利用TRIZ理论对锤片粉碎机的创新研究_木屑颗粒机|秸秆颗�；鷟秸秆压块机|木屑制�；鷟生物质颗�；鷟富通新能源

TRIZ理论是由前苏联发明家C,S.Altshuller在1946年创立的。TRIZ用英语标音可读为TeoniyaResheniya Izobreatatelskikh Zadatch，中文含义为：发明问题解决理论。TRIZ理论是在分析了全球数百万份高水平的发明专利的基础上，总结出各种技术发展进化遵循的规律模式，以及解决各种技术矛盾和物理矛盾的创新原理和法则，并综合多学科领域的知识和效应，建立起TRIZ理论体系，是对产品进行技术创新的有效手段。
    锤片粉碎机是农产品深加工的关键设备之一，是饲料、粮食等农产品深加工不可缺少的设备。但粉碎机最大的问题是产量低、耗电量大，尤其是微粉粉碎，产量更低。在饲料等粮食加工厂里，粉碎机的耗电量几乎是整个工厂用电量的l/3~1/2，是名副其实的“电老虎”。
    正是因为这个原因，生产粉碎机的企业一直在研究如何提高粉碎机的粉碎性能，从而增加产量降低能耗，提高产品性能进而提高企业的竞争力。一些企业在某些方面取得了一些研究成果，并投入了实际应用，取得了较好的效益。但粉碎机的粉碎能力还有相当大的提升空间，粉碎技术研究仍有广阔的前景，高性能粉碎机仍是农产品加工机械企业所追求的目标。本文尝试利用TRIZ理论对粉碎机的结构进行创新分析，期望找到一些提高粉碎机粉碎能力达到节能降耗目的的途径。
1、有关TRIZ冲突解决理论简介
按照理论的原理，产品之所以要进行创新，是因为其内部存在冲突，产品内部存在的冲突分为两类：技术冲突和物理冲突。技术冲突：指一个作用同时导致有用及有害两种结果，也可指有用作用的引入或有害效应的消除导致一个或几个子系统变坏；物理冲突：指为了实现某种功能，一个子系统或元件应具有一种特性，但同时出现了与该特性相反的特性。
1.1对于技术冲突，技术冲突常表现为一个系统中两个子系统之间的冲突
    解决技术冲突的步骤：首先分析技术系统，确定需要改善的系统参数；第二声明技术冲突，确定出在改善需要被改善的参数时，被恶化的技术参数；最后解决技术冲突，在本步骤中，利用40个创新原理和冲突矩阵来消除技术冲突。
    为便于对技术系统的冲突进行描述，TRIZ理论定义了39个通用技术参数，见表l。
为解决技术冲突，TRIZ理论从数百万份专利中总结了40个创新原理，见表2。
    为简化技术冲突的解决过程，TRIZ理论总结了各种技术冲突的解决方法以及与40个创新原理的对应关系，建立了冲突矩阵，根据不同技术参数之间的冲突，冲突矩阵给出了常用的创新原理。
1.2对于物理冲突常表现为一个系统内的两种相反的要求，物理冲突出现的情况有：一个子系统中有用功能加强的同时导致该子系统中有害功能的加强；一个子系统中有害功能降低的同时导致该子系统中有用功能的降低。
    物理冲突仅涉及系统中的一个子系统或部件，而对该子系统或部件提出r相反的要求。相对于技术冲突，物理冲突是尖锐的冲突。往往技术冲突的存在隐含物理冲突的存在。
    物理冲突的解决往往比较复杂，但在'rRIZ理论中也有相应的解决方法，比如分离原理等，这里不作洋细介绍。
2、利用TIUZ冲突解决理论对粉碎机结构进行创新分析
    粉碎机在进行微粉碎时，因粉碎后颗粒直径小，需要消耗更多的能量；又因筛板孔面积变小，粉料排料不畅，造成过粉碎，浪费了能量，加大了粉碎机的功率。
    粉碎机作为一个技术系统，其内部存在冲突，可以定性为技术冲突，为此可以将该冲突描述为：需要改善的方面——将谷物粉碎成小颗�；蚴褂眯∩缚椎纳赴澹辉斐啥窕姆矫妫悍鬯榛β试龃蠡蚰芎脑黾�。
    定义技术冲突：按标准的rIRIZ通用技术参数，可以从两方面定义该技术冲突。
2.1微粉碎时需要更多的能量，粉碎机的功率增加
    需要改善的参数：7#运动物体的体积（被粉碎的物料体积减�。�；
    造成恶化的参数：21#功率（粉碎机功率增加）。
