Особенности формообразования машин

Отработка режимов приготовления различных видов пищи в опытно-промышленном образце-кастрюли

На основании отработки термовременных режимов приготовления пищи без воды и жиров разработаны восемнадцать рецептов блюд из овощей и в том числе с использованием измельченного мяса. Установлена возможность сокращения расхода тепловой энергии до 50 % и потерь витамина С в готовой пище до 80 % в сравнении с традиционной технологией и конструкцией кастрюль для приготовления пищи с доливом воды.

Дизайн изделий, включая его форму также обеспечивает удобство монтажа, обслуживание и замены в составе различного оборудования, например в виде вентилей к холодильным установкам, используемых в пищевой промышленности [7].

В отличии от простых технических изделий, например в виде электрического чайника (рис.4.1) или запорных вентилей, машина является сложным устройством, выполняющее механические движения с целью преобразования энергии, материалов или информации.

Например, машина постоянного тока преобразует механическую энергию в электрическую энергию постоянного тока, а тестомесилка с одной или двумя спиралями служит для преобразования механического движения спиралей в формировании теста с определенными свойствами. Причем если процесс замешивания теста является периодический, тестомесилка является машиной состоящей из станины, ёмкости со смесителем, двигателя с передаточным устройством и пультом управления (рис.4.7)

Если приготовление теста производится непрерывно тестомесилка становится частью системы, включающей кроме неё устройств дозированной подачи компонентов для приготовления теста в ёмкость со смесителем, устройства для его выгрузки и формообразования (рис.4.8) [7].

Поэтому при художественном конструировании тестомесилки в первом случае (рис.) они представляют объект из группы элементов, которые компануются по отношению к тестомесилки как самостоятельному объекту конструирования. Во втором случае (рис.4.8) уже тестомесилка наряду с устройствами для загрузки – выгрузки и формирования теста является элементом системы, которая становится самостоятельным объектом художественного конструирования.

Рис.4.7. Тестомесилка с одной спиралью

Рис.4.8. Система непрерывного замешивания теста

Эстетические качества формируются с первых стадий проектирования, однако, красота машины не может быть создана за счет каких-то дополнительных элементов, вводимых специально для красоты. Она определяется назначением машины, рациональностью и сооветствием ее формы функциональному назначению и эстетическим требованиям: назначения машины, особенностям эксплуатации и ремонта, транспортировки, удобства обслуживания, степень использования стандартизированных и унифицированных деталей и узлов, экономические факторы, а также технологические возможности предприятия, на котором намечено производство данной машины; максимальные удобства, безопасность и положительные эмоциональные воздействия на человека в процессе эксплуатации [3].

Эстетически совершенное изделие обладает гармоничными формами, т.е. правильным соотношением частей изделия между собой и в целом с изделием, определенной направленностью объемов по отношению к главному элементу. Для такого изделия характерно композиционное единство формы, целостное строение изделия, взаимно подчинение частей, обусловленное функциональными, эстетическими и другими требованиями.

Композиция является эстетической характеристикой, отражающей систему организации связей элементов формы и содержания изделия, диктующей расположение основных элементов, частей изделия в определенной системе и последовательности. Композиция содержит ряд понятий, выработанных в процессе развития изобразительных искусств, архитектуры и прикладного искусства. Эти категории – объёмно-пространственная структура или компоновка, тектоника, симметрия и асимметрия, пропорциональность, масштабность и др.

Объёмно-пространственная структура или компоновка изделия создается на первом этапе проектирования. Компоновка предопределяет расчлененность машины на узлы, взаимное их расположение, соразмерность объёмов и ряд других особенностей, от которых зависят эстетические достоинства изделия.

Тектоника – выражение закономерностей строения предмета, присущих его конструктивной схеме, его объективных физических свойств, соотношения масс, несущих и несомых частей и т.д. Она опирается на закономерности конструктивной компоновки и проявляется во взаимном расположении частей изделия, его пропорциях, ритмическом строе форм и т. д.

