混凝土搅拌运输车罐体清洗装置创新设计研究

• 作 者: 寇博
• 出 处: 长安大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 混凝土搅拌运输车 偏差熵 三角模糊数 搅拌筒清洗 产品功能分析法

随着经济的快速发展,我国的基础建设规模巨大,预拌混凝土的需求日益增长,混凝土搅拌运输车在长距离运输中起着非常重要的作用。在运输途中,混凝土不可避免的凝固在搅拌筒内壁和双螺旋叶片上,因搅拌筒构造的特殊性,不仅难以清理,长时间的附着还会腐蚀罐体,降低搅拌筒的使用寿命,方便、高效、安全的清洁方式是目前亟待解决的重要问题。本文针对混凝土搅拌运输车搅拌筒的内部清洗问题,运用三角模糊数、信息熵和产品功能分析等方法,在现有搅拌运输车搅拌筒清洗装置和相关清洗设备的基础上,对混凝土搅拌运输车搅拌筒清洗装置进行了创新设计研究。首先,论文通过实地调查等多途径获取混凝土搅拌运输车搅拌筒清洗的相关信息,并以情景故事板的形式表达出来,以此获取用户原始需求。运用KJ法整理提炼,归纳筛选出具有独立性的用户需求。然后利用模糊聚类分析进行动态聚类,得到层级用户需求。运用层次分析法,量化多级用户需求指标的重要程度,并根据最终得到的用户需求权重建立用户需求层次模型。然后,运用功能原理方案设计方法,参考混凝土搅拌运输车搅拌筒清洗的用户需求层次模型,系统化分析相关典型产品的功能、结构原理和建模特征,以功能树的形式集成搅拌运输车搅拌筒清洗装置的功能,以功能结构图展示清洗装置的功能原理结构和信息流,完成搅拌运输车搅拌筒清洗装置的功能原理的创新设计,接下来应用形态学矩阵对其功能原理进行求解,以此输出功能原理方案。最后,利用公信度确定各评价指标,构建科学合理的搅拌运输车搅拌筒清洗装置功能方案多因素评价指标体系。为减少由于评价者的主观因素产生的影响,运用信息熵和偏差熵确定评价指标的主观和客观权重,并用加权平均法得到各评价指标的综合权重。然后利用三角模糊数优选出尽可能满足用户需求的功能原理方案。最终,应用Creo、Rhino等三维设计软件构建优选的搅拌筒清洗装置功能方案三维数字模型,并对其使用过程进行虚拟仿真。将理论付诸于实践,验证了上述设计方法的有效性和可行性。本设计方法为搅拌筒清洗提出了可行性方案,对其他类罐体内设备的清洗设计具有一定参考价值。