淺談物理沖突的解決原理在注塑機設計中的應用論文

　　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。當關鍵子系統(tǒng)沖突雙發(fā)在某一空間只出現(xiàn)一方時， 空間分離是可能的。

　　目前，往復螺桿式注射裝置是預塑式塑料注射成型機應用最廣泛的注射裝置，其塑化和注射都是運用熔膠筒內(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，加大油泵電機，致使整機設備成本居高不下。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以降低整機成本，塑化馬達可以不間斷地進行膠料塑化，提高塑化馬達的利用效率。這一注射過程是由直徑較大的柱塞完成。塑料原料經(jīng)擠出螺桿塑化后進入儲料缸或直接進入注射儲料，注射開始時柱塞推動儲料缸內(nèi)塑化好的膠料進入模腔。這種系統(tǒng)應用于大型注塑系統(tǒng)，代表性產(chǎn)品如PE 管接頭。東華機械有限公司已針對該注射系統(tǒng)申請并獲得了實用新型專利。

　　2 時間分離原理

　　所謂時間分離原理是指將沖突雙方在不同的時間段上分離，以降低解決問題的難度。當關鍵子系統(tǒng)沖突雙方在某一時間段上只出現(xiàn)一方時，時間分離是可能的。

　　當前，市面上常用的注塑機鎖模結(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)的技術人員現(xiàn)場指導，給客戶造成了極大的困擾。

　　可抽拉桿鎖模系統(tǒng)的設計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，鎖緊裝置松開其鎖緊的拉桿，抽拉油缸動作抽出模具安裝區(qū)域的部分拉桿，模具可以低于頂部拉桿高度進入模具安裝區(qū)域;吊裝完成后，抽拉油缸動作把拉桿移回原位，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)。該設計操作簡單、方便，省時省力，深受客戶好評。東華機械有限公司已針對該鎖模系統(tǒng)申請并獲得了實用新型專利。

　　另外，有個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用的特點，另外這樣的結(jié)構(gòu)也不方便合上活動擋門，筆者把該梯子分為固定和可移動兩部分。固定部分通過螺栓連接在鎖模系統(tǒng)固定板頂部可移動部分在應用時斜掛在固定部分上， 和地面、固定模板、機架形成三角形，方便操作人員上下操作;正常工作時移除梯子可移動部分， 方便合上活動擋門，保證操作的安全，減少整機的占地空間。

　　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。當關鍵子系統(tǒng)的沖突雙方在某一條件下只出現(xiàn)一方時，基于條件分離是可能的。

　　注塑機鎖模部分的高壓油管全部用硬管連接，很容易產(chǎn)生震動和噪聲。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的震動和噪音。

　　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。當沖突雙方在關鍵子系統(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，總體與部分的分離是可能的。

　　目前，在大型塑料、橡膠成型設備以及金屬壓鑄成型設備中， 二板式液壓鎖模機構(gòu)以其結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少、容模量大、自動化程度高、可靠性和維修性好、操作方便以及安全性好等優(yōu)點，成為大型鎖模機構(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。東華機械有限公司已針對該鎖模系統(tǒng)申請并獲得了實用新型專利。

　　然而，對于特大型(2500 噸以上)的鎖模機構(gòu)，其運動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，其所應用的密封圈成本也呈幾何比增加。東華機械有限公司正是順應該技術發(fā)展的要求，設計開發(fā)了實用特大型兩板式直壓鎖模機構(gòu)。該鎖模機構(gòu)在原來兩板式鎖模機構(gòu)的基礎上，將定模板分成固定板和活動板，兩板間安裝高壓油缸，高壓油缸獨立制造，沿模板中心環(huán)形均布，實現(xiàn)調(diào)模和高壓鎖模兩項功能。

　　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或更多，在增加模板受力面積的同時，縮短了力臂，鎖模系統(tǒng)力封閉線縮短，減少了應力集中，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的活塞桿，簡化了結(jié)構(gòu)，極大地降低了整個系統(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。東華機械有限公司已針對該鎖模系統(tǒng)申請并獲得了實用新型專利。

　　5 結(jié)語

　　利用物理沖突的解決原理，順利解決了注塑機機械設計當中遇到的問題，并極大提升了注塑機的性價比及可操作性，在實際應用中取得了良好的效果。

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