Պոմպեր և կոմպրեսորներհաճախ բախվում են վայրի ընթացքի հետ. մեկ ուսումնասիրություն ցույց է տալիս, որ արդյունաբերական կոմպրեսորների ավելի քան 47%-ը պարապուրդի են մատնվում խափանումների պատճառով, իսկ հուսալիությունը իջնում ​​է 36%-ից ցածր։ Սիմուլյացիայի վրա հիմնված ձուլումը միջամտում է սուպերհերոսի պես՝ պայքարելով թերությունների դեմ և բարձրացնելով դիմացկունությունը, այնպես որ այս մեքենաները կարող են շարունակել աշխատել առանց անընդհատ կանգառների։

Հիմնական եզրակացություններ

• Սիմուլյացիայի վրա հիմնված մետաղական ձուլումօգնում է ինժեներներին վաղ փուլում գտնել և շտկել նախագծային խնդիրները՝ դարձնելով պոմպերն ու կոմպրեսորները ավելի արդյունավետ և երկարակյաց։
• Այս տեխնոլոգիան նվազեցնում է այնպիսի թերություններ, ինչպիսիք են ծակոտկենությունը և մակերեսային թերությունները, ինչի արդյունքում ստացվում են ավելի ամուր մասեր, որոնք պահանջում են ավելի քիչ սպասարկում և ավելի երկար են ծառայում։
• Նյութի կայուն որակը և մոդելավորումներից ստացված օպտիմալացված նախագծերը հանգեցնում են էներգիայի սպառման նվազմանը, խափանումների թվի նվազմանը և վերանորոգման ծախսերի մեծ խնայողությանը։

Պոմպերի և կոմպրեսորների արդյունավետության և դիմացկունության մարտահրավերներ

Հաճախակի խնդիրներ, որոնք սահմանափակում են աշխատանքի արդյունավետությունը և կյանքի տևողությունը

Պոմպերն ու կոմպրեսորները գործարանում բախվում են բազմաթիվ խոչընդոտների։ Նրանք պետք է համապատասխանեն ԱՄՆ Էներգետիկայի նախարարության և ԵՄ-ի խիստ արդյունավետության կանոններին։ Արտադրողները հաճախ համատեղում են բարձր էներգիայի վճարները, թանկարժեք վերանորոգումները և անընդհատ անսարքության սպառնալիքը։ Հետևյալ ցանկը ներկայացնում է ամենատարածված գլխացավերը.

• Բարձր էներգիայի սպառում օդային սեղմման և վակուումային գործողությունների ժամանակ
• Մաշված մասերի պատճառով սպասարկման ծախսերի ավելացում
• Անգործուն ժամանակ, երբ սարքավորումները անգործունակ են կամ խափանվում են
• Գործողության ընթացքում կայուն ճնշում պահպանելու դժվարություն
• Խնդիրներ կան խելացի մոնիթորինգի համակարգերի հին նախագծերի հետ ներդրման հետ կապված
• Բարձր ջերմաստիճանի կոմպրեսորների համար բարձր նախնական ծախսեր և բարդ տեխնոլոգիա
• Ճնշում՝ շրջակա միջավայրի չափանիշներին համապատասխանելու և էկոլոգիապես մաքուր սառնագենտներին անցնելու համար
• Մատակարարման շղթայի խափանումներ և հումքի գների վայրի տատանումներ

Շրջակա միջավայրի այնպիսի գործոններ, ինչպիսիք են ջերմությունը, փոշին և խոնավությունը, նույնպես միանում են խնջույքին, ինչը դժվարացնում է պոմպերի և կոմպրեսորների երկարակեցությունը: Գերտաքացումը, աղմկոտ թրթռումները և խցանված ֆիլտրերը կարող են հուսալի մեքենան վերածել սպասարկման մղձավանջի: Օպերատորները պետք է ուշադրություն դարձնեն այնպիսի նշանների, ինչպիսիք են ռոտորի ծռումը, կրողների մաշվածությունը և յուղի սառեցման հետ կապված խնդիրները, որոնք կարող են աննկատ ի հայտ գալ և կրճատել սարքավորումների կյանքը:

Արտադրական թերությունների ազդեցությունը երկարակեցության վրա

Արտադրական թերությունները կարող են խոստումնալից պոմպը կամ կոմպրեսորը վերածել դանդաղ գործող ռումբի: Հեղուկի վերադարձի նման խնդիրները, երբ սառնագենտը խառնվում է քսանյութի հետ, քայքայում են պաշտպանիչ յուղային թաղանթը: Սա հանգեցնում է շփման, մաշվածության և գերտաքացման: Հեղուկի ներթափանցումը կարող է վնասել փականները, ձողերը և մխոցները, մինչդեռ վատ քսանյութը վնասում է գլանի և մխոցի աշխատանքը:

