Основи наукової діяльності

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Контрольна робота студента групи МО-04 1/з.у (т) 054260 Кобзєва Р.А.

Донбаська державна машинобудівна академія

Г. Єнакієве

1. Основні поняття про технічну системи

1.1. Визначення технічної системи

Технічна система - це штучно створені об'єкти, призначені для задоволення визначеної потреби, яким притаманні можливість виконання не менше однієї функції, багатоелементного, ієрархічність будови, множинність зв'язків між елементами, багаторазовість зміни станів і різноманіття споживчих якостей. До технічних систем відносяться окремі машини, апарати, прилади, споруди, ручні знаряддя, їх елементи у вигляді вузлів, блоків, агрегатів і ін складальних одиниць, а також складні комплекси взаємозалежних машин, апаратів, споруд і т.п.

Технічна система відносяться до найбільшого класу технічних об'єктів. Технічна система існує в трьох модусах (проявах): 1) як виріб виробництва, 2) як пристрій, потенційно готове зробити корисний ефект, 3) як процес взаємодії з компонентами навколишнього середовища (джерелом зовнішньої енергії, споживачем і т.д.), у результаті якого і відбувається експлуатація (функціонування) технічної системи і утворюється корисний ефект. 1-й модус розкривається в предметній декомпозиції технічної системи, у виявленні всіх її неподільних, умовно монолітних деталей і складальних одиниць; 2-й - у функціональній декомпозиції, у виявленні одно-і багатофункціональних елементів; 3-тє, робочий стан технічної системи розкривається в генеруються процесах (змінах станів) і робочих циклах, що включають взаємопов'язані процеси. Жоден з функціональних елементів не може бути відтворений безпосередньо, а існує завдяки деталей і складальних одиниць, які по відношенню до них виступають в якості предметів-носіїв. Пристрої, безпосередньо беруть участь у створенні корисного ефекту технічної системи, відповідальні за ступінь досконалості робочого процесу і ресурс роботи. Для забезпечення ресурсу часто використовуються спец. елементи, демпфіруючі коливання, пристрої охолодження, роз'єми, причому останні, підвищуючи технологічність конструкції технічної системи, вимагають пристрою кріплення деталей, стан якого під час експлуатації технічної системи позначається на її надійності.

При всій різноманітності технічної системи смислове навантаження будь-якого функціонального елемента полягає в тому, щоб змінювати чи зберігати рух пов'язаного з елементом об'єкта; змінювати просторові характеристики і час існування технічної системи, а також змінювати енергію як міру тієї чи іншої форми руху. Будова технічної системи і параметри середовища, з якою вона взаємодіє, зумовлюють всі параметри і показники функціонування технічної системи, прояви її стану, характеристики і якості.

Функціонування технічної системи розкривається через засоби (процеси) досягнення корисного ефекту та управління цими процесами. Створення корисного ефекту обумовлено складом і порядком дії основних функціональних елементів, від яких залежить робочий цикл технічної системи; на фактичний результат впливають витрати енергії від зовнішнього джерела і властивості ін компонентів середовища. Під управлінням відбуваються в технічній системі процесами мається на увазі навмисне зміну або збереження характеру та інтенсивності з компонентами середовища та підтримання параметрів зовнішнього стану всіх елементів технічної системи в межах, що забезпечують безпеку людей і збереження матеріальних цінностей. При повному розкритті характеристик технічної системи мова йде як про зв'язки між вхідними і вихідними параметрами функціонування (напр., зв'язок тяги і витрати палива авіаційного двигуна і умов польоту літака), так і про показники, що дозволяють відрізнити аналізовану технічну систему від інших, про ознаки приналежності технічної системи до певного типу як категорії, яка об'єднує технічною системою одного призначення з однаковим принципом дії, і про ознаки відмінностей в будові. Про рівень технічної системи свідчать максимально досяжні значення її споживчих якостей (вихідних параметрів).

