Лекция 10. Основные приемы устранения технических противоречий

 

Попытки составить списки приемов предпринимались давно, но отбор производился субъективно. Приемы, используемые в АРИЗ, - это операторы преобразования технической системы (устройства) или исходного технического процесса (способа). Причем не любых преобразований, а только достаточно сильных. Для преодоления того или иного типа противоречия определялась авангардная отрасль техники, в которой данный тип противоречий устраняется наиболее сильными и перспективными приемами. Так, для противоречий типа "вес - продолжительность действия", "вес - скорость", "вес - прочность", "вес - надежность" и т.п. наиболее подходящие приемы извлекались из изобретений авиационной техники. Противоречия, связанные с необходимостью повысить точность, эффективнее всего устраняются приемами, присущими изобретениям в области оборудования для физических экспериментов.

Знакомясь с приемами, необходимо обратить внимание на то, что многие из них включают подприемы, которые нередко образуют цепь, где каждый следующий подприем развивает предыдущий. Каждый изобретатель должен знать типовые приемы и умело ими пользоваться.

Перечень приемов - это своего рода настольный справочник, но особого рода: изобретатель должен рассматривать его как основу, которую необходимо самостоятельно пополнять по новым техническим и патентным публикациям.

Принцип дробления

а) Разделить объект на независимые части.

б) Выполнить объект разборным.

в) Увеличить степень дробления (измельчения) объекта.

Примеры: 1. Пневматическая автомобильная шина из 12 независимых секций (повышается надежность, живучесть, особенно в военных действиях). 2. Судно делится на однотипные секции (повышается живучесть, корабль можно делать длиннее или короче)

Принцип вынесения

Отделить от объекта "мешающую" часть ("мешающее" свойство) или, наоборот, выделить единственно нужную часть (нужное свойство).

Здесь объект делится на разные части. Так, раньше горноспасатель носил на спине ранец с холодильным устройством, теперь оно помещено в отдельном контейнере. Или, например, птиц отпугивают от летящего самолета криком хищных птиц, записанным на магнитофонную ленту. Крик отделили от птиц.

Принцип местного качества

а) Перейти от однородной структуры объекта (или внешней среды, внешнего воздействия) к неоднородной

б) Разные части объекта должны иметь разные функции.

в) Каждая часть объекта должна находиться в условиях, наиболее соответствующих ее работе.

Примеры: Для борьбы с пылью в горных выработках на инструменты подают воду в виде конуса мелких капель. Чем мельче капли, тем лучше борьба с пылью, но мелкие капли легко образуют туман, это затрудняет работу.

Решение: вокруг конуса мелких капель создается слой из крупных капель.

Принцип асимметрии

а) Перейти от симметричной формы объекта к асимметричной.

б)Если если объект уже асимметричный, увеличить степень асимметрии.

Пример: Противоударная автомобильная шина имеет одну боковину

повышенной прочности - для лучшего сопротивления ударам о бордюрный камень тротуара.

Принцип объединения

а) Соединить однородные или предназначенные для смежных операций объекты.

б) Объединить во времени однородные или смежные операции.

Пример: Сдвоенный микроскоп - тандем. Работу с манипулятором ведет один человек, а наблюдением и записью целиком занят второй, более квалифицированный работник.

Принцип универсальности

Объект выполняет несколько разных функций, благодаря чему отпадает необходимость в других объектах.

Пример: 1. Полость одной трубчатой ноги буровой мачты используется как рессивер, а второй - как бак для горючего. 2. Две продолговатых емкости в компрессоре служат рессивером и рамой для размещения компрессора и двигателя.

Принцип матрешки

а) Один объект размещен внутри другого объекта, который в свою очередь находится внутри третьего и т.д.

б) Один объект проходит сквозь полость в другом объекте.

Пример: Авторское свидетельство № 110596. Способ хранения и транспортировки разнородных по вязкости нефтепродуктов в корпусе плавучей емкости, отличающейся тем, что хранение их с целью уменьшения потерь тепла, высоковязких нефтепродуктов производится в отсеках емкости

расположенных внутри отсеков, заполненных невязкими сортами нефтепродуктов.

