Відношення мета – засіб

Ми вже розглядали вище дане відношення (див. розд. 5.3), яке відображує методику синтезу ТО, коли виходячи із формулювання поставленої мети шукають засоби її досягнення. На кожному етапі проектування ТО розглядається той чи інший пункт мети (яка, по суті, являє собою ТЗ), після чого ставиться питання про засіб (засоби): „Яким чином?”. В результаті, процес розробки можна представити сукупністю „кроків” мета – засіб, на кожному з яких засіб стає метою (для виконання тої чи іншої вимоги ТЗ задаються відповідні параметри ТО і проробляється відповідний вид його моделі - ФС, ПС або КС).

Основними „кроками” в процесі створення ТО є:

Мета Засіб

Зміна стану об’єкта впливу --------- ПП (SТП, SТпП, SОр)

ПП (SТП, SТпП, SОр) ---------------Впливи (В, В_з.вх, В_з.вих)

(В, В_з.вх, В_з.вих) -------------------------- Зовнішня функція (Ф)

Ф ----------------------------------------- Внутрішні функції {ф₁, ф₁,..., ф_n}

{ф₁, ф₁,..., ф_n} ------------------------- ФС

ФС --------------------------------------- Принципові елементи

Принципові елементи---------------- ПС

ПС --------------------------------------- Конструктивні елементи

Конструктивні елементи ------------ КС.

 

5.4. Межа технічних об’єктів

Межа ТО визначає його як функціональну, принципову і конструктивну одиницю. На межі ТО або поблизу неї розташовуються зовнішні принципові та конструктивні елементи, пов’язані із внутрішніми елементами ТО, а також з SЛ, SТС і НС.

 

5.5. Зовнішні системи та елементи, навколишнє середовище

технічних об’єктів

З рис. 5.1 слідує, що ТО може бути безпосередньо пов’язаним матеріальними, енергетичними або інформаційними потоками з множиною людей (SЛ) - робітників, операторів, наладчиків, слюсарів-ремонтників, електриків і т.д., які використовують, обслуговують або ремонтують даний ТО; множиною технічних систем (SТС), з якими ТО має загальні впливи бажаного (В, В_з.вх, В_з.вих) або небажаного (В_п, В_з.п.вх, В_з.п.вих) характеру; навколишнім середовищем (НС) - впливи температури, вологості, тиску, агресивних газів, вібрацій, шумів як з боку НС на ТО, так і навпаки.

Загальну множину впливів на ТО слід визначати на основі детального аналізу моделі відповідної СП з врахуванням реальних умов, в яких знаходиться ТО, а також його поточного стану. Необхідно також взяти до уваги і те, що один і той самий ТО може в різні моменти часу взаємодіяти з кількома СП як незалежно від результатів реалізації ТП, так і з врахуванням даних результатів (множина впливів може змінюватись під час функціонування ТО).

6. Класифікації технічних об’єктів

Термін „технічний об’єкт” обраний нами в якості загального терміну для всіх підприємств, виробничих ділянок, машин, пристроїв, апаратів, приладів, вузлів, деталей. Загальною функцією ТО в ТП є здійснення перетворень об’єктів впливу. Сфера застосування ТО дуже широка і охоплює всі галузі економіки. Класифікації ТО за різними ознаками дозволяють упорядкувати всю їх множину, краще орієнтуватись в ній, проводити важливі аналогії і застосовувати закономірності, моделі, методики розрахунку або схеми, виявлені та розроблені для одного з класів ТО при розробленні або дослідженні об’єктів іншого призначення.

ТО можна класифікувати за такими основними ознаками:

- за виконуваною зовнішньою функцією: ТО для механічної обробки, термічної обробки, нанесення покрить, транспортування, фіксації тощо;

- за типом перетворення: ТО для перетворення матерії, енергії, інформації, одної або декількох комбінацій даних потоків;

- за принципом дії: механічні, гідравлічні, пневматичні, теплові, електромагнітні, електронні, хімічні, біологічні, оптичні, акустичні ТО;

- за найменуванням основного робочого параметра: ТО зі зміною швидкості, прискорення, потужності, температури, тиску, зусилля;

- за рівнем складності: підприємство, виробничий комплекс, машина, апарат, вузол, агрегат, деталь;

- за переважним способом виготовлення елементів: ТО, що складається з елементів виготовлених різанням, литтям, ковкою, штампуванням, вібропресуванням;

