面向制造和裝配的食品機械設計相關探討

王軍

摘 要：食品資源都需要進行加工、保鮮以及貯藏，每一個環節都需要用到食品機械。食品機械的質量好壞對我國食品的產量和質量影響巨大。近年來，經濟的快速發展，使得對機械的需求大大增加。人們生活水平提高，對食品的要求越來越多樣化，我國食品機械行業也有了很大的進步。但是我國的食品機械生產設計技術不太成熟，設計出的食品機械僅僅能夠滿足功能上的要求，無法從整體角度考慮問題。這不僅造成我國食品機械零部件的生產成本比較高，安裝過程比較復雜，而且后續的維修也比較麻煩。因此，我國有必要加大這一方面研究的投入。文章對我國食品機械技術現狀進行了分析，認為面向制造與裝配的食品機械設計這一方法可以解決我國當前的問題。

關鍵詞：機械設計；面向制造的設計；面向裝配的設計

引言

我國食品資源產量非常大，但是食品加工機械產量和質量卻無法滿足生產的要求。我國每年都有許多食品資源不能按時進行加工、貯藏、保鮮，造成了大量的浪費。食品資源在經過初步加工后需要進行深加工，這一方面的食品機械更加缺乏。這些客觀情況給食品機械行業提供了廣闊的市場需求，這可以很大程度的加速這一行業的發展。另外，隨著人們生活水平的提高，視頻的需求也走向個性化，食品機械需要不斷調整，快速跟上人們的需求。人們生活節奏在加快，食品機械的設計制造過程也要縮短，在保證質量的前提下，用最短的時間研發出來，才能取得更大的利潤。交貨期短，這就要求食品加工機械涉及公司的開發周期要短，并且能夠快速投入使用。售后服務好，就要求廠家要定期對設備進行維護，在設備出現故障發生時，廠家可以及時派維修人員進行維修，以最大限度減小因設備故障引起的損失。我國機械領域的技術相比發達國家，要落后很多，在食品機械方面更是如此，遠遠不能滿足食品生產的需求。我國食品機械在設計思想和設計方法上都比較落后，需要向發達國家學習，并且自己要找出適合自己的路子。

1 食品機械設計概述

在我國，食品機械產品市場競爭激烈，在保證質量的前提下，誰的價格低，誰才能贏得市場。好的產品不僅可以實現相應的功能，而且安裝起來也比較方便，后續故障率比較低。食品機械的開發設計難度比較大，所以費用比較高，其中設計費可以占到將近80%的比例。優秀的設計能夠有效減少零件數量，降低裝配成本。成本需要不斷的更新換代，差的產品，更新比較麻煩，但是好的產品，這一過程很容易就完成。隨著人們生活水平的提高，對產品的需求越來越獨特，這就要求食品加工機械要跟上時代的步伐，滿足市場的需求。我國當前情況，食品機械市場潛力巨大，有必要投入大量人力物力去進行研制。從變設計思路與方法出發，對這一領域進行徹底的改革，從根本上解決我國技術落后的問題。

2 面向制造和裝配的食品機械設計分析

2.1 設計思路

在機械產品開發的全過程要體現并行工程思想，在機械設計制造領域中，并行工程設計思想的具體體現為DFMA，其意思是面向制造與裝配的設計。因此，在食品機械設計開發開發人員在開始設計時，就要充分考慮產品投入使用后將面臨的問題，并且在按時完成任務的同時盡可能降低各方面的費用。通常而言，DFMA主要包括：面向制造的設計和面向裝配的設計。食品機械設計分為多個階段，在初始階段或者說概念設計階段，需要考慮的主要問題就是食品機械產品的可行性，也就是說判斷該產品有沒有可能制造出來。而在具體設計食品機械產品時，就需要綜合考慮各個零部件，所用零部件盡可能使用市場上現有的，并且還要考慮零部件的裝配問題。通過對零部件的優化可以提高零部件的裝配效率，在滿足食品機械產品基本功能的前提下，盡可能減少裝配所用的零部件的數量與種類，這可以降低零部件裝配過程的成本和零部件生產成本，從而降低食品機械產品的設計成本。與傳統的食品機械設計思想相比，采用面向制造與面向對象的食品機械設計思路，不僅可以通過減少零部件使用的數量達到有效地縮減裝配時間的目的，而且能夠全面降低食品機械產品的開發周期，使新的產品能夠迅速地投產使用。除此之外，新的產品還可以提高效率，進而降低了開發成本與生產人員的勞動強度。面向制造與裝配的食品機械設計要求在設計過程中遵循以下原則：

（1）對產品分模塊設計。（2）選用零部件時，盡量使用現有的，實在沒有的要考慮加工難度問題，并且零部件要便于裝配。（3）降低產品的故障率，在出現問題時，可以快速維修。（4）在保證滿足要求的前提下，盡量使用簡單的設計方法。（5）設計的產品裝配過程要盡可能的簡化，盡量運用經常運用的結構。（6）盡可能精簡產品，在保證功能的情況下，將無用的部分去掉，并且要考慮產品可靠性。

2.2 實際設計分析

通常而言，一臺小型食品機械至少都由上百個零部件組成，結構比較復雜。傳統的食品機械設計方法一般考慮的比較少，雖然在功能上沒有任何問題，但是設計的產品在成本河北后續成本上都比較高。就如該案例中運用傳統食品機械設計方法設計的一小型的液體自動包裝機，在其設計過程中，主要運用活塞運動控制機構（如圖1所示）實現對該裝置進行定量間歇中的精確供料。圖1中，1-17則分別為該活塞運動控制機構的各零部件：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、開口銷、連桿以及偏心倒槽等。

3 結束語

面向制造和裝配的設計思想從產品的整體出發考慮問題，結合產品零部件的設計和安裝，并且還要考慮到產品的后續問題，可以大大提高產品的性能。該方法運用先進的科學技術和生產工藝，開發效率高，開發出的產品故障間隔時間較長，在出現故障時，可以大大縮短故障修復時間。應用DFMA設計思想和方法時，設計人員會綜合各方面的信息，對各個階段都進行優化處理，確保產品的質量。經濟快速發展的今天，在食品機械行業中，新的產品需要不斷地研制出來，舊的產品需要更新換代。研發公司需要在實踐中積累經驗，不斷推出新的產品，以更好地滿足客觀需要。

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