面向制造和裝配的食品機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)探討

王軍

摘 要：食品資源都需要進(jìn)行加工、保鮮以及貯藏，每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要用到食品機(jī)械。食品機(jī)械的質(zhì)量好壞對(duì)我國(guó)食品的產(chǎn)量和質(zhì)量影響巨大。近年來(lái)，經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，使得對(duì)機(jī)械的需求大大增加。人們生活水平提高，對(duì)食品的要求越來(lái)越多樣化，我國(guó)食品機(jī)械行業(yè)也有了很大的進(jìn)步。但是我國(guó)的食品機(jī)械生產(chǎn)設(shè)計(jì)技術(shù)不太成熟，設(shè)計(jì)出的食品機(jī)械僅僅能夠滿足功能上的要求，無(wú)法從整體角度考慮問(wèn)題。這不僅造成我國(guó)食品機(jī)械零部件的生產(chǎn)成本比較高，安裝過(guò)程比較復(fù)雜，而且后續(xù)的維修也比較麻煩。因此，我國(guó)有必要加大這一方面研究的投入。文章對(duì)我國(guó)食品機(jī)械技術(shù)現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，認(rèn)為面向制造與裝配的食品機(jī)械設(shè)計(jì)這一方法可以解決我國(guó)當(dāng)前的問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)；面向制造的設(shè)計(jì)；面向裝配的設(shè)計(jì)

引言

我國(guó)食品資源產(chǎn)量非常大，但是食品加工機(jī)械產(chǎn)量和質(zhì)量卻無(wú)法滿足生產(chǎn)的要求。我國(guó)每年都有許多食品資源不能按時(shí)進(jìn)行加工、貯藏、保鮮，造成了大量的浪費(fèi)。食品資源在經(jīng)過(guò)初步加工后需要進(jìn)行深加工，這一方面的食品機(jī)械更加缺乏。這些客觀情況給食品機(jī)械行業(yè)提供了廣闊的市場(chǎng)需求，這可以很大程度的加速這一行業(yè)的發(fā)展。另外，隨著人們生活水平的提高，視頻的需求也走向個(gè)性化，食品機(jī)械需要不斷調(diào)整，快速跟上人們的需求。人們生活節(jié)奏在加快，食品機(jī)械的設(shè)計(jì)制造過(guò)程也要縮短，在保證質(zhì)量的前提下，用最短的時(shí)間研發(fā)出來(lái)，才能取得更大的利潤(rùn)。交貨期短，這就要求食品加工機(jī)械涉及公司的開(kāi)發(fā)周期要短，并且能夠快速投入使用。售后服務(wù)好，就要求廠家要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，在設(shè)備出現(xiàn)故障發(fā)生時(shí)，廠家可以及時(shí)派維修人員進(jìn)行維修，以最大限度減小因設(shè)備故障引起的損失。我國(guó)機(jī)械領(lǐng)域的技術(shù)相比發(fā)達(dá)國(guó)家，要落后很多，在食品機(jī)械方面更是如此，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足食品生產(chǎn)的需求。我國(guó)食品機(jī)械在設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法上都比較落后，需要向發(fā)達(dá)國(guó)家學(xué)習(xí)，并且自己要找出適合自己的路子。

1 食品機(jī)械設(shè)計(jì)概述

在我國(guó)，食品機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，在保證質(zhì)量的前提下，誰(shuí)的價(jià)格低，誰(shuí)才能贏得市場(chǎng)。好的產(chǎn)品不僅可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能，而且安裝起來(lái)也比較方便，后續(xù)故障率比較低。食品機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)難度比較大，所以費(fèi)用比較高，其中設(shè)計(jì)費(fèi)可以占到將近80%的比例。優(yōu)秀的設(shè)計(jì)能夠有效減少零件數(shù)量，降低裝配成本。成本需要不斷的更新?lián)Q代，差的產(chǎn)品，更新比較麻煩，但是好的產(chǎn)品，這一過(guò)程很容易就完成。隨著人們生活水平的提高，對(duì)產(chǎn)品的需求越來(lái)越獨(dú)特，這就要求食品加工機(jī)械要跟上時(shí)代的步伐，滿足市場(chǎng)的需求。我國(guó)當(dāng)前情況，食品機(jī)械市場(chǎng)潛力巨大，有必要投入大量人力物力去進(jìn)行研制。從變?cè)O(shè)計(jì)思路與方法出發(fā)，對(duì)這一領(lǐng)域進(jìn)行徹底的改革，從根本上解決我國(guó)技術(shù)落后的問(wèn)題。

