關于現代水泥機械設計技術的探究

任 濤

（蘇州中材建設有限公司，江蘇昆山 215300）

0 引言

機械結構設計在整體的水泥機械設計中占有重要地位，科學合理的設計可以高效率的發揮水泥機械的功能，設計的主要依據是設備的整體生產需求，結構的設計也會因為種類的不同而有所差別。雖然有些設計存在差異，但是整體的設計參數具有高度一致的原則性。另外，機械結構的參數主要包含零件的尺寸大小、具體形狀以及部件的連接方式。工作人員需要根據實際的應用狀況來確定最終的參數，保證零件尺寸符合常理，形狀符合整體標準，各個部件之間的連接方式也是重點設計的步驟，應當保證連接方式的科學性，最大化的節約成本，在保證質量的同時具備較高的性價比。

1 現代水泥機械設計技術的優勢

水泥機械設計最原始的設計方式是建立在力學理論和數學公式之上，但同時水泥機械產品的設計在借鑒以往設計經驗的基礎上進行了總結，設計工作量大、在能耗方面存在人力和物力消耗，設計的工作量大了就有可能導致設計的偏差，人為誤差造成各種偏差。在現代水泥機械設計中，采用先進的信息技術和最新的設計方法，以結合傳統的設計理念和方法為前提，有效的保證了機械設計的整體質量，并且提升了工作效率。現代水泥機械設計依靠信息技術的強大功能，將繁瑣復雜的計算過程精簡，可以快速獲取數據和信息，采用計算機技術可以提高計算速度，提高計算精度，大大提高設計效率。現代水泥機械設計采用先進的設備，但其投入相對穩定，可以降低人工成本，保證設計的效率和質量，降低不合格率，解決人工設計的依賴性問題，可以有效地降低成本。

2 水泥機械設備參數原理及應用技術

結構設計是機械設計過程中的重要內容，結構設計的科學合理性嚴重影響使用性能和效果。機械結構的參數主要包含零件的尺寸大小、具體形狀以及部件的連接方式。在確定結構參數時，為了進行最佳形狀設計，必須根據實際情況確定最佳尺寸。同時，要注意連接的合理性，避免結構不科學導致成本和難度的增加，在滿足生產需求的前提下，盡可能提高設備的運行效果，兼顧經濟效益。工作參數除了所有部件的參數，還包括設備在運作時的生產力和功率。在選擇每個部件的運行參數時，必須根據生產需要，提高設備的可用性，在最大限度地滿足生產要求的同時，堅持提高生產力和設備效率的原則，以減少能源消耗，實現節約資源的目標。針對機械設計的整體性，結合美學與環境保護需要、結合人機工程設計理念，解決水泥機械噪聲大的問題，在設計過程中采取消音設計措施，減少噪聲污染。

3 水泥機械設計的實例

滑坡模式攤鋪機是高檔水泥路面的重要施工設備。攤鋪機產品的設計主要是變形設計和自適應設計。為協助水泥產品的高速設計，以通用CAD 軟件為基礎建立攤鋪機產品高速設計平臺“攤鋪機產品實例庫”和“設計知識庫”以及“標準產品庫”。建立水泥攤鋪機分層示例的基礎結構。水泥攤鋪機產品變形自適應設計的基本流程是確定用戶要求的產品的性能程序以及整個部件的整體設計，目的是制作仿真工藝圖、實例庫、通用零件目錄庫、標準零件庫、通過知識庫等方式支持變形的產品設計。以新型攤鋪機的設計為例，設計過程如下：①用戶對水泥攤鋪機產品的個性化需求包括：最大攤鋪機寬度、發動機牌照、液壓裝置等方面的特殊需求較多。根據市場和用戶需求確定新產品的性能程序；②根據用戶的需要，搜索現有產品的功能和原理方案的設計知識庫，參照競爭對手的產品，決定所有主要部件的性能方案，設計所有零部件；③根據機器及其組件的整體設計要求，搜索現有的產品實例庫，重新利用現有的實例，修改或重新設計現有的實例。如果用戶請求攤鋪機寬度，則查找實例庫，并且如果需要找到最接近實例的攤鋪機寬度來改進設計，需要改進的主要部分是工作裝置、刮板寬度的擴大、底盤寬度的擴大、液壓裝置、功率的提高、流量的增加等；其他部分如步行系統、升降塔等可以直接重用；④整體仿真。零件、機器組裝、靜態、動態干擾檢查可為今后的設計提供參考；⑤快速制圖。通過攤鋪機產品快速設計系統，可以使攤鋪機產品的設計效率提高1 倍左右。它可以大大縮短產品開發時間，提高公司快速的市場應對能力，同時，它能有效地提高產品質量，降低產品成本，提高機械設計開發能力和信息化水平。

