Министерство по образованию и науке Российской Федерации
Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования
«Южно-Уральский государственный университет»
Факультет «Аэрокосмический»
Кафедра «Летательные аппараты и автоматические установки»
Функционально-стоимостной анализ
редуктора давления
Семестровая работа
по дисциплине «Конструирование и изобретательство»
Выполнил: Воробьев В.С.
Группа: АК-310
Проверил: Махнович С.В.
Челябинск, 2014
Содержание
Введение. 3
- Компонентный анализ. 5
- Структурный анализ. 8
2.1 Построение структурной схемы системы.. 8
2.2 Выявление нежелательных эффектов. 13
- Функциональный анализ объекта. 16
3.1 Определение функций. 16
3.2 Ранжирование функций и значимость элементов (в %) в этих функциях. 19
3.3 Параметры и ресурсы функций. 22
3.4 Нежелательные эффекты в системе. 23
- Функционально-идеальное моделирование. 24
Выводы.. 27
Список литературы.. 28
Введение
Системой называется некоторое множество взаимосвязанных элементов, обладающее свойствами, не сводящимися к свойствам отдельных элементов, Элементы, составляющие систему, называются подсистемами. Каждая система входит в некоторую надсистему. Техническая система (ТС) может состоять из элементов, каким-либо образом размещенных и связанных между собой в пространстве (устройств или веществ), либо из элементов, связанных между собой во времени (технологий, операций, процессов, способов).
Любая ТС создается для выполнения некоторого комплекса полезных функций, достижения определенных целей. Среди них можно выделить основные, для выполнения которых и создается система; второстепенные, отражающие побочные цели создателей системы; вспомогательные, обеспечивающие выполнение основных.
Любую систему можно рассматривать как некий передаточный механизм, реализующий определенную связь между ее входом и выходом. Связь эта осуществляется с помощью функциональных звеньев–преобразователей, превращающих действие (состояние) на входе в действие (состояние) на выходе.
За реализацию полезных функций ТС необходимо расплачиваться. Факторы расплаты включают различные затраты на создание, эксплуатацию и утилизацию системы, всё, чем общество должно расплатиться за получение данной функции, в том числе и все создаваемые системой вредные функции.
Технические системы развиваются. Развитие – это "процесс перехода из одного состояния в другое, более совершенное, переход от старого к новому качественного состояния, от простого к сложному, от низшего к высшему".
В теории решения изобретательских задач (ТРИЗ) развитие технической системы понимается как процесс увеличения степени идеальности (И), которая определяется как отношение суммы выполняемых системой полезных функций (Фп) к сумме факторов расплаты (Фр):
Данная формула отражает тенденции развития лишь качественным образом, так как очень сложно оценить в одних количественных единицах разные функции и факторы.
Идеальный конечный результат – элементы системы должны сами устранять нежелательный эффект а) не препятствуя выполнению главной функции; б) не увеличивая затрат на ее выполнение; в) не внося новых нежелательных элементов.
В курсовой работе рассмотрен редуктор давления как техническая система. С помощью компонентного, структурного ифункционального анализов приведены варианты его усовершенствования.
Редуктор давления газа предназначен для обеспечения с малой погрешностью (0,15 %) постоянного заданного давления газа на выходе из него. Давление на входе в него непрерывно падает вследствие истечения газа из шар-баллона.Редуктор взят из ракетного двигателя РД-100.Дросселирование азота, поступающего из шар-баллонов, в редукторе осуществляется при прохождении его через дросселирующую щель, с уменьшением размера щелистепень дросселированияувеличивается.
1. Компонентный анализ
Цель: выбрать уровень дальнейшего анализа системы и раскрыть состав всех элементов выбранного уровня.
Редуктор давления (рисунок 1) служит для понижения давления сжатого воздуха с 200 ати до рабочего (около 33 ати).
Система включает в себя элементы:
- Колпак – служит для поджатия пружины 3, соединен с гайкой 25.
- Гайка – служит для крепления обечайки 29 к корпусу 16.
- Вспомогательная пружина – служит для поджатия гайки 4.
- Гайка – служит для соединения клапана 12 с пружиной 3.
- Прижимное кольцо – служит для прижатия гайки 4 с клапаном 12 к мембране 7, сменное.
- Прижимное кольцо – удерживает мембрану 7.
- Разделительная мембрана – предназначена для разделения полостей высокого и низкого давлений, обеспечивает герметичность.
- Прокладка – служит для уплотнения опоры 11 и корпуса 16, является регулировочной.
- Стопорное кольцо – фиксирует положение кольца 6.
- Регулировочная шайба – служит для регулировки мембраны 21, для фиксации положения клапана относительно седла.
- Опора мембраны – служит для опоры мембраны и для прохода воздуха к мембране.
- Клапан – служит для регулировки поступающего воздуха, сообщает две полости низкого давления.
- Седло – служит для сообщения воздухом полостей высокого и низкого давлений через 8 отверстий и является направляющей для клапана 12.
- Гайка – предназначена для фиксации винта 32.
- Корпус – обеспечивает безопасность внутреннего устройства от воздействий внешней среды и служит для сообщения фильтра (воздуха из батареи высокого давления) и камеры высокого давления.
- Демпфер – служит для улучшения работы мембраны 21 и исключения колебаний редуктора.
- Колпачок – служит для завальцовывания нижнего конца шпинделя клапана 12.
- Регулировочный штифт – служит для регулировки положения мембраны 21, для фиксации положения клапана относительно седла.
