浅谈三维制图对制糖生产的促进作用

覃 甲

（广西糖业集团星星制糖有限公司，广西 北海 536000）

1 前言

在现代工业生产中，各种设备的制作改进离不开机械制图，当然在制糖行业内也是如此，在制糖行业工作过的人都知道，每年的检修期都有各种各样的设备需要修复和改进，如果只是设备修复，普通的二维制图基本上可以满足设备修复的需要。但是如果要改进设备，二维制图相比较于三维制图就有明显的劣势，一般生产一线的管理者和工人较难通过二维图纸在脑海里想象出立体模型，学习过机械制图专业的人员较易凭空想象出来。如果糖厂技术人员有能力制作出三维图形，那么糖厂一线的生产管理者和工人就能很容易的理解图纸所要表达的意图，从而提高工作效率。

2 三维制图对制糖设备改进的促进作用

三维机械制图是指运用三维制图软件，使用一定的制图方法，根据机械产品实际的尺寸，在制图软件中进行三维机械产品数字化。机械制图设计的内容是几何图形学，它是二维图形的延伸和应用，在机械设计制造及自动化中有着极其重要的作用。

下面根据糖厂工作实际情况，举例说明三维设计对制糖设备改进的促进作用。

2.1 三维制图的运动仿真对撕解机排刀进行改进的实例

图1是目前大部分糖厂压榨车间使用的撕解机排刀的二维平面图，撕解机的排刀对压榨车间生产的平衡影响很大，如果撕解机的排刀出现问题，不仅仅影响甘蔗的破碎效果，还极大的影响用电的平衡。因为每年甘蔗品种都有变化，甘蔗的纤维分不同，需要的破碎度就不同，所以每年压榨车间都会根据甘蔗的实际情况对撕解机进行重新排刀。

然而从图1中只能看到排刀的数据，很难从图中看出排刀的合理性。设计者只是通过理论进行设计，较难看出是否出现重砍、漏砍及走偏的现象，而重砍、漏砍及走偏对撕解机的过蔗跟破碎影响最大。

如果采用三维模型进行排刀，如图2所示，有了这个模型后，可以利用电脑软件实现这个撕解机模型的运动仿真，这个模型可以按照设计的排刀数据跟设定速度进行运动仿真。在设计排刀时，就可以通过实际的观察来评判刀鼓在慢速旋转的过程中是否出现重砍、漏砍及走偏的现象，但是在实际生产中，由于撕解机电机的转速超过了700转/分钟，这样快的转速肉眼是难以判断的。

使用三维立体建模的方式对撕解机进行排刀后，糖厂撕解机电流比较稳定，破碎效果也较理想。

图1 糖厂压榨车间撕解机排刀的二维平面图

图2 糖厂压榨车间撕解机排刀的三维立体图

2.2 三维制图对连续沉淀池进行改进的实例

图3为连续沉淀池的二维平面图，比较抽象。连续沉淀池的三维立体图模型是根据实物实际尺寸比例绘制的，较二维平面图直观，如图4和图5所示。通过图3、图4和图5这三张图片的对比可以看出，通过建模可以真实的在电脑上还原出设备的特征，还可以利用软件对设备的某个部件进行隐藏或者透视处理，使观察者可以轻松快速地了解设备的构造情况。在过去只能通过观察实物并结合CAD图纸才能了解设备的具体情况，甚至有些部位只能通过空间想象来理解设计者的想法。同时这也需要观察者有很强的空间想象能力，若对设计者的意图理解错误，也就是说没有能正确了解设备的结构特点，这对在设备的操作和使用过程中是极其不利的。

图3 连续沉淀池的二维平面图

图4 连续沉淀池三维图

图5 连续沉淀池三维透视图

广西糖业集团星星制糖有限公司在2019/2020年榨季中改进了连续沉淀池，图4和图5就是利用三维建模，通过利用电脑投影，可以清楚的看到沉淀池各个构造的情况，从而更有针对性地提出改进方案。改造后沉淀池在2019/2020年榨季中使用情况理想，基本没有出现放浊汁现象，工艺指标较为稳定，清汁质量比上一个榨季有明显的好转。由此可以看出，立体电脑模型在实际的生产中是有作用的，能更加直观的了解设备，从而更好的操作和使用设备，保障工艺指标的完成情况。

图6 制糖蒸发系统的二维平面图

2.3 三维制图对制糖蒸发系统进行改进的实例

图6是制糖蒸发系统汁汽管路布置的二维平面图。这张二维图如果观察者没有较强的空间想象能力较难想象出管路和设备的空间布置情况，而且设备的改进思路又很难在图纸上体现出来。现场的蒸发罐高有八米到九米，直径差不多四米，管路和建筑物的横梁立柱错综复杂，而且蒸发罐与管路都包有保温层，有的保温层里还有几条管路是一起包起来保温的，不是非常了解蒸发系统是较难正确辨认的。

如果在二维平面图的基础上再看三维立体的图7，它是蒸发系统汁汽管路布置三维立体图，利用二维的平面图6以一比一的比例绘制的三维图。有了这个立体图以后，能够清楚的了解整个蒸发系统情况，就可以站在整体的角度去分析蒸发系统的现状，并且能够结合多年的生产经验提出更好的改进建议，根据改进的建议，又可以利用三维软件在电脑上进行修改，再多次继续思考和修改，直到满意为止。有了这个最终改进方案的立体图后，又可以得出需要改进的构件部位的用料情况，即哪个位置需要更换管路，换多大的管，多少米以及哪里需要增加阀门等等，管材的物资计划可以精确到1分米和1公斤，大大降低了物资成本，同时也降低了员工的工作量，缩短了工期，达到用最少的钱做大的改进的最佳效果。

图7是改进后的制糖蒸发系统操作工艺流程的三维立体图。有了这张图后，在现场操作时就能清楚的知道，什么时候该开或者关哪个阀门，在蒸发系统出现波动的时候，一般可以从这个流程图就能很快的找出问题所在，从而以最短的时间处理问题。还可以把这张图悬挂在生产现场，在开榨前利用这张图对蒸发工段员工进行培训，让每一名员工都能真正的了解生产流程。

图7 制糖蒸发系统的工艺流程三维立体图

3 结束语

三维制图立体模型因为其直观、清晰的特点，应用在糖厂设备技术改造中可以大大减少员工识图的时间，并且对员工知识水平的要求不高，可以根据三维立体建模图提出更好的改进建议，给新进员工进行岗前培训，让其能更好的更快的了解生产流程，更快掌握生产操作。三维制图模型也是一种比较贴合生产的构思工具，它还可以在模型上任意试验，这是在实物上所不允许的，因此可以促使设计人员不怕失败，勇于创新，为糖厂设备的技术改进发挥最大的促进作用。