4 現代水泥機械設計技術的創新發展

為了降低成本和提高設計效率，必須在提高產品質量和生產能力的基礎上降低成本并加強成本計算。為了提高設計過程的效率，在保證產品質量和功能的基礎上，積極采用創新技術，提高企業市場競爭的綜合能力，并根據CAD 系統進行設計、優化和改進，在保持產品零件原始狀態的同時實現重新設計。關于創新材料的應用，中國2025 中指出：“制造業是國民經濟的主體，是國家的基礎，是國家建設的工具，是大國的基礎。沒有強大的制造業，就沒有強大的國家和民族。建設具有國際競爭力的制造業，是中國維護國家安全、建設世界強國的必經之路。”材料是機械制造業的基礎。在水泥機械設計中，了解和掌握國內外新材料是十分必要的。延性鑄鐵目前在國內外廣泛應用于鑄造材料中。用延性鑄鐵代替鑄鋼不僅可以降低生產成本，而且可以很容易地制造出大批量生產的高質量鑄件，使工期穩定。石墨具有潤滑作用，耐磨性強，能延長砂輪等鑄件的壽命。

5 現代水泥機械設計技術

現代水泥機械設計技術以綠色設計為理念，包含3 方面內容：①在設計的過程中，需要用到環保節能的材料，高度提升設備的環保性能，最大程度的減少資源消耗，把材料循環利用起來可以提高利用率，不僅減少了垃圾的產量，還有效的提升了設備的工作性能，提高了設備的工作效率；②在硬件配置中,控制系統硬件字段為1/0，電源室字段為1/0 模塊，利用短距離光纖實現電源室模塊與中央控制室之間的數據交換。例如制造商提供的液壓裝置、破碎機警報系統等設備不受主CPU 的控制，但變速器系統的啟動、風量控制、頭板旋轉數等外部控制環是PCS7 的主程序。此外，冷卻機系統并不是一個孤立的機體，它涉及許多因素，包括廢氣的狀況。現代水泥的設計理念包括節約成本和提升設備的工作效率。在此基礎上對新產品進行研究和開發；③為了提升設備的整體性能，需要考慮整體的性價比，保證質量過關的同時節約成本；④設計效率的提高離不開技術性能的創新。

6 水泥機械設備常見故障分析

水泥機械中最常見的軸承是滾動軸承和滑動軸承，滑動軸承的故障與其潤滑機理密切相關，滾動軸承的故障和磨損程度相關，造成磨損的主要原因是有異物進入到軸承中。如果軸承在荷載作用下運動，軸承會有較大磨損，一旦發現軸承磨損引發了設備故障需要立即處理解決。如果軸承出現發熱現象，需要立即暫停運轉，針對發熱的具體狀況實時記錄，快速找到發熱的根本原因，從而制定解決方案。如果軸承潤滑不好會造成燒瓦，一旦出現這種現象，需要重新削瓦。與滑動軸承相比，滾動軸承具有更高的工作效率，因為滾動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，導致軸承失效。

在惡劣的工作環境中，水泥機械設備容易出現故障，尤其在高溫環境中運行，設備會出現較大的振動，設備負荷較大，工作時間較長，破壞水泥機械設備的潤滑，會增加設備磨損，從而降低設備的工作效率。此外，水泥機械設備種類繁多，設備結構也存在一定差異。各種結構的設備在不同環境下運行，設備的潤滑系統維修亦相當不同，因此不可能以相同的標準對不同類型的設備進行潤滑維修，從而難以達到系統的潤滑目的。此外，由于水泥的生產與其他產品相比具有特殊性，往往無法進行潤滑和維修，這是造成故障的原因之一，也給水泥的安全生產造成了障礙。

7 結束語

水泥機械設計新技術能夠有效地提升水泥機械設計的整體質量，確保在市場中占據有利地位，科技的發展帶動了經濟水平的提高，水泥機械產品的需求也在逐漸增多，為了最大化的滿足人們的需求，必須不斷優化和創新水泥機械產品的設計，有效地提高產品的市場競爭力和生存能力，促進企業未來的健康發展。