基于TRIZ的径向辗环机检测系统创新设计.pdf

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1、文章编号：1672—0121(2010)05—0025—03基于TRIZ的径向辗环机检测系统创新设计刘明。高媛媛，，高建成(1．四川理工学院，四川自贡643000；2．山东胜利油田油气集输总厂孤岛分厂，山东东营257231)摘要：针对普通径向辗环机检测系统目前存在的调整、控制问题，应用TRIZ理论进行分析，提出一种能将检测系统信号融入辗扩过程控制之中的经济、简单、有效的检测系统改进设计方案。该方案已成功应用于一台D52—800型径向辗环机，经一年多来的运行检验，证明改进后的检测系统稳定可靠，检测精度较高，降低了劳

2、动强度和生产成本，取得了较好的经济效益。关键词：机械制造；设计；检测系统；径向辗环机中图分类号：TG375~．2文献标识码：B1前言接受的。为此，结合生产实际需要，对普通辗环机检辗环工艺是在专用扩孔机上将环形坯料的壁厚测系统设计进行了新的探索。减薄，内径和外径同时增大而获得所要求环形工件的一种锻压]_艺。由于节能、节材、质量好等优点，应2问题提出用极为广泛，如汽车拖拉机的轴圈、石油化工设备上普通辗环机检测系统从成本上考虑，设计较为的法兰、航空发动机上的环圈等_1l。随着数控技术的简单，图1所示D52—800型径向

3、辗环机检测装置在发展，数控辗环机应运而生，并占据一定的市场份生产中主要存在以下问题：额。目前，经济实用的普通辗环机，包括一些仍在使(1)滑座调整困难。在辗扩工件直径发生变化用的早期设备，在国内市场仍占有相当大的比例。这些辗环机的尺寸控制方式大多采用人工降压控制，工人劳动强度大、控制精度低、生产成本高。如果对其进行数控改造，虽能很好地解决普通辗环机存在的主要问题，但改造成本高，是一些中小企业所不能基金项目：四川理工学院人才引进科研启动项目(2008RCYJ11)收稿日期：2010—07—21作者简介：刘明(1976

4、一)，男，助教，硕士，从事机械设计制造及其自图1D52—800型径向辗环机检测系统实物图动化教学和科研1．油缸2．滑座3．滑尺4．钡0量辊StructureDesignoftheHigh-flexStretch-formingMachinewithMultipleClampsFENGPengxiao，LIMingzhe，FUWenzhiAbstract：The时，需要人力推动滑座2来调整测量辊4的位置，再(1)自动化程度一系统的复杂性；逐个拧紧六角螺栓固定滑座。测量辊的位置精度直(2)可维修性一系统的复杂性。接关

5、系工件加工直径的精度，而采用人工调整时显3．2查矛盾矩阵表，找到解决矛盾的创新原理然位置精度较低，调试调整都挺麻烦。应用TRIZ中的矛盾矩阵表，可由矛盾(1)查找(2)装卸工件不方便。滑座固定，测量辊伸缩距到以下创新原理：15#动态特性原理、24#借助中介离较小(D52—800型径向辗环机测量辊伸缩长度为物原理、10#预先作用原理；由矛盾(2)查找到以下200mm)，因而装卸工件时余留空间有限，特别是安创新原理：35#物理或化学参数改变原理、1释分割原装工件时间较长，毛坯降温明显，x,-j-辗扩中塑性变形理、13

6、#反作用原理和11#事先防范原理[4】。影响较大，能耗增加。创新原理为32程问题的创新求解指出了思考方(3)辗环精整不确定性。辗压进行至工件外圆与向，从而有助于形成创新性的方案构思。测量辊接触时开始精整，精整过程中尽管芯辊停止3．3应用TRIZ创新原理构思解决方案移动但仍保持有一定的径向轧制力，辗环件仍在发D52—800型径向辗环机检测系统存在的主要问生塑性变形，工件直径仍在增加，造成辗环件与测量题实际上是测量辊的移动问题。理论上可以采用长辊抵触增强，油缸仍没卸压，检测装置振动加剧，迫油缸，使测量辊能够最大量伸缩

7、，但占用空间很大，使人工结束精整过程，因而精整具有诸多不确定性，活塞伸长后力学性能较差，不能有效卸荷，仍不能解辗环件直径尺寸不稳定。决精整不确定性的问题；也可以采用红外测量仪之(4)工件加工直径需人为放大。由于测量辊定位类的精密设备，跟踪测量加工工件的外圆，但恶劣的精度低、精整过程具有不确定性，导致工件加工直径工作环境会使检测控制变得异常艰难。为此，应用尺寸变动较大。为保证辗环工件直径的设计要求，必TRIZ的15#动态特性原理和11#事先防范原理，提须人为放大生产的辗环件直径(比理论设计的直径出如下改造设计方案：

8、余量值大)，增加了毛坯用料，造成材料浪费，同时也(1)应用动态特性原理，让检测系统自动化使后续加工成本增加。15#动态特性原理体现在三个方面：①使物体显然，D52—800型径向辗环机检测系统所表现或其环境自动调节，以使其在每个动作阶段的性能出的位置精度低、操控不方便、劳动强度大等一系列达到最佳；②把物体分成几个部分，各部分之间可相问题，其核心在于起固定和联结作用的滑座不能