4.2.3.2. Динамизация ТС взаимодействующих с технической средой.

До сих пор рассматривались цепочки динамизаций ТС взаимодействующих с окружающей средой, т.е. с природой. Развитие ТС шло по двум путям - по пути адаптации к претензиям ОС и по пути управления ими.

С развитием мира техники создается особая среда - техническая, которая на определенном этапе развития становится динамичной, подвижной, порождая свои претензии к вновь родившимся, но еще "жестким", "неуклюжим" и не динамичным техническим системам. Кроме того, "молодые" технические системы испытывают на себе и претензии, порожденные потребностями человека.

В качестве системы динамизирующейся в технической среде проанализирован электрод-инструмент для электрохимической обработки. Это электропроводный стержень (электрод), имеющий определенную форму. Для обработки изделия в место обработки после установки электрод-инструмента подают электролит. При этом изделие обычно служит вторым электродом. Для непрерывного течения процесса электрохимической обработки необходимо постоянно обновлять электролит.

Ниже приведена лишь часть карточек, связанных с развитием данной технической системы, - только та, которая относится к характерным точкам динамизации (см. рис. 113).

Можно выделить основные претензии технической среды и человека к электрод-инструменту или системе, которую он образует. Это:

• несогласованность подачи электролита и его расхода, а, следовательно, плохого выполнения ГПФ системы;
• несогласованность формы электрод-инструмента и формы оперативной зоны обрабатываемого изделия,
• точность,
• универсальность.

Д-47. А.с. 332 994 (БИ: 11-1972). Способ электрохимической обработки полостей с переменной площадью сечения, осуществляемый на прошивочных станках в открытой ванне с электролитом, перемещающимся электродом-инструментом, выполненным со щелями для подачи электролита, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности обработки, подачу электрода-инструмента регулируют подачей электролита в зону обработки путем последовательного раскрытия щелей в электрод-инструменте по мере углубления его в обрабатываемую полость.

Д-48. А.с. СССР 554 125 (БИ, 14-1977). Электрод-инструмент для электрохимической обработки полостей с переменной площадью сечения, включающий полый корпус со щелями и гибкую заслонку, перекрывающую щели, отличающийся тем, что, с целью повышения точности фиксирования заслонки относительно щелей, в нем заслонка выполнена в виде эластичной ленты, прикрепленной к корпусу электрода-инструмента посредством сухарей, нижний из которых соединен с подпружиненным упором.

Рис. 113. Динамизация технических систем (Пример 5 - динамизация электрод-инструмента) - начало.

Рис. 113. Динамизация технических систем (Пример 5 - динамизация электрод-инструмента) - окончание.

Д-49. А.с. СССР 841 891 (БИ, 24-1981). Катод-инструмент для электрохимической размерной обработки сложных поверхностей с малой кривизной с рабочей частью выполненной многослойной, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, внутренний слой выполнен из материала с большим коэффициентом линейного расширения по сравнению с наружным токопроводящим слоем, а в местах перегиба внутреннего слоя установлены регулируемые источники тепла и датчики положения профиля.

Д-50. А.с. СССР 367 999 (БИ, 9-1973). Электрод-инструмент для электроэрозионной обработки фасонных полостей, .... отличающийся тем, что, с целью повышения производительности обработки путем использования температуры рабочей поверхности в качестве параметра регулирования и повышения точности путем обнаружения предельно допустимого износа электрода-инструмента, горячий спай термопары образован выступающей из диэлектрической трубки термоэлектродной проволокой и телом электрода-инструмента.

Приведенный пример (Д-50) наглядно демонстрирует не только процесс адаптации самой ТС, но и ее подсистемы, выполняющей роль измерительной системы. Происходит процесс поглощения измерительной системы системой, в которую она включена. При этом используются те поля, которые имеются в системе, а также и поля, имеющиеся в отходах Э,В и И системы. Кроме того, поглощение (совмещение) измерительной системы - это также и поиск новых функций будущего идеального вещества ТС.

Д-51. А.с. СССР 737 186 (БИ, 20-1980, с. 71). Электрод-инструмент для размерной электрохимической обработки поверхностей с переменной площадью сечения, включающий корпус со щелями для подачи электролита, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей инструмента, а также стабилизации гидродинамического режима, рабочая часть электрода-инструмента выполнена из одной или нескольких параллельных полос токопроводящих сплавов, обладающих эффектом памяти формы, причем в память сплавов предварительно задана требуемая форма полос, а к корпусу полосы прикреплены посредством серег.

Для обработки плоских изделий используются плоские электроды инструменты. Основными претензиями, в данном случае со стороны технической среды и человека, являются:

1. Необходимость изменения активной поверхности электрода-инструмента (в соответствии с поверхностью изделия).
2. Повышение стойкости электрода-инструмента.

Причем первая претензия действует на макроуровне, а вторая - на микро-уровне.

