1、TRIZ 工具解決采煤機(jī)截割部方案設(shè)計(jì)應(yīng)用物理 091張明偉(090118)應(yīng)用 TRIZ 工具及原理提由創(chuàng)新問題：在漫長的地球進(jìn)化過程中，地球母親為我們積累了豐富的礦產(chǎn)資源，煤炭就是其中的重要一種。我國煤炭資源豐富，是煤炭開采大國也是煤炭消耗大國，但是在我國煤炭開采技術(shù)并不成熟。例如在煤炭資源井工式機(jī)械化開采的工作面比較狹小，環(huán)境惡劣。在一定采高下，為了提高煤炭的生采率，操作工人希望滾筒式采煤機(jī)的截割功率越大越好，但是由于地質(zhì)條件或技術(shù)條件的限制，又不能過度增大采煤機(jī)的高度，以安裝更大功率的截割電機(jī)；而同時(shí)管理部門又希望開采能耗越低越好。應(yīng)用 TRIZ 理論定義該技術(shù)的理想解如下：從提高理想

2、解法則出發(fā)，應(yīng)提高煤炭生產(chǎn)率的同時(shí)，降低采煤能耗、粉塵和截割刀具的耗損。從煤炭截割理論考慮，粉塵量往往與采落煤炭的塊度負(fù)相關(guān)，即煤塊度越大，粉塵量相對(duì)越小，這就要求盡可能提高煤的塊度。但是煤塊度增大，必須增大刀具的截割深度，這又受到截割刀具的強(qiáng)度、工作機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)等限制。因此，開采下來的煤塊不能太大又不能太小，體現(xiàn)出物理矛盾的存在。當(dāng)利用分離原理很難處理這一矛盾的情況下，可以通過技術(shù)矛盾的角度來解決這一問題。通過對(duì)39條技術(shù)矛盾特性參數(shù)分析可以從改善No.19動(dòng)物耗能和No.39生產(chǎn)量/生產(chǎn)率兩個(gè)特性參數(shù)出發(fā)。對(duì)應(yīng)改善特性參數(shù)，可能惡化參數(shù)如表 4、表 5所示從改善動(dòng)物耗能出發(fā)推薦的解決方法為：N

3、o.5 組合法，No.13 逆向作用法，No.18 機(jī)械振動(dòng)法，No.24 中介法，No.35 性能轉(zhuǎn)變法。從改善生產(chǎn)量/生產(chǎn)率出發(fā)推薦的解決方法為：No.2 提取法，No.10 預(yù)先作用法，No.18 機(jī)械振動(dòng)法， No.20 有效運(yùn)作持續(xù)法， No.23 反饋法， No.28 系統(tǒng)替代法， No.35性能轉(zhuǎn)變法。經(jīng)過分析，根據(jù)發(fā)明原理提出如下幾個(gè)解決方案：(1)利用 No.5 組合法， 在不增加機(jī)身高度前提下， 對(duì)每一個(gè)工作機(jī)構(gòu)采用雙電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)，增大截割功率。(2)采用 No.18 機(jī)械振動(dòng)法，利用附加機(jī)械振動(dòng)裝置，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)截割降低能耗，增大采煤機(jī)截煤效果。(3)利用 No.10 預(yù)先作

4、用法和 No.24 中介法，采用高壓輔助水射流技術(shù)進(jìn)行輔助截割，增大煤的裂隙降低煤的截割強(qiáng)度，從而達(dá)到提高理想解的目的。采煤機(jī)截割部的理想度=煤炭生采率采煤能耗+粉塵十刀具耗損（4）綜合運(yùn)用（1）（3）表4采煤機(jī)截割技術(shù)矛盾表1差的酹性需矗、的特性No.7動(dòng)物體積7No23物質(zhì)耗損No.19動(dòng)物耗能35,13,1835、24r18,5注：考慮因素煤的塊度刀具耗損表5采煤機(jī)截割技術(shù)矛盾表2差的特性需助奢、的特性No.21功率No15動(dòng)物的作用時(shí)間No.23物質(zhì)耗損No39生產(chǎn)量/生產(chǎn)率35、20、1035、M2、182丸10、35.23注：考慮國素增大功率提高截割速度刀具技耗0學(xué)習(xí) TRIZ 心

5、得體會(huì)通過一學(xué)期的 TRIZ 創(chuàng)新課程的學(xué)習(xí)，讓我充分的體會(huì)到了 TRIZ 帶給我的好處，并將直接影響我以后的事業(yè)的前進(jìn)速度與解決問題的方法的簡易性。TRIZ 包含 1.資源2.矛盾技術(shù)矛盾：40 個(gè)發(fā)明原理物理矛盾：5 個(gè)分離原理3 .物場(chǎng)模型：76 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解4 .功能：科學(xué)效應(yīng)庫5 .技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則 6.TRIZTRIZ 主要分為 6 大塊，物場(chǎng)分析的開發(fā)是基于怎么靈活運(yùn)用資源.通過物場(chǎng)分析導(dǎo)出了 76 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解.技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則是植根于 76 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解的.TRIZ 是整合了所有方法的創(chuàng)新流程， 是把離散的東西變?yōu)榫€性的需要掌握了其他內(nèi)容后學(xué)習(xí).TRIZ 三大核心TRIZ 中有很多內(nèi)容，

