Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Національний технічний університет





Івано-Франківський

Національний технічний університет

Нафти і газу

Кафедра нафтогазового обладнання

 

Романишин Л. І., Івасів В.М.

 

ОСНОВИ ТЕХНІЧНОЇ ТВОРЧОСТІ

 

 

ЛабораторниЙ практикум

Для студентів-бакалаврів спеціальності

“обладнання нафтових і газових промислів”

(частина I)

 

 


 

 
 

Міністерство освіти і науки України

 

Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу

Кафедра нафтогазового обладнання

 

Романишин Л. І., Івасів В.М.

 

 

ОСНОВИ ТЕХНІЧНОЇ ТВОРЧОСТІ

 

Лабораторний практикум

Для студентів-бакалаврів спеціальності

“обладнання нафтових і газових промислів”

(частина I)

МВ 02070855-1083-2003

 

Рекомендовано навчально-методичним

об’єднанням спеціальності

“обладнання нафтових і газових промислів”

 

Івано-Франківськ

 
 

Романишин Л. І., Івасів В. М. Основи технічної творчості: Лабораторний практикум.- Івано-Франківськ: Факел, 2003. - 46 с.

Збірник методичних вказівок до лабораторних робіт (частина I) складено відповідно до робочої програми курсу "Основи технічної творчості і науково-дослідна робота студентів" для підготовки бакалаврів з базовою вищою освітою за напрямком 0902 - Iнженерна механiка, спеціальності "Обладнання нафтових і газових промислів", затвердженої Радою механiчного факультету IФНТУНГ 30.08.2002 р. Методичнi вказівки призначені для самостійної роботи і проведення лабораторних робіт при вивченні дисципліни студентами денної та заочної форм навчання.

 

Рецензент: канд. техн. наук, доцент кафедри нафтогазового обладнання ІФНТУНГ Ю. І. Порайко

Голова навчально-методичного об’єднання спеціальності “Обладнання нафтових і газових промислів” Є. І. Крижанівський

Завідувач кафедри нафтогазового обладнання Є. І. Крижанівський

Голова експертно-рецензійної комісії університету І. В. Костриба

Нормоконтролер О. Г. Гургула

 

Коректор Н. Ф. Будуйкевич

 

Дане видання – власність ІФНТУНГ. Забороняється тиражування та розповсюдження.


Романишин Л. І., Івасів В. М. Основи технічної творчості: Лабораторний практикум.- Івано-Франківськ: Факел, 2003. - 46 с.

 
 

Збірник методичних вказівок до лабораторних робіт (частина I) складено відповідно до робочої програми курсу "Основи технічної творчості і науково-дослідна робота студентів" для підготовки бакалаврів з базовою вищою освітою за напрямком 0902 Iнженерна механiка, спеціальності "Обладнання нафтових і газових промислів", затвердженої Радою механiчного факультету IФНТУНГ 30.08.2002 р. Методичнi вказівки призначені для самостійної роботи і проведення лабораторних робіт при вивченні дисципліни студентами денної і заочної форм навчання.

 

 

Рецензент: канд. техн. наук, доцент кафедри нафтогазового обладнання ІФНТУНГ Ю.І. Порайко.

 

 

Дане видання – власність ІФНТУНГ. Забороняється тиражування та розповсюдження.


 

З М І С Т

  С
Вступ…………………………………………………    
1 Лабораторна робота №1. Вивчення системи інформаційного обслуговування та методів пошуку науково-технічної інформації…………………………..    
2 Лабораторна робота №2. Вивчення будови і принципу дії технічного об’єкта (ТО) та складання списку вимог……………………………………………..    
3 Лабораторна робота №3. Аналіз функцій технічного об’єкта і побудова конструктивної функціональної структури…………………………………………………    
4 Лабораторна робота №4.Визначення функціональних критеріїв розвитку технічного об’єкта…………………………………………………….    
5 Лабораторна робота №5. Визначення технологічних критеріїв розвитку технічного об’єкта…………………    
6 Лабораторна робота №6. Визначення економічних критеріїв розвитку технічного об’єкта…………………    
7 Лабораторна робота №7. Постановка задачі для пошуку нових технічних вирішень об’єкта……………    
8 Рекомендовані джерела інформації…………………..  
  Додаток А. Міжгалузевий фонд евристичних прийомів перетворення об’єкта…………………………………….  

