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淺談物理沖突的解決原理在注塑機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用論文
現(xiàn)代TRIZ 理論提出利用分離原理來解決物理沖突，分離原理包括空間分離、時(shí)間分離、基于條件的分離、總體與部分的分離。
1 空間分離原理
所謂空間分離原理是指將沖突雙方在不同的空間上分離，以降低解決問題的難度。當(dāng)關(guān)鍵子系統(tǒng)沖突雙發(fā)在某一空間只出現(xiàn)一方時(shí)， 空間分離是可能的。
目前，往復(fù)螺桿式注射裝置是預(yù)塑式塑料注射成型機(jī)應(yīng)用最廣泛的注射裝置，其塑化和注射都是運(yùn)用熔膠筒內(nèi)的螺桿來完成。這種裝置的局限在于：注射量有限，不利于大型注射零件的生產(chǎn)，若要加大注射量，需在等同條件下成倍加粗螺桿，加大塑化馬達(dá)，加大油泵電機(jī)，致使整機(jī)設(shè)備成本居高不下。另外，在成形工藝上，螺桿塑化為間歇式工作，塑化油馬達(dá)的資源也沒有得到充分利用。
螺桿柱塞式的注射結(jié)構(gòu)很好地解決了這一難題，該結(jié)構(gòu)把塑化和注射兩種功能用不同的部件完成。塑化過程由直徑較小的擠出螺桿完成，可以配置較小的塑化馬達(dá)以降低整機(jī)成本，塑化馬達(dá)可以不間斷地進(jìn)行膠料塑化，提高塑化馬達(dá)的利用效率。這一注射過程是由直徑較大的柱塞完成。塑料原料經(jīng)擠出螺桿塑化后進(jìn)入儲(chǔ)料缸或直接進(jìn)入注射儲(chǔ)料，注射開始時(shí)柱塞推動(dòng)儲(chǔ)料缸內(nèi)塑化好的膠料進(jìn)入模腔。這種系統(tǒng)應(yīng)用于大型注塑系統(tǒng)，代表性產(chǎn)品如PE 管接頭。東華機(jī)械有限公司已針對該注射系統(tǒng)申請并獲得了實(shí)用新型專利。
2 時(shí)間分離原理
所謂時(shí)間分離原理是指將沖突雙方在不同的時(shí)間段上分離，以降低解決問題的難度。當(dāng)關(guān)鍵子系統(tǒng)沖突雙方在某一時(shí)間段上只出現(xiàn)一方時(shí)，時(shí)間分離是可能的。
當(dāng)前，市面上常用的注塑機(jī)鎖模結(jié)構(gòu)是用四根拉桿將鎖模系統(tǒng)連接在一起并形成鎖模力的，吊裝模具一般都是從鎖模系統(tǒng)頂部兩根拉桿的上方經(jīng)過后完成安裝。部分客戶由于廠房高度的限制，使其不能順利地吊換、吊裝模具，手動(dòng)拆裝一條拉桿的工作量極其繁重，并且又需要專業(yè)的技術(shù)人員現(xiàn)場指導(dǎo)，給客戶造成了極大的困擾。
可抽拉桿鎖模系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有效解決了這一難題。該系統(tǒng)是在通常鎖模系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，給頂部的一根拉桿增加一抽拉油缸和鎖緊裝置。在需要吊換模具時(shí)，鎖緊裝置松開其鎖緊的拉桿，抽拉油缸動(dòng)作抽出模具安裝區(qū)域的部分拉桿，模具可以低于頂部拉桿高度進(jìn)入模具安裝區(qū)域;吊裝完成后，抽拉油缸動(dòng)作把拉桿移回原位，鎖緊裝置鎖緊拉桿，和其余三根拉桿重新形成封閉的鎖模系統(tǒng)。該設(shè)計(jì)操作簡單、方便，省時(shí)省力，深受客戶好評。東華機(jī)械有限公司已針對該鎖模系統(tǒng)申請并獲得了實(shí)用新型專利。
另外，有個(gè)別客戶要求在鎖模系統(tǒng)的固定板上安裝簡易的直上直下的豎直梯子，以便其在更換模具時(shí)為模具安裝冷卻或加熱裝置�？紤]到操作人員上下梯子的便利及該梯子應(yīng)用的特點(diǎn)，另外這樣的結(jié)構(gòu)也不方便合上活動(dòng)擋門，筆者把該梯子分為固定和可移動(dòng)兩部分。固定部分通過螺栓連接在鎖模系統(tǒng)固定板頂部可移動(dòng)部分在應(yīng)用時(shí)斜掛在固定部分上， 和地面、固定模板、機(jī)架形成三角形，方便操作人員上下操作;正常工作時(shí)移除梯子可移動(dòng)部分， 方便合上活動(dòng)擋門，保證操作的安全，減少整機(jī)的占地空間。
