利用创新理论改进柴油机球形接头结构的研究

性 的 故 障 结 构 组 件 模 型 。 经 分 析 ， 球 形 管 节 表 面 与 “ 旋 入 接 头 内锥 孔 形 成 的 密 封 带 的 密 封 性 能 不 稳 定 ”
专利 ＵＳ ４ １ Ｏ ； ６ ３ ６ ８ 同时查询 软件 中内部 知识 库 的技
术 方 案 ， 到 技 术 方 案 ： 用 弹力 圈 的 弹性 来 锁 住 轴 得 利 上 螺 母 。 同 时 借 鉴 这 两 个 方 案 ， 到 方 案 １ 即 嵌 入 得 ，
对 于如何在 旋入接头外 螺纹与压 紧螺母 内螺纹
啮 合 区域 添 加 密 封 结 构 这 一 问 题 ， 择 利 用 Ｐ ｏ Ｉ － 选 ｒ ／ ｎ
ｎ ｖ ｔｒ ｏ ａｏ 软件 中的专利查 询模块进行 专利查询 ， 得到
故 障原 因 ； 且在 完善 球形 管接 头组 件模 型的基 础 并
上， 针对上述 故障 原 因 的故 障结 构构 建 了具 有针 对
旋人接 头 外螺 纹末 端 固定槽 内 的 ０ 形 密封 圈提 供 啮合区域 的稳 定 密封 （ 图 ４ 。方 案 内容 ： 靠 近 见 ） 在 旋 入接头螺纹末 端 的管 壁 上开 固定 环形 槽 ， 入 安 嵌 装 Ｏ形密封 环 ； 将压 紧螺母 末端 延长 ， 形成 内光孔 ；
第 ２期 （ 第 １ ３期 ） 总 ９ ２１ ０ １年 ４月
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机
ห้องสมุดไป่ตู้
Ｎ ｏ ２（ ｒａ ．１ ） ． Ｓｅ ｉｌＮｏ ９３
Ａ ｐｔ ０１ ．２ １
Ｖ ＥＨ Ｉ ＣＬＥ ＥＮＧ Ｉ Ｅ Ｎ
・
设计 计算 ・
利 用 创 新 理 论 改 进 柴 油 机 球 形 接 头 结 构 的 研 究
解 图 ， 建 故 障 结 构 组 件 模 型 ； 后 利 用 知 识 库 、 新 原 理 和 专 利 查 询 手 段 解 决 问题 ， 到 初 始 解 决 方 案 ； 用 构 然 创 得 利
Ｔ Ｉ Ｒ Ｚ理论 解 决技 术 矛 盾 ， 到 改 进 方 案 及 每 一 解 决 方 案 的 详 细 解 题 流 程 ； 后 通 过 方 案 评 价 ， 定 最终 方案 。 得 最 确 关 键 词 ： 油 机 ； 形 接 头 ； 新 ；系统 分 析 ； 决 方 案 柴 球 创 解
１ 故障诊断— — 重新梳 理故障发生的根本原 因
球 形 接 头 组 件 由球 形 管 节 、 入 接 头 和 压 紧 螺 旋
新 能力 ］ 。球形 接头 密封结 构 是柴油 机低 压管 路 中 普 遍采 用 的一 种 密封形 式 ， 密封形 式结 构 简单 、 该 占 用 空 间小 、 中调 整 容 易 、 配方 便 ， 对 装 可应 用 于 供 油 系统 、 冷却 系统 和润滑 系统 等不 同介质 环境 。但是 ， 球形 接头 的渗漏 问题也 是柴 油机 在使用 中长 期存 在 的故 障现象 ， 有一定 的普遍 性 ， 具 同时 ， 在一 系列“ 跑
低压油路球 形接头密封同题 故障诊断
同时 ， 利用技术 领域 内现有技术 中的相关背 景信息 ，
． 故障原因生 ／ ／
项
为故障分析结果提供来源于外部知识 的依据和佐证 。 专利搜 索的主要成 果包括 ： ａ ）确定 了关 于 球形 管 接头 的 专利 主要 分 布 在 Ｆ６ １ Ｌ和 Ｆ ２ 两个 专利类别 中 ； ０Ｍ ｂ ）获得 了部 分对方案生成 有参考 价值 的专利 。 如 Ｊ ２ ０ １ ７ ７ Ａ， 中管接 头 与压 紧 螺母 之 间密 Ｐ ０ ７７７７ 其 封结构 的设 计 ， 本课 题方 案 生成 有非 常大 的启 示 对
属 的专 利分类 ， 而 为方 案生 成 阶段对 技术 方 案和 从 专利 的检索提 供 大致 的关键 词组 合 和筛选 范 围［ 。 ５ ］
得到完 整 的故 障原 因分析结果 以及可用 资源 的故 障
诊 断 流 程 （ 图 ３ 。之 后 的 解 题 实 践 证 明 ， 一 故 见 ） 这
障诊 断流程对本 问题 的解决是有 效 的。
分 析 研 究 ， 找 问题 的 根 本 原 因 ， 成 分 解 图 ， 建 查 形 构
