Рис. 1
 
 

3. Абразивная лента для шлифования

Бесконечная абразивная лента хороша для шлифования деталей со сложными криволинейными поверхностями. Привести ленту в движение относительно обрабатываемой детали не сложно. Привод такой же, как у ременной передачи. Нужен механизм натяжения, чтобы лента плотно прилегала к обрабатываемой поверхности. Однако абразивная лента намного уступает по прочности ремню, и давить на нее обычным натяжным роликом нельзя - порвется. Сформулируйте противоречие, попробуйте использовать один из приемов разрешения технических противоречий.

Подсказка: 1) Применение принципа УНИВЕРСАЛЬНОСТИ (объект выполняет несколько функций) позволит не использовать другие объекты.

2) Ресурс: при ленточном шлифовании применяется смазочно-охлаждающая жидкость ( СОЖ ).

Вероятное решение. Предложено СОЖ применять в качестве нажимного механизма. Давления истекающей из сопла струи вполне достаточно для натяжения ленты

(рис. 2) [11, А. с. 837789].

Рис. 2
 

4. Очистка металлических заготовок

Очистка металлических заготовок, проката, металлоконструкций от окалины, ржавчины, старой краски - трудоемкое дело. В прокатном производстве катанку от окалины избавляют травлением. Это дорого, испарения серной кислоты вредны. И к тому же, она вместе с окалиной снимает изрядный слой здорового металла, переводя его в отходы. Как быть?

- 7 -

Подсказка: Используйте физический эффект (ФЭ) - электрический ток вызывает увеличение скорости релаксации напряжения в металлах и оказывается удобным технологическим фактором для снятия внутренних напряжений в металле.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Вероятное решение. Предложено очищать металлические конструкции и прокат высоковольтными электрическими разрядами. Разряды высокой частоты и напряжения, проходя через поверхностный слой металла глубиной всего в несколько микрометров, отделят от него тончайшие частицы, как чешую с рыбы, вместе со всем, что на них наросло, так как при одноименном заряде между частицами и основным металлом будут возникать кулоновские силы отталкивания (рис. 3) [11. А. с. 845886].

Схема устройства для очистки металлических

поверхностей по а. с. 845886

1 - обрабатываемый металл;

2 - упругие токосъемники;

3 - удаляемое наслоение;

4 - опорные ролики;

5 - корпус устройства;

Рис. 3
 
6 - керамический изолятор с электродом, перемещающийся вверх-вниз для установки необходимого разрядного промежутка между обрабатываемой поверхностью и электродом;

7 - кабель; 8 - патрубок для отсоса продуктов очистки.

5. Диффузионная сварка металлов

При диффузионной сварке возникают вопросы: как нагреть, защитить от окисления и равномерно прижать друг к другу соединяемые детали? Обычно используют вакуумные камеры и механические сборочные приспособления, что сравнительно дорого и хлопотно. Как быть?

Противоречие: Если применить вакуумную камеру, то поверхности деталей

не окисляются, но устройство сложное и его трудно эксплуатировать.

Подсказка. Принцип ОБЪЕДИНЕНИЯ позволит соединить операции по

сжатию свариваемых деталей и защитить детали от окисления воздухом.

Принцип ИЗМЕНЕНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ подсказывает изменить агрегатное состояние среды, в которой происходит обработка деталей. Вероятное решение. Детали, например, вал и втулку, собирают плотной посадкой и помещают в сосуд с высокотемпературным расплавом металлов, солей или стекла. Сосуд герметично закрывают, а свободное пространство под крышкой заполняют газом или паром под давлением, которые через расплав равномерно сжимают свариваемые детали. При этом расплав и нагревает детали и защищает их от окисления (рис. 4).

- 8 -

1 - высокотемпературная камера из

нержавеющей стали;

2 - электронагреватель, поддерживающий металл в камере в расплавленном состоянии;

3 - жидкий металл;

4 - корпус устройства;

5 - слой теплоизоляции;

6 - змеевик водяного охлаждения;

7 - герметичная крышка;

8 - вентиль для подачи в камеру

инертного газа;

9 - свариваемое изделие

[12. 1982, 9. С.30].

Рис. 4
 
 

6. Как избавиться от трещин?

Что может быть огорчительнее трещины, появившейся в корпусе большой машины? Бывает, что единственный выход - эту трещину заварить. Возникает проблема - как стянуть трещину, чтобы в ней не осталось зазора?

Корпус в тисках не сожмешь. Остается разделать трещину вдоль, засверлить по концам и заварить в надежде на то, что сварной шов при усадке стянет трещину, что далеко не всегда получается. Как быть?

