山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司濟(jì)南卷煙廠 / 畢玉超 高勇 段曉威

螺旋垂直輸送機(jī)鏈板快速拆裝工具的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司濟(jì)南卷煙廠 / 畢玉超 高勇 段曉威

本文以TRIZ中的技術(shù)沖突解決原理和阿奇舒勒矛盾矩陣為基礎(chǔ)，對(duì)現(xiàn)有螺旋垂直輸送機(jī)鏈板的拆裝工具進(jìn)行系統(tǒng)分析，運(yùn)用矛盾矩陣表得到相應(yīng)的發(fā)明原理，設(shè)計(jì)出了螺旋輸送機(jī)鏈板的快速拆裝工具。

TRIZ、螺旋垂直輸送機(jī)、鏈板、拆裝工具

螺旋垂直輸送機(jī)如圖1所示，是一樓卷包車間生產(chǎn)的件煙輸送到成品庫(kù)二樓件煙碼垛區(qū)的關(guān)鍵通道，對(duì)保障物流系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有重要的作用。螺旋垂直輸送機(jī)鏈板在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中表面易出現(xiàn)裂紋甚至斷裂情況，容易導(dǎo)致卷包車間生產(chǎn)的件煙無法輸送到成品庫(kù)二樓，最終造成車間停產(chǎn)，給企業(yè)帶來巨大損失。因此亟需一種專用的工具來快速完成對(duì)鏈板的拆裝。

在設(shè)計(jì)快速拆裝工具時(shí)，本文利用了發(fā)明問題解決理論TRIZ （The Theory of Innovation Problems Solving）中的沖突解決理論，確定出拆裝工具欲改善的參數(shù)及其隨之惡化的參數(shù)，然后查找阿奇舒勒矛盾矩陣，得到推薦的發(fā)明原理，最終得到最理想的解決方案。

一、現(xiàn)有問題分析

如圖2所示，螺旋垂直輸送機(jī)更換損壞的鏈板，需要把受損鏈板運(yùn)到末端或前端，讓其自然下垂從而使鏈板與防磨導(dǎo)條脫離，另一端采用錘頭和銷沖把固定的兩塊鏈板的銷軸取出，確定好新鏈板的位置后，再把銷軸沖進(jìn)去。這種更換方法有兩大缺點(diǎn)：一是空間有限但至少需要兩人進(jìn)行配合，一人扶住鏈板，一人進(jìn)行拆裝，不但不方便，而且錘擊時(shí)銷沖易碰到手，造成人身傷害；二是螺旋垂直輸送機(jī)輸出端高度達(dá)9.65米，兩個(gè)人在高處更換損壞鏈板極其不方便，銷軸容易落到地面上進(jìn)而增加故障修復(fù)時(shí)間，維修人員也存在高處墜落的危險(xiǎn)。顯然，拆裝工具的“體積”作為系統(tǒng)需要改善的特性，與拆裝工具的“長(zhǎng)度”、“強(qiáng)度”、“可靠性”存在技術(shù)沖突。為此，迫切需要一種操作方便、平穩(wěn)、快速、安全的鏈板拆裝工具。

二、解決方案的產(chǎn)生

1.沖突矩陣的建立與一般解的產(chǎn)生

選擇阿奇舒勒矛盾矩陣“運(yùn)動(dòng)物體的體積”作為系統(tǒng)需改善的特性，把“運(yùn)動(dòng)物體長(zhǎng)度”、“強(qiáng)度”、“可靠性”三個(gè)參數(shù)作為對(duì)應(yīng)惡化的特性。改善的特性與惡化的特性在阿奇舒勒矛盾矩陣的交匯處即為所需要的發(fā)明原理，如表1所示。表1所得到的發(fā)明原理序號(hào)，即為阿奇舒勒矛盾矩陣所推薦的發(fā)明原理，也就找出了問題的一般解，如表2。

>> 圖1 螺旋垂直輸送機(jī)

>> 圖2 螺旋垂直輸送機(jī)鏈板

表1 拆裝工具的阿奇舒勒沖突矩陣

2. 拆裝工具特定解的產(chǎn)生

表2得到的是一般解，通過對(duì)一般解的分析，發(fā)現(xiàn)可以利用的原理為1分割原理，4不對(duì)稱原理，7嵌套原理，11預(yù)置防范原理，14曲面化原理。

根據(jù)1分割原理，可考慮將拆裝工具分成手持部分、傳動(dòng)部分、定位部分，各部分能組裝成一個(gè)整體。

根據(jù)4不對(duì)稱原理，傳動(dòng)部分采用棘條結(jié)構(gòu)原理，當(dāng)搖桿順時(shí)針擺動(dòng)時(shí)，鉸接在桿上的棘爪插入棘條的齒內(nèi)，使棘條向前移動(dòng)。當(dāng)搖桿無動(dòng)作時(shí)，棘條靜止不動(dòng)，搖桿作連續(xù)的往復(fù)擺動(dòng)時(shí)，棘條便得到單向的間隙移動(dòng)。棘條上下兩面設(shè)計(jì)為不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，一面有棘齒，一面光滑，當(dāng)棘爪與有棘齒一面配合時(shí)，棘條向前運(yùn)動(dòng)，完成銷軸的拆裝；棘爪與光滑一面配合時(shí)，方便棘條的復(fù)位。

根據(jù)7嵌套原理，把棘爪放入手持部分鈑金件的空腔中。

根據(jù)11預(yù)置防范原理，拆裝工具的定位部分焊接加強(qiáng)筋，增加拆裝工具的強(qiáng)度。

根據(jù)14曲面化原理，棘條整體結(jié)構(gòu)為圓柱形，方便棘爪復(fù)位。

本刊重點(diǎn)關(guān)注的物流展會(huì)

表2 TRIZ理論的一般解

三、最優(yōu)設(shè)計(jì)方案

通過對(duì)特定解所示發(fā)明原理的應(yīng)用，最終得到最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，如圖3、圖4。

棘爪1、棘爪2都嵌套在鈑金把手里，棘爪2負(fù)責(zé)推動(dòng)棘條向前運(yùn)動(dòng)，完成銷軸的拆裝，棘爪1發(fā)揮鎖止功能，保證棘條準(zhǔn)確工作，棘條旋轉(zhuǎn)180度，當(dāng)光滑面與棘爪接觸時(shí)，棘爪不起作用，方便復(fù)位。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，得到具體的拆裝工具實(shí)物，如圖5所示。

四、結(jié)論

本文利用TRIZ原理，結(jié)合實(shí)際情況，分析目前螺旋垂直輸送機(jī)鏈板拆裝系統(tǒng)存在的技術(shù)矛盾，并根據(jù)沖突矩陣得出了拆裝工具的最優(yōu)解。該方案設(shè)計(jì)出的螺旋垂直輸送機(jī)鏈板拆裝工具使用方便，單人就可操作，大大減少了更換新鏈板時(shí)間，實(shí)際應(yīng)用效果好，具有很強(qiáng)的推廣價(jià)值。

>> 圖3 棘爪鎖止傳動(dòng)圖

>> 圖4 拆裝工具設(shè)計(jì)圖

>> 圖5 鏈板拆裝工具