 


ВСТУП

 

Науково-технічний прогрес характеризується, з однієї сторони, швидким збільшенням різноманітності технічних пристроїв, їх складності за числом елементів та зв’язків між ними, а з іншої сторони – скороченням термінів створення нових зразків техніки від задуму до серійного виробництва і часу їх морального та фізичного старіння. Все це привело до швидкого зростання потреби у нових, більш раціональних технічних рішеннях. Вирішення поставлених завдань під силу спеціалістам, які володіють навичками творчої науково-технічної діяльності, знають і уміють використовувати сучасні інтенсивні методи пошуку нових технічних рішень.

Метою лабораторних занять є:

· закріплення теоретичних знань, отриманих студентами із лекційного курсу;

· оволодіння евристичними методами пошуку нових творчих рішень;

· навчання вмінню і набуття навичок поставлення і вирішення інженерних задач;

· формування індивідуальної системи творчого мислення, розвиток зацікавленості до винахідницької діяльності.

Організація проведення лабораторних занять.

Кожний студент за узгодженням із керівником НДРС вибирає із бурового чи нафтопромислового обладнання реальний технічний об’єкт (ТО): пристрій, механізм, вузол, який потребує вдосконалення.

Над вирішенням творчої технічної задачі студент працює індивідуально в аудиторії на протязі 4, 5 та 6 семестрів і самостійно, в межах часу, передбачених даною робочою програмою. За цей період студент виконує, оформляє і захищає 24 лабораторні роботи.

При захисті лабораторних робіт основна увага звертається на самостійність і творчий підхід до вирішення інженерної задачі, на винахідницький рівень та реальність запропонованої технічної ідеї.


Лабораторна робота №1

ВИВЧЕННЯ СИСТЕМИ ІНФОРМАЦІЙНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ ТА МЕТОДІВ ПОШУКУ НАУКОВО-ТЕХНІЧНОЇ ІНФОРМАЦІЇ

 

1.1 МЕТА РОБОТИ

1.1.1 Ознайомлення із каталогами науково-технічної інформації (НТІ), опрацювання методики пошуку інформації за системою Універсальної десяткової класифікації (УДК).

1.1.2 Ознайомлення із патентним фондом, опанування методикою пошуку патентів.

 

1.2 ЗАВДАННЯ РОБОТИ

1.2.1 Визначити індекс НТІ за таблицями УДК для вибраного технічного об’єкта.

1.2.2 Провести інформаційний пошук НТІ для заданого ТО, користуючись алфавітним та систематичним каталогами.

1.2.3 Скласти бібліографію, оформивши її згідно вимог чинної нормативної документації.

1.2.4 Визначити індекс МПК (МКВ) для ТО за міжнародною патентною класифікацією.

1.2.5 Провести патентний пошук аналогів для визначеного класу ТО та скласти їх перелік згідно вимог.

 

1.3 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

На першому етапі науково-технічного дослідження проводиться збір інформації за вибраною темою (інформаційний пошук), кінцевим етапом якого є бібліографія у вигляді бібліотечної картотеки.

Джерелами інформації є:

· книги (підручники, посібники, довідники);

· збірники наукових статей, праць, рефератів;

· фахові видання (журнали науково-технічні, реферативні, наукові праці вищих навчальних закладів, академій, науково-дослідних інститутів);

· матеріали конференцій;

· інші вітчизняні та зарубіжні видання.

Практикою встановлено, що переважно проробляється не більше 100 джерел, із яких корисних буває не більше 1/3 із них.

1.3.1 Пошук НТІ проводять за допомогою каталогів:

· алфавітного, у якому література розміщена у алфавітному порядку;

· систематичного, у якому література розміщена згідно Універсальної десяткової класифікації (УДК);

· алфавітно-предметного - допоміжного до систематичного, в якому за допомогою основних ключових слів (понять), які відносяться до теми досліджень, знаходять розділ УДК.

Алфавітний каталог використовується при пошуку інформації, якщо відоме прізвище та ініціали першого автора.

Систематичний каталог використовується, якщо невідомі автори, але задана тема пошуку (УДК).

Якщо розділ УДК невідомий, тоді за ключовим словом (поняттям) за допомогою алфавітно-предметного каталогу визначають індекс УДК. Подальший пошук інформації проводиться за систематичним каталогом.

Структура процесу пошуку публікацій, якщо невідомий автор публікації та розділ УДК наступна:

1 Сформулювати тему науково-технічної проблеми (назву технічного об’єкта, клас, до якого відноситься ТО).

2 Виділити ключові поняття (слова).

3 Знайти їх у алфавітно-предметному каталозі та визначити індекс УДК.

4 Віднайти у систематичному каталозі необхідний розділ УДК.

5 Відібрати інформацію за темою пошуку, розмістити у алфавітному порядку і записати згідно вимог нормативних документів.

