riz理论在涡轮破泡消噪中的应用

riz理论在涡轮破泡消噪中的应用

1高灰分噪声高贝提压电压该品牌的食堂是中国一家白色家电制造商的又一款。该型采用动力涡旋压泡沫技术，采用分离式动态传输装置解决泡沫溢流问题，泡沫处理效果良好。但是投放市场一段时间后,用户陆续反映,该型号电饭煲存在高分贝噪声问题,用户体验极差。为了解决该问题,工程师采用了各种措施,但是都无法在现有方案基础上解决问题,只得放弃先进的隔断式动力传递方式,采用刚性轴方案勉强避免该问题的出现,但是该问题始终无法得到彻底解决,困扰了企业相当长的时间。为了彻底解决该问题,使用TRIZ创新方法与工具对该工程问题进行重新梳理分析,建立功能模型并结合根原因分析找到该问题的关键问题,建立关键问题的物场模型,得到TRIZ标准解,从标准解转化为该问题的工程解,最终得到了改造最小、成本极低的接近理想化的解决方案。2triz理论的解决思路TRIZ理论是以前文献TRIZ创新理论是基于知识的,面向设计者的发明创新问题系统化解决方法学,是系统化、体系化、图形化、程式化的创新方法。经过多年的研究与总结,TRIZ理论已经形成了一套成熟的理论体系框架。它抛弃了以解为中心的解决问题思路,建立了以分析问题为主,以问题为中心的解决问题新思路。方法侧重于分析问题、识别问题,避免出现解决错误问题的倾向,建立了由问题描述、根原因分析、组件分析、功能模型、识别关键问题、资源分析、物场模型、矛盾模型、How-to模型、矛盾矩阵、发明原理、76个标准解、科学效应库、失效预测的工程问题分析与解决等组成的全流程完整链条3问题总结与统计分析3.1增加负压破泡技术的方案在电饭煲煮米饭的糊化过程中,泡沫沿着排气通道大量溢出,污染电饭煲内部通道和摆放电饭煲的台面,甚至可能会造成电路短路,从而导致整机烧坏。为了消除这些污染和隐患问题,要求将产生的泡沫在进入排气通道前破掉。为了解决这个问题,常采用间断式加热、机械式破泡等技术方案方案采用涡轮将内胆内空气抽出产生负压,使泡沫内外产生压差,确保泡沫在进入排气通道前破裂,以消除泡沫溢出问题。该方案完美地解决了消除泡沫的问题,成为中端电饭煲产品的技术亮点,获得了科技创新奖。该产品投放市场后初期效果良好,但在一年后陆续有用户反映,电饭煲存在噪声问题。工程师经过初步分析、数据分析、实验验证,发现噪声问题出现在产品使用500小时后,涡轮负压破泡部件产生噪声。设计师与工程师经过系统分析,提出了加装润滑油方案,但是问题无法解决。经过长时间分析与测试研究,决定采用保守方案,放弃隔断式动力输出方式,采用传统的刚性动力轴直驱涡轮,部分消除了该问题,但是无法彻底解决3.2功能模型的建立首先对该工程问题进行组件分析。通过系统组件分类迅速找出组成系统的组件和超系统组件,并对组件进行分析,找到作用的对象和工具,得出各组件间的作用,然后建立功能模型。组成系统的组件有电机组件、支架、涡轮扇叶、涡轮扇叶磁铁、旋转轴、空气和水蒸气,其中空气和水蒸气属于超系统组件。功能模型是产品或过程的一种表述,按照这种表述,基本功能的组合可以满足总功能或目的需求。功能结构图是功能模型的一种图形表示方法,这种结构对设计人员简明适用4建立物场模型和解决方案4.1旋转轴运行状态被破坏在进行物场分析之前,首先确定关键问题。通过对旋转轴与扇叶之间位置发生了改变进一步分析,在众多的问题点中找到了产生问题的关键问题—旋转轴和扇叶之间点接触的状态被破坏。在对旋转轴与扇叶之间的位置进行研究后,发现旋转轴下顶部与涡轮扇叶中心轴孔下底部之间的相互运动产生了磨损,导致具备自定心功能的点接触模式失效,转变为面接触,运动阻力大大增加,导致运行不平稳。同时自定心功能衰减或者丧失,进一步导致旋转轴外轴面与涡轮扇叶中心轴孔内孔面间距不恒定,经过一段时间运行后失效,产生噪声。失效前后对比图,如图4所示。4.2物场分析并求解物场模型是由两个物质与一个场组成的完全的、最小的技术系统。它是一种用图形表达问题的符号语言,用来揭示系统的功能,描述任何系统中不同元素之间发生的各种相互作用在TRIZ中“标准”这一术语表示解决不同领域的通用方法,标准条件及基本相同的解成为标准解,通常76个标准解的应用在进行物场分析后进行5方案对比选择为了消除有害作用,引入物质S在涡轮破泡长时间后产生的噪声问题中,应用物场模型与76个标准解得出标准解,通过引入小钢珠的方法使噪声消除。应用得出的标准解,设计出三套概念性方案以解决这类问题。方案一:在旋转轴下顶部加入小钢珠;方案二:在旋转轴下顶部嵌入小钢珠;方案三:在涡轮扇叶中心轴孔下底部嵌入小钢珠。这三个方案都可以解决这类问题,都是通过减小接触面积来实现的。但方案二和方案三都是将钢珠通过嵌入的方式进行实现的,在嵌入钢珠时会增加工件加工的工序和制造成本;而方案一只是在下顶部加入钢珠,不会增加工件加工工序,节省了成本,以最小的改造和最低的成本解决问题。所以三者对比选择方案一最优,基本上接近工程实施初期预设的最终理想解。方案如图6所示。6确定中国工程问题的解决方向使用TRIZ创新理论解决了困扰工程师长久的涡轮破泡部件噪声问题。之前无法从根本上解决问题主要原因是以解为中心,而TRIZ理论是在分析问题、识别问题的基础上,建立以问题为中心的解决问题思路,通过对系统进行组件分析、建立功能模型、因果链分析,对工程问题进行详细全面彻底地梳理,从众多因素中找到最根本的原因,确定关键问题,对问题建立TRIZ物场模型,从76个标准解中找到对应的TRIZ标准解,在此基础上将标准解转化为工程问题的实际概念解。