針對混凝土彎頭在摩擦力和沖擊力的共同作用下磨損的問題,我們的初步設想是對彎頭的易損部位進行局部加厚,從而延長彎頭的使用壽命。然而,這也帶來了新的問題。局部增厚增加了彎頭的重量,這也增加了整車的重量,導致整個管道系統平衡不良,泵送時振動增加。


基于TRIZ理論設計耐磨混凝土彎頭


利用工程問題描述理論,將上述問題轉化為矛盾問題模型。參考39個工程參數,彎頭局部增厚可描述為標準參數14強度,彎頭重量增加可描述為2號靜止物體重量。


技術矛盾是固定物體的x-14號強度和y-2號重量。


使用創新原理問題解決模型


根據上面定義的技術矛盾,查詢矛盾矩陣(表1),得到innovation原理12,14,15,16。


創新原理40復合材料原理-用復合材料替代同質材料。


創新原理26復制原理。


創新原理27廉價替代品原理。


創新原理1部門原理-將物體分成易于組裝和拆卸的部件。


基于TRIZ理論設計耐磨混凝土彎頭


利用上面推薦的創新原理,結合彎頭原理,類比應用得出以下解決方案。


1.材料彎頭


說明:用復合材料代替純鋼彎頭,外層為鋼,內層為耐磨陶瓷。


2.復合快換彎頭


描述:用一個簡單便宜的肘關節復制品代替易受傷的肘關節。為方便更換彎頭,采用快速接頭實現快速更換彎頭。


3.可更換管套彎頭


描述:在彎管內安裝一個便宜的耐磨套筒。用新的磨損套替換舊的磨損套很容易。


4.可拆卸耐磨混凝土彎頭


說明:將彎頭的易磨損部位拆分,通過法蘭連接安裝在彎頭上。


程序實施:


通過對上述方案的可行性、成本和使用壽命的分析,最終選擇方案4——可拆卸耐磨混凝土彎頭作為實施方案。實驗表明,新型可拆卸耐磨混凝土彎頭的使用壽命是原彎頭的2~3倍,成本僅為原彎頭的1.1~1.2倍。


結論:


TRIZ理論可以實現快速的產品創新,是解決技術問題的有力理論工具。它能使設計師突破思維慣性,進行創造性思維;它可以為設計師解決問題提供正確的方向,有效指導設計師進行產品創新設計,從而避免產品設計周期長、創新水平低的缺點。


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