Поряд із каталогами відомі бібліографічні видання за окремими галузями знань, наприклад: РЖ - реферативні журнали, у яких публікуються реферати за результатами огляду науково-технічної інформації.

Система УДК включає 10 класів - усі галузі знань, які поділені на 10 груп, кожна з яких містить 10 підгруп.

Основні класи системи УДК:

0 - Загальний розділ.

1 - Філософія.

2 - Релігія.

3 - Суспільні науки. Право.

4 - Вільний клас.

5 - Математика. Природничі науки.

6 - Прикладні знання. Медицина. Техніка.

7 - Мистецтво. Ігри. Спорт.

8 - Філологія. Мовознавство. Художня література.

9 - Географія. Історія. Біографія.

Приклад позначення груп і підгруп: Група - 62 - Інженерна справа. Техніка. Підгрупа - 621 - Машинобудування.

З метою оперативного пошуку інформації про видання в автоматизованих системах на національному та міжнародному рівнях, замовлень видань, книжкової торгівлі в Україні запроваджена система Міжнародної стандартної нумерації книг – ISBM (International Standard Book Number).

Міжнародний стандартний номер книги (ISBN) – універсальний ідентифікаційний код, що присвоюється книгам і брошурам, електронним виданням, згідно вимог Міжнародного стандарту ISO 2108 – 92 “Інформація та документація. Міжнародна стандартна нумерація книг (ISBN)”. Управління системою ISBN в Україні здійснює національне агенство (HA ISBN).

Міжнародний стандартний номер книги складається із абревіатури ISBN і десяти цифр.

Наприклад: ISBN 966-7327-10-8,

де 966 – ідентифікатор України;

7327 – ідентифікатор видавництва “Факел” при ІФНТУНГ;

10 – порядковий ідентифікатор книги;

8 – контрольна цифра.

 

Приклади запису (підручника, статті):

1 Возний В.Р., Ільницький М.К., Яремійчук Р.С. Морські нафтогазові споруди. - Львів: Світ, 1997. - 343 с.

2 Паневник О. В. Визначення режимів потоку у свердловині // Нафт. і газов. пром-сть. 1995. N2. С. 20-22.

 

1.3.2 Патентний пошук

Патентна документація - найбільш повне зібрання даних про науково-технічні рішення в будь-якій галузі техніки за останні 50 років в усіх країнах світу. Відомості про нове технічне рішення та його короткий опис поміщається у періодичному виданні Держпатенту України - “Промислова власність”.

В основу міжнародної класифікації винаходів (патентів) - МКВ (МПК) покладені два принципи:

· предметно-тематичний (в залежності від галузі техніки);

· функціональний (в залежності від спорідненості функцій).

Міжнародна класифікація винаходів (патентів) містить 8 розділів, 115 класів, 607 підкласів, 6000 груп та більше 45000 підгруп.

Розділи:

А - задоволення життєвих потреб.

В - різні технологічні процеси.

С - хімія і металургія.

D - текстиль і папір.

Е - будівництво.

F - прикладна механіка, освітлення, двигуни, насоси, зброя.

G - технічна фізика.

Н - електрика.

Приклад запису патенту:

Пат. 1409, 74110120/UА Е21В31/06. Уловлювач магнітний / Л. Євчук (Україна).

 

1.4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

1.4.1 Вибрати із наведених у розділі 8 джерел інформації технічний об’єкт (ТО) - агрегат, пристрій, механізм, який відноситься до бурового чи нафтогазового обладнання.

1.4.2 За таблицями Універсальної десяткової класифікації визначити індекс УДК для вибраного (заданого) ТО.

1.4.3 Користуючись систематичним та алфавітним каталогами провести пошук НТІ для ТО та скласти їх бібліографічний опис, згідно вимог.

1.4.4 Скласти анотації до 3-4 віднайдених джерел інформації (довідники, монографії, статті, тощо.)

1.4.5 Визначити індекс МКВ (міжнародної класифікації винаходів) для вибраного (заданого) ТО.

1.4.6 Провести пошук авторських свідоцтв (патентів), навести їх перелік та виготовити копії 2-3 із них.

 

1.5 ВИМОГИ ДО ЗВІТУ З ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

Звіт з лабораторної роботи повинен бути оформлений у відповідності до встановлених чинним в ІФНТУНГ стандартом вимог і містити детальний послідовний опис результатів виконання кожного із п.п. 1.4.1 – 1.4.6 згідно їх змісту і обсягу.

1.6 Питання для самоконтролю і підготовки

1.6.1 Яке місце займає науково-технічна інформація в сучасній науці?

