магічне число Міллера: МЧМ = 7? 2 (5…9).

Але це щодо, т.к. менше елементів композиції який завжди спрощує її оценку.

Тому важливіше, щоб композиція вкладалася у куток зору, не перевищує 40?.

З цього, площинні композиції з прямокутними обрисами ми мають розглядати з видалення, приблизно рівного діагоналі його цілісного восприятия.

Працюючи над формою необхідно враховувати оптичні ілюзії, тобто. хибне тлумачення ж розмірів та конфігурації предметів за її глядачевій сприйнятті. Задля більшої гармонійності форми вводяться відповідні корективи в композицию.

Оптичні ілюзії пояснюються переважно пристроєм зорового апарату людини, його зв’язками з мозком — суто фізіологічними причинами.

Горизонталь-вертикаль Рис. 0.

Ілюзія Мюллера-Лиера Рис. 1.

Ілюзія Вундта Рис. 2.

Ілюзія Хайринга Рис. 3.

Ілюзія Цёлльнера Рис. 4.

Психологічні чинники сприйняття — коливання уваги, уяву, окомір, спостережливість, абстрактне мышление.

Рис 5: гострі кути трикутника «ламають» окружность.

Ефект иррадиации світла: біла постать на чорному тлі видається більш, якщо така ж чорна білому фоне.

Тому що чергуються чорні і білі смуги треба виконувати різною ширини: чорні ширше білих. Ідеться штрихів шкал.

Подвійні изображения.

[ Голландський художник Мауриц Корнеліс Эсхер ].

Психологічні особливості восприятия.

?Око «охочіше» переглядає горизонталі ніж вертикалі; віддає перевагу лініях висхідним зліва-направо, ніж справа-наліво — нисходящим.

… точніше оцінює ширину предметів, ніж їх висоту чи глубину.

* Контраст можуть призвести до помилок щодо оцінки размеров.

Рис 6.

Правильний облік фізіологічних і психологічних особливостей сприйняття дозволяє дизайнеру домагатися бажаного впливу форми і її узгодження в композиции.

Кошти композиции.

Визначальний композиційний прийом — приймається на початку ХКР, потім послідовно розвивається різними засобами композиції, вишукуючи цим ідею композиции.

До них віднести варіанти ХК компонування об'єкта: радиусные, лекальные, чи плоскі січені форми їхнім виокремленням поверхонь; нюансное чи контрастне рішення форми; матеріали і стики елементів форми і т.п.

Втім, пропорції і масштаб.

Втім, пропорції - «класичне» засіб композиції, що стоїть першому місці - засіб гармонізації формы.

Вони визначаються размерными відносинами елементів форми, ними будується вся композиция.

II в.д.н.э. Вітрувій «пропорції є відповідність між членами усьому твору і його цілим стосовно частини, прийнятої за вихідну, тоді базується вся соразмерность».

Художники-конструкторы використав свою роботу системи пропорционирования, вироблені багатовікової практикою архитектуры.

?Канонічне співвідношення для пропорционирования — закон «золотого перерізу», використовує ірраціональні отношения.

«Золоте перетин» характеризується таким ставленням нерівних частин, у якому ціле так належить до більшу частину (майору), як більшість до меншою (минору).

Окресливши.

Знайшовши рішення уравнения.

x2 + ax — a2 = 0, получим.

при а=1.

Використовують та інші закономірності,-(арифметичну пропорцію.

H1-H2=H2-H3=H3-H4=a.

-(геометричну.

-(гармоническую.

Масштаб (масштабність) -особливий вид пропорционирования об'єкта стосовно человеку.

Масштаб — це міра відповідності предмета розмірам людського тіла, выявляемая у процесі прямого використання предмета человеком.

Масштабність — це соизмеримость предмета з людиною, предметно-образное сприйняття окремих предметів у конкретній величині і форме.

Контраст — протиставлення композиційних елементів вироби як форми, текстури, кольору, світлотіні тощо. друг другу.

Нюанс — поступове, тонка й взаємозалежне зміна властивостей композиційних элементов.

Контраст активізує форму, і найчастіше визначається функціональної компоновкой вироби. Його треба використовувати осторожно.

Нюанси форми сприймаються слабше, майже залежить від функціональної компонування і ОПС объекта.

Тому є, переважно, сферою суто художнього осмислення форми і матеріалу вироби, мають багатющі можливості і труднощі реализации.

Метр (метричний повтор) і ритм — певні закономірності повторення елементів композиции.

Метр має постійний (чи зорово який постійним) крок повторов.

Ритм — закономірне зміну порядку структури елементів: наприклад, поступове зміна кроку повторів — ритмика.

Тіні визначають собою пластичність (пластику) форми, під якої розуміють її рельєфність, скульптурність, м’якість переходів основних їхнім виокремленням ліній (поверхностей).

Недоліки форми за якійсь мірі приховати тінями, тоді як вийшов (відблиски) немилосердно їх выявляют.

Леонардо так Вінчі: «Тінь зміцнює форму, світло руйнує её».

Елементи цветоведения.

Колір широко використовують у художньому конструировании.

Колір характеризується двома групами параметрів :

— фізичними (об'єктивні).

— психологічними (субъективные).

Психологічні: светлота, насиченість, колірної тон.

?Светлота (ступінь ахроматичности) — еквівалент деякого ахроматического сірого поля.

Колір поверхні, -.

— ахроматичний (безбарвний) білий, відтінки сірого, чорний ;

— хроматичний (кольорової) — сприймається оком людину тільки при достатньому рівні освітленості (вночі все кішки серы).

?Яскравість — сила світла, випромінюваного з одиниці площі поверхні (формула !!!).

Светлота змінюється повільніше яскравості, тому контраст між двома кольоровими поверхнями визначається різницею їх светлоты, а чи не яркости.

?Колірний тон — характеризується чисельно довжиною хвиль переважаючого излучения.

Колірний тон можна охарактеризувати.

— чистотою кольору (ступінь монохроматичности): часткою спектрального кольору (увесь цвіт складається з білого і спектрального).

— насиченістю — ступенем контрастності між аналізованим кольором та білим цветом.

На сприйняття кольору, крім рівня освітленості, впливають і різноманітні види відображення світлових і колірних потоків від поверхностей.

Екстремальні випадки :

Але це у ідеалі, практично має місце змішане отражение.

Зв’язок між фізичними і психологічними параметрами кольору встановлюється з допомогою колірних моделей.

Найпростіша колірна модель — лінійна: спектр отриманий Ньютоном при розкладанні сонячного променя тригранної призмой.

У практиці ХК використовується тривимірна модель колірного тіла, розроблена Мекселлом.

У якій використовується математичне опис кольору виходячи з експериментально встановленої закономірності (колірне уравнение).

З = X * x + Y * y + Z * z.

де З — будь-який потрібний нам колір ;

X, Y, Z — основні кольору (R, G, B) ;

x, y, z — відносні кількості основних квітів -x+y+z=1.

З останнього умови слід, що з геометричній інтерпретації колірного рівняння можна використовувати будь-яку із трьох площин координат :

XY, YZ чи ZX, т.к. наприклад x = 1 — (y + z).

Узвичаєна є система координат XY, у якій побудований колірної график.

Цей графік має вигляд :

Усі спектральні кольору розташовані на півметровій площині ХУ по дузі, має показаний вид.

По прямий стягивающей цю дугу, розташовані пурпурні кольору, які є спектральными.

-центр контуру — Б (белый цвет).

Кожна точка всередині замкнутого контуру відповідає певної кольоровості, тобто. поєднання колірного фону і насиченість.

Це дозволяє позначати все кольору координатами Х і У, відповідні даної кольоровості. Цю систему є краще, ніж використання квітів, наприклад, — шаровый, маренго, карий, фисташковый, слонової кості тощо.

На кольоровому графіці ХК видно, що вона має і які з квітів утворюють пари взаємно дополнительные.

Особливості психологічного сприйняття кольору пов’язані переважно с,-.

— з практичним досвідом человека.

— і асоціативне мисленням человека.

Характеристика основних цветов:

Червоний колір — колір вогню (небезпека) і крові. Він асоціюється з теплому і тому збільшує навантаження м’язів, кров’яний тиск і ритм дихання; має стимулюючий вплив та викликає емоції.

