Изучение принципиальной схемы устройства

Первичная информация (первый этап)

Информация, необходимая для разработки и дополнения технических требований к устройству, выявляется конструктором на основе изучения технического задания и принципиальной схемы устройства, анализа его взаи­мосвязи с внешним окружением, технических и экономических возможностей реализации.

Изучение технического задания

При получении технического задания на конструирование нового устройства конструктор, прежде всего, ищет в задании возможно более полной и строгой формулировки той конечной цели, которая перед ним ставится.

Если конструктор подключается к работе коллектива над сложным проектом для решения частной задачи, притом подключается не с начального, а с промежуточного этапа, то это ограничивает его осведомленность в отношении проекта в целом. Ему, следовательно, нелегко установить правильность постановки цели в задании.

Если создаваемое устройство является частью более общей технической системы, то конечная цель, которая ставится перед конструктором в задании, должна быть сформулирована на основе знания места и роли устройства в системе. В этом случае целевое назначение устройства определяется целевым назначением системы, что может уменьшить всегда существующую опасность подмены конечной цели.

Первоочередная задача конструктора - убедиться в том, что конечная цель сформулирована правильно, что не произошло ее подмены каким-либо частным конкретизированным решением. Разработчик технического зада­ния может либо ошибочно отождествлять такое решение с конечной целью, либо необоснованно считать его наилучшим. В обоих случаях оно может декларироваться в задании, как обязательное. Нередко из факта такой подмены вытекает и ложный выбор промежуточных целей.

Необходимость критического подхода к формулировке цели является одной из особенностей инженерных, в частности конструкторских задач, в отличие от строго поставленных учебных задач математического характера с однозначно заданными условиями. Начинающий конструктор должен понимать эту особенность, быть готовым к ней, не должен дать увлечь себя на ложный путь с самого же начала.

Будем считать, что задание на конструирование включает в себя как принципиальную схему устройства, так и ряд технических требований к нему. Степень приближения принципиальной схемы к реальной конструкции может быть самой различной. В некоторых случаях правильнее говорить не о принципиальной, а о конструктивной схеме, частично уже предопределяющей выбор конструктивного варианта устройства.

Предварительный анализ принципиальной схемы - это первое звено в цепи “обратных воздействий” на исход­ные данные задания. Принципиальная схема анализируется, оценивается и корректируется конструктором, прежде всего с точки зрения возможностей ее конструктивной реализации.

Принципиальную схему сложного устройства чаще всего можно подразделить на несколько составных частей, каждая из которых выполняет свои собственные функции. Конструктор, прежде всего, стремится усовер­шенствовать схему в направлении “интеграции”, т. е. объединения частей и уплотнения их функциональной нагрузки. Очень часто множество не зависимых от конструктора проблем как научного, так и технического ха­рактера ограничивают такие стремления. Чем совершеннее схема (с точки зрения современного уровня техники), тем меньше возможностей у конструктора, а тем более у начинающего, улучшить ее в указанном направлении. Но конструктор обязан предпринимать такие попытки.

Далее при изучении предложенной принципиальной схемы конструктор, насколько это в его возможностях, должен проанализировать ее с точки зрения надежности. Подход конструктора к вопросу о надежности принципиальной схемы отличается от подхода ее разработчика более четким пониманием особенностей схемы в возможной ее конструктивной реализации. Очевидно, что ненадежный вариант принципиальной схемы может свести на нет все усилия по обеспечению надежности устройства при дальнейшем конструировании.

В частности конструктор должен отдавать себе отчет даже о самых отдаленных последствиях уплотнения функциональной нагрузки, реализованного в схемном решении: при попытках к совмещению функций отдельных частей надежность устройства в целом может как повыситься, так и понизиться.

Оценка надежности принципиальной схемы может производиться конструктором по целому ряду факторов, как, например, оценка возможностей резервирования, использование тех или иных готовых элементов и стан­дартизированных деталей, обеспечение безопасности обслуживающего персонала и т. д.

Схема может быть проанализирована по критериям “цены реализации отдельных ее элементов», “технологичности” и другим.

Теперь рассмотрим другую часть технического задания на конструирование, а именно исходные технические требования.

В наиболее общем случае перечень исходных технических требований задания охватывает широкий круг вопросов. Прежде всего, в нем приводятся “входные” и “выходные” характеристики устройства и основные параметры принципиальной схемы. Затем дается описание тех наиболее характерных внешних воздействий на устройство, которые могут иметь место при его эксплуатации, а также вызванные этими воздействиями допустимые отклонения от нормальных режимов работы. Если само устройство является источником вредных воздействий на окружающую среду или человека, приводятся допустимые величины таких воздействий. Наконец перечисляются меры, обеспечивающие удобство работы оператора, обслуживающего персонала, потребителя.

Но широта охвата требований задания еще не делает их полноценным исходным материалом для собственно конструирования. Для этого они должны содержать все необходимое, не включая в себя ничего избыточного. Такими их может и должен сделать сам конструктор. Требования технического задания базируются обычно на| рассмотрении тех взаимосвязей устройства с окружением, которые наиболее просто поддаются анализу, формулировке на техническом языке, количественному выражению. Ряд важных для конструктора взаимосвязей устройства с внешним окружением может вообще никак не отражаться в задании. В конечном счете, только сам конструктор должен решить, какие именно взаимосвязи требуется раскрыть и описать не только качественно, но и количественно. Вот почему, взяв из задания все необходимое и отбросив все лишнее, конструктор должен заняться сбором дополнительной информации, а затем анализом взаимных воздействий устройства и его разнообразного внешнего окружения. Для такого анализа осо­бенно ценен личный опыт конструктора, как эксплуатационника.