Всего за 59.9 руб. Купить полную версию
Для решения проблемы пытались использовать электрические и магнитные поля для управления процессом выгрузки тонера из бункера, но ферромагнитные свойства тонера слишком слабы, чтобы их эффективно использовать, а электростатические свойства тонера использовать запрещено из-за его взрывоопасности.
Рис. 2. Шнековый дозатор для тонера7
Как быть? Как повысить производительность дозирования тонера, не допустив его переуплотнения и спекания?
Задача 20. Акустическая система телевизора
Современные телевизоры делаются все более плоскими и с как можно более узкой рамкой. Это оставляет все меньше места для динамиков и ограничивает возможности создать качественный звук.
Проблема в том, что для хорошего звука нужна большая площадь излучателя (динамика), но большие динамики увеличивают размеры телевизора и портят его внешний вид.
Как быть? Как уменьшить размер телевизора, не ухудшив или даже улучшив звук?
Глава 2. Разбор задач
Задача 1. Алмазный инструмент
Часть I. Анализ задачи
ШАГ 1.1. Условие мини-задачи (без специальных терминов).
Техническая система:
ТС для создания алмазных инструментов.
ТС включает: алмазные кристаллы и металлический порошок – основа.
Техническое противоречие 1 (ТП-1):
Если связки много, то алмазные кристаллы держатся хорошо, но общая площадь обрабатывающего инструмента получается маленькая.
Техническое противоречие 2 (ТП-2):
Если связки мало (алмазные кристаллы размещаются вплотную друг к другу), то площадь обрабатывающего инструмента получается большой (максимальной), но алмазы выкрашиваются из инструмента.
Необходимо при минимальных изменениях в системе обеспечить максимальную площадь обработки инструмента, и чтобы алмазные кристаллы не выкрашивались.
ШАГ 1.2. Выделить и записать конфликтующую пару элементов: изделие и инструмент.
Инструмент – связующий материал.
Изделие – алмазные кристаллы и площадь инструмента (площадь обработки инструментом).
Состояния инструмента:
Состояние 1 – связующего материала много.
Состояние 2 – связующего материала мало.
ШАГ 1.3. Составить графические схемы ТП-1 и ТП-2.
ТП-1 (связующего материала много).
ТП-2 (связующего материала мало).
ШАГ 1.4. Выбрать из двух схем конфликта (ТП-1 и ТП-2) ту, которая обеспечивает наилучшее осуществление главного производственного процесса (основной функции системы, указанной в условиях задачи).
Указать, что является главным производственным процессом (ГПП).
ГПП – обрабатывающий инструмент создан для обработки, т. е. его площадь должна быть большой.
Выбираем ТП-2 – связки мало.
ШАГ 1.5. Усилить конфликт, указав предельное состояние (действие) элементов.
Алмазные кристаллы расположены вплотную друг к другу, но алмазы выкрашиваются из инструмента.
ШАГ 1.6. Формулировка модели задачи.
1. Конфликтующая пара
Связующий материал и алмазные кристаллы и площадь инструмента.
2. Усиленная формулировка конфликта
Кристаллы расположены вплотную, создавая максимальную площадь инструмента, но алмазы выкрашиваются из инструмента.
3. Икс-элемент
Икс-элемент создает условия для хорошего удержания алмазных кристаллов в инструменте, не уменьшая площадь инструмента.
ШАГ 1.7. Применение стандартов.
где
В1 – кристаллы алмаза;
В2 – связующий материал;
П – адгезия.
Связующий материал (В2) удерживает алмазы (В1) – прямая стрелка.
Связующий материал (В2) уменьшает площадь алмазов (В1) – волнистая стрелка.
Применение стандарта 1.2.1 (подкласс 1.2. Разрушение веполей), где для разрушения вредного действия между веществами необходимо добавить вещество (В3), которое увеличит общую площадь алмазов (В1).
В качестве В3 нужно использовать материал, который не уменьшает общую площадь инструмента.
где
В1 – кристаллы алмаза;
В2 – связующий материал;
П – адгезия;
В3 – икс-элемент.
Часть 2. Анализ модели задачи
ШАГ 2.1. Определить оперативную зону ОЗ.
ОЗ – это зона, окружающая кристалл; зона соприкосновения кристалла и основы.