Д-52. А.с. СССР 385 707 (БИ, 26-1973). Пластинчатый электрод-инструмент для обработки плоских поверхностей, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности изменения величины покрываемой им площади, он выполнен в виде нюргбергских ножниц, один ряд звеньев которых изготовлен из токопроводящего материала, а второй из диэлектрика.

Затем для лучшей адаптации к плоской поверхности, перешли к плоской гибкой ленте. Но такая конструкция не позволяла менять активную поверхность электрода-инструмента: для обработки различных поверхностей нужен был набор таких лент. Требовался следующий шаг по пути динамизации ТС. Здесь необходимо остановиться на одной особенности гибких динамичных систем (упругих). Для повышения полезно-функциональных свойств системы, а также увеличения ГПФ, используют различные геометрические эффекты, например, переход от ленты к спирали, кольцу, ленте Мёбиуса и т.д.

Д-53. А.с. СССР 386 743 (БИ, 27 - 1973). Электрод-инструмент для электрохимической обработки плоских поверхностей, выполненный из нежесткой ленты, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, лента свернута в винтовую легкодеформируемую спираль, концы которой подключены к отрицательному источнику технологического тока.

Д-54. А.с. СССР 212 403 (БИ, 9-1968). Бесконечный ленточный электрод-инструмент с двухсторонней режущей кромкой, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости электрода-инструмента и производительности процесса резания, концы ленты соединены так, что у нее не различаются наружная и внутренняя поверхности, вследствие чего каждая кромка ленты становится продолжением другой, т.е. при неизменной длине ленты длина режущей кромки увеличивается вдвое (лента Мебиуса(.

Д-55. А.с. СССР 304 104 (БИ, 17-1971). Ленточный электрод-инструмент для электрохимической обработки, выполненный из сетчатых металлической и диэлектрической лент, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей, инструмент дополнительно снабжен второй диэлектрической сетчатой лентой, прикрепленной к металлической так, что последняя расположена между двумя диэлектрическими.

Вторая диэлектрическая сетчатая лента введена для устранения отрицательных эффектов излишней гибкости металлической ленты.

Приведенные цепочки динамизаций одного вида ТС показывают большое разнообразие электродов-инструментов предназначенных для обработки различных изделий и поверхностей.

Далее также приведены примеры этого многообразия.

Причем некоторые из электродов-инструментов еще не прошли этап динамизации, а другие прошли его, но на новом витке развития стали вновь "жесткой" моно'-ТС.

Д-56. А.с. СССР 173 117 ( БИ, 14-1965). Электрод-инструмент для электроэрозионной обработки фасонных полостей из элементов с различными физическими свойствами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, участии поверхности электрода-инструмента, параллельные или образующие с направлением подачи острые углы, выполнены из материала с более высокой относительно других участков эрозионной стойкостью, а участки, образующие с направлением подачи углы, близкие к 900 - из материала, допускающего максимальную плотность тока на своей поверхности, например, из меди.

Д-57. А.с. СССР 217 559 (БИ, 6 - 1975). Дисковый электрод-инструмент для электроэрозионной обработки металла, отличающийся тем, что, с целью повышения чистоты обработки поверхности путем выполнения черновой и чистовой операций одним электродом-инструментом, диск по периферии разделен на рабочие секторы и пазы между ними, причем каждый сектор выполнен двухступенчатым.

Это пример частично свернутой би - системы со сдвинутыми характеристиками, но еще не прошедшей этап динамизации.

Д-58. А.с. СССР 297 250 (БИ, 25-1973). Станок для электроэрозионной размерной обработки поверхностей изделий..., отличающийся тем, что, с целью компенсации износа электрода-инструмента и сохранения его формы, электрод-инструмент установлен на валу с возможностью упругого осевого перемещения, ограничиваемого в направлении на изделие.

Неравномерность развития частей ТС приводит к тому, что одновременно в одной ТС может идти процесс динамизации ее частей и идеализации путем совмещения функций в одной подсистеме за счет вытеснения из нее лишних веществ (подсистем).

Д-59. А.с. СССР 1 016 130 (БИ, 17-1983). Электрод-инструмент для электроэрозионной обработки отверстий, выполненный в виде стержня с установленной на нем пружиной, внутренний диаметр которой равен диаметру стержня, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и обработки за счет улучшения условий эвакуации продуктов эрозии из рабочей зоны, пружина выполнена полой.

Д-60. А.с. СССР 175 374 (БИ, 19-1965). Способ электроэрозионной обработки предварительно просверленных отверстии, ... отличающийся тем, что, с целью придания отверстию правильной формы, электрод-инструмент выполняют разрезным и приводят его во вращательное движение со скоростью, обеспечивающей раздвижение рабочих частей инструмента и их прижатие к стенкам отверстия под действием центробежных сил.

Д-61. А.с. СССР 139 913 (БИ, 14-1961). Инструмент для электроэрозионной обработки с точечным контактом, отличающийся тем, что, с целью уменьшения влияния износа на точность копирования, он снабжен конусным наконечником, охватываемым движущейся металлической лентой, являющейся электродом.

