33、基于功能模型的工程创新解决方案及 LT - 表在 TRIZ 矛盾解决中的应用

基于功能模型的工程创新解决方案及 LT - 表在 TRIZ 矛盾解决中的应用

采煤机螺旋滚筒功能模型与分析

1. 功能模型的建立
   • 功能模型有多种表达方式，其中功能分解可用功能结构树表示。先考虑上层子功能的结构来建立功能模型的雏形，再逐层细化得到完善的功能结构图，但这种方法无法表达功能结构之间的联系。
   • 日本学者提出了一种包含组件和动词的方法来建立功能模型，动词表示与组件的交互。基于此方法，可建立螺旋滚筒的功能模型。
2. 螺旋滚筒的功能分析
   • 能耗关键原因分析 ：采煤机工作时，约 80 - 90%的功率消耗在切割滚筒上，因此降低切割滚筒的能耗是关键问题。通过分析切割滚筒的能量流，明确参与能耗的组件以及能耗较大的组件，发现螺旋滚筒的截齿需要改进。采煤机能耗主要由切割滚筒决定，截齿能耗高、滚筒能耗高和滚筒旋转不灵活是三个主要缺陷。
   • 矛盾表达与创新解决方案 ：通过对螺旋滚筒能耗的因果分析，可知截齿的配置影响能耗。截齿布置密集时，螺旋滚筒能耗大但切割刃小；截齿布置稀疏时，螺旋滚筒能耗小但切割刃大。根据 TRIZ 理论，构成了该工程问题的物理冲突。利用 39 * 39 矩阵和 40 个理论确定希望改进的特性和带来负面影响的特性，查 TRIZ 冲突矩阵表得到解决该冲突问题的四个创新原则：35、10、38、19，对应的创新方法为周期性效应、预操作、加速强氧化、参数变化，选择预操作方法作为解决切割滚筒技术矛盾的理论。