ВСТУП
Технічна творчість, як систематична діяльність сучасного інженера, вимагає постійного розширення знань конкретних рішень. Прийоми усунення технічного протиріччя можуть бути викоростині інженером за різним призначенням: під час аналізу та вибору завдань, пошуку ідей рішення, синтезі нових технічних об'єктів, аналізі техніко-економічної ефективності знайденого рішення в порівнянні з відомими, прогнозуванні развитку науки і техніки , складанні заявки на винахід та перевірці його патентоспроможності і т. д. [3].
Дисципліна «Основи технічної творчості» розвиває у студентів науковий підхід до вирішення винахідницьких задач, необхідний на сучасному етапі розвитку техніки і технології і удосконалює процес творчості.
У даній роботі я буду вдосконалювати технологічне мастило стана ХПТ за допомогою різних методів тех. творчості.
1. Опис об’єкта
Стан холодної прокатки труб ХПТ 55-3 призначений для виробництва безшовних, холоднокатаних, високоякісних труб із зовнішнім діаметром від 25 мм до 55 мм з вуглецевих, легованих і нержавіючих сталей з межею міцності в початковому стані до 1000 МПа. Одним з головних чинників які забезпечують перевагу на ринку стає якість продукції. Проблему отримання якісних труб можна вирішити вдосконаленням технологічної сторони процесу. Технологічні процеси обробки металів тиском вимагають розробки ефективних технологічних мастил, пристосованих до роботи в напружених умовах деформування металів, які повинні забезпечувати необхідну чистоту оброблюваних поверхонь, підвищувати зносостійкість інструменту, знижувати енерговитрати, а також легко видалятися з поверхонь металів і сплавів, оброблених тиском.
В технологічних мастилах для холодної прокатки найбільш часто застосовується хлорований парафін, містить 30...50% хлору і отримується хлоруванням гасових фракцій нафтопродуктів. При нормальній температурі хлорований парафін є інертною речовиною і не взаємодіє з металами, киснем, неорганічними матеріалами. Активність хлорованого парафіну, як противозадирного кошти, зумовлена термічною деструкцією з утворенням хлористого водню, що вступає в реакцію з чистим металом і оксидами металів з утворенням хлоридного розділового шару.
Мастило має підвищені антифрикційні властивості і ефективна при обробці деталей із вуглецевої сталі. Однак, при холодній прокатці і високолегованих нержавіючих сталей ефективність мастила значно знижується, що пов'язано з низькою концентрацією активних елементів (сірки і хлору), а також з невисокою змазує здатністю основи мастила - мінерального масла І-12А [6]. Це призводить до того, що використання відомої мастила не забезпечує необхідної якості поверхні при прокатці труб на станах ХПТ, ХПТР, що пов'язано з великим вмістом мінерального масла, малоефективного при високій, порядку 55-85%, ступеня деформації металу. Дане мастило не видаляється з поверхні металу після прокатки без використання спеціальних миючих засобів або кислотного травлення. [1]
2. Типові прийоми усунення технічних протиріч
1. Принцип дроблення а) Розділити об'єкт на незалежні частини б) Виконати об'єкт розбірним. в) Збільшити ступнь дроблення об'єкта.
2. Принцип винесення а) Виділити в об'єкті частину (властивість), яка "заважає", або, навпаки, виділити єдину потрібну частину (властивість). На відміну від попереднього прийому, де йде мова про ділення на однакові частини, тут передбачається поділ на різні.
3. Принцип місцевої якості а) Перейти від однорідної структури об'єкта (зовнішнього середовища, зовнішнього впливу) до неоднорідної. б) Різні частини об'єкта повинні виконувати різні функції. в)Кожна частина об'єкта має перебувати в умовах, що найбільше сприяють її роботі.
4. Принцип асиметрії а) Перейти від симетричної форми об'єкта до асиметричної. б)Якщо об'єкт уже асиметричний, збільшити ступінь асиметрії.
5. Принцип об'єднання а) З'єднати однорідні або призначені для суміжних операцій об'єкти. б)Об'єднати в часі однорідні або суміжні операції.
