Закон согласования взаимодействующих ТС

Под согласованием понимают установление оптимальных соотношений параметров, свойств и функционирования взаимодействующих ТС и их элементов. Целью согласования и направленного рассогласования являются устранение вредных взаимодействий между ТС, устранение различного рода потерь, а также получение новых положительных эффектов. Развитие ТС идёт в направлении от несогласованных систем к ТС с согласованными компонентами (веществами, материалами), согласованной формой, ритмикой к комплексно согласованным ТС по всем параметрам как на макро, так и на микро уровне, от статики к динамике.

Виды согласования:

- прямое согласование, когда увеличение одного параметра требует увеличения другого параметра. Например, увеличение оборотов двигателя требует увеличения передаточного числа коробки передач.

- обратное согласование, когда увеличение одного параметра требует уменьшения другого. Пример, увеличение оборотов двигателя требует уменьшения диаметра колёс автомобиля.

- однородное согласование – это согласование однотипных параметров, например, температуры на различных участках системы, входного и выходного электрического сопротивления.

- неоднородное согласование, когда приводятся в соответствие разнородные параметры. Например, скорость резания согласуется с твёрдостью и геометрией резца.

- внутреннее согласование, когда в одной подсистеме (узле) нужно согласовать параметры между собой. Например, подбор материалов пар трения для обеспечения надёжности и долговечности механизмов.

- внешнее согласование, когда необходимо обеспечить совместимость параметров с внешней средой. Например, конструкции автомобиля в зависимости от качества дорог и скорости на которую он рассчитан.

- непосредственное согласование технических систем разных отраслей между собой. Например, электростанции с потребителями.

Кроме указанных видов согласования существуют:

- принудительное согласование, когда в системах имеются подсистемы с разным уровнем развития и менее развитые сдерживают возможности более развитых. Например, скорость эскадры кораблей равна скорости самого тихоходного судна.

- буферное согласование – это согласование с помощью специально вводимых согласующих звеньев (подсистем). Например, редукторов в приводах.

- самосогласование, когда подсистемы могут работать в динамическом режиме. Например, роторно-конвейерные линии.

Согласованию – рассогласованию подлежат любые параметры ТС:

- А) По материалам согласование:

- выравнивание свойств по всему объёму;

- устранение внутренних напряжений;

- высокая чистота (бесдефектность) материала;

- использование одного материала для разных подсистем (унификация);

- устранение контактных явлений (электрокоррозии).

- Б) По материалам рассогласование:

- дифференциация свойств по объёму (направленное легирование, предварительное напряжение);

- применение композитов;

- введение добавок (металлобетон);

- введение катализаторов или ингибиторов на время.

- использование контактных явлений (склеивание).

- В) По материалам динамическое согласование-рассогласование:

- использование веществ с разным агрегатным состоянием;

- использование веществ с нелинейными характеристиками (полупроводники, материалы с памятью формы;

- использование веществ с вспомогательными материалами, обладающими нужными свойствами на время (испаряющимися, проявляющимися при наличии поля);

- самосогласовывающиеся материалы (растворы).

- А) Согласование по формам и размерам:

- оптимальное взаимодействие с внешней средой (придание аэродинамической формы транспортным средствам);

- использование простых геометрических форм (кирпичи, блоки, стержни, трубы и т.д.).

- Б) рассогласование по формам и размерам:

- применение специальных форм обеспечивающих новый эффект (бульб корабля снижает волновое сопротивление);

- ассиметричность (скос кромок стабилизаторов создаёт вращение снаряду).

- В) Динамичное согласование-рассогласование по формам:

- гибкие линзы изменяющие фокусное расстояние при изменении внутреннего давления глицерина;

- самосогласование при притирании поверхностей (рельс-колесо).

- А) согласование ритмики работы:

- настройка на один ритм конвейера;

- собственных частот инструмента и изделия;

- самосогласования ритмики, например маятников.

- Согласование путём стандартизации элементов (крепёжные детали, модули).

- Согласование живучести подсистем применением предохранителей или равнопрочных деталей.

Согласование – рассогласование пары «инструмент – изделие»:

Классификатор инструмента на базе характера его взаимодействия с изделием:

- класс 1 – инструмент действует на изделие в точке – сложная кинематика, невозможность автоматизации (игла, резец, письмо ручкой);

- класс 2 - инструмент действует на изделие по линии – отпадает необходимость точного контроля положения изделия (волочение, прокатка, покраска валиком);

- класс 3 – инструмент взаимодействует с изделием всей своей рабочей поверхностью – кинематика простейшая – прямолинейное движение инструмента (штамповка, литьё, прессование пластмасс, печатание с матриц);

- класс 4 – объёмное взаимодействие инструмента с изделием (окраска погружением, термообработка, химическая обработка, выращивание кристаллов).

Соотношение транспортного и технологических движений:

- класс 1 – несовмещение транспортного и технологического движений, чередование;

- класс 2 – технологическое движение совмещается с транспортным на одной скорости, нет пауз, но ограничение скоростью обработки (прокатка, бесцентрово-шлифовальные станки, волочение);

- класс 3 – совмещение транспортных и технологических движений с обеспечением независимости скоростей – перемещается и изделие и инструмент (роторные линии);

- класс 4 – технология обработки не зависит от транспортной (печь для термообработки, установки для нанесения покрытий).

От класса к классу повышается уровень развития ТС.

Примеры: Упаковка лампочек в конусные футляры, укладываемые встречно компактно в прямоугольные контейнеры.