CAD(ComputerAidedDesign),即計算機輔助設計,自80年代初開始在我國推廣,目前已全面滲透到油脂工廠的工藝、設備、土建和配電等項工程設計之中。由于它所特有的圖形清晰、易儲存、易復制、易修改、精確度高、可以任意比例縮放等優點,正在受到越來越多的工程技術人員的青睞。利用CAD技術可完成繁雜的繪圖、描圖工作,且出圖迅速,字跡漂亮,線條均勻。除此以外,它還具備多種人工不可能替代的功能。
1、油脂設備的特點
在油脂制取及加工過程中,大量的設備設計屬非標設計,需要逐一出圖。有些主機圖紙量大,一套圖下來就得出圖一、二百張。手工制圖不可避免地造成設計周期較長。
但油脂設備又有另一特點,即在處理不同油料及建設不同規模油廠時所需要的設備結構類型具有很強的相似性。如浸出油廠所使用的主要設備浸出器(目前最常用的類型為平轉型和環型)、蒸烘機(有高料層和DT式、DTDC式之分)、蒸發器(多為升膜式,又有分離器頂置和旁置之分)、汽提塔(廣泛應用層碟式)和精煉工廠使用的主要設備堿煉罐、脫色罐和脫臭罐都具有上述特點,如都帶夾套、帶攪拌等。若沿用傳統設計方法,必須付出大量的勞動。即使遇到圖形相似的零、部件,因其相互之間的微小差別也不得不一一出圖。這樣的設計進度與世紀之交的工程建設速度要求嚴重不符。熟練運用CAD技術,就能夠大大提高油脂設備設計的工作效率,從而解決廣大工程師們的燃眉之急。
2、CAD技術在油脂設備設計上的應用
裝配圖的繪制
以最常見的通用設備列管式換熱器為例:繪制橢圓封頭,以往采用橢圓的近似畫法,如圖1,在橫軸和縱軸上分別截取橢圓的長、短軸AO、BO,連接AB,在AB上截取CB=OB,然后取AC的垂直平分線,將其延長交橫、縱軸至D、E。以D、E兩點為圓心,AD、BE為半徑分別畫圓,可得到橢圓的一半。在連接兩圓弧時,還要特別當心連接處是否光滑。制圖時如此,描圖時更是如此。用CAD就簡單多了。使用畫橢圓命令ellipse,給出軸端點A、B,再給出另一半軸C點,一個標準的嚴格按照給定長、短軸的橢圓就繪制成了(1)。這時,再使用修剪命令trim,選擇橫軸為修剪邊界,選擇下半個橢圓為要修剪物體,回車即可得到橢圓的一半(2)。最后使用偏移命令offset,給出偏移距離(也就是封頭壁厚)和偏移方向,就可得到一個剖切開了的光滑連接的橢圓封頭(3)。
繪制列管,雖然機械制圖GB131已經規定,長度、直徑相同的列管可用中心線代替,不必一根根畫出來,但因換熱面積較大的列管式換熱器管子排列較密,光中心線就很多,且間距不易畫得十分均勻。用CAD制圖時,只要畫出一根中心線(1),然后用陣列命令array,選擇直角坐標陣列方式,給出列數即中心線總根數和列間距,就可以在一秒鐘內將所有中心線繪制完畢(2),且間距完全相等,線條十分均勻。
煉油設備所需要的蛇管、層碟式汽提塔多層碟盤等多次重復相同圖形的繪制一經CAD技術處理,也變得同樣簡單(3)、(4)。
再以傳動裝置為例:軸、軸承、軸承座、軸承蓋等一一相聯。只要將繪制好的所有零件圖調到裝置圖上來逐個裝好,再做適當整理(如修去被其他零件遮住的線條),裝配得真可以說是嚴絲合縫,在往常需要耗費大量勞動時間的裝配圖很快就完成了。
零件圖的繪制
大多數機械零件具有對稱性。這時,只要繪制出零件的一半,再使用鏡像命令mirror,給出鏡像線上的兩點A、B,就可得到整個零件圖。如圖4。機械零件常需要繪制剖面線,要求線條平行且間距相等。手工一根根繪制雖不復雜,但很繁瑣。這時使用填充命令hatch,只要選擇好填充圖案和填充目標(在需要填充的區域內單擊鼠標左鍵),瞬間即可完成,金屬材料、非金屬材料(如玻璃、橡膠等)的各種剖切符號在CAD中都極易找到。
圖紙的多次使用
一套圖紙畫好之后,下次若有結構相同的設備,只需將原圖調出,修改制圖比例和相關尺寸,就可以得到一份全新的圖紙。若有變動部分,也只需修改局部。與重新出圖相比,工作量大大減小。通用零部件如人孔、手孔、視鏡等,使用塊定義命令block,在需要安裝這些零部件時,可將其準確插入(insert)安裝部位,并同時改變所需要的x、y坐標參數及安裝角度,就可以在同一設備或不同設備上多次安裝同一部件。
3、結論
綜上所述,CAD技術在油脂設備設計方面具有極大的應用優勢和廣闊的前景。受篇幅所限,這里不一一列舉。相信廣大設備設計工程師在經歷了由陌生到熟悉,繼而熟練,最終離不開此項技術的過程后,都會得出類似結論。