TRIZ解題流程案例 03版.pptVIP

改善液壓管路接頭的密封設(shè)計 解決問題的流程 描述問題 定義技術(shù)系統(tǒng)名稱及其功能 問題初始情境描述 完整描述系統(tǒng)的工作原理 描述系統(tǒng)當(dāng)前存在的主要問題 主要缺點(diǎn)在什么情況下出現(xiàn) 初步思路或類似問題的解決方案及存在的缺陷 明確要解決的問題 對新技術(shù)系統(tǒng)的要求 技術(shù)系統(tǒng)IFR 項目名稱 提高 降低 技術(shù)系統(tǒng) 參數(shù) 描述問題 描述問題 定義技術(shù)系統(tǒng)名稱及其功能 描述問題 問題初始情境描述 完整描述系統(tǒng)的工作原理 管子4端頭的凸起鑲?cè)牍芴?內(nèi)壁的凹槽內(nèi) 防止兩者脫開 但并不完全壓緊 在自由狀態(tài)下兩者之間是松動的 螺母2與接頭1的螺紋擰緊后 螺母2將管套3壓向接頭1 使管套3外壁的球面與接頭1內(nèi)壁的錐面互相壓緊 實現(xiàn)外圈密封 管套與接頭之間的密封 接頭1對管套3的壓力 使管套3向內(nèi)收縮 與管子4之間產(chǎn)生壓緊力 從而實現(xiàn)內(nèi)圈密封 管套與管子端頭之間的密封 管套3對接頭1的反作用力 使接頭1向外膨脹 使其與螺母之間的螺紋配合互相壓緊 產(chǎn)生自鎖力 注 圖示為接頭擰出狀態(tài) 且未示出左側(cè)管子組件 描述問題 該接頭是一種新型的液壓管路接頭 廣泛應(yīng)用于各種機(jī)型 但在使用中發(fā)生了頻繁的液壓油滲漏故障 描述系統(tǒng)當(dāng)前存在的主要問題 描述問題 主要缺點(diǎn)在什么情況下出現(xiàn) 1 未裝機(jī)件地面試驗時 從未發(fā)生 2安裝在飛機(jī)上 無論在地面還是飛行中 均有發(fā)生 3將飛機(jī)上的故障件拆下用于地面試驗 仍會發(fā)生 高壓管的泄漏發(fā)生概率明顯高于低壓管 5鋁合金管的泄露發(fā)生概率高于鋼管 描述問題 目前液壓油滲漏問題主要是從管路接頭材料方面考慮 但無法徹底解決滲漏問題 初步思路或類似問題的解決方案及存在的缺陷 描述問題 明確要解決的問題 對新技術(shù)系統(tǒng)的要求 技術(shù)系統(tǒng)IFR 如何改善液壓管路接頭的密封設(shè)計 如何防止液壓油滲漏 能將兩段管子連接在一起 可靠 無滲漏 體積小 重量輕 液壓管路不需要接頭 能自己連接在一起 解決問題的流程 系統(tǒng)分析 組件模型 系統(tǒng)分析 1 內(nèi)圈和管子端頭之間的密封不足 2 機(jī)體結(jié)構(gòu)對管子的振動有害 3 管子傳遞到管子端頭的振動有害 通過組件模型分析 我們描述了系統(tǒng)中的組件都有哪些 以及它們之間的相互關(guān)系 并得出導(dǎo)致滲漏可能的三個功能因素 因果分析1 密封性 強(qiáng)度 因果分析2 振動 根據(jù)組件分析我們知道 油滲漏的原因是 內(nèi)圈密封不足 通過因果分析 引起內(nèi)圈密封不足的根本原因是 1密封面積不足 2管子端頭存在有害變形 因果分析 資源分析 矛盾分析 技術(shù)矛盾 技術(shù)矛盾1根據(jù)因果分析 內(nèi)圈密封不足的原因是密封面積不足 如果我們直接增加密封面積 將導(dǎo)致零件尺寸增加從而導(dǎo)致重量增加 