Помаранчевий цвет-одновременно і зігрівальний і стимулюючий; дуже яскрава; при різної насиченості може і заспокоювати, і дратувати.

Жовтий цвет-имеет найбільшу світність в спектрі і стимулює зрение-цвет сонця, доброго настрою і веселощів. Деякі тону (желтзелені) діють заспокійливо.

Зелений цвет-цвет природи, заспокійливий; сприяє деякому відпочинку потужні мізки і викликає у людині терпіння; діє освежающе і заспокійливо, зменшує занадто яскраве сонячне висвітлення.

Блакитний цвет-цвет піднебіння та води, холодний; сприймається як світлий, свіжий і прозорий; має заспокійливою дією.

Фіолетовий цвет-особо (шляхетний ((вбрання вчених і священиків), викликає сум.

Чорний цвет-в багато пригнічує; дуже корисний потроху, особливо контрастів.

Білий цвет-символ чистоти. Якщо застосовується сам з квітами зелено-голубой частини спектра-цвет холодний. З квітами желто-оранжевой частини спектра-даёт відчуття тепла.

Сприйняття квітів залежить від характеру (темпераменту) человека.

Наприклад, червоний колір діє збуджуюче на холериків — підвищує активність. У меланхоліків — це дію ледь помітно.

Синій колір слабко діє холериків, незначно знижуючи їх активність, але зовсім придушує активність меланхоліків, заставляя (уйти у собі(.

Крім цього, сприйняття квітів визначається підлогою, віком, стану здоров’я і навіть професією людини.

Так, жінки більш сприйнятливі до яскравого, пёстрому цветовому оточенню, тоді як мужчины-индеферентны чи як це їх раздражает.

Це ж можна сказати про хлопців і літніх людей.

Зелений колір діє з хворими, для здорових його надлишок скучен.

М’яснику — червоний колір у звичайній обстановці неприємний, як і, як і врачу-белый.

І т.ін. тощо.

Все сказане можна схематично як колірного круга (правда, без поправок на характер, вік, підлогу та т.д.). Колірний коло симетричний по светлоте щодо осі, що проходить через Ж і Ф кольору.

Вибір поєднань кольорів може виконуватися на основе,-.

-контрастної гармонії із використанням 2х, 3х і більше цветов;

-нюансной гармонії із використанням 2х, 3х і більше квітів.

Контраст — поєднання кольорів, розміщених до друг проти друга.

Нюанс — поєднання кольорів, розташованих поруч, у ЦК.

При спостереженні кольорових поверхонь (колірних плям), як і за спостереженні геометричних об'єктів мають місце колірні ілюзії.

Основні ,-зміна кольору при послідовному і паралельному колірних контрастах.

1 Послідовний колірної контраст: під час перекладу сам із поверхні одного кольору на поверхню іншого цвета (или у спостереженнях поверхні через світлофільтр) бачимо третій колір, відрізняється від двох перших.

Причина — у зміні чутливості очі при длительном (12…20с) спостереженні колірного образу під час спостереження після цього інший за кольором поверхні.

Приміром, у спостереженнях зеленої постаті і наступному перекладі погляду білу поверхню побачимо слабку пурпурно-красную постать; під час перекладу на синюю-фиолетовую тощо.

2 Одночасний колірної контраст: светлота і відтінок кольорової фарбування залежить від характеристик фону: дивитися вкладку.

Не вдаючись у подробиці застосування кольору ще на ХКР, треба сказати, що дизайнери нині користуються теорією узгоджених квітів. Сутність їх у тому, щоб дати людині, котрий у умовах штучної предметної середовища, таку ж бачення квітів, як й у природі…

Основними рекомендаціями є за вибором колірних рішень.

У цьому прийнято виділяти три основні зоны,-.

1 -робоче место;

2 -робочу зону;

3 -помещение (интерьер)в целом.

Условно:

1 -відповідає зонам точного зору, в якому людина може розрізнити найдрібніші предмети: відповідає УЗ?10;

-і миттєвого зору ?=180-область найкращого колірного зору достатньої відносної гостроти зрения (на кордоні зони ООЗ вихоплює 20% щодо ЗТЗ);

2 -ефективного зору ?=300 — зона з гіршими характеристиками, але ще що дозволяє людині нормально працювати з об'єктом труда;

3 -зона повного огляду ?=1200(при нерухомій голові; ?"-при неподвижной)-характеризует зону, в пре справах якої нормальна людина разл;

[Чому заєць косою ?].

личает рух і колір, але з детали (относительная гострота зору кордоні зон 3 и (-всего (%).

Отже, -.

-Робоча місце — відповідає панелі управління або це частини пульту управління, де мають бути все найважливіші органи управления (регуляторы) і контроля (индикаторы).

У цієї зоні крім сигнальних (покликаних унеможливлювати) та допоміжних квітів, мають певну інформативну навантаження, використовуються малонасыщенные кольору, у яких офарблюються поверхні объекта (панели).

Зона робочого місця повинен мати найбільш насичені в колірному і яркостном плані елементи об'єкта. Кольори: сигнальні (попереджуючі) і інформативні (можна сказати — основні R-G-B).

Робоча зона — характеризується закінченим об'єктом: технологічне забезпечення в целом (станок, пульт управління тощо.) й залишається частиною простору приміщення, який безпосередньо примикає об'єкта.

Приміщення в целом-характерно тим, основні його поверхности (стены, підлогу, стелю; технологічне забезпечення; ВТО; інженерні коммуникации) окрашиваются в opt кольору, відповідно до рекомендаціями, заснованими на специфіці тієї чи іншої виробництва, приміщення.

Сигнальне значення кольору.

Особливо виділено: зелений, жовтий і червоний.

Зелений — безпеку; жёлтый-предупреждает стосовно можливої небезпеки; красный-знак небезпеки, і заборони; включение-выключение (Стоп) устаткування; повсюдно — пожежний інвентар.

Синій цвет-используются для елементів графіки в виробничих приміщеннях (цехах) та виробничої інформації.

?Растигровка?-жёлтый колір з чорними чи червоними полосами-обозначение небезпечних рухливих об'єктів.

Білий колір, заключённый в червоний прямоугольник-движущиеся ёмкости зі вибухонебезпечними і шкідливими речовинами.

Помаранчевий — елементи огорожі машин та правових механізмів, необережне поводження із якими можуть призвести до трамвам.

Символічні зображення чорного кольору на жёлтом тлі застосовуються для знаків, покликаних унеможливлювати об'єкт опасности (знак-).

Червоний коло з білим полем всередині, де символи чорного кольору -які забороняють знаки, які веліли знаки.

Маркування балонів з затиснутими (рідкими речовинами, наприклад чорний, белый (красная смуга); зелений, блакитний.

Інженерні коммуникации,-трубы: вода (зелений), пар (червоний), повітря (синій), гази горючі (жовтий), кислоти (помаранчевий), щёлочи (фіолетовий), рідини горючі (коричневий), інші вещества (серый).

Забарвлення — суцільна чи ділянками.

Шини электроустановок-опознавательные кольору:

1. ?, фАжовтий; фВ-зелёный; фСчервоний; 0-шина: ізольований контроль- білий; заземлённая нейтраль-чёрный.

2. ~; фаза-красный; 0-жёлтый.

3. -; (+)-червоний; (-)-синій; нейтраль-белый.

Лекція 20. «Основи конструювання «.

Основи патентоведения.

1.0 Введение.

-Винахідництво — важливий чинник ТП.- Изобретательское право (ИП).- Відкриття, Винаходи, Промислові зразки — об'єкти винахідницького права (Суб'єкти винахідницького права) — Захист об'єктів ИП.

" Патентознавство ": Підручник для вузів/ Є.І. Артем'єв, М. М. Богуславський та інших.: под.ред. В. А. Рясенцева — 3-е видання перероблене і доповнене — М: «Машинобудування », 1984. 352 з., ил.

Коли ми [розглядали питання першого раздела/говорили на початку] вивчення курсу «ОК «професію инженер-конструктор, про характер роботи инженера-конструктора для підприємства, то відзначили, що — працю инженера-конструктора власне його реалізації є розумовою працею, результати якого великою мірою залежать від звичної здатність до мисленню і певних якостей творчу особистість.

