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畢業(yè)設計（論文）外文文獻翻譯
題目對輸送機用于食品輸送系統(tǒng)的調查設計和制造
專 業(yè) 名 稱 機械設計制造及其自動化
班 級 學 號 078105301
學 生 姓 名 呂途
指 導 教 師 于斐
填 表 日 期 2011 年 04 月 09 日
對輸送機用于食品輸送系統(tǒng)的調查設計和制造
S.H. Masood · B. Abbas · E. Shayan · A. Kara
收稿日期：2003年3月29日/接受日期：2003年6月21日/線上發(fā)表于：2004年6月23日?施普林格出版社倫敦有限公司2004
摘要:本文介紹食品飲料行業(yè)的研究調查結果和進行開發(fā)的方法技術，在設計制造和使用的系統(tǒng)裝配機械輸送中縮短時間和成本。該輸送機部件在設計和生產材料的基礎上改進技術來最小化零部件和成本，利用裝配設計和制造的設計規(guī)則。最終獲得一個測試驗證了改良技術的傳送系統(tǒng)。相比傳統(tǒng)的方法整體材料成本下降了19％，整體組裝成本降低20％。
關鍵詞:裝配 降低成本 設計 DFA DFM 機械輸送機
1引言
食品和飲料業(yè)中使用的輸送系統(tǒng)是高度自動化定制結構部件組成的，并進行線路設計的產品，如食品箱，飲料瓶，罐快速組裝生產。大部分飲料食品的加工包裝涉及到組裝業(yè)務持續(xù)經營情況，瓶或罐需移動或控制的速度。它們的移動需要高效率和可靠的機械輸送機，從哪個范圍的類型到地板鑲嵌鏈子、路輾或者皮帶傳動的輸送機系統(tǒng)的類型。
近年來，巨大的機械壓力輸送系統(tǒng)向客戶提供低成本而高效率的輸送機，制造商傾向審查其目前的設計和裝配方法，看看另一種制造手段，可靠的輸送機為他們的客戶提供更經濟的生產。目前，大多數材料處理設備，包括硬件和軟件，成本高，安裝和維護不靈活[1]。輸送機是固定的地點和傳送帶有條件地根據自身的同步速度，使得任何輸送系統(tǒng)非常困難和昂貴。在今天徹底變化的工業(yè)市場，有需要實施新的制造策略，新系統(tǒng)業(yè)務概念和新的系統(tǒng)控制軟件和硬件開發(fā)的概念，即可以應用于材料設計的，靈活的新一代開放處理系統(tǒng)[2]。侯和巒琪兩人提出了一種新的模塊化和可重構的二維和三維輸送系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個開放的可重構軟件體系結構的基礎上的CIM - OSA的（開放系統(tǒng)）模型。據指出，在飲料行業(yè)研究領域的改善輸送系統(tǒng)中使用的是非常有限的。大多數已發(fā)表的研究是針對提高系統(tǒng)的運行輸送機一體化系統(tǒng)和高度復雜的軟件和硬件。
本文提出的研究調查是旨在改善目前的技術和實踐中使用的設計，制造和裝配式鏈式輸送機驅動機械，以降低制造所需的時間和輸送成本等。部分應用并行工程的概念和幾個重要的輸送機制造的設計原則和設計組裝[4，5]，為它們的功能進行了研究。材料的適用性，強度準則，成本和裝配用于在整個運輸系統(tǒng)。關鍵部件進行了修改和重新設計新的形狀和幾何形狀，材料和一些新的。改進后的設計方法和部分新功能進行了核實。輸送機上測試新的考驗輸送系統(tǒng)設計，制造和組裝使用新的改進的部分。
2 制造和裝配的設計（DFMA）
近年來，研究關于在圖紙面積上和設計制造，已成為非常有用的方法，為了產業(yè)，必須考慮改善其設施和制造業(yè)。然而，沒有足夠的相關工作做了特別的研究，輸送配件的設計在方法問題上越來越多的傳統(tǒng)的數據處理和重新繪制的工程設計輸送機的基礎。大量的論文已發(fā)表有相關的問題進行調查DFMA和應用各種方法，以實現經濟的結果，證明，有效率和有效的公司根據成本調查的。
DFMA知識的主要分類，可確定為：（1）一般準則，（2）公司特定的最佳實踐（3）具體過程和或資源的困難。其中設計人員應該知道,一般準則是指普遍適用的規(guī)則的，涉及到制造業(yè)領域。下面已經編制準則對于DFM的清單 [6].