1.6.2 Назвіть види науково-технічної інформації.

1.6.3 Які особливості пошуку НТІ за систематичним, алфавітним та алфавітно-предметним каталогами?

1.6.4 Назвіть і охарактеризуйте офіційні та інформаційні видання про вітчизняні та зарубіжні винаходи.

Рекомендовані джерела інформації: [8.1, 8.4, 8.5, 8.9, 8.12, 8.18].


Лабораторна робота №2

ВИВЧЕННЯ БУДОВИ І ПРИНЦИПУ ДІЇ ТЕХНІЧНОГО ОБ’ЄКТА (ТО) ТА СКЛАДАННЯ СПИСКУ ВИМОГ

 

2.1 МЕТА РОБОТИ

2.1.1 Вивчення технічного об’єкта, його призначення, умов експлуатації та принципу дії.

2.1.2 Ознайомлення з науково-технічною, патентною та нормативною документацією на ТО.

2.1.3 Вивчення технічних показників об’єкта.

2.1.4 Ознайомлення із методикою формування списку вимог до ТО.

 

2.2 ЗАВДАННЯ ЗАНЯТТЯ

2.2.1 Вибір прототипу із групи аналогів ТО.

2.2.2 Визначення умов експлуатації ТО і аналога.

2.2.3 Складання детального опису конструкції і принципу дії ТО та аналога.

2.2.4 Визначення технічних характеристик ТО і аналога.

2.2.5 Визначення недоліків ТО і аналога.

2.2.6 Складання списку вимог до ТО.

 

2.3 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Технічні об’єкти (ТО), вибрані студентами чи запропоновані викладачем для вивчення, являючись складовими частинами бурового чи нафтогазопромислового обладнання, володіють конкретною технічною характеристикою. Для вдосконалення ТО необхідно детально вивчити його будову, принцип дії, визначити недоліки, які притаманні даному об’єкту і аналогу. На базі отриманих даних сформулювати вимоги, яким повинен відповідати ТО для ефективного виконання заданої функції, і оформити їх у вигляді списку. Опис технічного об’єкта передбачає шість блоків списків вимог (СВ):

· СВ1-функціональні вимоги: перелік кількісних показників виконуваної дії, перелік показників об’єкта, перелік особливих умов і обмежень. До них відносяться показники призначення, показники надійності, показники використання енергії та інші.

· СВ2-перелік величин, які характеризують зовнішнє середовище, потоки, зовнішні і внутрішні процеси.

· СВ3-включає додаткові вимоги, аналогічні СВ1, СВ2, але до окремих елементів.

· СВ4-обмеження на матеріали, на енергоспоживання і інші.

· СВ5-кількісні показники по масі, формі, габаритах, компоновці: спосіб взаємозв’язку окремих елементів, вид управління, безпека, вимоги експлуатації, патентоспроможність, ціна.

· СВ6-вимоги за запасами міцності, стійкості, надійності, стандартизації і уніфікації, за умовами експлуатації, транспортуванню та зберіганню.

Списки вимог до ТО доповнюються при вивченні об’єкта.

 

2.4 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

2.4.1 Ознайомитися із науково-технічною, патентною і нормативною документацією, що стосується класу об’єктів, до яких відноситься розглядуваний ТО, і яка віднайдена при виконанні лабораторної роботи №1.

2.4.2 Визначити аналоги розглядуваного ТО. Аналогом вважається об’єкт з аналогічним до ТО принципом дії.

2.4.3 Із визначених за п. 2.4.2 аналогів вибрати прототип ТО. Прототипом вважається об’єкт, найближчий за будовою та принципом дії до розглядуваного ТО.

2.4.4 Вивчити умови експлуатації ТО.

2.4.5 Навести загальний вигляд чи конструктивну схему ТО і прототипу, за якими вивчити їх будову.

2.4.6 Скласти детальний опис конструкції та принципу дії ТО і прототипу.

2.4.7 Визначити технічну характеристику ТО і прототипу, провести порівняльний аналіз, виявити розбіжності у параметрах, дати їм пояснення, виявити більш перспективну конструкцію.

2.4.8 Виявити недоліки (конструкції або параметрів, які частково не відповідають призначеній функції об’єкта).

2.4.9 Скласти списки вимог СВ1-СВ6.

 

2.5 ВИМОГИ ДО ЗВІТУ З ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

Звіт з лабораторної роботи повинен бути оформлений у відповідності до встановлених чинним в університеті стандартом вимог і містити результати послідовного виконання пп. 2.4.2-2.4.9 даних методичних вказівок, а також бути ілюстрована двома конструктивними схемами (загальними виглядами) ТО і прототипу з експлікаціями.

