Nghiên cứu về thiết kế tối ưu hóa và cải thiện hiệu suất của máy ép chân không
Dựa trên thực tiễn kỹ thuật cải thiện cấu trúc của máy ép chân không hai giai đoạn
Trong dây chuyền sản xuất gạch đốt, máy ép chân không gạch đốt bằng đất sét là thiết bị định hình cốt lõi xác định chất lượng gạch xanh và hiệu quả sản xuất.Với nhu cầu ngày càng tăng của ngành công nghiệp gạch và gạch cho chất lượng sản phẩm, sản lượng và độ tin cậy thiết bị, tối ưu hóa cấu trúc và nâng cấp công nghệ của máy ép chân không đã trở nên đặc biệt quan trọng.
Bằng cách nghiên cứu và phân tích các thiết bị ép chân không khác nhau được phát triển trong nước và quốc tế và kết hợp kinh nghiệm kỹ thuật tiên tiến của các doanh nghiệp sản xuất khác nhau,thiết kế tối ưu hóa hệ thống các cấu trúc chính được thực hiện trong khi đảm bảo hiệu suất thiết bịBằng cách chọn các thành phần hỗ trợ phát triển công nghệ và hợp lý về mặt kinh tế, chức năng thiết bị được tăng cường trong khi giảm chi phí sản xuất hiệu quả,do đó đạt được một sự cải thiện toàn diện trong cả hiệu suất thiết bị và kinh tế.
I. Thiết kế tối ưu hóa các thành phần chính
1.1 Tối ưu hóa cấu trúc trục trục (trục chính)
Cánh đinh là thành phần truyền tải cốt lõi của máy ép chân không.trong khi đồng thời chịu mô-men xoắn đáng kể và áp suất trụcDo đó, thiết kế cấu trúc của trục máy trực tiếp ảnh hưởng đến sự ổn định và độ tin cậy tổng thể của máy.
Trong cấu trúc máy ép chân không ban đầu, đường kính của trục trục ở vị trí vòng bi là Φ170 mm và nó sử dụng ba vòng bi để hỗ trợ (bao gồm một vòng bi đẩy).trong khi hoạt động thực tế, cấu trúc này có những vấn đề sau:
• Khoảng cách giữa vòng bi phía trước và phía sau tương đối nhỏ
• Phần tương đối dài cantilevered của trục thùng
• Chuyển hướng đáng kể của trục trong khi vận hành
Cấu trúc này có xu hướng gây ra sự rung lắc đáng chú ý của đầu máy ép trong quá trình vận hành (thường được gọi là hiện tượng "rắc đầu").Động quá mức hoặc kéo dài không chỉ ảnh hưởng đến sự ổn định hoạt động của thiết bị mà còn có thể dẫn đến tổn thương các thành phần và thậm chí ngừng sản xuất.
Theo phân tích lý thuyết cơ học:
Giả sử khoảng cách từ trung tâm mang phía trước của trục auger đến đầu phía trước của auger là L1
Giả sử khoảng cách giữa vòng bi phía trước và phía sau là L2
Khi điều kiện sau được đáp ứng:
L2 / L1 ≥ 0.7
trục cỗ máy có thể duy trì sự ổn định hoạt động tốt.
Trong cấu trúc thiết bị ban đầu:
L2 / L1 = 1040 / 1950 = 0.533
Điều này thấp hơn đáng kể so với phạm vi thiết kế hợp lý, do đó cho thấy một thiếu sót thiết kế cấu trúc.
1.2 Kế hoạch cải thiện cấu trúc
Trong quá trình thiết kế tối ưu hóa, cấu trúc truyền dẫn chính đã được điều chỉnh để đạt được cấu hình trục trục hợp lý hơn.
Các biện pháp chính bao gồm:
• Thay đổi ly hợp khí nén tâm gốc sang ly hợp khí nén trục
• Giảm kích thước cài đặt trục của ly hợp
• Di chuyển trục xích xích xích
Thông qua các tối ưu hóa trên:
Khoảng cách giữa vòng bi phía trước và phía sau tăng khoảng 400 mm.
Theo cấu trúc mới:
L2 / L1 = (1040 + 400) / 1950 = 0.74
Tỷ lệ này bây giờ đáp ứng các yêu cầu cho hoạt động ổn định, làm cho trục trục chạy trơn tru và đáng tin cậy hơn.
Do độ cứng cấu trúc tăng lên, đường kính trục trục cũng có thể được tối ưu hóa phù hợp:
Độ kính trục ban đầu tối đa: Φ185 mm
Chiều kính phần vòng bi tối ưu: Φ150 mm
Độ kính trục tối đa: Φ160 mm
Sau khi tối ưu hóa cấu trúc:
• Trọng lượng trục giảm đáng kể
• Cấu trúc cơ khí hợp lý hơn
• Giảm khó khăn sản xuất
Đồng thời, kích thước của vòng bi và các thành phần liên quan cũng được giảm, làm cho toàn bộ hệ thống trục trục nhỏ gọn hơn.
II. Tối ưu hóa hệ thống ly hợp khí
Trong thiết kế thiết bị ban đầu, một ly hợp khí nén quang được sử dụng làm thiết bị kết nối điện.