l 設計最低數量的零件
l 開發(fā)一個模塊化設計
l 盡量減少部件的變化
l 設計部件是多功能
l 為多用途設計零件
l 為簡化設計，零件制造
l 避免單獨緊固件
l 最大化遵守：為簡化設計，裝配
l 盡量減少處理：處理演示設計
l 評估裝配方法
l 消除調整
l 避免彈性元件：他們是難以操作
l 已知部分功能的使用
l 允許零件的最大的不容忍現象
l 使用已知的和經過驗證的廠商和供應商
l 在強制降級的值使用部分無邊際過度緊張
l 盡量減少部件
l 著中標準化
l 使用最簡單的操作
l 已知使用行動能力
l 盡量減少設置和干預
l 分批承接的工程變更
這些設計準則應被看作是最優(yōu)的“建議”。他們通常會導致高品質，低成本的設計和制造。有時必須作出妥協，當然。在這種情況下，如果一個準則替代違背了市場營銷或性能要求，下一個最好應選擇[7]。
公司具體的最佳實踐是指在內部設計規(guī)則。公司的開發(fā)，通常在一個較長時期，而設計者將堅持自己的信念。這些設計規(guī)則，確定由該公司為促進特定工藝和設計決定，以全面提高質量和效益之間的關系通過承認。公司使用的培訓等指導方針的一部分給予設計師或維修產品的手工裝配需要相當數量的。注意這些方法大部分是定量善于要么被快速方便地啟動或更加正式和。例如，準則由Boothroyd和杜赫斯特[8 DFA的]就被視為是定量化，系統(tǒng)化。鑒于DFM指導方針，這僅僅是從經驗豐富的專業(yè)經驗法則推導，更不正式的定性和[9]。
Fig. 1. Layout of conveyor system
for labelling plasic bottles
3 傳統(tǒng)的輸送系統(tǒng)的設計
系統(tǒng)的設計和制造輸送機是一個非常復雜和耗時的過程。由于每種輸送系統(tǒng)是一種特制的產品，每個項目都有各個不同的項目規(guī)模，產品和布局。該產品系統(tǒng)的設計是根據客戶的要求和明確說明.此外，系統(tǒng)布局應適應公司提供的空間。在修訂過程中的輸送系統(tǒng)的設計布局，可以采取包括從幾天到幾個月，或在某些情況下的幾年。一個適宜的最低成本和最大限度滿足客戶的要求是最有可能得到批準。
圖1顯示了一條生產線，示意圖中是一個典型的輸送系統(tǒng)中安裝使用的塑料瓶的標簽。輸送系統(tǒng)的不同部分被確定具體的技術名稱，它通常用在類似的工業(yè)應用。該“singlizer”一節(jié)使產品形成一個小巷里從多個。在“減速表”降低產品的速度，一旦退出從填料，貼標機等的“流量”部分用于處理與保持高速，例如，填料，貼標機等的“轉移表”轉移的方向，產品流通。各節(jié)的目的，因此，這些不同的輸送機控制加工機產品流經不同。
一個典型的機械輸送系統(tǒng)應用用于食品和飲料包含超過200機械及零件根據系統(tǒng)的大小。體系中的一些共同輸送的重要組成部分，但可以統(tǒng)一的，積累到家庭側架，間隔棒，端板，蓋板，彎板內，外彎板，彎軌和軸（驅動器，尾部和奴隸）。零件的大小和數量，這些根據所輸送機的長度和數量節(jié)軌道相應的寬度和鏈類型的需要。存在的問題和缺點在目前的設計，制造和裝配輸送機械是多方面的，但包括：
l 對一些部件的設計
l 一些部件成本高
l 在裝配的/維修時間長
l 使用非標件
4 區(qū)改善
為了確定該地區(qū)的主要輸送機零件。進行成本分析，降低材料的成本和一切勞動，以估計這種百分比在相對于總成本的所有各部分的成本。分析這樣做的目的是找出關鍵部件，主要負責零部件的成本增加了輸送機等調查手段，從而為降低成本。
表1顯示了輸送系統(tǒng)的成本分析50節(jié)。分析結果顯示，12件在15個構成79％的成本降低總材料成本的，在輸送系統(tǒng)進一步改進設計是可能的。在這些，確定了7個部分，如表1星號的關鍵部分一（表現出）構成的最大數量的元件數量和成本，包括材料71％以上的整體。其中，三個組成部分（腿組，側架和支持渠道）被發(fā)現50％的費用占了總輸送材料。其中一名12件詳細分析每進行審議大會的各項原則并行設計工程，設計和制造，以及一個新的改進設計，開發(fā)的每一個案件[10]。組件的主要設計改進的細節(jié)部分選定如下。
