वैक्यूम एक्सट्रूडर के अनुकूलन डिजाइन और प्रदर्शन में सुधार पर अनुसंधान
दो-चरण वैक्यूम एक्सट्रूडर के संरचनात्मक सुधार के इंजीनियरिंग अभ्यास के आधार पर
आग लगी ईंटों की उत्पादन लाइन में, मिट्टी से आग लगी ईंटों का वैक्यूम एक्सट्रूडर मुख्य आकार देने वाला उपकरण है जो हरे ईंटों की गुणवत्ता और उत्पादन दक्षता को निर्धारित करता है।ईंट और टाइल उद्योग की उत्पाद गुणवत्ता की बढ़ती मांगों के साथवैक्यूम एक्सट्रूडरों की संरचनात्मक अनुकूलन और तकनीकी उन्नयन विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो गए हैं।
विभिन्न वैक्यूम एक्सट्रूडर उपकरणों का शोध और विश्लेषण करके जो घरेलू और अंतरराष्ट्रीय स्तर पर विकसित किए गए हैं और विभिन्न विनिर्माण उद्यमों के उन्नत तकनीकी अनुभव को जोड़कर,उपकरण के प्रदर्शन को सुनिश्चित करते हुए प्रमुख संरचनाओं का व्यवस्थित अनुकूलन डिजाइन किया जाता हैतकनीकी रूप से परिपक्व और आर्थिक रूप से उचित सहायक घटकों का चयन करके, उपकरण की कार्यक्षमता में वृद्धि की जाती है जबकि प्रभावी रूप से विनिर्माण लागत को कम किया जाता है।इस प्रकार उपकरण प्रदर्शन और अर्थव्यवस्था दोनों में व्यापक सुधार प्राप्त करना.
I. प्रमुख घटकों का अनुकूलन डिजाइन
1.1 ऑगर शाफ्ट (मुख्य शाफ्ट) संरचना अनुकूलन
ऑगर शाफ्ट वैक्यूम एक्सट्रूडर का मुख्य ट्रांसमिशन घटक है। इसका मुख्य कार्य शक्ति प्रसारित करना और मिट्टी के मिश्रण को आगे बढ़ाना है,जबकि एक ही समय में महत्वपूर्ण टोक़ और अक्षीय दबाव ले जानेइसलिए, ऑगर शाफ्ट का संरचनात्मक डिजाइन सीधे मशीन की समग्र स्थिरता और विश्वसनीयता को प्रभावित करता है।
मूल वैक्यूम एक्सट्रूडर संरचना में, असर स्थितियों पर ऑगर शाफ्ट का व्यास Φ170 मिमी था और इसमें समर्थन के लिए तीन बीयरिंग (एक थ्रस्ट बीयरिंग सहित) का उपयोग किया गया था।वास्तविक संचालन के दौरानइस संरचना में निम्नलिखित समस्याएं थीं:
• सामने और पीछे के बीयरिंगों के बीच अपेक्षाकृत छोटी केंद्र दूरी
• आवर शाफ्ट का अपेक्षाकृत लंबा कंटिलीवर खंड
• संचालन के दौरान शाफ्ट का महत्वपूर्ण विचलन
इस संरचना ने ऑपरेशन के दौरान एक्सट्रूडर के सिर के ध्यान देने योग्य कंपन का कारण बना (आम तौर पर "हेड शेकिंग" घटना के रूप में जाना जाता है) ।अत्यधिक या लंबे समय तक हिलाने से न केवल उपकरण की परिचालन स्थिरता प्रभावित होती है बल्कि घटक क्षति और यहां तक कि उत्पादन बंद होने का कारण बन सकती है.
