TRIZ創(chuàng)新方法全浮式半軸優(yōu)化設計

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摘要：利用triz創(chuàng)新方法，對全浮式半軸的材質、加工工藝、受力情況等各個方面進行分析，找到它發(fā)生故障的主要原因，并找到相對應的解決方案，提前做好預防，不斷完善全浮式半軸的性能，提高產(chǎn)品的安全性。

關鍵詞：TRIZ；創(chuàng)新；全浮式半軸；優(yōu)化

引言

運用TRIZ創(chuàng)新方法分析半軸的故障，找到系統(tǒng)中存在的矛盾，有針對性的制定解決方案，可以有效的提升產(chǎn)品質量。

1描述問題

1.1問題初始情境描述：

完整描述系統(tǒng)的工作原理全浮式半軸的花鍵與差速器總成中的半軸齒輪花鍵配合，通過齒與齒的嚙合來傳遞力矩，全浮式半軸的法蘭盤與輪轂總成端面用螺栓固定，半軸齒輪帶動全浮式半軸轉動，全浮式半軸將主減速器總成輸出的力矩傳遞到輪邊，從而驅使輪胎轉動，驅動整車正常行駛。

1.2系統(tǒng)當前存在的主要問題

這種型號的全浮式半軸常用在重卡上，但在使用過程中常發(fā)生斷裂的故障。

2系統(tǒng)分析

全浮式半軸的一端是圓盤狀的凸緣，通過半軸螺栓與輪轂總成的端面配合連接，全浮式半軸的另一端是花鍵，它與差速器總成內(nèi)的半軸齒輪花鍵嚙合，與橋殼總成不直接接觸。系統(tǒng)模型具體描述了系統(tǒng)中包含哪些組件，以及它們相互間的關系，并得出導致全浮式半軸斷裂可能的五個功能因素（見圖1）。①全浮式半軸的強度不足。②潤滑油牌號選擇不合理或質量有問題。③螺栓的擰緊力矩不合理。④半軸齒輪與全浮式半軸的花鍵配合度低。⑤全浮式半軸與輪轂總成的同軸度不匹配。

3因果分析

全浮式半軸因果分析因果分析一（見圖2）。全浮式半軸因果分析因果分析二（見圖3）。全浮式半軸因果分析因果分析三（見圖4）。通過構建一系列的因果鏈，讓我們更加清晰的看到了全浮式半軸斷裂的根本原因，為解決故障找到入手點：①全浮式半軸原材料不合格；②全浮式半軸熱處理不合理，有不穩(wěn)定性；③機床、夾具、刀具等輔具精度不足；④工人培訓、經(jīng)驗不足導致的操作失誤；⑤加油量不符合要求；⑥顆粒等雜質的影響；⑦螺栓力矩不合理或者不符合設計要求；⑧因經(jīng)驗不足等因素導致的結構設計不合理；⑨超載、運輸環(huán)境惡劣。

4矛盾分析-技術矛盾

結合系統(tǒng)分析和因果分析的結果，通過矛盾分析法找到解決方案：技術矛盾1：根據(jù)因果分析，全浮式半軸硬度不足的原因之一是使用的原材料不合理。通過采用機械性能更好的原材料可以提高全浮式半軸的硬度，但顯然會增加成本。改善的參數(shù)：強度；惡化的參數(shù)：使用的方便性。通過查找創(chuàng)新原理，選擇適用于本項目的40號原理：復合材料原理。備選方案1：采用先進的材料制備技術，根據(jù)需要制造新型的全浮式半軸原材料。技術矛盾2：根據(jù)因果分析，影響全浮式半軸硬度不足的其中一個因素是熱處理不合理，有不穩(wěn)定性。通過購買先進熱處理設備可以改善熱處理程度，但顯然會增加成本。改善的參數(shù)：強度；惡化的參數(shù)：可制造性。通過查找創(chuàng)新原理，選擇適用于本項目的10號原理：預先作用原理。備選方案2：改進全浮式半軸的熱處理工藝。技術矛盾3：根據(jù)因果分析，全浮式半軸精度不足的第一個原因是輔具精度不足。通過刀具刃磨、加工設備維護等方式可以改變加工精度，但顯然會導致成本增加。改善的參數(shù)：制造的準確度；惡化的參數(shù)：物質的浪費。通過查找創(chuàng)新原理，選擇適用于本項目的24號原理：中介物原理。備選方案3：委托第三方進行前處理，減少加工工序，從而降低對刀具等輔具的磨損，間接的提高全浮式半軸的質量。技術矛盾4：根據(jù)因果分析，全浮式半軸精度不足的第二個原因是工人培訓、經(jīng)驗不足導致的操作失誤。通過加強對操作工的培訓、提供大量的實訓機會來提高員工的熟練度，從而提高產(chǎn)品質量，但顯然會導致成本增加。改善的參數(shù)：結構的穩(wěn)定性；惡化的參數(shù)：時間的浪費。通過查找創(chuàng)新原理，選擇適用于本項目的28號原理：機械系統(tǒng)的置換原理。備選方案4：通過引入先進的加工及裝配設備等，來提高產(chǎn)品結構的穩(wěn)定性。技術矛盾5：根據(jù)因果分析，全浮式半軸斷裂的其中一個原因是它的結構不合理。通過改變?nèi)∈桨胼S的整體形狀結構來增加強度，從而提高產(chǎn)品質量，但會使得全浮式半軸的整體制造難度加大。改善的參數(shù)：強度；惡化的參數(shù)：可制造性差。通過查找創(chuàng)新原理，選擇適用于本項目的3號原理：局部質量原理。備選方案5：通過統(tǒng)計分析全浮式半軸的故障，找到其薄弱點，有針對性的對全浮式半軸局部進行加強。

5結論

運用TRIZ理論，對全浮式半軸的故障原因進行了多方位，多角度的分析與研究，從而找到了提升全浮式半軸質量的五種解決方案（見表1），我們需要根據(jù)實際加工和使用情況來進行合理的選擇。

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作者：干慧 單位：合肥職業(yè)技術學院