- за ступенем конструктивної складності (див. розд. 6.5);

- за матеріалом, з якого виготовлені елементи ТО: ТО з елементами, виготовленими з конструкційних, вуглецевих або легованих сталей, з сірого, ковкого або високоміцного чавуну, з кольорових металів, з пластмас;

- за ступенем оригінальності конструкції: відомі, доопрацьовані, модернізовані або нові ТО;

- за типом виробництва: ТО, виготовлені в умовах масового, великосерійного, середньосерійного, дрібносерійного або одиничного виробництва;

- за назвою фірми – виготовлювача: наприклад, ТО виробництва ВО „Антонов”, „ЗАЗ – Daewoo”, „ЛАЗ”, „Boeing”, “General Motors”;

- за ступенем стандартизації: стандартизовані, нормалізовані, уніфіковані, оригінальні ТО;

- за походженням: ТО власних розробки та виробництва; ТО, що виготовляються за ліцензією; ТО, які складаються з придбаних деталей і комплектуючих; покупні ТО;

- залежно від галузі техніки, де використовується: ТО, що функціонують в промисловості (додатково можна ввести групи ТО, що експлуатуються у важкому, енергетичному і транспортному машинобудуванні, електротехнічній промисловості, хімічному і нафтовому машинобудуванні і т.д.), металургії, сільському господарстві, на транспорті, у військовій і гірничий справі, в побуті тощо;

- за вартістю: декілька основних і проміжних рівнів.

Розглянемо більш детально деякі з найважливіших класифікацій.

 

6.1. Класифікація технічних об’єктів за виконуваною функцією

Найменування ТО часто обираються з врахуванням виконуваної ними зовнішньої функції. Укладання різного роду номенклатур ТО для застосування їх при здійсненні збуту, планування, порівняльного аналізу - також проводиться, як правило, виходячи із функції ТО.

Функцію вказують і в тих випадках, коли необхідно допомогти потенційному споживачу знайти потрібний йому ТО. З цією метою видаються торговельні і промислові каталоги, оглядові таблиці і т.д.

Вузли і деталі машин також упорядковують за виконуваною функцією, залежно від якої виробник або експлуатаційник здійснюють технічне обслуговування або ремонт машини. Таку класифікацію ми називаємо конструктивно-функціональною. Вона є одною з основних при проведенні стандартизації, уніфікації та нормалізації ТО і їх елементів. Класифікація дозволяє економити робочий час конструктора і інших фахівців пов’язаних із ТО.

Здійснити повну конструктивно-функціональну класифікацію ТО, що використовуються в різних галузях техніки, а тим більше класифікацію їх елементів - надзвичайно складно. Однак певна робота в даному напрямку все-таки проводиться. При цьому важливо застосовувати, по можливості, загальні принципи. На кожному машинобудівному підприємстві і на транспорті використовуються стандартизовані, уніфіковані і нормалізовані пристрої, двигуни, апарати, блоки, вузли, деталі, комплектуючі матеріали, які упорядковані виходячи із виконуваної функції і зведені у таблиці розмірних серій, рядів основних робочих параметрів, типів, видів, моделей, модифікацій. До найбільш відомих таких класифікаційних груп відносяться кріпильні деталі, гідромашини, гідроапарати, муфти, ущільнення, редуктори, електричні машини, пристрої і прилади. Якщо спробувати скласти із названих і багатьох неназваних груп загальну номенклатуру вона буде неоглядовою.

Під час розробки нових і оригінальних ТО, а також при проектуванні їх елементів слід пам’ятати про конструктивно-функціональну класифікацію і застосовувати для розроблюваних деталей і машин, по можливості, короткі прості найменування, які б вказували на виконувану функцію. Наприклад, якщо необхідно внести у специфікацію кільцеподібну прокладку, в якості назви краще обрати термін „прокладка” а не „кільце”. Літерно-цифрові маркування не повинні містити занадто великої кількості знаків, в іншому випадку їх буде важко запам’ятати та розшифрувати.

