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摘要：文章通过运用TRIZ创新方法和创新原理对设备箱盖二次防落装置进行了矛盾分析和组件分析，从而得到新的创新思路，然后提出了几种优化方案，最后对其进行评价及验证。
关键词：TRIZ创新方法；矛盾分析；组件分析；二次防落装置
1 引言
轨道交通车辆在高速运行时，存在复杂的工况，会使设备箱门受到不同程度的冲击和震动，长时间的震动可能会带来门锁失效或螺栓松动的隐患。此外，当设备箱检修完毕，门锁或螺栓若未完全锁紧同样会带来上述隐患。一旦门锁或螺栓失效，设备箱门在车辆高速运行时将对铁路沿线设备及人员造成重大伤害。为保证车辆在运行过程中，设备箱门门锁或固定螺栓在损坏的情况下也不会发生安全问题，故必须安装二次防落装置确保设备箱门在此种情况下能保持原有状态继续运行。
二次防落结构多种多样，如链条式，可旋转卡扣式等，但都存在某些缺点，如零件容易损坏、丢失；目前现有解决这种二次防落装置运用弹簧压缩，操作简单，且操作时不需要工具，但是存在的问题是二次防落装置结构复杂、方向定位不准、安装座结构加工不方便等问题。
在认真学习TRIZ理论知识后，运用创新方法和工具对该实际工程问题进行了深刻的分析和研究，理清思路，得到概念方案，实施后显著改善了二次防落装置加工的难度和和定位功能。
2 问题描述
2.1工作原理：
二次防落装置首先将防护板上的圆孔与心轴对齐并焊接为一体，然后将安装座从小半径通孔的一端套在心轴上。再向安装座内置入定位板并使定位板上的方形孔与心轴上方形凸台对正，且定位板要落入安装座的凹槽内。接下来依次套入平垫弹垫，通过心轴凸台后段的螺纹与螺母进行紧固，在心轴最末端通孔处选装开口销以防止螺母脱落。在安装座内放入弹簧。最后把防护板组装和安装座组装装配后的整体固定在安装座和平垫之间的设备箱骨架上，并通过后端紧固件组装与安装座后端的内螺纹的配合来完成整个防护装置的紧固。
2.2待解决的问题：
改善二次防落装置的复杂性的问题、方向定位问题、安装座加工难度大的问题。
2.3对新技术系统的要求：
能够结构简单，安装定位方便且精准，安装座容易加工。
3 解题过程
3.1矛盾分析
1.问题是什么
设备箱盖门在机车运行时，长时间的震动会使门锁失效或螺栓松动，会导致设备箱盖门掉落，安装的链条式防落装置可靠性差，容易丢失。
2.现有解决方法是什么
在设备箱上安装弹簧式二次防落装置。
3.上述方法的缺点是什么
二次防落装置结构比较复杂，装置安装座内部结构加工难度大，装置定位不好。
4.定义技术矛盾
改善：可靠度。
恶化：系统的复杂性。
5.根据矛盾矩阵得到适用创新原理有：1分割原理、13反向作用原理、35物理或化学参数改变原理。
1分割原理：把一个物体分成相互间独立的几个部分；把一个物体分成容易组装的和拆卸的部分；提高系统的可分性，以实现系统的改造。
13反向作用原理：用相反的动作，代替问题定义中所规定的动作；把物体上下或内外颠倒过来；让物体或环境，可动部分不动，不动部分可动。
35物理或化学参数改变原理：改变聚集态（物态）；改变浓度或密度；改变柔度；改变温度。
3.2概念方案
将创新原理转变为概念方案：
方案1：根据1分割原理，把装置分成两部分，一部分用来安装在箱体上起支撑作用，一部分用来限位，控制设备箱盖位移。可以把安装座换成安装板，用紧固件安装；将一块用紧固件固定在安装板上的限位板限位。此结构装置只有一块安装板和一块限位板以及标准紧固件，结构简单功能明确。
方案2：根据13方向作用原理，安装座内部的凹槽在加工时存在难度大且精度差的问题，通过把物体上下或内外颠倒过来，可以采用把安装座内部的凹槽放在安装座的外部。
3.3组件分析