Отож працю инженера-конструктора носить творчий характер. Можна сміливо сказати, що вершина творчої ініціативи — винахід (раціоналізаторська предложение).

Ці види творчої діяльності найчастіше не зв’язані з виконанням безпосередньої роботи инженера-конструктора. Хоча винаходи народжуються і за виконанні службових заданий.

Винахід є продуктом творчої діяльності, що грунтується на своїх наукових та інженерних дослідженнях, й одержання цього продукту обов’язково супроводжується последними.

У цьому вся аспекті винаходи, винахідницька діяльність є чинниками научно-технического прогресу (НТП):

взаємозалежне послідовна розбудова науку й техніки, що виявляється — з одного боку, у постійному вплив наукових відкриттів і винаходів до рівня техніки і технології; - з іншого боку — при застосуванні новітніх засобів і методів наукових исследований.

Т.а., НТП органічно поєднує науку як діяльність у в духовній сфері, спрямовану отримання нового знання і набутий техніку як із найважливіших компонентів матеріальної культуры.

НТП пред’являє високі вимоги до спільного статевою та професійною образованию.

Ці вимоги концентровано висловив Г. А. Едісон (1847−1931): «Найважливіше завдання цивілізації - навчити людини мислити » .

" Винахідників не можна створювати, але можна заохочувати, і кожен суспільство, якщо воно хоче продовжувати розвиватися, має знайти метод заохочення винахідників «Мітчел Уїлсон (1913−1972) — американський фізик, писатель.

* Регулювання відносин з винахідництва (технічному творчості взагалі) здійснюється винахідницьким правом — правової системи, що є якісно своєрідну, внутрішньо впорядковану сукупність норм, тобто. встановлених державою обов’язкових правил поведения.

Основне джерело винахідницького права — закон — нормативний правової акт найвищою юридичною сили. Здебільшого законі - Конституції РФ — закріплені найважливіші норми та організаційні принципи ИП.

ИП вважається складовою (подотраслью) Цивільного права, що впливає чинному законодавстві.

Нині норми винахідницького права до ще не повністю встановлено — тому говоритимемо «чинне законодавство » .

Об'єкти ИП. Форми їх охраны.

До основних об'єктів входят:

-открытия;

-изобретения;

-промислові образцы;

-раціоналізаторська пропозицію ?иерархия.

Т.а. об'єкт: матеріальна річ, нематеріальне благо, послуга, роботу і т.д. Суб'єкти — учасники правовідносин: індивідууми, колективи, заклади і організації, держава й т.д.

Відкриття — встановлення раніше не відомих науці об'єктивних закономірностей, нових явищ, властивостей і ефектів, що роблять докорінні зміни в існуючі наукові знания.

Відкриття найчастіше зв’язані з фундаментальними дослідженнями в теоретичних і прикладних науках.

Відкриття реєструються як важливі загальнодержавні досягнення, і автору (ам) відкриття видається диплом — іменний документ, котра засвідчує визнання відкриття, пріоритет, і авторство, із чим пов’язане придбання автором низки правий і пільг, передбачених чинним законодательством.

Диплом містить формулу відкриття — яка стисло, чітко й вичерпно висловлює сутність открытия.

Якщо відкриття зроблено на зв’язки й з виконанням службового завдання, то автору видається диплом, а організації, у якому працює автор — свідчення, що посвідчують цього факту. Автору відкриття (з дипломом) належать немайнові і майнових права, передбачені чинним законодательством.

Винахід — винаходом (світова новизна) визнається нове що має суттєвими відзнаками ТР завдання у будь-якій галузі народного господарства, социально-культурного будівництва чи Ізраїлю, дає позитивний эффект.

Якщо відкриття постає як прирощення нового наукового знання наявному, то Винахід є додатком цього знання з його практичного использования.

Винахід то, можливо результатом научно-технического творчості окремої особи, групи осіб, або організації, яким представляється виняткове авторське право.

Відповідно до чинним законодавством до об'єктів Винаходи относят:

-устрою: машини, устаткування, прилади й т.п.;

-способи: методи, процеси, прийоми і т.п.;

-речовини: матеріали, сплави, хімічні склади і т.п.;

-застосування відомих пристроїв, засобів і речовин у новій назначению.

Форми правового захисту — видача авторського свідоцтва (АС) і патента.

АС — документ, котра засвідчує пропозиції винаходом, пріоритет, авторство, прерогатива держави щодо користування та розпорядження винаходом, і що закріплює за автором правничий та пільги, передбачені чинним законодательством.

Т.а. АС — виключає особисте розпорядження изобретением.

АС — видається на службові винаходи (і під час планової роботи…). АС — безстрокові (Право отримання — наследуется).

Патент — документ, котра засвідчує визнання пропозицію винаходом, пріоритет, авторство і прерогатива патентовласника на изобретение.

Патент видається терміном на 15 років, вважаючи з подачі заяви на винахід. Умова збереження — своєчасна сплата патентної пошлины.

АС і патент не выдаются:

-на пропозиції організаційного характеру: організація праці, планування, обліку та т.п.;

-на умовні позначення, правила игры;

-на планування споруд, будинків та территории;

-на системи навчання, методи розрахунків і т.п.

винаходами не зізнаються рішення, суперечать громадським інтересам, принципам гуманізму і тієї моралі, і навіть — явно бесполезные.

Промисловий зразок (ПО) — це нове, придатну для реалізації промисловим способом художнє рішення вироби, у якому досягнуто єдність технічних і естетичних качеств.

ПО реєструються, і авторство осіб, які допомагали розробляти і оформленні вироби, захищається свідченням на ПО (безстроковим) чи патентом (5 лет).

Раціоналізаторська пропозицію (РП) — ТР, що є нове і корисним підприємствам, організації, або установи, яким вона подано, і предусматривающее:

-зміна конструкції изделий;

-зміна технології виробництва та застосовуваної техники;

-чи зміну складу материала.

Основне на відміну від винаходи — локальна новизна.

Раціоналізаторська пропозицію на повинен повторювати те, що раніше використовувалося і використовується; розроблено або вже запропонували; передбачено діючої научно-технической документацією, або наказами, розпорядженнями адміністрації чи рекомендовано вищестоящої організацією (виняток, якщо поставлена).

Раціоналізаторську пропозицію на повинен також містити ТР, опублікованих у бюлетенях научно-технической інформації з поширенню передового виробничого досвіду у цій отрасли.

Не зізнаються раціоналізаторськими пропозиціями, використання є можуть призвести до їх зниження надёжности та інших. Показників якості продукції. Усі ІТП, зокрема инженеры-конструкторы можуть подавати раціоналізаторську предложение.

Є, проте, особливості кваліфікації пропозицій ІТП, наукових інститутів, проектних, конструкторських, технічних громадських організацій і аналогічних підрозділів підприємств, які стосуються розроблюваним цими працівниками проектам, конструкціям і технологічних процесів. Пропозиції цих працівників (крім винаходів), які стосуються виконання посадових обов’язків, не зізнаються раціоналізаторськими, оскільки високоякісна розробка був частиною їхнього обязанностью.

У той самий час пропозиції інших ІТП тієї ж підрозділів (чи інших), які беруть участь у цю розробку можна визнати рационализаторскими.

Авторство та інші права раціоналізатора підтверджуються посвідченням на раціоналізаторську пропозицію.

Права, куплені автором у зв’язку з визнанням його винаходи раціоналізаторським і видачею посвідчення, діють у межах підприємства, яку видало изобретение.

Усі види технічної творчості стимулюються матеріально відповідно до діючими положеннями й інструкціями (підзаконних актів). Величина винагороди залежить від величини умовного річного економічного ефекту впровадження (УГЕФ) предложения.

УГЕФ є економічної характеристикою запровадження нових розробок на конкретному производстве.

Економічну оцінку розробок полягає в застосуванні стандартної (типовий) методиці розрахунку: УГЕФ розраховують, підсумовуючи все середньорічні доходи, пов’язані із застосуванням, і віднімаючи расходы.

Лекція 21. «Основи конструювання «.

Кваліфікаційні ознаки основних видів технического.

