基于TRIZ理论设计耐磨混凝土弯头

本文利用TRIZ理论指导完成了耐磨混凝土弯头的设计，采用创新方法(TRIZ)+先进技术手段引入+技术指导，取得了良好的效果。

针对混凝土弯头在摩擦力和冲击力的共同作用下被磨穿的问题，我们初步思路就是对弯头易破损部位进行局部加厚，从而延长弯头的使用寿命。但是由此也带来了新的问题，局部加厚使弯头重量增加，整车重量也因此增加，造成整个统配管系统平衡性变差，泵送时震动加剧。

运用工程问题描述理论，将上述问题转化为矛盾问题模型。参照39个工程参数，对弯头局部加厚可以描述为标准参数No.14强度，弯头重量增加可以描述为No.2静止物体的重量。

技术矛盾为x-No.14强度，y-No.2静止物体的重量。

利用创新原理解决问题模型

根据上面定义的技术矛盾，查询矛盾矩阵（表1），得到创新原理12，14，15，16。

创新原理40复合材料原理--用复合材料代替均质材料。

创新原理26复制原理。

创新原理27廉价品替代原理。

创新原理1分割原理--将物体分成容易组装和拆卸的部分。

利用以上推荐的创新原理，结合弯头实际的工作原理，类比应用得到以下几种解决方案。

1、材料弯头

方案描述: 采用复合材料替换纯钢弯头，外层采用钢材，内层采用耐磨陶瓷。

2、复合快速更换弯头

方案描述：用简单的、廉价的弯头复制品代替易损的弯头。为了更换弯头的便捷性，采用快速接头来实现快速更换弯头。

3、可更换管套弯头

方案描述：在弯头内侧安装一个廉价的磨损套管。用一个新的磨损套管更换旧的磨损套筒是很容易的。

4、可拆卸耐磨混凝土弯头

方案描述：将弯头易磨损部位拆分出来，采用法兰连接装在弯头上。

方案实施

通过对上述方案的可行性、成本、使用寿命等方面的分析，最后选择方案4-可拆卸耐磨混凝土弯头作为实施方案。通过实验证明，新型可拆卸式耐磨混凝土弯头的使用寿命为原弯头的2~3倍，成本仅为原弯头成本的1.1~1.2倍。

结论

TRIZ理论可以实现产品的快速创新，是解决技术问题强有力的理论工具。它可以使设计人员突破思维惯性，进行创造性思维；并可以为设计人员提供解决问题的正确方向，有效地指导设计人员进行产品创新设计，从而避免了产品设计周期长、创新等级低的缺点。