4.7.2. Образование цепного веполя.

Если нужно повысить эффективность вепольной системы, задачу решают превращением одной из частей веполя в независимо управляемый веполь с образованием цепного веполя.

а) развертывание вещества в веполь:

В₃или В₄, в свою очередь, могут быть развернуты в веполь.

Например, изобретен декоративный светильник, который с изменением атмосферного давления изменяет цвет: в обычном светильнике светофильтр один и он закреплен неподвижно, а в новом светильнике светофильтры закреплены на гофрированной вакуумной камере, которая меняет свой объем в зависимости от атмосферного давления и передвигает разноцветные светофильтры а.с. 779726).

б) развертывание связей в веполе:

В этом случае в связь В₁- В₂встраивается звено П₂- В₃.

Например, в пат. Великобритании 824047 предложено устройство для передачи вращения одного вала другому: валы вставлены с двух сторон в цилиндрическую муфту, в зазоре между ними магнитная жидкость, твердеющая в магнитном поле, муфта - это электромагнит. Если электромагнит не включен, валы (В₁, В₂) свободно вращаются (от П₁) относительно друг друга. При включении электромагнита (П₂) жидкость (В₃) становится твердой и жестко связывает валы, то есть позволяет передавать вращающий момент.

в) развертывание поля в веполе:

Как извлечь запрессованную втулку из глухого отверстия?

Чтобы ухватиться за края втулки потребовалось сделать внутри втулки канавку и специальным съемником выдирать ее из корпуса детали. Это долго и ненадежно. А при массовом демонтаже неприемлемо.

Рис. 18. Способ извлечения запрессованной втулки.1 - валик-поршень, 2 - втулка, 3 - корпус, 4 - масло.

Предложено намного более эффективное решение (рис. 18): в отверстие заливается масло, вставляется стальной валик и по нему производится удар молотком. При этом в масле возникает гидравлический удар, концентрирующий (многократно усиливающий за счет сжатия во времени) внешнее действие и втулка вылетает из отверстия ("Техника и наука", 1984, № 3, с.39).

Формула этого решения:

Вот еще один безопасный способ значительного повышения давления в масле.

Рис. 19. Способ получения высоких давлений по а.с. 566656.1 - гибкий элемент (лента), 2 - барабаны, 3 - отверстие, 4 - клапан, 5 - камера, 6 - готовка, 7 - матрица.

А.с. 566656: камеру заполняют маслом, клапан закрывается, перематывают гибкий элемент (ленту) с наружного барабана на внутренний, при этом увеличивается объем гибкого элемента внутри камеры, давление резко повышается и происходит калибровка заготовки (рис. 19). По прототипу (а.с. 118162) в камеру для штамповки впрыскивают жидкий азот, при нагреве давление поднимается, но не выше 600-700 атм.; это сужает технологические возможности, нельзя, например, штамповать толстолистовые заготовки.

Рис. 20. Разъемное соединение по а.с. 1298439.1 - электромагнит, 2 - вал, 3 - втулка.

А.с. 1298439: способ разъемного соединения охватываемой и охватывающей детали по которому с целью уменьшения трудоемкости и увеличения производительности монтажа-демонтажа соединения, охватывающую деталь выполняют из магнитострикционного материала с положительным коэффициентом магнитострикции, а ее упругую деформацию осуществляют воздействием магнитного поля (рис. 20).

То есть плохо управляемые поля (механические - насадки, развальцовка, тепловое - горячая посадка) заменены на хорошо управляемое магнитное поле с одновременной заменой вещества втулки:

А.с. 994447: способ упрочнения стеклянных труб путем ионного обмена в расплаве солей при наложении упругих колебаний, отличающийсятем, что с целью повышения качества труб неограниченной длины, трубы перемещают через расплав соли, а упругие колебания создают наложением переменного магнитного поля и направляют перпендикулярно оси трубы.

Вместо механического возбуждения упругих колебаний использовано магнитное поле:

г) Изменение положения центра тяжести системы: часто эффективность движущейся системы может быть повышена за счет управляемого изменения его центра тяжести.

Примеры:

Трактор для работы на крутых склонах имеет подвижный центр тяжести (а.с. 508427).

Полый молоток, в котором свободно перемещается ртуть, дробь и т.п. (при замахе в рукоятку, при ударе в боек), хорошо устраняет противоречие: для хорошего удара молоток должен быть тяжелым, а для экономии силы рабочего легким.

А.с. 354784: способ подготовки семян к посеву путем их гранулирования, отличающийсятем, что с целью обеспечения последующего высева семян, требующих ориентированной укладки на дно борозды, например, луковичных, донцем вниз, их размещают в гранулах со смещением центра тяжести относительно центра тяжести гранул, причем донце располагают в непосредственной близости к поверхности гранулы.

Задача 9. Из книги Г.Берегового "Угол атаки" (издательство "Молодая гвардия", 1971 г.): "Устойчивость самолета, грубо говоря, зависит от расположения центра тяжести и центра аэродинамического давления той точки приложения равнодействующих сил, которые возникают при встрече воздушного потока с плоскостями крыльев, фюзеляжем и хвостовым оперением. В условиях полета оба эти центра подвижны. Чем дальше они друг от друга, тем больший в этот момент запас устойчивости; при их сближении запас устойчивости, наоборот, уменьшается и, когда он совпадает, становится равным нулю. Парадокс заключается в том, что чем меньше запас устойчивости, тем маневреннее, тем легче в управлении машина, но вместе с тем и ближе к тому, чтобы выйти из повиновения, стать неуправляемой." Какой закон нужно применить, чтобы запас устойчивости самолета менялся по желанию летчика?