 

6.2. Класифікація технічних об’єктів за принципом дії

Для конструктора важливо щоб ТО, які виконують однакову функцію можна було б згрупувати за додатковими ознаками. До таких ознак відноситься принцип дії ТО. Так, наприклад, клас ТО „промислові печі” за принципом дії діляться на електричні печі, печі, що працюють на твердому, рідкому або газоподібному паливі. Електричні печі, в свою чергу, за фізичним принципом дії класифікуються на печі опору (з прямим або посереднім нагрівом) і індукційні печі. За характером зміни основного робочого параметра (температури) розрізняють печі безперервної і дискретної робочої дії (наприклад, камерні печі). Печі безперервної дії далі діляться за способом подачі виробів: роликові, полозкові, підвізні, печі з крокуючим подом.

Подібні ознаки ТО відносяться до групи класифікацій за принципом дії, які є досить важливими для методичної роботи конструктора.

 

6.3. Класифікація технічних об’єктів за рівнем складності

Під час розробки, монтажу або в процесі експлуатації ТО, окрім визначення зовнішньої функції, часто виникає потреба у розділенні його на підсистеми. Табл. 6.1. дає загальне уявлення про класифікацію ТО за рівнем складності, а наведена на рис. 6.1 узагальнена структурна схема показує складність структури ТО і його елементний склад за рівнями.

 

Таблиця 6.1

Класифікація ТО за рівнем складності

Рівень складності	Технічні об’єкти і їх елементи	Приклади
І	Конструктивний елемент, деталь, комплектуючий матеріал	Болт, гайка, шайба, кільце, пружина, прокладка, дріт
ІІ	Підгрупа, група, вузол, агрегат, блок, механізм	Коробка передач, передня бабка, супорт, шасі автомобіля
ІІІ	Прилад, пристрій, апарат, машина	Трансформатор напруги, токарно-гвинторізний верстат
IV	Технологічний комплекс, виробнича ділянка, цех, підприємство, галузь	Гнучкий виробничий модуль, автоматична лінія, ковальсько-пресовий цех, автозавод, нафтохімічний комплекс

Число проміжних рівнів в залежності від складності ТО може бути різним. При цьому слід пам’ятати про відносність ієрархічної підпорядкованості того чи іншого елемента ТО і самого ТО (див. розд. 2.1.). Наприклад, одна і таж сама коробка передач, або шпиндель в одному ТО розглядаються як елементи, а в іншому - нижчого рівня складності – як підгрупи або машини.

На практиці установлено, що ТО нижчих рівнів складності знаходять більш універсальне застосування ніж більш складні ТО. Наприклад, гвинт застосовується в машинобудуванні повсюдно, електродвигун – рідше, а автоматична лінія – лише на спеціалізованих підприємствах.

Дана класифікація має важливе значення для роботи конструктора, оскільки складність ТО визначає складність задач з його проектування, спеціалізацію фахівців, задіяних в процесі розробки (наприклад, інженер–проектувальник займається створенням підприємств, інженер-конструктор – машинами, інженер–конструктор деталей – елементами машин), організаційну структуру процесу проектування (інженер–конструктор, який займається розробкою ТО середнього рівня складності узгоджує свою роботу із інженерами–конструкторами ТО найближчого вищого рівня складності, в який проектований ТО входить як елемент, а по відношенню до менш складних об’єктів приймає, в основному, принципові рішення).

Розділення ТО на елементи різних рівнів складності забезпечує можливість реалізації модульного принципу як в процесах їх виготовлення, так і під час монтажу, що має важливе значення для раціоналізації виробництва в цілому.

 

6.4. Класифікація технічних об’єктів за способом виготовлення

Для виготовлення певних груп ТО, як правило, використовується типове технологічне обладнання. Наприклад, на одному і тому ж самому обладнанні можна виготовити парові котли і хімічні резервуари, на іншому – токарні, фрезерні і свердлильні верстати. Деталі машин можна також звести у групи за конфігурацією, яка визначає технологічний спосіб їх виготовлення (маршрут механічної обробки).

Така класифікація допомагає підбирати раціональні технології і підвищувати ефективність виробничих процесів шляхом об’єднання робочих місць для виготовлення близьких за типорозміром деталей. Останнє, в свою чергу, дає можливість здійснити ряд заходів з раціоналізації, наприклад, спеціалізацію робочих цехів і підприємств. Значення даної класифікації особливо велике для розробки і виконання планів підготовки виробництва, методів керування і планування. Класифікація за способом виготовлення є складовою частиною так званої групової технології обробки.

