Учимся считать

РАЗРАБОТКА НЕСПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ТРЕБОВАНИЙ

Необходимость разработки того либо большое количество технического устройства постоянно диктуется какой-либо конкретной потребностью и в конечном итоге направлена на качества труда и повышение производительности на производстве, эффективности научных изучений либо учебного процесса.

Знакомство с базами неспециализированной методики конструирования разрешит юному конструктору стремительнее включаться в деятельность организаций ВОИР и НТО в школе, в опытных учебных заведениях, на производстве. Для этого разглядим главные этапы конструирования на примере разработки модели одного из технических устройств. Заберём некое устройство, делающее работу по перевозке определенных грузов.

Так выглядит техническая задача в самом неспециализированном виде. Для ее уточнения нужно перейти к количественным показателям, определяющим основную функцию данного устройства.

Потому, что устройство должно выполнять работу, а работа, как мы знаем, определяется произведением силы F на расстояние L, другими словами А = FL.

Нужно уточнить вес Grp., размеры и форму груза, расстояние L, на которое его необходимо переместить, темперамент перемещения (вниз, вверх, горизонтально и т. д.), среду, в которой будут осуществляться перемещение, периодичность и скорость действия устройства.

Потому, что отечественная цель — создать модель этого устройства, то нужно, дабы ее вес без груза был не более 1 кг и одновременно с этим не превышал вес груза, другими словами Сустр. ? Grp.

Сейчас мы уточним условия, в которых должно трудиться техническое устройство. Разглядим три варианта его модели:

1. Действующая модель устройства для работы в школьных мастерских.

2. Действующая модель устройства для работы на пришкольном умелом участке.

3. Действующая модель, имитирующая работу планетохода, к примеру, для поверхности Марса.

Габариты устройства в каждом случае ограничиваются возможностями маневрирования в рабочем помещении, на участке размерами грузового отсека космического корабля-носителя.

Изучение вопроса целесообразно начать с анализа уже имеющихся устройств, применяемых в подобных обстановках.

К примеру, на производстве для движения грузов в цехе применяют грузовые мотороллеры, электрокары, мостовые краны, монорельс с подъемником, ленточные транспортеры и другое. В сельскохозяйственном производстве активно применяются транспортеры, монорельс, ручные тележки разной конструкции, носилки и другое

Большинство этих устройств негодна для применения в школьных мастерских и на пришкольном участке, они громоздки, через чур дороги для школы, требуют высококвалифицированного обслуживания. Подробный анализ характеристик таких устройств при жажде вы имеете возможность совершить самостоятельно.

Тут мы постараемся создать действующую модель устройства для отечественных целей С учетом условий его применения.

Сначала определим примерные размеры будущих моделей.

Выберем габариты: длину X = 500 мм, ширину У = 250 мм и высоту (вместе с грузом) Z= 300 мм. Сейчас определим примерную скорость передвижения устройства с грузом.

В первом случае ограничения по скорости обусловливаются размерами помещения, числом трудящихся в нем людей, маршрутами и интенсивностью их передвижения. Для школьной мастерской примем скорость перемещения V16 км/ч (скорость пешехода), для пришкольного участка V2 ? 10 км/ч.

Учимся считать

При определении скорости перемещения по поверхности Марса направляться учесть, что расстояние от Земли до данной планеты изменяется в пределах от 78 до 378 млн. км, скорость распространения радиоволн С = 0,3 млн·км/с. Следовательно, время прохождения сигнала от Земли до Марса t1 =78/0,3= 260 с и t2 = 378/0,3 = 1260 с, другими словами оно колеблется от 4 мин 20 с до 21 мин.

В случае если «глаз» отечественного устройства заметит препятствие за 50 м и передаст данные о нем на Землю водителю-оператору, а тот отреагирует мгновенно, то время, за которое изменится направление перемещения, будет составлять от 8 мин 40 с до 42 мин в зависимости oт Марса и взаимного расположения Земли. Значит, целесообразно скорость перемещения устройства по Марсу принять V3 1 м/мин.

Мощность для обеспечения этих заданных скоростей определяется по формуле:

N = Fconp.

X V, но Fсonp. = (Gустр. + Grp.) X К,

где К — коэффициент сопротивления уточняется умелым методом. К примеру, для колесного транспорта, трудящегося на площадках с ровным покрытием,

К = 0,05, на проселочной дороге К = 0,1, на распутье К = 0,5. Преобразовывая формулу, возьмём:

N = (Gycтp + Grp.) KV/10000 (Вт). Подставим числовые значения и полученные результаты оформим в таблицу.