творчості инженера-конструктора (технолога).

Зупинимося докладніше на питаннях винахідницької деятельности.

Насамперед — питання виявлення изобретений.

У виду те, що джерелом винаходів є наукові інституції і ПК розробки, автори розробок відають як створенням, і виявлення изобретений.

Успіх створення ТР, які можуть бути предметом винаходів, безпосередньо залежить — у прагненні конструктора кожну завдання вирішувати творчо, по-новому, із отриманням максимального позитивного ефекту. Кожен конструктор повинен знати основні джерела та методи виявлення изобретений.

Виявлення винаходів спирається на следующее:

(- знання відомого гніву й рівня техніки у сфері нової розробки (професійне требование);

(- знання критеріїв патентоспособности;

(- вміння провести порівняльний аналіз нової розробки з роботи вже відомими (на світовий рівень) і оформити заявку на передбачене винахід.

Посадова інструкція инженера-конструктора: Мушу знати: …, Порядок і проведення патентних досліджень; основи винахідництва; …, основи технічної естетики, і художнього конструювання, …, передовий вітчизняний і закордонний досвід розробки аналогічних об'єктів …

Головні критерії изобретения.

(патентоспособность).

Повернімося до нормативного визначенню винаходи — сокращенно:

" Винахід — це нове і що має суттєвими відзнаками ТЕХНІЧНЕ РІШЕННЯ завдання …, дає позитивний ефект «.

Т.а. основні критерии:

(- технічне рішення задачи;

(- суттєві отличия;

(- новизна (світова чи абсолютная);

(- позитивний эффект.

Будь-яке заявляемое винахід повинна утримувати у собі ТР — не ідею, не постановку завдання, а її ТР. У цьому декому видів винаходів, зокрема, коли об'єктом І є способи, термін «ТР «застосовується у широкому значенні: як практичне засіб задоволення певних потребностей.

Завдання вважається решённой при наступних условиях:

-рішення містить вказівок про на технічні засоби (способи) його решения;

-рішення розкриває основну схему;

-рішення можна здійснити: можливість його багаторазового відтворення з допомогою загальновідомих прийомів і коштів техники.

(Відповідність критерію новизна перевіряється стосовно існуючому світового рівня техніки, тому він і називається світової чи абсолютної: автор винаходи — єдиний (і цей перший), хто зробив что-то саме так!

(Після розробки нового технічного рішення потрібно виявити предмет винаходи. І тому в патентознавстві використовують поняття «суттєві ознаки », яких можуть належить конструктивні елементи та зв’язку, характеристики елементів і режими операций.

Ознаки об'єктів винаходів: устрою, способи, речовини — поділяють втричі групи: ознаки структури, виду та відносини (Табл. 1).

Предмет винаходи виявляється шляхом зіставлення істотних ознак нового ТР і объекта-прототипа.

Объект-прототип — найближчий з аналогів до запропонованого новому ТР.

Аналоги — подібні однорідні изобретения.

Таблиця 1.

Тип.

Признаки.

объекта.

Структуры.

Вида.

Отношения.

Устройство.

Основні й допоміжні (агрегати, механізми, вузли, детали).

Форма елементів, якість поверхні, матеріал, взаємне розташування та зв’язку елементів.

Співвідношення геометричних, тимчасових та інших. параметрів елементів і зв’язків.

Способ.

Операції і прийоми, матеріальні кошти на виконання операции.

Послідовність операцій чи дій, порядок чергування операций.

Температурні, тимчасові, електричні та інших. режими виконання операций.

Вещество.

Інгредієнти, молекули, атомы.

Характеристика атомів, взаємне розташування атомів в молекулах, хімічна зв’язок між атомами.

Кількісне співвідношення інгредієнтів, число атомів кожного элемента.

Технічне рішення буде новим, тоді як результаті порівняння выявлены:

-або нових ознак, відсутні в прототипе;

-або змінені, не збігаються з ознаками прототипу ні з виконуваної функції, ні з використовуваному свойству.

Такі ознаки утворюють групу характерних ознак, які входять у відмітну частина формули винаходи, тобто. складових ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

ТР визнається які мають «суттєвими відзнаками », якщо порівняно з рішеннями, відомими науці й техніці на дату пріоритету заявки на передбачене винахід, воно характеризується нової сукупністю ознак, які забезпечують нові або значно поліпшені властивості об'єкту і позитивний ефект при его использовании.

NB V Т.а., суттєві відмінності обумовлюються тим, что:

-в сукупність введений невідомий раніше ознака структуры,.

-виведений відомий признак,.

-чи замінили один ознака другим.

У цьому ознаки изменённой сукупності вступили у взаємодія, яким і це зумовило поява нового властивості (властивостей) у объекта.

Нові ТР відповідають критерію «суттєві відмінності «у таких случаях:

-аналоги мають подібні до них суттєві ознаки і їхні властивості, тобто., наприклад, має місце агрегатування частин пристроїв, операцій, способів чи компонентів речовин, у яких частини не утворюють нових взаємозв'язків і вступають у взаимодействие;

-відмітні ознаки утворюють самостійний об'єкт зі своїми функцією: наприклад, вузол у пристрої (привід, підшипник, фільтр), операцію чи прийом в способі (посилення сигналу, шліфування вироби), інгредієнт речовини (сполучне, каталізатор); такі об'єкти класифікуються і аналізуються на патентоспроможність як самостоятельные;

-зміни, внесені в об'єкт, або зумовлюють властивості, пов’язані з виконаними змінами відомої закономірністю, або приводять до зміни свойств.

(Позитивний ефект — технічний, економічний, соціальний, екологічний тощо. визначається порівнянні з реалізованою (базовим) об'єктом чи прототипом, виявленими в патентної научно-технической информации.

І тому спочатку визначають технічний внутриобъектный ефект, та був — пов’язані з нею переваги недоліки під час використання об'єкта. Визначення позитивного ефекту полегшується, якщо порівняння роблять за структурі, функцій і свойствам.

NB (Критерії патентоспроможності ТР необхідно обов’язково знать, чтобы:

-з одного боку, втрачена пріоритет на патентоспособные ТР;

-з другого, не оформляти легко отклоняемые заявки на гадані изобретения.

Патентно-[лицензионный] поиск.

Оцінивши [передбачене изобретение/новое ТР] за критеріями охороноздатності, можна, начебто, братися до складання заявки на передбачене изобретение.

Але надто вже буде прикро, якщо подавши оформлену за всіма правилами заявку (правила ми розглянемо далі), дізнатися, що цілком таке саме розв’язання знайдено ще ХІХ столітті чи опубліковано торік у журналі «Юний технік » .

Тому складання Заявки пов’язане з дослідженням нового ТР на СВІТОВУ НОВИЗНУ? Патентний пошук. І тому необхідно знайти матеріали, котрі розкривають сутність ДАНОГО чи тотожний образу решения.

Перерахуємо ДЖЕРЕЛА, що ганьблять новизну изобретений:

(-АС і патенти, видані з нашого стране;

(-іноземні патенти, АС і опубліковані заявки;

(-Російські та іноземні видання: все друковані публікації, незалежно від цього, де, якою мовою та яким тиражем опубліковано источник;

(-депоновані рукописи;

(-публічні повідомлення, доступні ознайомлення широкого кола лиц;

(-проектну документацію, креслення, схеми, які у загальнодоступну библиотеку;

(-відомостей про відкритому використанні изобретений;

(-експонати, надані выставках;

(-роботи, прийняті до участі в конкурсе;

(-публічні усні доповіді, лекції, виступи, якщо вони аудио-записью чи застенографированы;

((-інформаційні, візуально надаються до сприймання дані (моделі, макети, плакати), доступні широкого кола лиц;

((-повідомлення на радіо, телебаченню, у кіно, якщо вони у порядку аудіо-, видео-записью, на фото- чи кино-плёнке.

Новизну не порочит:

-опублікування чи інший розкриття сутності ТР після подачі Заявки у встановленому порядке;

-якщо ТР став відомий до подачі Заявки визначеному, вужчому колу осіб, які зв’язані зі створенням й розробкою ТР: керівникам розробки, технічної комісії, колегам автора.

