Предварительная эскизная компоновка сложного устройства

О месте установки устройства

Полнота информации о "месте" является чрезвычайно важным условием успешного решения задачи компоновки. Не беда, если по ряду причин конструктору не ставят никаких ограничений, связанных с "местом". Наоборот, он чувствует себя свободнее, а следовательно, может искать более оптимальные решения. Так бывает при небольших габаритах диагностических устройства (сравнительно с габаритами диагностических стендов).

Дело обстоит значительно сложнее, если данные о месте установки безусловно важны, но конструктор не располагает ими. Подобная ситуация может возникнуть при создании аппаратуры для еще не спроектированных объектов. Начинающего конструктора такая неопределенность обескураживает, заставляя оценивать постановку задачи как нереальную, и нередко является непреодолимым препятствием.

Недостаточная информация о месте установки требует уменья представить его себе обобщенно, а конструкции придать качества, обеспечивающие возможность установки устройства на любом объекте. Иногда удается обеспечить подобную приспособляемость устройства к разным объектам за счет небольшого количества переходных крепежных деталей, выполняемых каждый раз по-новому. Гибкий валик для передачи вра­щательного движения от одного устройства к другому можно рассматривать, как конструктивный элемент, учитывающий неполноту информации о месте установки устройства на объекте.

Принципиальная основа компоновки реального технического устройства может быть самой различной: иногда это удачно найденный физический принцип, иногда рациональное технологическое решение или даже способ удешевления устройства.

Взамен технических требований, к рассматриваемому моменту уже реализованных конструктивно, появляются связи между частями устройства. Рационально обеспечить эти связи — значит отыскать наилучшее сочетание подвариантов. Перебирать сочетания подвариантов без какого-либо плана или метода нерационально. Огромное число сочетаний исключает такой подход к компоновке. Но планомерный подход вырабатывается не сразу. На первых порах перебор обычно носит беспорядочный характер и лишь постепенно приобретает направленность.

Процесс подгонки частей друг к другу начинается с поисков удачного сочетания каких-либо двух частей. Некоторые варианты отбрасываются немедленно.

Сочетание выбранных вариантов каких-либо двух частей, взятое за основу, выдерживает первое испытание, если удается на этой основе удачно подогнать друг к другу все остальные части устройства. В дальнейшем окончательный вариант компоновки проверяется более полно, в частности, на удовлетворение ряда оставшихся требований. Однако нередко случается, что по мере прорисовки устройства становится все труднее и труднее реализация в конструкции последующих требований. В этих случаях следует своевременно остановиться, с тем чтобы предпринять поиски другого "стержня", другой основы компоновки устройства.

Конструктору тем труднее вовремя отказаться от не оправдавшего себя варианта, чем оригинальнее или изящнее кажется он с первого взгляда. Компоновка еще только зарождается, эскиз ее состоит из нескольких проведенных от руки линий и потому у конструктора еще не накопилось объективных данных для проверки возникшего варианта. В таких условиях эстетическое воздействие "красивой" идеи (как верной, так и несостоятельной) может быть чрезвычайно сильным.

Логическая последовательность компоновки, при которой конструктор вначале расчленяет принципиальную схему на части, а затем все-таки находит возможности к их интеграции, может считаться характерной для случаев глубокой конструкторской проработки сложных устройств. Для простых устройств с небольшим числом деталей предварительное расчленение на обособленные части в ходе компоновки конечно не столь характерно.

Цена реализации параметров технических требований

Реализация различных параметров осуществляется посредством неодинаковых "затрат" веса и располагаемого пространства, различной степенью усложнения отдельных деталей и всего устройства в целом, ценой появления больших или меньших технологических трудностей. Поэтому такое понятие, как "цена конструктивной реализации параметров", приобретает вполне определенный смысл, хотя и остается весьма обобщенным понятием. Та или иная конкретизация этого понятия для определенного класса устройств может приобрести чрезвычайную практическую важность. Так, например, иногда удается выразить отдельные параметры технических требований в единицах веса создаваемого устройства. В этом случае конструктор или проектировщик получает важную для него возможность количественной оценки наиболее существенных параметров. Понятие "цены конструктивной реализации" может оказаться для конструктора полезным и при менее конкретном его выражении.

На этапе разработки (дополнения и уточнения) технических требований конструктор имеет еще очень слабое представление о том, ценой какого веса и каких габаритов может быть реализован тот или иной параметр.

Предварительное конструирование частей устройства и изучение "семейств" подвариантов сопровождается уточнением упомянутой "цены", знание которой приобретает особую важность при компоновке.

В плотно компонуемых устройствах почти любые локальные изменения веса и размеров отдельных деталей распространяются на все устройство в целом. В этих условиях от степени полноты реализации одного какого-либо требования могут зависеть, и существенно, как габариты и вес всего устройства, так и прочие его характеристики.

Итак, знание цены конструктивной реализации основных технических параметров позволяет конструктору в ходе компоновки осуществлять рациональное их перераспределение (в допустимых пределах). Критерий "цена конструктивной реализации" является одним из основных движущих факторов обратного воздействия на технические требования со стороны формирующейся конструкции.