6、但有三個(gè)核心。理想解，矛盾，資源。這三個(gè)核心貫穿于解決問題的始終。腦子里不斷的問：最終理想解是什么？矛盾是什么？有什么可利用的資源?Contradiction 的種類行政/管理矛盾(AdministrativeContradiction)現(xiàn)實(shí)和理想之間的矛盾技術(shù)矛盾(EngineeringContradiction)幾個(gè) Parameter!句的矛盾汽車加速性能和燃料費(fèi)物理矛盾(PhysicalContradiction)一個(gè) Parameter 內(nèi)值的矛盾飛機(jī)的 landinggear技術(shù)矛盾和物理矛盾都是同時(shí)存在的。核心是物理矛盾。問題在于怎么找到核心矛盾。一個(gè)核心矛盾“一點(diǎn)帶面”的復(fù)雜了

7、問題。這需要嚴(yán)密的分析，找到核心矛盾。真正的問題找到了，問題就好解決了。功能描述TRIZ 里的物場(chǎng)分析，個(gè)人理解上就是功能的一種模型。功能我們可以定義為，主體作用于客體，改變了客體的一個(gè)特性。例子：釘釘子。但我們描述時(shí)應(yīng)該用，“主體敲打釘子，改變釘子的空間位置”主體可能是錘子，轉(zhuǎn)頭等等。問題：想一下“安全帽的功能”大多數(shù)人會(huì)說“保護(hù)腦袋”，這種分析是心理慣性帶來的問題。正確答案應(yīng)該是“阻擋危險(xiǎn)物”用功能的描述方式的話就是，“安全帽（主體）阻擋（作用）危險(xiǎn)物（客體）我們碰到問題后必然要回答 3 個(gè)問題“我們想得到什么樣的結(jié)果？，“問題的情況是什么樣的？”，“我們可以用什么方法去解決？”第一個(gè)問題

8、的答案，在 TRIZ 就是最終理想解。第二個(gè)問題的答案，在 TRIZ 就是矛盾。（包含系統(tǒng)分析，功能分析，矛盾分析，資源分析等方法）第三個(gè)問題的答案，在 TRIZ 就是 TRIZ 的各種工具（發(fā)明原理，76 個(gè)標(biāo)準(zhǔn)解，靈活運(yùn)用資源等）并且呢 TRIZ 給我們提供了許多創(chuàng)新思維方法。傳統(tǒng)的創(chuàng)新思維比如試錯(cuò)法、頭腦風(fēng)暴法等，往往過于依賴人的直覺，從大量隨機(jī)的想法中篩選出一個(gè)有效方案，效率很低，不適于解決復(fù)雜的技術(shù)問題。TRIZ 提供的九屏幕法、IFR 法、STC 算子法等全新的創(chuàng)新思維方法， 相對(duì)于傳統(tǒng)的創(chuàng)新方法， 具有鮮明的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。它是基于技術(shù)的發(fā)展演化規(guī)律研究整個(gè)設(shè)計(jì)與開發(fā)過程，而不再是隨

9、機(jī)的行為。它著力于挖掘系統(tǒng)中存在的矛盾，以理想解作為方向，最終徹底解決矛盾，而不是采取折衷或者妥協(xié)的做法。二、TRIZ 理論與礦山機(jī)械TRIZ 來源于工程發(fā)明、機(jī)械設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，它完全能夠與現(xiàn)代機(jī)械相融合。一方面，礦山現(xiàn)代化離不開礦山機(jī)械現(xiàn)代化，離不開礦山工程技術(shù)的現(xiàn)代化。可以說各種機(jī)械設(shè)備、工程技術(shù)已經(jīng)滲透到現(xiàn)代礦山的各個(gè)領(lǐng)域。另一方面，現(xiàn)代礦山逐步機(jī)械化、精細(xì)化、集約化，采煤作業(yè)只是整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，相當(dāng)于原料車問，前期還有掘進(jìn)技術(shù)、安裝工藝，中后期還有開采、運(yùn)輸、加工、儲(chǔ)藏以及管理等環(huán)節(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)面臨許多技術(shù)問題，這都需要大量的技術(shù)投入和創(chuàng)新來支撐，從而為技術(shù)發(fā)明提供了一個(gè)廣

10、闊的舞臺(tái)。因此，TRIZ 理論在礦山工程中有著巨大的應(yīng)用空間和潛力。尤其在各種科學(xué)技術(shù)處于快速發(fā)展時(shí)期，更應(yīng)當(dāng)抓住機(jī)遇，大力推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中以質(zhì)取勝。比如在綜采工作面，在井下需要適應(yīng)復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，如何使各設(shè)備效率更高、更安全，工程技術(shù)人員通過各種儀器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各機(jī)械設(shè)備的電壓、電流、溫度、等情況，最后把參數(shù)反饋到電腦進(jìn)行終端控制。整個(gè)過程的目的就在于對(duì)各設(shè)備提供最佳運(yùn)轉(zhuǎn)環(huán)境，發(fā)揮出最大的作用。除此之外，液壓傳動(dòng)、變頻技術(shù)、水下采煤工程等，都是在不同領(lǐng)域內(nèi)的創(chuàng)新課題。比如解決了水下的問題，就可以開采以前廢棄的煤層，這就需要從地質(zhì)、采煤、運(yùn)輸?shù)确矫孢M(jìn)行創(chuàng)新。由此可見，現(xiàn)代礦山的各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)環(huán)節(jié)都需要?jiǎng)?chuàng)新，創(chuàng)新的設(shè)備、