2 面向制造和裝配的食品機(jī)械設(shè)計(jì)分析

2.1 設(shè)計(jì)思路

在機(jī)械產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的全過(guò)程要體現(xiàn)并行工程思想，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域中，并行工程設(shè)計(jì)思想的具體體現(xiàn)為DFMA，其意思是面向制造與裝配的設(shè)計(jì)。因此，在食品機(jī)械設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)人員在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，就要充分考慮產(chǎn)品投入使用后將面臨的問(wèn)題，并且在按時(shí)完成任務(wù)的同時(shí)盡可能降低各方面的費(fèi)用。通常而言，DFMA主要包括：面向制造的設(shè)計(jì)和面向裝配的設(shè)計(jì)。食品機(jī)械設(shè)計(jì)分為多個(gè)階段，在初始階段或者說(shuō)概念設(shè)計(jì)階段，需要考慮的主要問(wèn)題就是食品機(jī)械產(chǎn)品的可行性，也就是說(shuō)判斷該產(chǎn)品有沒(méi)有可能制造出來(lái)。而在具體設(shè)計(jì)食品機(jī)械產(chǎn)品時(shí)，就需要綜合考慮各個(gè)零部件，所用零部件盡可能使用市場(chǎng)上現(xiàn)有的，并且還要考慮零部件的裝配問(wèn)題。通過(guò)對(duì)零部件的優(yōu)化可以提高零部件的裝配效率，在滿足食品機(jī)械產(chǎn)品基本功能的前提下，盡可能減少裝配所用的零部件的數(shù)量與種類，這可以降低零部件裝配過(guò)程的成本和零部件生產(chǎn)成本，從而降低食品機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本。與傳統(tǒng)的食品機(jī)械設(shè)計(jì)思想相比，采用面向制造與面向?qū)ο蟮氖称窓C(jī)械設(shè)計(jì)思路，不僅可以通過(guò)減少零部件使用的數(shù)量達(dá)到有效地縮減裝配時(shí)間的目的，而且能夠全面降低食品機(jī)械產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，使新的產(chǎn)品能夠迅速地投產(chǎn)使用。除此之外，新的產(chǎn)品還可以提高效率，進(jìn)而降低了開(kāi)發(fā)成本與生產(chǎn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。面向制造與裝配的食品機(jī)械設(shè)計(jì)要求在設(shè)計(jì)過(guò)程中遵循以下原則：

（1）對(duì)產(chǎn)品分模塊設(shè)計(jì)。（2）選用零部件時(shí)，盡量使用現(xiàn)有的，實(shí)在沒(méi)有的要考慮加工難度問(wèn)題，并且零部件要便于裝配。（3）降低產(chǎn)品的故障率，在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，可以快速維修。（4）在保證滿足要求的前提下，盡量使用簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方法。（5）設(shè)計(jì)的產(chǎn)品裝配過(guò)程要盡可能的簡(jiǎn)化，盡量運(yùn)用經(jīng)常運(yùn)用的結(jié)構(gòu)。（6）盡可能精簡(jiǎn)產(chǎn)品，在保證功能的情況下，將無(wú)用的部分去掉，并且要考慮產(chǎn)品可靠性。

2.2 實(shí)際設(shè)計(jì)分析

通常而言，一臺(tái)小型食品機(jī)械至少都由上百個(gè)零部件組成，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。傳統(tǒng)的食品機(jī)械設(shè)計(jì)方法一般考慮的比較少，雖然在功能上沒(méi)有任何問(wèn)題，但是設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在成本河北后續(xù)成本上都比較高。就如該案例中運(yùn)用傳統(tǒng)食品機(jī)械設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)的一小型的液體自動(dòng)包裝機(jī)，在其設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要運(yùn)用活塞運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)（如圖1所示）實(shí)現(xiàn)對(duì)該裝置進(jìn)行定量間歇中的精確供料。圖1中，1-17則分別為該活塞運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)的各零部件：撥叉、軸套、支承座、軸、螺母（5、6、12）、偏心滑塊、平墊圈（8、9、13）、螺栓、擋板、銷軸、開(kāi)口銷、連桿以及偏心倒槽等。

3 結(jié)束語(yǔ)

面向制造和裝配的設(shè)計(jì)思想從產(chǎn)品的整體出發(fā)考慮問(wèn)題，結(jié)合產(chǎn)品零部件的設(shè)計(jì)和安裝，并且還要考慮到產(chǎn)品的后續(xù)問(wèn)題，可以大大提高產(chǎn)品的性能。該方法運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)工藝，開(kāi)發(fā)效率高，開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品故障間隔時(shí)間較長(zhǎng)，在出現(xiàn)故障時(shí)，可以大大縮短故障修復(fù)時(shí)間。應(yīng)用DFMA設(shè)計(jì)思想和方法時(shí)，設(shè)計(jì)人員會(huì)綜合各方面的信息，對(duì)各個(gè)階段都進(jìn)行優(yōu)化處理，確保產(chǎn)品的質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的今天，在食品機(jī)械行業(yè)中，新的產(chǎn)品需要不斷地研制出來(lái)，舊的產(chǎn)品需要更新?lián)Q代。研發(fā)公司需要在實(shí)踐中積累經(jīng)驗(yàn)，不斷推出新的產(chǎn)品，以更好地滿足客觀需要。

參考文獻(xiàn)

[1]食品加工及包裝機(jī)械市場(chǎng)前景看好[J].農(nóng)民科技培訓(xùn)，2010（12）：44.

[2]趙偉康，于健.揣面機(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析[J].食品與機(jī)械，2009（6）： 164-166.

[3]張國(guó)平.食品機(jī)械平面四桿機(jī)構(gòu)的遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].食品與機(jī)械，2010，26（3）：117-119.

[4]易建軍，鄒富寶，杜磊.面向機(jī)械零件設(shè)計(jì)的可選擇性拆卸策略研究[J].機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，2007，26（4）：468-470.