Принцип антивеса

а) Компенсировать вес объекта соединением с другими объектами, обладающими подъемной силой.

б) Компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (за счет аэро - или гидродинамических и других сил).

Примеры: 1. Иногда возникает слишком большое усилие на упорный подшипник. Тогда над подшипником ставят мощный электромагнит, "снимающий" чрезмерно высокое усилие.

2. Для повышения тяги шахтового электровоза его вес нужно увеличивать, а для снижения мертвого веса - его нужно облегчать. Преодоление ТП: у ведущих колес монтируется мощный электромагнит, колеса сильнее прижимаются к рельсам, а электровоз можно сделать легче.

9. Принцип предварительного антидействия

Если по условиям задачи необходимо совершить какое-то действие, надо заранее совершить антидействие.

Примеры: 1. Предварительно напряженный железобетон, при создании которого арматуру заранее растягивают.

2. Вал упрочняется без увеличения диаметра, если его сделать из концентрично сваренных труб, предварительно закрученных в разных направлениях на расчетные углы.

10. Принцип предварительного действия

а) Заранее выполнить требуемое действие (полностью или хотя бы частично);

б) Заранее расставить объекты так, чтобы они могли вступить в действие без затрат времени на доставку и с наиболее удобного времени.

Пример: Окраска древесины до того, как дерево срубили: красители подливают под дерево и они разносятся соками по всему стволу дерева.

11. Принцип ^пзаранее подложенной подушки "

Компенсировать относительно невысокую надежность объекта заранее

подготовленными аварийными средствами.

Примеры: 1. Жесткий металлический диск, заранее расположенный внутри автомобильной шины и позволяющий продолжать движение на спущенной шине без повреждения покрышки.

2. В лавиноопасных местностях Швейцарии лыжники и жители носят магнитик малых размеров. При несчастных случаях он помогает найти пострадавшего с помощью магнитоискателя даже под трехметровым слоем снега.

Принцип эквипотенциальности

Изменить условия работы так, чтобы не приходилось поднимать или опускать объект.

Пример: Предложено устройство, исключающее необходимость поднимать и опускать тяжелые пресс-формы. Устройство выполнено в виде прикрепленной к столу пресса приставки с рольгангом (а.с. № 264679).

Принцип «наоборот»

 а) Вместо действия, диктуемого условиями задачи, осуществить обратное действие.

б) Сделать движущуюся часть объекта или внешней среды неподвижной, а неподвижную - движущейся.

в) Перевернуть объект «вверх ногами», вывернуть его.

Пример. Предложен способ (а.с. №184649) вибрационной очистки

металлоизделий в абразивной среде, отличающийся тем, что с целью упрощения процесса очистки вибрация сообщается обрабатываемой детали.

Принцип сфероидальности

а) Перейти от прямолинейных частей к криволинейным, от плоских поверхностей к сферическим, от частей, выполненных в виде куба или параллелепипеда, к шаровым конструкциям.

б) Использовать ролики, шарики, спирали.

в) Перейти от прямолинейного движения к вращательному, используя центробежную силу.

Примеры: 1. Устройство для вваривания труб в трубную решетку имеет электроды в виде катящихся шариков.

2. Породоразрушающие органы, выполненные в виде свободно вращающихся клиновых роликов на оси (дисковые долота).

Принцип динамичности

а) Характеристики объекта (или внешней среды) должны меняться так, чтобы быть оптимальными на каждом этапе работы.

б) Разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга.

Примеры: 1. Инклинометр "Зенит 4", состоящий из двух шарнирно соединенных половин.

2. Автомобиль с шарнирно соединенными секциями рамы (патент СССР № 174748), которые могут поворачиваться друг относительно друга при помощи гидроцилиндров. Такой автомобиль обладает повышенной проходимостью.