任 濤

（蘇州中材建設(shè)有限公司，江蘇昆山 215300）

0 引言

機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在整體的水泥機(jī)械設(shè)計(jì)中占有重要地位，科學(xué)合理的設(shè)計(jì)可以高效率的發(fā)揮水泥機(jī)械的功能，設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是設(shè)備的整體生產(chǎn)需求，結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也會因?yàn)榉N類的不同而有所差別。雖然有些設(shè)計(jì)存在差異，但是整體的設(shè)計(jì)參數(shù)具有高度一致的原則性。另外，機(jī)械結(jié)構(gòu)的參數(shù)主要包含零件的尺寸大小、具體形狀以及部件的連接方式。工作人員需要根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用狀況來確定最終的參數(shù)，保證零件尺寸符合常理，形狀符合整體標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)部件之間的連接方式也是重點(diǎn)設(shè)計(jì)的步驟，應(yīng)當(dāng)保證連接方式的科學(xué)性，最大化的節(jié)約成本，在保證質(zhì)量的同時(shí)具備較高的性價(jià)比。

1 現(xiàn)代水泥機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)勢

水泥機(jī)械設(shè)計(jì)最原始的設(shè)計(jì)方式是建立在力學(xué)理論和數(shù)學(xué)公式之上，但同時(shí)水泥機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)在借鑒以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了總結(jié)，設(shè)計(jì)工作量大、在能耗方面存在人力和物力消耗，設(shè)計(jì)的工作量大了就有可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)的偏差，人為誤差造成各種偏差。在現(xiàn)代水泥機(jī)械設(shè)計(jì)中，采用先進(jìn)的信息技術(shù)和最新的設(shè)計(jì)方法，以結(jié)合傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念和方法為前提，有效的保證了機(jī)械設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，并且提升了工作效率。現(xiàn)代水泥機(jī)械設(shè)計(jì)依靠信息技術(shù)的強(qiáng)大功能，將繁瑣復(fù)雜的計(jì)算過程精簡，可以快速獲取數(shù)據(jù)和信息，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)可以提高計(jì)算速度，提高計(jì)算精度，大大提高設(shè)計(jì)效率?，F(xiàn)代水泥機(jī)械設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的設(shè)備，但其投入相對穩(wěn)定，可以降低人工成本，保證設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，降低不合格率，解決人工設(shè)計(jì)的依賴性問題，可以有效地降低成本。

2 水泥機(jī)械設(shè)備參數(shù)原理及應(yīng)用技術(shù)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)過程中的重要內(nèi)容，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性嚴(yán)重影響使用性能和效果。機(jī)械結(jié)構(gòu)的參數(shù)主要包含零件的尺寸大小、具體形狀以及部件的連接方式。在確定結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí)，為了進(jìn)行最佳形狀設(shè)計(jì)，必須根據(jù)實(shí)際情況確定最佳尺寸。同時(shí)，要注意連接的合理性，避免結(jié)構(gòu)不科學(xué)導(dǎo)致成本和難度的增加，在滿足生產(chǎn)需求的前提下，盡可能提高設(shè)備的運(yùn)行效果，兼顧經(jīng)濟(jì)效益。工作參數(shù)除了所有部件的參數(shù)，還包括設(shè)備在運(yùn)作時(shí)的生產(chǎn)力和功率。在選擇每個(gè)部件的運(yùn)行參數(shù)時(shí)，必須根據(jù)生產(chǎn)需要，提高設(shè)備的可用性，在最大限度地滿足生產(chǎn)要求的同時(shí)，堅(jiān)持提高生產(chǎn)力和設(shè)備效率的原則，以減少能源消耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源的目標(biāo)。針對機(jī)械設(shè)計(jì)的整體性，結(jié)合美學(xué)與環(huán)境保護(hù)需要、結(jié)合人機(jī)工程設(shè)計(jì)理念，解決水泥機(jī)械噪聲大的問題，在設(shè)計(jì)過程中采取消音設(shè)計(jì)措施，減少噪聲污染。