Основні джерела у тому, було винайдено до Автора по цікавого для напрямку — це Патентна інформація: сукупність даних про результатах научно-технической діяльності, які у описах, доданих до Заявками на винаходи або до охоронним документам (АС і патентам).

Більшість Патентної Информации? Патентная Документація: офіційні публікації патентних ведомств:

-опис изобретения;

-опис открытия;

-офіційні Патентні бюлетені, попередні описи до заявками на винаходу і открытия.

Опис винаходи — це перший матеріал, доступним якнайширшого кола читачів. У ньому у стиснутій формі наводяться інформацію про предметі істотних ознаках изобретения.

Предмет винаходи заключён в Формулі изобретения.

Формула винаходи — це стисле словесне виклад ознак винаходи. І головне — в патентної документації суворо дотримується однаковість викладу всіх матеріалів: стандартні, мовні конструкції і міжнародний наукова терминология.

Патентна документація — найповніше і систематизоване збори даних про научно-технических рішеннях, створених людством протягом останніх 150−200 років. Наприклад, у ВПТБ їх зберігається більш 20 мільйонів. Щоб побіжно ознайомиться із нею, крім запасу часу (років на 500), треба бути ще й поліглотом — володіти 26 мовами.

І Справочно-Поискового Апарата до Патентним Фондам підходити безглуздо!

Нині до, Франції, GB, USA, Jp та інших країн була прийнята Міжнародна класифікація винаходів (МКИ):

Основні області технічної діяльності діляться на 8 разделов:

А — Задоволення життєвих потреб людини (Ж.П.Ч.);

У — Різні технологічні процессы;

З — Хімія і металлургия;

D — Текстиль і бумага;

Є - Строительство;

F — Прикладна механіка, висвітлення та отопление;

G — Технічна физика;

М — Электричество.

Кожен розділ може містити по 99 класів, разделяющихся на підкласи, обозначаемые прописними приголосними літерами латинського алфавита.

Підкласи діляться на групи, обозначаемые, зазвичай, нечётными цифрами, що дозволяє розширити число рубрик.

Групи діляться на підгрупи, обозначаемые чётными цифрами.

Винахід: «Лижна палиця «Патент СРСР № 583 716.

Крім класифікатора МКІ, використовується системи класифікацій: GBr, BRD, Jp і др.

Патентний пошук виконується відповідно до ГОСТ 15.011−82.

Джерела патентного пошуку — патентна документація, що зберігається у патентному фонді, є основною частиною С[правочно]-И[нформационных] Ф[ондов] інформаційних служб:

ВПТБ;

Галузеві і територіальні научно-технические библиотеки;

Патентні фонди організацій та установ, предприятий.

Патентний пошук спочатку ведеться у фонді Вітчизняних винаходів (по основним та суміжних рубриках СКИ), та був — у фонді мінімальної патентної документации.

При дослідженні вузькоспеціального питання підбираються патенти країн, що є які ведуть у цій галузі. Ця робота досить складна й трудоёмка, тому надёжнее, — доручати її фахівцям: патентним работникам.

Лекція 22. Основи конструирования.

Упорядкування заявки на передбачене изобретение.

Якщо за дослідженні нового ТР на світову новизну встановлено, що може бути патентоспроможним, то складається Заявка на Очікуване Изобретение.

Упорядкування Заявки виконується згідно з вимогами підзаконного акта: «Вказівки зі складання заявки на винахід «(ЭЗ-1−74) ВНИИПИ. Документ регламентує всіх аспектів складання заявки: від порядку заповнення стандартних бланків до позначень в кресленнях. Переказувати зміст «Вказівок… «втрачає сенс — за необхідності Винахідник вивчить його самотужки. Тому найбільш важливих моментах складання заявки.

(Мета заявки:

1) ясно викласти суть нового ТР;

2) показати, що це ТР відповідає критеріям изобретения:

-має світової новизной;

-має суттєві відмінності між прототипу і аналогов (а);

-має полезностью.

(Набір документів, складових заявку, включает;

-заяву видачу АС (патента);

-опис винаходу і формулу изобретения;

-чертежи;

-й додаткові документи різного характера.

Тут треба сказати, як і за проведенні патентного пошуку, під час складання заявки Винахіднику допоможуть патентні службы… Но без власного чіткого уявлення про сенс перелічених документів, творчого підходи до їх складання — ця допомогу щось даст…

(Під час упорядкування заявки стиль описи винаходи відрізняється від прийнятого у наукових статтях, своїх книгах й інших джерелах. Цей стиль полягає у суворому однаковості викладу всіх матеріалів, застосуванні стандартних мовних конструкцій та «міжнародної наукової терминологии.

Опис винаходи (з прикладу устройства).

Перший розділ — Назва изобретения.

Приклад: «Механізм подачі зварювальної дроту «.

Nb: Відмітні ознаки в жодному разі виносяться до назви. Назва має дослівно збігатися з початковими словами формули изобретения.

Мета назви — віднести винахід до певній групі об'єктів. Далі вказується класифікаційний індекс МКІ, якого винахід (на думку заявника) слід отнести.

МКИF…

Другий розділ — «Область техніки, до якої належить винахід, і переважна область її використання «- показати фахівцям, у найбільш доцільно використовувати технічне рішення, виходячи з її особливостей і возможностей.

Далі йдуть розділи — характеристика аналогів, прототипу, критика прототипу (виклад його недоліків), мета винаходи, які мають відбити — з якого рівня техніки виходив автор під час вирішення поставленої задачи.

Повторю: аналогами винаходи прийнято вважати найближчі власне ТР з відомих момент складання заявки.

Аналоги виявляються при патентному пошуку, і з технічного літератури. Прототипом вибирають найбільш близьке із технічної суті Доповнень і позитивному ефекту ТР у складі аналогів. Правильність вибору аналога і прототипу має важливого значення при експертизі у ВНИИГПЭ: що більш схожий прототип на винахід, а изобретение-отличается від цього суттєвими ознаками, тим експерту побачити, що став саме нового предложено…

У розділі «Критика прототипу «- необхідно, критикуючи «потрібні «нам недоліки, підійти до мети винаходи, розкривши її через усунення цих недоліків. Формулюючи мета винаходи, важливо показати, що реалізація винаходи веде до задоволенню конкретної суспільної потреби. У цьому неприпустимі (!) як заяви рекламного характеру, наприклад, … » …з метою підвищення конкурентоспроможності… », «…з метою підвищення точності… «.

Наступний розділ кілька формального властивості: «Сутність винаходу і його відмінності між прототипу » .

Досвідчені винахідники списують цей розділ з формули винаходи (останнього розділу описи винаходи), виключивши мета, починаючи з слів: «знана тим, що з єдиною метою… «- і зберігши в чистому вигляді обмежувальну і відмітну частини формули изобретения.

Наступний розділ, практично обов’язковий, якщо об'єктом винаходи є устрою: «Перелік постатей графічних зображень ». Постаті нумеруються арабськими цифрами; стисле пояснення треба дати до кожної їх. Якщо постать одна — уникають нумерации.

Найчастіше дається, принаймні, дві проекції об'єкта, тому пишуть: «На кресленні зображені дві проекції запропонованого устрою: вид збоку (фіг. 1) й посвідку згори (фіг. 2)… «.

На кресленні би мало бути зображені все основні деталі вузли устрою, показати їх взаємозв'язки, виключивши неоднозначні тлумачення технічної сутності винаходи. Вузли і деталі позначаються цифрами, куди посилаються потім у тексті описания.

Головне — текст описи і креслення мали бути зацікавленими суворо согласованны.

" Звернення «до креслень здійснюються у наступному розділі: «Приклади конкретного виконання » .

Цей поділ містить дві части:

* У першій — конструкція устрою описується докладно межах розумного обсягу із посиланням креслення. У цьому його ознаки діляться на «давні й нові «, тобто. прототипу і изобретения;

* на другий — описується робота устройства.

Що стосується, коли використовується многозвенная формула винаходи, у цьому підрозділі за захистом кількох модифікацій конструкції (при загальному прототипі), наводяться та інші можливі варіанти конструкції й досвід роботи устройства.