 

6.5. Класифікація технічних об’єктів за

ступенем конструктивної складності

ТО можна класифікувати і за ступенем конструктивної складності. В якості прикладу в табл. 6.2 ТО четвертого рівня складності розділені на шість ступенів конструктивної складності. Звичайно, такі класифікації дуже умовні і залежно від номенклатури деталей, що випускаються тим чи іншим підприємством, можуть бути розробленими за іншими якісними і кількісними критеріями. Наприклад, в табл. 6.2. можна додатково ввести проміжні ступені залежно від числа регламентованих розмірів, їх точності, а також шорсткості оброблених поверхонь.

 

Таблиця 6.2

Класифікація деталей машин за ступнем конструктивної складності

Ступінь конструктивної складності	Характеристики	Приклади
	Деталі низької складності з числом контрольованих розмірів ≤ 5, невисокої точності	Болти, гайки, шайби, прості важелі, одноступінчасті вали
	Деталі низької складності з числом контрольованих розмірів ≤ 10	Важелі, шківи, 2-3-ступінчасті вали
	Деталі середньої складності з числом контрольованих розмірів ≤ 20	Вали, шестерні, черв’яки, стакани, кришки
	Деталі середньої складності з числом контрольованих розмірів ≤ 30	Фланці, корпуси, гребні вали
	Деталі високої складності з числом контрольованих розмірів ≤ 40	Каркаси, кожухи машин, станини верстатів
	Деталі високої складності з числом контрольованих розмірів > 40	Лопатки турбін, гребні гвинти, фюзеляжі літаків

Залежно від ступеня конструктивної складності ТО для його розробки залучається фахівець або група фахівців відповідної спеціалізації та категорії. При плануванні конструкторських робіт даний показник дозволяє визначити потрібний час на розробку, випробовування, доведення і впровадження ТО.

Звичайно, параметрами, на які орієнтуються при укладенні таких класифікацій служать: ступінь оригінальності конструкції, складність виконуваних функцій, форм, структури в цілому, складність розрахунків, число розмірів, задані точність і шорсткість поверхонь, маса, технологічність елементів і ТО в цілому, витрати на виготовлення, естетичні вимоги і т.д.

 

6.6. Класифікація технічних об’єктів за ступенем

стандартизації та походженням

Дані класифікації дуже важливі для оцінювання економічності конструкції. Ступінь стандартизації ТО дозволяє визначити доцільність і масштаби його виробництва на конкретному підприємстві.

За ступенем стандартизації ТО діляться на стандартизовані, нормалізовані, уніфіковані і оригінальні. Відносна кількість елементів кожного класу в більш складних ТО визначає технологічність їх конструкції. Стандартизованими технічними об’єктами називають деталі і машини, які за конфігурацією, розмірами та конструкцією цілком відповідають вимогами ДСТУ, ГОСТ і ЄСКД. Конфігурація, розміри і конструкція нормалізованих технічних об’єктів відповідають стандартам завода–виготовлювача. Уніфікованими технічними об’єктами є однакові за формою, розмірами та конструкцією деталі і машини, що повторюються в конструкції об’єкта вищого рівня складності. Оригінальні технічні об’єкти не мають аналогів за конфігурацією, розмірами і конструкцією.

Стандартизовані, а часто і нормалізовані ТО мають літерно-цифрові позначення, які містять значення їх основних параметрів і дозволяють скоротити записи, а отже і витрати часу в процесі підготовки конструкторської документації. Приклад умовного позначення болта виконання 1, діаметром різьби d = 6 мм, довжиною l = 20 мм, з великим кроком різьби, з полем допуску 8g, класом міцності 6.6 з покриттям 02 (кадмієве з хромуванням) товщиною 9 мкм: Болт М6-8g×20.66.029 ГОСТ 7798 – 70.

Зрозуміло, що конструктору, під час розробки ТО слід орієнтуватись, в першу чергу, на стандартизовані і нормалізовані деталі, вузли та комплектуючі матеріали, і при цьому максимально підвищувати ступінь їх уніфікації. Нехтування стандартизацією, нормалізацією та уніфікацією може призвести до різкого підвищення вартості машини, збільшення термінів її виготовлення та окупності.

За ознакою походження розрізняють ТО власних розробки та виробництва; ТО, що виготовляються за ліцензією; ТО, які складаються з придбаних деталей і комплектуючих і покупні ТО.

