 |
Иерархическая структура
|
|
|
|
Большое количество элементов сложных ТО затрудняет его анализ. Для упрощения задачи применяют принцип декомпозиции, разделяя ТО на ряд более простых элементов, которые легче анализировать. Для большей детализации выделенные элементы могут быть также разбиты на еще более простые. В результате проведения этой процедуры строят иерархическую структуру, представляемую в виде графа, вершины которого соответствуют ТО и его элементам, а ребра – отношениям включения:
, (3)
где Sи – иерархическая структура, Е – множество элементов ТО, U1 – множество отношений включения.
На рис. 2 представлена абстрактная (не связанная ни с одним конкретным ТО) иерархическая структура.
На нулевом уровне располагается ТО, на первом уровне – элементы, из которых он состоит, на втором уровне – элементы, из которых в свою очередь состоят элементы уровня 1. Такое деление может быть достаточно глубоким, а количество иерархических уровней иногда достигать нескольких десятков, например, в таком сложном техническом объекте, как самолет. На последнем иерархическом уровне располагаются детали – неделимые элементы ТО.
В реальных ТО элементы различных уровней иерархии в соответствии с ЕСКД имеют свои абстрактные имена: "структурная единица", "сборочная единица", "примитивная структурная единица", "деталь". Однако для многоуровневых ТО этих наименований может не хватать. В этом случае используют термины – "узел", "агрегат" или другие, отражающие положение элемента в иерархии ТО.
Рис. 2. Абстрактная иерархическая структура:
Eks – элементы, U1 – отношение включения
На рис. 3 представлена иерархическая структура редуктора РЦ2-100-У, конструктивно-кинематическая схема которого изображена на рис. 1. Редуктор состоит из зубчатых передач (ЗП1) и (ЗП2), корпуса (К), стойки (Ст), двух крышек (Кр), шести подшипников (Пш), масла (М) и восьми болтовых соединений (БС). Каждая зубчатая передача (ЗП) состоит из двух сборочных единиц вал - зубчатое колесо (ВЗК). В свою очередь ВЗК делятся на детали – валы (В), шпонки (Шп), зубчатые колёса (ЗК) и шестерни (Ш). Болтовое соединение состоит из болта (Б), гайки (Г) и двух шайб (Шб).
|
|
|
Рис. 3. Иерархическая структура редуктора РЦ2-100-У
Важно обратить внимание на то, что зубчатые передачи не являются в строгом смысле элементами ТО, поскольку представляют собой лишь так называемое взаимодействие двух сборочных единиц ВЗК. Однако для проектирования взаимодействия играют существенную роль, поскольку с их помощью реализуются основные функции ТО. В связи с этим взаимодействия в виде исключения могут быть включены в иерархическую структуру, в которой выделяются штриховкой или отдельным цветом.
Расположение болтовых соединений и подшипников на одном уровне с ВЗК обусловлено тем, что все они являются сборочными единицами. При построении иерархической структуры рекомендуется располагать схожие группы элементов на одном уровне. Вершины графа, соответствующие деталям, опускают на нижний уровень.
Для построения следующих структурных моделей по иерархической структуре выбирают уровень рассмотрения, на котором будет проводиться дальнейший анализ ТО. Среди отобранных элементов не должно быть находящихся в иерархическом соподчинении. Для этого пользуются правилом: из каждой ветки декомпозиции должен быть выбран строго один элемент. Так, если в рассматриваемом примере из ветки ЗП1-ВЗК2-ЗК1 выбрать ВЗК2, то согласно правилу ЗП1 и ЗК1 выбраны уже быть не могут, как и элементы Шп2, В2, Ш2, Шп3. При формировании уровня рассмотрения следует избегать попадания в него стандартных деталей (болтов, гаек, шайб и др.), включая в него элементы более высокого уровня иерархии (болтовое соединение и др.). Вершины иерархической структуры, соответствующие элементам выбранного уровня рассмотрения, нумеруют арабскими цифрами.
|
|
|
Методика построения
1. Построение иерархической структуры начинают с изображения корневой вершины графа, соответствующей ТО как целому, которая графически представляет собой небольшой круг. Рядом с вершиной указывают сокращенное наименование ТО.
2. Далее ТО анализируют на наличие в нем узлов и деталей, которые изображают в виде вершин графа, располагая их ниже корневой. Эти вершины соединяют с корневой вершиной ребрами.