Подсказка: Примените принцип НАОБОРОТ.

Вероятное решение: Предложено трещину до сварки разделывать поперек. По обе стороны от трещины высверлить отверстия под углом альфа к плоскости, в которой она образо-

валась, и профрезеровать между ними

паз. Затем в двух шариках от крупных

подшипников просверлить отверстия,

нарезать в них резьбу и соединить проч-

ным штифтом. Получившуюся "гантель"

(рис 5) следует забить в отверстия в по-

страдавшем корпусе, и трещина окажет-

ся стянутой. В заключение заваривают

отверстия и поперечный паз Рис. 5

[12. 1982, 10. С.21].

7. Испытание кубиков

Для испытания длительного действия кислот на поверхность образцов сплавов их делают в виде кубиков и помещают на дно герметичной

- 9 -

металлической камеры, наливают агрессивную жидкость (кислоту), создают в камере необходимые температуру и давление. Кислота действует на кубики, но при этом разрушает и стенки камеры. Приходится изготавливать камеру из благородных металлов, что очень дорого. Как быть?

Подсказка: Используйте прием ПОСРЕДНИК.

Вероятные решения (рис. 6) [2]:

1) Предложено заливать агрессивную жидкость в полый кубик. Тогда кислота не будет соприкасаться со стенками, следовательно, не будут разъедаться стенки камеры.

2) Предложено использовать в

качестве посредника пакет, куда

будет ставиться испытуемый

кубик и заливаться кислота.

3) Предложено ввести в состав стенок камеры вещества, которые с определенными кислотами образуют устойчивые соединения. Например:

НЕРЖАВЕЮЩАЯ СТАЛЬ --- HNO3

ТИТАНОВЫЕ СПЛАВЫ --- HCl

Рис. 6

8. Измерение температуры расплавленного металла

Температуру расплавленного чугуна определяют, погружая термопару, защищенную керамикой, непосредственно в чугун. Одной термопары при этом хватает на одно измерение. Измерять пирометром температуру металла плохо, так как на поверхности чугуна плавает слой шлака, температура которого отличается от температуры чугуна. Встраивать термопару в футеровку печи тоже нежелательно, так как точность измерений снижается из-за постоянного износа футеровки (кроме того, последнюю необходимо довольно часто заменять) и непостоянства уровня металла в печи. Как быть?

Подсказка: Задача на РАЗРУШЕНИЕ ВРЕДНОЙ СВЯЗИ. Необходимо между корпусом термопары и расплавленным металлом ввести защитное вещество, являющееся видоизменением либо металла, либо керамики, или ресурсное вещество. Традиционный способ - "наморозить" на керамику металл, но для этого необходимо найти источник холода.

- 10 -

Вероятное решение: Продувать через полости термопары воздух, который будет ее охлаждать и вызывать намораживание металла.

Воздухом же (а лучше инертным газом) можно формировать в жидком металле углубление (оттесняя шлак).

Термопара может быть изолирована от жидкого чугуна газовым пузырем.

9. Плазменно-дуговая печь и окисление

В плазменно-дуговой печи, где анодом служит расплавленный металл, а катодом - сопло плазмотрона, для перехода в шлак нежелательных примесей создают окислительную атмосферу. Поскольку печь герме-тична и пространство над зеркалом расплавленного металла невелико, невелик и расход кислорода. Но плазменная печь рентабельна только в большом металлургическом производстве. При небольших или опытных плавках расплавленную сталь рафинируют прямо в открытом ковше, и тут с расходом кислорода приходится считаться. Как быть?

Подсказка: Примените ИНЕРТНУЮ СРЕДУ и принцип ОБЪЕДИНЕНИЯ.

Вероятное решение: Предложено окисляющий газ подавать непосред-ственно в плазмотрон, смешивая его с плазмообразующим (горючим газом). При этом кислород можно заменить менее дефицитной смесью воздуха с углекислым газом [13. А. с. 1533843].

10. Магнитно-импульсное прессование

Рис. 7
 
Для изготовления изделий из порошков используют магнитно-импульсное прессование. Внутри цилиндрического индуктора 1 находится цилиндрическая медная оболочка 2. Внутри оболочки – порошок 3. При разряде батареи конденсаторов в индукторе протекает кратковременный сильный ток. Под действием магнитных сил в медной цилиндрической оболочке возникают большие усилия, оболочка деформируется, сжимается и прессует порошок, превращая его в плотное цилиндрическое изделие. Потом, однако, возникает необходимость снять медную оболочку, вдавленную в порошок, а сделать это трудно, так как оболочка сцеплена с поверхностью порошковой трубки (рис. 7).

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12