ТРИЗ для «чайников» – 4. Микростандарты - страница 10

В конце XVIII и начале XIX века была разработана технология изготовления чайников и кастрюль из листовой меди. Заготовки вырезались из листа, а затем изгибались и состыковывались. Швы зачеканивались. Чтобы обеспечить герметичность, необходимо было обеспечить высокую точность кроя заготовок. Это резко снижало производительность. Однако с развитием общества спрос на медную посуду быстро рос.

Чтобы повысить производительность была разработана новая технология изготовления чайников – пайка швов медных чайников и кастрюль.

Предложенная технология пайки медных швов позволила резко снизить точность кроя, поскольку независимо от толщины шва он легко герметизировался оловом, наполняющим швы. Швы при этом специально делали достаточно большими по размеру, чтобы олово не просто покрывало поверхность, но и затекало внутрь шва, образуя достаточно толстый слой.

Рис. 33. Прототип самовара, пайка листвой меди

МКС: Если в системе есть соединение двух элементов, а щель герметизируется, то при повышении точности усложняется не только процесс изготовления элементов, но и процесс герметизации, поскольку тонкую щель труднее заполнить соединительным материалом. В этом случае решение может состоять в изготовлении щели заведомо завышенной толщины (по сравнению с возможной по технологии), которая легко заполняется наполнителем-герметизатором. При этом снижается сложность технологии, как при изготовлении заготовок и изделий, так и операции соединения.

Пример 1

В США большая часть водопроводов в частных домах изготавливается из медных труб, которые соединяются муфтами, внутренний диаметр которых больше диаметра соединяемых труб на заданную величину. Труба легко вставляется в муфту, что облегчает сборку, а зазоры заполняются расплавленным оловом. Трубка и муфта перед пайкой нагреваются, а затем к месту соединения добавляется олово, которое втягивается в зазор капиллярными силами. Так обеспечивается надежное соединение.

При этом повышение точности (снижение зазора) только ухудшает соединение, поскольку олово будет хуже заполнять зазор.

Рис. 34. Пайка медного трубопровода

Пример 2

При установке пластиковых окон между окном и стеной остается щель. Если щели между окном и стеной слишком маленькие, то их трудно герметизировать пеной, что ухудшает утепление. Зазор должен иметь некоторую оптимальную толщину, что позволит надежно герметизировать щель. Это регламентируется технологической инструкцией9.

Пример 3

При установке стекла, его вырезают заведомо меньшего размера, чем выемка в раме под стекло, чтобы оно свободно устанавливалось на месте. После установки щели замазывают оконной замазкой, и фиксирует стекло в раме штапиками (Рис.35).

Рис.35. Схема установке стекол в раме

Колеса железнодорожного вагона по форме быстро приобретают оптимальную форму, независимо от первоначальной. Поэтому изготавливать колеса с высокой точностью нецелесообразно. Это позволяет экономить много денег.

Рис. 36. Самооптимизация железнодорожных колес

МКС: В трущейся паре всегда происходит притирка деталей, и если одна часть достаточно большая (протяженная), то притирка идет за ее счет. В этом случае нецелесообразно затрачивать большие усилия на получение второй части пары с высокой точностью. Трущаяся пара сама обеспечит оптимальную форму контакта.

Пример

Лопатка турбины изготавливается с концом из более мягкого металла с небольшим запасом по размеру. При работе турбины избыточная часть на конце лопатки быстро истирается о твердый корпус, обеспечивая минимальный зазор между турбиной и корпусом.