7.4.Ответы на задачи разд.6.

Эмпирические правила

Было бы очень удобно, если бы изобретения были

результатом логического и упорядоченного процесса.

К сожалению, обычно это не так. Они представляются

продуктом того, что психологи называют интуицией –

неожиданной вспышки вдохновения, механизм

которого лежит в глубинах человеческого разума.

Джон Рабинов

6.85. Имеем физическое противоречие: глубина резания должна быть большой, чтобы нарезать крупную резьбу за один проход, и малой, чтобы уменьшить нагрузку на резец. Для разрешения противоречия применим приём ЭПО1. Объединим несколько резцов, вершины которых отстоят друг от друга на расстояние шага резьбы и смещены по высоте на глубину резания одним резцом. Получим так называемую резьбовую гребёнку.

6.86. Нож должен изнашиваться и не должен изнашиваться. Нож должен быть и не должен быть. В задаче рекомендуется применить правило ЭПУ. Воспользуемся приёмом ЭПУ1: заменим жёсткий нож упругим. В качестве такого ножа, например, используют капроновый шнур или металлическую проволоку. При встрече препятствия нож огибает его, Если при этом, в крайнем случае, шнур оборвётся, автоматически выдвигается следующий его участок.

6.87. Предложено на фрезерной оправке с обеих сторон дисковой фрезы установить дисковые проволочные щётки – иглофрезы. Одновременно осуществляется фрезерование паза и зачистка острых кромок.

6.88. Количество граней (или, что то же самое, количество вершин пластины) определяется допустимой величиной угла в плане : при дальнейшем увеличении числа граней  становится недопустимо малым. Если же, применив приём ЭПК1, выполнить грани криволинейными (вогнутыми), число вершин, а следовательно, и число перестановок можно увеличить.

6.89. В так называемых эжекторных свёрлах СОЖ подаётся поливом, как при обычном сверлении, а стружка отводится через центральный канал.

6.90. Физическое противоречие: необходимо непрерывно контролировать изменение профиля резьбы при шлифовании, чтобы обеспечить заданные параметры резьбы, а контролировать нельзя, так как это требует остановки процесса обработки. В современных станках используют приём ЭПП1: вместо контроля непосредственно обрабатываемого изделия контролируют совпадение на экране монитора его увеличенной проекции с чертежом.

6.91. Выделение выхлопных газов – безусловно, вредное явление, с которым надо бороться. А какую можно извлечь из них пользу? Изобретатели предложили заглубить выхлопную трубу трактора в почву. Выхлопные газы, проходя через неё и очищаясь от вредных примесей, выделяют в почву вещества, являющиеся удобрением для растений.

6.92. Раз причина низкой производительности в том, что пластмасса мягкая, значит надо сделать её твёрдой. Не навсегда, а только на время обработки, применив разделение противоречия во времени. Воспользуемся подсказкой и применим приём ЭПС1, как это мы делали при решении задач 6.70, 6.71, 6.72: заморозим детали на время обработки, и заусеницы станут хрупкими. Американские изобретатели предложили использовать в качестве абразивных тел гранулы сухого льда.

6.93. Задача решается очень просто, если применить правило ЭПН. Вспомним, что кратчайшим расстоянием между двумя точками является отрезок прямой. Вычертим в масштабе схему расположения магистрального газопровода и населённых пунктов А и Б. Перенесём условно пункт Б на другую сторону газопровода симметрично его реальному расположению относительно магистрали и соединим его прямой с пунктом А. А теперь точку пересечения В прямой с газопроводом соединим с пунктом Б. Расположив газораспределительную станцию в точке В, получим минимальную длину газопровода АБ.