2.2微粉碎时使用小筛孔的筛板，粉料排料不畅，造成过粉碎，增加了能量的消耗。
    需要改善的参数：6#静止物体的面积（小筛孔的筛板筛孔面积减小）；造成恶化的参数：22#能量损失（物料过粉碎能量消耗）。
    冲突l需要改善的参数：7#运动物体的体积；
    造成恶化的参数：21#功率；
    查冲突矩阵得到原理解：
    6#:多用性；
    13#:反向作用；
    18#:机械振动；
    35#:参数变化。
    ①多用性原理是指物体或物体的一部分实现多种功能；消除了该功能在其它的物体上的必要性以后，可以裁剪其它物体。
    对微粉碎而言，该原理可以理解为将粉碎后的物料分成合格的微小颗粒和不合格的大颗粒，不同粒度的粉体实现小同的用途。合格的微小颗粒直接使用，不合格的大颗粒作为其它产品的原料，或重新回到粉碎机中再粉粹。
   该原理提示我们在粉碎机上增加一套分级系统，该系统将粉碎后的物料进行分级，合格的细的粉体进入某个配料仓；不合格的粗的粉体进入另一个配料仓，以作别的饲料的原料，或重新进入粉碎机粉碎。
    ②反向作用原理是指颠倒过去解决问题的办法或操作。
采用本原理的方法之一是让被粉碎的原料运动、让锤片静止，气流粉碎机就是这种粉碎原理，不过该原理对于谷物原料而言，能否降低能耗有待研究。
   ③机械振动原理是指使物体处于振动状态或加大其振动频率，甚至到超声波。
   该原理提示我们在粉碎机上增加机械振动，让粉碎过程处于一种动态状态。振动可以是粉碎部件、筛板、机架以及它们的组合。
   让粉碎机处于振动状态，振动磨就是一个实例。
   让锤片粉碎机粉碎部件处于振动状态，必然能提高粉碎效率降低能耗，但怎样具体实施尚需研究和试验。
    再比如让锤片粉碎机筛板振动，可以提高过筛率，减少过粉碎以降低能耗，该原理已被成功应用于上海春谷实业有限公司的横宽型振动筛锤片粉碎机产品上。
   ④参数变化原理是指系统或对象属性包括物理状态、化学状态、密度、导电性、机械柔性、温度、几何结构、压力变化等等。
    利用该原理改变原料的参数，也可以提高粉碎效率，比如降低谷物的温度，使其脆性增加便于粉碎，即采用低温粉碎法。
    冲突2需要改善的参数：6#静止物体的面积：
    造成恶化的参数：22#能量损失。
    查冲突矩阵的原理解：
    7#:嵌套；
    17#:空间维数变化；
    30#:柔性壳体或薄膜。
    ①嵌套原理是指使—个物体穿过另一物体的空腔。
    嵌套原理最通用的例子便是俄罗斯套娃。对锤片粉碎机而言，可以对筛板进行套装，以增加过筛面积，但具体实施有难度。
②空间维数变化原理是指将一个线性系统从一维变到多维，从垂直到水平、从水平到倾斜、从水平到垂直；考虑使用一个表面或对象的另一个不同的侧面。
    空间维数变化原理可以将平面二维的筛板向j维空间发展，比如波浪形筛板，增加了筛板面积从而提高过筛率减少能耗。
    ③柔性壳体或薄膜原理是指用柔性壳体或薄膜代替传统的结构。
    筛板厚度减小能让粉体更容易穿过，采用柔性壳体或薄膜筛板能提高过筛率减少能耗，但由于筛板除了起到筛分的作用外，还是锤片粉碎机粉碎腔的外壁，需要承受较大的冲击，所以就目前的T程材料采用本原理尚不可行，除非进行粉碎机的结构改进。
    综合上述，可以看到TRIZ提供丫锤片粉碎机的多种创新方案，这样方案为我们提高了新的思路，实施其中一部分方案能有效的提高粉碎效率降低能耗。
    按目前的技术条件，可以实施的方案有以下3种：
    解决方案1：振动原理——振动粉碎机（机壳、锤片或筛板振动）。
解决方案2：空间维数变化——波浪型筛板、多层筛板。
    解决方案3：利用超系统的改变解决粉碎机的冲突，采用多用性原理——将粉碎后的谷物用作不同场所，避免过粉碎。

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