Претензии технической среды действуют на ТС на микроуровне, поэтому одна из первых попыток адаптации системы без изменения ее принципа или структуры - динамизация пограничного слоя.

Д-62. А.с. СССР 625 894 (БИ, 36-1978) Сборный электрод-инструмент для электрохимического формообразования полостей, ..... отличающийся тем, что, с целью повышения жесткости электрода-инструмента... выступы и соответствующие им пазы ребер соседних элементов соединены с возможностью относительного перемещения в направлении продольной оси и образуют неразъемный в поперечном направлении замок.

Для повышения адаптации ТС к обрабатываемому изделию электрод-инструмент делят на части, соединяя их затем подвижными связями.

Д-63. А.с. СССР 144 719 (БИ, 3-1961). Фасонный электрод-инструмент для электроэрозионных станков, отличающийся тем, что, с целью его универсализации и снижения стоимости, он выполнен в виде пучка элементарных электродов произвольного сечения, обеспечивающего возможность протекания электролита между электродами пучка, и фиксируемых держателем таким образом, что торцовая рабочая поверхность пучка воспроизводит конфигурацию обрабатываемой поверхности.

Особенностью технической среды является то, что ее объекты, как правило, имеют определенную форму, которая может меняться в процессе обработки изделия инструментом или при переходе от одного изделия к другому. Это обстоятельство заставляет приспосабливаться ТС - инструмент к форме изделия, за счет его динамизации, которая придает ТС еще одно важное свойство - универсальность. При этом ТС приобретает организацию выше организации обрабатываемого изделия.

Д-64. А.с. СССР 370 004 (БИ, 11-1973). Профилированный электрод-инструмент для электроэрозионной обработки фасонных окон в электропроводных пленках, нанесенных на электроизоляционную подложку, отличающийся тем, что, с целью полного удаления электропроводной пленки со всей поверхности подложки, электрод - инструмент выполнен в виде набора трубчатых элементов телескопически входящих один в другой.

Д-65. А.с. СССР 295 644 (БИ, 8-1971). Катод для электрохимической обработки деталей, преимущественно тел вращения, отличающийся тем, что, с цельно достижения его универсальности, он образован гибкой лентой, навернутой рулоном на конец трубы с натягом, допускающим деформацию рулона в осевом направлении для образования на торце необходимой формы.

Д-66. А.С. СССР 511 178 (БИ, 15-1976). Электрод-инструмент для электрохимического шлифования и полирования криволинейных поверхностей, выполненный в виде диэлектрического притира, укрепленного на токопроводящей головке, отличающийся тем, что, с целью сохранения постоянным межэлектродного зазора при обработке криволинейных поверхностей, токопроводящая головка выполнена в форме металлической пружинной подушки, а диэлектрический притир выполнен в виде сетки, натянутой на подушку.



Рис. 114. Электрод-инструмент для обработки криволинейных поверхностей.

Адаптация электрода-инструмента к изменению режима обработки путем динамизации параметров поля приведена в карточке ТТ-56.

Итак, динамизация ТС в технической среде в целом не отличается от динамизации ТС в окружающей (природной) среде. При динамизации технической системы-инструмента обязательным условием является превышении организации инструмента над организацией изделия. В других случаях взаимодействия ТС, когда это взаимодействие "неантагонистично", динамизация систем осуществляется в соответствии с законом согласования (соответствия) организаций ТС.

Как и при динамизации в ОС, ТС-инструмент или просто ТС, стремится максимально использовать те поля, которые имеются в системе и те, которые являются "отходами" имеющихся полей.

Отмеченные особенности можно проследить и на динамизации тепловой трубы (см. рис.115).

Приведенные цепочки динамизации показали, что адаптация ТС носит относительный, но направленный характер (см. рис.116), внешне напоминающий "броуновское движение". Чем дальше ТС уходит от начальной точки своего рождения, тем управляемее и идеальнее она становится. Динамизация - это один из механизмов идеализации ТС. Причем динамизации подвержена не только сама система, ее части, вещество ее частей, но и поля входящие в нее. И, независимо от того, когда появляется то или иное изобретение, развивающее исходную систему, в целом система как вид проходит через ряд характерных для динамизации точек (рис. 105) - если в процессе развития она испытывает на себе меняющиеся воздействия окружающей ее среды. Теперь можно сформулировать условия необходимости динамизации.

Если при взаимодействии двух и более систем (ТС и ОС или ТС1 и ТС2) одна из них имеет меняющуюся во времени организацию и несоответствие их организаций ухудшает выполнение главной полезной функции другой технической системы, то должна быть динамизирована одна из систем (преимущественно техническая) до соответствия их организаций, а затем - до превышения организации технической системы над организацией окружающей среды (для изделия - только до превышения организации инструмента).

Формально это условие может быть записано в виде уравнения.

где: Д(О)ТС - динамизация ТС, имеющей организацию (О)ТС,
(О)ОС - меняющиеся претензии ОС, имеющей организацию (О)ОС ,
Т - время, в течение которого происходят изменения ОС и ТС