通过上面组件功能模型图的分析，深入了解二次防落装置结构各个组件的功能、明确组件之间的关系，以及各组件之间的有用功能，有害功能，以及不足或过度的功能。并明确二次防落装置结构中的物质流、控制流以及组件之间的结构关系，同时，明确了各组件在流的传递中承担的角色。
3.4系统裁剪方案模型
裁剪方案1
技术系统的新添组件可以完成组件A的功能：引入弹簧挡板代替定位板。
定位板与安装座内部的凹槽实现定向功能，存在的缺陷是安装座内部的凹槽加工比较复杂，精度很难保证。采用调整弹簧的位置，加入弹簧挡板，取消定位板以及安装座内的凹槽，可以弥补安装座加工复杂和精度差等问题。
裁剪方案2
剪裁掉一组紧固件，调整组件之间的相互关系，通过定位板与安装座外侧的凹槽实现定位。十字凹槽在安装座外面，加工方便且精度高，同时通过安装座上的缺口，准确定位焊接，保证压板的位置为水平或垂直状态，实现了定位方便且精准的目的。
4 方案评价
5 方案实施
实施解决方案的后续成果：
方案1的改善方案，目前已完成试制，用于部分机车设备箱上，该装置具有结构简单、安装方便的特点，适合在段改造机车。
裁剪方案1的改善方案，目前鉴于结构复杂程度没有很大改善，该装置具有容易加工，拉出解锁方式等特点。
裁剪方案2的改善方案，目前已完成试制，平台化用于机车设备箱盖上，该装置具有结构简单，定位方便、精准，安装座容易加工等特点，适合新造机车。已申请两项专利。
（1）一种轨道车辆及其拉出解锁式设备箱盖二次防护装置（发明专利） 申请号：20140089778.4
（2）一种设备箱盖的辅助限位装置（发明专利） 申请号： 201410340818.8
6 结论
通过采用TRIZ创新方法对二次防落装置结构的改进问题的求解过程，我们可以清楚的看到TRIZ创新方法的高效，不仅仅可以为企业解决生产中的难题难点，也为企业打开了创新发展之门，帮助决策者更准确地把握方向，为企业未来的布局开创了道路。
责编/刘红伟
参考文献
[1] 创新方法研究会.创新方法教程（初级）[M].北京：高等教育出版社，2012.5.
[2] 创新方法研究会.创新方法教程（中级）[M].北京：高等教育出版社，2012.5.
关键词：TRIZ创新方法；矛盾分析；组件分析；二次防落装置
1 引言
轨道交通车辆在高速运行时，存在复杂的工况，会使设备箱门受到不同程度的冲击和震动，长时间的震动可能会带来门锁失效或螺栓松动的隐患。此外，当设备箱检修完毕，门锁或螺栓若未完全锁紧同样会带来上述隐患。一旦门锁或螺栓失效，设备箱门在车辆高速运行时将对铁路沿线设备及人员造成重大伤害。为保证车辆在运行过程中，设备箱门门锁或固定螺栓在损坏的情况下也不会发生安全问题，故必须安装二次防落装置确保设备箱门在此种情况下能保持原有状态继续运行。
二次防落结构多种多样，如链条式，可旋转卡扣式等，但都存在某些缺点，如零件容易损坏、丢失；目前现有解决这种二次防落装置运用弹簧压缩，操作简单，且操作时不需要工具，但是存在的问题是二次防落装置结构复杂、方向定位不准、安装座结构加工不方便等问题。
在认真学习TRIZ理论知识后，运用创新方法和工具对该实际工程问题进行了深刻的分析和研究，理清思路，得到概念方案，实施后显著改善了二次防落装置加工的难度和和定位功能。
2 问题描述
2.1工作原理：
二次防落装置首先将防护板上的圆孔与心轴对齐并焊接为一体，然后将安装座从小半径通孔的一端套在心轴上。再向安装座内置入定位板并使定位板上的方形孔与心轴上方形凸台对正，且定位板要落入安装座的凹槽内。接下来依次套入平垫弹垫，通过心轴凸台后段的螺纹与螺母进行紧固，在心轴最末端通孔处选装开口销以防止螺母脱落。在安装座内放入弹簧。最后把防护板组装和安装座组装装配后的整体固定在安装座和平垫之间的设备箱骨架上，并通过后端紧固件组装与安装座后端的内螺纹的配合来完成整个防护装置的紧固。
2.2待解决的问题：
改善二次防落装置的复杂性的问题、方向定位问题、安装座加工难度大的问题。
