Podczas obsługi urządzeń przemysłowych kółko rąk mówce (kółko ręczne) odgrywa kluczową rolę w sterowaniu ręcznym w wielu scenariuszach, takich jak sterowanie maszynami, regulacja zaworów i zautomatyzowany sprzęt linii produkcyjnej ze względu na unikalny konstrukcję. Jednak niedawne badanie na dużą skalę dotyczącymi przemysłowych urządzeń operacyjnych wykazało, że około 38% operatorów pierwszej linii zgłosiło, że niepokoją ich ciężkie odczucie kółka ręcznego w swojej codziennej pracy. Problem ten nie tylko znacznie zmniejsza wydajność produkcji, ale na dłuższą metę może również mieć negatywny wpływ na zdrowie operatorów.
Spis treści
1. Obecna ankieta sytuacyjna na temat ciężkiego kału ręcznego mówienia
2. Analiza przyczyn ciężkiego kółka ręcznego mówienia
3. Metody i strategie w celu poprawy wyczucia kółka ręcznego mówienia
5. Opinie ekspertów i perspektywy branżowe
1. Obecna ankieta sytuacyjna na temat ciężkiego kału ręcznego mówienia
W celu pełnego i dokładnego zrozumienia rozkładu i nasilenia problemuMówi koło ręczneDziałający czuł, że jest zbyt ciężki w różnych branżach, zespół badawczy przeprowadził ankietę dotyczącą kwestionariusza na 250 firm w siedmiu dużych branżach, w tym produkcji, energii i chemicznej oraz przetwarzaniu mechanicznym, i zebrał w sumie 220 ważnych kwestionariuszy. Wyniki badania ujawniły uniwersalność problemu z intuicyjnymi danymi, jak pokazano w poniższej tabeli:
| Klasyfikacja branży | Liczba firm, które zgłosiły, że operacje były zbyt ciężkie | Odsetek ankietowanych przedsiębiorstw w branży |
| Produkcja | 85 | 38.60% |
| Przemysł energii i chemiczny | 52 | 23.60% |
| Przetwarzanie mechaniczne | 45 | 20.50% |
| Produkcja samochodowa | 28 | 20% |
| Produkcja sprzętu elektronicznego | 22 | 15.70% |
| Jedzenie i napoje | 15 | 12.50% |
| Farmaceutyczny | 10 | 8.30% |
Z danych jasno wynika, że ten problem jest najbardziej dotknięty na przemysł produkcyjny, przy czym prawie 40% firm cierpi na ciężką obsługę. Sytuacja w branży energii, chemicznej i mechanicznej przetwarzania również nie jest optymistyczna, z około jedną piątą firm stojących przed tym samym problemem. Ciężka operacja wymaga, aby operatorowie wydali większą siłę fizyczną podczas częstych operacji, a wydajność pracy spadnie średnio o 12% - 20. Ponadto długoterminowa działanie nadmiernej siły może również prowadzić do wspólnych chorób w nadgarstkach, broni i innych częściach, zwiększając potencjalne ryzyko zatrudnienia spółki i koszty pracy.
2. Analiza przyczyn ciężkiego kółka ręcznego mówienia
● Poziom konstrukcji struktury mechanicznej
Słabe dopasowanie między osaną a łożyskiem: podczas procesu produkcyjnego niektórychKoła ręczne zaworów,Tolerancja dopasowania między osją a łożyskiem przekracza rozsądny zakres ze względu na nieodpowiednią kontrolę obróbki. W normalnych okolicznościach tolerancja dopasowania między nimi powinna być ściśle kontrolowana w ± {0}}. 01 mm, aby zapewnić sprawne działanie. Jednak faktyczne testy wykazały, że tolerancja niektórych kół dłoni była tak wysoka jak ± 0,06 mm, co znacznie zwiększyło tarcie między osją a łożyskiem, a operator musiał zastosować dodatkową siłę 25% - 35% podczas obracania koła ręcznego.
Irracjonalny układ mówienia: jako główny komponent transmisji siły, liczba, długość i kąt dystrybucji szpilów odgrywają decydującą rolę w wyczuciu operacyjnym. W niektórych konstrukcjach kół ręki liczba szprych jest zbyt mała, aby równomiernie rozproszyć moment obrotowy, a podczas obrotu nastąpi stężenie siły lokalnej, co spowoduje działanie; lub kąt rozkładu mówienia nie jest zgodny z zasadami ergonomicznymi i operatorowi trudno jest utworzyć siłę skuteczną podczas wywierania siły, co znacznie zwiększa trudność eksploatacji. Na przykład liczba stwierdzeń pewnego starego koła ręcznego modelu jest 3 mniej niż w zoptymalizowanym projekcie. Operatorzy poinformowali, że działanie nie tylko było pracochłonne, ale także wyjątkowo niestabilne.
