淺談三維制圖對制糖生產的促進作用

覃 甲

（廣西糖業集團星星制糖有限公司，廣西 北海 536000）

1 前言

在現代工業生產中，各種設備的制作改進離不開機械制圖，當然在制糖行業內也是如此，在制糖行業工作過的人都知道，每年的檢修期都有各種各樣的設備需要修復和改進，如果只是設備修復，普通的二維制圖基本上可以滿足設備修復的需要。但是如果要改進設備，二維制圖相比較于三維制圖就有明顯的劣勢，一般生產一線的管理者和工人較難通過二維圖紙在腦海里想象出立體模型，學習過機械制圖專業的人員較易憑空想象出來。如果糖廠技術人員有能力制作出三維圖形，那么糖廠一線的生產管理者和工人就能很容易的理解圖紙所要表達的意圖，從而提高工作效率。

2 三維制圖對制糖設備改進的促進作用

三維機械制圖是指運用三維制圖軟件，使用一定的制圖方法，根據機械產品實際的尺寸，在制圖軟件中進行三維機械產品數字化。機械制圖設計的內容是幾何圖形學，它是二維圖形的延伸和應用，在機械設計制造及自動化中有著極其重要的作用。

下面根據糖廠工作實際情況，舉例說明三維設計對制糖設備改進的促進作用。

2.1 三維制圖的運動仿真對撕解機排刀進行改進的實例

圖1是目前大部分糖廠壓榨車間使用的撕解機排刀的二維平面圖，撕解機的排刀對壓榨車間生產的平衡影響很大，如果撕解機的排刀出現問題，不僅僅影響甘蔗的破碎效果，還極大的影響用電的平衡。因為每年甘蔗品種都有變化，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根據甘蔗的實際情況對撕解機進行重新排刀。

然而從圖1中只能看到排刀的數據，很難從圖中看出排刀的合理性。設計者只是通過理論進行設計，較難看出是否出現重砍、漏砍及走偏的現象，而重砍、漏砍及走偏對撕解機的過蔗跟破碎影響最大。

如果采用三維模型進行排刀，如圖2所示，有了這個模型后，可以利用電腦軟件實現這個撕解機模型的運動仿真，這個模型可以按照設計的排刀數據跟設定速度進行運動仿真。在設計排刀時，就可以通過實際的觀察來評判刀鼓在慢速旋轉的過程中是否出現重砍、漏砍及走偏的現象，但是在實際生產中，由于撕解機電機的轉速超過了700轉/分鐘，這樣快的轉速肉眼是難以判斷的。

使用三維立體建模的方式對撕解機進行排刀后，糖廠撕解機電流比較穩定，破碎效果也較理想。

圖1 糖廠壓榨車間撕解機排刀的二維平面圖

圖2 糖廠壓榨車間撕解機排刀的三維立體圖

2.2 三維制圖對連續沉淀池進行改進的實例

圖3為連續沉淀池的二維平面圖，比較抽象。連續沉淀池的三維立體圖模型是根據實物實際尺寸比例繪制的，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這三張圖片的對比可以看出，通過建模可以真實的在電腦上還原出設備的特征，還可以利用軟件對設備的某個部件進行隱藏或者透視處理，使觀察者可以輕松快速地了解設備的構造情況。在過去只能通過觀察實物并結合CAD圖紙才能了解設備的具體情況，甚至有些部位只能通過空間想象來理解設計者的想法。同時這也需要觀察者有很強的空間想象能力，若對設計者的意圖理解錯誤，也就是說沒有能正確了解設備的結構特點，這對在設備的操作和使用過程中是極其不利的。

圖3 連續沉淀池的二維平面圖

圖4 連續沉淀池三維圖

圖5 連續沉淀池三維透視圖

廣西糖業集團星星制糖有限公司在2019/2020年榨季中改進了連續沉淀池，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構造的情況，從而更有針對性地提出改進方案。改造后沉淀池在2019/2020年榨季中使用情況理想，基本沒有出現放濁汁現象，工藝指標較為穩定，清汁質量比上一個榨季有明顯的好轉。由此可以看出，立體電腦模型在實際的生產中是有作用的，能更加直觀的了解設備，從而更好的操作和使用設備，保障工藝指標的完成情況。

圖6 制糖蒸發系統的二維平面圖

2.3 三維制圖對制糖蒸發系統進行改進的實例

圖6是制糖蒸發系統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的空間想象能力較難想象出管路和設備的空間布置情況，而且設備的改進思路又很難在圖紙上體現出來。現場的蒸發罐高有八米到九米，直徑差不多四米，管路和建筑物的橫梁立柱錯綜復雜，而且蒸發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，不是非常了解蒸發系統是較難正確辨認的。

如果在二維平面圖的基礎上再看三維立體的圖7，它是蒸發系統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。有了這個立體圖以后，能夠清楚的了解整個蒸發系統情況，就可以站在整體的角度去分析蒸發系統的現狀，并且能夠結合多年的生產經驗提出更好的改進建議，根據改進的建議，又可以利用三維軟件在電腦上進行修改，再多次繼續思考和修改，直到滿意為止。有了這個最終改進方案的立體圖后，又可以得出需要改進的構件部位的用料情況，即哪個位置需要更換管路，換多大的管，多少米以及哪里需要增加閥門等等，管材的物資計劃可以精確到1分米和1公斤，大大降低了物資成本，同時也降低了員工的工作量，縮短了工期，達到用最少的錢做大的改進的最佳效果。

圖7是改進后的制糖蒸發系統操作工藝流程的三維立體圖。有了這張圖后，在現場操作時就能清楚的知道，什么時候該開或者關哪個閥門，在蒸發系統出現波動的時候，一般可以從這個流程圖就能很快的找出問題所在，從而以最短的時間處理問題。還可以把這張圖懸掛在生產現場，在開榨前利用這張圖對蒸發工段員工進行培訓，讓每一名員工都能真正的了解生產流程。

圖7 制糖蒸發系統的工藝流程三維立體圖

3 結束語

三維制圖立體模型因為其直觀、清晰的特點，應用在糖廠設備技術改造中可以大大減少員工識圖的時間，并且對員工知識水平的要求不高，可以根據三維立體建模圖提出更好的改進建議，給新進員工進行崗前培訓，讓其能更好的更快的了解生產流程，更快掌握生產操作。三維制圖模型也是一種比較貼合生產的構思工具，它還可以在模型上任意試驗，這是在實物上所不允許的，因此可以促使設計人員不怕失敗，勇于創新，為糖廠設備的技術改進發揮最大的促進作用。