- Пята – служит для соединения пружины 28 и колпачка 18 клапана 12.
- Главная мембрана – служит для приятия усилия от клапана 12.
- Корпус мембраны – служит для завальцовывания пружины 24, для удержания мембраны в корпусе 16.
- Опора – служит для удержания центральной части мембраны 21.
- Решетка-пружина – служит для фиксации нейтрального положения мембраны 21.
- Гайка – служит для крепления колпака 1 в корпусе 16.
- Гайка – служит для крепления пружины 28.
- Тарелка – служит для закрепления пружины 24.
- Главная пружина – ограничивает ход клапана 12.
- Обечайка – служит для защиты пружины и крепления на ней элементов.
- Тарелка – служит для поджатия пружины 28.
- Крышка кожуха – служит для передачи силы поджатия винта 32 тарелке 30 (далее пружине 28)..
- Регулировочный винт – регулирует положение пружины 28.
- Стопорная шайба – служит для фиксации винта 32.
Поясним конструкцию. Корпус редуктора изготовлен из стали и предназначен для монтажа всех деталей редуктора. Он имеет два гнезда с резьбой для фильтра и крестовины. Гнездо крепления фильтра сообщается с камерой высокого давления через три отверстия. В центр корпуса ввернуто седло редуцирующего клапана, герметичность соединения между седлом и корпусом достигается при помощи алюминиевой прокладки. Седло является вместе с тем направляющей втулкой для клапана.
Камера высокого давления сообщается с камерой низкого давления через просверленные в седле клапана 8 отверстий. Упорный конец штока клапана сделан в виде шаровой головки, на которую завальцован колпачок, а на противоположном конце нарезана резьба под гайку. В центральной части клапан имеет форму тарели, рабочая поверхность которой упирается на седло. Редуцирование воздуха происходит при прохождении его через зазор между клапаном и седлом.
Для прохода воздуха из первой камеры низкого давления во вторую в клапане просверлены одно радиальное отверстие и центральный канал. Образующий вторую камеру колпак является вместе с тем и упором для вспомогательной пружины. Вторым торцом пружина упирается на гайку. Усилия пружины передаются через клапан на смонтированную в нижней части корпуса главную мембрану. Для улучшения условий работы мембраны и уменьшения гудения редуктора в нижнюю часть корпуса редуктора ввинчен демпфер.
Плоская перфорированная пружина фиксирует мембрану в нейтральном положении, при котором редуцирующий клапан конической поверхностью свободно опирается на седло, а нижний конец штока клапана касается пяты. Это обеспечивается подбором регулировочного штифта и дополнительной шайбы.
Большинство элементов редуктора получаются путем механической обработки металла (точение, сверление). Корпусные детали изготавливаются из сплава алюминия АВ иалюминия Д16-Т – ГОСТ 4783-49, тарели и седло – из бронзы БрАЖМ10-3-15 ГОСТ 1628-48. Пружины изготовлены их пружинной стали 50 ХФА, клапан из стали Ж2, перфорированная пружина – из стали У8А.
2. Структурный анализ
Цель: выявить все недостатки (существующие и которые могут появиться в системе) и наметить оптимальный путь их устранения, подготовить информацию для функционального анализа системы.
2.1 Построение структурной схемы системы
Структурная модель, прежде всего, описывает взаимосвязи между элементами объекта (системы) и надсистемы. При построении структурных моделей считается, что связь между элементами существует, если они взаимодействуют в пространстве и времени и при этом совершается либо положительное действие, либо отрицательное действие (либо оба вместе).
Система «редуктор давления» взаимодействует с элементами надсистемы, такими как (рисунок2):
- Фильтр (магистраль высокого давления);
- Воздух высокого давления;
- Предохранительный клапан (магистраль низкого давления);
- Воздух низкого давления;
- Воздух окружающей среды.
- Кронштейн (крепление редуктора к раме двигателя)и металлические трубопроводы.
Опишем принцип работы редуктора давления (рисунок 3). Воздух из батареи высокого давления подводится к редуктору. Пройдя через фильтр, очищенный воздух по трем отверстиям в корпусе редуктора попадает в камеру высокого давленияЕ и далее через щель между редуцирующим клапаном и его седлом – в камеру низкого давления Ж. При протекании воздуха через щель из камеры Е в камеру Ж давление воздуха редуцируется до рабочего. Из камерыЖ воздух попадает в крестовину, а из нее к клапанам парогазогенератора и двигателя.
Вместе с тем по радиальным отверстиям и центральному каналу в штоке клапана воздух проходит в камеру рабочего давления И. Таким образом, силы давления воздуха, действующие на редуцирующий клапан со стороны камеры высокого давления Е и камер низкого давления Ж и И, уравновешиваются, а щель между клапаном и седлом образуется под действием давления на клапан главной и вспомогательной пружин и давления воздуха на главную мембрану. При повышении рабочего давления давление на мембрану увеличивается, а щель между клапаном и седлом уменьшается, в результате этого рабочее давление понижается. И наоборот. Рабочее давление в камере низкого давленияЖ устанавливается при помощи регулировочного винта, который создает необходимое натяжение главной пружины. При недопустимом увеличении давления в полостиЖ срабатывает предохранительный клапан (элемент системы редуцирования).