● Nieprawidłowy wybór materiału
Materiał korpusu koła ręcznego jest ciężki: niektóre firmy używają materiałów o większej gęstości, takich jak zwykłe żeliwa, do wytwarzania korpusu koła ręcznego ze względu na względy kosztów lub jednostronne zrozumienie trwałości. W porównaniu z lekkimi i wysokiej wytrzymałościami, takimi jak stop aluminium, gęstość zwykłego żeliwa jest prawie 2,5 razy wyższa, co zwiększa ogólną masę koła ręcznego i moment bezwładności. Podczas obracania koła ręcznego operator musi przezwyciężyć większą siłę bezwładności, a zatem oczywiście odczuwa ciężki charakter operacji.
Nieprawidłowe tarcie materiału powierzchniowego: Charakterystyka tarcia materiału powierzchniowego koła ręcznego są bezpośrednio związane ze stabilnością uchwytu i gładkości obrotu. Jeśli materiał powierzchniowy jest zbyt gładki, na przykład niektóre kale ręczne z wypolerowanymi metalowymi powierzchniami, bardzo łatwo jest poślizgnąć się, gdy ręce operatora są spocone lub zabarwione olejem. Aby zapewnić stabilność działania, operatorzy muszą zwiększyć siłę przyczepności i rotacji; I odwrotnie, jeśli tarcie materiału powierzchniowego jest zbyt duże, wygeneruje zbyt duży dodatkowy opór podczas procesu rotacji, dodatkowo zwiększając ciężar pracy.
● Zakłócenia środowiska operacyjnego sprzętu
Wpływ temperatury i wilgotności: W środowisku o wysokiej temperaturze (ponad 38 stopni) metalowe części koła ręcznego zmienią rozmiar z powodu rozszerzenia cieplnego i skurczu, co powoduje mniejszą lukę między wałem koła a łożyskiem i zwiększonym tarciem. W środowisku o wysokiej wilgotności (wilgotność większa niż 75%) części metalowe są podatne na rdzę. Warstwa rdzy nie tylko niszczy powierzchnię części części, ale także może powodować deformowanie części, co dodatkowo pogarszając charakter operacyjny. Zgodnie z statystykami prawdopodobieństwo obudowczego koła ręcznego działającego w środowisku wysokiej temperatury i wysokiej wilgotności wynosi nawet 75%, a wymagana siła robocza wzrasta średnio o 35%- 45%.
Akumulacja pyłu i zanieczyszczenia: w zakurzonym środowisku pracy kurz i zanieczyszczenia mogą łatwo wejść do wewnętrznej struktury kółka ręcznego, zwłaszcza szczelin między wałkiem koła a łożyskiem. Te małe cząsteczki będą działać jako ścierne, pogarszając zużycie części, jednocześnie znacznie zwiększając tarcie między częściami, dzięki czemu działanie jest cięższe. W przedsiębiorstwach z silnym zanieczyszczeniem pyłu, takim jak kopalnie i rośliny cementowe, odsetek kół ręcznych doświadczających problemów operacyjnych z powodu akumulacji pyłu i zanieczyszczenia przekracza 85%.
3. Metody i strategie w celu poprawy wyczucia kółka ręcznego mówienia
● Optymalizuj projektowanie struktury mechanicznej
Poprawa dokładności dopasowywania: firmy produkcyjne powinny zwiększyć inwestycje w modernizację i remont sprzętu produkcyjnego, wprowadzić bardzo precyzyjne centra obróbki CNC i ściśle kontrolować pasującą tolerancję osi i łożyska w obrębie ± {1}}. 005 mm. Jednocześnie zoptymalizuj proces montażu, użyj profesjonalnych narzędzi montażowych i urządzeń testowych, aby upewnić się, że dopasowanie prześwitu jest jednolity podczas procesu montażu. Na przykład w procesie produkcyjnymKoło ręczne w zaworze stopowymW przypadku sprzętu do maszynowego grupa maszyn Shenyang z powodzeniem zmniejszyła siłę roboczą koła ręcznego o 28% poprzez powyższe miary, a operator poinformował, że gładkość operacji została znacznie ulepszona.
