攪拌混合設(shè)備在食品工程、化學(xué)工程、生物工程等行業(yè)中使用非常普遍,它們對工藝效果、產(chǎn)品質(zhì)量有著重要影響。隨著生產(chǎn)工藝的逐步完善和成熟,攪拌混合設(shè)備的工藝參數(shù)、結(jié)構(gòu)型式等趨于穩(wěn)定,特別是在工藝操作條件相同僅處理量不同的情況下,這類設(shè)備往往只是外形尺寸、容積、功率大小的差別,設(shè)備的裝配結(jié)構(gòu)、零部件數(shù)量及種類基本相同。這就為攪拌混合設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和模塊化設(shè)計提供了必要條件。本文簡單介紹一下攪拌混合設(shè)備三維參數(shù)化 CAD 系統(tǒng)的研制情況。
(1) 單元操作模型的確立和完善
對攪拌混合設(shè)備在整個工藝流程中所起作用做定性分析,并建立起該設(shè)備的數(shù)學(xué)模型。
(2) 設(shè)備裝配結(jié)構(gòu)的確立和完善
設(shè)備的工藝用途確定后,就可對設(shè)備的裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行確定和完善。常見的攪拌混合設(shè)備一般包含有如下部件:筒體、封頭、傳動裝置、攪拌裝置、軸封裝置、接管、附件(手孔、人孔、視鏡等)。
攪拌混合設(shè)備的具體設(shè)計大致包含工藝計算、設(shè)備設(shè)計和工程繪圖 3 個階段。如下圖:
在具體的設(shè)計過程中,往往已經(jīng)積累了大量的圖紙資料,因此,除了整理完善相關(guān)工藝數(shù)學(xué)模型和力學(xué)模型外,系統(tǒng)還要構(gòu)建實例圖形數(shù)據(jù)庫。實例圖形數(shù)據(jù)庫及相關(guān)功能模塊相當(dāng)于一個內(nèi)置的 PDM 系統(tǒng),同一工況下已有的圖紙不必再重新生成,甚至不必重新設(shè)計,直接通過有關(guān)接口檢索并調(diào)用即可,而全新設(shè)計的設(shè)備也可通過該數(shù)據(jù)庫調(diào)用諸如電機(jī)、減速機(jī)、攪拌槳葉、機(jī)架、聯(lián)軸器、密封件、法蘭等標(biāo)準(zhǔn)圖形,實現(xiàn)了設(shè)備的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計,完成的圖紙又能作為新實例添加到實例設(shè)備數(shù)據(jù)庫中,充分利用設(shè)計成果,避免了多次重復(fù)設(shè)計。
實例圖形數(shù)據(jù)庫既包含了可以直接調(diào)用的成熟設(shè)備圖紙,還包含有參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)圖形庫,并和相關(guān) CAD 系統(tǒng)自身的圖庫如資源中心等有機(jī)結(jié)合。參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)圖形庫是基于三維 CAD 系統(tǒng)創(chuàng)建的。這種參數(shù)化的三維圖庫可以做到“一次創(chuàng)建、常久使用”,而在其基礎(chǔ)上創(chuàng)建、
生成的三維零件模型或裝配體,又可以在 CAD系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行初步的有限元分析或動力學(xué)分析,必要時也可輸出到 ANSYS 進(jìn)行更深入的分析。