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产品功能解析:基本与辅助功能概览

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:对于一般机械设备,其基本功能或主功能通常是对某种物质进行处理。辅助功能 一般机器除基本功能或主功能外,还有辅助功能。对于机械加工,工件和刀具的装卸和固定是一种必要的辅助功能,它对完成机器的基本功能是一项重要的和不可缺少的辅助工作。此外,在用户提出的功能中,常常还有一些多余功能和不必要的功能,这些功能在进行分析之后,要予以删除。

产品功能解析:基本与辅助功能概览

(1)基本功能 产品的基本功能或主功能是用来改变物质的几何形态、物理形态、化学组成、信息状况和生理机能等。

对于一般机械设备,其基本功能或主功能通常是对某种物质进行处理。例如,起重机或输送机的用途是转移物质的几何位置;运载工具(飞机、车辆和船舶)将旅客和货物从出发地运送至目的地,使运输对象的位置发生变化;机床通常用于零件的加工,将毛坯加工成所需几何形状和尺寸的零件;气体压缩机和风机用来改变气体的物理状态:压力大小、容积、流动速度和温度等;水轮机、燃煤或燃油发电站和核电站的汽轮发电机组燃气轮机等,将水的位能和动量、蒸汽的能量和燃气的能量转变为电能;信息机械设备用来传递和处理某种信息(广义地说,信息也是物质存在的一种形式);某些化工机械和设备通过某些化学元素的分解和合成制造出新的化学物质;一些生物机械和设备用于改变生物体的生理机能,这些都是机械设备所要实现的基本功能或主功能。

(2)辅助功能 一般机器除基本功能或主功能外,还有辅助功能。数控机床的基本功能是它所要完成的加工任务——工件的加工,而辅助功能包括工件的运输与装夹,刀具的运输与装夹,为完成既定功能工作机构还要获得一定的运动形式,输入足够的动力和能量,以及对其实行检测和控制等,因此常常把工件和刀具的运输系统、工件和刀具的装夹、工作机构运动形式的构建、操纵系统对执行机构发出指令、能量的输入、以及对系统进行检测和控制等,都看做是机器的辅助功能。

在某些特殊情况下,前面所述的机器的辅助功能有时会转变为基本功能,例如起重机和输送机的基本功能是转移物体的位置,在这种情况下物质的输送是该种产品的基本功能或主功能。

1)加工对象的转移和输送。绝大多数机器的基本功能是用来处理某种或某些物质,在对物质进行处理前,需要将物质或物件从原先存放的位置转移到工作位置上,在物质进行处理或加工以后,还要将被加工的物质或物件转移到另外的位置。因而机器中常常包含有物质的传输系统,通常称为物质流。对于某些机器,如机床工件的转运及刀具的输送等,可以看做是机器的一些辅助功能,这些功能对于完成基本功能起着辅助的作用。在多数机器中包括了这些物质的运输系统。

2)加工对象的装卸和固定。对于机械加工,工件和刀具的装卸和固定是一种必要的辅助功能,它对完成机器的基本功能是一项重要的和不可缺少的辅助工作。(www.xing528.com)

3)给出工作机构的运动形式。为完成既定的功能,任何机械的工作机构必须具有一定的运动形式,例如,圆周运动、直线运动或其他形式的运动等。车床、镗床铣床钻床的工作机构要完成旋转运动;刨床的工作机构和平面磨床的台面要完成直线运动;而磨削加工时的砂轮也要做旋转运动;挖掘机在挖掘土壤和砂石时,铲斗做弧形运动,卸斗时常做旋转加移动的复合运动,而行走时常做直线或曲线运动机器人机械手常常要做各种特殊轨迹的运动;振动机械为了完成既定功能,其工作部分常常要做直线运动、圆周运动或复合运动,有时要做平面运动,而有时做空间运动。此外,这些运动形式还必须具有所要求的位移、速度、加速度及在工作周期内的运动速度的变化规律等。完成一定形状的运动轨迹是对机器工作机构的一种要求,它是由原动机给出原始的运动形式经过传动系统转化为执行机构工作所要求的运动形式,这种运动形式或形态对完成机器基本功能是一种必要的手段。因此,在机器中必须要有传输运动的系统,我们称它为运动形式(形态)流。

4)操纵系统给工作发出指令。操纵系统是对机器工作发出指令,指挥各类工作机构按照既定功能完成各项工作,因此,机器的操纵系统是完成既定功能的必要组成部分。

5)输入机械系统所需的动力。为完成既定的功能,就要根据被处理物质的大小和质量,速度和加速度等,确定机器动力的大小。任何机械的工作机构必须具有足够大小的动力,以及具有传递动力的能力。处理物质或加工物件所需作用力的大小及所要求完成的速度构成系统单位时间所需的能量,没有足够大小的能量是难以完成所要求的工作的。机床要根据切削力和切削速度的大小计算出电动机所需的功率;运载工具要根据运载重物的多少及运行速度确定其牵引力和功率等。多数机械工作时所需的能量是由驱动机构(电动机或发动机)经传动系统将动力传给工作机构,因而在机器中构成了能量传输系统,或称能量流。

6)状态的检测与系统的控制。为了保证完成所需功能,以及为了提高产品的性能,许多机械设备常常装有各种各样的控制系统,为了解和掌握机器的运行状况,常常需要在线测量机器的一些运行参数,有时为了及早发现机器可能出现的故障,在机器中常常安装有故障诊断系统,这些系统对于保证机器正常和有效工作是十分必要的。

此外,在用户提出的功能中,常常还有一些多余功能和不必要的功能,这些功能在进行分析之后,要予以删除。

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