Համակարգի աղտոտումը, օրինակ՝ խոնավությունը, պղնձի օքսիդը կամ կեղտը, հանգեցնում են կոռոզիայի և մեխանիկական խցանումների: Սառնագենտի ցածր կամ բարձր սեղմման հարաբերակցություններից բարձր արտանետման ջերմաստիճանները առաջացնում են մխոցի մաշվածություն և ածխածնի կուտակում: Նույնիսկ հավաքման փոքր սխալը կարող է հանգեցնել արտահոսքի, անհամապատասխանության կամ կրողների խափանումների: Այս թերությունները նվազեցնում են պոմպերի և կոմպրեսորների հուսալիությունը և կյանքի տևողությունը, ինչը դժվարացնում է պարբերաբար ստուգումը ևորակյալ արտադրությունկարևոր է երկարաժամկետ հաջողության համար։

Պոմպերի և կոմպրեսորների համար մոդելավորման վրա հիմնված ձուլման լուծումներ

Ներքին հոսքի ուղիների և երկրաչափությունների օպտիմալացում

Ինժեներները սիրում են լավ հանելուկներ, և ոչինչ նրանց այնքան չի ոգևորում, որքան պոմպերի և կոմպրեսորների ներսը կատարելագործելու մարտահրավերը: Սիմուլյացիայի վրա հիմնված ձուլումը նրանց տրամադրում է թվային գործիքակազմ՝ լի հզոր հնարքներով: Հաշվողական հեղուկային դինամիկայի (CFD) մեթոդները, ինչպիսին է RANS-ը, թույլ են տալիս դիզայներներին նայել հոսքի ուղիների ներսը և նկատել յուրաքանչյուր պտույտ, մրրիկ և նեղուց: Նրանք օգտագործում են առաջադեմ ցանցային ռազմավարություններ՝ կառուցվածքային թևիկի համար, ոչ կառուցվածքային՝ պարույրի համար՝ յուրաքանչյուր մանրուք ֆիքսելու համար: Ավտոմատացված ցանցերի ստեղծման գործիքները, ինչպիսին է Fidelity Automesh-ը, արագացնում են գործընթացը՝ ցանցի ստեղծումը դարձնելով մինչև հինգ անգամ ավելի արագ:

Արհեստական ​​բանականության վրա հիմնված սիմուլյացիաները այժմ միանում են խմբին, որոնք աշխատում են GPU-ով արագացված գերհամակարգիչների վրա: Այս գործիքները կայծակնային արագությամբ մշակում են թվերը՝ օգնելով ինժեներներին փոփոխել թևերի ձևերը և հոսքի ուղիները՝ առավելագույն արդյունավետության համար: Նեյրոնային ցանցերը և պարամետրացված CAD տվյալները թույլ են տալիս բազմաօբյեկտիվ օպտիմալացում, որպեսզի նախագծողները կարողանան բարձրացնել ինչպես ճնշումը, այնպես էլ արդյունավետությունը: Փաստորեն, ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ CFD-ի և արհեստական ​​բանականության համադրությունը թևերի նախագծման մեջ կարող է միջին ճնշման հարաբերակցությունը մեծացնել 9.3%-ով, իսկ իզենտրոպիկ արդյունավետությունը՝ 6.7%-ով: CFD-ի միջոցով երկրաչափության օպտիմալացումը նույնիսկ մեծացրել է կոմպրեսորի արդյունավետությունը 4.56%-ով և ճնշումը՝ 15.85%-ով: Այս թվային գերուժերի շնորհիվ արտադրողները կարող են ճշգրտել յուրաքանչյուր կոր և անկյուն՝ ապահովելով, որ պոմպերն ու կոմպրեսորները աշխատեն ավելի սահուն, ավելի երկար ծառայեն և ավելի քիչ էներգիա սպառեն:

Հուշում.Սիմուլյացիայի վրա հիմնված նախագծումը թույլ է տալիս ինժեներներին փորձարկել հարյուրավոր գաղափարներ՝ նախքան մեկ կաղապար պատրաստելը, խնայելով ժամանակ և գումար՝ միաժամանակ հետապնդելով կատարյալ հոսքը։

