基于triz矛盾矩阵解决压路机叉脚开裂问题

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1、基于TRIZ矛盾矩阵解决压路机叉脚幵裂问题良乐尧唐恒宁陈维涛何海涛湖南工程学院机械工程学院三二MX股份有限公司利用TRIZ创新理论的矛盾矩阵原理，分析双钢轮压路机叉脚开裂问题是由两个技术矛盾导致的，其一是通过焊接直侧板提高叉脚可靠性导致焊接应力集中的矛盾;其二是焊缝较短，焊接不连续需耍多次引弧而导致焊接困难的矛盾.通过查询矛盾矩阵，利用其提示的发明原理，分析得到四个可能解决方案，结合工程实际利用其中的两个方案巧妙地解决了双钢轮压路机叉脚开裂问题.关键词：矛盾矩阵;压路机;TR1Z;焊接裂纹;陈乐尧（1972-）,男，研究员级高级工程师，研究

2、方向：工程机械产品设计与研发.ContradictionMatrixtoSolveCrackProblemofRollerForkBasedonTRIZCHENLe-yaoTANGHeng-ningCHENWei-taoHEHai-taoCollegeofMechanicalEngineering，HunanInstitudeofEngineering;SanyHeavyIndustryCo.Ltd,;Abstract：TheprincipleofthecontradictionmatrixofTRIZisusedtoanalyzethec

3、rackproblemoftheforkofthetandemroller,whichiscausedbytwotechnicalcontradictions.Oneistheweldedstraightplatetoimprovethereliabi1ityofforkbetweenthestressconcentrationoftheweld;theotheristhatshortanddiscontinuousweldingrequiresmultiplestrikingthearewhichcausesdifficultweldin

4、g.Byqueryingthecontradictionmatrix,andusingtheprincipleoftheinvention,fourpotentialsolutionsareobtained,andtheweldingcrackproblemoftheforkofthetandemrollerissolvedbytwosolutions.Keyword：contradictionmatrix;roller;TRIZ;weldingcrack;矛盾矩阵乂名冲突矩阵或阿奇舒勒矛盾矩阵，是苏联发明问题专家阿奇舒勒为了提高解决技术矛

5、盾的效率创建的，是解决技术矛盾的工具.阿奇舒勒通过对大量专利的研究、分析、比较与统计，归纳出了当39个工程参数屮的任意两个参数矛盾时，化解该矛盾所使用的发明原理.这些发明原理共有40条.阿奇舒勒将工程参数的矛盾与发明原理建立的对应关系，整理成了一个39X39的矩阵，以便使用者查找.阿奇舒勒矛盾矩阵是浓缩了对巨量专利研究所取得的成果，矩阵的构成非常紧密而iL自成体系本文将利用矛盾矩阵的方法解决双钢轮压路机叉脚开裂的问题.1叉脚开裂问题描述双钢轮振动压路机的主要功能是振动压实，振动是靠振动轮上的激振机构强迫激励产生的.振动轮通过减震块、叉脚等元

6、件与车架联接固定，而II必须具冇极高的可靠性，否则将影响压路机的正常工作.钢轮振动时，作为联接件的叉脚具有复杂的受力状态.图1所示为某新型号双钢轮压路机的叉脚外观三维图，由两种零件焊接而成.一种零件是厚度为20nini的Q345B折弯钢板；另一种零件是两块直侧板，材料与第一种相同.两种零件焊接成图示结构后需满足车架与钢轮的可靠联接.即折弯板上部有14个孔与车架相连，直侧板上面设有若干螺孔与钢轮减震块安装板相连.同时，采用这种折弯板加直侧板的焊接结构布置形式有利于提高叉脚本身的刚性.由于整机结构设计耍求的特殊性，导致该叉脚受力状态比较复杂.产

7、品样机进行可靠性试验到206h后出现了叉脚开裂的问题.开裂位置在直侧板与折弯板焊接位置的上部，如图2所示.出现这种问题会对产品质量产生非常严重的影响.图2叉脚开裂位置实物照片2开裂问题分析过程首先定义技术矛盾.一方面，直侧板在加强叉脚强度的同时，直侧板顶端与折弯板焊接处有应力集中，主要有焊接应力和工作时的弯曲应力.另一方面，在焊接直侧板与折弯板接触处吋，由于焊缝较短，使得焊接不连续，多次焊接引弧导致焊缝内部未熔透，且收弧时焊缝表面容易产生弧坑.这样就存在两个矛盾：其一，通过焊接直侧板提高叉脚可靠性与焊接应力集中的矛盾，用39个通用技术参数中

8、的两个就可以表示成:需要改善的特性参数（可靠性）与系统恶化的特性参数（应力，压强）之间的矛盾.其二:焊缝较短，焊接不连续需要多次引弧而导致焊接困难、未熔透和容易形成弧坑的矛盾，用