Рішення про розробку або закупку ТО приймають виходячи із кваліфікаційного рівня конструкторів та робітників підприємства, наявності необхідного для виробництва обладнання, його потужностей та паспортних характеристик (продуктивності, точності, діапазону зміни режимів обробки), наявності матеріалів і комплектуючих, а також - залежно від загальних матеріальних витрат при реалізації кожного з варіантів одержання ТО.

Однак в деяких випадках вказані міркування не є вирішальними, наприклад, при створенні нової військової техніки, яка не має аналогів і дозволяє добитись важливого пріоритету у різних сферах на міждержавному рівні.

 

6.7. Класифікація технічних об’єктів за

ступенем оригінальності конструкції

Під час розробки нової машини інженер завжди прагне максимально широкого використання в її конструкції вузлів та деталей, що вже добре зарекомендували себе на практиці. За ступенем оригінальності конструкції всі ТО можна розділити на такі категорії.

Відомі технічні об’єкти. Для виконання заданої функції вже існує один або декілька ТО. В цьому випадку задача конструктора зводиться до вибору найбільш придатного зразка з врахуванням фактичних виробничих, економічних та інших умов. До відомих ТО відносяться, в першу чергу, стандартизовані, нормалізовані і уніфіковані деталі і вузли (болти, пружини, муфти, електродвигуни), а також неуніфіковані елементи і групи, які можуть бути запозиченими з інших конструкцій.

Доопрацьовані технічні об’єкти. В наявності є ТО, що виконує задану функцію, але не відповідає деяким вимогам. Необхідно, наприклад, змінити габарити, потужність, швидкість, робочий тиск, матеріал або технологію. ФС і ПС такого об’єкта, як правило, залишаються незмінними. Нові матеріали застосовуються при умові забезпечення зниження вартості, підвищення якості або поліпшення одного із регламентованих параметрів.

Модернізовані технічні об’єкти. Існуючі об’єкти аналогічного із розроблюваним ТО призначення не відповідають деяким важливим вимогам, що пред’являються до груп і елементів конструкції. В модернізованому ТО незмінною залишається лише ФС і по можливості ПС або її підсистеми. Щодо конструктивних елементів, то можуть бути зміненими їх форма, розміри, матеріал і технологія виготовлення. Таким чином, модернізація, як правило, пов’язана зі зміною конструкції і принципу дії ТО.

Нові технічні об’єкти. Для реалізації заданої функції відсутній ТО, або ж існуючий зразок має недоліки принципового характеру. В результаті розробки створюється ТО з іншими внутрішніми функціями ряду елементів, новими принципом дії та конструкцією. Наприклад, функція транспортування пасажирів по суші, яка раніше виконувалась за допомогою легкового автомобіля з бензиновим двигуном, після розв’язання задачі з врахуванням нових заданих умов та параметрів, виконується з використанням автобуса з газотурбінним двигуном.

 

6.8. Класифікація технічних об’єктів за типом виробництва

Тип виробництва, який залежить від потрібної кількості одиниць ТО, що виготовляється, визначає його конструкцію, заходи з організації розробки та підготовки до випуску, а також технологію виробництва, тип і вид використовуваних обладнання, пристосування та інструментів.

Технічні об’єкти одиничного виробництва. При одиничному виробництві суттєво збільшується частка витрат на розробку у загальній собівартості ТО, яка також зростає у порівнянні із собівартістю ТО аналогічного призначення і складності, але виготовленого в умовах масового виробництва. Головним при проектуванні подібних ТО є виконання ними заданої функції, яка в деяких випадках взагалі може бути і нереалізованою, наприклад, в результаті прорахунків під час проектування, або якщо вартість створення ТО виявляється недопустимо високою. Основною причиною такого положення справ є, як правило, відсутність прототипів. Виготовляються ТО одиничного виробництва з використанням наявного на підприємстві технологічного обладнання, інструмента, пристосувань, у зв’язку із чим раціональність конструкції, а також ефективність можуть бути невисокими. До професіоналізму і досвіду конструкторів, що залучаються до їх створення пред’являються особливо жорсткі вимоги.

Технічні об’єкти серійного і масового виробництва. Дані ТО значно краще ніж ТО одиничного виробництва пророблені з точки зору технологічності, раціональності конструкції та оптимальності значень функціональних, експлуатаційних та інших параметрів. Внаслідок великих об’ємів випуску, частка витрат на розробку у загальному об’ємі витрат невелика. Однак, у зв’язку із тим, що контролю піддається лише незначна частина виготовлених зразків, можливий брак та відхилення значень ряду параметрів від заданих. Створенням таких ТО, що, як правило, являють собою модифікації і модернізації існуючих ТО, - займаються фахівці середньої категорії, що працюють на самому підприємстві-виготовлювачі.

