Исследование оптимизации конструкции и повышения производительности вакуумных экструдеров

Исследования по оптимизации конструкции и повышению производительности вакуумных экструдеров
На основе инженерной практики структурного улучшения двухступенчатых вакуумных экструдеров

В производственной линии на коренных кирпичах вакуумная экструдерная установка для коренных кирпичей является основным оборудованием для формования, которое определяет качество зеленых кирпичей и эффективность производства.В связи с растущими требованиями к качеству продукции, предъявляемыми кирпичной и плиточной промышленностью, производительность и надежность оборудования, оптимизация конструкции и технологическое обновление вакуумных экструдеров стали особенно важными.
Исследуя и анализируя различные оборудования для вакуумных экструдеров, разработанные внутри страны и за рубежом, и объединяя передовой технический опыт различных производственных предприятий,проводится систематическое проектирование оптимизации ключевых структур при обеспечении производительности оборудования;. выбирая технологически зрелые и экономически разумные вспомогательные компоненты, функциональность оборудования улучшается, одновременно эффективно снижая затраты на производство,Таким образом, достижение всеобъемлющего улучшения как производительности оборудования, так и экономичности.

I. Оптимизация проектирования ключевых компонентов

1.1 Оптимизация конструкции вала ролика (главного вала)

Волокно шлифов является основным компонентом передачи вакуумного экструдера. Его основная функция заключается в передаче мощности и продвижении глиняной смеси вперед,при одновременном подъеме значительного крутящего момента и осевого давленияСледовательно, конструкция вала шлифовки напрямую влияет на общую стабильность и надежность машины.
В первоначальной конструкции вакуумного экструдера диаметр вала рога в позициях подшипников составлял Φ170 мм и он использовал три подшипника для поддержки (включая один подшипник тяги).во время фактической работы, эта структура имела следующие проблемы:
• Относительно небольшое расстояние между передним и задним подшипниками
• Относительно длинный выступающий участок вала шлифовки
• Значительное отклонение вала во время работы
Эта конструкция, как правило, вызывает заметное трясение головки экструдера во время работы (обычно известное как явление "травления головы").Чрезмерное или длительное потрясение не только влияет на стабильность работы оборудования, но также может привести к повреждению компонентов и даже к остановке производства.

Согласно теории механического анализа:
Предположим, что расстояние от переднего центра подшипника вала шлифовки до переднего конца шлифовки L1
Предположим, что расстояние между передним и задним подшипниками составляет L2
Если выполнено следующее условие:
L2 / L1 ≥ 0.7
вал рога может поддерживать хорошую рабочую стабильность.
В исходной конструкции оборудования:
L2 / L1 = 1040 / 1950 = 0.533
Это значительно ниже разумного диапазона проектирования, что указывает на недостаток конструктивного проектирования.

1.2 Схема структурного улучшения

Во время процесса оптимизации конструкции ключевая структура трансмиссии была скорректирована для достижения более рациональной конфигурации вала шлифа.
Основные меры:
• Замена исходного радиального пневматического сцепления на аксиальный пневматический сцепление
• Уменьшение размеров осевой установки сцепления
• Перемещение вала с подшипником назад

С помощью вышеуказанных оптимизаций:
Среднее расстояние между передним и задним подшипниками увеличилось примерно на 400 мм.
В новой структуре:
L2 / L1 = (1040 + 400) / 1950 = 0.74
Это соотношение теперь отвечает требованиям к стабильной работе, делая вал рога более плавным и надежным.
Из-за повышенной жесткости конструкции диаметр вала шваба также можно было оптимизировать соответственно:
Оригинальный максимальный диаметр вала: Φ185 мм
Оптимизированный диаметр сечения подшипника: Φ150 мм
Максимальный диаметр вала: Φ160 мм
После оптимизации структуры:
• Значительно уменьшается вес вала
• Механическая конструкция более рациональна
• уменьшается сложность производства

Одновременно с этим были уменьшены размеры подшипников и связанных с ними компонентов, что сделало всю систему вала шлифовки более компактной.

