膜片联轴器中膜片组件的损坏实例
从中可以看出膜片组件的损坏主要出现在膜片上铰接点附近。本文先基于TRIZ理论确定膜片组的结构,然后利用Co***osWorks对膜片组进行强度分析,设计出结构简单、受力合理、使用寿命长的膜片组件。
2 基于TRIZ理论的膜片组结构设计
TRIZ经过60余年的发展,已被世界各国所接受。TRIZ的问题模型共有四种形式:技术矛盾,物理矛盾,物质—场问题,知识使能问题。与此相对应,TRIZ的工具也有四种:矛盾矩阵、分离原理、知识与效应库和标准解法系统。技术矛盾指当技术系统的某—个特性或参数得到改善的同时,导致另—个特性或参数发生恶化而产生的矛盾。
TRIZ理论将导致技术矛盾的因素总结成39个通用工程参数,建立了矛盾矩阵表,提供了40个解决技术矛盾的刨新原理。把实际问题转化为技术矛盾之后,利用矛盾矩阵,可以得到推荐的解决所定义的技术矛盾的刨新原理。以这些创新原理作为依据,根据总结归纳的类似问题的类似的标准解决方法,将这些类似的标准解决方法,应用到实际问题之中,就容易找到针对实际问题的一些可行方案。如表1所示,为矛盾矩阵(部分),它将39个工程参数与40条发明原理建立了对应关系,很好的解决了设计过程中选择发明原理的难题。矩阵中行描述的工程参数为冲突中恶化的—方,列则表示改善的—方,行列交叉出的数字为解决此矛盾所推荐的原理序号。
表1 矛盾矩阵(部分)
根据膜片联轴器的结构及膜片实际损坏情况,确定改进参数为强度,恶化参数为应力或压力。如表1所示,对应的创新原理分别为10,3,18,40,即10—预先作用原理,3—局部质量原理,18—机械振动原理,40—复合材料原理,采用这些创新原理都有可能解决本文问题。由于膜片组件的损坏主要出现在膜片铰接点附近,本文仅选用局部质量原理来设计与分析膜片组的构成。
局部质量原理具有以下含义:(1)将物体、环境或外部作用的均匀结构变为不均匀的;(2)让物体的不同部分各具不同的功能;(3)让物体的各部分处于执行各自功能的***佳状态。由此可以看出局部质量原理解决问题的途径有3个,采用“将物体、环境或外部作用的均匀结构变为不均匀的”方式,确定膜片组结构,如图2所示。