Останнім часом простежується все більш чітка тенденція до все більш широкого впровадження стандартизованих, нормалізованих і уніфікованих ТО, що виготовляються масовими серіями. Звичайно вони призначені для виконання функцій нижчих рівнів складності. Прикладами таких ТО можуть бути редуктори, коробки передач, карданні вали, універсально-складальні пристосування.

З іншої сторони зростає частка ТО спеціального призначення: верстатів, автоматів, автоматичних ліній, які служать для виготовлення у великих кількостях дешевих уніфікованих ТО, а також для ефективного та тривалого їх використання.

Створення ТО обох категорій вимагає проведення об’ємних і якісних розробок.

 

6.9. Класифікація технічних об’єктів за типом перетворення

За даною ознакою ТО діляться на об’єкти, призначені для перетворення матерії, енергії, інформації або комбінацій вказаних потоків. Така класифікація може бути корисною, наприклад, при визначенні множини ТО, пов’язаних потоками різних типів з тим чи іншим ТП, а також для упорядкування ТО конкретного цеху або підприємства. Однак вона може привести до плутанини і помилок, якщо один і тої самий ТО на різних етапах робочого циклу забезпечує перетворення різного типу або різні комбінації перетворень.

7. Параметри технічних об’єктів

У випадках, коли необхідно дати характеристику ТО, часто задаються питання, що починаються зі слів „який”, „яка”, „які” і т.д. Наприклад: „Яка максимальна швидкість даного автомобіля?”, „Які у нього витрати пального?”, „Яка його надійність?”, „Якого він кольору?”, „Який він ззовні?”. Відповіді на деякі з вказаних запитань можуть бути досить однозначними. Наприклад: „Максимальна швидкість даного автомобіля 220км/год.”, „Витрати пального в автомобілі 10 л на 100 км”. Однак є і такі варіанти відповідей: „У даного автомобіля висока швидкість”, „Витрати пального низькі”. Подібні характеристики неоднозначні, оскільки невідомо, яку швидкість слід вважати високою і що значить „низькі витрати палива”. Для уточнення інформації задаються додаткові запитання: „Скільки кілометрів за годину проїжджає автомобіль?”, „Скільки літрів пального витрачається на кожні 100 км шляху?”. Питання, що починається зі слова „скільки” дуже важливо, оскільки, у відповіді на нього вказується кількісна величина, яка характеризує даний параметр.

Важче відповісти на питання про надійність автомобіля. Можливі такі варіанти: він надійний або ненадійний. Це, звичайно, відносна характеристика, - вона залежить від того, якими міркуваннями керувався той, хто визначає надійність. Зрозуміло, що людина, у якій автомобіль відмовляє не частіше ніж раз на рік буде вважати його швидше надійним, ніж навпаки. Людина ж, яка ремонтує свій автомобіль кожного тижня, скаже, що він ненадійний. Отже, і тут нам допомогла кількісна оцінка параметра.

Ще важче дати зовнішню оцінку автомобілю. У відповідь ми можемо почути: „він гарний” або „негарний”, „елегантний”, „сучасний” і т.д. Така оцінка є дуже невизначеною; хоча і треба одразу ж додати, що не так просто кількісно визначити якісний по суті параметр, який, до цього ж, змінюється в часі і звичайно установлюється суб’єктивно. Подібна оцінка була б більш точною, якщо б вона давалась на основі порівняння даного конкретного автомобіля з іншим автомобілем, дизайн якого загальновизнаний зразковим або досконалим.

Певну складність представляє собою вибір параметрів для характеристики того чи іншого ТО. Про той ж самий автомобіль можна спитати: „Який у нього ступінь стиску?”, „Яка швидкість обертання вихідного вала двигуна?”, „Який привод автомобіля: передній чи задній?”. Очевидно, подібні питання можуть виникнути швидше у розмові фахівців, оскільки лише вони зможуть оцінити, чи достатньо високими є ступінь стиску рівний 10 : 1 і швидкість обертання 7000 об/хв., а також які переваги має передній і задній привод.

Все вказане лише в загальних рисах характеризує проблематику визначення параметрів ТО.