Симметрия, асимметрия, пропорции, масштабность и другие категории композиции являются одновременно и средствами гармонизации, т.е. средствами соразмерного сочетания всех элементов изделия. В технике широко используются симметрия и асимметрия: симметричные детали могут быть скомпонованы в несимметричный узел, симметричные узлы – в несимметричный агрегат. Композиция изделия обычно сочетает закономерности симметрии и асимметрии, но они в статичных и движущихся предметах должны проявляться по-разному. Симметрия применяется для уравновешенной композиции и служит для выражения статичности. Комплексное использование закономерностей симметрии может придать изделию динамический характер. Так, многие транспортные машины при симметричном виде сверху, спереди и сзади имеют асимметричные передние и задние части, придающие машине динамичность.

Незначительные отличия сравниваемых размеров, форм, окраски и т.д. соответствуют нюансным отношениям и напротив, редко выраженные различия сравниваемых характеристик – контрастным отношениям. В нюансных отношениях сходство или повторность выражается сильнее различия. Контрастные же отношения усиливают действительные различия. Например, если рядом с большим предметом установить такой же, но значительно меньших размеров, то последний кажется меньше, чем он есть в действительности. Если между ними поместить ряд предметов с монотонно убывающими размерами, то последний не будет казаться таким уж маленьким. Контрастные отношения могут придать форме динамичность, зрительный эффект движения в направлении преобладающего предмета.

Нередко машины и приборы в соответствии с конструктивными особенностями должны иметь часто повторяющиеся элементы, например, последовательно расположенные узлы и корпусные детали в машинах, станках, приборы индикации на пультах управления и т.д. Закономерная повторяемость, чередование таких элементов может служить средством художественной выразительности.

Существует два вида такой повторяемости – метрическая и ритмическая. Метрическая создается повторением элементов через равные интервалы и может использоваться для выражения покоя, статичности, а ритмическая – закономерным чередованием соизмеримых элементов, располагаемых в порядке нарастания или убывания. Ритм может проявляться как в закономерных изменениях размеров элементов, так и в изменениях интервалов, формы, цвета. Ряд ритмической повторяемости может быть контрастно или нюансное изменяющимся, это сообщает композиции большую или меньшую динамичность. С помощью метрических и ритмических средств можно упорядочить хаотическое нагромождение элементов машины.

Пропорциональность – это соразмерность, определенное соотношение деталей, узлов между собой и с целым изделием. В художественном конструировании используются арифметические (или модульные), геометрические пропорции, пропорциональные соотношения, связанные с применением иррациональных величин (1, √2, √3, … и др. Наиболее распространенной пропорциональной системой является так называемый ряд «золотого сечения» - 0,146; 0,236; 0,382; 0,618; 1,000; 1,618 …(сумма двух соседних членов равна последующему члену).

Масштабность предусматривает соразмерные соотношения между человеком и машиной благодаря постоянной связи между людьми и техникой. Понятие о масштабе машины формируется при сравнении ее с подобными конструкциями и с размерами тела человека. Таким образом, масштаб является относительной характеристикой величины изделия. Кнопки, шкалы приборов, рукоятки управления, фары и ряд других деталей имеют относительно постоянные размеры независимо от того установлены они на большой или на малой машине. Эти детали являются мерой масштабности и называются «указателями масштаба». Масштабностью обладают изделия, у которых формы соразмерны указателям масштаба, т.е. соразмерны человеку – эталону масштабности. В случае разномасштабности создается впечатление, что один из элементов машины заимствован у изделий больших размеров, а другие – у изделий меньших размеров.

Рассмотренные средства гармонизации могут быть усилены или ослаблены применением цвета, так как цвет является неотъемлемой частью зрительных впечатлений. Проектируемое изделие рассматривается художником-конструктором как единая система с функциональными, конструктивными и композиционными связями. В изделии, как и в произведении искусства, должен быть определенный композиционный замысел: какая-то часть машины, узел или деталь должна быть главной, а что-то подчинено этому главному. Если такое взаимное подчинение отсутствует, целостность композиции изделия нарушается, поэтому все элементы в машине или композиции должны быть строго взаимосвязаны.