TRIZ理論在選礦工程中的應(yīng)用

韋鳳珍

(海南礦業(yè)公司選礦廠，海南 昌江 572700)

TRIZ理論在選礦工程中的應(yīng)用

韋鳳珍

(海南礦業(yè)公司選礦廠，海南 昌江 572700)

利用TRIZ理論中的物-場模型法,解決SLON-1750/2500強(qiáng)磁機(jī)介質(zhì)盒的清冼問題；利用沖突矩陣法,解決HP4破碎機(jī)主機(jī)架座墊脫落問題。

TRIZ;物-場模型法；介質(zhì)盒清冼；沖突矩陣法；座墊脫落

創(chuàng)新方法(TRIZ)理論是通過改變思考問題的方式來解決技術(shù)問題、發(fā)明問題，是解決工程技術(shù)問題的一條新途徑[1-3]。筆者應(yīng)用創(chuàng)新理論的其中兩種方法，通過問題描述—導(dǎo)出矛盾—進(jìn)一步分析問題—形成解決方案，解決了兩項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)難題。經(jīng)過實(shí)踐證明，工況企業(yè)也可應(yīng)用TRIZ方法解決生產(chǎn)實(shí)際技術(shù)難題[4]。

1 物-場模型應(yīng)用實(shí)例

項(xiàng)目名稱： SL0N-2500強(qiáng)磁機(jī)介質(zhì)盒的清冼問題。

物-場模型法：先描述問題，為了實(shí)現(xiàn)某種功能，再建立多個物-場模型，通過組建三個基本元件，形成有效完整系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)理想功能，從而找出解決問題的方法。

1.1 描述問題

介質(zhì)盒是強(qiáng)磁機(jī)的主要部件，在磁場的作用下，起著提取磁性礦物的作用。但在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，介質(zhì)盒經(jīng)常會堵塞及斷絲。遭阻塞的介質(zhì)盒中含有三種物質(zhì): 斷絲、粒級大且含F(xiàn)e強(qiáng)磁性礦物、粘性物質(zhì)。已堵塞的介質(zhì)盒如圖1所示。

圖 1 阻塞的介質(zhì)盒

介質(zhì)盒在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，從上部旋轉(zhuǎn)至下部(圖2)，不同位置受力不同。受力分析見圖3、圖4。

1-介質(zhì)盒在上部;2-介質(zhì)盒在下部;3-激磁線圈

圖 3 介質(zhì)盒運(yùn)轉(zhuǎn)至上部的受力圖

圖 4 介質(zhì)盒運(yùn)轉(zhuǎn)至下部的受力圖

當(dāng)介質(zhì)盒運(yùn)轉(zhuǎn)至上部時(shí)，主要受到三個力作用：沖冼水壓P1、重力G1和剩磁力Fr1。阻塞在介質(zhì)盒中的物質(zhì)主要是吸附在內(nèi)部的粘性物質(zhì)。當(dāng)介質(zhì)盒運(yùn)轉(zhuǎn)至下部時(shí)，主要受到三個力作用：沖冼水壓P1，重力G2和磁力Fr2。阻塞在介質(zhì)盒中的物質(zhì)主要是粒級大且含F(xiàn)e強(qiáng)磁性礦物，若能去除粒級大且含F(xiàn)e強(qiáng)磁性礦物與粘性物質(zhì)，介質(zhì)盒能減少斷絲現(xiàn)象。

1.2 物—場模型分析

兩個目的： 1)將粒級大且含F(xiàn)e強(qiáng)磁性礦物從細(xì)粒級礦物中分離出來；2)清冼介質(zhì)盒內(nèi)的粘性物質(zhì)。

1.2.1 目的1

1)分析S1為細(xì)粒級礦物，S2為=粒級大且含F(xiàn)e強(qiáng)磁性礦物。

分析：該模型只有兩個元件，為非完整模型，需引入能源F組成一個完整模型。

2)解決方法 引入能源F，新增加一道分選工藝流程，增加一臺弱磁機(jī)，把粒級大且含F(xiàn)e強(qiáng)磁性礦物回收，使它不進(jìn)入SL0N-2500強(qiáng)磁機(jī)?？捎梦铩獔瞿Ｐ?a表示(圖5)。

圖 5 物—場模型1a

1.2.2 目的2

1)分析S1為粘性物質(zhì)，S2=工具水。該模型只有兩個元件，且為非完整模型，需引入能源F組成一個完整模型。F為能量，包括機(jī)械能、熱能、化學(xué)能。機(jī)械能為水加壓后轉(zhuǎn)為高壓水；熱能為提高沖冼水的溫度；化學(xué)能即在沖冼水中加入溶劑。

2)解決方法如下 該物—場模型2a是先通過機(jī)械能，用加壓泵對水進(jìn)行加壓，使水成為高壓沖冼水。

可用物—場模型2a表示(圖6)。

圖 6 物—場模型2a

若模型2a沒有實(shí)現(xiàn)渴望效應(yīng)而成為非有效應(yīng)模型時(shí)，添加一種物質(zhì)或附加另一種場?？衫脽崮芘c化學(xué)能：熱能是把水加溫，化學(xué)能是在水中添加粘性物質(zhì)的溶解劑。綜合模型2a，可綜合應(yīng)用添加一種物質(zhì)、機(jī)械能、熱能，化學(xué)能，先把沖冼水加溫、加壓，并加入溶劑后，再對介質(zhì)盒沖冼。可用物—場模型2b表示(圖7)。

