1、TRIZ 工具解決采煤機截割部方案設計應用物理 091張明偉(090118)應用 TRIZ 工具及原理提由創新問題：在漫長的地球進化過程中，地球母親為我們積累了豐富的礦產資源，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并不成熟。例如在煤炭資源井工式機械化開采的工作面比較狹小，環境惡劣。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的截割功率越大越好，但是由于地質條件或技術條件的限制，又不能過度增大采煤機的高度，以安裝更大功率的截割電機；而同時管理部門又希望開采能耗越低越好。應用 TRIZ 理論定義該技術的理想解如下：從提高理想

2、解法則出發，應提高煤炭生產率的同時，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相關，即煤塊度越大，粉塵量相對越小，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度、工作機構結構等限制。因此，開采下來的煤塊不能太大又不能太小，體現出物理矛盾的存在。當利用分離原理很難處理這一矛盾的情況下，可以通過技術矛盾的角度來解決這一問題。通過對39條技術矛盾特性參數分析可以從改善No.19動物耗能和No.39生產量/生產率兩個特性參數出發。對應改善特性參數，可能惡化參數如表 4、表 5所示從改善動物耗能出發推薦的解決方法為：N

3、o.5 組合法，No.13 逆向作用法，No.18 機械振動法，No.24 中介法，No.35 性能轉變法。從改善生產量/生產率出發推薦的解決方法為：No.2 提取法，No.10 預先作用法，No.18 機械振動法， No.20 有效運作持續法， No.23 反饋法， No.28 系統替代法， No.35性能轉變法。經過分析，根據發明原理提出如下幾個解決方案：(1)利用 No.5 組合法， 在不增加機身高度前提下， 對每一個工作機構采用雙電機聯合驅動，增大截割功率。(2)采用 No.18 機械振動法，利用附加機械振動裝置，實現振動截割降低能耗，增大采煤機截煤效果。(3)利用 No.10 預先作

4、用法和 No.24 中介法，采用高壓輔助水射流技術進行輔助截割，增大煤的裂隙降低煤的截割強度，從而達到提高理想解的目的。采煤機截割部的理想度=煤炭生采率采煤能耗+粉塵十刀具耗損（4）綜合運用（1）（3）表4采煤機截割技術矛盾表1差的酹性需矗、的特性No.7動物體積7No23物質耗損No.19動物耗能35,13,1835、24r18,5注：考慮因素煤的塊度刀具耗損表5采煤機截割技術矛盾表2差的特性需助奢、的特性No.21功率No15動物的作用時間No.23物質耗損No39生產量/生產率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學習 TRIZ 心

5、得體會通過一學期的 TRIZ 創新課程的學習，讓我充分的體會到了 TRIZ 帶給我的好處，并將直接影響我以后的事業的前進速度與解決問題的方法的簡易性。TRIZ 包含 1.資源2.矛盾技術矛盾：40 個發明原理物理矛盾：5 個分離原理3 .物場模型：76 個標準解4 .功能：科學效應庫5 .技術系統進化法則 6.TRIZTRIZ 主要分為 6 大塊，物場分析的開發是基于怎么靈活運用資源.通過物場分析導出了 76 個標準解.技術系統進化法則是植根于 76 個標準解的.TRIZ 是整合了所有方法的創新流程， 是把離散的東西變為線性的需要掌握了其他內容后學習.TRIZ 三大核心TRIZ 中有很多內容，

6、但有三個核心。理想解，矛盾，資源。這三個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)現實和理想之間的矛盾技術矛盾(EngineeringContradiction)幾個 Parameter!句的矛盾汽車加速性能和燃料費物理矛盾(PhysicalContradiction)一個 Parameter 內值的矛盾飛機的 landinggear技術矛盾和物理矛盾都是同時存在的。核心是物理矛盾。問題在于怎么找到核心矛盾。一個核心矛盾“一點帶面”的復雜了

7、問題。這需要嚴密的分析，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 里的物場分析，個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，改變了客體的一個特性。例子：釘釘子。但我們描述時應該用，“主體敲打釘子，改變釘子的空間位置”主體可能是錘子，轉頭等等。問題：想一下“安全帽的功能”大多數人會說“保護腦袋”，這種分析是心理慣性帶來的問題。正確答案應該是“阻擋危險物”用功能的描述方式的話就是，“安全帽（主體）阻擋（作用）危險物（客體）我們碰到問題后必然要回答 3 個問題“我們想得到什么樣的結果？，“問題的情況是什么樣的？”，“我們可以用什么方法去解決？”第一個問題

8、的答案，在 TRIZ 就是最終理想解。第二個問題的答案，在 TRIZ 就是矛盾。（包含系統分析，功能分析，矛盾分析，資源分析等方法）第三個問題的答案，在 TRIZ 就是 TRIZ 的各種工具（發明原理，76 個標準解，靈活運用資源等）并且呢 TRIZ 給我們提供了許多創新思維方法。傳統的創新思維比如試錯法、頭腦風暴法等，往往過于依賴人的直覺，從大量隨機的想法中篩選出一個有效方案，效率很低，不適于解決復雜的技術問題。TRIZ 提供的九屏幕法、IFR 法、STC 算子法等全新的創新思維方法， 相對于傳統的創新方法， 具有鮮明的特點和優勢。它是基于技術的發展演化規律研究整個設計與開發過程，而不再是隨

9、機的行為。它著力于挖掘系統中存在的矛盾，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的做法。二、TRIZ 理論與礦山機械TRIZ 來源于工程發明、機械設計等領域，它完全能夠與現代機械相融合。一方面，礦山現代化離不開礦山機械現代化，離不開礦山工程技術的現代化。可以說各種機械設備、工程技術已經滲透到現代礦山的各個領域。另一方面，現代礦山逐步機械化、精細化、集約化，采煤作業只是整個生產系統中的一個環節，相當于原料車問，前期還有掘進技術、安裝工藝，中后期還有開采、運輸、加工、儲藏以及管理等環節，每一個環節都會面臨許多技術問題，這都需要大量的技術投入和創新來支撐，從而為技術發明提供了一個廣

10、闊的舞臺。因此，TRIZ 理論在礦山工程中有著巨大的應用空間和潛力。尤其在各種科學技術處于快速發展時期，更應當抓住機遇，大力推進技術創新，在市場競爭中以質取勝。比如在綜采工作面，在井下需要適應復雜的現場環境，如何使各設備效率更高、更安全，工程技術人員通過各種儀器實時監測各機械設備的電壓、電流、溫度、等情況，最后把參數反饋到電腦進行終端控制。整個過程的目的就在于對各設備提供最佳運轉環境，發揮出最大的作用。除此之外，液壓傳動、變頻技術、水下采煤工程等，都是在不同領域內的創新課題。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、采煤、運輸等方面進行創新。由此可見，現代礦山的各個領域、各個環節都需要創新，創新的設備、