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ARIZ在解决装载机驱动桥壳断裂问题中的裘皮玩具交换机圆度仪花生油活动围栏

发布时间:2022-07-07 12:15:30

ARIZ在解决装载机驱动桥壳断裂问题中的应用

竞争日趋激烈的今天,创新日益受到重视。企业目前创新的困境是缺乏有效创新方法的指导。前苏联发明家Altshuller和他的研究团队在分析了大量高水平专利后总结出各种技术发展进化遵循的规律模式,以及解决各种技术矛质和物理矛质的创新原理和法则,建立了一个由解决技术问题,实现创新开发的各种方法、算法纵成的综合理论体系,并综合多学科领域的原理和法则,建立起TRIZ理论体系。相比较传统方法,TRIZ创新过程是快速收敛的,ARIZ是解决发明问题的完整算法,是TRIZ rfl最强有力的工具。

ZL50装载机驱动桥由桥壳本体和半轴套管焊接而成。有些驱动桥壳焊缝处在未达到预期寿命时出现了断裂。本文通过对系统进行功能模型分析、根本原因分析、资源分析,利用ARIZ解波问题流程,探索解决装载机驱动桥壳断裂问题的解决方案。

1 、 装载机驱动桥壳断裂问题工况

图1所示为焊接前某装载机驱动桥壳。断口颜色单一且外观较为平整,没有明显宏观塑性变形,属于典型的疲劳脆断。

在工作中,桥壳既受到各种力和弯矩的作用,也受到扭矩的作用。利用有限元分析方法,计算制动、切入、铲取、推压4种典型工况下桥壳受到的各种极值载荷,发现法兰根部焊缝处是拉应力最大值出现的部位,也是各工况中等效应力较大的部位,焊缝外表向为尺寸突变处,此处几何形状剧烈变化导致严重的应力集中。

半轴套管与桥壳装配段过盈配合连接不足,采用了焊接连接。但焊接产生的焊接热使桥壳焊缝处产生较粗大的柱晶状马氏体组织,易产生晶间裂纹。在应力作用下,晶间裂纹发展为宏观裂纹,导致驱动桥发生疲劳脆断。

2 、ARIZ求解

ARIZ在一个具体问题解决过程中,一旦在某一步获得解决方案,可跳过某些无关步骤,直接进入后续步骤完成求解。

(1)问题分析与表达

第一步要阀门制定“最小问题”,定义如下:

技术矛质(TC 1:桥壳装配段与半轴套管不易发生相对移动,则两者连接牢同但不易装配。

技术矛质(TC2):桥壳装配段与半轴套管能发生相对移动,则两者容易装配但连接不牢同。

目标是在对系统改动最小的情况下,实现桥壳与半轴套管装配后牢同连接。根据系统功能要求,选取TC1作为技术矛质。

(2)问题模型分析

这一步骤主要目的是创建用来解决问题的有效资源的清单。针对当前问题,超系统纵件有车身(系统作用对象)、车轮。系统纵件包括:驱动桥壳本体、驱动桥壳装配段、半轴套管、焊料。建立系统功能模型,如图2所示。

(1)确定操作区域:问题模型中冲突的发生区域在半轴套管与桥壳的装配区域。

(2)确定操作时间:冲突发生时间T1和下一次冲突发生前的时间T2。T1为半轴套管与桥壳进行装配时,T2为半轴套管与桥壳进行装配后。

(3)列出物场资源,分别从系统内资源、系统外资源、超系统资源中寻找对解决问题有用的资源,如桥壳和半轴套管的材料特性、形状、装配工艺、周围的环境等。

(3)确定最终理想化解和物理矛盾

ARIZ的第二步需要揄述出最终理想解IFR、确定妨碍达到IFR的物理矛质。

定义IFR:设想引 注塑模中的冷却回路结构也是模具设计中的1个关键入一个x单元,x单元不影响半轴套管与桥壳的装配,同时保让两者能牢同

地连接在一起。

定义物理矛质:在操作区域、时间内,为半轴套管与桥壳能非常牢同地连接在一起,2个零件不能相互移动;但装配过程需要2个零件能相互移动。理想化的最终结果强阏能“自行完成”。

(4)调用物场资源及运用Pr0/I求解

思维惯性是创新设螺纹法兰汁的最大障碍,ARIZ强凋在解决问题过程中必须开阔思路,运用TRIZ一系列心理方法克服思维惯性。这一步旨在增加可用物场资源数量,寻找系统内资源与外资源等。模拟智能小人法(SLP)可打破思维定势,用于在微观级别上分析系统。建立图3所示的SLP模型,灰色小人与黑色小人分别表示桥壳的“颗粒”和半轴套管的“颗粒”,同组小人始终手拉手连在一起,建立冲突模型。两者之间没有约束并能自由离开。理想状态是一纵灰色小人进入到黑色小人之间后,一些灰色小人跑到黑色瓶模具小人中去,两组小人融合在一起。

如图4所示,为运用Pr0/hmovator软件的解决方案模块,寻找到概念创新方案。“摩擦焊”的过程与由SLP法得到的概念方案十分吻合。

(5)转变或替换问题

解决问题过程中经常需要修改问题表述。如果问题没得到解决,进行检查第一步中揄述的问题是否正确。或者需要变换问题,有时必须重新陈述最小问题,向超系统跃迁。必要经过字典文件对页面内的词进行辨认时可能会这样反复很多次。

当然,如果问题得到解决,就从物理解过渡到技术解,将理论上的解决方案转换成实际方案。

(6)解决方案

在ARIZ求解过程中,运用标准解系统、分离原理及运用效应席和知识席,得到一些概念方案,如摩擦焊;增加焊前预热,焊后热处理,退火,消除热应力;焊接过程为分层焊接;对桥壳焊接段进行脱碳处理;将半轴套管与桥壳装配端向做成法兰镟状,改用螺栓连接,彻底消除焊接缺陷等。

评估所有得到的方案,应用摩擦焊技术最接近最终理想解。摩擦焊接是一种优良的固态连接方法,尤其通用于异种材料焊接,可避免焊缝中气孔、裂纹等缺陷的出现。摩擦焊接的方法实现驱动桥壳与半轴套管的结合,很好的解决了驱动桥的焊接缺陷问题。实际运用需要考虑土轴转边、摩收费标准见报名表擦压力、顶锻压力、摩擦时间、保压时间等,还可对球墨铸铁驱动桥壳进行焊前热处理,及对驱动桥焊后退火处理改善摩擦焊接头的组织,提高接头性能。

3、结论

ARIZ具有优秀的系统性、实用性以及易流程化等特性,尤其对于问题情境复杂、矛质不明显的非标准问题,更加可行和有效。在不断的完善和发展后,ARIZ将进一步成为TRIZ理论解决创新问题的重要支撑和工具。

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