Рисунок 2 -Система редуцирования давления:
1 – колпак; 2, 4, 15, 25, 26 – гайки; 3 – вспомогательная пружина; 5, 6 – прижимные кольца; 7 – разделительная мембрана; 8 – прокладка; 9 – стопорное кольцо; 10 – регулировочная шайба; 11 – опора мембраны; 12 – клапан; 13 – поворотный угольник; 14 – седло; 16 – корпус; 17 – демпфер; 18 – колпачок; 19 – регулировочный штифт; 20 – пята; 21 – главная мембрана;22 – корпус мембраны; 23 – опора; 24 – решётка-пружина; 27 – тарелка; 28 – главная пружина; 29 – обечайка; 30 – тарелка; 31 – крышка кожуха; 32 – регулировочный винт; 33 – стопорная шайба; 34 – предохранительный клапан; 35 – вентиль травления; 36 – запорный вентиль; 37 – крестовина; 38 – фильтр.
Таблица 1 - Матрица взаимодействия элементов системы и надсистемы
|
|
Элементы системы |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
1.Колпак |
2.Гайка |
3.Пружина |
4.Гайка |
5.Кольцо |
6.Кольцо |
7.Мембрана |
8.Прокладка |
9.Ст.кольцо |
10.Шайба |
11.Опора |
12.Клапан |
14.Седло |
15.Гайка |
16.Корпус |
17.Демпфер |
18.Колпачок |
19.Штифт |
20.Пята |
21.Мембрана |
22.Корпус |
23.Опора |
24.Решетка |
25.Гайка |
26.Гайка |
27.Тарелка |
28.Пружина |
29.Обечайка |
30.Тарелка |
31.Крышка |
32.Винт |
33.Ст.шайба |
||
|
Элементы системы |
1.Колпак |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.Гайка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
3.Пружина |
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4.Гайка |
|
|
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.Кольцо |
|
|
|
+ |
|
+ |
+ |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6.Кольцо |
|
|
|
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7.Мембрана |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8.Прокладка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9.Ст.кольцо |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10.Шайба |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11.Опора |
+ |
|
|
|
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12.Клапан |
|
|
+ |
|
+ |
|
+ |
|
|
|
+ |
|
+ |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14.Седло |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15.Гайка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
16.Корпус |
|
+ |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
+ |
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
+ |
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
17.Демпфер |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18.Колпачок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
19.Штифт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
+ |
|
+ |
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20.Пята |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
+ |
+ |
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
21.Мембрана |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
+ |
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
22.Корпус |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
23.Опора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
24.Решетка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
+ |
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25.Гайка |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
26.Гайка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27.Тарелка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
28.Пружина |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
+ |
|
|
|
|
|
29.Обечайка |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
30.Тарелка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
+ |
+ |
|
|
|
31.Крышка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
+ |
+ |
|
|
32.Винт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
33.Ст.шайба |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
Элементы надсистемы |
Фильтр |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Воздух высокого давления |
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
+ |
+ |
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предохранительный клапан |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Воздух низкого давления |
+ |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|
+ |
|
|
+ |
+ |
|
+ |
+ |
+ |
+ |
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Воздух окружающей среды |
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
+ |
|
+ |
+ |
+ |
|
|
Кронштейн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозначения: «+»– элементы взаимодействуют.
Таблица 2 – Описание связей
|
№ связи |
Описание связей в(во) |
|||
|
пространстве |
времени |
взаимодействии |
||
|
(Где?Что с чем взаимодействует?) |
(Когда возникает взаимодействие) |