技術(shù)矛盾1 改善的參數(shù) 靜止物體的面積惡化的參數(shù) 靜止物體的重量 矛盾分析 技術(shù)矛盾 通過查找創(chuàng)新原理 選擇適用于本項目的14號原理 曲面化原理 矛盾分析 技術(shù)矛盾 備選方案1 采用鋸齒形內(nèi)表面的管套 滾壓管子端頭使管子在工具和管套內(nèi)表面的擠壓下產(chǎn)生塑性變形 使兩者貼合面緊密貼合 技術(shù)矛盾2根據(jù)因果分析 管子端頭產(chǎn)生有害變形的原因是強(qiáng)度不足 通過增加管子厚度可以提高強(qiáng)度 但顯然會增加重量 技術(shù)矛盾2 改善的參數(shù) 物質(zhì)的量惡化的參數(shù) 靜止物體的重量 矛盾分析 技術(shù)矛盾 通過查找創(chuàng)新原理 選擇適用于本項目的35號原理 物理或化學(xué)參數(shù)改變原理 矛盾分析 技術(shù)矛盾 矛盾分析 技術(shù)矛盾 備選方案2 通過技術(shù)矛盾的創(chuàng)新原理給我們的提示 改變金屬的物理或化學(xué)參數(shù) 最直接的方法是改變材料 因此方案2為采用更高強(qiáng)度的管子 技術(shù)矛盾3根據(jù)因果分析 管子端頭產(chǎn)生有害變形的原因是強(qiáng)度不足 通過改變材料 熱處理等措施可以提高強(qiáng)度 但會造成整個管子的加工難度增加 技術(shù)矛盾3 改善的參數(shù) 強(qiáng)度惡化的參數(shù) 可制造性 矛盾分析 技術(shù)矛盾 通過查找創(chuàng)新原理 選擇適用于本項目的3號原理 局部質(zhì)量原理 以及10號原理 預(yù)先作用原理 矛盾分析 技術(shù)矛盾 矛盾分析 技術(shù)矛盾 備選方案3 通過技術(shù)矛盾的創(chuàng)新原理給我們的提示 讓物體的不同部分各具不同功能 可采用局部熱處理的方法對管子端頭進(jìn)行熱處理 提高管子端頭的強(qiáng)度 但管子主體還是原來的強(qiáng)度 不造成管子主體的制造性惡化 矛盾分析 技術(shù)矛盾 備選方案4 通過技術(shù)矛盾的創(chuàng)新原理給我們的提示 預(yù)先作用原理 管子端頭取消波浪形狀 采用內(nèi)徑小于管子外徑的管套 裝配時 將管子端頭用液氮進(jìn)行冷縮處理然后插入管套內(nèi) 當(dāng)恢復(fù)常溫時 管套與管子形成緊密連接 矛盾分析 技術(shù)矛盾 備選方案5 通過技術(shù)矛盾的創(chuàng)新原理給我們的提示 預(yù)先作用原理 采用內(nèi)徑略小于管子外徑的記憶合金管套 安裝時改變溫度使其膨脹以便于安裝 矛盾分析 技術(shù)矛盾 技術(shù)矛盾4根據(jù)因果分析 管子端頭缺乏內(nèi)部支撐的原因是端頭內(nèi)部空間不足 如果我們改變管子端頭的形狀 增加內(nèi)部空間 將導(dǎo)致體積的增大 技術(shù)矛盾4 改善的參數(shù) 形狀惡化的參數(shù) 靜止物體的體積 矛盾分析 技術(shù)矛盾 通過查找創(chuàng)新原理 選擇適用于本項目的7號原理 嵌套原理 矛盾分析 技術(shù)矛盾 備選方案6 在管子端頭設(shè)置擴(kuò)口 以增加內(nèi)部空間 設(shè)置內(nèi)部支撐 矛盾分析 技術(shù)矛盾 技術(shù)矛盾5根據(jù)因果分析 