 

2.6 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ І ПІДГОТОВКИ

2.6.1 Дайте визначення поняттю «аналог» і «прототип». Яке призначення вибраного ТО, будова, принцип роботи?

2.6.2 Які основні технічні показники ТО?

2.6.3 Охарактеризуйте умови роботи об’єкта і вимоги до нього.

2.6.4 Виявіть недоліки конструкції ТО.

2.6.5 З якою метою складаються списки вимог до ТО на кожному етапі його опису?

 

Рекомендовані джерела: [8.5, 8.9, 8.14 – 8.16].

 


Лабораторна робота №3

АНАЛІЗ ФУНКЦІЙ ТЕХНІЧНОГО ОБ’ЄКТА І

ПОБУДОВА КОНСТРУКТИВНОЇ ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СТРУКТУРИ

 

3.1 МЕТА РОБОТИ

3.1.1 Ознайомлення із ієрархією опису технічного об’єкта (ТО)..

3.1.2 Вивчення методу аналізу функцій технічного об’єкта.

3.1.3 Опанування методикою побудови конструктивних функціональних структур.

 

3.2 ЗАВДАННЯ РОБОТИ

3.2.1 Здійснити формалізований опис потреби (функції) технічного об’єкта.

3.2.2 Розділити технічний об’єкт на основні, допоміжні елементи та об’єкти навколишнього середовища.

3.2.3 Провести аналіз функцій окремих елементів.

3.2.3 Побудувати конструктивну функціональну структуру ТО.

 

3.3 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Технічний об’єкт, те ж технічна система (ТС) - реально існуючий пристрій для задоволення певних потреб. Технічні об’єкти є результатом технічної творчості і до них відносяться: машини, прилади, знаряддя праці, одяг, будинки, споруди, пристрої, які виконують певну функцію, а також їх окремі елементи (блоки, вузли, деталі).

Для кожного технічного об’єкта існує своя надсистема і підсистема.

Надсистема - інший ТО (технологічна лінія, цех), куди входить розглядуваний об’єкт.

Підсистема - окремі елементи (вузли і деталі) ТО.

Ієрархія опису ТО характеризується двома властивостями:

1) кожний наступний опис являється більш детальним від попереднього;

2) кожний наступний опис включає в себе попередній.

На першому етапі вивчення ТО проводиться формалізований опис потреби (функції) – Р:

, (3.1)

де D - дія, для реалізації потреб;

G - об’єкт (предмет оброблення), на який направлена дія;

Н - особливі умови, обмеження.

Приклад опису потреби (функцій) окремих технічних об’єктів наведений у таблиці 3.1

Таблиця 3.1 - Опис потреби

Назва технічного об’єкта Дія для реалізації потреби (функції), D Об’єкт, на який направлена дія, G Особливі умови, Н
1 Вантажний автомобіль перевезення (перевозить) вантаж по дорозі
2 Долото руйнування (руйнує) породу у свердловині
3 Насос перекачування (перекачує) рідину по трубопроводу  

3.3.1. Поділ ТО на елементи

В основу аналізу функцій ТО і побудови функціональної структури (ФС) покладений принцип виділення і розгляду структур з дворівневою ієрархією. Сам ТО - верхній рівень, виділені елементи - нижній рівень. Подальший поділ елементів призводить до багаторівневих структур (до неподільних елементів).

Неподільний елемент - деталь з мінімальною кількістю функцій (не менше однієї).

Серед виділених елементів ТО необхідно визначити основний Ео (основні Е01, Е02), який безпосередньо взаємодіє із предметом оброблення G і іншими об’єктами навколишнього середовища (НС) V1 - Vn та допоміжні – Е1 – Еn.

Основні елементи Е0, Е01, Е02 володіють наступними властивостями:

1 Функції співпадають із функціями ТО і, як правило, залежать від них.

2 Об’єкти навколишнього середовища для основних елементів, як правило, співпадають із об’єктами V, на які направлена дія ТО.

Одночасно із поділом ТО на елементи виділяють об’єкти навколишнього середовища, з якими ТО знаходиться у функціональному зв’язку, і які суттєво впливають на конструкцію ТО. До об’єктів НС відносяться:

· об’єкти, які сприймають дію ТО (для долота – порода; для насоса-рідина);

· вхідна (ввідна) енергія - (для долота – частота обертання бурильної колони (n), осьове навантаження на долото (Р), швидкість протікання промивної рідини (V);

· керуючі сигнали;

· об’єкти, на які діють відпрацьовані речовини.