Полезные действия |
Вредные действия |
|
|
1.1 |
Колпак-Пружина |
Постоянно |
Регулирует пружину |
|
|
1.2 |
Пружина-Колпак |
Постоянно |
|
Пружина сминает часть колпака |
|
2.1 |
Гайка(25)-Колпак |
Постоянно |
Удерживает колпак |
Сдавливает поверхность колпака в точке контакта |
|
3.1 |
Гайка(25)-Корпус |
Постоянно |
Опирается на резьбу корпуса |
Срезает резьбу |
|
3.2 |
Корпус-Гайка(25) |
Постоянно |
Держит гайку |
|
|
4.1 |
Пружина-Гайка(4) |
Постоянно |
Давит на гайку |
Сминает гайку |
|
4.2 |
Гайка(4)-Пружина |
Постоянно |
Держит пружину |
|
|
5.1 |
Гайка(4)-Клапан |
Постоянно |
Прижимает клапан |
Срезает резьбу |
|
5.2 |
Клапан-Гайка(4) |
Постоянно |
Держит гайку |
|
|
6.1 |
Гайка(4)-Кольцо(5) |
Постоянно |
Давит на кольцо |
Сминает кольцо |
|
6.2 |
Кольцо(5)-Гайка(4) |
Постоянно |
Держит гайку |
|
|
7.1 |
Кольцо(5)-Мембрана(7) |
Постоянно |
Давит на мембрану |
Истирает мембрану |
|
8.1 |
Кольцо(6)-Стопор(9) |
Постоянно |
|
Срезает стопорное кольцо |
|
8.2 |
Стопор-Кольцо |
Постоянно |
Удерживает кольцо |
|
|
9.1 |
Стопор(9)-Опора |
Постоянно |
|
Срезает кромку опоры |
|
9.2 |
Опора-Стопор |
Постоянно |
Удерживает стопор |
|
|
10.1 |
Кольцо-Мембрана |
Постоянно |
Прижимает мембрану |
Стирает мембрану |
|
11.1 |
Опора-Мембрана |
Постоянно |
Удерживает мембрану |
|
|
12.1 |
Прокладка-Опора |
Постоянно |
Уплотняет корпус и опору |
|
|
12.2 |
Опора-Прокладка |
Постоянно |
|
Давит на прокладку |
|
13.1 |
Опора-Клапан |
До начала работы |
Ограничивает движение клапана |
Стирает поверхность |
|
13.2 |
Клапан-Опора |
До начала работы |
|
Срезает опору |
|
14.1 |
Седло-Корпус |
Постоянно |
Опирается на резьбу |
Срезает резьбу |
|
14.2 |
Корпус-Седло |
Постоянно |
Удерживает седло |
|
|
15.1 |
Демпфер-Корпус |
Постоянно |
Опирается на резьбу |
Срезает резьбу |
|
15.2 |
Корпус-Демпфер |
Постоянно |
Уерживает демпфер |
|
|
16.1 |
Колпачок-Клапан |
Постоянно |
Регулирует положение клапана |
Истирает поверхность |
|
16.2 |
Клапан-Колпачок |
Постоянно |
|
Давит на колпачок |
|
17.1 |
Колпачок-Штифт |
Постоянно |
|
Давит на штифт |
|
17.2 |
Штифт-Колпачок |
Постоянно |
Держит колпачок |
Давит на колпачок |
|
18.1 |
Штифт-Шайба(10) |
Постоянно |
|
Давит на шайбу |
|
18.2 |
Шайба-Штифт |
Постоянно |
Регулирует положение штифта |
|
|
19.1 |
Шайба(10)-Пята |
Постоянно |
|
Давит на пяту |
|
№ связи |
(Где?Что с чем взаимодействует?) |
(Когда возникает взаимодействие) |
Полезные действия |
Вредные действия |
|
19.2 |
Пята-Шайба |
Постоянно |
Удерживает шайбу |
|
|
20.1 |
Пята-Опора |
Постоянно |
Позиционирует опору |
|
|
21.1 |
Пята-Гайка(26) |
Постоянно |
Опирается на гайку |
Срезает резьбу |
|
21.2 |
Гайка-Пята |
Постоянно |
Держит пяту |
|
|
22.1 |
Опора(23)-Мембрана(21) |
Постоянно |
|
Давит на мембрану |
|
23.1 |
Опора-Решетка |
Постоянно |
|
Давит на решетку |
|
23.2 |
Решетка-Опора |
Постоянно |
Удерживает опору |
|
|
24.1 |
Гайка(26)-Решетка |
Постоянно |
|
Давит на решетку |
|
24.2 |
Решетка-Гайка |
Постоянно |
Регулирует положение гайки |
|
|
25.1 |
Решетка-Корпус(22) |
Постоянно |
Опирается на корпус |
Срезает кромку корпуса |
|
25.2 |
Корпус-Решетка |
Постоянно |
Удерживает решетку |
Срезает решетку |
|
26.1 |
Тарелка(27)-Пята |
Постоянно |
|
Давит на пяту |
|
26.2 |
Пята-Тарелка |
Постоянно |
Держит тарелку |
|
|
27.1 |
Тарелка(27)-Пружина |
Постоянно |
Удерживает пружину |
|
|
27.2 |
Пружина-Тарелка |
Постоянно |
Давит на тарелку |
Сминает тарелку |
|
28.1 |
Корпус(22)-Обечайка(29) |
Постоянно |
Удерживает обечайку |
|
|
28.2 |
Обечайка-Корпус |
Постоянно |
|
Сминает корпус |
|
29.1 |
Гайка(2)-Обечайка |
Постоянно |
Давит на обечайку |
Сминает обечайку |
|
29.2 |
Обечайка-Гайка |
Постоянно |
Ограничивает движение гайки |
|
|
30.1 |
Винт(32)-Тарелка(30) |
Постоянно |
|
Давит на тарелку |
|
30.2 |
Тарелка-Винт |
Постоянно |
Удерживает винт |
|
|
31.1 |
Гайка(15)-Стопор |
Постоянно |
|
Сминает стопор |
|
31.2 |
Стопор-Гайка |
Постоянно |
Стопорит положение гайки |
|
|
32.1 |
Винт-Гайка |
Постоянно |
Опирается на гайку |
Срезает резьбу |
|
32.2 |
Гайка-Винт |
Постоянно |
Удерживает винт |
|
|
33.1 |
Стопор-Крышка |
Постоянно |
Опирается в крышку |
|
|
33.2 |
Крышка-Стопор |
Постоянно |
|
Срезает стопор |
|
34.1 |
Крышка-Винт |
Постоянно |
Удерживает винт |
|
|
34.2 |
Винт-Крышка |
Постоянно |
Опирается на резьбу крышки |
Срезает резьбу |
|
35.1 |
Тарелка(30)-Пружина |
Постоянно |
Удерживает пружину |
|
|
35.2 |
Пружина-Тарелка |
Постоянно |
Давит на тарелку |
Сминает тарелку |
2.2 Выявление нежелательных эффектов
Нежелательные эффекты (НЭ), возникающие в системе и надсистеме как следствие вредных действий, передаваемых или способных возникнуть, описаны в таблице 3.
