Учебные задачи на использование приёмов разрешения тп с контрольными ответами

 

Задача 1. Обмотки электрических машин закладываются в пазы, сделанные в железе статора (у некоторых машин - и ротора), и закрепляются специальными пластмассовыми

клиньями - клинья должны плотно прижать обмотку, чтобы она не могла шевелиться от вибраций. Длина каждого клина 15-20 см при длине обмотки в несколько метров. Клинья вставляют в паз один за другим и проталкивают вперед. Но чем плотнее клин прижимает обмотку, тем труднее его вставлять - иногда его даже вбивают в паз с помощью специальных пневматических молотков, но это опасно, так как можно повредить обмотку. Как быть?

 

Приёмы: 17 - "принцип перехода в другое измерение", 25 - "принцип самообслуживания" и 24 - "принцип посредника": сделать скосы на торцах клиньев и стянуть их при помощи тросика и резьбового наконечника с гайкой, а тросик пропустить через продольное отверстие в клиньях.

 

Задача 2. Детали в патроне токарного станка зажимают при помощи ключа с квадратной головкой, вставляемого в квадратное отверстие патрона. Иногда случается, что токарь включает станок, забыв вынуть ключ из патрона, а это очень опасно - вращающийся патрон выбросит ключ с большой силой. Как исключить возможность таких случаев?

 

Прием 11 - принцип "заранее подложенной подушки". Через ключ можно замкнуть электрическую цепь пуска станка, чтобы при вставленном ключе невозможно было

запустить станок. Либо снабдить ключ пружиной, САМОЙ выталкивающей его из патрона, как только рука отпустила ключ.

 

Задача 3. Мелкие детали из керамики или цветных металлов при шлифовке приклеивают к столу шлифовального станка при помощи специальной смеси канифоли и парафина. Но это дорого и трудоёмко. Чем заменить приклейку?

 

Приём 36 - принцип "применение фазовых переходов": детали примораживают к столу шлифовального станка.

 

Задача 4. В глубокой чаше карьера работает мощный экскаватор. Его выхлопные газы, а также выхлопы множества вывозящих руду тяжелых грузовиков "загазовывают" карьер, что очень вредно для работающих. Выхлопные газы нужно удалить. Казалось бы, это несложно - газы горячие и, значит, легче воздуха и должны подниматься вверх. Но этому мешает их активное перемешивание с более холодным окружающим воздухом. Как без особых затрат обеспечить "эвакуацию" газов из карьера?

 

Прием 30 - принцип "использование гибких оболочек и тонких пленок". Чтобы исключить перемешивание газа с воздухом, было предложено собирать газ в большие шары - аэростаты, которые поднимают высоко вверх, где из них выпускают газ, а потом возвращают их вниз. Но это сложно, особенно для движущегося самосвала.

Улучшить решение позволяет прием 27 - принцип "дешевая недолговечность взамен дорогой долговечности". Вместо шаров используют мыльные пузыри, для чего горячий

 

выхлопной газ пропускают через плёнкообразующий раствор (попросту, мыльный раствор). Пузыри поднимаются вверх, где САМИ лопаются, и вредные газы уходят из карьера.

 

Задача 5. Довольно часто необходимо наносить на металлические поверхности толстый слой изоляционного материала. Со временем иногда требуется этот слой снять, и в таком случае прибегают к приему 10 - "принципу предварительного действия": под изоляцию заранее закладывают стальную проволоку, с помощью которой потом разрезают слой. Но здесь возникают трудности: если укладывать тонкую проволоку, то она легко режет слой, но может лопнуть; если же укладывать толстую проволоку, она не лопается, но возрастают усилия, необходимые для разрезания, и увеличивается расход материала. Как быть?

 

Прием 28 - "принцип замены механической схемы": через тонкую проволоку пропускают электрическй ток - усилия разреза уменьшаются, исключается возможность разрыва проволоки.

 

Задача 6. Всем известен вред, который наносит организму употребление алкоголя. Но в сухих винах содержатся и полезные для человека вещества - тонизирующие, лечебные. Можно удалить алкоголь выпариванием, но при высокой температуре полезные вещества разлагаются. Как быть?

 

Приемы 3 и 35 - принцип "местного качества" и принцип "изменения физико-химических параметров объекта": выпаривание алкоголя ведут при пониженном давлении при относительно низкой температуре (40-50 градусов С).

 

Задача 7. Вода при замерзании непременно разорвёт закрытую емкость, в которой находится. Как предотвратить разрыв ёмкости, если предотвратить замерзание воды нельзя?

 

Приёмы 11 и 31 - принцип "заранее подложенной подушки" и принцип "применение пористых материалов". В сосуд помещают заранее хорошо сжимаемый вкладыш - например, из пенопласта. Годится и обычный резиновый мячик.

 

Задача 8. Птицы очень быстро перестают бояться обычных пугал. Усовершенствуйте обычное пугало.

 

Приём 2 - "принцип вынесения": использование для отпугивания записанного на магнитофонную пленку птичьего крика опасности.

 

Приём 8 - "принцип антивеса": парящий воздушный шар или змей.

 

Приём 15 - "принцип динамичности": двигающееся пугало.

Приём 18 - "принцип использования механических колебаний": пугало, качающееся под действием ветра либо специального привода.