Термін „параметр” ми застосовуємо як для кількісних, так і для якісних характеристик ТО (технологічність виготовлення, зручність обслуговування, транспортабельність) хоча, вищенаведені приклади показали важливість і необхідність переходу нехай навіть і до абстрактної, але кількісної оцінки.

Задані параметри з їх чисельними значеннями, а також функція ТО являють собою ТЗ на його розробку, яке є необхідним елементом коректної постановки задачі ІТ. Важливим є також взаємозв’язок окремих кількісних і якісних параметрів ТО.

 

7.1. Класифікації параметрів технічних об’єктів

Для укладання максимально повного переліку основних параметрів ТО, а також зручності їх використання під час проектування, всю множину параметрів ділять за різними ознаками на категорії і групи.

 

7.1.1. Класифікація параметрів технічних об’єктів

за способом їх визначення

За даною ознакою розрізняють зовнішні і внутрішні параметри. Наближено зовнішні параметри можна охарактеризувати, як ті, що визначаються за допомогою органів чуття людини або найпростіших універсальних контрольних приладів (лінійки, транспортира, різьбоміра і т.д.). Відповідно, внутрішні параметри ззовні ніяк не проявляються і визначаються за допомогою спеціальних контрольних пристосувань, приладів, засобів (калібрів, шаблонів, тензометричних датчиків, лакмусового паперу). Однак така характеристика дуже відносна і неточна. Тому, зовнішніми параметрами ми будемо називати ті, що характеризують впливи (потоки матерії, енергії, інформації, або їх комбінації) між даним технічним об’єктом, людьми, іншими технічними системами та навколишнім середовищем, а внутрішніми – ті, що характеризують впливи між елементами самого ТО.

При розв’язанні кожної конкретної задачі ІТ необхідно з’ясувати впливи, якого рівня доцільно аналізувати в даному ТО. Наприклад, при удосконаленні зубчастого редуктора не має потреби враховувати міжмолекулярні впливи в матеріалах, з яких виготовляються його деталі. Користувача ж ТО, як правило, цікавлять лише зовнішні параметри.

 

7.1.2. Класифікація параметрів технічних об’єктів

за їх місцем у причинних зв’язках

Вторинні параметри, що вказуються в технічному завданні і, виходячи з яких визначаються інші - первинні параметри технічних об’єктів, називають наслідками. Первинні параметри в подібних зв’язках є причинами. Спроможність конструктора відчувати різницю між причиною та наслідком і визначати первинні та вторинні параметри відноситься до його найважливіших професійних творчих якостей. Образно кажучи, в процесі розробки ТО йому доводиться „конструювати” причини для забезпечення заданих наслідків. Наведемо приклади причинних зв’язків в ТО: достатній ступінь стиску в робочому циліндрі дизельного двигуна обумовлює необхідне збільшення температури повітря, що, в свою чергу приводить до запалення палива; недостатня жорсткість супорта токарно-гвинторізного верстата є причиною зниження точності обробки заготовки.

 

7.1.3. Класифікація параметрів технічних об’єктів

за можливістю їх кількісного визначення

Параметри ТО можна поділити на ті, що можуть і ті, що не можуть бути кількісно визначеними.

У випадках, коли параметр якісний і його чисельне значення не може бути установлене застосовується бальна система оцінювання, згідно із якою, вся множина ТО того чи іншого призначення ділиться на групи і підгрупи. Кожна група і підгрупа отримує найменування або характеристику, що дозволяє оцінити ТО у відповідності із даним параметром і визначити місце ТО серед інших зразків. Такий метод, безумовно, є більш точним, ніж якась суб’єктивна оцінка, що більшою частиною основана на емоціях і завершується словами „добре” або „погано”. Однак і в цьому випадку виникає багато невизначеностей, обумовлених труднощами обчислення „ціни” бала, а, з іншого боку, - суб’єктивізмом експерта, який дає оцінку. До цього питання ми ще повернемось (див. розд. 8).

 

7.1.4. Класифікація параметрів технічних об’єктів

за ступенем важливості

Практично в будь-якому технічному об’єкті можна визначити основні параметри, безпосередньо пов’язані із виконуваною ним зовнішньою функцією (наприклад, для металорізального верстата це швидкість різання, подача, обертальний момент на шпинделі і зусилля переміщення супорта, максимальний діаметр оброблюваної заготовки) та інші параметри, що не мають безпосереднього відношення до об’єкта впливу або головного елемента технічного об’єкта (наприклад, колір кузова автомобіля ззовні, марка матеріалу, з якого виготовлені елементи салону автомобіля).