Таблица 3 – Описание НЭ
|
№ связи |
Вредное действие |
№ НЭ |
Описание нежелательного эффекта |
|
1.2 |
Истирает поверхность колпака |
1 |
Ухудшение удержания пружины |
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
2.2 |
Сминает поверхность колпака |
3 |
Отрыв колпака |
|
4 |
Разгерметизация |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
3.1 |
Срезает резьбу |
5 |
Отрыв колпака |
|
4 |
Разгерметизация |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
4.1 |
Сминает гайку |
6 |
Изменение прочности гайки и пружины |
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
5.1 |
Срезает резьбу |
5 |
Слабое фиксирование |
|
6 |
Ухудшение удержания клапана |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
6.1 |
Сминает кольцо |
7 |
Деформация кольца |
|
8 |
Ухудшение удержания мембраны |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
7.1 |
Стирает мембрану |
9 |
Нарушение взаимной герметизации полостей высокого и низкого давлений |
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
8.1 |
Срезает стопорное кольцо |
10 |
Деформация стопорного кольца |
|
8 |
Ухудшение удержания мембраны |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
9.1 |
Срезает кромку опоры |
9 |
Деформация опоры |
|
11 |
Ухудшение удержания стопорного кольца |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
10.1 |
Стирает мембрану |
9 |
Нарушение взаимной герметизации полостей высокого и низкого давлений |
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
12.2 |
Давит на прокладку |
12 |
Деформация прокладки |
|
13 |
Нарушение герметизации полости высокого давления |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
13.1 |
Давит на клапан |
14 |
Деформация клапана |
|
15 |
Ухудшение работы клапана |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
13.2 |
Срезает опору |
16 |
Деформация опоры |
|
15 |
Ухудшение работы клапана |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
14.1 |
Срезает резьбу |
17 |
Слабое фиксирование |
|
18 |
Изменение размера дросселирующей щели |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
15.1 |
Срезает резьбу |
19 |
Слабое фиксирование |
|
20 |
Неустойчивая работа клапана |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
|
|
|
|
|
16.2 |
Давит на колпачок |
21 |
Деформация колпачка |
|
15 |
Ухудшение работы клапана |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
17.1 |
Давит на штифт |
22 |
Деформация штифта |
|
15 |
Ухудшение работы клапана |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
17.2 |
Давит на колпачок |
21 |
Деформация колпачка |
|
15 |
Ухудшение работы клапана |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
18.1 |
Давит на шайбу |
23 |
Деформация шайбы |
|
24 |
Сбой настройки редуктора |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
19.1 |
Давит на пяту |
25 |
Деформация пяты |
|
15 |
Ухудшение работы клапана |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
21.1 |
Срезает резьбу |
26 |
Износ поверхности пяты |
|
15 |
Ухудшение работы клапана |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
22.1 |
Давит на мембрану |
27 |
Износ мембраны |
|
28 |
Ухудшение герметизации полости низкого давления |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
23.1 |
Давит на решетку |
29 |
Деформация решетки |
|
15 |
Ухудшение работы клапана |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
25.2 |
Срезает решетку |
30 |
Деформация решетки |
|
15 |
Ухудшение регулирования клапана |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
26.2 |
Давит на пяту |
31 |
Деформация пяты |
|
15 |
Ухудшение регулирования клапана |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
27.2 |
Сминает тарелку |
32 |
Изменение целостности тарелки |
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
29.1 |
Сминает обечайку |
33 |
Износ обечайки |
|
34 |
Нарушение целостности конструкции |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
30.1 |
Давит на тарелку |
35 |
Износ тарелки |
|
31.1 |
Сминает стопорную шайбу |
36 |
Деформация шайбы |
|
34 |
Нарушение целостности конструкции |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
32.1 |
Срезает резьбу |
37 |
Износ винта |
|
34 |
Нарушение целостности конструкции |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
34.2 |
Срезает резьбу |
38 |
Деформация крышки |
|
34 |
Нарушение целостности конструкции |
||
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
||
|
35.2 |
Сминает тарелку |
32 |
Изменение целостности тарелки |
|
2 |
Нарушение работы редуктора |
Рисунок 3 – ПССНЭ
3. Функциональный анализ объекта
Цель: выявить существующую технологию (процесс) достижения результата деятельности системы и оценить вклад каждого элемента системы в общую функциональность.
3.1 Определение функций
Формулирование функций рекомендуется вести в следующем порядке:
а) дать первоначальную формулировку функции, которая представляется правильной;
б) проверить возможность выполнения сформулированной функции самостоятельно (критерием является наличие хотя бы одного элемента, участвующего в выполнении этой функции);
в) дать уточненную формулировку функции, используя вопросы:
- если элемент по п. б) выявлен –«Зачем выполняется эта функция? Какое действие последует?»;
- если таковой элемент не выявлен –«Каким образом выполняется эта функция? Какие действия должны предшествовать?»;
г) повторять процедуру по п.п. б) и в) до последней формулировки, по которой есть хотя бы один элемент, выполняющий эту функцию.
Предположим, что главная функция редуктора давления – понижение давления.Проверим это по алгоритму, приведенному выше, представив его в виде таблицы 4.
