基于INVENTOR的紫菜加工調(diào)和機(jī)三維實(shí)體設(shè)計(jì)

樊繼環(huán)

摘 要：敘述了紫菜調(diào)和機(jī)的結(jié)構(gòu)原理，利用INVENTOR軟件對(duì)調(diào)和機(jī)機(jī)架、原料桶、泵體、支座等零部件進(jìn)行三維造型，利用設(shè)計(jì)加速器設(shè)計(jì)錐齒輪，生成錐齒輪副，并進(jìn)行裝配和出工程圖。

關(guān)鍵詞：INVENTOR；調(diào)和機(jī)；三維設(shè)計(jì)

三維造型設(shè)計(jì)能夠使設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖得到直觀且全面的展示，對(duì)于合理控制設(shè)計(jì)周期，改善設(shè)計(jì)效率意義重大，已發(fā)展成為工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的主方向之一。INVENTOR是美國AutoDesk公司推出的一款三維真正意義上的可視化實(shí)體模擬軟件AutoDesk Inventor Professional（AIP），在提高零部件三維造型設(shè)計(jì)質(zhì)量方面有著重要意義。Inventor主要構(gòu)成模塊包括五個(gè)方面，即零件造型模塊、鈑金模塊、表達(dá)視圖模塊、裝配部件模塊和工程圖模塊。在綜合應(yīng)用以上各個(gè)模塊的條件下，能夠很好地完成對(duì)零部件的三維造型設(shè)計(jì)工作。

1 紫菜調(diào)和機(jī)作用和工作原理

紫菜調(diào)和機(jī)是全自動(dòng)一次紫菜加工機(jī)組中較為重要的輔助設(shè)備之一，其作用就是對(duì)經(jīng)過清洗、切碎、脫水以后的紫菜顆粒進(jìn)行濃度調(diào)節(jié)調(diào)和，其濃度高低影響到加工以后紫菜片張的重量。

1.1 紫菜調(diào)和機(jī)結(jié)構(gòu)

紫菜調(diào)和機(jī)主要由攪拌機(jī)構(gòu)、90泵、混合室、機(jī)架、配電箱、附屬件等零部件組成，承擔(dān)完成對(duì)紫菜顆?；旌弦旱恼{(diào)和工序。該設(shè)備為全不銹鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，傳動(dòng)部件全部采用齒輪傳動(dòng)，具有堅(jiān)固耐用、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

（a） （b）

圖1紫菜調(diào)和機(jī)結(jié)構(gòu)原理圖

1.2 主要技術(shù)參數(shù) 紫菜調(diào)和機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：

原料桶容積（m3）：0.05攪拌軸轉(zhuǎn)速（r/min）：47（50Hz時(shí)）（可調(diào)）分配泵轉(zhuǎn)速（r/min）：240（50Hz時(shí)）（可調(diào)）分配泵葉輪直徑（mm）：90調(diào)和機(jī)總裝機(jī)容量（Kw）：0.8脫水桶減速電機(jī)型號(hào)：GV-22-400-3-S（0.4Kw/500rpm/3P）調(diào)和攪拌減速電機(jī)型號(hào)：GH-22-400-10-S（0.4Kw/145rpm/3P）

1.3 紫菜調(diào)和機(jī)工作原理

紫菜調(diào)和機(jī)工作時(shí)，通過全自動(dòng)機(jī)組中另一輔機(jī)--混成機(jī)的混成泵輸送的紫菜顆粒和水的混合液由脫水進(jìn)料管進(jìn)入脫水機(jī)構(gòu)中進(jìn)行脫水，然后紫菜原料經(jīng)脫水出料嘴進(jìn)入到調(diào)和機(jī)原料桶中。減速電機(jī)上裝有直齒輪和錐齒輪，分別與90泵軸和攪拌軸上的齒輪相傳動(dòng)，帶動(dòng)90泵和攪拌組件轉(zhuǎn)動(dòng)。90泵將原料桶中的紫菜原料泵出至混合室內(nèi)，與來自調(diào)和槽中潛水泵打出的水稀釋混合后，由出料管輸送至調(diào)和槽的菜槽中。減速電機(jī)的轉(zhuǎn)速由變頻器和濃度控制器控制，通過監(jiān)測(cè)主機(jī)澆餅進(jìn)料管中紫菜混合液的透光率來控制和實(shí)現(xiàn)調(diào)和濃度的自動(dòng)補(bǔ)償。攪拌葉片組件的作用是在90泵工作的同時(shí)對(duì)紫菜原料進(jìn)行翻轉(zhuǎn)攪拌，使原料均勻和充分的進(jìn)入到90泵內(nèi)。液位探針有高低兩根，分別監(jiān)測(cè)原料桶內(nèi)紫菜原料的滿、缺狀態(tài)，用以控制脫水桶、混成機(jī)的混成泵和混成機(jī)的洗凈裝置工作與否。具體見三維圖2所示。

