螺旋垂直輸送機鏈板快速拆裝工具的創(chuàng)新設計

山東中煙工業(yè)有限責任公司濟南卷煙廠 / 畢玉超 高勇 段曉威

螺旋垂直輸送機鏈板快速拆裝工具的創(chuàng)新設計

山東中煙工業(yè)有限責任公司濟南卷煙廠 / 畢玉超 高勇 段曉威

本文以TRIZ中的技術沖突解決原理和阿奇舒勒矛盾矩陣為基礎，對現(xiàn)有螺旋垂直輸送機鏈板的拆裝工具進行系統(tǒng)分析，運用矛盾矩陣表得到相應的發(fā)明原理，設計出了螺旋輸送機鏈板的快速拆裝工具。

TRIZ、螺旋垂直輸送機、鏈板、拆裝工具

螺旋垂直輸送機如圖1所示，是一樓卷包車間生產(chǎn)的件煙輸送到成品庫二樓件煙碼垛區(qū)的關鍵通道，對保障物流系統(tǒng)的正常運行具有重要的作用。螺旋垂直輸送機鏈板在運轉過程中表面易出現(xiàn)裂紋甚至斷裂情況，容易導致卷包車間生產(chǎn)的件煙無法輸送到成品庫二樓，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鏈板的拆裝。

在設計快速拆裝工具時，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，螺旋垂直輸送機更換損壞的鏈板，需要把受損鏈板運到末端或前端，讓其自然下垂從而使鏈板與防磨導條脫離，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，再把銷軸沖進去。這種更換方法有兩大缺點：一是空間有限但至少需要兩人進行配合，一人扶住鏈板，一人進行拆裝，不但不方便，而且錘擊時銷沖易碰到手，造成人身傷害；二是螺旋垂直輸送機輸出端高度達9.65米，兩個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而增加故障修復時間，維修人員也存在高處墜落的危險。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“長度”、“強度”、“可靠性”存在技術沖突。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“運動物體的體積”作為系統(tǒng)需改善的特性，把“運動物體長度”、“強度”、“可靠性”三個參數(shù)作為對應惡化的特性。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，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

>> 圖2 螺旋垂直輸送機鏈板

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不對稱原理，7嵌套原理，11預置防范原理，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、傳動部分、定位部分，各部分能組裝成一個整體。

根據(jù)4不對稱原理，傳動部分采用棘條結構原理，當搖桿順時針擺動時，鉸接在桿上的棘爪插入棘條的齒內(nèi)，使棘條向前移動。當搖桿無動作時，棘條靜止不動，搖桿作連續(xù)的往復擺動時，棘條便得到單向的間隙移動。棘條上下兩面設計為不對稱結構，一面有棘齒，一面光滑，當棘爪與有棘齒一面配合時，棘條向前運動，完成銷軸的拆裝；棘爪與光滑一面配合時，方便棘條的復位。

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預置防范原理，拆裝工具的定位部分焊接加強筋，增加拆裝工具的強度。

根據(jù)14曲面化原理，棘條整體結構為圓柱形，方便棘爪復位。

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表2 TRIZ理論的一般解

三、最優(yōu)設計方案

通過對特定解所示發(fā)明原理的應用，最終得到最優(yōu)設計方案，如圖3、圖4。

棘爪1、棘爪2都嵌套在鈑金把手里，棘爪2負責推動棘條向前運動，完成銷軸的拆裝，棘爪1發(fā)揮鎖止功能，保證棘條準確工作，棘條旋轉180度，當光滑面與棘爪接觸時，棘爪不起作用，方便復位。

根據(jù)設計圖紙，得到具體的拆裝工具實物，如圖5所示。

四、結論

本文利用TRIZ原理，結合實際情況，分析目前螺旋垂直輸送機鏈板拆裝系統(tǒng)存在的技術矛盾，并根據(jù)沖突矩陣得出了拆裝工具的最優(yōu)解。該方案設計出的螺旋垂直輸送機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間，實際應用效果好，具有很強的推廣價值。

>> 圖3 棘爪鎖止傳動圖

>> 圖4 拆裝工具設計圖

>> 圖5 鏈板拆裝工具