バキュームエクストルーダーの最適化設計と性能向上に関する研究
二段式真空挤出機の構造改善の技術実践に基づいた
焼いたレンガの生産ラインでは,粘土で焼いたレンガの真空挤出機は,緑のレンガの品質と生産効率を決定するコア形状装置です.製品品質の要求が高まるにつれて圧縮機の構造の最適化と技術的なアップグレードが特に重要になってきました.
国内外で開発された様々な真空エクストルーダー機器を研究し分析し,設備の性能を保証しながら,主要な構造物の体系的な最適化設計が行われます.技術的に成熟し,経済的に合理的な補助部品を選択することで,製造コストを効果的に削減しながら,機器の機能が向上します.設備の性能と経済性の両方において包括的な改善を達成する.
I. キーコンポーネントの最適化設計
1.1 オーガー・シャフト (メイン・シャフト) の構造の最適化
掘削軸は真空挤出機の主要な伝送部品である.その主な機能は,電力を伝達し,粘土混合物を前進させることです.同時に大きなトルクと軸圧を帯びる機械の全体的な安定性と信頼性に直接影響する.
原始の真空挤出機構造では,ベアリングの位置のオーガーシャフトの直径は Φ170 mmであり,サポートのために3つのベアリング (其中1つの推力ベアリング) を使用しました.実際の操作中にこの構造は以下の問題を抱えていた.
• 前部と後部ベアリングの間の距離が比較的小さい
• 軸軸の比較的長い垂直部分
• 動作中に軸が大きく曲がる
この構造は,動作中にエクストルーダーヘッドの顕著な震動を引き起こす傾向がありました (一般的に"ヘッド・シェイキング"現象として知られています).過剰 な 振動 や 長期 的 な 振動 は,機器 の 運用 安定 に 影響 する だけ で なく,部品 の 損傷 や 生産 の 停止 に も 繋がる.
機械理論分析によると:
オーガーシャフトの前ベアリングセンターからオーガーの前端までの距離はL1であると仮定します
前部と後部ベアリング間の中心距離はL2であると仮定します.
次の条件が満たされている場合:
L2 / L1 ≥ 07
軸軸が良好な運用安定性を維持できる
元の装置構造では:
L2 / L1 = 1040 / 1950 = 0533
これは合理的な設計範囲を下回り,構造設計の欠陥を示しています.
1.2 構造改善計画
最適化設計過程で,より合理的なオーガーシャフト構成を達成するためにキートランスミッション構造が調整された.
主な措置は以下の通りである.
• オリジナルの放射性気圧クラッチを軸性気圧クラッチに交換する
• クラッチの軸部位を小さくする
• 軸索 の 軸 を 後ろ に 移動 する
上記の最適化によって:
前部と後部ベアリングの中間距離は約400mm増加した.
新しい構造の下で:
L2 / L1 = (1040 + 400) / 1950 = 074
この比率は,安定した動作の要件を満たし,アグアシャフトがよりスムーズかつ信頼性のある動作を可能にします.
構造の硬さが高くなっているため,アグアシャフト直径も相応に最適化できます.
原始最大シャフト直径: Φ185 mm
適正なベアリング断面直径: Φ150 mm
最大軸径: Φ160 mm
構造の最適化後
• 軸の重量は著しく減る
• 機械的構造がより合理的
• 製造 の 困難 が 減る
同時に,ベアリングと関連部品の寸法も縮小され,オゲアシャフトシステム全体がよりコンパクトになりました.
II. パネウマティッククラッチシステムの最適化
原装設計では,電源接続装置として放射性気圧クラッチが使用された.この構造には以下の欠点があった:
• 複雑 な 構造
• 大規模 な 影響
• 設置と運用に対する高い要求
• 設備 の 調整 精度 に 関する 厳格 な 要求
半径気圧クラッチは,コップリングを介してリッドサーと精密に並べられ,追加的なサポート構造が必要であり,設置と保守が複雑になりました.
最適化設計では,すべての半径クラッチを軸式気圧クラッチに置き換えて,低速機の高速軸に直接設置した.
この構造は以下の利点があります
• よりコンパクトな構造
• 設置の正確性を確保する
• より便利な運用と保守
• 設備の重量が大幅に減る
• 圧縮気システムに対する要求が低く
この改良により,設備の運用信頼性が向上しただけでなく,全体のトランスミッション構造もシンプルになりました.
わかった
設備の生産能力の向上
原初の二段式真空挤出機は,実用的な使用では比較的低出力であった.技術分析では,主な理由として以下を特定した.
• 上層部から供給する能力が不十分
• 角形 の 穴 の 圧縮 比 が 過剰 な
• 上段では比較的低い輸送速度
元の装置の角孔の圧縮比:
λ = 2 について6
この値は設計で許容される範囲の上限に近い.
典型的な合理的な範囲は次のとおりです.
λ=2.0 26
過剰に大きい角形は,粘土混合物の輸送速度を低下させ,時間単位で真空室に入る材料の量を減少させ,その結果,機械全体の出力を制限します.
最適化設計では,内側と外側の角型袖の構造寸法調整により,圧縮比を最適化して:
λ = 2 について3
さらに,軸式クラッチの交換により,上段の回転速度は適切に増加し,粘土輸送能力を大幅に向上させました.
最適化後:
1 時間単位で真空室に入る粘土混合物の量は約22%増加した.
新しい二段式真空挤出機の生産能力は,元のモデルと比較して約25%向上しました.
IV 構造的軽量化と製造最適化
設備の整体的な最適化プロセスでは,製造効率と構造的合理性を高めるために,いくつかの構造部品に体系的な改善が行われました.
4.1 構造重量の最適化
設備の強度と性能を保証しながら,次の主要な構成要素について構造の最適化が行われました.
• 飼料 箱
• 真空室
• 機械体構造
鋳造構造と加工プロセスを最適化することで,設備の総重量は大幅に減少し,加工効率は向上しました.
4.2 部品設計の標準化
元の装置設計では,以下のようないくつかの補助部品が使用されます.
• フィルター
• モーター の スライド レーン
• 照明 システム
• 真空室の検査ドア
• 異なる機器モデルによって構造が異なります.
最適化設計において,標準化された部品設計を実装することで,以下の目標を達成した.
• 異なる機器モデルに統一された構造部品を使用
• 尺寸 を 適正 に 調整 する だけ
• 企業内部標準部品のシステムを確立する
この措置は生産に大きな利点をもたらしました.
• 部品の種類を減らす
• 批量生産能力の向上
• 処理効率の向上
• 製造 の 複雑性 が 軽減 さ れる
V.最適化設計の効果
構造
• よりコンパクトな設備構造
• より合理的なトランスミッションシステム
• 部品の標準化強化
パフォーマンス
• 切削 軸 の より 安定 な 動作
• 生産能力の著しく向上
• 設備の運用信頼性の向上
製造業
• 設備の重量を最適化
• 加工及び製造効率の向上
• より合理的な全体構造
総括すると,最適化設計は,機器の技術レベルを向上させるだけでなく,生産効率と機器の信頼性を向上させました.バキュームエクストルーダがレンガ生産ラインでより大きな価値を提供できるようにする.