При визначенні ступеня важливості параметра ТО слід обов’язково враховувати стан останнього, зовнішні та внутрішні умови, а також ряд інших факторів, які залежать від специфіки використання конкретного ТО. Один і той самий параметр одного ТО в різних умовах може відноситись як до основних, так і до інших параметрів. Наприклад, маса верстата, яка є несуттєвим параметром при його використанні, стає одною з основних характеристик на етапі транспортування.

 

7.1.5. Класифікація параметрів технічних об’єктів

за їх фізичною природою

Параметри ТО класифікуються за фізичною природою таким чином:

- геометричні параметри (ширина, висота, симетрія, форма, міжосьова відстань, кут);

- кінематичні (середня швидкість, прискорення, шлях, час);

- динамічні (сила, маса, коефіцієнт тертя, прискорення);

- статичні (рівнодіюча сила, маса, сила тертя, сила натягу);

- параметри міцності (твердість, межа міцності на розтягання, розподілене навантаження);

- теплові (температура нагріву, теплопровідність, теплоємність, теплоізоляція);

- електричні і магнітні (сила струму, напруга, електропровідність, магнітна проникність);

- оптичні (кут падіння, фокусна відстань, поляризація);

- акустичні (рівень шуму, поглинаюча спроможність, частота звуку);

- хімічні (хімічна активність, концентрація, валентність).

Дана класифікація, в основному, збігається із розділенням фундаментальних дисциплін за напрямками.

 

7.1.6. Класифікація параметрів технічних об’єктів,

пов’язана із їх створенням та використанням

Дана класифікація є основною в курсі даної дисципліни, оскільки дозволяє визначити найважливіші параметри ТО на всіх етапах його створення і використання (див. розд. 10).

В табл. 7.1. наведений перелік категорій параметрів ТО даної класифікації, дана їх характеристика і приклади параметрів. Нижче окремі категорії будуть розглянуті більш детально.

 

Таблиця 7.1

Класифікація параметрів технічних об’єктів,

пов’язана із їх створенням та використанням

Категорії параметрів	Характеристика категорій	Приклади параметрів
Функціональні параметри	Параметри безпосередньо пов’язані із виконанням зовнішньої і внутрішніх функцій ТО	Зовнішня функція ТО, внутрішні функції елементів ТО, швидкість, номінальне зусилля, тиск, температура
Експлуатаційні параметри	Параметри, що визначають ефективність експлуатації ТО	Займана площа, маса, термін служби, надійність, ремонтопридатність, витрати енергії
Ергономічні параметри	Параметри, що характеризують впливи між ТО і людиною, яка його використовує або обслуговує	Зручність розташування кнопок керування на пульті, легкість та швидкість демонтажу елементів під час ремонту
Естетичні параметри	Параметри, що характеризують зовнішній вигляд ТО	Форма, розміри, їх співвідношення, колір

Продовження таблиці 7.1

Параметри зберігання і транспортування	Параметри, що визначають зручність та можливість тривалого зберігання і транспортування	Габарити, маса, форма, міцність, корозійна стійкість, нечутливість до струшувань, змін температури, тиску
Параметри постачання і планування	Параметри, що визначають потреби у ТО і можливість задоволення вказаних потреб	Розмір партії, термін постачання, постачальник
Параметри відповідності правовим нормам	Відповідність ТО законам, нормам і положенням, що стосуються його розробки, виробництва і реалізації	Наявність ліцензії на ТО, що виготовляється, отримання патенту на винахід, закупка готової продукції
Конструктивні параметри	Параметри конструкції ТО	Структура, впливи між елементами, розміри, форма, марка матеріалу, точність виготовлення, шорсткість оброблених поверхонь
Технологічні параметри	Параметри, що характеризують можливість виготовлення ТО з мінімальними витратами	Застосування типових або наявних на виробництві технологій, матеріалів, основного та допоміжного обладнання, інструментів, пристосувань
Економічні параметри	Параметри, що визначають грошові витрати на розробку, створення і реалізацію	Виробничі витрати, собівартість, ціна ТО
Якість виготовлення	Параметри, що визначають можливість якісного виготовлення ТО	Якість конструкторської документації, кваліфікація робітників, наладчиків, майстрів, клас точності обладнання