淺談三維制圖對(duì)制糖生產(chǎn)的促進(jìn)作用

覃 甲

（廣西糖業(yè)集團(tuán)星星制糖有限公司，廣西 北海 536000）

1 前言

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，各種設(shè)備的制作改進(jìn)離不開機(jī)械制圖，當(dāng)然在制糖行業(yè)內(nèi)也是如此，在制糖行業(yè)工作過的人都知道，每年的檢修期都有各種各樣的設(shè)備需要修復(fù)和改進(jìn)，如果只是設(shè)備修復(fù)，普通的二維制圖基本上可以滿足設(shè)備修復(fù)的需要。但是如果要改進(jìn)設(shè)備，二維制圖相比較于三維制圖就有明顯的劣勢，一般生產(chǎn)一線的管理者和工人較難通過二維圖紙?jiān)谀X海里想象出立體模型，學(xué)習(xí)過機(jī)械制圖專業(yè)的人員較易憑空想象出來。如果糖廠技術(shù)人員有能力制作出三維圖形，那么糖廠一線的生產(chǎn)管理者和工人就能很容易的理解圖紙所要表達(dá)的意圖，從而提高工作效率。

2 三維制圖對(duì)制糖設(shè)備改進(jìn)的促進(jìn)作用

三維機(jī)械制圖是指運(yùn)用三維制圖軟件，使用一定的制圖方法，根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品實(shí)際的尺寸，在制圖軟件中進(jìn)行三維機(jī)械產(chǎn)品數(shù)字化。機(jī)械制圖設(shè)計(jì)的內(nèi)容是幾何圖形學(xué)，它是二維圖形的延伸和應(yīng)用，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化中有著極其重要的作用。

下面根據(jù)糖廠工作實(shí)際情況，舉例說明三維設(shè)計(jì)對(duì)制糖設(shè)備改進(jìn)的促進(jìn)作用。

2.1 三維制圖的運(yùn)動(dòng)仿真對(duì)撕解機(jī)排刀進(jìn)行改進(jìn)的實(shí)例

圖1是目前大部分糖廠壓榨車間使用的撕解機(jī)排刀的二維平面圖，撕解機(jī)的排刀對(duì)壓榨車間生產(chǎn)的平衡影響很大，如果撕解機(jī)的排刀出現(xiàn)問題，不僅僅影響甘蔗的破碎效果，還極大的影響用電的平衡。因?yàn)槊磕旮收崞贩N都有變化，甘蔗的纖維分不同，需要的破碎度就不同，所以每年壓榨車間都會(huì)根據(jù)甘蔗的實(shí)際情況對(duì)撕解機(jī)進(jìn)行重新排刀。

然而從圖1中只能看到排刀的數(shù)據(jù)，很難從圖中看出排刀的合理性。設(shè)計(jì)者只是通過理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，較難看出是否出現(xiàn)重砍、漏砍及走偏的現(xiàn)象，而重砍、漏砍及走偏對(duì)撕解機(jī)的過蔗跟破碎影響最大。

如果采用三維模型進(jìn)行排刀，如圖2所示，有了這個(gè)模型后，可以利用電腦軟件實(shí)現(xiàn)這個(gè)撕解機(jī)模型的運(yùn)動(dòng)仿真，這個(gè)模型可以按照設(shè)計(jì)的排刀數(shù)據(jù)跟設(shè)定速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。在設(shè)計(jì)排刀時(shí)，就可以通過實(shí)際的觀察來評(píng)判刀鼓在慢速旋轉(zhuǎn)的過程中是否出現(xiàn)重砍、漏砍及走偏的現(xiàn)象，但是在實(shí)際生產(chǎn)中，由于撕解機(jī)電機(jī)的轉(zhuǎn)速超過了700轉(zhuǎn)/分鐘，這樣快的轉(zhuǎn)速肉眼是難以判斷的。

使用三維立體建模的方式對(duì)撕解機(jī)進(jìn)行排刀后，糖廠撕解機(jī)電流比較穩(wěn)定，破碎效果也較理想。

圖1 糖廠壓榨車間撕解機(jī)排刀的二維平面圖

圖2 糖廠壓榨車間撕解機(jī)排刀的三維立體圖

2.2 三維制圖對(duì)連續(xù)沉淀池進(jìn)行改進(jìn)的實(shí)例

圖3為連續(xù)沉淀池的二維平面圖，比較抽象。連續(xù)沉淀池的三維立體圖模型是根據(jù)實(shí)物實(shí)際尺寸比例繪制的，較二維平面圖直觀，如圖4和圖5所示。通過圖3、圖4和圖5這三張圖片的對(duì)比可以看出，通過建?？梢哉鎸?shí)的在電腦上還原出設(shè)備的特征，還可以利用軟件對(duì)設(shè)備的某個(gè)部件進(jìn)行隱藏或者透視處理，使觀察者可以輕松快速地了解設(shè)備的構(gòu)造情況。在過去只能通過觀察實(shí)物并結(jié)合CAD圖紙才能了解設(shè)備的具體情況，甚至有些部位只能通過空間想象來理解設(shè)計(jì)者的想法。同時(shí)這也需要觀察者有很強(qiáng)的空間想象能力，若對(duì)設(shè)計(jì)者的意圖理解錯(cuò)誤，也就是說沒有能正確了解設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，這對(duì)在設(shè)備的操作和使用過程中是極其不利的。

