1.2. Технические требования и критерии рациональности конструкции

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 

Технические требования, приведенные в задании на конструирование, будем называть исходными техниче­скими требованиями. Они определяются заказчиком в соответствии с задачами, для решения которых и созда­ется устройство, входящее в более крупную систему или автономное.

Эти требования составляют лишь часть того мате­риала, который должен учитываться конструктором при последующей реализации задания. Поэтому до начала собственно конструирования устройства конструктор должен дополнить исходные технические требования за­дания новыми требованиями, выявляемыми им на основе самостоятельного анализа взаимовоздействий устройства с окружением. Дополнение технических требований за­дания производится также исходя из соображений про­изводственного, технологического и экономического ха­рактера. Эти соображения либо вытекают, как следствия, из формулировки задания, либо определяются самим конструктором на основе конкретных условий возможной последующей реализации устройства. Дополненный пе­речень технических требований должен давать конструк­тору всестороннее и достаточно четкое представление о процессе функционирования готового устройства в ре­альных условиях эксплуатации.

Ниже рассматриваются отдельные общие критерии рациональности конструкции.

Критериями рациональности конструкции будем на­зывать те признаки (оценки), по которым можно судить о рациональности создаваемого устройства в ходе кон­струирования. Критерии, имеющие единую и достаточно общую формулировку, применяются в качестве оценки рациональности разных конструктивных решений на от­дельных этапах работы конструктора. При этом они мо­гут иметь различное конкретное содержание. Так, напри­мер, критерий «технологичность конструкций» на этапе эскизной компоновки всего устройства в целом будет иметь иное конкретное содержание, нежели тот же кри­терий на этапе отработки конструкции какого-либо од­ного узла. Точно так же будет иметь различное конкрет­ное содержание отработка на технологичность различ­ных деталей, входящих в одно устройство.

Читателя не должно смущать то обстоятельство, что при различении понятий требований и критериев одни и те же технические характеристики могут входить в тех­нические требования (в качестве требуемых или допу­стимых), а иногда самым тесным образом связываться с содержанием критериев рациональности. Поясним это на примерах.

Вес и габариты. Предельно допустимый вес создаваемого устройства практически всегда дается в технических требованиях заказчика и очень часто явля­ется предметом длительных согласований с исполните­лем. В то же время «минимизация веса» (независимо от того, задан или нет его верхний предел в технических требованиях) может рассматриваться, как наиболее важный и характерный критерий рациональности конст­рукции на протяжении всего хода конструирования. Это относится   и   к  «минимизации   габаритов (объема)».

Стремление к снижению веса и габаритов технических устройств является ярко выраженной тенденцией конст­руирования в ведущих отраслях современного приборо­строения и машиностроения (но, конечно, не за счет на­дежности или других существенных требований).

Это стремление, как ничто другое, придает процессам конструирования различных устройств заметное едино­образие.

В соответствии с этим, модель логики процесса кон­струирования устройств, критичных к габаритам и весу, может быть построена с большей определенностью сравнительно с моделью, отображающей ход проектиро­вания других технических устройств, для которых такое стремление нехарактерно. Точно так же и методические рекомендации, соответствующие модели логики с такими ограничениями, могут быть сформулированы более кон­кретно и будут оставлять меньше возможностей для про­тиворечивых толкований.

По этим причинам минимизацию веса и габаритов будем считать непременным критерием рациональности создаваемой конструкции, а рекомендации методики применимыми в первую очередь для устройств, критич­ных к габаритам и весу.

Надежность. Согласно принятой в настоящее время терминологии [3] под надежностью понимается свойство системы или изделия, обусловленное их безот­казностью, долговечностью и ремонтопригодностью и обеспечивающее нормальное выполнение заданных функ­ций системы (изделия). При этом под ремонтопригод­ностью понимается свойство системы (изделия), выра­жающееся в приспособлении к восстановлению исправ­ности и к поддержанию заданного технического ресурса путем предупреждения, обнаружения и устранения не­исправностей и отказов.

Для целей последующего изложения можно восполь­зоваться также упрощенным определением надежности: надежность есть вероятность того, что устройство будет успешно выполнять свои функции в течение определен­ного периода времени при работе в определенных окру­жающих условиях.

Независимо от нерассматриваемых здесь специаль­ных методов, направленных на увеличение надежности устройства при конструировании, каждому конструктору

приходится думать об обеспечении надежности на про­тяжении всего хода работы. Под углом зрения надеж­ности ему приходится анализировать и принципиальную схему устройства и взаимосвязи устройства с окруже­нием, и компоновку и отработку всего набора деталей на общем виде, и каждую деталь в отдельности. Поэтому можно считать, что критерий надежности является тем критерием, по которому производится оценка рациональ­ности создаваемой конструкции на всех этапах.

В дальнейшем нас будут интересовать лишь некото­рые стороны сложнейших проблем, связанных с надеж­ностью. Прежде всего мы проследим за последователь­ностью действий по обеспечению надежности в ходе кон­струирования. Кроме того, будут затронуты некоторые особенности конструирования устройств с повышенной надежностью.