Recherche sur la conception d'optimisation et l'amélioration des performances des extrudeuses sous vide

Recherche sur la conception d'optimisation et l'amélioration des performances des extrudeuses sous vide
Sur la base de la pratique technique de l'amélioration structurelle des extrudeuses à vide à deux étages

Dans une chaîne de production de briques cuites, l'extrudeuse à vide de briques cuites en argile est l'équipement de modélisation de base qui détermine la qualité des briques vertes et l'efficacité de la production.Avec les exigences croissantes de l'industrie des briques et des carreaux en matière de qualité des produitsLa qualité de l'extrudeuse sous vide est devenue particulièrement importante.
En recherchant et en analysant divers équipements d'extrudeuse à vide développés au niveau national et international, et en combinant l'expérience technique avancée de différentes entreprises manufacturières,une conception d'optimisation systématique des structures clés est réalisée tout en assurant les performances des équipementsEn sélectionnant des composants de support technologiquement matures et économiquement raisonnables, la fonctionnalité de l'équipement est améliorée tout en réduisant efficacement les coûts de fabrication,par conséquent, une amélioration complète des performances et de l'économie des équipements.

I. Optimisation de la conception des composants clés

1.1 Optimisation de la structure de l'arbre à auger (arbre principal)

L'arbre à auger est le composant principal de transmission de l'extrudeuse à vide.tout en supportant simultanément un couple et une pression axiale importantsPar conséquent, la conception structurelle de l'arbre d'aiguille affecte directement la stabilité et la fiabilité globales de la machine.
Dans la structure d'extrudeuse sous vide d'origine, le diamètre de l'arbre de l'aiguille aux positions de roulement était de Φ170 mm et il utilisait trois roulements pour le support (dont un roulement de poussée).pendant le fonctionnement réel, cette structure présente les problèmes suivants:
• Relativement petite distance centrale entre les roulements avant et arrière
• section relativement longue en porte-à-faux de l'arbre de l'aiguille
• Déviation significative de l'arbre pendant le fonctionnement
Cette structure avait tendance à provoquer un tremblement notable de la tête de l'extrudeuse pendant le fonctionnement (communément appelé le phénomène de "tremblement de tête").Un tremblement excessif ou prolongé affecte non seulement la stabilité opérationnelle de l'équipement, mais peut également entraîner des dommages aux composants et même des arrêts de production..

Selon l' analyse de la théorie mécanique:
Supposons que la distance entre le centre de roulement avant de l'arbre de l'aiguille et l'extrémité avant de l'aiguille est L1
Supposons que la distance centrale entre les roulements avant et arrière est L2
Lorsque la condition suivante est remplie:
L2 / L1 ≥ 0.7
l'arbre de l'aiguille peut maintenir une bonne stabilité de fonctionnement.
Dans la structure d'équipement d'origine:
L2 / L1 = 1040 / 1950 = 0.533
Cette valeur est nettement inférieure à la plage de conception raisonnable, indiquant ainsi une déficience de conception structurelle.

1.2 Programme d'amélioration structurelle

Au cours du processus de conception d'optimisation, la structure de transmission clé a été ajustée pour obtenir une configuration plus rationnelle de l'arbre d'aiguille.
Parmi les principales mesures figurent:
• Remplacement de l'embrayage pneumatique radial d'origine par un embrayage pneumatique axial
• Réduction des dimensions axiales de l'embrayage
• Déplacement de l'arbre de l'aiguille

Grâce aux optimisations ci-dessus:
La distance centrale entre les roulements avant et arrière a augmenté d'environ 400 mm.
Dans le cadre de la nouvelle structure:
L2 / L1 = (1040 + 400) / 1950 = 0.74
Ce rapport satisfait désormais aux exigences d'un fonctionnement stable, rendant l'arbre de l'aiguille plus lisse et plus fiable.
En raison de la rigidité structurelle accrue, le diamètre de l'arbre de l'aiguille peut également être optimisé en conséquence:
Diamètre maximal d'arbre original: Φ185 mm
Diamètre de section de roulement optimisé: Φ150 mm
Diamètre maximal de l'arbre: Φ160 mm
Après optimisation structurelle:
• Le poids de l'arbre est considérablement réduit
• La structure mécanique est plus rationnelle
• La difficulté de fabrication est réduite

Parallèlement, les dimensions des roulements et des composants connexes ont également été réduites, ce qui a rendu l'ensemble du système d'arbre d'arbre plus compact.