Ծակոտկենության, մակերեսային թերությունների և թույլ կետերի նվազեցում

Ծակոտկենությունը և մակերեսային թերությունները լուռ դիվերսանտներ են, որոնք թաքնված են յուրաքանչյուր ձուլածո մասի ներսում: Սիմուլյացիայի վրա հիմնված դրոշմային ձուլումը ուղղակիորեն լուծում է այս խնդրահարույց խնդիրները: Հոսքի վերլուծության և արտահոսքի թեստավորման միջոցով ինժեներները կարող են օպտիմալացնել օդափոխիչների տեղադրումը և վակուումային կիրառումը՝ նվազեցնելով ծակոտկենության մակարդակը: Նայեք այս աղյուսակին, որը ցույց է տալիս վակուումային շերտավոր դրոշմային ձուլման ազդեցությունը կոմպրեսորի պատյանների վրա:

Վակուումային օժանդակությամբ օդափոխությունը, որը ղեկավարվում է սիմուլյացիոն ծրագրաշարով, հեռացնում է խցանված գազերը բորբոսի բարդ հատվածներից: Բժշկական սարքավորումների արտադրողներից մեկը ծակոտկենության խանգարումները 8%-ից կրճատել է մինչև ընդամենը 0.5%՝ ավելացնելով վակուումային օժանդակությամբ օդափոխություն: Ավտոմոբիլային և ավիատիեզերական մասերի ջարդոնի մակարդակը երկնիշ թվերից կտրուկ նվազել է մինչև 2%-ից ցածր՝ շնորհիվ այս տեխնիկաների: Արդյունքը՝ ավելի քիչ թույլ կետեր, ավելի ամուր մասեր և շատ ավելի քիչ թափոններ:

Մակերեսային մշակումները նույնպես գլխավոր դեր են խաղում: Քիմիական մշակումները և հղկումը կարող են կոռոզիայի մակարդակը կրճատել 5.72 մմ/տարի մինչև ընդամենը 0.45 մմ/տարի: Մակերեսի ճիշտ նախապատրաստման դեպքում կպչունության ամրությունը աճում է մինչև 111%-ով: Հոգնածության թեստերը ցույց են տալիս, որ հղկված, թերություններից զերծ մասերը կարող են երկու-երեք անգամ ավելի երկար ծառայել, քան իրենց կոպիտ, ծակոտկեն «զարմիկները»: Պոմպերի և կոմպրեսորների դեպքում դա նշանակում է ավելի քիչ խափանումներ և ավելի երկար աշխատանքային ժամանակ:

Նյութերի հատկությունների և հետևողականության բարելավում

Պոմպերի և կոմպրեսորների աշխարհում հետևողականությունը թագավոր է: Մոդելավորման վրա հիմնված ձուլումը ապահովում է, որ յուրաքանչյուր մաս ունենա նույն բարձրորակ նյութական հատկությունները: Ինժեներները օգտագործում են առաջադեմ նյութեր, ինչպիսիք են ճկուն էլաստոմերային դիաֆրագմաները և անխոզանակ DC շարժիչները՝ շփումը և մաշվածությունը նվազեցնելու համար: Այս նորարարությունները օգնում են պոմպերին միլիարդավոր անգամներ ծալվել՝ առանց ճաքերի կամ իրենց ցատկը կորցնելու:

Նյութի հետևողականությունը նաև նշանակում է ավելի երկար հոգնածության ժամկետ։ Հիդրավլիկ խողովակների վերաբերյալ ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ երբ նյութի հատկությունները մնում են կայուն, բաղադրիչները կարող են զգալիորեն ավելի երկար ծառայել իրենց նախագծային ժամկետին։ Նոր պոլիմերներն ու համապոլիմերները բարձրացնում են ջերմաստիճանի դիմադրությունը և հոգնածության ցուցանիշները, մինչդեռ բարելավված կրող նյութերը և չոր քսանյութերը ապահովում են ամեն ինչի սահուն աշխատանքը։ Արդյունքը՝ պոմպեր և կոմպրեսորներ, որոնք հաղթահարում են լարվածությունը, դիմադրում են կոռոզիային և շարունակում են աշխատել երկար ժամանակ, երբ մյուսները դադարեցրել են աշխատանքը։

Նշում.Համապարփակ նյութերը նշանակում են ավելի քիչ անակնկալներ դաշտում և ավելի հուսալի աշխատանք, նույնիսկ դժվար պայմաններում։