 

Приём 13 - "принцип "наоборот": приманивать птиц на другое место.

 

Приём 25 - "принцип самообслуживания"

Приём 23 - "принцип обратной связи": пугало, САМО изменяющее своё положение или состояние при приближении птиц.

Приём 26 - "принцип копирования": птицы пугаются, САМИ увидев себя в зеркале.

 

Прием 27 - "принцип дешёвой недолговечности": обычное пугало, которое часто заменяют.

 

Приём 28 - "принцип замены механической схемы": использование электрических, акустических и других полей. Например, недавно изобретено пугало в виде оклеенного кусочками зеркал шара (такие шары применяют для создания эффекта "падающего снега" - вращаясь, шар постоянно пускает солнечные "зайчики" (приём 15 - "принцип динамичности"), которых птицы очень боятся.

 

Приём 33 - "принцип однородности": птицы боятся чучела хищной птицы.

 

Задача 9. Выдающийся лётчик-испытатель М.Л.Галлай в своей книге рассказывает о таком случае. Однажды он, тогда ещё молодой летчик, получил задание провести испытания самолета на флаттер, т.е. умышленно вызвать страшные вибрации, часто приводившие к разрушению машины. Если чего и боялся М.Галлай, так это чтобы не

перехватили у него такое интересное задание. Но один из более опытных коллег спросил его: "Ну хорошо, попадешь ты во флаттер. А дальше что думаешь делать?" - "Направлю самолет вверх, чтобы уменьшилась скорость, тогда флаттер прекратится", - ответил Галлай. Коллега объяснил ему, что это, конечно, хорошее решение, но выполнять его непросто - в первые же секунды флаттера сильные колебания рулевых плоскостей выбивают у пилота штурвал из рук, делая самолёт неуправляемым. Как быть?

 

Приём 9 - принцип "предварительного антидействия". Поскольку в момент флаттера лётчик не мог удержать в руках штурвал, чтобы направить его вверх и сбросить скорость, М.Л.Галлай решил сделать так, чтобы самолёт даже во время нормального полёта всё время "хотел" устремиться вверх. Реализовать это можно было по-разному - например, просто привязать штурвал резиновым жгутом так, чтобы его все время тянуло "на себя". В нормальном полёте пилот удерживает штурвал в нужном положении и не даёт самолету уйти вверх, а как только штурвал вырвётся из рук, самолёт САМ взмоет «свечой» и скорость упадёт, вибрации прекратятся. На практике М.Л.Галлай обошелся даже без жгута, воспользовавшись РЕСУРСАМИ, имеющимися в самолете - устройствами для облегчения управления ("триммерами"). Обычно триммеры настраивают так, чтобы при горизонтальном полете пилот держал штурвал без усилий, а в данном случае он триммеры просто перестроил, чтобы они "тянули" самолёт вверх.

 

Задача 10. При перевозке живой рыбы в цистернах из-за скученности много рыбы гибнет. Было доказано, что если заставить рыбу во время перевозки активно двигаться, то потери уменьшаются в несколько раз. Но как это сделать? Всякого рода насосы, мешалки удорожают конструкцию цистерны и калечат рыбу, а особого эффекта не дают.

 

Приём 33 - "принцип однородности": в цистерну помещают одну хищную рыбу, которая непрерывно "гоняет" всех перевозимых рыб.

 

Задача 11. Придумана новая дымовая труба, верхняя часть которой сделана из отдельных колец, нанизанных как бусы. Благодаря этому верхушка трубы может отклоняться по ветру и выбрасывать дым дальше, чем обычно. Какие приёмы использованы в этом решении?

 

Приёмы 1 и 15 - "принцип дробления" и "принцип динамичности".

 

Задача 12. При электронно-лучевой сварке трудно направить луч в нужное место, так как он невидим. Как быть?

 

Приём 32 - "принцип изменения окраски". Вместе с невидимым электронным лучом излучается пучок света, позволяющий точно прицелиться.

 

Задача 13. Корм скоту приготавливают в виде смеси из разных трав, для чего скошенные травы перемешивают с помощью специальных дозирующих устройств. Проще было бы посеять все травы вместе, как на лугу, но тогда их трудно обрабатывать - одни травы могут угнетать другие. Как обеспечить дозированное смешивание без всяких устройств?

 

Приёмы 10 и 17 - "принцип предварительного действия" и "принцип перехода в другое измерение": разные травы высеваются узкими параллельными полосками, а уборка трав ведётся поперёк рядов - тогда травы смешиваются прямо в кузове машины, идущей за косилкой.

 

Задача 14. В огромном нефтяном резервуаре нужно провести небольшой ремонт - например, приварить кран. Но для этого после выпуска нефти необходимо тщательно промыть резервуар, чтобы не осталось паров нефти, иначе при сварке может произойти взрыв. В результате такой ремонт длителен и обходится чересчур дорого. Как быть?

 

Прием 39 - "принцип применения инертной среды": резервуар заполняют углекислым газом или водой, а сварщик работает в акваланге.

 

Задача: Пловец тренируется в бассейне. Дистанция, которую он должен проплывать, намного превышает длину бассейна, поэтому пловец вынужден совершать повороты. Это вносит в тренировку определенные неудобства. Как быть?