НАЧАЛО

РАЗБОР ЗАДАЧИ "КРЕПЛЕНИЕ КРЫШКИ"

(с) Олег Шмигельский, 2000
o_ches@mail.ru
Источник: http://trizland.ru/trizba.php?id=137

 
    Описание исходной, изобретательской ситуации
  1. Анализ исходной ситуации, построение веполя
  2. Выбор стандарта
    2.1. Стандарт 1.2.1
    2.2. Стандарт 1.2.4
  3. Выводы

 

Описание исходной, изобретательской ситуации

Корпус системного блока мини-компьютера состоит из крышки и основания. Обе детали отливают из специальной пластмассы. Для крепления крышки к основанию используют винты-саморезы. По периметру основания расположены выступы с отверстиями.

При сборке крышки с основанием, винты-саморезы вкручивают в эти выступы. При вкручивании винт-саморез, за счет пластической деформации пластмассы, нарезает резьбу в отверстии выступа.

Крепление крышки к основанию с помощью саморезов удовлетворительное до тех пор, пока, в случае ремонта "начинки" мини-компьютера, не приходиться многократно вкручивать-выкручивать винт. Происходит разрушение резьбы в отверстии. Крепление ослабляется. Это может привести к нарушению функционирования мини-компьютера.

Известны решения, когда для усиления отверстий, в них размещают специальные втулки, "бонки" и т.д. Но при существующей ситуации нельзя менять конструкцию деталей, технологию их получения.

Как быть?

Решение задачи

0. Несмотря на серьёзные ограничения, налагаемые на допустимые изменения, было сделано предположение, что задача относится к разряду типовых, стандартных. Инструментом решения задачи были выбраны Стандарты.

 

1. Анализ исходной ситуации, построение веполя.

Инструмент - винт-саморез (В2).

Изделие - отверстие в выступе основания (В1).

Взаимодействия.

    А) положительное: винт-саморез посредством механического поля П1 (пластической деформации) формирует резьбу в отверстии.
    Б) вредное: винт-саморез этим же полем разрушает резьбу при многократном вкручивании-выкручивании.

Веполь:

 

2. Выбор стандарта

Выбираем близкий к сути задачи подкласс 1.2 "Разрушение веполей".

2.1. Стандарт 1.2.1.

Если между двумя веществами в веполе возникают сопряженные - полезное и вредное - действия, задачу решают введением между веществами постороннего третьего вещества, дарового или достаточно дешевого:

Идея 1. Использовать вещество-смазку, например, синтетическое масло. Масло снизит трение между поверхностью винта-самореза и резьбой. Как следствие, резьба не будет разрушаться.

Экспериментальная проверка идеи показала, что существенного выигрыша от использования смазки нет. Трение - не главная причина разрушения резьбы. Основная, это механическая деформация, которая возникает каждый раз, когда винт-саморез вкручивают-выкручивают.

Переходим к следующему стандарту.

2.2. Стандарт 1.2.4.

Если между двумя веществами в веполе возникают сопряженные - полезное и вредное - действия, причем непосредственное соприкосновение веществ должно быть сохранено, задачу решают переходом к двойному веполю, в котором полезное действие остается за полем П1, а нейтрализацию вредного действия осуществляет П2:

Необходимо поле, которое нейтрализует разрушающее действие винта-самореза на резьбу.

Здесь возникла мысль: если винт разрушает резьбу, а что если резьбу упрочнить?! Но как, каким полем?

Для этого воспользуемся рекомендациями стандартов подкласса 5.2. "Введение полей".

Стандарт 5.2.1. - ...использовать уже имеющиеся поля, носителями которых являются входящие в систему вещества.

Что у нас имеется: вращение и линейное перемещение винта, трение поверхностей винта и отверстия, деформация пластмассы, адгезия, адсорбция. Сильных идей либо нет, либо требуется их тщательная проверка. А это время, ресурсы.

Стандарт 5.2.2. - ...использовать поля, имеющиеся во внешней среде.
Воспользуемся аббревиатурой МаТХЭМ.
Среди механических полей интерес могут представить колебания, вибрация, ультразвук. Но нужны соответствующие источники этих полей. Это усложнение техпроцесса.

Далее следует тепловое поле (нагрев, охлаждение).
Из опыта работы я знал, что поверхность некоторых пластмасс, после того как её предварительно размягчить нагревом, упрочняется.

Эксперимент на пластмассе основания подтвердил мои ожидания - упрочнение есть. Осталось решить, где взять источник нагрева и как нагреть резьбу в отверстии.

В качестве источника тепла был взят паяльник (ресурс в системе). Практически каждое рабочее место на участке сборки и наладки мини-компьютеров оснащено паяльником.

Как подвести тепло к резьбе?
Стандарт 5.2.3. ...использовать поля, носителями или источниками могут "по совместительству" стать вещества, имеющиеся в системе или внешней среде.

Из этого следует, что функцию "носителя" тепла может выполнить имеющийся винт-саморез.

Идея 2. Нагреть предварительно винт-саморез до температуры размягчения пластмассы (но не расплавления!). Затем вкрутить винт в отверстие. За счет механического поля происходит формирование резьбы, а за счет теплового поля происходит ее размягчение с последующим упрочнением.

 

3. Выводы

Вторая идея оказалась эффективной. Если до этого резьба выдерживала 3-5 вкручиваний-выкручиваний винта, то сейчас - несколько десятков. Этого было более чем достаточно для условий многократной разборки деталей. Задача оказалась решенной.

 

вверх


(c) 1997-2003 Центр ОТСМ-ТРИЗ технологий
(с) 1997-2003 OTSM-TRIZ Technologies Center


http://www.trizminsk.org

26 Dec 2003