5 重新設計一套裝配小腿
在輸送系統(tǒng)中，安裝在腿的側架，是以保持整個輸送系統(tǒng)離地?，F有輸送工作設計的腿費用昂貴。他們有關于穩(wěn)定方面的問題，并導致交貨延誤研究。該延遲時間通常是由一些對供應商的零部件來自海外尚未到位。在輸送中雙腿所需最關鍵的規(guī)格是：
l 輸送帶負荷強度足夠
l 穩(wěn)固
l 易于組裝
l 好的靈活性（調整高度）
圖2表示輸送站所有設計的零件現有的。這表明數字是一部分腿數字表2中描述，這也顯示了一套完整的分類，以組建一個完整的成本分析與所需時間的勞動?，F行體制包括塑料腿腿從海外訂購括號，不銹鋼管腿，這是圖切割成指定大小，腿管塑料調整，這是在管腿夾到底部，如圖所示。 2。片，這是大小切成正方形，鉆孔和焊接管的腿交叉角螺栓支撐板，以支持和后盾腿支架螺栓。 2＃表中反映出的零件數目的每個部件和組件的數量是設計消費的腿在每一部分。對于許多客戶通過幾年常見的投訴舉報公司已經改進使用了這種設計，但其中一個是腿部的不穩(wěn)定。
從初步調查后，很明顯，該圖連接之間的不銹鋼管和塑料腳支架（第一部分和第三部分。二）未嚴格不夠。這些部件的連接的只是一個6毫米的螺栓。有時，當輸送系統(tǒng)進行完整的產品負載，有人指出，在輸送的腿，造成不穩(wěn)定的機械振動。一個主要的原因，這是由于在3月底單螺栓連接各表耳部分和第7部分。該輸送機被認為是穩(wěn)定的關鍵問題，并要求立即整改，以滿足客戶的期望。
考慮到設計問題，對現有客戶喜好的輸送腿，開發(fā)一輸送腿的新設計。一般來說，穩(wěn)定和腿部力量的被視為點通車的主要標準，在新設計的改進建議，但其他的考慮是最小化的設計簡潔，集會在海外部分緩解。圖3顯示了，腿裝配新設計的輸送的，而附表三則顯示的說明和各部分的成本。
Fig. 2. Existing leg design assembly with part
names shown in Table 1
Fig. 3. New design for leg assembly with part
names in Table 3
圖3顯示，新設計腿只包含5至8個輸送機的主要部件。在舊的設計，塑料腿支架，腿管塑料管的調整和腿是最昂貴的項目向大會占72％的腿部的成本。在新的設計方案，這些地方已經取代不銹鋼的角度和新的塑料腿調整減少了近50％，裝配成本的腿。因此，在小腿部分的總數已經減少19至15日，每站的總安裝成本降低了55美元的新設計。
新的輸送站的設計，測試時，發(fā)現更安全和穩(wěn)定的設計，比舊的。 1消除零件編號和5歲的輸送機設計，使新的設計更穩(wěn)定和僵化。此外，設計寬度交叉支撐，也增加了兩個螺栓安裝，而不是老一英寸這提供了整個輸送站安裝額外的力量。
6 重新設計的側架
側架是輸送系統(tǒng)的主要部件，提供輸送機和幾乎所有的安裝部分。側架也將有一個剛性的力量，提供支持所有的負載進行輸送。它也容納輸送配件為大會所有關聯的。側架設計的關鍵考慮因素是：
l 側架（深度尺寸）
l 強度的材料
l 易于裝配
l 易于制造
圖4顯示了側架尺寸和參數。側架設計用于現有似乎是合理的深度的大?。ǔ叽鐖D的H。4）。從最初的調查，發(fā)現該圖之間的間隔距離，并返回軸桿洞（尺寸的G和F。四）可以減少，因為有一些不必要的兩個組成部分之間的差距。重要的一點，檢查前重新設計參數，以確保將那些經過兩個緊密，返回連鎖店將趕不上間隔欄，而輸送機運行。設計模型是新的側架民航處開出，以確保所有的規(guī)格是健全和部分放置在適合的位置，以檢查和許可。使用框架的設計原理設計制造了新的一面對稱，使其適用于所有類型的側架。這一變化預計將減少邊尺寸鏈框架的各種規(guī)模的顯著。