1.2. Етапи розвитку технічної системи

Об'єктивні закони, що відображають істотні й повторювані особливості розвитку технічних систем мають статистичну природу і виявляються шляхом аналізу історії техніки і патентних фондів. Розвиток технічної системи описує конкретну тенденцію розвитку і показує, як її використовувати при прогнозуванні розвитку, створення нових і вдосконалення наявних технічних систем. Всі технічні системи розкриваються через закономірності меншою мірою спільності (лінії розвитку тих. Систем), конкретні прийоми розвитку і утворюють єдину систему, яка відображатиме реальний розвиток тих. систем. У теорії розв'язання винахідницьких завдань сформульовано ряд основних вимог до технічних систем, які повинні: виявлятися і підтверджуватися на досить великих і достовірних інформаційних фондах, що базуються на фактах, істотних для розвитку (винаходи високого рівня); узгоджуватися один з одним, дозволяти побудувати несуперечливу систему ( допустимі непринципові протиріччя між висновками, наступними з різних законів, пов'язані з неповнотою наших знань про технічні системах; бути інструментальними, тобто допомагати цілеспрямовано знаходити вирішення конкретних проблем, прогнозувати розвиток, будувати інструментарій пошуку нового і т.п.; допускати практичну перевірку за матеріалами, що базується на історії техніки та ін інформаційних фондах; бути "відкритими", тобто допускати подальший розвиток і вдосконалення. Виявлено такі закони технічної системи: 1) закон суперечності в розвитку, що описує виникнення, загострення і розв'язання суперечностей у процесі розвитку тих. системи, 2) закон підвищення ступеня ідеальності, що описує розвиток тих. системи як підвищення ступеня її ідеальності, тобто зростання відношення суми виконуваних системою корисних функцій до суми факторів розплати за виконання цих функцій - матеріальних та енергетичних витрат; 3) закон переходу на мікрорівень і до використання полів, що описує тенденцію все більшого використання глибинних рівнів будови матерії і різних полів при розвитку тих. систем; 4) закон підвищення динамічності і керованості, що описує підвищення в процесі розвитку тих. системи їх здатності до цілеспрямованих змін, що забезпечує можливість їх адаптації до мінливих вимог до тех. системи з боку людини, інших систем, зовнішнього середовища і т.п., перехід систем до самоврядування та самоорганізації; 5) закон підвищення повноти тих. системи, що описує тенденцію до все більш повного виконання тих. системою, раніше виконувалися іншими технічними системами, зовнішнім середовищем або людиною, що супроводжується поетапним витісненням людини з функціонування тих. системи як виконавця і все зростаючим втягуванням його у функціонування як споживача; 6) закон розгортання - згортання, що описує підвищення ідеальності тих. системи; 7) закон узгодження - неузгодженості, що описує розвиток тих. системи з позицій, які включають: послідовне погодження тех. системи з ін системами, що забезпечує найкраще проходження необхідних потоків енергії, речовини, інформації; неузгодженість, що забезпечує зменшення та припинення проходження непотрібних потоків; зрушення узгодження, який забезпечує відбір частини корисного чи шкідливого потоку для виконання додаткових корисних функцій; динамічне узгодження - неузгодженість, при якому параметри системи змінюються керовано, забезпечуючи регулювання потоку так, щоб параметри тих. системи приймали оптимальні значення залежно від умов роботи; 8) закон етапного розвитку, описує типову послідовність розвитку тих. системи та графіки зміни головних експлуатаційних характеристик залежно від "віку" системи, що представляють собою логістичні (S-образні) криві, що мають три чітко виражених ділянки: період повільного початкового росту; швидкий лавиноподібне зростання; різке уповільнення зростання, стабілізація, а іноді і падіння . Кожен із законів розкривається через лінії розвитку, що показують напрямки розвитку.