Իրական արդյունքներ և երկարակեցության բարելավումներ

Սիմուլյացիայի վրա հիմնված դրոշմային ձուլումը ոչ միայն թղթի վրա լավ տեսք ունի, այլև իրական աշխարհում։ Պոմպերի և կոմպրեսորների, ինչպիսիք են գերոտորային պոմպերը և պտտվող կոմպրեսորները, CFD սիմուլյացիաները սերտորեն համընկել են փորձարարական չափումների հետ։ Ինժեներները տեսնում են, որ կանխատեսված յուղի հոսքի արագությունները և զանգվածի հոսքի արագությունները համընկնում են լաբորատորիայում իրականում տեղի ունեցողի հետ։ Այս սերտ համընկնումը նշանակում է, որ սիմուլյացիայի վրա հիմնված բարելավումները ուղղակիորեն հանգեցնում են գործարանի հարկում ավելի լավ աշխատանքի։

Մի դեպքում, գործարանը վերափոխեց իր պոմպերը՝ օպտիմիզացված հիդրավլիկայով և կարողացավ զուգահեռաբար աշխատեցնել ավելի քիչ պոմպեր: Արդյունքը՝ տարեկան էներգիայի ծախսերի ահռելի 17% խնայողություն և սարքավորումների կյանքի տևողության մեծ աճ: Առաջադեմ վերլուծությունները և մեքենայական ուսուցումը այժմ օգնում են համեմատել սպասվող կատարողականը իրական աշխարհի տվյալների հետ՝ բացահայտելով ավելի մեծ արդյունավետություն և հուսալիություն ստանալու նոր եղանակներ:

Սիմուլյացիայի վրա հիմնված մետաղական ձուլումարտադրողներին հնարավորություն է տալիս կանխատեսել, փորձարկել և կատարելագործել յուրաքանչյուր մանրուք՝ նախքան արտադրության մեկնարկը: Արդյունքում ստացվում են ավելի երկարակյաց, ավելի հուսալի պոմպեր և կոմպրեսորներ, որոնք արդյունաբերությունը շարժման մեջ են պահում, իսկ սպասարկման անձնակազմը՝ ժպիտով լի:

Սիմուլյացիայի վրա հիմնված ձուլման համակարգը սովորական արտադրությունը վերածում է բարձր տեխնոլոգիական արկածախնդրության: Առաջադեմ սիմուլյացիաները հայտնաբերում են խնդիրները նախքան դրանց առաջանալը՝ օպերատորներին խնայելով հազարավոր դոլարներ և մեծացնելով աշխատանքային ժամանակը:Արդյունաբերության միտումներըցույց տալ, որ ամեն տարի ավելի շատ ձուլարաններ են ներդրումներ կատարում այս թվային գործիքներում: Ապագան պայծառ է թվում նրանց համար, ովքեր ընդունում են այս խաղի կանոնները փոխող տեխնոլոգիան:

Հուշում. Վաղ ընդունումը նշանակում է ավելի քիչ գլխացավեր և ավելի շատ շահույթ ապագայում։

Հաճախակի տրվող հարցեր

Ի՞նչ է սիմուլյացիոն եղանակով ձուլումը։

Սիմուլյացիայի վրա հիմնված մետաղական ձուլումօգտագործում է համակարգչային մոդելներ՝ իրական մասեր պատրաստելուց առաջ խնդիրները կանխատեսելու և շտկելու համար։ Ինժեներներին դուր է գալիս դա։ Մեքենաները ավելի երկար են ծառայում։ Բոլորը շահում են։

Հուշում.Պատկերացրեք դա որպես արտադրության համար նախատեսված սուպերհերոսի թիկնոց։

Ինչպե՞ս է այս տեխնոլոգիան օգնում պոմպերին և կոմպրեսորներին։

Այն գտնում է թույլ կետերը, նվազեցնում է թերությունները և մեծացնում է ամրությունը։Պոմպեր և կոմպրեսորներԱշխատեք ավելի սահուն։ Սպասարկման թիմերը ուրախանում են։ Պարապուրդի ժամանակը նվազում է։

Կարո՞ղ է սիմուլյացիոն եղանակով ձուլումը գումար խնայել։

Անշուշտ։ Ավելի քիչ խափանումները նշանակում են ավելի քիչ գումար, որը ծախսվում է վերանորոգման վրա։ Էներգիայի վճարները կրճատվում են։ Ընկերությունները տեսնում են շահույթի աճ։ Ժպիտներ շուրջբոլորը։