Fig. 4. Side frame dimensions
表4顯示了一個比較舊的設計尺寸和新設計的側架為同一鏈條的類型。據指出，總體規(guī)模（深度輸送機）的生產已經減少），從而使儲蓄42毫米不銹鋼側面由199二百四十一毫米每到毫米（尺寸H牌照的時間表。因此，從不銹鋼板1500 × 3000毫米，舊設計參數只允許6個3米長的側架，但與新的設計參數現在有可能產生同樣的紙張尺寸7側架的3米長的。該材料使用量的幀側也進行了審查作進一步調查。據估計，約有55％的輸送系統(tǒng)的總費用是花在材料。目前框架材料用于一邊是2.5毫米厚的不銹鋼食品級304。目前，有一個選擇，因為其他材料認為可以在市場上與其他被厚度可能。為此，一撓度進行了分析估計，如果有任何其他類型的合適的材料，以取代現有的材料，以便它不會失敗的強度準則。
6.1 側架撓度分析
圖5顯示確定偏轉新框架方面的條件不同載荷下的X和Y方向的實驗裝置通過。使用新的設計參數的框架集制造，被調查方側架的偏轉上1.6毫米厚的不銹鋼。阿方條架螺栓與墊片是酒吧和回報軸實驗測試與組裝的。為偏轉的結果，得到了運用液壓機上的可變負載側架條通過。如圖所示。 5，撓度測量儀是垂直放置（Y）和水平（X）軸來衡量任何閱讀觀察到側框。上應用的負載側架通過向下方向液壓機英寸的側架是站在支持由同一位置的腿架安裝在一邊。
三個實驗組進行的是四，六，八節(jié)軌道輸送機，觀察大負荷下的任何異常。在加載應用在實驗輸送部分超過估計，并在實際應用更高的系統(tǒng)比實際輸送負荷條件。該輸送機通常設計行業(yè)負荷下進行，每1噸米飲料工業(yè)應用在食品和。應用負載的目的是要估計的大框架下高負荷點撓度側。圖6和圖7顯示，分別是6首曲目結果4軌跡和實驗用于傳送路段。
Fig. 5. Experimental set up to investigate deflection on new side frame design
Fig. 6. Deflection results for 4-track 1.6 mm stainless steel side frame
Fig. 7. Deflection results for 6-track 1.6 mm stainless steel side frame
從取得的成果，它是根據觀察到的2載荷千牛，撓度值在2毫米的幾乎所有類型的路段。在給定的情況下，1.6毫米不銹鋼側架的設計可以是一個可能替代現有的輸送機側架設計。據預計，隨著更廣泛的輸送機部分，側架的變形將保持在允許的范圍內，即± 5毫米。主要的原因是進行這項實驗，以確保不扣側架在高負荷。因此，沒有任何證據節(jié)輸送屈曲發(fā)生的任何類型的使用。還預計，基于工程師的經驗和調查研究在當前，組裝完成后作出的，懷孕的傳送帶將額外的力量，這將進一步減少幀的可能性偏轉側面。偏轉，例如，測量每向外一套實驗。隨著腿架安裝在一邊，將采取行動的力量在相反方向，將推動側架向內。在這個假設完全觀察時，可以斷定是一個完整的測試輸送機制造和測試基于新的設計參數。
與所有的實驗獲得的結果，這一結果表明，1.6毫米不銹鋼側架304級，可用于工業(yè)生產的飲料和食品輸送機下加載指定的指導方針。節(jié)省的費用在這方面預計將系統(tǒng)重要，因為80％用在輸送材料是鋼由不銹鋼。
該材料審查和撓度的分析表明，現有的2.5毫米的不銹鋼板輸送機的應用是一個對設計的側架的飲料食品和。分析還表明，1.6毫米厚的不銹鋼板可以得到圓滿作為其功能的替代材料的側架，其中表演節(jié)目。表5顯示了比較舊的成本和37（新設計的側架，這表明儲蓄是每側架新設計預計將達即節(jié)省了50.1％）。
除了這個節(jié)省成本，減少了尺寸側架的241毫米至一百九十九毫米還將允許側架生產出來的一個額外的3000 × 1500毫米不銹鋼薄板。新的設計也進行了改進，在其他一些關鍵部件和組裝等支持渠道，返回輥軸，間隔棒，支持穿帶及支持方穿帶，這導致進一步的節(jié)省成本和勞動力，也容易制造。例如，裝帶新設