Таблица 4 – Описание функций
|
Функция |
Элемент системы |
Какие действия предшествуют? |
|
Ф1: Пропускать газ из полости высокого в полость низкого давления |
Клапан, седло |
Располагать клапан относительно седла, удерживать клапан |
|
Ф2: Удерживать клапан |
Колпачок, гайка(4) |
Удерживать клапан снизу и надавливать на клапан сверху |
|
Ф3: Удерживать седло |
Корпус |
Закрепить корпус |
|
Ф4: Надавливать на клапан сверху |
Гайка |
Надавливать на гайку |
|
Ф5: Надавливать на гайку |
Пружина, кольцо(5) |
Удерживать пружину сверху, надавливать на кольцо |
|
Ф6: Удерживать пружину сверху |
Колпак |
Удерживать колпак |
|
Ф7: Удерживать колпак |
Гайка (25) |
Удерживать гайку |
|
Ф8: Удерживать гайку |
Корпус |
Закрепить корпус |
|
Ф9: Надавливать на кольцо |
Мембрана |
Надавливать на мембрану |
|
Ф10: Надавливать на мембрану |
Нет в системе |
Взаимная герметизация полостей высокого и низкого давления, герметизировать полость высокого давления от внешней среды, герметизация полости низкого давления от внешней среды |
|
Ф11: Удерживать клапан снизу |
Регулировочный штифт |
Удерживать штифт |
|
Ф12: Удерживать штифт |
Регулировочная шайба |
Удерживать шайбу |
|
Ф13: Удерживать шайбу |
Пята |
Удерживать пяту |
|
Ф14: Удерживать пяту |
Тарелка |
Прижимать тарелку, |
|
Ф15: Прижимать тарелку |
Пружина |
Удерживать пружину |
|
Ф16: Удерживать пружину |
Тарелка |
Удерживать тарелку |
|
Ф17: Удерживать тарелку |
Винт |
Удерживать винт |
|
Ф18: Удерживать винт |
Гайка(15), Крышка(31) |
Удерживать гайку, фиксировать крышку кожуха |
|
Ф19: Удерживать гайку |
Стопорная шайба |
Удерживать стопорную шайбу |
|
Ф20: Удерживать стопорную шайбу |
Крышка кожуха |
Удерживать крышку кожуха |
|
Ф21: Удерживать крышку кожуха |
Обечайка |
Удерживать обечайку |
|
Ф22: Удерживать обечайку |
Гайка(2) |
Удерживать гайку |
|
Ф23: Удерживать гайку |
Корпус |
Закрепить корпус |
|
Ф24: Взаимная герметизация полостей высокого и низкого давления |
Мембрана, Опора, Клапан |
Прижать мембрану к опоре, прижать мембрану к клапану |
|
Ф25: Прижать мембрану к опоре |
Кольцо(6) |
Удерживать кольцо |
|
Ф26: Удерживать кольцо |
Зафиксировать стопор |
Закрепить корпус |
|
Ф27: Прижать мембрану к клапану |
Кольцо(5) |
Прижимать кольцо |
|
Ф28: Прижимать кольцо |
Гайка(4) |
Удерживать гайку |
|
Ф29: Удерживать гайку |
Клапан |
Удерживать клапан |
|
Ф30: Герметизировать полость высокого давления от внешней среды |
Прокладка, Опора, Корпус |
Прижимать прокладку |
|
Ф31: Прижимать прокладку |
Корпус, опора |
Закрепить корпус, прижимать опору |
|
Ф32: Прижимать опору |
Колпак |
Удерживать колпак |
|
Ф33: Герметизация полости низкого давления от внешней среды |
Штифт, мембрана, корпус |
Прижимать мембрану к корпусу, прижимать мембрану к штифту |
|
Ф34: Прижимать мембрану к штифту |
Опора |
Удерживать опору |
|
Ф35: Удерживать опору |
Решётка |
Удерживать решётку |
|
Ф36: Удерживать решётку |
Гайка(26) |
Удерживать гайку |
|
Ф37: Удерживать гайку |
Пята |
Удерживать пяту |
|
Ф38: Прижать мембрану к корпусу |
Корпус мембраны(22) |
Удерживать корпус мембраны |
|
Ф39: Удерживать корпус мембраны |
Обечайка |
Удерживать обечайку |
|
Ф40: Закрепить корпус |
Нет в системе |
Внешняя функция, закрепить кропштейн |
Рисунок 4 -ПСС функций
3.2 Ранжирование функций и значимость элементов (в %) в этих функциях
Таблица 5 - Ранжирование функций
|
|
1.Колпак |
2.Гайка |
3.Пружина |
4.Гайка |
5.Кольцо |
6.Кольцо |
7.Мембрана |
8.Прокладка |
9.Ст.кольцо |
10.Шайба |
11.Опора |
12.Клапан |
14.Седло |
15.Гайка |
16.Корпус |
17.Демпфер |
18.Колпачок |
19.Штифт |
20.Пята |
21.Мембрана |
22.Корпус |
23.Опора |
24.Решетка |
25.Гайка |
26.Гайка |
27.Тарелка |
28.Пружина |
29.Обечайка |
30.Тарелка |
31.Крашка |
32.Винт |
33.Ст.шайба |
Ранг |
|
Ф1: Пропускать газ из полости высокого в полость низкого давления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Г |
|
Ф2: Позиционировать клапан |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В1 |
|
Ф3: Фиксировать седло |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В1 |
|
Ф4: Надавливать на клапан сверху |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В2 |
|
Ф5: Надавливать на гайку |
|
|
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В3 |
|
Ф6: Фиксировать пружину сверху |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В4 |
|
Ф7: Фиксировать колпак |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
В3 |
|
Ф8: Фиксировать гайку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В4 |
|
Ф9: Надавливать на кольцо |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В4 |
|
Ф10: Надавливать на мембрану |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внеш- няя |
|
Ф11: Удерживать клапан снизу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В2 |
|
Ф12: Удерживать штифт |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В3 |
|
Ф13: Удерживать шайбу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В4 |
|
Ф14: Удерживать пяту |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