1.3. Критерії оцінки технічної системи

Основні показники, які протягом тривалого історичного часу в процесі зміни моделей і поколінь технічної системи мають тенденцію до монотонного поліпшення. Технічні критерії усвідомлюються як міра досконалості і прогресивності і чинять сильний вплив на розвиток даного класу технічних систем і техніки в цілому. Технічні критерії поділяються на чотири класи: функціональні критерії технічних систем - кількісна характеристика основних показників реалізації виробу. Список технічних критеріїв зазвичай включає критерії продуктивності (швидкість руху та обробки, ступінь механізації та автоматизації праці, безперервність процесу обробки), критерії точності (точність обробки, вимірювання, попадання в ціль), критерії надійності (безвідмовність, довговічність, ремонтопридатність); технологічні критерії - показники економії живої праці при виготовленні вироби та підготовці його до експлуатації. Список технічних систем зазвичай включає критерії: трудомісткості виготовлення, стандартизації та уніфікації, використання матеріалів, розчленування тих. системи на елементи і ін Технічні критерії визначають економію живої праці у життєвому циклі виробу; економічні критерії техніки - показники економічної ефективності технічних систем, до яких відносяться: критерій витрати матеріалів, рівний відношенню маси виробу до його головного показника ефективності; критерій витрати енергії, одним з приватних випадків якого є коефіцієнт корисної дії: критерій витрат на інформаційне забезпечення, який визначається як відношення витрат на підготовку та обробку інформації до головного показника ефективності виробу; критерій габаритних розмірів, тобто ставлення твори габаритних розмірів виробу до його головного функціональним критерієм ефективності виробу; антропологічні критерії техніки - показники відповідності та пристосування технічних систем, до людини, зниження дискомфорту і підвищення позитивних емоцій, зменшення або виключення шкідливих та небезпечних впливів техніки на людину. Список критерій звичайно включає критерії ергономічності, краси, безпеки, екологічності. антропологічні критерії роблять сильний зростаючий вплив на прогресивну еволюцію техніки. Цей вплив буде зростати у зв'язку з формуванням гармонійної ноосфери як в окремих країнах, регіонах і містах, так і в світі в цілому.

Для конкретного класу систем список критеріїв ефективності може збігатися зі списком споживчих якостей (основні критерії та показники технічної системи, які відіграють вирішальну роль при виборі потрібного виробу покупцем або користувачем з декількох альтернативних виробів з однаковими або близькими функціями) або бути ширше спрямовані, включати технологічні критерії . Вибір критеріїв для конкретного класу тих. систем повинен задовольняти таким умовам: умова вимірності, що забезпечує кількісну оцінку критерію; умова порівнянності, що дозволяє зіставляти тих. системи різних часів і країн, для чого найбільш прийнятні безрозмірні й питомі значення критерію; умова постійного існування критерію протягом всієї історії розвитку тих. системи.

2. Функціональний фізичний аналіз конкретної технічної системи

2.1 Призначення технічної системи, її основна функція

М'ясорубка - кухонна універсальна машина - пристосування, що служить для режуще-механічної обробки продуктів. М'ясорубка надзвичайно зручна для приготування самого широкого спектру страв і активно застосовується як в домашніх умовах, так і в системі громадського харчування.

Відмінна риса ручної м'ясорубки в тому, що вона кріпиться до дошки столу. Дія м'ясорубки запускається шляхом механічного обертання спеціальної ручки. Іноді до ручної м'ясорубці приєднуються жорна кавова млин, шинкування, сбівалкі. На відміну від електричної, ручна м'ясорубка більш невибаглива й мобільна у використанні.

Потреба в даній технічній системі - це короткий опис призначення технічної системи і мета її створення

П = (D Основи наукової діяльності G),

де D - дію системи

G - предмет обробки

Потреба в даній системі

ТЗ D G
М'ясорубка Рубка, подрібнення, рез М'ясо, продукти

Основна функція м'ясорубки, як її і призначення, є Рубанов (рез) м'яса.

2.2 Конструктивна схема (ескіз) технічної системи. Описи, призначення.

Основи наукової діяльності

Рис. 1 (а). М'ясорубка

Пристрій м'ясорубки

№ позиції Елемент
1 Гвинт
2 Рукоятка
3 Опора
4 Гвинт
5 Втулка
6 Гайка нажимная
7 Ніж
8 Решітка
9 Шнек
10 Корпус
11 Втулка шнека

М'ясорубка складається з наступних елементів:

Гвинт 1, який за допомогою опори 3 кріпиться до столу; рукоятки 2, закріпленої за допомогою гвинта 4 зі шнеком 9; останній обертається в тулку 5 і втулці шнека 11; на кінці шнека 9 закріплені ніж 7 і решітка 8, які у свою чергу в місці з шнеком 9 фіксуються натискною гайкою 6.

2.3 Поділ технічної системи

Позначення елемента на ескізі Найменування елемента
Е0 Ніж
Е1 Шнек
Е2 Втулка шнека
Е3 Втулка
E4 Решітка
E5 Гайка нажимная
E6 Ручка
E7 Гвинт
E8 Опора
E9 Гвинт
E10 Корпус

Головним елементом технічної системи є - ніж. Його функція, як і функція всієї технічної системи полягає в тому, щоб подрібнювати м'ясо, продукти.