Приклади основних елементів та об’єктів навколишнього середовища для окремих ТО наведений у таблиці 3.2.

Таблиця 3.2 - Основні елементи і об’єкти НС.

Назва ТО Об’єкти НС Основні елементи, Ео Функції Ео, що співпадають із функціями ТО
Підшипник Шків, вісь Кулька Знижує момент обертання шківа навколо осі
Долото Порода Шарошка Руйнує породу

3.3.2 Приклад аналізу функцій кулькового підшипника та побудови конструктивної функціональної структури наведено нижче.

Функція підшипника - знижує момент обертання шківа навколо осі.

Розділення кулькового підшипника на основні, допоміжні елементи та об’єкти навколишнього середовища наведено у таблиці 3.3, а аналіз функцій окремих елементів - у таблиці 3.4.

Таблиця 3.3 – Елементи кулькового підшипника

1 Основний елемент Ео – кульки. 2 Допоміжні елементи: Е1-зовнішнє кільце; Е2-внутрішнє кільце; Е3-сепаратор. 3 Об’єкти НС: V1-шків; V2- вісь. 1 - шків; 2 - зовнішнє кільце; 3 - кулька; 4 - сепаратор; 5 - внутрішнє кільце; 6 - вісь.

Таблиця 3.4 - Аналіз функції елементів кулькового підшипника.

Елемент Функція
Позначення Назва Позначення Опис
Ео Кульки Фо Знижує момент обертання шківа (V1) навколо осі (V2)
Е1 Зовнішнє кільце Ф1 Забезпечує кочення (V1) по кульках (Ео )
Е2 Внутрішнє кільце Ф2 Забезпечує кочення кульок (Ео ) по осі (V2)
Е3 Сепаратор Ф3 Забезпечує рівне віддалення кульок (Ео ) одна від одної.

3.3.3 Функціональна структура (ФС)

ТО складається із декількох елементів (вузлів, деталей), які виконують визначену функцію і реалізують визначену фізичну операцію (ФО).

Між елементами мають місце 2-а види зв’язку:

1) функціональний, який утворює конструктивну функціональну структуру, (назви елементів - функцій);

2) потоковий, який утворює потокову функціональну структуру (ПФС), у якій окремі елементи реалізують певні ФО, що об’єднані в один потік перетворення речовини, енергії.

Потокова функціональна структура поділяється на:

- конкретизовану - назва елементів, вхідні Ат і вихідні Ст потоки;

-абстрагована - назва операції Коллера, Ат, Ст.

3.3.4 Порядок побудови конструктивної функціональної структури (КФС).

Конструктивна ФС необхідна для чіткого і цілісного представлення про будову ТО, який необхідно вдосконалити з функціональної точки зору. Без такого представлення важко займатися пошуком найбільш ефективного нового вирішення.

Для побудови КФС необхідно виконати наступні операції:

- поділити ТО на елементи;

- виділити основні елементи та об’єкти навколишнього середовища (НС);

- описати функції елементів;

- побудувати конструктивну функціональну структуру.

Конструктивна ФС представляє собою багаторівневий орієнтований граф, вершинами якого є назви елементів і об’єктів НС, а ребрами - функції елементів.

1 Перший рівень – назви об’єктів НС.

2 Другий і третій рівні - назви елементів.

3 Ребра - виходять із вершин - елементів, чиї функції вони описують і входять у вершини - елементи, роботу яких вони забезпечують.

Кількість ребер відповідає кількості функцій елементів.

 

 

Рисунок 3.1 - Конструктивна ФС кулькового підшипника

 

3.4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

3.4.1 Детально розглянути зображений на рисунку ТО та описати його призначення.

3.4.2 Скласти детальний опис конструкції ТО.

3.4.3 Виділити надсистему до ТО і описати її функції.

3.4.4 Здійснити опис потреби (функції) ТО (формалізований та у вигляді таблиці 3.1).

3.4.5 Розділити ТО на основні і допоміжні елементи.

3.4.6 Виділити об’єкти навколишнього середовища V та описати їх функціональні зв’язки із ТО.

3.4.7 Проаналізувати функції елементів ТО, результати звести у таблицю 3.4.

3.4.8 Побудувати конструктивну функціональну структуру технічного об’єкта.

 

3.5 ВИМОГИ ДО ЗВІТУ З ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

Звіт з лабораторної роботи повинен бути оформлений у відповідності до встановлених чинним у ІФНТУНГ стандартом вимог, містити рисунок ТО (ескіз, конструктивну схему, загальний вигляд) та детальний послідовний опис результатів виконання кожного із перелічених у підрозділі 3.4 пунктів згідно їх змісту і обсягу.