II. Optimisation du système d'embrayage pneumatique

Dans la conception initiale de l'équipement, un embrayage pneumatique radiale a été utilisé comme dispositif de connexion d'alimentation.
• Structure complexe
• Une grande présence
• Exigences élevées en matière d'installation et de mise en service
• Exigences strictes en matière de précision de l'alignement des équipements

L'embrayage pneumatique radial nécessitait un alignement précis avec le réducteur via un accouplement et des structures de support supplémentaires, ce qui compliquait l'installation et l'entretien.
Dans la conception d'optimisation, tous les embrayages radiaux ont été remplacés par des embrayages pneumatiques axiaux, installés directement sur l'arbre à grande vitesse du réducteur.
Cette structure présente les avantages suivants:
• Structure plus compacte
• Assurer plus facilement la précision de l'installation
• Mise en service et entretien plus pratiques
• Réduction significative du poids des équipements
• Réduction des exigences du système d'air comprimé
Grâce à cette amélioration, non seulement la fiabilité opérationnelle de l'équipement a été améliorée, mais la structure globale de transmission est également devenue plus simple.

Je suis désolée.

III. Amélioration de la capacité de production d'équipement

L'extrudeuse à vide à double étage d'origine souffrait d'une production relativement faible dans l'utilisation pratique.
• Capacité d'alimentation insuffisante de l'étape supérieure
• Proportion de compression excessive dans la cavité conique
• Vitesse de transport relativement faible dans l'étape supérieure

Ratio de compression de la cavité conique de l'équipement d'origine:
λ est égal à 2.6
Cette valeur était proche de la limite supérieure de la plage de conception admissible.
La fourchette raisonnable typique est la suivante:
λ = 2,0 ?? 2.6
Un cône trop grand réduit la vitesse de transport du mélange d'argile, diminuant la quantité de matériau entrant dans la chambre à vide par unité de temps, limitant ainsi la puissance globale de la machine.
Dans la conception d'optimisation, en ajustant les dimensions structurelles des manches coniques intérieures et extérieures, le rapport de compression a été optimisé pour:
λ est égal à 2.3
En outre, en raison du remplacement par l'embrayage axial, la vitesse de rotation de l'étage supérieur a été augmentée de manière appropriée, améliorant considérablement la capacité de transport de l'argile.
Après optimisation:
La quantité de mélange d'argile entrant dans la chambre sous vide par unité de temps a augmenté d'environ 22%.
La capacité de production de la nouvelle extrudeuse à vide à deux étages s'est améliorée d'environ 25% par rapport au modèle original.

IV. Allégement structurel et optimisation de la fabrication

Au cours du processus d'optimisation globale des équipements, des améliorations systématiques ont été apportées à plusieurs composants structurels pour améliorer l'efficacité de la fabrication et la rationalité structurelle.

4.1 Optimisation du poids structurel

Tout en assurant la résistance et les performances de l'équipement, l'optimisation structurelle a été effectuée sur les composants clés suivants:
• Boîte à aliments
• Chambre sous vide
• Structure du corps de la machine
En optimisant les structures de coulée et les procédés d'usinage, le poids global de l'équipement a été considérablement réduit, tandis que l'efficacité de traitement a été améliorée.

4.2 Normalisation de la conception des composants

Dans la conception originale de l'équipement, certains composants auxiliaires tels que:
• Filtres
• Rails à rouleaux moteurs
• Systèmes d'éclairage
• Portes d'inspection des chambres sous vide
• Différentes structures selon les modèles d'équipement.

Dans la conception d'optimisation, en mettant en œuvre la conception standardisée des composants, les objectifs suivants ont été atteints:
• Utilisation de pièces structurelles unifiées pour différents modèles d'équipement
• Ne modifier que les dimensions appropriées
• Mise en place d'un système de pièces standard internes à l'entreprise

Cette mesure a apporté des avantages importants à la production:
• Réduction de la variété des pièces
• Augmentation de la capacité de production par lots
• Amélioration de l'efficacité du traitement
• Réduction de la complexité de la fabrication

V. Effets de la conception de l'optimisation

1. La structure
   • Structure de l'équipement plus compacte
   • Système de transmission plus rationnel
   • Une normalisation accrue des composants

2. Résultats
   • Fonctionnement plus stable de l'arbre à auger
   • Amélioration significative de la capacité de production
   • Amélioration de la fiabilité opérationnelle des équipements

3. Produits manufacturés
   • Optimisation du poids des équipements
   • Amélioration de l'efficacité du traitement et de la fabrication
   • Une structure globale plus rationnelle

En résumé, la conception d'optimisation a non seulement élevé le niveau technique de l'équipement, mais a également amélioré l'efficacité de la production et la fiabilité de l'équipement,permettant à l'extrudeuse sous vide de fournir une plus grande valeur dans les lignes de production de briques.