防止球 形管接 头介 质渗漏 这一 问题 属于典 型 的 技术 归零 问题 ， 用 创 新 平 台 Ｐ ｏ Ｉ ｎ ｖ ｔｒ 件 选 ｒ／ｎ ｏ ａｏ 软 中 的“ 障诊 断 和排 故 ” 故 流程 对 这一 问题 进行 求 解 ，
因此 ， 在分 析 故 障原 因 的 开 始 阶 段 ， 曾经 主 观 地 认
为， 造成球 形接 头渗 漏 的 原 因 即为 球 形 管节 表 面 存 在加 工造 成 的“ 毛刺 ” “ 痕” 、划 以及装 配不 当等原 因 。
收 稿 日期 ：２ １ ２ ２ ；修 回 Ｅ期 ：２ １ － ３ ０ ０ ０１～Ｏ ｔ ０ １０ ９
建 上 述 第 三 点 的解 题 方 案 。
２ ２ 现 有 技 术 分 析 ．
实 施ｒ— 一
羹模一 瞬ｌｊ 评… … １ 价 块
仿真试验验证 知识库编 辑器 『
图 ２ 故 障 诊 断 与 排 故 流 程
针对 故障 的特点 ， 原有 故 障诊 断 任务 流程 的 在
基 础 上 ， 化 分 析 步 骤 ， 出 以分 析 故 障 产 生 的 根 本 细 提
原 因为主线 ， 在构建 故 障 技术 系 统整 体组 件 模型 基
现有技 术分析主要 目的是通过 对外网专利 的检
础上 ， 定位故 障结构 ， 构建 故 障结 构组 件模 型 ， 而 进
索， 了解 当前相 关技术领域 的概况 ， 确定 相关技术术 语在英 文专利 中的常 用表 达 ， 以及 相关 专 利通 常所
遵循故 障诊 断 和排 故 流 程 ， 要 的任 务 是 进行 首 故 障诊 断 。针 对初始 问题 “ 球形 接 头 部 分 出现 渗 漏 的介 质” 故 障 现 象 明确 ， 障 系 统 结 构 相 对 简 单 。 ， 故
定 最终 方案 。通过 研 究 ， 讨 了通过 创 新 理 论 和创 探 新设 计 提高科 技创新 能 力 的方 法［ 。 ４ ］
作 者 简 介 ：侯 新 荣 （ ９ １ ） 男 ， 级工 程 师 ， 要 研 究 方 向 为 柴 油 机 总 体 设 计技 术 和可 靠 性 技 术 ； ｏ ｘｎ ｏ ｇ ８ ６ １ ３ ｃ ｍ。 １７一 ， 高 主 ｈ ｕ ｉｒ ｎ ９ ７ ＠ ６ ． ｏ
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２１ ０ １年第 ２期
通 过 学 习“ 统 分 析 模 块 ” 系 以及 “ 问题 分 解 模 块 ” 关 相
理论 和操作 ， 识 到在 分 析故 障原 因的思 维上 存 在 认
跳 跃 性 ， 问题 认 识 不 全 面 。 对
研发评 审与质量控制
２ 解 题 方 向选择 及 现 有技 术 分析
２ １ 解 题 方 向 的 选 择 ．
Ｉ
４ 析 障 Ｉ ｌ根 原 ｌ 生本因 分 故 产－
１析１ 分 －
模
块
图 ３ 故 障 诊 断流 程
３ 对 选 定 的解 题 方 向进 行 问题 求 解
３ １ 在旋入接 头外 螺纹 与压 紧 螺母 内螺纹 啮合 区 ．
域 添 加 密 封 结 构
通 过分析 故障产 生的根本 原因 ， 确定 了“ 旋入 接
火 等严重 后果 。 本 研 究 针 对 球 形 接 头 密 封 结 构 存 在 的 “ 冒 滴 跑 漏 ” 题 ， 用 知 识 管 理 加 上 创 新 的 方 法 、 新 的 思 问 利 创
图 １ 球 形 接 头典 型结 构
路 ， 用 “ 障诊 断和 排 故” 程 进行 求 解心 。首 先 选 故 流 ］ 利 用系统 分析 和 问题 分解 对球 形接 头渗漏 问题 进行
流 程 见 图 ２ 。
故 障结 构组件 模型 ； 然后 利用 知识 库 、 创新 原 理和专
利 查 询 手 段 解 决 问 题 ， 到 初 始 解 决 方 案 ； 用 得 利 ＴＲ Ｚ理 论 解 决 技 术 矛 盾 ， 到 改 进 方 案 ， 到 每 一 Ｉ 得 得 解 决 方 案 的详 细 解 题 流 程 ｌ ； 后 通 过 方 案 评 价 ， ３最 确
