基于TRIZ理论设计耐磨混凝土弯头 点击:120 | 回复:0



天行健陈

    
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发表于:2020-11-30 10:28:16
楼主

基于TRIZ理论设计耐磨混凝土弯头


本文利用TRIZ理论指导完成了耐磨混凝土弯头的设计,采用创新方法(TRIZ)+先进技术手段引入+技术指导,取得了良好的效果。


针对混凝土弯头在摩擦力和冲击力的共同作用下被磨穿的问题,我们初步思路就是对弯头易破损部位进行局部加厚,从而延长弯头的使用寿命。但是由此也带来了新的问题,局部加厚使弯头重量增加,整车重量也因此增加,造成整个统配管系统平衡性变差,泵送时震动加剧。


理论.png


运用工程问题描述理论,将上述问题转化为矛盾问题模型。参照39个工程参数,对弯头局部加厚可以描述为标准参数No.14强度,弯头重量增加可以描述为No.2静止物体的重量。


技术矛盾为x-No.14强度,y-No.2静止物体的重量。


利用创新原理解决问题模型


根据上面定义的技术矛盾,查询矛盾矩阵(表1),得到创新原理12,14,15,16。


创新原理40复合材料原理--用复合材料代替均质材料。


创新原理26复制原理。


创新原理27廉价品替代原理。


创新原理1分割原理--将物体分成容易组装和拆卸的部分。


39个通用工程参数.png


利用以上推荐的创新原理,结合弯头实际的工作原理,类比应用得到以下几种解决方案。


1、材料弯头


方案描述: 采用复合材料替换纯钢弯头,外层采用钢材,内层采用耐磨陶瓷。


2、复合快速更换弯头


方案描述:用简单的、廉价的弯头复制品代替易损的弯头。为了更换弯头的便捷性,采用快速接头来实现快速更换弯头。


3、可更换管套弯头


方案描述:在弯头内侧安装一个廉价的磨损套管。用一个新的磨损套管更换旧的磨损套筒是很容易的。


4、可拆卸耐磨混凝土弯头


方案描述:将弯头易磨损部位拆分出来,采用法兰连接装在弯头上。


方案实施


通过对上述方案的可行性、成本、使用寿命等方面的分析,最后选择方案4-可拆卸耐磨混凝土弯头作为实施方案。通过实验证明,新型可拆卸式耐磨混凝土弯头的使用寿命为原弯头的2~3倍,成本仅为原弯头成本的1.1~1.2倍。


结论


TRIZ理论可以实现产品的快速创新,是解决技术问题强有力的理论工具。它可以使设计人员突破思维惯性,进行创造性思维;并可以为设计人员提供解决问题的正确方向,有效地指导设计人员进行产品创新设计,从而避免了产品设计周期长、创新等级低的缺点。




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