Олег Абрамов - Задачник по АРИЗ-85-В. Алгоритм решения изобретательских задач

Как быть?

Трубопроводы время от времени засоряются и их нужно чистить. Один из способов очистки – гидродинамический, основанный на очистке посредством струи воды, подающейся под высоким давлением. При этом происходит большой расход воды.

Как быть?

Наиболее быстрый способ сушки обуви – это использование фена. Теплый воздух направляют внутрь обуви. Использование высокой температуры и сильного потока горячего воздуха быстро сушит обувь, но портит ее – обувь деформируется.

Как быть?

В острой конкурентной борьбе выигрывает компания, которая выпускает одинаковый продукт с тем же или большим набором функциональных свойств и таким же или лучше качеством, но меньшей стоимостью.

Как добиться уменьшения себестоимости?

Вакуумные захваты широко используются для удержания и переноса плоских, гладких объектов, таких как листы металла, картона, стекла.

Однако за счет сильного разряжения переносимый объект может деформироваться, особенно если это тонкий, гибкий материал.

Как быть?

Для оцифровки бумажной базы данных была разработана автоматизированная система сканирования.

В процессе разработки узла подачи бумаги в сканер решили применить устройство, подобное тем, что используются в ксероксах: резиновый ролик должен перемещать верхний в стопке лист бумаги. Однако возникла проблема: некоторые из листов бумажной базы были помяты и не всегда точно попадали в приемное устройство сканера и застревали.

Приходилось останавливать процесс и исправлять ситуацию вручную.

Решили выпрямить листы бумаги перед подачей в сканер.

Поставили пластину с отверстиями над валиками и создавали разряжение. Верхний лист бумаги из стопки присосется к ней и великолепно выровняется. Такой ровный лист бумаги без всяких проблем попадет в приемное устройство сканера. Устройство было изготовлено и испытано. Листы бумаги хорошо притягивались к пластине и распрямлялись, но резиновый ролик их сдвинуть не мог. Если же уменьшали разрежение до такого уровня, чтобы лист бумаги сдвигался, то лист опять искривлялся и не попадал в щель сканера.

Как быть?

При автоматизированном дозировании сыпучих сред, в частности при расфасовке тонера для копировальной техники в картриджи, используются шнековые дозаторы (рис. 2). Однако существует проблема повышения производительности дозирования, поскольку при высокой скорости вращения шнека эта сыпучая среда имеет тенденции к уплотнению и – вследствие нагрева от трения – к спеканию на ребрах шнека и в горловине бункера, что выводит дозатор из строя.

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 тонера 7 7 Патент США 5 339 998

Как быть? Как повысить производительность дозирования тонера, не допустив его переуплотнения и спекания?

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?

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.