圖3 連續(xù)沉淀池的二維平面圖

圖4 連續(xù)沉淀池三維圖

圖5 連續(xù)沉淀池三維透視圖

廣西糖業(yè)集團(tuán)星星制糖有限公司在2019/2020年榨季中改進(jìn)了連續(xù)沉淀池，圖4和圖5就是利用三維建模，通過利用電腦投影，可以清楚的看到沉淀池各個(gè)構(gòu)造的情況，從而更有針對(duì)性地提出改進(jìn)方案。改造后沉淀池在2019/2020年榨季中使用情況理想，基本沒有出現(xiàn)放濁汁現(xiàn)象，工藝指標(biāo)較為穩(wěn)定，清汁質(zhì)量比上一個(gè)榨季有明顯的好轉(zhuǎn)。由此可以看出，立體電腦模型在實(shí)際的生產(chǎn)中是有作用的，能更加直觀的了解設(shè)備，從而更好的操作和使用設(shè)備，保障工藝指標(biāo)的完成情況。

圖6 制糖蒸發(fā)系統(tǒng)的二維平面圖

2.3 三維制圖對(duì)制糖蒸發(fā)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的實(shí)例

圖6是制糖蒸發(fā)系統(tǒng)汁汽管路布置的二維平面圖。這張二維圖如果觀察者沒有較強(qiáng)的空間想象能力較難想象出管路和設(shè)備的空間布置情況，而且設(shè)備的改進(jìn)思路又很難在圖紙上體現(xiàn)出來?，F(xiàn)場的蒸發(fā)罐高有八米到九米，直徑差不多四米，管路和建筑物的橫梁立柱錯(cuò)綜復(fù)雜，而且蒸發(fā)罐與管路都包有保溫層，有的保溫層里還有幾條管路是一起包起來保溫的，不是非常了解蒸發(fā)系統(tǒng)是較難正確辨認(rèn)的。

如果在二維平面圖的基礎(chǔ)上再看三維立體的圖7，它是蒸發(fā)系統(tǒng)汁汽管路布置三維立體圖，利用二維的平面圖6以一比一的比例繪制的三維圖。有了這個(gè)立體圖以后，能夠清楚的了解整個(gè)蒸發(fā)系統(tǒng)情況，就可以站在整體的角度去分析蒸發(fā)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，并且能夠結(jié)合多年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)提出更好的改進(jìn)建議，根據(jù)改進(jìn)的建議，又可以利用三維軟件在電腦上進(jìn)行修改，再多次繼續(xù)思考和修改，直到滿意為止。有了這個(gè)最終改進(jìn)方案的立體圖后，又可以得出需要改進(jìn)的構(gòu)件部位的用料情況，即哪個(gè)位置需要更換管路，換多大的管，多少米以及哪里需要增加閥門等等，管材的物資計(jì)劃可以精確到1分米和1公斤，大大降低了物資成本，同時(shí)也降低了員工的工作量，縮短了工期，達(dá)到用最少的錢做大的改進(jìn)的最佳效果。

圖7是改進(jìn)后的制糖蒸發(fā)系統(tǒng)操作工藝流程的三維立體圖。有了這張圖后，在現(xiàn)場操作時(shí)就能清楚的知道，什么時(shí)候該開或者關(guān)哪個(gè)閥門，在蒸發(fā)系統(tǒng)出現(xiàn)波動(dòng)的時(shí)候，一般可以從這個(gè)流程圖就能很快的找出問題所在，從而以最短的時(shí)間處理問題。還可以把這張圖懸掛在生產(chǎn)現(xiàn)場，在開榨前利用這張圖對(duì)蒸發(fā)工段員工進(jìn)行培訓(xùn)，讓每一名員工都能真正的了解生產(chǎn)流程。

圖7 制糖蒸發(fā)系統(tǒng)的工藝流程三維立體圖

3 結(jié)束語

三維制圖立體模型因?yàn)槠渲庇^、清晰的特點(diǎn)，應(yīng)用在糖廠設(shè)備技術(shù)改造中可以大大減少員工識(shí)圖的時(shí)間，并且對(duì)員工知識(shí)水平的要求不高，可以根據(jù)三維立體建模圖提出更好的改進(jìn)建議，給新進(jìn)員工進(jìn)行崗前培訓(xùn)，讓其能更好的更快的了解生產(chǎn)流程，更快掌握生產(chǎn)操作。三維制圖模型也是一種比較貼合生產(chǎn)的構(gòu)思工具，它還可以在模型上任意試驗(yàn)，這是在實(shí)物上所不允許的，因此可以促使設(shè)計(jì)人員不怕失敗，勇于創(chuàng)新，為糖廠設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)發(fā)揮最大的促進(jìn)作用。