 

3.6 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ І ПІДГОТОВКИ

3.6.1 Для конкретного технічного об’єкта (системи), що являється надсистемою і підсистемою?

3.6.2 Які властивості притаманні основним елементам?

3.6.3 Що відноситься до об’єктів навколишнього середовища?

3.6.4 Які функціональні зв’язки мають місце між ТО і надсистемою?

3.6.5 Назвіть функції допоміжних елементів ТО.

3.6.6 У чому полягає відмінність між конструктивною і потоковою функціональними структурами?

Рекомендовані джерела: [8.5, 8.7, 8.9].


Лабораторна робота №4

ВИЗНАЧЕННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ КРИТЕРІЇВ РОЗВИТКУ Технічного об’єкта.

 

4.1 МЕТА ЗАНЯТТЯ

4.1.1 Вивчення критеріїв розвитку техніки.

4.1.2 Ознайомлення із умовами і вимогами до критеріїв розвитку технічних об’єктів.

4.1.3 Вивчення функціональних критеріїв розвитку ТО.

4.1.4 Ознайомлення із методикою визначення функціональних критеріїв.

 

4.2 ЗАВДАННЯ ЗАНЯТТЯ

4.2.1 Визначити показники призначення технічного об’єкта.

4.2.2 Навести опис критеріїв продуктивності, точності та надійності.

4.2.3 Визначити числові значення функціональних критеріїв.

 

4.3 КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

4.3.1 Серед параметрів і показників, які характеризують ТО, завжди є один або декілька таких, які на протязі довгого часу мають тенденцію монотонного зростання до досягнення своєї межі. Ці показники є мірою досконалості і прогресивності об’єкта та суттєво впливають на розвиток ТО. Такі параметри і показники вказують напрямки прогресивного розвитку техніки і називаються критеріями розвитку ТО.

Приклад: ступінь механізації технологічного процесу; питома матеріаломісткість; енергомісткість; зовнішній вигляд і т. д.

Поряд із критеріями розвитку існують показники якості, до яких відносяться критерії розвитку і параметри, зміна яких призводить до покращання якості виробу, його ефективності, що дозволяє вибрати кращий варіант ТО. До таких параметрів відносяться показники призначення.

Показники призначення характеризують властивості продукції, основні функції і галузь застосування:

-класифікаційні (потужність N - бурові насоси, лебідки, двигуни; передавальне відношення трансмісій UТР; границя міцностіsВ; вантажопідйомність G - бурові установки, гаки, талеві блоки, кронблоки, вишки; подача Q; напір h - відцентрові насоси);;

-функціональні (експлуатаційні) – найбільш важливі при розробленні ТО;

-конструктивні (габарити, маса, приєднувальні розміри);

-показники складу і структури (процентний вміст різних матеріалів).

Розвиток техніки підпорядкований єдиному набору критеріїв, який включає 4-и групи:

-функціональні (експлуатаційні) - характеризують найбільш важливі функції ТО;

-технологічні – пов’язані із виготовленням ТО;

-економічні – визначають економічну доцільність ТО;

-антропологічні – визначають вплив окремих факторів на людину.

 

Рисунок 4.1 - Систематика критеріїв розвитку техніки

 

4.3.2 Умови і вимоги, яким повинні відповідати параметри, що відносяться до критеріїв розвитку ТО:

1 Умова вимірюваності – критерій розвитку повинен допускати можливість кількісної оцінки за шкалами: відношень, інтервалів, порядку.

2 Умова співставлення – можливість співставлення критеріїв для різних часів і країн: безрозмірні величини, питомі показники.

3 Умова виключення – за критерій розвитку необхідно приймати такі параметри, які в першу чергу характеризують ефективність ТО і здійснюють визначальний вплив на його розвиток. Якщо не виконувати умову виключення, то невірний вибір критеріїв розвитку може призвести до:

-небажаного напрямку розвитку ТО;

-відсутності розвитку ТО;

-незадоволення потреб людини.

4 Умова постійності – такі параметри, для яких завжди має місце умова виключення.

5 Умова мінімальності і незалежності – найменша кількість параметрів і критерії розвитку, які не можуть бути логічно виведені із інших критеріїв.

Для кожного ТО функціональні критерії розвитку представляють собою кількісну характеристику основних показників реалізації функцій ТО. До них відносяться критерії продуктивності, точності, надійності.