圖 7 物—場模型圖2b

若物—場模型2b方法與設(shè)備生產(chǎn)運(yùn)行同時(shí)進(jìn)行，起了有害效應(yīng)，可按模型圖2b方法單獨(dú)建立一套新的沖冼系統(tǒng)，對拆下來的介質(zhì)盒單獨(dú)沖冼，解決介質(zhì)盒在介質(zhì)棒細(xì)小且正常磁場強(qiáng)度作用下介質(zhì)盒堵塞、尾礦回收效率低，以及生產(chǎn)成本高的問題。

2 沖突矩陣法的應(yīng)用實(shí)例

項(xiàng)目名稱：HP4破碎機(jī)主機(jī)架座墊脫落問題。

沖突矩陣法：通過對問題的描述，用物理沖突分析方法，先導(dǎo)出矛盾，再從時(shí)間分離、空間分離、條件分離來分析矛盾，從而得出解決矛盾的方法。

2.1 描述問題

HP4破碎機(jī)(圖8)主機(jī)架座墊是破碎機(jī)上架體與下架體之間起聯(lián)接與支撐的部件，但設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該部件有脫落現(xiàn)象。

原廠家設(shè)計(jì)主機(jī)架的安裝方式為加熱焊接。主機(jī)架座墊部件材料為銅合金,母體材料為鋼合金。部件受到重力、振動沖擊力、摩擦力的作用，圓周布置焊接在下主機(jī)架體的圓弧面上，圓弧面直徑為1 457mm)。設(shè)備計(jì)劃停機(jī)檢修時(shí)間短。

圖 8 HP4破碎機(jī)

2.2 導(dǎo)出矛盾

1焊縫要軟又要硬；2時(shí)間要長又要短；3受力要大又要小。

2.3 分析矛盾與解決矛盾

1)矛盾1：焊縫要軟又要硬

矛盾種類及分析：空間分離----不焊的位置要軟，焊的位置要硬；條件分離——焊縫不能太硬，硬會脫焊，焊縫不軟也不太硬。

解決矛盾方法：用不連續(xù)焊接，斷焊，使座墊焊后有一定的延伸性；以新的焊接材料取代原60SiMn，(如HS201純銅焊絲)，并在焊接過程中通過操作方式來攪拌焊縫，提高焊縫中Fe的含量，使焊縫不太軟也不太硬。

2)矛盾2：停機(jī)時(shí)間要長又要短

矛盾種類及分析：空間分離----焊接要加熱，加熱范圍寬，時(shí)間要長，但設(shè)備計(jì)劃停機(jī)時(shí)間要短；條件分離——不需要焊接，時(shí)間可以短。

解決矛盾方法：用集中加熱方式取代焊矩加熱(如電加熱方式)；用高能量的焊接使焊縫快速升高；不用焊接，采用鉚接或粘接。上述三者可以避免長時(shí)間加熱，減少停機(jī)時(shí)間。

3)矛盾3：受力要大又要小

矛盾種類及分析：空間分離----過大的力來自于外部，一些大鐵塊落入破碎倉內(nèi)，對機(jī)體劑壓時(shí)的反向作用力，反向力過大；時(shí)間分離——正常時(shí)，破碎機(jī)破碎力要大，當(dāng)過大鐵塊時(shí)，力對座墊的沖擊要小。

解決矛盾方法：減少或阻斷大塊不易破碎的物質(zhì)進(jìn)入機(jī)體內(nèi)(如礦石未破碎前先除鐵)，在破碎機(jī)進(jìn)料前端加裝除鐵裝置；破碎機(jī)本身應(yīng)設(shè)過鐵保護(hù)裝置(如過鐵釋放缸)。

[1] 趙新軍．技術(shù)創(chuàng)新理論(TRIz)及應(yīng)用[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004.

[2]TerninkoG.DesignforSixSigma[M].England：GowerPublishingLimited,2002.

[3]SemyonD.Savransky.EngineeringofCreativity[M].Florida:PCRCPress,2000.

[4] 黃純穎. 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì) [M].北京：高等教育出版社，2000.

[責(zé)任編校： 張巖芳]

Application of TRIZTtheory in Ore-dressing

WEI Fengzhen

(HainanMiningConcentrator,Changgiang572700,China)

Based on tools and methods of TRIZ and combined with the practical problems encountered in their production practices, we used the Object - Field Model Method of TRIZ Theory to solve the problem of SLON-1750/2500 magnetic machine media box cleansing and adopted conflict matrix to solve the HP4 crusher main frame cushion shedding problem.

TRIZ; Object - Field model; cleansing; conflict matrix; crusher shedding

2015-04-20

韋鳳珍(1970-)，女，廣東信宜人，海南礦業(yè)公司選礦廠工程師，研究方向?yàn)樵O(shè)備技術(shù)改造與維修

1003-4684(2015)04-0101-03

TD913

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