管子端頭變形的原因是缺乏內(nèi)部支撐 如果我們設(shè)置支撐端頭的形狀結(jié)構(gòu) 將造成重量增加 技術(shù)矛盾5 改善的參數(shù) 形狀惡化的參數(shù) 靜止物體的重量 矛盾分析 技術(shù)矛盾 通過軟件查找創(chuàng)新原理 選擇適用于本項目的3號原理 局部質(zhì)量原理 矛盾分析 技術(shù)矛盾 備選方案7 管子端頭設(shè)置喇叭形擴(kuò)口 將接頭端頭的喇叭形改為錐形 連接后插入管子端頭內(nèi)部形成內(nèi)部支撐 管套內(nèi)表面取消凹槽 前端設(shè)置喇叭口 管套的喇叭口壓在管子端頭喇叭口的外錐面 物場分析 管套3與接頭1之間作用力不足 引入新的物質(zhì) 如 接頭1纏繞生膠帶 麻絲等物質(zhì) 或在管套3前增加石棉墊圈 O型圈等 管套 接頭 機(jī)械場 物場分析 備選方案8 管套3與接頭1之間作用力不足 引入新的物質(zhì) 如 接頭1纏繞生膠帶 麻絲等物質(zhì) 或在管套3前增加石棉墊圈 O型圈等 如下圖所示 進(jìn)化分析 選用 物體表面特性進(jìn)化路線 備選方案9 原先產(chǎn)品的管套3與管接頭4內(nèi)錐面接觸面為光滑表面 可進(jìn)化為凹凸表面接觸 如下圖1 進(jìn)一步進(jìn)化為粗糙表面 如圖2備選方案1 后還可進(jìn)化為特殊性能表面 如微觀毛細(xì)孔彈性表面 對于管接頭1內(nèi)錐表面與管套3的接觸面也同樣可以采用 表面特性進(jìn)化 路線 現(xiàn)在為光滑接觸 可以進(jìn)化為凹凸接觸 粗糙表面接觸 粗糙接觸 類似于汽車輪胎外紋路 特殊性表面 更加細(xì)小的彈性紋路表面 方案評價 方案列表 方案評價 方案評價與決策 運(yùn)用工程經(jīng)驗及同類實例的應(yīng)用情況對備選方案進(jìn)行評價與決策 方案評價 方案1 采用鋸齒形內(nèi)表面的管套 直接優(yōu)點(diǎn) 增加密封部位的接觸面積 間接優(yōu)點(diǎn) 降低管子端頭的加工難度 允許采用更高強(qiáng)度的管子材料 應(yīng)用情況 國外在同類系統(tǒng)中有應(yīng)用 評價 方案評價 方案2 采用新材料 優(yōu)點(diǎn) 增加管子的強(qiáng)度 缺點(diǎn) 難加工 惡化制作性 成本提高 應(yīng)用情況 需結(jié)合方案1或方案4 5 評價 方案評價 方案3 對管子端頭采用局部熱處理 優(yōu)點(diǎn) 增加管子端頭的強(qiáng)度 缺點(diǎn) 難加工 惡化制作性 成本提高 應(yīng)用情況 需結(jié)合方案1或方案4 5 評價 方案評價 方案4 采用冷縮裝配工藝 優(yōu)點(diǎn) 降低裝配難度 允許采用更高強(qiáng)度的管子材料 缺點(diǎn) 可靠性待驗證 應(yīng)用情況 在襯套 軸承等安裝上有應(yīng)用 評價 方案評價 方案5 采用記憶合金管套 優(yōu)點(diǎn) 降低裝配難度 允許采用更高強(qiáng)度的管子材料 缺點(diǎn) 可靠性待驗證 應(yīng)用情況 在燃油 環(huán)控等大直徑 低壓管道上有應(yīng)用 評價 方案評價 方案6 7 管子端頭擴(kuò)口 采用擴(kuò)口連接方式 優(yōu)點(diǎn) 管子端頭內(nèi)部