Наступний — Важливий! — розділ: «Технико-экономическая чи інша ефективність. Цей поділ має виявити актуальність використання Запропонованого рішення на народному господарстві, реальні вигоди, очікувані від внедрения.

У ньому наводиться економічний розрахунок, якщо це проблематично — ТЕО зі згадуванням про економіки без її розрахунку.

Останній розділ описи винаходи — «Формула винаходи » .

Формула винаходи є коротка словесна характеристика, якою виражено технічну суть винаходу, тобто. його предмет.

Структура і естонську мови формули винаходи повинні чітко відповідати суворим правилам. «Словесний запас «цієї мови вичерпується ознаками винаходи: структури, виду, відносини. Серед великої кількості ознак, характеризуючих об'єкт винаходи, є такі, без яких ПОЗИТИВНИЙ ЕФЕКТ від винаходи НЕДОСЯЖНИЙ (!).

У формулі винаходи ці суттєві ознаки (ВСЕ!) повинні прагнути бути перечислены.

Вихідний матеріал: аналоги, прототипи і деякі оригінальні решения.

Структура формули изобретения.

Суть запропонованого рішення на вигляді перерахування істотних відмітних признаков.

Мета винаходи викладається коротше й поясней.

У відмітною частини, формально, має бути «обсяг домагань », тобто. те нове що претендує автор: конкретне ТР.

Формула винаходи — документ як технічний, а й юридичний, що складає, який обсяг ознак поширюється захист. Тому слід дуже уважно підбирати ознаки в формулу, не вводити у неї несуттєві признаки…

І взагалі, експертиза поважає короткі формули (!).

Крім описи в заявку… входить ще ці рішення, які ми лише перелічимо з короткими комментариями.

Дуже важливі документи, додатково котрі розкривають сутність изобретения:

акти випробувань винаходи; висновок корисність, що підтверджує працездатність позитивний ефект від участі использования…

Довідка про творчому участі співавторів, у якій чітко відбивається ким із співавторів, що зроблено, і наводиться відсоток участі (задля розподілення вознаграждения).

І останнє - це реферат, у якому стисле вищенаведене викладення матеріалів заявки.

* При патентної захисту нових ТР, крім використання нормативно-методических матеріалів: Держстандарти, інструкції, умови тощо., доцільно керуватися логікою створення винаходів, враховуючи сутність змін об'єкта прототипа.

Приміром, поняття «Завдання «не входить у нормативних критеріїв винаходи, проте досягнення нового корисного ефекту означає, що винаходом вирішена нова, раніше невирішена задача.

Прийняті критерії «новизна «і «суттєві відмінності «є складовими більш загальній характеристики — істотною новизни винаходів, виникає під час вирішення технічних протиріч.

Істотна новизна може характеризуватися кількісно числом істотних характерних ознак, і здатні якісно — системним рівнем змін объекта-прототипа, новизною використаного на вирішення завдання знання і набутий зміною параметрів объекта.

Через війну зміни параметрів об'єкта змінюються дві узагальнені суперечливі характеристики: корисність об'єкту і плату корисність. Ці зміни мають відповідати потрібним внешнеобъектному і внутриобъектному позитивним ефектів, коли завдання вважається решённой.

Логіка створення винаходів і сутність.

змін объекта-прототипа.

Лекція 23. «Основи конструювання «.

Тема ?Активізація інженерного творчості?

На попередньої лекції, розглядаючи логіку створення винаходів, ми встановили, що істотні зміни вносять у технічні об'єкти тоді, коли суміщення технічних требований (реальных і необхідних) виявляється неможливим, а спроби поліпшення одних параметрів, функцій чи властивостей об'єкта відомими способами (ТР) призводить до недопустимому погіршення інших, тобто. шляхом дозволу технічних противоречий.

Процес прояви, загострення та ліквідації протиріч визначає як? загальну? історію техніки, і історію розвитку її галузей і окремих машин.

Щоразу при суттєву зміну об'єктів техніки, зовнішні протиріччя развёртываются до системи внутрішніх суперечностей, які можна усунути відомим, чи? стандартним? способом.

(Ієрархічна структура).

Пошук нової технічної ідеї (ТР) виконання завдання полягає у послідовному виявленні внутрішніх суперечностей та його решении.

Якщо згадайте критерії винаходи: ?новизна? і ?суттєві відмінності?, можна сказати, що є складовими більш загальній характеристики — істотною новизни винаходи, що з’являється під час вирішення технічних противоречий.

Ця характеристика кількісно описывается,-.

-числом істотних характерних ознак і качественно,-.

-рівнем змін об'єкта- прототипу, новизною використаного знання і набутий зміною параметрів объекта.

Через війну зміни параметрів об'єкта змінюються дві обобщённые суперечливі характеристики: корисність об'єкту і Плата цю полезность.

Якщо технічна завдання решена-создано винахід, то зміни параметрів повинні відповідати потрібним внутрішнім і зовнішніх позитивним эффектам.

…, ??? ??? ??? ??? ??? ??? — ??? ??? ??? ??? ??? … ??? ??? ??? ??? ?? ??? ??? ???: (??? ??? ???).

I етапнайскладніший і відповідальний, т.к. цьому ми маємо найбільше значення невизначеності,.

— скільки змін потрібно доповнити протокол ?

— які знання знадобляться на вирішення завдання ?

— як і у результаті буде корисність нового технічного рішення і Плата цю корисність ?

Отримані відповіді опікується цими питаннями определяют:

— витрати часу й ресурсів створення та впровадження нового технічного рішення ;

— та її життєвий цикл (период морального старения).

На I етапі під час виборів напрямки вирішення проблеми необхідно виявити приховані резерви розвитку об'єкта. Навіщо используется:

— закономірності розвитку технічних объектов (минимальное знання і у своєї галузі !?);

— методи активізації творчої деятельности.

Знання + Уміння можна досягнути реалізацією принципу 3-С: самопознание? самосовершенствование?самообразование.

Друге — предмет нашого сьогоднішнього разговора.

Чому важливо володіти методами активизации???

Цитата Д. І. Менделеева.

Відповідь — знання й уміння користуватися — це «фонарь».

— Активізація інженерного творчества.

Актуальність оволодіння методами технічного творчества (активизации творчої діяльності).

? При ринкової економіки ступінь розвиненості та епідемічного благополуччя кожної країни переважно залежить від min exporta і max exporta — готового продукту, вироби і технологии.

Продавати готовий продукт до інших розвинених країн можна лише за умов, що він витримає конкуренцию.

І це можна тільки тоді, коли продукт виготовляється із винаходу з досить високою творчим уровнем.

Творчий рівень изобретения.

— Усі винаходи діляться на пионерные (…самого високого рівня) і остальные.

Винаходи поділяються п’ять рівнів залежно від рівня новизны:

— 1-ї рівень — дрібні винаходи, незначно які змінюють объект-прототип.

Завдання моє та кошти вирішення лежать у межах одного професії, рішення завдань під силу кожному специалисту;

— 2-ї рівень — дрібні винаходи, отримані способами, відомих у цієї галузі. У цьому найчастіше змінюється один елемент системи — частично;

— 3-й рівень — середні винаходи, отримані способами, відомих у межах науки. Повністю змінюється одне із елементів системы;

— 4-й рівень — великі винаходи. Синтезується нова технічна система. Створюються засобами, далеко що виходять межі науки, у якій вирішується задача;

— 5-ї рівень — найбільші винаходи. Вони утворюють принципово нової судової системи, у своїй нерідко створюється нова галузь техніки чи духовного виробництва (наприклад літак, телефон, киносъёмка, лазер, кулькова ручка тощо. — вперше изобретённые…).

? Гадаю, всім відомий афоризм Козьми Пруткова: «Фахівець схожий на флюс — він однобічний «.

Це часто трактують так: фахівець — людина, який знає свої справи, але що б стереотипністю мышления…

Страшне слово — «стереотип «/ до речі потреба у «зразках «- породжує стереотипність мислення /.

Здолати стереотипність мислення, активізувати інженерне творчість — головним завданням методик технічного творчества.

У курсі «Основи конструювання «не поставлено завдання — навчити Вас винаходити. Але, за наявності бажання, здібностей, досвіду роботи, знання методик технічної творчості (теорії винахідництва) допомагає інженеру з максимальною віддачею вживати наявні в нього знання у пошуках нових ТР, (і, то, можливо, стати изобретателем).

