بحث حول تصميم التحسين وتعزيز أداء البثاقات الفراغية
بناءً على الممارسة الهندسية للتحسين الهيكلي للبثاقات الفراغية ثنائية المرحلة
في خط إنتاج الطوب المحروق، تعتبر البثاقة الفراغية للطوب المحروق هي المعدة الأساسية للتشكيل التي تحدد جودة الطوب الأخضر وكفاءة الإنتاج. مع تزايد متطلبات صناعة الطوب والبلاط لجودة المنتج والإنتاجية وموثوقية المعدات، أصبح التحسين الهيكلي والتحديث التكنولوجي للبثاقات الفراغية ذا أهمية خاصة.
من خلال البحث وتحليل معدات البثق الفراغي المختلفة المطورة محليًا ودوليًا، والجمع بين الخبرة الفنية المتقدمة لمختلف شركات التصنيع، يتم إجراء تصميم تحسين منهجي للهياكل الرئيسية مع ضمان أداء المعدات. من خلال اختيار مكونات داعمة ناضجة تقنيًا ومعقولة اقتصاديًا، يتم تعزيز وظائف المعدات مع تقليل تكاليف التصنيع بشكل فعال، وبالتالي تحقيق تحسين شامل في كل من أداء المعدات واقتصادها.
أولاً: تصميم التحسين للمكونات الرئيسية
1.1 تحسين هيكل عمود البريمة (العمود الرئيسي)
عمود البريمة هو المكون الأساسي لنقل الحركة في البثاقة الفراغية. وظيفته الرئيسية هي نقل الطاقة ودفع خليط الطين إلى الأمام، مع تحمل عزم دوران وضغط محوري كبيرين في نفس الوقت. لذلك، يؤثر التصميم الهيكلي لعمود البريمة بشكل مباشر على الاستقرار العام للجهاز وموثوقيته.
في الهيكل الأصلي للبثاقة الفراغية، كان قطر عمود البريمة عند مواضع المحامل Φ170 مم، واستخدم ثلاثة محامل للدعم (بما في ذلك محمل دفع واحد). ومع ذلك، خلال التشغيل الفعلي، قدم هذا الهيكل المشاكل التالية:
المسافة المركزية الصغيرة نسبيًا بين المحامل الأمامية والخلفية
الجزء المتدلي الطويل نسبيًا من عمود البريمة
انحراف كبير للعمود أثناء التشغيل
كان هذا الهيكل يميل إلى التسبب في اهتزاز ملحوظ لرأس البثاقة أثناء التشغيل (المعروفة باسم ظاهرة "اهتزاز الرأس"). الاهتزاز المفرط أو المطول لا يؤثر فقط على استقرار تشغيل المعدات، بل يمكن أن يؤدي أيضًا إلى تلف المكونات وحتى توقف الإنتاج.
وفقًا لتحليل الميكانيكا:
نفترض أن المسافة من مركز المحمل الأمامي لعمود البريمة إلى الطرف الأمامي للبريمة هي L₁
نفترض أن المسافة المركزية بين المحامل الأمامية والخلفية هي L₂
عند استيفاء الشرط التالي:
L₂ / L₁ ≥ 0.7
يمكن لعمود البريمة الحفاظ على استقرار تشغيل جيد.
في هيكل المعدات الأصلي:
L₂ / L₁ = 1040 / 1950 = 0.533
هذا أقل بكثير من نطاق التصميم المعقول، مما يشير إلى قصور في التصميم الهيكلي.
1.2 مخطط التحسين الهيكلي
خلال عملية تصميم التحسين، تم تعديل هيكل نقل الحركة الرئيسي لتحقيق تكوين أكثر منطقية لعمود البريمة.
شملت الإجراءات الرئيسية:
تغيير القابض الهوائي الشعاعي الأصلي إلى قابض هوائي محوري
تقليل أبعاد التركيب المحورية للقابض
نقل غلاف محمل عمود البريمة إلى الخلف
من خلال التحسينات المذكورة أعلاه:
زادت المسافة المركزية بين المحامل الأمامية والخلفية بحوالي 400 مم.
تحت الهيكل الجديد:
L₂ / L₁ = (1040 + 400) / 1950 = 0.74
تستوفي هذه النسبة الآن متطلبات التشغيل المستقر، مما يجعل عمود البريمة يعمل بسلاسة وموثوقية أكبر.
نظرًا لزيادة الصلابة الهيكلية، يمكن أيضًا تحسين قطر عمود البريمة وفقًا لذلك:
القطر الأقصى الأصلي للعمود: Φ185 مم
قطر قسم المحمل المحسن: Φ150 مم
القطر الأقصى للعمود: Φ160 مم
بعد التحسين الهيكلي:
تم تقليل وزن العمود بشكل كبير
الهيكل الميكانيكي أكثر منطقية
انخفضت صعوبة التصنيع
في الوقت نفسه، تم أيضًا تقليل أبعاد المحامل والمكونات ذات الصلة، مما جعل نظام عمود البريمة بأكمله أكثر إحكامًا.
