基于ARIZ的采煤机截割滚筒节能方案设计（上）

其实我是神

3 采煤机截割滚筒节能方案的ARIZ过程
    3.1 分析问题(技术冲突)
    3.1.1 描述最小问题
    采煤机截剖煤层的技术系统如图6所示，包括截射滚筒、煤层和牵引机构。
    技术冲突1：若牵引机构运动、滚筒转动、形成月牙形截痕，采煤机截齿截煤，就会消耗能量过大，但生产率高。
    技术冲突2：若牵引机构运动、滚筒不转动，采煤机截齿不截煤，不形成月牙形截痕，消耗能量少，生产率降低。
    主要目的：需在对系统最小改动的前提下，保证截剖滚筒的生产率高，能耗最小。
    3.1.2 确定产生冲突的组件对：作用对象+工具
    工具——截割煤的截割滚筒，截割时消耗能量，使煤截落；
    作用对象——煤层、截落的煤，保证煤容易截落，消耗能量低。
   3.1.4 从2对技术冲变中选取主要技术冲突
    技术系统主要目的是把煤从煤壁上截落下来并运出，选择技术冲突1，因为与主要的生产过程相关。
    技术冲突1：若牵引机构运动、滚筒转动，形成月牙形截痕，采煤机截齿截煤，就会消耗能量过大，但生产率高。
    3.1.5 激化冲竞
    从截割滚筒截煤到截落的煤被截割滚筒运出，不消耗能量，保证需要生产率。
    3.1.6 建立问题模型
    需要找到一个X元素，能够满足截割滚筒截煤到截落的煤被截割滚筒运出，不消耗能量，保证需要生产率。
    3.1.7 尝试用标准解解决问题
    根据第3.1.4节选取的主要技术冲突，尝试应用标准解。
    改善的参散：形状。
    恶化的参数z运动物体的能量清耗。
    冲突矩阵查找，得到4个原理，即：抽取(2)、多用性(6)、抛弃和再生(34)、曲面化(14)。
    创新原理：
    1)抽取原理(2)：从物体中抽出产生负面影响的部分或属性，或者仅抽出物体中必要的部分或属性。
    2)抛弃或再生(34)：采用溶解、蒸发等手段抛弃已完成功能的零部件，或在系统运行过程中直接修改它们。
    解决方案1：如图10所示。根据抽取原理，滚筒上工作原理与原滚筒工作相同，只是为了避免底板附近煤的过度破碎而引起能量消耗大的问题，采用截链截割底板附近的煤层部分。
    解决方案2：根据抛弃或再生原理，采用溶剂在井下直接气化煤层，把煤的气化气体输送到地面。
    根据步骤3.7可知：方案1只是部分解决了能耗大的问题，而方案2对地质条件要求高，能够实现的煤层几乎没有，所以，用ARIZ继续分析。
    3.2 分析问题模型
    3.2.1 确定操作区域
    操作区；截割滚筒与煤层接触处。
    3.2.2 确定操作时间
    操作时间：采煤机截割滚筒截煤的整个过程。
    3.2.3 确定物场资源
    1)系统内资源
    ①截割滚简：截齿(包括截齿的材料、形状及其安装和排列)、螺旋叶片和筒毂。
    ②牵引机构：行走部控制方式。
    ③煤层和截落的煤。
    2)超系统资源：重力、喷雾水和截落的煤。
    3)外部环境：运输系统、支护系统和矿井通风系统。
    3.3 确定理想化的最终结果和物理冲突
    3.3.1 描述理想化的最终结果
    X元素不能使系统复杂化，也不妨碍滚筒截割煤层，同时也能降低落煤过程能耗，保证最高的生产率。

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