За допомогою обертання ручки 2 (рис 1 (б)), що крутить момент за допомогою гвинта 4 і втулки шнека 11 і 5 передається на шнек 9, який в свою чергу створює просування продуктів, м'яса, по корпусу 10 м'ясорубки. На шнеку зафіксований ніж 7, останній ріже, рубає, подрібнює м'ясо і видавлює його через грати 8 яка закріплена притискної гайкою 6. Корпус 10 кріпиться за рахунок опори 3 і гвинта 1.

Основи наукової діяльності

Рис 1. (Б). М'ясорубка

2.4 Опис функцій виконуваних кожним елементом, складання таблиці функцій.

Таблиця функцій згідно ескізу (рис. 1 (б))

Елемент Функція
Позна-чення Найменування Позна-чення Найменування
E0 Ніж Ф0 призначений для подрібнення, рубання м'яса та обробки інших продуктів
E1 Шнек Ф1 призначений для проштовхування м'яса та інших продуктів.
E2 Втулка шнека Ф2 призначена для зниження сил тертя виникають при обертанні шнека.
E3 Втулка Ф3 призначена для зниження сил тертя виникають при обертанні шнека.
E4, V1 Решітка Ф4 призначена для видавлювання м'яса та інших продуктів певної форми.
E5 Гайка нажимная Ф5 служить фіксатором шнека, ножа та решітки.
E6 Ручка Ф6 призначена для обертання шнека, ножа.
E7 Гвинт Ф7 є кріпленням рукоятки зі шнеком.
E8 Опора Ф8 служить для жорсткого кріплення м'ясорубки.
E9 Гвинт Ф9 призначений для кріплення (до столу, дошці і д.р.) а також утримання м'ясорубки.
E10, V2 Корпус Ф10 є несучим елементом всієї м'ясорубки.

V1 - решітка V2 - корпус

2.5 Визначення об'єктів навколишнього середовища

Об'єкти навколишнього середовища для головних елементів, як правило, збігаються з об'єктами, на які спрямована дія технічної системи, так і в даному випадку об'єктом навколишнього середовища для м'ясорубки є рука людини і продукти харчування підлягають подрібненню.

2.6 Побудова конструктивної функціональної структури

Основи наукової діяльності

Удосконалення конкретної технічної системи, методом технічної творчості

Основні недоліки існуючої системи

Основним недоліком ручної м'ясорубки є використання ручної праці людини, що призводить до швидкого уставанію руки людини та виробництва м'ясорубки.

Удосконалення технічної системи методом технічної творчості.

Так як у ручній м'ясорубки використовується ручна праця людини, то робота її залежить безпосередньо від людської праці. Тобто обертання шнека і проштовхування м'яса, продуктів і т.д. здійснює людина. Пропоную встановити на м'ясорубку притискної механізм (кришку). Така модернізація полегшить роботу людину, відповідно скоротить час витрачений на перемелювання м'яса і обробку його.

Ця технічна система може модернізуватися у верхній частині корпусу м'ясорубки, шляхом встановлення притискного механізму (кришки). Це дозволить нам скоротити час для обробки м'яса і продуктів і відповідно полегшити працю людини.

Побудова конструктивної структури

Ця технічна система (рис 2) складається з: Вінта 1, який за допомогою опори 2 кріпиться до столу, рукоятки 2, закріпленої за допомогою гвинта 4 зі шнеком 9, останній обертається у втулці 5 і шнека 11, на кінці шнека закріплені ніж 7 і решітка 8, які у свою чергу обертаються і затягнуті натискною гайкою 6. Нажимной механізм (кришка) 12 закріплений у верхній частині м'ясорубки і сприяє притиску (прідавліваніе) м'яса, продуктів і т.д.

Основи наукової діяльності

Рис. 2

Список літератури

А.І. Половинкин Основи інженерної творчості: навчальний посібник для студентів вузів. - М. - Маштностроеніе, 1988. -368 З

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Реферат
42кб. | скачати


Схожі роботи:
Специфіка наукової діяльності
Теоретичні основи фундаментальної природничо-наукової підготовки студентів технічного вузу
Організація наукової діяльності учнів
Біографія та історія наукової діяльності Альберта Ейнштейна
Індекс цитування вченого найважливіший це критерій якості його наукової діяльності
Сучасні методи оцінки інноваційного потенціалу наукової діяльності університетського комплексу
Основи страхової діяльності
Основи страхової діяльності
Основи зовнішньоекономічної діяльності
© Усі права захищені
написати до нас