3 基于條件的分離
所謂基于條件的分離原理是指將沖突雙方在不同的條件下分離，以降低解決問題的難度。當(dāng)關(guān)鍵子系統(tǒng)的沖突雙方在某一條件下只出現(xiàn)一方時(shí)，基于條件分離是可能的。
注塑機(jī)鎖模部分的高壓油管全部用硬管連接，很容易產(chǎn)生震動(dòng)和噪聲。如果在高壓硬管的兩端分別用合適長度的高壓軟管連接，利用高壓軟管的彈性和可收縮性，則能很好的解決整機(jī)的震動(dòng)和噪音。
4 總體與部分的分離
所謂總體與部分的分離原理是指將沖突雙方在不同的層次上分離，以降低解決問題的難度。當(dāng)沖突雙方在關(guān)鍵子系統(tǒng)的層次上只出現(xiàn)一方，而該方在子系統(tǒng)、系統(tǒng)或超系統(tǒng)層次上不出現(xiàn)時(shí)，總體與部分的分離是可能的。
目前，在大型塑料、橡膠成型設(shè)備以及金屬壓鑄成型設(shè)備中， 二板式液壓鎖模機(jī)構(gòu)以其結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少、容模量大、自動(dòng)化程度高、可靠性和維修性好、操作方便以及安全性好等優(yōu)點(diǎn)，成為大型鎖模機(jī)構(gòu)發(fā)展的方向。該鎖模結(jié)構(gòu)是利用四根拉桿為活塞桿，拉桿前端均安裝大直徑高壓油缸，利用大直徑高壓油缸起壓來形成鎖模力。東華機(jī)械有限公司已針對該鎖模系統(tǒng)申請并獲得了實(shí)用新型專利。
然而，對于特大型(2500 噸以上)的鎖模機(jī)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)精度及其可靠性有著更高的要求。隨著鎖模力的提高，在系統(tǒng)壓力不變的情況下就要加大高壓油缸直徑，這給機(jī)械加工及裝配造成了極大的困難。加工制造成本相對較高，其所應(yīng)用的密封圈成本也呈幾何比增加。東華機(jī)械有限公司正是順應(yīng)該技術(shù)發(fā)展的要求，設(shè)計(jì)開發(fā)了實(shí)用特大型兩板式直壓鎖模機(jī)構(gòu)。該鎖模機(jī)構(gòu)在原來兩板式鎖模機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，將定模板分成固定板和活動(dòng)板，兩板間安裝高壓油缸，高壓油缸獨(dú)立制造，沿模板中心環(huán)形均布，實(shí)現(xiàn)調(diào)模和高壓鎖模兩項(xiàng)功能。
該鎖模系統(tǒng)的高壓油缸可根據(jù)鎖模力的要求增加至六個(gè)或更多，在增加模板受力面積的同時(shí)，縮短了力臂，鎖模系統(tǒng)力封閉線縮短，減少了應(yīng)力集中，模板受力狀況更為合理。剛性得到了提高，零件的重量也得到減少，固定在固定板四角的拉桿不作為可移動(dòng)的活塞桿，簡化了結(jié)構(gòu)，極大地降低了整個(gè)系統(tǒng)的加工制造及裝配的難度， 并節(jié)約了原材料及加工成本。東華機(jī)械有限公司已針對該鎖模系統(tǒng)申請并獲得了實(shí)用新型專利。
5 結(jié)語
利用物理沖突的解決原理，順利解決了注塑機(jī)機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中遇到的問題，并極大提升了注塑機(jī)的性價(jià)比及可操作性，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。
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