ثانياً: تحسين نظام القابض الهوائي
في تصميم المعدات الأصلي، تم استخدام قابض هوائي شعاعي كجهاز توصيل الطاقة. كان لهذا الهيكل عيوبه التالية:
هيكل معقد
مساحة كبيرة
متطلبات عالية للتركيب والتكليف
متطلبات صارمة لدقة محاذاة المعدات
تطلب القابض الهوائي الشعاعي محاذاة دقيقة مع المخفض عبر اقتران واحتاج إلى هياكل دعم إضافية، مما جعل التركيب والصيانة أكثر تعقيدًا.
في تصميم التحسين، تم استبدال جميع القوابض الشعاعية بقوابض هوائية محورية، تم تركيبها مباشرة على عمود المخفض عالي السرعة.
يقدم هذا الهيكل المزايا التالية:
هيكل أكثر إحكامًا
أسهل في ضمان دقة التركيب
أكثر ملاءمة للتكليف والصيانة
انخفاض كبير في وزن المعدات
متطلبات أقل لنظام الهواء المضغوط
من خلال هذا التحسين، لم يتم تعزيز موثوقية تشغيل المعدات فحسب، بل أصبح هيكل النقل العام أبسط أيضًا.
ثالثاً: تعزيز قدرة إنتاج المعدات
عانت البثاقة الفراغية ثنائية المرحلة الأصلية من إنتاجية منخفضة نسبيًا في الاستخدام العملي. حدد التحليل الفني الأسباب الرئيسية على أنها:
نقص قدرة التغذية من المرحلة العليا
نسبة ضغط مفرطة في التجويف المخروطي
سرعة نقل منخفضة نسبيًا في المرحلة العليا
نسبة ضغط التجويف المخروطي للمعدات الأصلية:
λ = 2.6
كانت هذه القيمة قريبة من الحد الأعلى لنطاق التصميم المسموح به.
النطاق المعقول النموذجي هو:
λ = 2.0 – 2.6
المخروط المفرط يقلل من سرعة نقل خليط الطين، مما يقلل من كمية المواد التي تدخل غرفة التفريغ لكل وحدة زمنية، وبالتالي يحد من الإنتاج الإجمالي للجهاز.
في تصميم التحسين، من خلال تعديل الأبعاد الهيكلية للأكمام المخروطية الداخلية والخارجية، تم تحسين نسبة الضغط إلى:
λ = 2.3
علاوة على ذلك، بسبب الاستبدال بالقابض المحوري، تم زيادة سرعة دوران المرحلة العليا بشكل مناسب، مما عزز بشكل كبير قدرة نقل الطين.
بعد التحسين:
زادت كمية خليط الطين التي تدخل غرفة التفريغ لكل وحدة زمنية بحوالي 22%.
تحسنت قدرة إنتاج البثاقة الفراغية ثنائية المرحلة الجديدة بحوالي 25% مقارنة بالنموذج الأصلي.
رابعاً: تخفيف وزن الهيكل وتحسين التصنيع
خلال عملية تحسين المعدات الشاملة، تم إجراء تحسينات منهجية على العديد من المكونات الهيكلية لتعزيز كفاءة التصنيع والعقلانية الهيكلية.
4.1 تحسين وزن الهيكل
مع ضمان قوة المعدات وأدائها، تم إجراء تحسين هيكلي على المكونات الرئيسية التالية:
صندوق التغذية
غرفة التفريغ
هيكل جسم الماكينة
من خلال تحسين هياكل الصب وعمليات التشغيل الآلي، تم تقليل الوزن الإجمالي للمعدات بشكل كبير، مع تحسين كفاءة المعالجة.
4.2 توحيد تصميم المكونات
في تصميم المعدات الأصلي، بعض المكونات المساعدة مثل:
المرشحات
قضبان انزلاق المحرك
أنظمة الإضاءة
أبواب فحص غرفة التفريغ
اختلفت في الهيكل عبر نماذج المعدات المختلفة.
في تصميم التحسين، من خلال تطبيق تصميم موحد للمكونات، تم تحقيق الأهداف التالية:
استخدام أجزاء هيكلية موحدة لنماذج المعدات المختلفة
إجراء تعديلات الأبعاد المناسبة فقط
إنشاء نظام لأجزاء المؤسسة الداخلية القياسية
جلبت هذه الإجراءات مزايا إنتاجية كبيرة:
تقليل تنوع الأجزاء
زيادة قدرة الإنتاج الدفعي
تحسين كفاءة المعالجة
تقليل تعقيد التصنيع
خامساً: تأثيرات تصميم التحسين
الهيكل
هيكل معدات أكثر إحكامًا
نظام نقل أكثر منطقية
زيادة توحيد المكونات
الأداء
تشغيل أكثر استقرارًا لعمود البريمة
تحسن كبير في القدرة الإنتاجية
تعزيز موثوقية تشغيل المعدات
التصنيع
وزن معدات محسّن
تحسين كفاءة المعالجة والتصنيع
هيكل عام أكثر منطقية
باختصار، لم يرفع تصميم التحسين المستوى التقني للمعدات فحسب، بل حسن أيضًا كفاءة الإنتاج وموثوقية المعدات، مما يمكّن البثاقة الفراغية من تقديم قيمة أكبر في خطوط إنتاج الطوب.