Предлагаем подобрать источник энергии.

Для этого сначала узнаем вероятные варианты применения известных источников энергии. Для практического их применения часто бывает нужно предварительно преобразовать одну форму энергии в другую.

К примеру, чтобы получить механическое движение требуется сначала взять электрическую энергию, а для этого возможно применять энергию воды, солнца, ветра, химическую реакцию и т. д. Нужно, дабы путь превращения энергии в удобную для применения форму был меньше и дешевле. Наряду с этим довольно часто приходится принимать компромиссные ответы.

В таблице продемонстрированы кое-какие пути превращения форм энергии.

Вверху таблицы справа названы разные формы энергии, направление поиска указано стрелкой. Необходимый вариант возможно взять в квадрате при пересечении линий. К примеру, для преобразования энергии электрического тока в механическое перемещение требуется электродвигатель.

Отметим, что на Марсе возможности применения солнечной энергии ограничены, они приблизительно в 2 раза меньше, чем на Земле. Плотность воздуха Марса намного меньше земной, скорость же ветра достигает 100 м/с. Оценить возможности применения разных форм энергии, преобразователей и накопителей ее возможно посредством приведенной таблицы.

В итоге мы приходим к выводу, что во всех трех случаях эргономичнее применять энергию в форме электрического тока с последующим преобразованием в поступательное перемещение его механизмов и устройства. В этом случае формулировка отечественной задачи ведет к выводу: требуется создать техническое устройство для движения грузов с электроприводом. Предстоящая работа связана с выбором конкретного двигателя по соответствующим справочникам (2, 3, 4).

Подходящие по мощности двигатели выписываем в таблицу.

В случае если выбор двигателей ограничен, то все расчеты создают применительно к имеющемуся двигателю.

В этом случае, исходя из потребной мощности, самые приемлемыми двигателями являются для I варианта — ДП-11, для II — ДП-13 и III — ДП-10.

Для модели планетохода возможно применять и двигатель РДП-2А, не смотря на то, что потребляемая мощность, габариты и вес у него больше, чем у ДП-10, но эти качества компенсируются наличием у него редуктора и повышенной мощностью на валу.

Питание двигателя выбирается в зависимости от конкретных условий его работы. К примеру, в мастерских источник питания не обязательно размещать на самом устройстве, питание двигателя может осуществляться по проводам.

На пришкольном участке вероятно использование комбинированного питания электродвигателя. К примеру, от аккумулятора с подзарядкой и др. При разработке источника питания для модели анализ вариантов в принципе проходит подобным методом. В таблицу выписываются вероятные варианты энергопитания: трансформаторы (в случае если от сети), аккумуляторная батареи, батареи.

самый приемлемым вариантом в этом случае есть применение КБС-Л-0,5. Итак, мы взяли следующие результаты:

1. Выяснили фундаментальный принцип действия отечественного устройства — электрический.

2. Распознали тип электропривода устройства: I — ДП-11, II — ДП-13, III — РДП-2А.

3. Наметили вероятный вариант применения батарей КБС-Л-0,5.

4. Составили таблицу «Технические параметры устройства».

Предлагаем решить задачу по ее источника преобразованию и определению энергии в механическое перемещение для транспортной тележки, которую возможно применять:

а) в механической мастерской профтехучилища, ПТУ, института, на промышленном производстве;

б) на хозяйственном дворе, на других объектах и ферме сельскохозяйственного производства;

в) на поверхности планеты Венера, где применение солнечной энергии затруднительно из-за сильной облачности, масса планеты образовывает 0,31 массы Почвы, длительность дней равна 118 земным дням, давление в 15 раз превышает земное, температура воздуха в среднем 280° С и в составе воздуха 90% СO2, 7% N, 1,5% Н2O + O2.

Литература:

«Детская энциклопедия», 2-е д., том 5. М., «Просвещение», 65.

«Посмотрим в будущее». М., «Молодая гвардия», 1974.

Зуев В. П., Камышев Н. И. др., Модельные двигатели. М., Просвещение», 1973.

«Справочник для изобретателя рационализатора».

М., Машгиз, 1963.

Уемов А. И., Логические базы способа моделирования. М., «Идея», 1971.

Книжки физики для школы .

Рандомные статьи:

Развивающие мультфильмы — Учимся считать


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Комментирование и размещение ссылок запрещено.

Комментарии закрыты.