基于TRIZ的手提式鋼筋彎曲機的創新設計

周金林+張明勤+王日君

摘要：針對目前手提式鋼筋彎曲機的兩凹型輪的距離不可調整的問題，依據TRIZ理論，分析設計過程中存在的技術沖突，應用分割原理，對手提式鋼筋彎曲機進行改進設計，提出了設置多組凹型輪的解決方案，有效解決了凹型輪的距離可調的問題。

關鍵詞：TRIZ；鋼筋彎曲機；技術沖突；發明原理

1 緒論

鋼筋彎曲機是鋼筋加工中不可或缺的工具設備之一，廣泛應用在建筑場合，它主要用于對鋼筋的彎曲和切斷。考慮到固定式鋼筋彎曲機的不可移動性和難以移動性，手提式鋼筋彎曲機也因此而誕生。然而，現有的手提式鋼筋彎曲機存在著不能靈活地調整兩凹型輪距離的問題，這對于多規格、復雜條件下的鋼筋彎曲任務又提出了新的挑戰。

TRIZ作為一種創新方法，以能夠有效提升人們的創新能力和快速解決各行各業的技術與管理難題而蜚聲全球，幫助人們解決了若干棘手的技術難題。TRIZ理論的解題工具之一的40條發明原理也應用廣泛，通過將技術沖突轉化為TRIZ的標準沖突，在沖突矩陣中查找對應的發明原理來解決。本文將TRIZ的發明原理應用于鋼筋彎曲機的改進。

2 當前問題的描述

在應用手提式鋼筋彎曲機的場合，多面臨著鋼筋彎曲半徑固定、鋼筋彎曲程度單一和鋼筋彎曲速度較慢的問題。這主要歸因于兩凹型輪距離固定（如圖1所示），不能針對特殊的鋼筋直徑和鋼筋長度完成彎曲和調直的任務。

現有的手提式鋼筋彎曲機多為單人一臺設備，同時對不同規格的鋼筋進行彎曲和調直。由于不同規格的鋼筋有不同的直徑參數，這就會導致一臺設備工作時，在不同的條件下彎曲和調直的任務時間和效率不一。為了減少這種問題的出現，優化鋼筋彎曲和調直的過程，需調節支架上的兩凹型輪距離，這種距離調節的問題亟待解決，從而解決鋼筋彎曲半徑固定、鋼筋彎曲程度單一和鋼筋彎曲速度較慢的問題。分析得知，所面臨的問題的原因是凹型輪與支架直接固定。

3 基于發明原理的手提式鋼筋彎曲機的改進設計

3.1 技術沖突問題的解決原理

技術沖突是指系統的一個方面得到改進時，削弱了另一方面。技術沖突的表現形式為一個系統匯總兩個參數A和B，即當A得到改善時，B則變得惡化。解決技術沖突的方式有兩種：一是直接應用40個發明原理來解決；二是將所有遇到的問題中的技術沖突用39個通用工程參數進行描述，然后利用沖突矩陣來選擇可用的發明原理解決。40個發明原理可以幫助我們解決常見的技術沖突。

3.2 手提式鋼筋彎曲機的改進

（1）技術沖突一般化

沖突描述1：調整不同作用時間的鋼筋彎曲機的外觀結構，調整兩凹型輪距離，導致設備在工作過程中易崩件。轉化成TRIZ標準沖突改善的參數：通用工程參數12（形狀）；惡化的參數：通用工程參數13（結構的穩定性）。

沖突描述2：人在任意時刻能夠控制彎曲機的兩凹型輪距離的距離，同時會使鋼筋彎曲機的可靠降低。轉化成TRIZ標準沖突改善的參數：通用工程參數33（可操作性）；惡化的參數：通用工程參數27（可靠性）。

（2）查找沖突矩陣及發明原理

1號原理（分割）：將兩凹型輪進行分割，分成無數等大小的兩凹型，對稱均布在牙桿的兩側，工人可以用工具選擇哪一組凹型輪露出以實現支撐功能。

4號原理（不對稱）：若考慮不對稱性原理，會是牙桿在活塞的作用下產生對鋼筋的不平衡力，易產生危險，故不予考慮。

27號原理（廉價品替代）：鋼筋彎曲機屬于建筑施工行業關乎建筑成果的質量和穩定性的設備，若用廉價品替代，比如使用橡膠材料的凹型輪，橡膠材料的凹型輪雖然可以在使用過程中自由彎曲調整兩輪間距，但是這會造成鋼筋彎曲的質量下降，同時也會使鋼筋在彎曲過程中打滑，使經濟性和穩定性都欠缺。

3.3 最終解決方案

綜合上述發明原理，將原有的一對凹型輪更換為多對規格稍小的凹型輪，并且能夠人工選擇使用任意一對凹型輪進行工作，如圖2所示。

結論

本文基于TRIZ理論，研究了手提式鋼筋彎曲機的兩凹型輪距離的調整問題，利用發明原理解決了設計中的技術沖突，進行了手提式鋼筋彎曲機對于兩凹型輪位置設置的創新設計；應用分割原理，提出了設置多組的凹型輪的解決方案，有效解決了凹型輪的距離可調的問題。

責編/馬銘陽

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