3 水泥機(jī)械設(shè)計(jì)的實(shí)例

滑坡模式攤鋪機(jī)是高檔水泥路面的重要施工設(shè)備。攤鋪機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)主要是變形設(shè)計(jì)和自適應(yīng)設(shè)計(jì)。為協(xié)助水泥產(chǎn)品的高速設(shè)計(jì)，以通用CAD 軟件為基礎(chǔ)建立攤鋪機(jī)產(chǎn)品高速設(shè)計(jì)平臺“攤鋪機(jī)產(chǎn)品實(shí)例庫”和“設(shè)計(jì)知識庫”以及“標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品庫”。建立水泥攤鋪機(jī)分層示例的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。水泥攤鋪機(jī)產(chǎn)品變形自適應(yīng)設(shè)計(jì)的基本流程是確定用戶要求的產(chǎn)品的性能程序以及整個(gè)部件的整體設(shè)計(jì)，目的是制作仿真工藝圖、實(shí)例庫、通用零件目錄庫、標(biāo)準(zhǔn)零件庫、通過知識庫等方式支持變形的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。以新型攤鋪機(jī)的設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)過程如下：①用戶對水泥攤鋪機(jī)產(chǎn)品的個(gè)性化需求包括：最大攤鋪機(jī)寬度、發(fā)動(dòng)機(jī)牌照、液壓裝置等方面的特殊需求較多。根據(jù)市場和用戶需求確定新產(chǎn)品的性能程序；②根據(jù)用戶的需要，搜索現(xiàn)有產(chǎn)品的功能和原理方案的設(shè)計(jì)知識庫，參照競爭對手的產(chǎn)品，決定所有主要部件的性能方案，設(shè)計(jì)所有零部件；③根據(jù)機(jī)器及其組件的整體設(shè)計(jì)要求，搜索現(xiàn)有的產(chǎn)品實(shí)例庫，重新利用現(xiàn)有的實(shí)例，修改或重新設(shè)計(jì)現(xiàn)有的實(shí)例。如果用戶請求攤鋪機(jī)寬度，則查找實(shí)例庫，并且如果需要找到最接近實(shí)例的攤鋪機(jī)寬度來改進(jìn)設(shè)計(jì)，需要改進(jìn)的主要部分是工作裝置、刮板寬度的擴(kuò)大、底盤寬度的擴(kuò)大、液壓裝置、功率的提高、流量的增加等；其他部分如步行系統(tǒng)、升降塔等可以直接重用；④整體仿真。零件、機(jī)器組裝、靜態(tài)、動(dòng)態(tài)干擾檢查可為今后的設(shè)計(jì)提供參考；⑤快速制圖。通過攤鋪機(jī)產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可以使攤鋪機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)效率提高1 倍左右。它可以大大縮短產(chǎn)品開發(fā)時(shí)間，提高公司快速的市場應(yīng)對能力，同時(shí)，它能有效地提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本，提高機(jī)械設(shè)計(jì)開發(fā)能力和信息化水平。

4 現(xiàn)代水泥機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展

為了降低成本和提高設(shè)計(jì)效率，必須在提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上降低成本并加強(qiáng)成本計(jì)算。為了提高設(shè)計(jì)過程的效率，在保證產(chǎn)品質(zhì)量和功能的基礎(chǔ)上，積極采用創(chuàng)新技術(shù)，提高企業(yè)市場競爭的綜合能力，并根據(jù)CAD 系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)、優(yōu)化和改進(jìn)，在保持產(chǎn)品零件原始狀態(tài)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)重新設(shè)計(jì)。關(guān)于創(chuàng)新材料的應(yīng)用，中國2025 中指出：“制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的主體，是國家的基礎(chǔ)，是國家建設(shè)的工具，是大國的基礎(chǔ)。沒有強(qiáng)大的制造業(yè)，就沒有強(qiáng)大的國家和民族。建設(shè)具有國際競爭力的制造業(yè)，是中國維護(hù)國家安全、建設(shè)世界強(qiáng)國的必經(jīng)之路?！辈牧鲜菣C(jī)械制造業(yè)的基礎(chǔ)。在水泥機(jī)械設(shè)計(jì)中，了解和掌握國內(nèi)外新材料是十分必要的。延性鑄鐵目前在國內(nèi)外廣泛應(yīng)用于鑄造材料中。用延性鑄鐵代替鑄鋼不僅可以降低生產(chǎn)成本，而且可以很容易地制造出大批量生產(chǎn)的高質(zhì)量鑄件，使工期穩(wěn)定。石墨具有潤滑作用，耐磨性強(qiáng)，能延長砂輪等鑄件的壽命。

5 現(xiàn)代水泥機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)

