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    TRIZ進化理論在粉碎機創新安全設計中的應用

    來源:萬方數據   作者:付敏 王述洋  發布時間:2013-08-26
    為了準確評價林木生物質粉碎機現有產品的技術水平,預測其研發方向以適應規模化生產的需要,將TRIZ進化理論應用于林木生物質粉碎機創新安全設計中,通過IRIZ理論的S曲線分析明確當前產品的技術水平處于初始期,應加大研發力度,提高系統的有用功能,降低成本和有害功能;改進產品可能的結構狀態,在此基礎上,提出新產品概念方案。在新產品的開發中,應用TRIZ進化理論有助于企業準確定位現有產品的技術成熟度,預測產品未來的發展趨勢,作出科學的研發決策,減少研發周期,提高創新能力。

        2.3.3 應用協調性進化法則

        技術系統的進化是沿著各個子系統相互之間更加協調,以及系統與環境更加協凋的方向發展。子系統形狀協調進化路線為相同形狀→自兼容形狀→兼容形狀→特殊形狀;表面形狀的進化路線為平滑表面→帶有突起的表面→粗糙表面→帶有活性物質的表面;內部結構的進化路線為實心物體→物體內部中空→內部結構多孔結構→毛細結構→動態內部結構;幾何形狀的進化路線為點→線→面一體,幾何形狀復雜化。

        由形狀協調進化路線得到構思方案:粉碎刀具由現在的規則平面、實心錘片(圖4a)進化為曲面、內部中空的形狀(圖4b),增加刀刃的數量,使單位時間內單位面積上有效粉碎次數增加,提高粉碎效率。

    粉碎刀具

    圖4 粉碎刀具

        2.3.4 應用提高理想度法則

        要提高系統的理想度,可以在不削弱系統主要功能的前提下,將系統的某些組件操作簡單化。

        現有的有篩粉碎機,在粉碎粒度小于20目的物料時,篩網極容易堵塞,使粒度合格的物料不能及時通過篩網,造成過粉碎。由于物料過篩能力下降,會導致生產率急劇降低,功耗大幅度增加,并且容易造成電機超負荷、卡死,增加安全隱患。

        由提高理想度進化路線得到構思方案:采用無篩結構,可通過風選或粉碎后再篩分來獲得所需粒度的物料。

        2.3.5 應用動態性進化法則

        增加系統動態性可以通過以下方法:①將固定狀態變為可動狀態;②將系統分割成可動元件;③引進一個可動物體;④應用物理效應。

        由動態性進化法則得到構思方案:利用振動電機,帶動篩網高頻微幅振動,提高合格物料的過篩能力。

        2.4 新產品的概念方案

        1)在物料規?;毞鬯檫^程中,最突出的問題是細粉碎粒度和過篩能力的矛盾??赏ㄟ^改變刀具結構,來提高粉碎效率;采用振動電機帶動篩網高頻微幅振動,來提高過篩能力;采用變速電動機,滿足產量和粉碎粒度的不同要求。

        2)當細粉碎粒度和過篩能力的矛盾加劇,可采用無篩結構粉碎機,通過風選或粉碎后再篩分來獲得所需粒度的物料。

        3)采用熱場,考慮利用爆炸、壓力方式粉碎物料。

    3 結論

        1)產品及其技術的發展遵循著一定的客觀規律,在進化過程中一般會經歷初始期、成長期、成熟期和衰退期4個階段,形成s-曲線。分析技術系統的S-曲線可以幫助企業評估現有技術的成熟度,作出正確的研發與引進決策。

        2)TRIZ技術系統進化法則可以提供開發產品的新概念和新思路,預測新一代產品可能的結構狀態或應用的原理,使產品創新設計過程更具有可操作性。

        3)筆者將TRIZ技術系統進化理論與產品創新安全設計相融合,運用TRIZ理論的S曲線分析現有產品處于初始期,應加大研發力度,設法提高系統的有用功能,降低成本和有害功能。應用完備性法則、能量傳遞法則、協調性法則、提高理想度法則和動態性進化法則得到了多個新產品的概念方案。 

    責任編輯:蔡虹
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