6. Принцип універсальності а) Об'єкт виконує кілька різних функцій, завдяки чому відпадає потреба в інших об'єктах.
7. Принцип "матрьошки" а) Один об'єкт розміщений усередині другого об'єкта, який, у свою чергу, міститься всередині третього, і т.д. б)Один об'єкт проходить крізь порожнину в іншому об'єкті.
8. Принцип антиваги а) Компенсувати вагу об'єкта з'єднанням з іншими об'єктами, які мають піднімальну силу. б) Компенсувати вагу об'єкта взаємодією із середовищем (за рахунок аеродинамічних, гідродинамічних та інших сил).
9. Принцип попереднього напруження а) Заздалегідь надати об'єкту змін, протилежних неприпустимим або небажаним робочим змінам..
10. Принцип попереднього (запобіжного) виконання а) Заздалегідь виконати (повністю чи хоча б частково) потрібну зміну об'єкта. б) Завчасно розмістити об'єкти так, щоб вони могли вступити в дію без затрат часу на їх доставку і з найзручнішого місця.
11. Принцип "заздалегідь підкладеної подушки" а) У деякі отруйні речовини завчасно - ще при виготовленні - додають ліки - присадки.
12. Принцип еквіпотенційності а) Змінити умови роботи так, щоб не доводилося піднімати чи опускати об'єкт.
13. Принцип "навпаки" а) Замість дії, яку вимагає умова задачі, виконати протилежну дію (наприклад, не нагрівати, а охолоджувати). б) Виконати рухому частину об'єкта (середовища) нерухомою, а нерухому - рухомою. в) Перевернути об'єкт "догори ногами", вивернути його.
14. Принцип сфероїдальності а) Перейти від прямолінійних частин об'єкта до криволінійних, від плоских поверхонь до сферичних, від частин у вигляді куба, паралелепіпеда - до кулястих конструкцій.
б) Використання роликів, кульок, спіралей. в) Перейти від прямолінійного руху до обертового, використати відцентрову силу.
15. Принцип динамічності а) Характеристики об'єкта (або зовнішнього середовища) повинні змінюватися так, щоб бути оптимальними на кожному етапі роботи. б) Розділити об'єкт на частини, здатні переміщуватися одна відносно одної. в) Якщо сам об'єкт нерухомий, зробити його рухомим.
16. Принцип часткового або надлишкового ефекту а) Якщо важко отримати 100 % потрібного ефекту, слід отримати "трохи менше" або "трохи більше". Задача при цьому може суттєво спроститися.
17. Принцип переходу в інший вимір а) Заміна руху об'єкта вздовж лінії рухом у двох вимірах (на площині), рух на площині замінити просторовим (у трьох вимірах). б) Багатоповерхова (замість одноповерхової) компоновка об'єктів. в) Використання зворотної сторони даної площини. г) Використання оптичних потоків, які падають на сусідню площину або на зворотний бік даної. д)Нахилити об'єкт або покласти його на бік.
18. Використання механічних коливань а) Привести об'єкт у коливний рух. Якщо такий рух уже здійснюється - збільшити його частоту (аж до ультразвукової). б) Застосувати замість механічних вібраторів п'єзовібратори. в) Використовувати ультразвукові коливання в поєднанні з електромагнітними полями. Використати резонансну частоту.
19. Принцип періодичної дії а) Перейти від неперервної дії до періодичної (імпульсної).
б) Якщо дія вже виконується періодично - змінити періодичність.
в) Використати паузи між імпульсами.
20. Принцип безперервності корисної дії а) Вести роботу безперервно (усі частини об'єкта весь час працюють з повним навантаженням). б) Усунути холості проміжні ходи. в) Перейти від зворотно-поступального руху до обертального.
21. Принцип "проскоку" а) Подолати шкідливі або небезпечні стадії процесу на великій швидкості.
22. Принцип "перетворити шкоду на користь" а) Використати шкідливі фактори (зокрема, шкідливий вплив середовища) для отримання позитивного ефекту. б) Усунути шкідливий фактор за рахунок поєднання з іншим шкідливим фактором. в) Підсилити шкідливий фактор до такої міри, щоб він перестав бути шкідливим.