ШАГ 2.2. Определить оперативное время ОВ.
Т1 – время работы алмазного инструмента.
Т2 – время изготовления алмазного инструмента.
ШАГ 2.3. Определение и учет ВПР.
1. Внутрисистемные
а) ВПР инструмента.
Металл в виде порошка и расплава, пространство между кристаллами, расположенными вплотную.
б) ВПР изделия.
Кристалл алмаза, его микротрещины и микрополости.
2. Внешнесистемные
а) ВПР среды.
Температура расплавления металла (основы), давление, вибрация.
б) ВПР общие.
Воздух вокруг кристаллов.
3. Надсистемные:
а) отходы системы.
Излишки основы.
б) дешевые.
Воздух.
Часть 3. Определение ИКР и ФП
ШАГ 3.1. Формулировка ИКР-1.
Икс-элемент, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяет удерживать кристаллы алмазов в течение ОВ (во время работы инструмента) в пределах ОЗ (окружение кристалла алмаза, соприкосновение кристалла и основы), не мешая кристаллам находиться вплотную.
ШАГ 3.2. Усиление формулировки ИКР-1.
Ресурсы кристалла алмаза, абсолютно не усложняя систему и не вызывая вредных явлений, позволяют удерживать кристаллы алмазов в течение ОВ (во время работы инструмента) в пределах ОЗ (окружение кристалла алмаза, соприкосновение кристалла и основы), не мешая кристаллам находиться вплотную.
ШАГ 3.3. Формулировка ФП на макроуровне.
Физическое противоречие (ФП):
Кристаллы алмазов должны находиться вплотную друг к другу, чтобы обеспечить максимальную площадь алмазного инструмента, и не должны находиться вплотную, чтобы хорошо удерживаться в инструменте.
ШАГ 3.4. Формулировка ФП на микроуровне.
Частички основы должны находиться между кристаллами, чтобы удерживать их в основе, и не должны находиться между кристаллами, чтобы обеспечить максимальную площадь алмазного инструмента.
ШАГ 3.5. Формулировка ИКР-2.
Зона между кристаллами во время работы алмазного инструмента должна сама удерживать кристаллы в основе.
Приходим к выводу, что основы между кристаллами быть не должно («отсутствующая» основа).
ШАГ 3.6. Применение стандартов.
Для измененной ситуации представим вепольную модель исходной ситуации.
где
В1 – алмазные кристаллы;
В2 – «отсутствующая» основа (связующий материал);
П – адгезия.
«Отсутствующий» связующий материал (В2) делает максимальной площадь алмазов (В1) – прямая стрелка.
«Отсутствующий» связующий материал (В2) не удерживает алмазы (В1) – волнистая стрелка.
Применение стандарта 1.2.1 (класс 1.2. Разрушение веполей), где для разрушения вредного действия между веществами необходимо добавить вещество (В3), которое увеличит общую площадь алмазов (В1).
В качестве В3 нужно использовать материал, который удерживает алмазы.
где
В1 – алмазные кристаллы;
В2 – «отсутствующий» связующий материал;
П – адгезия;
В3 – икс-элемент.
Часть 4. Мобилизация и применение ВПР
ШАГ 4.1 Применение ММЧ.
Маленькие человечки должны пробраться в кристалл (в полости и трещины кристалла) и удерживаться за основу (рис. 3).
Рис. 3. ММЧ
ШАГ 4.2. Шаг назад от ИКР.
1. ИКР.
Кристаллы расположены вплотную и не выкрашиваются при работе.
2. Шаг назад от ИКР.
Кристаллы на микрон отстают друг от друга.
3. Как теперь достичь ИКР.
В это минимальное расстояние помещается что-то, что прекрасно заполняет микротрещины и микрополости кристалла и входит в основу так, что кристаллы и основа становятся одним целым.
ШАГ 4.3. Применение смеси ресурсных веществ.
Прослойка может быть сделана из смеси высокоплавких металлов.
ШАГ 4.4. Замена имеющихся ресурсных веществ пустотой или смесью ресурсных веществ с пустотой.
Задача не решается.
ШАГ 4.5. Применение веществ, производных от ресурсных (или применением смеси этих производных веществ с «пустотой»).