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作者: 发布时间:2012-08-25 来源: 繁体版
前言

斗式提升机是一种垂直向上的输送设备,主要应用于化工、矿山、蓄电池等行业输送粉状、颗粒状、小块状的松散物料。传动滚筒是斗式提升机传动机构中的关键部件,主要采用水玻璃砂手工刮板造型铸造成型,铸件尺寸
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斗式提升机是一种垂直向上的输送设备,主要应用于化工、矿山、蓄电池等行业输送粉状、颗粒状、小块状的松散物料。传动滚筒是斗式提升机传动机构中的关键部件,主要采用水玻璃砂手工刮板造型铸造成型,铸件尺寸精度低,表面粗糙度较差,铸件质量不稳定,成型周期长。随着企业市场竞争的加剧,要求企业产品研发生产周期不断缩短,现有的铸造成型方法已经无法满足实际生产的需求,急需对斗式提升机传动滚筒进行创新设计。Q2m自动化在线网
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1 基于TRIZ理论的产品创新设计方法Q2m自动化在线网
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利用TRIZ理论解决创新设计问题的一般方法:首先,要对一个待解决的实际问题进行仔细的分析并加以定义;然后,根据TRIZ理论提供的方法,将待解决的实际问题归纳为TRIZ标准问题模型;接着,针对不同的问题模型,应用TRIZ理论不同的工具,找到解决问题的标准方案模型;最后,将这些解决方案模型应用到具体问题之中,得到解决问题的最终方案。Q2m自动化在线网
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2 TRIZ理论在传动滚筒创新设计中的应用Q2m自动化在线网
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2.1 分析问题Q2m自动化在线网
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现有提升机传动滚筒整体形状为鼓形,材料为HT20-40,其结构如图所示。采用常规的砂型铸造方法整体铸造成型,其造型方法粗放,加工工序多,可制造性差,效率低下,黏砂、砂孔、毛刺飞边等铸造缺陷在所难免。而且水玻璃砂铸件落砂清理较困难,旧砂回用也较困难,旧砂再生负荷量重,旧砂再生设备投资大,后续工序劳动强度大,成本高。因此,多数企业只好将旧砂废弃,必然对周围环境造成污染。

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传动滚筒结构图Q2m自动化在线网

2.2 定义问题模型Q2m自动化在线网
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定义问题模型.即是转化为TRIZ标准问题,要求将一般领域的问题描述转换为39个通用工程参数中的2项,然后确定要改善的工程参数和恶化的工程参数之间的技术矛盾。Q2m自动化在线网
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现有提升机传动滚筒采用砂型铸造的方法成型,其可制造性差,如果提高其可制造性,则必须改变产品的形状。需要改善的工程参数可以定义为可制造性,恶化的工程参数定义为形状,则可以构建可制造性与形状之间的技术矛盾。Q2m自动化在线网
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在现有成型方法下,为提高生产效率,必然会造成产品制造精度的降低,相应可以定义为生产率与制造精度之间的技术矛盾。Q2m自动化在线网
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如果降低皮带轮的重量即减少物质损失,则其产品的结构也必须改变,同样可以定义为物质损失与形状之间的技术矛盾。Q2m自动化在线网
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2.3 解决方案的选择和分析Q2m自动化在线网
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根据得到的工程参数,确定解决问题需要的创新原理。通过查询阿奇舒勒的技术矛盾矩阵,找到2个工程参数对应的方格,得到方格中推荐的发明原理。可制造性与形状之间矛盾的推荐发明原理分别是1、28、13、27号原理;生产率与制造精度之间矛盾推荐的发明原理分别是18、10、32、1号原理;物质损失与形状之间的矛盾推荐的发明原理分别是29、35、3、5号原理。综合分析以上TRIZ理论提供的创新原理的解释,结合生产实践需要,对斗式提升机传动滚筒创新设计具有指导性意义的是创新原理:1号分割原理、5号组合原理和27号廉价替代品原理。Q2m自动化在线网
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1号分割原理的应用技巧 如果系统因重量或体积太大而不易操纵,则可将其分割成若干轻便的子系统,使每一部分均易于操纵。提升机传动滚筒为整体铸造结构,重量较大,可以考虑将传动滚筒分割成几个部分,分别加工成型。Q2m自动化在线网
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5号创新原理的应用技巧 将其他材料和技术引入到老的系统中,在空间上加以组合,可以提高系统性能。Q2m自动化在线网
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27号创新原理的应用技巧 用简单代替复杂,用廉价代替高价,用容易获得的材料代替难获得的材料。提升机传动滚筒的材料为灰铸铁,焊接性能不好,可以考虑引入容易从市场上购买到的Q235A钢板、钢管做为各子系统的材料,进行焊接组合。Q2m自动化在线网
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2.4 具体解决方案Q2m自动化在线网
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通过对以上1号、5号和27号创新原理的分析,以此为创新设计的思路,可以得出最终的提升机传动滚筒创新设计方案:将传动滚筒整体式结构分割成轮缘、辐板和轮毂的组合式结构,可以分别用Q235A钢管或钢板卷制轮缘,滚筒焊接好后,再作机械加工,用Q235A钢板加工辐板,用Q235A钢棒加工轮毂,粗加工内孔,焊接后才精加工,结构如图所示。

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改进后传动滚筒结构图Q2m自动化在线网

3 结语Q2m自动化在线网
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针对现有斗式提升机传动滚筒存在的整体铸造成型周期长、废品率高、加工工序多等问题,应用TRIZ理论的通用工程参数定义技术矛盾,查找矛盾矩阵对应的创新原理,通过对创新原理的分析,结合实际问题,提出传动滚筒的创新设计方案,改变现有传动滚筒整体式结构,用Q235A钢板、钢棒和钢管组焊而成。产品设计简便,生产速度快,加工工序少,经多次实践证明该设计方案是可靠可行的。(end)

基于TRIZ理论斗式提升机传动滚筒的创新设计
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