यांत्रिक सिद्धांत विश्लेषण के अनुसार:
यह मान लें कि ऑगर शाफ्ट के सामने असर केंद्र से ऑगर के सामने के अंत तक की दूरी L1 है
आगे और पीछे के बीयरिंग के बीच केंद्र दूरी मान लें L2 है
जब निम्नलिखित शर्त पूरी हो:
L2 / L1 ≥ 07
ऑगर शाफ्ट अच्छी परिचालन स्थिरता बनाए रख सकता है।
मूल उपकरण संरचना मेंः
L2 / L1 = 1040 / 1950 = 0.533
यह उचित डिजाइन सीमा से काफी नीचे है, जिससे संरचनात्मक डिजाइन की कमी का संकेत मिलता है।
1.2 संरचनात्मक सुधार योजना
अनुकूलन डिजाइन प्रक्रिया के दौरान, एक अधिक तर्कसंगत ऑगर शाफ्ट विन्यास प्राप्त करने के लिए कुंजी ट्रांसमिशन संरचना को समायोजित किया गया था।
मुख्य उपायों में निम्नलिखित शामिल हैंः
• मूल रेडियल न्यूमेटिक क्लच को अक्षीय न्यूमेटिक क्लच में बदलना
• क्लच के अक्षीय स्थापना आयामों को कम करना
• बीजर शाफ्ट को पीछे की ओर ले जाना
उपरोक्त अनुकूलन के माध्यम सेः
सामने और पीछे के बीयरिंगों के बीच मध्य दूरी लगभग 400 मिमी बढ़ गई।
नई संरचना के तहत:
L2 / L1 = (1040 + 400) / 1950 = 0.74
यह अनुपात अब स्थिर संचालन की आवश्यकताओं को पूरा करता है, जिससे ऑगर शाफ्ट अधिक सुचारू और विश्वसनीय रूप से चलता है।
बढ़ी हुई संरचनात्मक कठोरता के कारण, ऑगर शाफ्ट के व्यास को भी तदनुसार अनुकूलित किया जा सकता हैः
मूल अधिकतम शाफ्ट व्यास: Φ185 मिमी
अनुकूलित असर अनुभाग व्यासः Φ150 मिमी
शाफ्ट का अधिकतम व्यासः Φ160 मिमी
संरचनात्मक अनुकूलन के बादः
• शाफ्ट का वजन काफी कम हो जाता है
• यांत्रिक संरचना अधिक तर्कसंगत है
• विनिर्माण में कठिनाई कम हो जाती है
साथ ही, बीयरिंगों और संबंधित घटकों के आयामों को भी कम किया गया, जिससे पूरी ऑगर शाफ्ट प्रणाली अधिक कॉम्पैक्ट हो गई।
II. वायवीय क्लच प्रणाली का अनुकूलन
मूल उपकरण डिजाइन में, बिजली कनेक्शन उपकरण के रूप में एक रेडियल वायवीय क्लच का उपयोग किया गया था। इस संरचना में निम्नलिखित नुकसान थे:
• जटिल संरचना
• बड़े पदचिह्न
• स्थापित करने और चालू करने के लिए उच्च आवश्यकताएं
• उपकरण के संरेखण की सटीकता के लिए सख्त आवश्यकताएं
रेडियल न्यूमेटिक क्लच को एक युग्मन के माध्यम से रिड्यूसर के साथ सटीक संरेखण की आवश्यकता थी और अतिरिक्त समर्थन संरचनाओं की आवश्यकता थी, जिससे स्थापना और रखरखाव अधिक जटिल हो गया।
अनुकूलन डिजाइन में, सभी रेडियल क्लचों को अक्षीय वायवीय क्लचों से बदल दिया गया, जो सीधे रेड्यूसर के उच्च गति वाले शाफ्ट पर स्थापित किए गए थे।
इस संरचना के निम्नलिखित लाभ हैंः
• अधिक कॉम्पैक्ट संरचना
• स्थापना की सटीकता सुनिश्चित करना आसान है
• अधिक सुविधाजनक कमीशन और रखरखाव
• उपकरण के वजन में काफी कमी
• संपीड़ित वायु प्रणाली के लिए कम आवश्यकताएं
इस सुधार के द्वारा न केवल उपकरण की परिचालन विश्वसनीयता में वृद्धि हुई, बल्कि समग्र ट्रांसमिशन संरचना भी सरल हो गई।
III. उपकरण उत्पादन क्षमता में वृद्धि
मूल दो-चरण वैक्यूम एक्सट्रूडर को व्यावहारिक उपयोग में अपेक्षाकृत कम उत्पादन का सामना करना पड़ा। तकनीकी विश्लेषण में निम्नलिखित मुख्य कारणों की पहचान की गई हैः