II. Оптимизация системы пневматического сцепления

В первоначальной конструкции оборудования в качестве устройства подключения к питанию использовалось радиальное пневматическое сцепление.
• Сложная структура
• Большой отпечаток
• Высокие требования к установке и вводу в эксплуатацию
• Строгие требования к точности выравнивания оборудования

Радиальное пневматическое сцепление требовало точного выравнивания с редуктором через сцепление и требовало дополнительных поддерживающих конструкций, что делало установку и техническое обслуживание более сложными.
В оптимизированной конструкции все радиальные сцепления были заменены на осевые пневматические сцепления, установленные непосредственно на высокоскоростном вале редуктора.
Эта структура имеет следующие преимущества:
• Более компактная конструкция
• Легче обеспечить точность установки
• Удобнее ввод в эксплуатацию и обслуживание
• значительное уменьшение веса оборудования
• Снижение требований к системе сжатого воздуха
Благодаря этому улучшению не только была повышена эксплуатационная надежность оборудования, но и общая структура трансмиссии также стала проще.

- Что?

III. Увеличение производственных мощностей оборудования

Первоначальный двухступенчатый вакуумный экструдер имел относительно низкую производительность при практическом использовании.
• Недостаточная емкость питания с верхней ступени
• Избыточное соотношение сжатия в конической полости
• Относительно низкая скорость транспортировки на верхней ступени

Соотношение сжатия конической полости исходного оборудования:
λ = 2.6
Это значение было близко к верхней границе допустимого диапазона по конструкции.
Типичный разумный диапазон:
λ = 2,0 26
Чрезмерно большой конус уменьшает скорость транспортировки глиняной смеси, уменьшая количество материала, поступающего в вакуумную камеру на единицу времени, ограничивая таким образом общую производительность машины.
В проекте оптимизации, путем корректировки структурных размеров внутренних и внешних конических рукава, соотношение сжатия было оптимизировано до:
λ = 2.3
Кроме того, благодаря замене на осевое сцепление, скорость вращения верхней ступени была соответствующим образом увеличена, что значительно повысило пропускную способность глины.
После оптимизации:
Количество глиняной смеси, поступающей в вакуумную камеру на единицу времени, увеличилось примерно на 22%.
Производственная мощность нового двухступенчатого вакуумного экструдера улучшилась примерно на 25% по сравнению с оригинальной моделью.

IV. Структурное облегчение и оптимизация производства

В ходе общего процесса оптимизации оборудования были проведены систематические улучшения нескольких структурных компонентов для повышения эффективности производства и рациональности конструкции.

4.1 Оптимизация конструктивного веса

При обеспечении прочности и производительности оборудования была проведена оптимизация конструкции следующих ключевых компонентов:
• Кормовая коробка
• Вакуумная камера
• Структура корпуса машины
Оптимизируя структуры литья и процессы обработки, общий вес оборудования был значительно уменьшен, а эффективность обработки улучшена.

4.2 Стандартизация конструкции компонентов

В оригинальной конструкции оборудования некоторые вспомогательные компоненты, такие как:
• фильтры
• Моторные сдвижные рельсы
• Системы освещения
• Проверочные двери вакуумной камеры
• Различается по структуре в зависимости от моделей оборудования.

При разработке оптимизации путем внедрения стандартизированного проектирования компонентов были достигнуты следующие цели:
• Использование единых структурных частей для различных моделей оборудования
• Применение только соответствующих размеров
• Создание системы внутренних стандартных деталей предприятия

Эта мера принесла значительные преимущества для производства:
• Уменьшение разнообразия частей
• Увеличение производственных мощностей
• Улучшение эффективности обработки
• Уменьшение сложности производства

V. Эффекты проектирования оптимизации

1. Структура
   • Более компактная структура оборудования
   • Более рациональная система передачи
   • Усиление стандартизации компонентов

2. Производительность
   • Более стабильное функционирование вала шлифовки
   • Значительное увеличение производственных мощностей
   • Улучшение надежности работы оборудования

3. Производство
   • Оптимизированный вес оборудования
   • Улучшение эффективности обработки и производства
   • Более рациональная общая структура

В целом, оптимизированная конструкция не только повысила технический уровень оборудования, но и повысила эффективность производства и надежность оборудования.что позволяет вакуумной экструдере обеспечивать большую ценность в производственных линиях кирпича.