中图 分 类 号 ：ＴＫ４ ４ １ ２．８ 文 献标 志 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１ ０ ２ ２ ２ １ ） ２ ０ ０ — ６ ０ １ ２ ２ （ ０ １ ０ —０ １０
创新 方法 是科 技 创 新 的手 段 ， 是 科 技创 新 的 也
重 要 内 容 ， 进 的 创 新 方 法 可 以 大 幅 度 提 高 科 技 创 先
通 过故 障诊 断 和故 障原 因分析 ， 以确定针 对 可
嚣
顶
鞣
保护ｒ—
验 证 未 通过 重 新 生 成 方 案
故障结 构和主要故 障原 因的解 题方 向： ａ ）在 旋入 接头 外 螺纹 与压 紧螺母 内螺纹 啮合
区域添 加密封结构 ；
系分 模 ‘ 上 的列 选 旦岔 壅 ｛ — 上 系各 统 析 块ｆ 璧 篓 巷ｌ —
意义 。
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系 ●
目
／ 肌口十Ｊ
／ 障根本原 因生成的 二 ．
／ 转 化 问题 ／
／ 利用可用资 源消除故 ／
统
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块 逢 卜 墅． 蛄 藿件 模 析 分 ］ 妻 錾／ ７ 鎏 构 组
题 问
分 解
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冒滴 漏 ” 问题 中 ， 有 一 定 的 代 表 性 。尤 其 对 于 大 功 具
母组 成 ， 典 型 结 构 见 图 １ 其 。球 形 接 头 密 封 带 的形
成过 程 ： 形管 节外 球 形 管节 插 入 旋 入接 头 内锥形 球
孔 中 ， 紧螺母 套入 球形 管节光 孔 ， 压 由压 紧螺母 内螺 纹 与旋入 接头 外螺 纹 配合 拧 紧 ， 面 与锥 孔 形 成线 球 型 环状接 触带 ， 即为 密封 带 。
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Ｉ 专利查询模块
ｊ 专利生成 模块
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ｂ ）在球形 管节 外端 面与压 紧螺母 内端 面之 间 压 紧端 面添加 密封结 构 ； ｃ ）改善球 形管 节 与旋 人 接头 内锥孔 挤 压形 成 的密 封环带 的密封性能 。 第三点针对 解 决 的是故 障 的主要 原 因 。因此 ， 从 引起 “ 球形管节 球形 管 节表 面与 旋人 接头 内锥 孔 形成 的密封带 的密封 性能不稳定 ” 具体原 因人手 ， 构
侯 新 荣 ，宋 海 涛 ， 连 春 ，薛 莉 王
（ 国 北 方发 动 机 研 究 所 ， 西 大 同 中 山 ０７３） ３ ０ ６
摘 要 ： 对 柴 油 机 低 压 管 路 中普 遍 采 用 的 球 形接 头 密 封 结 构 存 在 的 “ 冒 滴 漏 ” 针 跑 问题 ， 用 知 识 管 理 结合 创 新 利 的 方 法 、 新 的 思 路 ， 决 工程 中 的 实 际 问题 。球 形 接 头渗 漏属 于典 型 的技 术 归 零 问题 ， 用 了“ 障诊 断 和 排 故 ” 创 解 采 故 流 程 进 行 求 解 。 首 先利 用 系 统分 析 和 问题 分 解 对球 形 球 头 渗 漏 问题 进 行 分 析 研 究 ， 查找 问题 的根 本 原 因 ， 成 分 形
头 外 螺 纹 与 压 紧 螺 母 内 螺 纹 啮 合 区 域 缺 乏 密 封 结
构” “ 形管节外 端 面 与压 紧螺 母 内端 面之 间压 紧 、球
端 面缺乏 密封结 构” “ 形 管节 表 面与 旋 入接 头 内 、球 锥 孔 形 成 的 密 封 带 的 密 封 性 能 不 稳 定 ” 三 个 主 要 这
率柴 油机 ， 其工作 环 境 恶 劣 ， 机振 动 较 大 ， 用 环 整 使 境污 浊 ， 境 温 度 差 大 ； 到 柴 油 机 紧凑 设 计 的 限 环 受 制 ， 管 布 置 空 间狭 窄 ， 弯半 径 小 。在 实 际 使 用 油 转 中， 常发 生介 质 的渗 漏 ， 染 动 力舱 ， 至 引发 着 经 污 甚