• ऊपरी चरण से अपर्याप्त भोजन क्षमता
• कॉपर गुहा में अत्यधिक संपीड़न अनुपात
• ऊपरी चरण में अपेक्षाकृत कम परिवहन गति
मूल उपकरण के कॉपर खोखले के संपीड़न अनुपातः
λ = 26
यह मान डिजाइन अनुमत सीमा की ऊपरी सीमा के करीब था।
सामान्यतः उचित सीमा निम्न है:
λ = 2.0 2।6
अत्यधिक बड़े कॉपर से मिट्टी के मिश्रण की ढोने की गति कम हो जाती है, जिससे प्रति यूनिट समय वैक्यूम कक्ष में प्रवेश करने वाली सामग्री की मात्रा कम हो जाती है, जिससे समग्र मशीन आउटपुट सीमित हो जाता है।
अनुकूलन डिजाइन में, आंतरिक और बाहरी कॉपर आस्तीन के संरचनात्मक आयामों को समायोजित करके, संपीड़न अनुपात को निम्नानुसार अनुकूलित किया गया था:
λ = 23
इसके अलावा, अक्षीय क्लच के साथ प्रतिस्थापन के कारण, ऊपरी चरण की घूर्णन गति को उचित रूप से बढ़ाया गया, जिससे मिट्टी के परिवहन क्षमता में काफी वृद्धि हुई।
अनुकूलन के बादः
वैक्यूम कक्ष में प्रवेश करने वाले मिट्टी के मिश्रण की मात्रा प्रति यूनिट समय में लगभग 22% बढ़ी।
नए दो-चरण वाले वैक्यूम एक्सट्रूडर की उत्पादन क्षमता मूल मॉडल की तुलना में लगभग 25% बढ़ी।
IV. संरचनात्मक हल्के वजन और विनिर्माण अनुकूलन
समग्र उपकरण अनुकूलन प्रक्रिया के दौरान, विनिर्माण दक्षता और संरचनात्मक तर्कसंगतता को बढ़ाने के लिए कई संरचनात्मक घटकों में व्यवस्थित सुधार किए गए।
4.1 संरचनात्मक वजन अनुकूलन
उपकरण की मजबूती और प्रदर्शन सुनिश्चित करते हुए निम्नलिखित प्रमुख घटकों पर संरचनात्मक अनुकूलन किया गया:
• भोजन बॉक्स
• वैक्यूम कक्ष
• मशीन के शरीर की संरचना
कास्टिंग संरचनाओं और मशीनिंग प्रक्रियाओं को अनुकूलित करके, उपकरण का कुल वजन काफी कम हो गया, जबकि प्रसंस्करण दक्षता में सुधार हुआ।
4.2 घटक डिजाइन का मानकीकरण
मूल उपकरण डिजाइन में, कुछ सहायक घटक जैसेः
• फ़िल्टर
• मोटर स्लाइड रेल
• प्रकाश व्यवस्था
• वैक्यूम कक्ष निरीक्षण दरवाजे
• विभिन्न उपकरण मॉडल में संरचना में भिन्नता।
अनुकूलन डिजाइन में, मानकीकृत घटक डिजाइन को लागू करके, निम्नलिखित लक्ष्यों को प्राप्त किया गयाः
• विभिन्न उपकरण मॉडल के लिए एकीकृत संरचनात्मक भागों का उपयोग करना
• केवल उचित आयाम समायोजन करना
• आंतरिक उद्यम मानक भागों की एक प्रणाली स्थापित करना
इस उपाय से उत्पादन में महत्वपूर्ण लाभ हुआ:
• भागों की विविधता में कमी
• बैच उत्पादन क्षमता में वृद्धि
• बेहतर प्रसंस्करण दक्षता
• विनिर्माण जटिलता में कमी
V. अनुकूलन डिजाइन के प्रभाव
संरचना
• अधिक कॉम्पैक्ट उपकरण संरचना
• अधिक तर्कसंगत ट्रांसमिशन प्रणाली
• घटकों का अधिक मानकीकरण
प्रदर्शन
• पग शफ्ट का अधिक स्थिर संचालन
• उत्पादन क्षमता में उल्लेखनीय सुधार
• उपकरणों की परिचालन विश्वसनीयता में सुधार
उत्पादन
• अनुकूलित उपकरण वजन
• प्रसंस्करण और विनिर्माण में सुधार
• अधिक तर्कसंगत समग्र संरचना
संक्षेप में, अनुकूलन डिजाइन ने न केवल उपकरण के तकनीकी स्तर को बढ़ाया है, बल्कि उत्पादन दक्षता और उपकरण की विश्वसनीयता में भी सुधार किया है,यह वैक्यूम एक्सट्रूडर को ईंट उत्पादन लाइनों में अधिक मूल्य प्रदान करने में सक्षम बनाता है.
