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        運(yùn)用TRIZ研制多規(guī)格管端面矯圓工藝裝置

        2019-11-01 11:15:58姜云瑞孟秀文徐銀魁高靜
        科技創(chuàng)新與品牌 2019年9期
        關(guān)鍵詞:對焊施力圓度

        姜云瑞 孟秀文 徐銀魁 高靜

        1. 項(xiàng)目背景

        1.1 項(xiàng)目改進(jìn)前情況

        船舶海洋工程產(chǎn)品的管路多為對口焊連接,一般情況下,成品管到貨就存在圓度公差,在組裝對焊時容易出現(xiàn)錯邊現(xiàn)象,影響焊接質(zhì)量。組裝對焊過程中需要保證管子裸端的圓度,以確保管子對口焊接的質(zhì)量。特別是在單元組裝或者船上組裝的管子,所以需要研制管子在現(xiàn)場組裝對焊時能保證圓度的裝置。

        1.2 項(xiàng)目存在的問題

        對保證管子組裝對焊時的圓度,一直以來沒有得以有效解決。舾裝公司承擔(dān)的集團(tuán)分交國家發(fā)改委“大型FSRU超低溫管閥系統(tǒng)單元樣機(jī)研制”項(xiàng)目,通過研制端面矯圓工藝裝置,進(jìn)行管子和附件的圓度矯正,提高焊接質(zhì)量,解決了單元上的管子對接口組對錯邊的難題。

        1.3 常規(guī)解決途徑及問題

        傳統(tǒng)采用的方法是:

        一、沿管長方向在管件一端釘焊幾條角鋼,再將另一根管件插進(jìn)來釘焊,然后去掉角鋼再整體焊接。

        二、使用錘子砸是傳統(tǒng)使用的方法,矯圓程度不夠理想,還會對管件造成一定損害。

        2. 應(yīng)用TRIZ理論創(chuàng)新方法過程

        2.1 最終理想解

        2.2 因果鏈分析

        2.3 資源分析

        2.4 技術(shù)矛盾

        2.4.1 第一組技術(shù)矛盾:

        1)原問題技術(shù)矛盾的表述:

        如果管子的(形狀)發(fā)生改變,那么管子(可靠性)就降低了。

        2)問題模型——對應(yīng)的39個通用工程參數(shù)

        改善的參數(shù):12形狀

        惡化的參數(shù):27可靠性

        3)解決方案模型

        對應(yīng)查看阿奇舒勒矛盾矩陣表得到參考創(chuàng)新原理為:10預(yù)先作用40復(fù)合材料16未達(dá)到或過度作用。

        提出技術(shù)方案:

        原理10:通過提前采用胎膜形式來夾緊管子,改變形狀;

        原理16:采用機(jī)械方式施力給胎膜再傳遞給管子;

        2.4.2 第二組技術(shù)矛盾:

        1)原問題技術(shù)矛盾的表述:

        如果管子(形狀)發(fā)生改變,那么管子(結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性)就降低了。

        2)問題模型——對應(yīng)的39個通用工程參數(shù)

        改善的參數(shù):12形狀。

        惡化的參數(shù):13對象的穩(wěn)定性。

        3)解決方案模型

        對應(yīng)查看阿奇舒勒矛盾矩陣表得到參考創(chuàng)新原理為:33均質(zhì)性1分割18機(jī)械振動4增加不對稱。

        提出技術(shù)方案:

        原理18:采用機(jī)械方式施力給胎膜再傳遞給管子;

        2.5物理矛盾

        1)確定物理矛盾

        (大錘)應(yīng)該(砸管子),以滿足(矯正圓度)要求;

        但是,(大錘)不應(yīng)該(砸管子),以滿足(不對人的手臂震動)的要求;

        2)擬采用分離原理

        時間分離:發(fā)明原理10預(yù)先作用原理、發(fā)明原理18機(jī)械振動原理;

        提出技術(shù)方案:

        ① 原理10:通過提前采用胎膜形式來夾緊管子,改變形狀;

        ② 原理18:采用機(jī)械方式施力給胎膜再傳遞給管子;

        2.6物場分析

        1)第一組物場分析

        確定問題:手拿大錘砸管子,振手臂疼。

        確定物場模型

        模型1:消除有害作用,標(biāo)準(zhǔn)解1.2.4用場抵消有害效應(yīng)中引入機(jī)械場、電場。

        提出技術(shù)方案:

        引入機(jī)械場,采用機(jī)械方式施力給胎膜再傳遞給管子。

        2)第二組物場分析

        確定問題:大錘砸管子耗時耗力,受力不均勻,矯圓效果不理想,對母材損害。

        確定物場模型

        模型2:作用不充分,引入第二個場和第三個物質(zhì)增強(qiáng)有用的效應(yīng)。

        提出技術(shù)方案:

        引入F2機(jī)械場和S3物質(zhì),采用千斤頂推動胎膜,使受力均勻。

        3. 項(xiàng)目改進(jìn)效果

        3.1 項(xiàng)目改進(jìn)實(shí)施情況

        通過以上利用TRIZ工具的綜合分析,根據(jù)原理10、16、18以及物場模型分析提出的技術(shù)方案,形成了初步設(shè)計(jì)方案如下:

        3.2 項(xiàng)目改進(jìn)后效果情況

        進(jìn)行了樣品的制作,進(jìn)行了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的試驗(yàn)。

        3.3 項(xiàng)目改進(jìn)后推廣情況

        端面矯圓工藝裝置在樣品制作完成后,進(jìn)行了正式產(chǎn)品的制作,成功應(yīng)用在國家發(fā)改委“大型FSRU超低溫管閥系統(tǒng)單元樣機(jī)研制”項(xiàng)目上,解決了單元上的管子對接口組對錯邊的難題,進(jìn)行管子和附件的圓度矯正,提高了焊接質(zhì)量。

        責(zé)編:李曼

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