現(xiàn)代水泥機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)以綠色設(shè)計(jì)為理念，包含3 方面內(nèi)容：①在設(shè)計(jì)的過程中，需要用到環(huán)保節(jié)能的材料，高度提升設(shè)備的環(huán)保性能，最大程度的減少資源消耗，把材料循環(huán)利用起來可以提高利用率，不僅減少了垃圾的產(chǎn)量，還有效的提升了設(shè)備的工作性能，提高了設(shè)備的工作效率；②在硬件配置中,控制系統(tǒng)硬件字段為1/0，電源室字段為1/0 模塊，利用短距離光纖實(shí)現(xiàn)電源室模塊與中央控制室之間的數(shù)據(jù)交換。例如制造商提供的液壓裝置、破碎機(jī)警報(bào)系統(tǒng)等設(shè)備不受主CPU 的控制，但變速器系統(tǒng)的啟動(dòng)、風(fēng)量控制、頭板旋轉(zhuǎn)數(shù)等外部控制環(huán)是PCS7 的主程序。此外，冷卻機(jī)系統(tǒng)并不是一個(gè)孤立的機(jī)體，它涉及許多因素，包括廢氣的狀況?，F(xiàn)代水泥的設(shè)計(jì)理念包括節(jié)約成本和提升設(shè)備的工作效率。在此基礎(chǔ)上對新產(chǎn)品進(jìn)行研究和開發(fā)；③為了提升設(shè)備的整體性能，需要考慮整體的性價(jià)比，保證質(zhì)量過關(guān)的同時(shí)節(jié)約成本；④設(shè)計(jì)效率的提高離不開技術(shù)性能的創(chuàng)新。

6 水泥機(jī)械設(shè)備常見故障分析

水泥機(jī)械中最常見的軸承是滾動(dòng)軸承和滑動(dòng)軸承，滑動(dòng)軸承的故障與其潤滑機(jī)理密切相關(guān)，滾動(dòng)軸承的故障和磨損程度相關(guān)，造成磨損的主要原因是有異物進(jìn)入到軸承中。如果軸承在荷載作用下運(yùn)動(dòng)，軸承會有較大磨損，一旦發(fā)現(xiàn)軸承磨損引發(fā)了設(shè)備故障需要立即處理解決。如果軸承出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，需要立即暫停運(yùn)轉(zhuǎn)，針對發(fā)熱的具體狀況實(shí)時(shí)記錄，快速找到發(fā)熱的根本原因，從而制定解決方案。如果軸承潤滑不好會造成燒瓦，一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象，需要重新削瓦。與滑動(dòng)軸承相比，滾動(dòng)軸承具有更高的工作效率，因?yàn)闈L動(dòng)軸承通過潤滑劑來提高效率，而且，如果潤滑劑不起作用，致使金屬之間相互接觸，導(dǎo)致軸承失效。

在惡劣的工作環(huán)境中，水泥機(jī)械設(shè)備容易出現(xiàn)故障，尤其在高溫環(huán)境中運(yùn)行，設(shè)備會出現(xiàn)較大的振動(dòng)，設(shè)備負(fù)荷較大，工作時(shí)間較長，破壞水泥機(jī)械設(shè)備的潤滑，會增加設(shè)備磨損，從而降低設(shè)備的工作效率。此外，水泥機(jī)械設(shè)備種類繁多，設(shè)備結(jié)構(gòu)也存在一定差異。各種結(jié)構(gòu)的設(shè)備在不同環(huán)境下運(yùn)行，設(shè)備的潤滑系統(tǒng)維修亦相當(dāng)不同，因此不可能以相同的標(biāo)準(zhǔn)對不同類型的設(shè)備進(jìn)行潤滑維修，從而難以達(dá)到系統(tǒng)的潤滑目的。此外，由于水泥的生產(chǎn)與其他產(chǎn)品相比具有特殊性，往往無法進(jìn)行潤滑和維修，這是造成故障的原因之一，也給水泥的安全生產(chǎn)造成了障礙。

7 結(jié)束語

水泥機(jī)械設(shè)計(jì)新技術(shù)能夠有效地提升水泥機(jī)械設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量，確保在市場中占據(jù)有利地位，科技的發(fā)展帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)水平的提高，水泥機(jī)械產(chǎn)品的需求也在逐漸增多，為了最大化的滿足人們的需求，必須不斷優(yōu)化和創(chuàng)新水泥機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，有效地提高產(chǎn)品的市場競爭力和生存能力，促進(jìn)企業(yè)未來的健康發(fā)展。