TRIZ进化理论在粉碎机创新安全设计中的应用

    2.3.3 应用协调性进化法则

    技术系统的进化是沿着各个子系统相互之间更加协调，以及系统与环境更加协凋的方向发展。子系统形状协调进化路线为相同形状→自兼容形状→兼容形状→特殊形状；表面形状的进化路线为平滑表面→带有突起的表面→粗糙表面→带有活性物质的表面；内部结构的进化路线为实心物体→物体内部中空→内部结构多孔结构→毛细结构→动态内部结构；几何形状的进化路线为点→线→面一体，几何形状复杂化。

    由形状协调进化路线得到构思方案：粉碎刀具由现在的规则平面、实心锤片（图4a）进化为曲面、内部中空的形状（图4b），增加刀刃的数量，使单位时间内单位面积上有效粉碎次数增加，提高粉碎效率。

图4 粉碎刀具

    2.3.4 应用提高理想度法则

    要提高系统的理想度，可以在不削弱系统主要功能的前提下，将系统的某些组件操作简单化。

    现有的有筛粉碎机，在粉碎粒度小于20目的物料时，筛网极容易堵塞，使粒度合格的物料不能及时通过筛网，造成过粉碎。由于物料过筛能力下降，会导致生产率急剧降低，功耗大幅度增加，并且容易造成电机超负荷、卡死，增加安全隐患。

    由提高理想度进化路线得到构思方案：采用无筛结构，可通过风选或粉碎后再筛分来获得所需粒度的物料。

    2.3.5 应用动态性进化法则

    增加系统动态性可以通过以下方法：①将固定状态变为可动状态；②将系统分割成可动元件；③引进一个可动物体；④应用物理效应。

    由动态性进化法则得到构思方案：利用振动电机，带动筛网高频微幅振动，提高合格物料的过筛能力。

    2.4 新产品的概念方案

    1)在物料规模化细粉碎过程中，最突出的问题是细粉碎粒度和过筛能力的矛盾。可通过改变刀具结构，来提高粉碎效率；采用振动电机带动筛网高频微幅振动，来提高过筛能力；采用变速电动机，满足产量和粉碎粒度的不同要求。

    2)当细粉碎粒度和过筛能力的矛盾加剧，可采用无筛结构粉碎机，通过风选或粉碎后再筛分来获得所需粒度的物料。

    3)采用热场，考虑利用爆炸、压力方式粉碎物料。

3 结论

    1)产品及其技术的发展遵循着一定的客观规律，在进化过程中一般会经历初始期、成长期、成熟期和衰退期4个阶段，形成s-曲线。分析技术系统的S-曲线可以帮助企业评估现有技术的成熟度，作出正确的研发与引进决策。

    2)TRIZ技术系统进化法则可以提供开发产品的新概念和新思路，预测新一代产品可能的结构状态或应用的原理，使产品创新设计过程更具有可操作性。

    3)笔者将TRIZ技术系统进化理论与产品创新安全设计相融合，运用TRIZ理论的S曲线分析现有产品处于初始期，应加大研发力度，设法提高系统的有用功能，降低成本和有害功能。应用完备性法则、能量传递法则、协调性法则、提高理想度法则和动态性进化法则得到了多个新产品的概念方案。