Владимир Петров - Структурный анализ систем

Рис. П.6. Аппарат для абразивной обработки деталей

А-А — разрез коаксиальных труб; Б-Б — разрез сопла.

Обычно стараются сопло делать из более износостойких материалов, но даже они изнашиваются, а стоимость таких материалов значительно больше.

Разбор задачи

Вепольную схему задачи можно представить схемой (П.10)

Где

В 1 — абразив;

В 2 — сопло;

П 1 — давление воздуха (поток воздуха).

Задача описывается веполем с полезной и вредной связью. Полезное действие (прямая стрелка от В 2к В 1) — формирование струи абразива. Вредное (волнистая стрелка от В 1к В 2) — истирание сопла.

Более точно схему (П.10) можно представить схемой (П.11).

Где

В 1 — абразив;

В 2 — сопло;

П 1 — давление воздуха (поток воздуха);

В 3 — воздух.

Возможные решения — использование тенденции устранения вредной связи (рис. 4.1).

Одно из решений в соответствии со схемой (4.4): между веществами ( В 1 В 3) и В 2вводят третье вещество В 4, являющегося одним из имеющихся В 1, В 2, В 3или их видоизменением В 1 », В 2 », В 3 ». Это решение представлено схемой (П.12).

Где

В 1 — абразив;

В 2 — сопло;

П 1 — давление воздуха (поток воздуха);

В 3 — воздух;

В 1 », В 2 », В 3 » — видоизменения В 1, В 2, В 3.

Решения

1. Сопло В 2должно удерживать на внутренней поверхности частицы абразива В 1

1.1. Частички абразива В 1удерживаются на внутренней поверхности сопла В 2с помощью вакуума.

Решение 1.Сопло представляет собой сетку, на которой создается отсос (вакуум). Частички абразива притягиваются к сетке (рис. П.7) 68. Теперь сопло (сетка) «защищены» частичками абразива. Когда эти частички изнашиваются, на их месте появляются новые из потока.

Рис. П.7. Абразивная обработка. А. с. 971 639

1 — корпус; 2 — воздушное сопло; 3 — вставка (выполнена из сетки); 4 — втулка; 5 — гайка; 6 — камера разряжения; 7 — трубопровод; 8 — канал; 9 — смесительная камера.

Вакуум в данном изобретении создается за счет имеющегося потока воздуха. Для этого сделан канал 8 (рис. П.7). Схема действия физического явления эжекции 69 показана на рис. П.8. Поток газа или жидкости, проходящий перпендикулярно концу трубки, создает в ней отсос (вакуум).

В данном решении в качестве В 4использованы:

В 2 » — видоизменение сопла — сетка;

В 1 — абразив;

В 3 » — видоизменение воздуха — вакуум, получаемый с помощью эжекции.

Рис. П.8. Эжектор

1.2. Частички удерживаются за счет видоизменения формы сопла.

Решение 2.В сопле могут быть сделаны «кармашки» 10 для абразива 70 (рис. П.9а). Тогда струя абразива будет тереться о частицы застрявшего абразива, и застрявшие частицы будут предохранять сопло от истирания (рис. П.9б). Остальное аналогично выше рассмотренному п. 1.1.

В данном решении в качестве В 4использованы:

В 2 » — видоизменение сопла — «кармашки»;

В 1 — абразив.

Рис. П.9. Кармашки. А. с. 1 184 653

2. Частички абразива не должны допускаться к стенкам сопла или отталкиваться от них.

Решение 3.В стенках сопла имеются направляющие для сжатого воздуха. Они расположены тангенциально с наклоном к выходу сопла (рис. П.10). Через направляющие подается сжатый воздух, который отталкивает частички абразива от стенок сопла.

Рис. П.10. Сжатый воздух отталкивает частицы

Кроме того, струи воздуха закручивают поток абразива и формируя струю. При определенной конструкции и давлении воздуха, можно отказаться от основной струи воздуха.

В данном решении в качестве В 4использованы:

В 2 » — видоизменение сопла — направляющие для сжатого воздуха;

В 1 — абразив;

В 3 — воздух.

Решение 4.Проще всего поменять местами воздух и абразив

(рис. П.11).

Рис. П.11. Сопло с абразивом

3. Возможны решения и по другим схемам, например (П.13)

Где

В 1 — абразив;

В 2 — сопло;

П 1 — давление воздуха (поток воздуха);

В 3 — воздух;

В 2 » — видоизменения сопло В 2 — магнит;

В 5 — ферромагнитные частицы, которые находятся внутри абразива;

П 2 — магнитное поле.

3.1. Частички абразива В 1удерживаются на внутренней поверхности сопла В 2с помощью магнитного поля.

Решение 5.Частички абразива В 1спекаются с ферромагнитными частицами В 5. Сопло В 2видоизменяют В 2 », выполняя его из магнита, который генерирует магнитное поле, притягивая частички абразива ( В 1, В 5) к соплу- магниту В 2 ». Остальное аналогично п.1.1.

В данном решении в качестве В 4использованы:

В 2 » — видоизменение сопла — магнит;

П 2 — магнитное поле, генерируемое магнитом В 2 »;

( В 1, В 5) — абразив, спеченный с ферромагнитными частицами В 5.

Задача 9.5. Упаковка изделий

Условия задачи

Известен способ упаковки и консервации изделий путем окунания их в расплав полимера. Снимать такую упаковку с изделий со сложнорельефной поверхностью достаточно тяжело. Приходится ее разрезать, что может привести к порче ее поверхности.

Как быть?

Разбор задачи

Составим вепольную модель описанной системы. Она может быть описана схемой (П.14)

Здесь

В 1 — изделие;

В 2 — упаковка;

П — сила, с которой упаковка удерживается на изделии.

Задача описывается веполем с полезной и вредной связью. Полезное действие (прямая стрелка от Пк В 1) — удержание упаковки на изделии. Вредное (волнистая стрелка от Пк В 1) — невозможность снятия упаковки без порчи изделия из-за сильной адгезии.

Одна из возможностей устранения описанных недостатков — это использование внутреннего комплексного веполя (П.15).

Чтобы облегчить операцию снятия упаковки, предложено перед окунанием в расплав ввести подслой, содержащий парообразующее вещество при низкой температуре (рис. П.12). Съем упаковки осуществляется путем нагрева упаковки. Под упаковкой образуется пар, который разрывает упаковку 71.

Подслой вводят путем окунания изделия в расплав парообразующего вещества или нанесение его с помощью пульверизатора. Затем охлаждают изделие, например, обдувая его воздухом. Затем окунают в расплав полимера.