3. Выявленные узлы анализируют на наличие в их составе более мелких узлов и деталей, которые аналогичным образом в виде вершин изображают на графе и соединяют ребрами с соответствующими элементами вышележащего иерархического уровня. Операцию продолжают до тех пор, пока ТО не будет полностью декомпозирован на детали и стандартные сборочные единицы (подшипник, электродвигатель, электронная плата и т.п.).
4. Выбирают уровень рассмотрения, на котором будет проводиться дальнейший анализ ТО, и нумеруют вершины графа, соответствующие элементам выбранного уровня. Этими номерами отмечают элементы выбранного уровня рассмотрения на изображении ТО.
5. В тексте работы в виде таблицы приводят соответствие введенной нумерации элементов, полных и сокращенных наименований вершин графа по примеру таблицы 1.
Примечания
· Рядом с каждой вершиной указывают ее сокращенное наименование. Наименование ребер U1 для облегчения чтения модели допускается не приводить.
· В случае, если ТО содержит несколько идентичных элементов (например, шесть подшипников), их обозначают одной вершиной, а после сокращенного наименования в скобках указывают количество элементов. Если идентичные элементы входят в состав разных элементов вышележащего уровня, их нумеруют одним числом и сверху ставят штриховые индексы или римские числа (например, 3I, 3II, 3III, 3IV и т.д.).
· В рамках самостоятельной работы для многоуровневых ТО допускается остановить процесс декомпозиции на третьем иерархическом уровне.
|
|
|
· Число элементов выбранного уровня рассмотрения не должно быть менее семи.
· Описание иерархической структуры на естественном языке не приводят.
Таблица 1. Обозначения элементов в структурных моделях редуктора РЦ2-100-У
| № | Полное наименование | Сокр. наи- менование | № | Полное наименование | Сокр. наи- менование | |
| Болтовое соединение | БС | Масло | М | |||
| Шестерня | Ш1 | Стойка | Ст | |||
| Шпонка | Шп1 - Шп4 | Корпус | К | |||
| Входной вал | В1 | Крышка | Кр | |||
| Зубчатое колесо | ЗК1 | - | Зубчатая передача | Зп1, Зп2 | ||
| Промежуточный вал | В2 | - | Вал - зубчатое колесо | ВЗК1 - ВЗК3 | ||
| Шестерня | Ш2 | - | Болт | Б | ||
| Зубчатое колесо | ЗК2 | - | Гайка | Г | ||
| Выходной вал | В3 | - | Шайба | Шб | ||
| Подшипник | Пш |
Описание устройства
Описание устройства ТО представляет собой текст на естественном (русском) языке, который описывает физическое взаимодействие (сопряжение) элементов ТО выбранного уровня рассмотрения. В нем преобладают глаголы "закреплен", "прикручен", "приварен", "приклеен", "впрессован", "насажен", "припаян", "расположен", "размещен", "контактирует", "надет", "приклепан", "сопряжен", "перекрыт", "упирается", "входит", "зацеплен", "скреплён", "зажат" и др.
Описание устройства редуктора РЦ2-100-У:
Шестерня 2 закреплена на входном вале 4 посредством шпонки 3I. Шестерня 2 находится в зацеплении с зубчатым колесом 5, которое в свою очередь закреплено на промежуточном вале 6 посредством шпонки 3II. На промежуточном вале 6 посредством шпонки 3III закреплена шестерня 7, которая входит в зацепление с зубчатым колесом 8, закрепленным на выходном вале 9 посредством шпонки 3IV. Входной вал 4 расположен в подшипниках 10I и 10V, промежуточный вал 6 – в подшипниках 10II и 10III, выходной вал 9 – в подшипниках 10IV и 10VI. Подшипники 10I и 10II впрессованы в крышку 14I, подшипники 10III и 10IV – в крышку 14II, подшипники 10V и 10 VI – в стойку 12, которая приварена ко дну корпуса 13. Крышка 14I соединена с корпусом 13 болтовыми соединениями 1I-1IV, крышка 14II – болтовыми соединениями 1V-1VIII. Полость, ограниченная корпусом 13, стойкой 12, крышками 14I и 14II, заполнена маслом 11, в которое частично погружены шестерня 2 и зубчатое колесо 8.
|
|
|
|
|
|
