本文天行健针对A厂采购的硅钢带卷绕机存在的问题进行了改进设计。在改进设计过程中借助TRIZ工具,找到了两种设计方案,发现TRIZ理论在解决工程问题时能够帮助工程人员快速找到解决方案。
当卷绕机构动作时,对硅钢带施加一个拉力使其缠绕一定角度,卷绕机构转动结束,硅钢带不受力,因为硅钢带厚度0.5mm,具有弹性,由于弹力的作用使其不再贴合卷绕机构上前一圈硅钢带,形成了松圈。如果冲裁在硅钢带上留下的毛刺或锐角挂住硅钢带,将阻止硅钢带的回弹,就会形成了紧圈。故选择恶化参数是12号-形状(其实是硅钢带的缠绕曲率变化),改善参数是10号-力。问题描述为在保持卷绕机间歇式运动对硅钢带施加力的同时保证硅钢带缠绕形状。
根据选定的恶化及改善工程参数,在冲突矩阵中查找10行12列,得到推荐的发明原理编号是10、35、40和34。
借助发明原理启发的思考方向,运用类比等方法设计解决方案。
方案一:采用浮动的滚轮从外侧压住绕上卷绕机构的硅钢带,滚轮受弹簧力作用压住硅钢带,使其始终贴紧前一圈硅钢带。
方案二:在卷绕机构和电子信号发生机构中间位置,布置压紧装置,使硅钢带始终受到一个张紧力,克服自身的弹力。同时,压紧装置和电子信号发生机构之间硅钢带的状态不变,保证硅钢带从冲槽机输送过来时能够接触电子信号发生机构。
综上所述,方案一在不移动现有设备的前提下,增加一个预压紧结构。其设计遵循原理10提示的预先动作的方向,卷绕的目的是让硅钢带一层贴一层的缠绕在卷绕机构上,现实的问题是缠绕得松紧不确定,那么在卷绕开始前就让硅钢带在滚轮的压力作用下贴合在前一层硅钢带上。方案二的实施需要适当加长卷绕机构和电子信号发生机构的距离。其设计遵循的是原理35变化物理状态的方向,导致卷绕松紧不确定的原因是硅钢带的弹性,而卷绕机的工作原理决定了硅钢带在卷绕机构和电子信号发生机构之间的状态只能是松紧变化状态。所以,在两者之间增加一个压紧装置,使硅钢带在压紧装置与卷绕机构之间一直处于张紧状态,克服弹力的作用;而硅钢带在压紧装置与电子信号发生机构之间的状态还是松紧变化状态。该压紧装置利用上压紧辊的重力始终将硅钢带伏压在下辊上。
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