1 З давніх часів відомий метод спроб і помилок, який був, можна сказати, основним методом винахідників остаточно 1960;х років нашого века.

Сутність цього методу можна сформулювати як «пошук голки в копиці сіна». Схематично це можна зробити зобразити так :

Зрозуміло, кількість «проб» набагато більше, ніж зображено на схемою. Потрібні іноді тисячі (10-ки тисяч) «і якщо «, щоб намацати вдале технічне решение.

Інша особливість, що у схемою стрілки розташовані гущі у бік, протилежному «Рішенню», — це случайно.

Річ у тім, що «проби» негаразд хаотичні, як здається перший взгляд.

Приступаючи до пошукам, винахідник спирається на попередній досвід. Ця початкова тенденційність на схемою показано «В.І.» які із точки «Завдання» та спрямованим у протилежний кращий бік від «Решения».

??Винахідництво — найдавніше заняття людини. Власне, з винаходів перших знарядь праці та почався той процес. З того часу зроблено мільйони винаходів. Але у ускладненні завдань, методи їхньої організації рішення майже вдосконалювалися; винахідники, зазвичай, йшли до мети шляхом «спроб і помилок» (та й, багато , — йдуть у час).

1.1 Розглянувши суть методу «спроб і помилок», можна сказати, що творчий процес носить неупорядоченный — «безглуздий», характер.

Для упорядкування цього процесу шукали правила, що лягли основою евристики — науки про рішення творчих задач.

Слово «евристика» було вперше використано грецьким математиком Паппом (праці «математичне збори»)в III в. н.э.

Згодом багато вчені, зокрема. Ляйбніц, Декарт та інших., займалися вивченням творчого мислення, формулювали евристичні правила — схеми процесу творчості, які полягали в следующему:

— I — акт інтуїції і надзвичайно бажання. Походження замысла.

— II — акт знання і набутий міркування. Вироблення схеми чи плана.

— III — акт вміння. Конструктивна реалізація идеи.

Проте, за 17 століть свого існування евристика не створила ефективних методів рішення творчих (зокрема. технічних) задач.

Головна причина — постановка занадто спільної мети: знайти універсальні правила дозволяють розв’язувати будь-які творчі завдання під всіх галузях людської деятельности.

Тобто " … ні чітко окреслена область дослідження, относимая чи до логіці, чи до філософії, чи до психології. Вона часто описувалася загалом, рідко викладалася детально, і по суті забуто нині «- американський математик Д. Пойта, 1944 г.

На жаль; обсяг курсу Демшевського не дозволяє нам зробити історичний екскурс у розвиток методів творчества.

?Далі ми розглянемо основні методи, що і Можете їх використати під час вирішення технічних задач.

2 Практичні методи активізації творчої діяльності почали з’являтися на початку ХХІ століття зв’язки й з інтенсивним розвитком промислового виробництва та техники.

Одне з перших методів — мозковий штурм (Brainstorming) — це американця А. Осборна (1939 р.) вдосконалити метод «спроб і ошибок».

За прототип цього можна взяти «технічне нараду «.

Логіка цього наступна: однорідна група учасників наради ділиться на дві групи. До першої включені люди, схильні до висування ідей — «генератори», різних спеціальностей, і пов’язані ієрархічними службовими отношениями.

По-друге групу — фахівці з критичним складом розуму — «критики», здатні відібрати і розвинути раціональні, конструктивні предложения.

Пошук ідей у рішенні поставленого завдання проводиться під керівництвом головного — «лідера «- найбільш ерудованого в проблемі фахівця, пресекающего безпредметну критику: «Це надто складно », «Так вже робиться », «Це неможливо реалізувати технічно «тощо.; і поощряющего розвиток висунутих идей.

Усе це створює умови до розв’язання які у завданню протиріч на інтуїтивному уровне.

Отже головним завданням штурмуючої групи — «єдиним мозком «долати перепони по дорозі рішення поставленої задачи.

Цей метод не усунув безладність пошуків, органічно притаманну методу «спроб і помилок «, а зробив пошуки «ще більше беспорядочными».

Проілюструємо це схемою :

У ще більшої безладності і є прогрес: на схемою видно, що долається напрям «В.І.» і збільшується «ступінь гіллястості «напрямів пошуків. Тобто прогрес досягається рахунок скорочення малоперспективных спроб напрямі «В.И.».

Але це прогрес забезпечується кількісним шляхом — завдання вирішують «оравою «, що, з урахуванням підготовки до «штурму «, потребує кількох сотень людино-днів. І завдання розв’язано нелегку для перебігу робочого дня — це еквівалентно затратам винахідника-одинака протягом 100 дней.

Тому технічні завдання цим методом вирішуються редко.

Найкращі результати отримують під час вирішення завдань (менеджменту) організаційних (реклама, управління, планирование).А також, т.зв., «зворотних винахідницьких завдань» на нове застосування оригінальної технічної ідеї, нового речовини чи эффекта.

2.1Следующий метод — синектика — удосконалений Брейнсторминг (запропонований У. Гордоном в 1950 р.) .

Головне його відмінність: не випадкова, а стала група фахівців, що у «штурмі» які володіють застосуванням аналогий.

Кількість аналогій постійно , — їх чотири :

— пряма аналогія (основне джерело — біологічні объекты).

— особиста аналогія (емпатія).

— символічна аналогія (асоціації).

— фантастична аналогія (идеализация).

Процес «штурму» ведеться для виявлення образного, в неявній формі сформульованого протиріччя, що міститься у поставленій задаче.

Приклади цього методу, -.

? — застёжка текстильна «велкро», «реп'ях» чи «липучка»;

? — штучні аналоги м’язів для пристроїв автоматики і робототехніки з урахуванням пневматичного принципу дії застосування спиралеобразных колагенових волокон, скручивающихся при хімічному воздействии.

3Методы «контрольних питань» (А. Осборн, Т. Эйлоарт та інших.) засновані на упорядовачивании перебору варіантів зміни властивостей, функцій чи структури об'єктів із допомогою списку груп вопросов.

Список можна скласти самому, або використати бодай готові списки. І тут виникає протиріччя: список може бути довгим, ніж пропустити потрібну «підказку» на вирішення, але вона має коротким, щоб швидше вирішити задачу.

Питання, наприклад, такі, -.

— яке нове застосування об'єкта можна запропонувати ?

— чи можна пристосувати, спростити, скоротити об'єкт ?

— які можна в об'єкті збільшити, зменшити, замінити, перетворити, инвертировать ?

— які можливі нові комбінації елементів ?

Додатково, належала для розширення пошуку, пропонується дать.

— фантастичні, біологічні та інших. аналогии.

— застосувати інші материалы.

— дізнатися думку дилетантов.

— не розлучатись із проблемой.

— вивчити історію вопроса.

визначити ідеальне решение.

4Метод морфологічного аналізу (Ф.Ц. Викки 1944 р.) — належить до табличным чи матричним способам уявлення информации.

Цей метод дозволяє охопити майже всі гадані чи можливі задачи.

Під «морфологією» розуміється різна структура й різні зовнішніх форм объекта.

Задля реалізації методу об'єкт (пристрій) розчленовують по істотним ознаками :

блокам (модулями, секціям, агрегатам), вузлам, елементам (деталей). Коли об'єктом є процес, наприклад, технологічний — його ділять на етапи (операции).

Потім кожному за ознаки вказують можливі варіанти її виконання (що більше — краще). Кожне рішення ТЗ повинен мати за одним варіантом кожному за признака.

1чСистематизация можливих варіантів (аналіз) здійснюється у вигляді морфологічній таблицы.

2чВыбор прийнятного рішення ТЗ (синтез) виробляється розглядом всіх поєднань рішень. Тому «вибір і - оцінка рішень дуже трудоёмки.

Приклад. Давайте изобретём «вертоліт» — літальний апарат важче повітря з вертикальним злетом і посадкою. Подъёмная сила і горизонтальна потяг створюються однією або кількома несучими гвинтами, які приводилися у обертання двигателем.