圖2調(diào)和機(jī)三維圖

2 零部件三維造型設(shè)計(jì)

2.1 調(diào)和機(jī)機(jī)架

調(diào)和機(jī)機(jī)架有鈑金件、普通零件和標(biāo)準(zhǔn)型材焊接而成。造型時(shí)首先將鈑金件、普通零件做好，然后利用創(chuàng)建部件放置已經(jīng)做好的鈑金件泵座板、雙頭進(jìn)水接管、地腳等零件，再從資源中心裝入方管結(jié)構(gòu)型材，后轉(zhuǎn)為焊合件。機(jī)架是所有零件安裝的基礎(chǔ)。另外也可以利用設(shè)計(jì)中心插入結(jié)構(gòu)件的功能做好機(jī)架的框架體，再裝入其他的零件，完成機(jī)架的焊接。見圖3所示。

圖3調(diào)和機(jī)機(jī)架

2.2 原料桶

原料桶焊合主要是鈑金件，采用部件放置各零件，轉(zhuǎn)為焊合件；

前后左右活門、配電箱為鈑金件造型，利用鈑金面板的平板、凸緣、剪切、孔等工具完成造型。見圖4及圖5。

圖4原料桶 圖5配電箱

2.3 90泵體與90泵支座

90泵體與90泵支座采用零件造型，利用Inventor的旋轉(zhuǎn)、拉伸、孔、陣列、鏡像、圓角、加強(qiáng)筋等工具完成造型，由于它們是不銹鋼鑄造件，結(jié)構(gòu)且比較復(fù)雜，因此造型的步驟很多，運(yùn)用了零件造型的很多功能。具體見圖6、7。

圖6 90泵體 圖7 90泵支座

2.4 錐齒輪及錐齒輪副造型

設(shè)計(jì)時(shí)，利用設(shè)計(jì)加速器設(shè)計(jì)錐齒輪，生成錐齒輪副，然后分別對(duì)其進(jìn)行編輯造型，添加直齒輪部分，完成整個(gè)零件造型；

被動(dòng)直齒輪采用零件造型，利用小插件生成齒槽輪廓，然后拉伸、環(huán)形陣列生成整個(gè)齒部。如圖8所示。

3 裝配與工程圖

3.1 調(diào)和機(jī)裝配

首先放置機(jī)架作為固定件，加入各部件、零件、焊合件等，利用裝配面板的部件配合、角度、相切、插入、運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)等約束其位置和運(yùn)動(dòng)關(guān)系，確定正確的位置，利用設(shè)計(jì)加速器進(jìn)行螺栓聯(lián)接裝配，同時(shí)調(diào)用資源中心裝配標(biāo)準(zhǔn)件，利用顏色設(shè)置零部件外觀顏色，在視覺上達(dá)到形象逼真效果。具體如圖9所示。

圖8錐齒輪副

圖9裝配局部

3.2 工程圖

Inventor出工程圖的功能也很強(qiáng)大，工程圖有dwg和idw兩種文件格式，利用基礎(chǔ)視圖、投影視圖、剖視圖，標(biāo)注尺寸、中心線、焊接符號(hào)、引線標(biāo)注、添加文本等，裝配圖手動(dòng)引出序號(hào)，創(chuàng)建明細(xì)欄，對(duì)明細(xì)欄的調(diào)整等。見圖10所示。

圖10工程圖

4 結(jié)語

分析了調(diào)和機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理，運(yùn)用了Invento的強(qiáng)大的三維造型功能，創(chuàng)建零部件的造型文件和造型圖，并生成工程圖。由于Invento軟件設(shè)計(jì)難度較低，設(shè)計(jì)質(zhì)量可靠，因此在三維造型設(shè)計(jì)中應(yīng)用前景廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐建新，楊傳東.三維數(shù)字化設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[J].煤炭科技.2010（04）：

72-73.

[2] 張魁，范玉青，盧鵠，等.基于MBD制造體系的裝配工藝數(shù)據(jù)集成[J].機(jī)械工程師.2009（01）：55-58.