計的支持渠道大會的支持（包括穿帶及側）需要減少進程數，減少成本的渠道和提供使用不同類型的鏈節(jié)給予穿厚度帶鋼新的M 1，使用節(jié)省33.7％這一改進設計。新設計的輥軸的回報提供了44.5％，節(jié)約成本和勞動時間減少50％。新設計的間隔欄所提供的估計有25％的成本節(jié)約從舊設計。
7 設計實施測試輸送系統(tǒng)
該部分的執(zhí)行部件和設計改進的關鍵是進行個別設計出的，制造和系統(tǒng)組裝一個正式的測試輸送。這種新的和改進的輸送機進行了測試檢驗和）驗證瓶（塑料的性能與實際產品。還有一個成本分析的基礎上進行比較舊的設計一致的整體輸送成本與所涉及的成本節(jié)約與輸送機在這個測試中[7]。
新的測試傳送帶是一個singleiser類型（圖8），包括長度為5米，總三個不同章節(jié)C1是第6條軌道輸送第C2的加入，這是一個6通道90?彎曲輸送機。這是第C3連接到輸送，這是兩種不同類型的連鎖8軌與組合輸送部分，制表和STR。測試輸送機共載有26個主要部分。圖9顯示了用于測試輸送流量測試產品在合作公司。
部件的性能和效率的新的測試新的輸送機及其關鍵的順利進行了測試，靜音表現觀察輸送帶產品流于空飲料瓶塑料。所有的部件和輸送系統(tǒng)，發(fā)現顯示的全功能令人滿意的表現。
一個完整的測試傳送帶上進行成本分析，以衡量亦有差異新舊設計和評估開支減輕裝配勞動和減少英寸部件數量，使用的材料和制造成本分別計算出各部分儲蓄率和各部分和整體系統(tǒng)進行了測定。
Fig. 8. A singliser test conveyor
Fig. 9. Test conveyor assembly: product flow test
8 結果和討論
該地區(qū)輸送系統(tǒng)最重要的考慮是，以檢查是否設置了新的支持渠道和滴水托盤加入進行了以較少的勞動消耗。還注意確保勞動者一直有效履行職責的。輸送系統(tǒng)組裝的時代用于預計的因素取決于工人的情緒及其他外部。但已作出努力，以達到最接近可能的時間來制造輸送機。
一個成本分析研究揭示了以下事實：
l 對八個部分進行設計的共12個改善，取得了更多地節(jié)約40％的制造成本。其他
1％的三個部分取得了節(jié)省26至34％成本。
l 在昂貴費用的部分，最大范圍內實現一方節(jié)余，返回輥軸，腿穿帶設置和支持。
l 該輸送機的總成本減少了19％。
l 該輸送機整體勞動成本在大大減少了20％。
據觀察所得，儲蓄的主要目的是取得在傳動機零件中沒有被專業(yè)設計的零件。系統(tǒng)的傳送帶上的一個重大變化是會影響側架的設計參數，這也影響到其他部分的變化。其次，開發(fā)新渠道的M帶沿剖面的支持與標準磨損增加新的重大成就輸送機設計。設計完成的新的降低了勞動成本，也取得了重大的影響和改進設計制造裝配線上的。與會者還注意到，通過分類數設計了不同的間隔條軌道改進了選拔程序。新的傳送系統(tǒng)變得更經濟，成本效益以及需要使用額外的強度材料被淘汰。
9 結論
在設計和制造機械輸送系統(tǒng)中，相當缺乏輸送機優(yōu)化設計的一個研究工作，特別是缺乏一個將現代化的技術應用到這種系統(tǒng)的設計改進研究中。為了提高測試的成本和交貨時間，對輸送機輸送系統(tǒng)進行完整的故障分析和評估，在輸送機制造業(yè)中舉辦評估高消費區(qū)域。分析應用系統(tǒng)支持的功能和運作原則，在不犧牲系統(tǒng)的功能和操作上改進面向裝配的設計。一種在新的輸送機設計基礎上提出了所有建議使用的修改。和公司通過合作對這些建議進行了驗證測試。結果證明是成功的達到了整體成本的19％和節(jié)省降低20％總勞動成本。研究結果證實，通過應用DFMA的規(guī)則，一個復雜系統(tǒng)的設計和裝配輸送食品機械的成本可大大減少。
參考文獻
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