面向制造和装配的食品机械设计相关探讨

王军

摘 要：食品资源都需要进行加工、保鲜以及贮藏，每一个环节都需要用到食品机械。食品机械的质量好坏对我国食品的产量和质量影响巨大。近年来，经济的快速发展，使得对机械的需求大大增加。人们生活水平提高，对食品的要求越来越多样化，我国食品机械行业也有了很大的进步。但是我国的食品机械生产设计技术不太成熟，设计出的食品机械仅仅能够满足功能上的要求，无法从整体角度考虑问题。这不仅造成我国食品机械零部件的生产成本比较高，安装过程比较复杂，而且后续的维修也比较麻烦。因此，我国有必要加大这一方面研究的投入。文章对我国食品机械技术现状进行了分析，认为面向制造与装配的食品机械设计这一方法可以解决我国当前的问题。

关键词：机械设计；面向制造的设计；面向装配的设计

引言

我国食品资源产量非常大，但是食品加工机械产量和质量却无法满足生产的要求。我国每年都有许多食品资源不能按时进行加工、贮藏、保鲜，造成了大量的浪费。食品资源在经过初步加工后需要进行深加工，这一方面的食品机械更加缺乏。这些客观情况给食品机械行业提供了广阔的市场需求，这可以很大程度的加速这一行业的发展。另外，随着人们生活水平的提高，视频的需求也走向个性化，食品机械需要不断调整，快速跟上人们的需求。人们生活节奏在加快，食品机械的设计制造过程也要缩短，在保证质量的前提下，用最短的时间研发出来，才能取得更大的利润。交货期短，这就要求食品加工机械涉及公司的开发周期要短，并且能够快速投入使用。售后服务好，就要求厂家要定期对设备进行维护，在设备出现故障发生时，厂家可以及时派维修人员进行维修，以最大限度减小因设备故障引起的损失。我国机械领域的技术相比发达国家，要落后很多，在食品机械方面更是如此，远远不能满足食品生产的需求。我国食品机械在设计思想和设计方法上都比较落后，需要向发达国家学习，并且自己要找出适合自己的路子。

1 食品机械设计概述

在我国，食品机械产品市场竞争激烈，在保证质量的前提下，谁的价格低，谁才能赢得市场。好的产品不仅可以实现相应的功能，而且安装起来也比较方便，后续故障率比较低。食品机械的开发设计难度比较大，所以费用比较高，其中设计费可以占到将近80%的比例。优秀的设计能够有效减少零件数量，降低装配成本。成本需要不断的更新换代，差的产品，更新比较麻烦，但是好的产品，这一过程很容易就完成。随着人们生活水平的提高，对产品的需求越来越独特，这就要求食品加工机械要跟上时代的步伐，满足市场的需求。我国当前情况，食品机械市场潜力巨大，有必要投入大量人力物力去进行研制。从变设计思路与方法出发，对这一领域进行彻底的改革，从根本上解决我国技术落后的问题。

2 面向制造和装配的食品机械设计分析

2.1 设计思路

在机械产品开发的全过程要体现并行工程思想，在机械设计制造领域中，并行工程设计思想的具体体现为DFMA，其意思是面向制造与装配的设计。因此，在食品机械设计开发开发人员在开始设计时，就要充分考虑产品投入使用后将面临的问题，并且在按时完成任务的同时尽可能降低各方面的费用。通常而言，DFMA主要包括：面向制造的设计和面向装配的设计。食品机械设计分为多个阶段，在初始阶段或者说概念设计阶段，需要考虑的主要问题就是食品机械产品的可行性，也就是说判断该产品有没有可能制造出来。而在具体设计食品机械产品时，就需要综合考虑各个零部件，所用零部件尽可能使用市场上现有的，并且还要考虑零部件的装配问题。通过对零部件的优化可以提高零部件的装配效率，在满足食品机械产品基本功能的前提下，尽可能减少装配所用的零部件的数量与种类，这可以降低零部件装配过程的成本和零部件生产成本，从而降低食品机械产品的设计成本。与传统的食品机械设计思想相比，采用面向制造与面向对象的食品机械设计思路，不仅可以通过减少零部件使用的数量达到有效地缩减装配时间的目的，而且能够全面降低食品机械产品的开发周期，使新的产品能够迅速地投产使用。除此之外，新的产品还可以提高效率，进而降低了开发成本与生产人员的劳动强度。面向制造与装配的食品机械设计要求在设计过程中遵循以下原则：

（1）对产品分模块设计。（2）选用零部件时，尽量使用现有的，实在没有的要考虑加工难度问题，并且零部件要便于装配。（3）降低产品的故障率，在出现问题时，可以快速维修。（4）在保证满足要求的前提下，尽量使用简单的设计方法。（5）设计的产品装配过程要尽可能的简化，尽量运用经常运用的结构。（6）尽可能精简产品，在保证功能的情况下，将无用的部分去掉，并且要考虑产品可靠性。

2.2 实际设计分析

通常而言，一台小型食品机械至少都由上百个零部件组成，结构比较复杂。传统的食品机械设计方法一般考虑的比较少，虽然在功能上没有任何问题，但是设计的产品在成本河北后续成本上都比较高。就如该案例中运用传统食品机械设计方法设计的一小型的液体自动包装机，在其设计过程中，主要运用活塞运动控制机构（如图1所示）实现对该装置进行定量间歇中的精确供料。图1中，1-17则分别为该活塞运动控制机构的各零部件：拨叉、轴套、支承座、轴、螺母（5、6、12）、偏心滑块、平垫圈（8、9、13）、螺栓、挡板、销轴、开口销、连杆以及偏心倒槽等。

3 结束语

面向制造和装配的设计思想从产品的整体出发考虑问题，结合产品零部件的设计和安装，并且还要考虑到产品的后续问题，可以大大提高产品的性能。该方法运用先进的科学技术和生产工艺，开发效率高，开发出的产品故障间隔时间较长，在出现故障时，可以大大缩短故障修复时间。应用DFMA设计思想和方法時，设计人员会综合各方面的信息，对各个阶段都进行优化处理，确保产品的质量。经济快速发展的今天，在食品机械行业中，新的产品需要不断地研制出来，旧的产品需要更新换代。研发公司需要在实践中积累经验，不断推出新的产品，以更好地满足客观需要。

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