螺旋垂直输送机链板快速拆装工具的创新设计

山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂 / 毕玉超 高勇 段晓威

螺旋垂直输送机链板快速拆装工具的创新设计

山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂 / 毕玉超 高勇 段晓威

本文以TRIZ中的技术冲突解决原理和阿奇舒勒矛盾矩阵为基础，对现有螺旋垂直输送机链板的拆装工具进行系统分析，运用矛盾矩阵表得到相应的发明原理，设计出了螺旋输送机链板的快速拆装工具。

TRIZ、螺旋垂直输送机、链板、拆装工具

螺旋垂直输送机如图1所示，是一楼卷包车间生产的件烟输送到成品库二楼件烟码垛区的关键通道，对保障物流系统的正常运行具有重要的作用。螺旋垂直输送机链板在运转过程中表面易出现裂纹甚至断裂情况，容易导致卷包车间生产的件烟无法输送到成品库二楼，最终造成车间停产，给企业带来巨大损失。因此亟需一种专用的工具来快速完成对链板的拆装。

在设计快速拆装工具时，本文利用了发明问题解决理论TRIZ （The Theory of Innovation Problems Solving）中的冲突解决理论，确定出拆装工具欲改善的参数及其随之恶化的参数，然后查找阿奇舒勒矛盾矩阵，得到推荐的发明原理，最终得到最理想的解决方案。

一、现有问题分析

如图2所示，螺旋垂直输送机更换损坏的链板，需要把受损链板运到末端或前端，让其自然下垂从而使链板与防磨导条脱离，另一端采用锤头和销冲把固定的两块链板的销轴取出，确定好新链板的位置后，再把销轴冲进去。这种更换方法有两大缺点：一是空间有限但至少需要两人进行配合，一人扶住链板，一人进行拆装，不但不方便，而且锤击时销冲易碰到手，造成人身伤害；二是螺旋垂直输送机输出端高度达9.65米，两个人在高处更换损坏链板极其不方便，销轴容易落到地面上进而增加故障修复时间，维修人员也存在高处坠落的危险。显然，拆装工具的“体积”作为系统需要改善的特性，与拆装工具的“长度”、“强度”、“可靠性”存在技术冲突。为此，迫切需要一种操作方便、平稳、快速、安全的链板拆装工具。

二、解决方案的产生

1.冲突矩阵的建立与一般解的产生

选择阿奇舒勒矛盾矩阵“运动物体的体积”作为系统需改善的特性，把“运动物体长度”、“强度”、“可靠性”三个参数作为对应恶化的特性。改善的特性与恶化的特性在阿奇舒勒矛盾矩阵的交汇处即为所需要的发明原理，如表1所示。表1所得到的发明原理序号，即为阿奇舒勒矛盾矩阵所推荐的发明原理，也就找出了问题的一般解，如表2。

>> 图1 螺旋垂直输送机

>> 图2 螺旋垂直输送机链板

表1 拆装工具的阿奇舒勒冲突矩阵

2. 拆装工具特定解的产生

表2得到的是一般解，通过对一般解的分析，发现可以利用的原理为1分割原理，4不对称原理，7嵌套原理，11预置防范原理，14曲面化原理。

根据1分割原理，可考虑将拆装工具分成手持部分、传动部分、定位部分，各部分能组装成一个整体。

根据4不对称原理，传动部分采用棘条结构原理，当摇杆顺时针摆动时，铰接在杆上的棘爪插入棘条的齿内，使棘条向前移动。当摇杆无动作时，棘条静止不动，摇杆作连续的往复摆动时，棘条便得到单向的间隙移动。棘条上下两面设计为不对称结构，一面有棘齿，一面光滑，当棘爪与有棘齿一面配合时，棘条向前运动，完成销轴的拆装；棘爪与光滑一面配合时，方便棘条的复位。

根据7嵌套原理，把棘爪放入手持部分钣金件的空腔中。

根据11预置防范原理，拆装工具的定位部分焊接加强筋，增加拆装工具的强度。

根据14曲面化原理，棘条整体结构为圆柱形，方便棘爪复位。

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表2 TRIZ理论的一般解

三、最优设计方案

通过对特定解所示发明原理的应用，最终得到最优设计方案，如图3、图4。

棘爪1、棘爪2都嵌套在钣金把手里，棘爪2负责推动棘条向前运动，完成销轴的拆装，棘爪1发挥锁止功能，保证棘条准确工作，棘条旋转180度，当光滑面与棘爪接触时，棘爪不起作用，方便复位。

根据设计图纸，得到具体的拆装工具实物，如图5所示。

四、结论

本文利用TRIZ原理，结合实际情况，分析目前螺旋垂直输送机链板拆装系统存在的技术矛盾，并根据冲突矩阵得出了拆装工具的最优解。该方案设计出的螺旋垂直输送机链板拆装工具使用方便，单人就可操作，大大减少了更换新链板时间，实际应用效果好，具有很强的推广价值。

>> 图3 棘爪锁止传动图

>> 图4 拆装工具设计图

>> 图5 链板拆装工具