В5 |
|
Ф15: Прижимать тарелку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
В6 |
|
Ф16: Фиксировать пружину |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
В7 |
|
Ф17: Фиксировать тарелку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
В8 |
|
Ф18: Фиксировать винт |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
В9 |
|
Ф19: Фиксировать гайку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
В10 |
|
Ф20: Фиксировать стопорную шайбу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
В11 |
|
Ф21: Фиксировать крышку кожуха |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
В10 |
|
Ф22: Фиксировать обечайку |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В3 |
|
Ф23: Фиксировать гайку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В4 |
|
Ф24: Взаимная герметизация полостей высокого и низкого давления |
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
Ф25: Прижать мембрану к опоре |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В1 |
|
Ф26: Зафиксировать кольцо |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В2 |
|
Ф27: Прижать мембрану к клапану |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В1 |
|
Ф28: Прижимать кольцо |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В2 |
|
Ф29: Фиксировать гайку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В3 |
|
Ф30: Герметизировать полость высокого давления от внешней среды |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
Ф31: Прижимать прокладку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В1 |
|
Ф32: Прижимать опору |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В2 |
|
Ф33: Герметизация полости низкого давления от внешней среды |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
3 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
Ф34: Прижимать мембрану к штифту |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В1 |
|
Ф35: Удерживать опору |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В2 |
|
Ф36: Удерживать решётку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
В3 |
|
Ф37: Удерживать гайку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В4 |
|
Ф38: Прижать мембрану к корпусу |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В1 |
|
Ф39: Фиксировать корпус мембраны |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
В2 |
|
Ф40: Закрепить корпус |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Внеш-няя |
|
Оценка экспертная: Экономическая, % |
6 |
2 |
4 |
2 |
3 |
2 |
4 |
3 |
2 |
2 |
3 |
6 |
5,6 |
2 |
9,7 |
2 |
3,5 |
3,4 |
2,5 |
3 |
2 |
4 |
4 |
3 |
2 |
2 |
4 |
5,6 |
3 |
2 |
2 |
3 |
|
|
Технологическая, % |
4 |
2 |
3,5 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
2,1 |
2 |
2,5 |
5,5 |
5,3 |
2 |
7,8 |
2 |
4,5 |
3,6 |
3,2 |
2 |
2,1 |
3 |
3 |
2 |
2 |
2,1 |
3 |
5,3 |
2 |
2 |
2,1 |
2 |
|
|
Техническая, % |
3 |
1 |
5 |
1 |
1 |
1 |
2,5 |
1 |
1,5 |
1 |
2,3 |
8 |
6,7 |
1 |
7,1 |
1 |
1,9 |
1,2 |
3,5 |
1 |
1,5 |
2,5 |
2,5 |
1 |
1 |
1,5 |
2,5 |
6,7 |
1 |
1 |
1,5 |
1 |
|
Условные обозначения:
Г – главная функция, определяет существование системы;
О – основная функция, объектами являются объекты главной функции, но они не определяют существование системы;
В – вспомогательные функции, обеспечивающие выполнение основной, имеют ранг по значимости. ………………………
3.3 Параметры и ресурсы функций
Таблица 6 – Ресурсы функций
|
Функция |
Параметры |
Ресурс |
|
Ф1 |
Зазор между клапаном и седлом |
Д |
|
Ф2 Ф2 |
Жесткость пружины |
Д |
|
Разность давления в полостях высокого и низкого давления |
Д |
|
|
Ф3 |
Прочность резьбы |
Д |
|
Ф4 |
Прочность гайки |
И |
|
Ф5 |
Жесткость пружины |
Д |
|
Ф6 |
Прочность колпака |
Д |
|
Ф7 |
Прочность гайки |
И |
|
Ф8 |
Прочность резьбы |
Д |
|
Ф9 |
Прочность мембраны |
Д |
|
Ф11 |
Прочность колпачка |
Н |
|
Ф12 |
Прочность шайбы |
Д |
|
Ф13 |
Прочность пяты |
Д |
|
Ф14 |
Прочность тарелки |
Д |
|
Ф15 |
Жесткость пружины |
Д |
|
Ф16 |
Прочность тарелки |
Д |
|
Ф17 |
Прочность винта |
И |
|
Ф18 Ф18 |
Прочность колпака |
Д |
|
Прочность резьбы |
Д |
|
|
Ф19 |
Прочность стопора |
Д |
|
Ф20 |
Прочность колпака |
Д |
|
Ф21 |
Прочность обечайки |
Н |
|
Ф22 |
Прочность гайки |
Д |
|
Ф23 |
Прочность корпуса |
Д |
|
Ф24 Ф24 Ф24 Ф24 |
Прочность мембраны |
Д |
|
Прочность колец |
Д |
|
|
Прочность опоры |
Д |
|
|
Прочность корпуса |
Д |
|
|
Ф25 |
Прочность опоры |
Д |
|
Ф26 |
Прочность опоры |
Д |
|
Ф27 |
Прочность кольца |
Д |
|
Ф28 |
Прочность гайки |
Д |
|
Ф29 |
Прочность резьбы |
Д |
|
Ф30 Ф30 |
Прочность прокладки |
Д |
|
Прочность опоры |
Д |
|
|
Ф31 Ф31 |
Прочность корпуса |
Д |
|
Прочность опоры |
Д |
|
|
Ф32 |
Прочность колпака |
Д |
|
Ф33 Ф33 Ф33 |
Прочность штифта |
Д |
|
Прочность мембраны |
Д |
|
|
Прочность корпуса |
Д |
|
|
Ф34 |
Прочность опоры |
Д |
|
Ф35 |
Прочность решетки |
Д |
|
Ф36 |
Прочность гайки |
Д |
|
Ф37 |
Прочность резьбы |
Д |
|
Ф38 |
Прочность корпуса мембраны |
И |
|
Ф39 |
Прочность обечайки |
Н |
В таблице введены сокращения: Н – недостаточно, И – избыток, Д – достаточно.