2.3对新技术系统的要求：
能够结构简单，安装定位方便且精准，安装座容易加工。
3 解题过程
3.1矛盾分析
1.问题是什么
设备箱盖门在机车运行时，长时间的震动会使门锁失效或螺栓松动，会导致设备箱盖门掉落，安装的链条式防落装置可靠性差，容易丢失。
2.现有解决方法是什么
在设备箱上安装弹簧式二次防落装置。
3.上述方法的缺点是什么
二次防落装置结构比较复杂，装置安装座内部结构加工难度大，装置定位不好。
4.定义技术矛盾
改善：可靠度。
恶化：系统的复杂性。
5.根据矛盾矩阵得到适用创新原理有：1分割原理、13反向作用原理、35物理或化学参数改变原理。
1分割原理：把一个物体分成相互间独立的几个部分；把一个物体分成容易组装的和拆卸的部分；提高系统的可分性，以实现系统的改造。
13反向作用原理：用相反的动作，代替问题定义中所规定的动作；把物体上下或内外颠倒过来；让物体或环境，可动部分不动，不动部分可动。
35物理或化学参数改变原理：改变聚集态（物态）；改变浓度或密度；改变柔度；改变温度。
3.2概念方案
将创新原理转变为概念方案：
方案1：根据1分割原理，把装置分成两部分，一部分用来安装在箱体上起支撑作用，一部分用来限位，控制设备箱盖位移。可以把安装座换成安装板，用紧固件安装；将一块用紧固件固定在安装板上的限位板限位。此结构装置只有一块安装板和一块限位板以及标准紧固件，结构简单功能明确。
方案2：根据13方向作用原理，安装座内部的凹槽在加工时存在难度大且精度差的问题，通过把物体上下或内外颠倒过来，可以采用把安装座内部的凹槽放在安装座的外部。
3.3组件分析
通过上面组件功能模型图的分析，深入了解二次防落装置结构各个组件的功能、明确组件之间的关系，以及各组件之间的有用功能，有害功能，以及不足或过度的功能。并明确二次防落装置结构中的物质流、控制流以及组件之间的结构关系，同时，明确了各组件在流的传递中承担的角色。
3.4系统裁剪方案模型
裁剪方案1
技术系统的新添组件可以完成组件A的功能：引入弹簧挡板代替定位板。
定位板与安装座内部的凹槽实现定向功能，存在的缺陷是安装座内部的凹槽加工比较复杂，精度很难保证。采用调整弹簧的位置，加入弹簧挡板，取消定位板以及安装座内的凹槽，可以弥补安装座加工复杂和精度差等问题。
裁剪方案2
剪裁掉一组紧固件，调整组件之间的相互关系，通过定位板与安装座外侧的凹槽实现定位。十字凹槽在安装座外面，加工方便且精度高，同时通过安装座上的缺口，准确定位焊接，保证压板的位置为水平或垂直状态，实现了定位方便且精准的目的。
4 方案评价
5 方案实施
实施解决方案的后续成果：
方案1的改善方案，目前已完成试制，用于部分机车设备箱上，该装置具有结构简单、安装方便的特点，适合在段改造机车。
裁剪方案1的改善方案，目前鉴于结构复杂程度没有很大改善，该装置具有容易加工，拉出解锁方式等特点。
裁剪方案2的改善方案，目前已完成试制，平台化用于机车设备箱盖上，该装置具有结构简单，定位方便、精准，安装座容易加工等特点，适合新造机车。已申请两项专利。
（1）一种轨道车辆及其拉出解锁式设备箱盖二次防护装置（发明专利） 申请号：20140089778.4
（2）一种设备箱盖的辅助限位装置（发明专利） 申请号： 201410340818.8
6 结论
通过采用TRIZ创新方法对二次防落装置结构的改进问题的求解过程，我们可以清楚的看到TRIZ创新方法的高效，不仅仅可以为企业解决生产中的难题难点，也为企业打开了创新发展之门，帮助决策者更准确地把握方向，为企业未来的布局开创了道路。
责编/刘红伟
参考文献
[1] 创新方法研究会.创新方法教程（初级）[M].北京：高等教育出版社，2012.5.
[2] 创新方法研究会.创新方法教程（中级）[M].北京：高等教育出版社，2012.5.