Rozsądny układ szpilek: Za pomocą technologii wspomaganej komputerowo projektowania (CAD) i analizy elementów skończonych (FEA) układ mówienia jest dokładnie zoptymalizowany zgodnie z faktycznymi scenariuszami użycia i wymagań eksploatacyjnych koła ręcznego. W przypadku kółek ręcznych, które są często dostosowywane w małych amplitudach, liczbę szprych można odpowiednio zwiększyć, aby poprawić jednorodność przenoszenia siły; W przypadku operacyjnych kółek ręcznych, które muszą wytrzymać duży moment obrotowy, kąt długości i rozkładu stwierdzeń można rozsądnie dostosować w celu optymalizacji ścieżki transmisji momentu obrotowego. Podczas projektowania swoich maszyn inżynieryjnych przemysł ciężki Sany wykorzystywał tę technologię do przeprojektowania układu mówienia, co znacznie poprawiło wyczucie operacyjne i zwiększyło wydajność operacyjną operatora o około 22%.
● Wybór odpowiedniego materiału
Używanie lekkich materiałów: aktywnie promuj stosowanie lekkich i wysokiej wytrzymałości materiałów, takich jak stopy aluminium i kompozyty z włókna węglowego w celu zastąpienia tradycyjnych ciężkich materiałów. Gęstość stopu aluminium wynosi tylko około jednej trzeciej zwyczajnego żeliwa, a jego siła może zaspokoić potrzeby większości scenariuszy zastosowania przemysłowego; Kompozyty z włókna węglowego mają wyższą wytrzymałość specyficzną i moduł specyficzny, co może znacznie zmniejszyć ciężar koła ręcznego, zapewniając jednocześnie siłę strukturalną koła ręcznego. Na przykład CATL wykorzystuje materiały ze stopu aluminium w produkcji kółek ręcznych dla niektórych urządzeń do automatyzacji, co zmniejsza ciężar koła ręcznego o około 42%, a odczucie operacyjne jest znacznie lżejsze, które są dobrze odbierane przez operatorów pierwszej linii.
Zoptymalizuj materiał powierzchniowy i obróbkę: Wybierz materiały powierzchniowe o dobrych właściwościach przeciwpoślizgowych i umiarkowanych współczynnikach tarcia oraz połącz je z zaawansowanymi procesami oczyszczania powierzchni. Na przykład anodowanie powierzchni koła ręcznego ze stopu aluminium w celu utworzenia twardego folii tlenku o pewnym stopniu chropowatości może nie tylko zwiększyć odporność na korozję koła ręcznego, ale także zwiększyć tarcia powierzchniowe i skutecznie zapobiegać poślizgnięciu się. W przypadku niektórych scenariuszy aplikacji wymagających wyjątkowo wysokiego wyczucia działającego koła ręczne wykonane z silikonu lub gumy można również użyć do dalszej poprawy komfortu trzymania i stabilności pracy. Huawei używa silikonowych osłon obręcznych w konstrukcji koła ręcznego niektórych swoich urządzeń. Po przetestowaniu siły trzymania podczas pracy można zmniejszyć o 18% - 22%, skutecznie łagodząc zmęczenie ręczne operatora.
● Środki ulepszeń w celu dostosowania się do środowiska operacyjnego sprzętu
Ochrona temperatury i wilgotności: W przypadku środowisk wysokotemperaturowych smary odporne na wysoką temperaturę, takie jak smary na bazie oleju silikonowego, są wybierane w celu zapewnienia, że osie i łożyska mogą nadal utrzymywać dobrą wydajność smarowania w wysokich temperaturach. Jednocześnie do koła rękodzieła dodaje się projekt izolacji cieplnej, taki jak instalowanie rękawów izolacyjnych lub używanie materiałów izolacyjnych do produkcji niektórych części. W środowiskach o wysokiej wilgotności wybierane są osie i łożyska ze stali nierdzewnej oraz wykonywane są zabiegi przeciw ruroczce, takie jak galwanizacja i chromowanie. Urządzenia odporne na wilgoć, takie jak pudełka osuszające, można również ustawić wewnątrz koła ręcznego. W projekcie krańców ręcznych dla urządzeń chemicznych Sinopec wykorzystuje powyższe miary w połączeniu, aby skutecznie zmniejszyć wpływ temperatury i wilgotności na działający charakter koła ręcznego i znacznie poprawić stabilność operacyjną sprzętu w trudnych środowiskach.