Істотні ознаки :

А — схема несучою системи ;

Б — вид енергії ;

У — засоби управління ;

Р — посадкові устрою ;

Д — призначення та т.п.

Варіанти для ознак -.

-А:1- одновинтовая (класична схема); 2- двух-винтовая соосная; 3- поздовжня; 4- поперечна; 5- з перехресними гвинтами; 6- много-винтовая.

-Б:1-мускульная; 2- двигун внутрішнього згоряння (ДВС); 3- газотурбінний двигун (ГТД); 4- ПВРД; 5- електродвигун (ЕД); 6- гравітаційний; 7- ядерний (атомний) .

-В:1- автомат перекосу; 2- стерновий гвинт; 3- стернові поверхні; 4- механізація несучих поверхонь; 5- газоструйное управління економіки й т.п.

Морфологічна таблица.

З П.

Варіанти признаков.

А.

А1; А2; А3; А4; А5; А6.

Б.

Б1; Б2; Б3; …; Б7.

В.

В1; В2; В3; В4.

…

…

Усіх рішень буде. Наприклад, решение.

А2 — Б3 — В1 ==> Ка-50.

Якщо проаналізувати всіх можливих рішення (168), то частину цих рішень буде -.

— відома ;

— нова ;

— безглузда (нереализуемая), наприклад А2 — Б3 — В2.

Слід зазначити, що морфологічний аналіз можна використовувати під час аналізу технічного завдання виявлення взаємозв'язків ТТ до объекту.

Резюме :Наведені методи активізації творчої діяльності -.

— мають екстенсивний (витратний) характер — дуже трудоёмки;

— засновані на психологічної активації, дії інтуїції, використанні випадкових асоціацій, збільшенні кількості учавствующих у пошуках специалистов.

Ці методи поширені за рубежом.

5 В нашій країні (СРСР) отримала застосування алгоритмічна методика, які потім перетворилася на АРИЗ (79−85).

Автор цієї методики Генріх Саулович Альтшуллер — винахідник, фахівець ТВВЗ (Г.С. Альтів — літературний псевдоним).

У розробці АРИЗ застосована діалектична логіка, грунтується на законах розвитку технічних систем і становить комплексну програму алгоритмічного типу, що включає послідовні операції виявлення і усунення технічних протиріч, засоби управління психологічними чинниками і інформаційний фонд.

Напрям розв’язання проблеми може охоплювати пряму і обхідні завдання (розумний вгору не пойдёт).

Якщо за рішенні завдань не зіштовхуються несумісні вимоги, всі вони вирішуються відомими інженерними методами без докорінних змін об'єкта — прототипа.

За інших випадках виникла потреба перетворення технічної завдання у фізичну шляхом розгортання внутриобъектных суперечностей у процесі постановки задачи.

СтруктураАРИЗ.

Пояснення до структурної схемою :

особливістю II етапу і те, що з визначення ОНО#П здійснюється формування мети РЗ, яка розгортається в послідовність ИКР 1…4 — ідеальних кінцевих результатів, відповідних різних рівнів внутриобъектных противоречий.

ИКР відбиває особливість ідеї рішення: об'єкт (його частину чи елемент) наділяються потрібним властивістю і саме виконує необхідну функцію без ускладнення конструкции.

Остаточне ТР завжди є відступом від ИКР і супроводжується змінами объекта-прототипа.

Изменяемый чинник (ІФ) — характеристика об'єкта, що передбачає кількісні зміни, наприклад, число елементів конструкції, розміри елементів, режими праці та т.п. Технічне протиріччя? неможливо усунути ВІН при ?? ИФ.

Конфтликтующая пара (КП) — елементи об'єкта, взаємодія яких зумовлює основний недолік. Одному з елементів КП присвоюється найменування «інструмент», іншому «изделие».

Функціональне протиріччя (ФП) в тому, що незадовільний взаємодія елементів КП не усувається варіацією змінюваного фактора.

Інакше кажучи: функцій однієї з елементів КП пред’являються суперечливі вимоги, не совмещаемые відомим способом.

Оперативна зона (ОЗ) — зона прояви ФП, якій у змозі виявитися «інструмент», «виріб», частина чи другого.

Характеристика ОЗ включає простір та палестинці час, у яких відбувається незадовільний взаємодія елементів КП; і навіть речові і енергетичні ресурси, які можна використовуватиме рішення задачи.

Причина технічного і функціонального протиріч — відсутність необхідного поєднання фізичних властивостей в ОЗ, яке досягається без докорінних змін объекта.

Отже, мета виконання завдання (ИКР-4) :суміщення суперечливих вимог фізичних властивостями, і завдання перетворять на фізичну, що дозволяє полегшити пошук її решения.

Фізичні завдання вирішуються з урахуванням використання відомих фізичних законів і явищ, яких налічується десятки тисяч [ фізика? фундамент інженерних рішень ].

Така сутність АРИЗ.

5.1Дальнейшим розвитком АРИЗ є програмний продукт для ПЕОМ «Изобретающая машина», повне ім'я якого: «Сімейство інтелектуальних систем підтримки рішення винахідницьких задач».

Він може застосовуватися практично у галузі техніки. Мова програмування: LPA — Prolog Professional (Gbr). ЕОМ: IBM PC/XT/AT з графічної платою EGA чи VGA.

.

Лекція 25. Основи конструирования.

Тези стосовно питання про «Конструкторський бізнес «.

… шляхетний бізнес, той бізнес, що лежить у підставі будь-який по-справжньому цивілізованої экономики.

Бізнес — роблення грошей із грошей, але у вигляді корисною продуктивної діяльності - виготовлення продукту надання услуги.

Формула бізнесу проста: Д — Д ((Д (>Д) — бізнесмен вкладає до справи гроші Д і з завершенні справи, чи деякого ділового циклу, отримує назад Д (: гроші зі зростанням, тобто. з прибылью.

Формула проста, але процес складний, за чёрточкой що стоїть між двома Д, приховується дуже багато, дуже складний життєвий процес, іноді до складу якого у собі роботу сотень, тисяч і десятків тисяч людей.

Бізнес — це спочатку організація виробництва, економічної діяльності, самого життя, і потім вже — власне роблення денег.

Російською бізнес є підприємництво, а бізнесмен — підприємець. Росіяни еквівалентами надають словами додатковий сенс: слова «підприємництво «і «підприємець «стоїть підприємство, тобто., складне, значне дело.

Бізнес, в такий спосіб, ніщо інше, як організація підприємства — … бізнес — організація продуктивної діяльності, виробництва продукту (корисною речі) або ж послуги (невещественного продукта).

Щоб стати підприємцем, недостатньо володіти деякою сумою грошей, або набором коштів виробництва: чи треба правильно розпорядитися, що вони могли принести нові гроші, прибуток. Підприємцем може лише умеющий.

А вміє - передусім знає: знає свої справи, вміє його делать.

Будь-який підприємець повинен розраховувати насамперед себе, вміти приймати самостійних рішень, бути творцем, а цього — не тільки які знають, він умів, а й думающим.

Немає і може бути рецептів для підприємця попри всі випадки жизни.

Підприємництву треба вчитися, але тільки на початковому етапі, а й завжди, постійно: осягати підприємницьке мистецтво, той самий, зробило Едісона — Эдисоном, Форда — Фордом, Нобіля — Нобілем, Сікорського — Сікорським …

На закінчення: всяка інженерна діяльність є тією творчою деятельностью.

У ньому використовується сукупність логічних, інформаційних та інших рекомендацій по практичного застосування методів активізації творчества.

Для нетворчої діяльності характерно використання готової завдання, готового рішення, конструкції і її применения.

Робота конструктора (конструкторського колективу) вміння застосовувати знання і здібності значною мірою визначають технічний рівень цін та якість розроблюваного объекта.

Аби вирішити всіх питань розробки нової техніки, недостатньо знання основ конструювання, рівня розвитку техніки і світових набутків у якоїсь конкретної области.

Потрібна нестандартний, нешаблонний підхід до вирішення будь-який технічної задачи.

Як усе знання і набутий методи роботи купуються у процесі навчання чи практичної діяльності, і нешаблонность мислення купується цим самим шляхом, та за наявності прагнення всі питання вирішувати по-новому.