6.94. Физическое противоречие: абразивный слой должен быть нанесён с двух сторон, чтобы увеличить срок службы ленты, и с одной стороны, чтобы исключить перестановку. Напрашивается применение приёма ЭПН1: использовать обратную сторону объекта. Но как это сделать без перестановки ленты? В 1858 году немецкий геометр Август Мёбиус разрезал кольцо из ленты, развернул один её конец и снова склеил. Получилась лента с односторонней поверхностью – лента Мёбиуса. Длина поверхности вдвое больше длины ленты. Отсюда и решение задачи: абразивные зёрна наносят на ленту с двух сторон, а ленту выполняют в виде ленты Мёбиуса.

6.95. Физическое противоречие: катков должно быть много, чтобы можно было уплотнять валки любого профиля, и катков должно быть мало (в пределе один) для упрощения обработки. Хорошо бы иметь каток с изменяемым профилем, для чего подойдёт приём ЭПД2. Задача аналогична задаче 6.89. Каток нужно выполнить в виде двух дисков, соединённых шарнирно стержнями с возможностью их взаимного поворота. Поворачивая один диск, мы можем изменять форму профиля катка.

6.96. Применим правило ЭПО. Поскольку прогиб вала пропорционален его длине в третьей степени, то естественно наше стремление в первую очередь уменьшить длину вала. Воспользуемся приёмом ЭПО1. Введём дополнительную опору – так называемый люнет. Целесообразно устанавливать люнет посередине длины вала (при небольших перепадах диаметров), тогда прогиб вала уменьшится в 8 раз.

А вот несколько решений с применением правила ЭПН. Согласно приёму ЭПН1 можно обтачивать вал двумя резцами, установив их напротив друг друга с разных сторон вала. Согласно приёму ЭПН2 можно заранее нагрузить вал силой, равной по величине и противоположной по направлению силе резания. Можно предложить ещё одно решение согласно этому приёму: обтачивать вал охватывающей многорезцовой вращающейся головкой с заранее установленной глубиной.

Для решения задачи 6.45 мы воспользовались приёмом ЭПД1, применив адаптивное управление процессом обработки. А вот ещё одно применение правила ЭПД. Выше мы предложили для уменьшения прогиба вала установить посередине длины вала люнет, что резко уменьшает прогиб вала. Можно свести его практически до нуля, если применить приём ЭПД1: сделать люнет подвижным, установив его на суппорте станка.

6.97. Воспользуемся приёмом ЭПН1: выполним на нерабочей стороне протяжки такие же пазы и забьём в них клинья, добиваясь при их забивании прямолинейности протяжки.

6.98. Здесь нужно применить приём ЭПО1: заменить обкатку шариком на обдувку дробью под давлением гидравлической или воздушной струи – так называемая гидродробеструйная или пневмодробеструйная обработка.

6.99. Здесь поможет правило ЭПУ. В соответствиями с приёмом ЭПУ2 предлагается подвести под фюзеляж и крылья самолёта надувные ёмкости.

6.100. Используем приём ЭПН2 в сочетании с методом РП и применением физэффекта. Будем изменять не размер хона, а размер детали. Для этого нагреем деталь перед обработкой. Диаметр отверстия увеличится, и хон без труда войдёт в него. По мере обработки за счёт остывания детали отверстие будет сжиматься так, что в конце обработки оно примет нужный размер.

Это интересно:

Французский садовник Жозеф Монтье разводил для продажи пальмы. Но у него не было денег на дубовые кадки, а цементные быстро ломались под напором корней пальм. Монтье стянул кадки железными обручами и продольными полосами. Они стали прочными, но некрасивыми. И Монтье решил спрятать металлический каркас внутрь при заливке бетона. Так был изобретён железобетон.

Долгое время изобретателями арочных конструкций считали древних римлян. Потом было установлено, что задолго до римлян прекрасные арки строили древние этруски. В то же время в могильниках этрусков находили много вещей греческого происхождения. Может быть, и арки придумали греки? И действительно, в 1979 году во время раскопок близ Салоник обнаружили склеп, к которому вёл длинный туннель из каменных блоков, образующих классические арки. Постройка относилась к 4 веку до н.э.