Odporna na kurz konstrukcja i konserwacja: wydajne odporne na kurz urządzenia uszczelniające, takie jak gumowe uszczelki i konstrukcje uszczelniające labirynt, są instalowane w kluczowych częściach koła ręcznego, takich jak połączenie między osją a łożyskiem, w celu skutecznego blokowania wtargnięcia pyłu i zanieczyszczeń. Jednocześnie ustanawia się regularny mechanizm czyszczenia i konserwacji, a specjalne narzędzia do czyszczenia i środki czyszczące służą do głębokiego czyszczenia kółek ręcznych pracujących w zakurzonych środowiskach przynajmniej raz w tygodniu. Center Cement ściśle wdraża odporne na kurz i środki czyszczące w utrzymaniu kółek ręcznych sprzętu do produkcji cementu. Niepowodzenia operacyjne spowodowane przez kurz i zanieczyszczenia na kołach ręcznych zostały znacznie zmniejszone, cykl konserwacji sprzętu został rozszerzony, a wydajność produkcji została skutecznie zagwarantowana.
4. Analiza przypadków przedsiębiorstw branżowych dotycząca problemu ciężkiego uczucia kółka ręcznego mówienia
Przypadek: eksploracja i przełomHangzhou Xiaoshan Chuangye Metal Processing Co., Ltd.Hangzhou Xiaoshan Chuangye Metal Processing Co., Ltd. koncentruje się na polu przetwarzania metalu. Dyrektor generalny doskonale zdaje sobie sprawę z potencjalnego wpływu problemu ciężkiego działania na jakość produktu firmy i zadowolenie klientów. Po dogłębnych badaniach popytu na rynku i opinii użytkowników zespół badawczo-rozwojowy firmy postanowił zacząć od innowacji materialnych i optymalizacji strukturalnej. Pod względem materiałów zespół próbował użyć nowych materiałów ze stopu aluminium i wykonać na nich specjalne procesy oczyszczania cieplnego w celu poprawy siły i wytrzymałości materiałów. Po wielu testach materiał ze stopu aluminium ostatecznie wybrał wagę koła ręcznego o 38%, zapewniając jednocześnie siłę. Jeśli chodzi o optymalizację strukturalną, zespół przeprojektował kształt i metodę połączenia szpilków i przyjął unikalny projekt mówienia w kształcie łuku w celu zwiększenia wydajności transmisji siły i zmniejszenia stężenia naprężenia. W tym samym czasie oś i łożyska były uziemione i zmontowane z wysoką precyzją, a dopasowana tolerancja była kontrolowana przy ± 0. 004 mm. Po tych ulepszeniach działający klimat ręki w głowie wyprodukowany przez firmę został znacznie ulepszony. Klienci zgłosili, że operacja jest łatwa i płynna. Wolumen zamówienia produktu wzrósł o 25% w ciągu pół roku, a widoczność i reputacja firmy w branży również znacznie się poprawiła.
5. Opinie ekspertów i perspektywy branżowe
Ekspert ds. Inżynierii mechanicznej Li Hong wskazał, że ciężki charakterMówi koło ręcznejest kluczowym problemem w optymalizacji wrażeń operacyjnych sprzętu przemysłowego, obejmującego projektowanie, produkcję, materiały i środowisko. Aby rozwiązać ten problem, przedsiębiorstwa muszą współpracować między dyscyplinami, zintegrować technologie z wielu dziedzin, zacząć od źródła projektowania i zwracać uwagę na pełną konserwację cyklu życia.
W przyszłości inteligentne technologie produkcyjne i nowe materiały pomogą przemówić kółko ręczne, stać się inteligentne, lekkie i humanizowane, zasadniczo poprawić charakter operacyjny, poprawić wydajność produkcji i chronić zdrowie personelu. Wraz ze wzrostem wymagań branżowych dotyczących sprzętu przemysłowego konieczne jest rozwiązanie problemu ciężkiego wyczucia operacyjnego. Przedsiębiorstwa powinny zwiększyć innowacje w zakresie badań i rozwoju oraz poprawić jakość produktu; Stowarzyszenia branżowe i inne instytucje muszą sformułować standardy promocyjne, budować platformy w celu promowania modernizacji technologii i pomagania wysokiej jakości rozwojowi przemysłu. Obecnie kwestia ta przyciągnęła uwagę i wykazano skuteczne rozwiązania poprzez analizę przyczyn i łączenie przypadków. Wszystkie partie będą współpracować w celu przezwyciężenia trudności i zwiększenia witalności rozwojowi przemysłowego.