• Cấu trúc phức tạp
• Dấu chân lớn
• Yêu cầu cao về lắp đặt và đưa vào sử dụng
• Yêu cầu nghiêm ngặt về độ chính xác của thiết bị
Máy ly hợp khí nén quang đòi hỏi phải sắp xếp chính xác với máy giảm thông qua một nối và cần các cấu trúc hỗ trợ bổ sung, làm cho việc lắp đặt và bảo trì phức tạp hơn.
Trong thiết kế tối ưu hóa, tất cả các ly hợp quang đã được thay thế bằng ly hợp khí chủ trục, được lắp đặt trực tiếp trên trục tốc độ cao của máy giảm.
Cấu trúc này mang lại những lợi thế sau:
• Cấu trúc nhỏ gọn hơn
• Dễ dàng đảm bảo độ chính xác cài đặt
• Dùng và bảo trì thuận tiện hơn
• Giảm trọng lượng thiết bị đáng kể
• Các yêu cầu thấp hơn đối với hệ thống khí nén
Thông qua sự cải tiến này, không chỉ độ tin cậy hoạt động của thiết bị được tăng cường, mà cấu trúc truyền tải tổng thể cũng trở nên đơn giản hơn.
III. Tăng cường năng lực sản xuất thiết bị
Máy ép chân không hai giai đoạn ban đầu bị sản lượng tương đối thấp trong sử dụng thực tế.
• Khả năng cho ăn không đủ từ giai đoạn trên
• Tỷ lệ nén quá mức trong khoang cong
• Tốc độ vận chuyển tương đối thấp ở giai đoạn trên
Tỷ lệ nén của khoang cong của thiết bị gốc:
λ = 2.6
Giá trị này gần với giới hạn trên của phạm vi được phép thiết kế.
Phạm vi hợp lý điển hình là:
λ = 2,0 26
Một coni quá lớn làm giảm tốc độ vận chuyển của hỗn hợp đất sét, làm giảm lượng vật liệu đi vào buồng chân không mỗi đơn vị thời gian, do đó hạn chế tổng sản lượng máy.
Trong thiết kế tối ưu hóa, bằng cách điều chỉnh kích thước cấu trúc của các áo khoác cong bên trong và bên ngoài, tỷ lệ nén đã được tối ưu hóa để:
λ = 2.3
Hơn nữa, do thay thế bằng ly hợp trục, tốc độ xoay của giai đoạn trên được tăng lên một cách thích hợp, tăng đáng kể khả năng vận chuyển đất sét.
Sau khi tối ưu hóa:
Lượng hỗn hợp đất sét đi vào buồng chân không mỗi đơn vị thời gian tăng khoảng 22%.
Năng lực sản xuất của máy ép chân không hai giai đoạn mới được cải thiện khoảng 25% so với mô hình ban đầu.
IV. Đánh nhẹ cấu trúc và tối ưu hóa sản xuất
Trong quá trình tối ưu hóa thiết bị tổng thể, một số thành phần cấu trúc đã được cải tiến có hệ thống để tăng hiệu quả sản xuất và hợp lý cấu trúc.
4.1 Tối ưu hóa trọng lượng cấu trúc
Trong khi đảm bảo sức mạnh và hiệu suất thiết bị, việc tối ưu hóa cấu trúc đã được thực hiện trên các thành phần chính sau:
• Hộp cho ăn
• Phòng chân không
• Cấu trúc cơ thể máy
Bằng cách tối ưu hóa cấu trúc đúc và quy trình gia công, trọng lượng tổng thể của thiết bị đã được giảm đáng kể, trong khi hiệu quả xử lý được cải thiện.
4.2 Tiêu chuẩn hóa thiết kế thành phần
Trong thiết kế thiết bị ban đầu, một số thành phần phụ trợ như:
• Bộ lọc
• Đường ván trượt động cơ
• Hệ thống chiếu sáng
• Cửa kiểm tra buồng chân không
• Có cấu trúc khác nhau trên các mô hình thiết bị khác nhau.
Trong thiết kế tối ưu hóa, bằng cách thực hiện thiết kế thành phần tiêu chuẩn, các mục tiêu sau đây đã được đạt được:
• Sử dụng các bộ phận cấu trúc thống nhất cho các mô hình thiết bị khác nhau
• Chỉ điều chỉnh kích thước phù hợp
• Thiết lập một hệ thống các bộ phận tiêu chuẩn trong doanh nghiệp
Hành động này mang lại lợi thế sản xuất đáng kể:
• Giảm sự đa dạng của các bộ phận
• Tăng khả năng sản xuất hàng loạt
• Tăng hiệu quả xử lý
• Giảm sự phức tạp của sản xuất
V. Hiệu ứng của thiết kế tối ưu hóa
Cấu trúc
• Cấu trúc thiết bị nhỏ gọn hơn
• Hệ thống truyền tải hợp lý hơn
• Tăng tiêu chuẩn hóa các thành phần
Hiệu suất
• Chức năng hoạt động ổn định hơn của trục trục
• Tăng đáng kể năng lực sản xuất
• Tăng độ tin cậy hoạt động của thiết bị
Sản xuất
• Trọng lượng thiết bị tối ưu
• Cải thiện hiệu quả chế biến và sản xuất
• Cấu trúc tổng thể hợp lý hơn
Tóm lại, thiết kế tối ưu hóa không chỉ nâng cao cấp độ kỹ thuật của thiết bị mà còn cải thiện hiệu quả sản xuất và độ tin cậy của thiết bị,cho phép máy ép chân không cung cấp giá trị cao hơn trong các dây chuyền sản xuất gạch.
