基于TRIZ的手提式鋼筋彎曲機的創(chuàng)新設計

周金林+張明勤+王日君

摘要：針對目前手提式鋼筋彎曲機的兩凹型輪的距離不可調(diào)整的問題，依據(jù)TRIZ理論，分析設計過程中存在的技術(shù)沖突，應用分割原理，對手提式鋼筋彎曲機進行改進設計，提出了設置多組凹型輪的解決方案，有效解決了凹型輪的距離可調(diào)的問題。

關(guān)鍵詞：TRIZ；鋼筋彎曲機；技術(shù)沖突；發(fā)明原理

1 緒論

鋼筋彎曲機是鋼筋加工中不可或缺的工具設備之一，廣泛應用在建筑場合，它主要用于對鋼筋的彎曲和切斷?？紤]到固定式鋼筋彎曲機的不可移動性和難以移動性，手提式鋼筋彎曲機也因此而誕生。然而，現(xiàn)有的手提式鋼筋彎曲機存在著不能靈活地調(diào)整兩凹型輪距離的問題，這對于多規(guī)格、復雜條件下的鋼筋彎曲任務又提出了新的挑戰(zhàn)。

TRIZ作為一種創(chuàng)新方法，以能夠有效提升人們的創(chuàng)新能力和快速解決各行各業(yè)的技術(shù)與管理難題而蜚聲全球，幫助人們解決了若干棘手的技術(shù)難題。TRIZ理論的解題工具之一的40條發(fā)明原理也應用廣泛，通過將技術(shù)沖突轉(zhuǎn)化為TRIZ的標準沖突，在沖突矩陣中查找對應的發(fā)明原理來解決。本文將TRIZ的發(fā)明原理應用于鋼筋彎曲機的改進。

2 當前問題的描述

在應用手提式鋼筋彎曲機的場合，多面臨著鋼筋彎曲半徑固定、鋼筋彎曲程度單一和鋼筋彎曲速度較慢的問題。這主要歸因于兩凹型輪距離固定（如圖1所示），不能針對特殊的鋼筋直徑和鋼筋長度完成彎曲和調(diào)直的任務。

現(xiàn)有的手提式鋼筋彎曲機多為單人一臺設備，同時對不同規(guī)格的鋼筋進行彎曲和調(diào)直。由于不同規(guī)格的鋼筋有不同的直徑參數(shù)，這就會導致一臺設備工作時，在不同的條件下彎曲和調(diào)直的任務時間和效率不一。為了減少這種問題的出現(xiàn)，優(yōu)化鋼筋彎曲和調(diào)直的過程，需調(diào)節(jié)支架上的兩凹型輪距離，這種距離調(diào)節(jié)的問題亟待解決，從而解決鋼筋彎曲半徑固定、鋼筋彎曲程度單一和鋼筋彎曲速度較慢的問題。分析得知，所面臨的問題的原因是凹型輪與支架直接固定。

3 基于發(fā)明原理的手提式鋼筋彎曲機的改進設計

3.1 技術(shù)沖突問題的解決原理

技術(shù)沖突是指系統(tǒng)的一個方面得到改進時，削弱了另一方面。技術(shù)沖突的表現(xiàn)形式為一個系統(tǒng)匯總兩個參數(shù)A和B，即當A得到改善時，B則變得惡化。解決技術(shù)沖突的方式有兩種：一是直接應用40個發(fā)明原理來解決；二是將所有遇到的問題中的技術(shù)沖突用39個通用工程參數(shù)進行描述，然后利用沖突矩陣來選擇可用的發(fā)明原理解決。40個發(fā)明原理可以幫助我們解決常見的技術(shù)沖突。

3.2 手提式鋼筋彎曲機的改進

（1）技術(shù)沖突一般化

沖突描述1：調(diào)整不同作用時間的鋼筋彎曲機的外觀結(jié)構(gòu)，調(diào)整兩凹型輪距離，導致設備在工作過程中易崩件。轉(zhuǎn)化成TRIZ標準沖突改善的參數(shù)：通用工程參數(shù)12（形狀）；惡化的參數(shù)：通用工程參數(shù)13（結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性）。

沖突描述2：人在任意時刻能夠控制彎曲機的兩凹型輪距離的距離，同時會使鋼筋彎曲機的可靠降低。轉(zhuǎn)化成TRIZ標準沖突改善的參數(shù)：通用工程參數(shù)33（可操作性）；惡化的參數(shù)：通用工程參數(shù)27（可靠性）。

（2）查找沖突矩陣及發(fā)明原理

1號原理（分割）：將兩凹型輪進行分割，分成無數(shù)等大小的兩凹型，對稱均布在牙桿的兩側(cè)，工人可以用工具選擇哪一組凹型輪露出以實現(xiàn)支撐功能。

4號原理（不對稱）：若考慮不對稱性原理，會是牙桿在活塞的作用下產(chǎn)生對鋼筋的不平衡力，易產(chǎn)生危險，故不予考慮。

27號原理（廉價品替代）：鋼筋彎曲機屬于建筑施工行業(yè)關(guān)乎建筑成果的質(zhì)量和穩(wěn)定性的設備，若用廉價品替代，比如使用橡膠材料的凹型輪，橡膠材料的凹型輪雖然可以在使用過程中自由彎曲調(diào)整兩輪間距，但是這會造成鋼筋彎曲的質(zhì)量下降，同時也會使鋼筋在彎曲過程中打滑，使經(jīng)濟性和穩(wěn)定性都欠缺。

3.3 最終解決方案

綜合上述發(fā)明原理，將原有的一對凹型輪更換為多對規(guī)格稍小的凹型輪，并且能夠人工選擇使用任意一對凹型輪進行工作，如圖2所示。

結(jié)論

本文基于TRIZ理論，研究了手提式鋼筋彎曲機的兩凹型輪距離的調(diào)整問題，利用發(fā)明原理解決了設計中的技術(shù)沖突，進行了手提式鋼筋彎曲機對于兩凹型輪位置設置的創(chuàng)新設計；應用分割原理，提出了設置多組的凹型輪的解決方案，有效解決了凹型輪的距離可調(diào)的問題。

責編/馬銘陽

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