23. Принцип зворотного зв'язку а) Ввести зворотний зв'язок. Якщо зворотний зв'язок є - змінити його.
24. Принцип "посередника" а) Використати проміжний об'єкт - перенощик потрібної дії.
б) Тимчасово приєднати до об'єкта інший, який легко відокремлюється.
25. Принцип самообслуговування а) Об'єкт повинен сам себе обслуговувати, виконуючи допоміжні і ремонтні операції. б) Використати відходи (енергії, речовини).
26. Принцип копіювання а) Замість недоступного, складного, великої вартості, незручного або крихкого об'єкта використати його спрощені й дешеві копії. б) Замінити об'єкт або систему об'єктів їх оптичними зображеннями (копіями), використовуючи при цьому зміну масштабу. в) Якщо використовуються видимі оптичні лінії, перейти до копій інфрачервоних або ультрафіолетових.
27. Дешева недовговічність замість дорогої довговічності а) Замінити дорогий об'єкт набором дешевих, поступившись при ньому деякими властивостями (наприклад, довговічністю).
28. Заміна механічної схеми а) Замінити механічну систему електричною, оптичною, акустичною або "запаховою". б) Використати електричні, магнітні й електромагнітні поля для взаємодії з об'єктом. в) Перейти від нерухомих полів до рухомих, від фіксованих до змінних у часі, від не структурних - до полів з певною структурою. г) Використати поля в поєднанні з феромагнітними частинками.
29. Використання пневмоконструкцій і гідроконструкцій а) Замість твердих частин об'єкта використати газоподібні й рідкі: надувні й гідронаповнені, повітряну подушку, гідростатичні й гідро-реактивні.
30. Використання гнучких оболонок і тонких плівок а) Замість об'ємних конструкцій використати гнучкі оболонки і тонкі плівки. б) Ізолювати об'єкт від зовнішнього середовища за допомогою гнучких оболонок і тонких плівок.
31. Застосування пористих матеріалів а) Зробити об'єкт пористим або використати додаткові пористі елементи (вставки, покриття і т.д.). б) Якщо об'єкт пористий, попередньо заповнити пори певною речовиною.
32. Принцип зміни забарвлення а) Змінити забарвлення об'єкта або зовнішнього середовища.
б) Змінити ступінь прозорості об'єкта або зовнішнього середовища.
в) Для спостереження за об'єктами або процесами, які погано видно, використовувати добавки-барвники. г) Якщо такі добавки вже застосовуються, використовувати мічені атоми або люмінофори.
33. Принцип однорідності а) Об'єкти, що взаємодіють з даним об'єктом, повинні бути зроблені з того самого матеріалу (або з близькими за властивостями).
34. Принцип відкидання або регенерації частин а) Частина об'єкта, що виконала своє призначення або стала непотрібною, повинна бути відкинута (розчинена, випарена і т.п.) або видозмінена в процесі роботи. б) Витратні частини об'єкта повинні бути відновлені безпосередньо в процесі роботи.
35. Зміна фізико-хімічних параметрів об'єкта а) Змінити агрегатний стан об'єкта. б) Змінити концентрацію або консистенцію. в) Змінити ступінь гнучкості. г) Змінити температуру, об'єм.
36. Застосування фазових переходів а) Використати явища, що виникають при фазових переходах, наприклад, зміна об'єму, виділення або поглинання тепла.
37. Застосування термічного розширення а) Використати термічне розширення (або стискання) матеріалів. б) Якщо термічне розширення вже використовується, застосувати кілька матеріалів з різними коефіцієнтами термічного розширення.
38. Застосування сильних окислювачів а) Замінити звичайне повітря збагаченим.
б) Замінити збагачене повітря киснем. в) Впливати на повітря або кисень іонізуючим випромінюванням. г) Використати озонований кисень.
д) Замінити озонований (або іонізований) кисень озоном.
39. Зміна ступеня інертності середовища а) Замінити звичайне середовище нейтральним (інертним).
б) Увести в об'єкт нейтральні частини, добавки тощо. в) Здійснювати процес у вакуумі.
40. Застосування композитних матеріалів а) Перейти від однорідних матеріалів до композитних.