 

Таблиця 4.1- Приклади формул критерія продуктивності

Назва ТО Структура формули Одиниця виміру
1 Насос відцентровий Q h 3 / с) м
2 Насос буровий Q P 3 / с) Па
3 Бурова лебідка Pг Vг (Н) м / с
4 Ротор М w (Н м) / с
5 ДВЗ М w (Н м) / с

 

Примітка. Q - подача, h - висота підйому, P - тиск, PГ - навантаження на гак, VГ - швидкість підйому гака, М - момент на валу, ω - кутова швидкість.

 

4.3.3 Критерії продуктивності представляють собою інтегральний показник рівня розвитку техніки і залежать від ряду параметрів, які суттєво впливають на продуктивність праці (таблиця 4.1).

До критеріїв продуктивності відносяться:

а) швидкість оброблення об’єкта (частота обертання або число операцій за одиницю часу, швидкість руху робочих органів машини);

б) фізичні і хімічні параметри (температура, тиск, напруга), які впливають на інтенсивність оброблення об’єкта;

в) ступінь механізації (наприклад, виконання спуско-підіймальних операцій при бурінні свердловин без комплексу АСП):

Критерій механізації КМ

КМ = АТО / (АТОЛ), (4.1)

де АТО - механічна робота яку виконує тільки ТО;

АЛ - робота, виконувана людиною (оператором).

г) ступінь автоматизації технологічних процесів (процес СПО з АСП):

Критерій автоматизації КА

КА = ОТО / (ОЛТО), (4.2)

де ОТО - число операцій керування технологічним процесом;

ОЛ - число операцій керування, які виконує оператор.

д) неперервність процесу оброблення.

Критерій неперервності процесу оброблення пов’язаний із отриманням готової продукції. В основі критерію покладений один із головних способів підвищення продуктивності праці:

КН = ОБП / (ОБППП), (4.3)

де ОБП – число операцій з використанням безперервних процесів дії на об’єкт оброблення;

ОПП – число операцій з використанням переривчастих процесів дії на об’єкт оброблення.

Приклад:

а) безперервні процеси: обертовий рух, поступальний рух без зниження швидкості і зупинок.

б) переривчасті процеси: зворотньо-поступальний рух, операції з зупинками.

 

4.3.4 До критеріїв точності відносяться: точність вимірювання, точність оброблення матеріалу, точність оброблення потоку енергії, точність оброблення потоку інформації.

4.3.5 Критерії надійності: безвідмовність, довговічність, збережуваність, ремонтопридатність.

 

4.4 ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ

4.4.1 Навести технічну характеристику ТО і прототипу.

4.4.2 Вибрати із нормативно-технічної літератури (8.14) показники призначення, поділивши їх на: класифікаційні, експлуатаційні, конструктивні та показники складу і структури.

4.4.3 Із технічної характеристики визначити числові значення показників за п.4.4.2 для ТО і прототипу.

4.4.4 Відмітити одинакові та відмінні показники, оцінити їх переваги і недоліки.

4.4.5 Запропонувати формулу для визначення критерію продуктивності. Обчислити значення критерію для ТО і прототипу, оцінити отримані значення.

4.4.6 Скласти детальний перелік операцій, які необхідно виконати ТО для реалізації заданої функції. Оцінити (у відсотках) частку робіт, яку виконує ТО - АТО і оператор - АЛ.

4.4.7 Обчислити за формулою 4.1 критерії механізації, оцінити отримане значення.

4.4.8 Із нормативно-технічної літератури [8.5, 8.9, 8.10, 8.14 - 8.16] вибрати показники надійності ТО і прототипу, навести її числові значення та дати їм пояснення.

4.4.9 Дати пояснення критеріям неперервності і точності, оцінити можливості їх застосування для ТО.

 

4.5 ВИМОГИ ДО ЗВІТУ З ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ

Звіт з лабораторної роботи повинен бути оформлений у відповідності до встановлених чинним у ІФНТУНГ стандартом вимог і містити:

4.5.1 Технічні характеристики ТО і прототипу з оцінкою однакових і відмінних показників.

4.5.2 Детальний послідовний опис операцій, які виконує ТО.

4.5.3 Порівняльний аналіз показників призначення та надійності ТО і прототипу.

4.5.4 Алгоритм і результати розрахунку критеріїв продуктивності і механізації.

4.5.5 Висновки з виконаної роботи.

 

4.6 ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ І підготовки

4.6.1 Яка роль критеріїв розвитку у технічному прогресі?

4.6.2 Які групи критеріїв визначають розвиток техніки?

4.6.3 Яким умовам і вимогам повинні відповідати параметри, що відносяться до критеріїв розвитку?

4.6.4 Які критерії від







Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2024 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.