3.4 Нежелательные эффекты в системе
Цель: формулирование по результатам функционального анализа нежелательных эффектов – НЭ.
Нежелательными эффектами являются:
- Наличие ненужных и вредных функций (в системе не выявлено).
- Избыточный и недостаточный ресурсы по функциям: избыточная прочность гайки 4, 25, винта 32 и корпуса мембраны 22; недостаточная прочность колпачка 18, обечайки 29.
- Выполнение функции большим числом однородных элементов (в системе не выявлено).
- Малое число функций, выполняемых элементом: кольца5, 6; стопорное кольцо 9; шайба 10; гайки2, 15, 25, 26; демпфер 17; корпус 22; опора 23; тарелки 27,30; пружина 28; винт 32; стопорная шайба 33.
4. Функционально-идеальное моделирование
В функционально идеальное моделирование входит процедура свертывания объекта. Процедура свертывания направлена на повышение идеальности объекта за счет эффективности выполнения полезной функции минимальным числом элементов. Свертыванию, как правило, подвергаются те элементы системы, которые имеют:
- наличие функции низкого ранга;
- малое количество функций, выполняемые данным элементом;
- наличие вредной функции;
- дублирование выполнения функции.
К перечисленным относятся элементы:
Гайка 2 –малое количество функций, выполняемые данным элементом;
Кольцо 5–дублирование выполнения функции;
Гайка25 –малое количество функций, выполняемые данным элементом;
Винт 32 –малое количество функций, выполняемые данным элементом;
Прокладка 8 – наличие функции низкого ранга.
- Рассмотрим элемент Кольцо 5, оно выполняет функцию– надавливает на Мембрану 7.
Данный элемент можно не делать, если:
а) нет объекта функции. Элемент Кольцо 5 выполняет функцию – надавливает на Мембрану 7. Так как при исключении последнего конструкция редуктора давления перестанет выполнять свои функции, то использование данного подхода не представляется возможным.
б) функцию выполняет сам объект функции. Можно сделать также канавку для Мембраны в Клапане, но так как она изготовлена из резины и она будет слетать с клапана, то таким способом невозможно будет обеспечить стабильную работу редуктора давления.
в) функцию выполняют оставшиеся элементы. Кольцо 5 возможно исключить, если Гайку 4 ввернуть до упора к Мембране 7 (для этого изменить конструкцию гайки 4) и функцию Кольца 5 (надавливать на мембрану) будет выполнять Гайка 4 (рисунок 5).
Рисунок 5 – Редуктор давления без Кольца 5
- Рассмотрим элемент Гайка25, он выполняет функцию – фиксировать Колпак 1.
Данный элемент можно не делать, если:
а) нет объекта функции, т.е. нет Колпака. Не представляется возможным.
б) функцию выполняет сам объект функции. Колпак сам себя фиксирует.
в) функцию выполняют оставшиеся элементы системы или надсистемы. Не представляется возможным.
Наиболее предпочтительным вариантом с точки зрения повышения идеальности системы является вариант б). При этом предлагается изменить конструкцию Колпака, усилив его в основании и нарезав резьбу. Таким образом, Колпак будет сам удерживаться в Корпусе (рисунок 6).
Рисунок 6 –Редуктор давления без Гайки 25
- Рассмотрим Тарелку 31, Стопорную шайбу33, Регулировочный винт 32, Гайку 15.
Их можно не делать, если изменить конструкцию Кожуха 29, сделав его разборным (рисунок 7), то есть их функции (в основном поджатие пружины) будет выполнять новый элемент системы.
Рисунок 7 – Измененная конструкция кожуха
- Рассмотрим Гайку 2. Она выполняет функцию – фиксировать Обечайку 29.
Данный элемент можно не делать, если:
а) нет объекта функции, т.е. нет Обечайки. Нарушается целостность конструкции, герметичность. Не представляется возможным.
б) функцию выполняет сам объект функции. Обечайка сама себя фиксирует, если изменить ее конструкцию в верхней части(рисунок 8).
в) функцию выполняют оставшиеся элементы системы или надсистемы. Не представляется возможным.
- Рассмотрим Прокладку 8.Функция – удерживать Штифт 19.
Данный элемент можно не делать, если:
а) нет объекта функции, т.е. нет Штифта. Не представляется возможным.
б) функцию выполняет сам объект функции. Штифт сам себя удерживает.Прокладка 8 и регулировочный Штифт 19удерживают Клапан 12 снизу. Можно оставить для этого только Штифт, исключив Прокладку.
в) функцию выполняют оставшиеся элементы системы или надсистемы. Не представляется возможным.
Выводы
В данной курсовой работе решена задача по устранению нежелательных эффектов, возникающих при работе.В результате свертывания элементов системы, без которых она не теряет своего назначения, предложены варианты усовершенствования конструкции редуктора давления.
Список литературы
- Конспект лекций по курсу «Конструирование и изобретательство», лектор С.В. Махнович. Рукопись: Воробьев В.С., 2014 г.
- Г. С. Альтшуллер, Б. Л. Злотин, А. В. Зусман, В. И. Филатов Поиск новых идей: от озарения к технологии (Теория и практика решения изобретательских задач). – Издательство «КартяМолдовеняскэ» 1989 г., 349с.
Скачать: