产品性能层次结构（精选三篇）
产品性能层次结构 篇1
空调是现代人们生活和工作中必需的设备, 在生活中已经超过了洗衣机、电视机和电冰箱的年耗电量。空调设备能够有效低改变人们生活工作的环境, 提高环境质量, 使人们能够更加舒适地生活和工作。与此同时, 空调使用带来的能耗问题是人们关注的重点, 随着空调使用量的增加, 对于环境保护来说产生了阻碍的作用, 并且增加了地球温室效应。在当今市场中, 空调的节能效果是评价空调质量好坏的重要标准, 对于空调市场的可持续发展也起到了一定的作用。
1 优化空调性能的重要性
空调、洗衣机、电视机和电冰箱是人们日常生活中必不可少的家用电器, 在这四种家用电器中个, 空调的年耗电量是最大的, 对地球的环境保护造成了严重的影响, 使得臭氧层的空洞扩大, 加重了全球的温室效应, 空调的能耗问题成为制约空调发展的重要原因。空调不同于其他家用电器, 设备的使用时间比较集中, 并且具有季节性的特征, 使得电量峰谷差距增大, 加重了电量差距的矛盾, 造成店里系统负荷特性的恶化。空调的集中使用, 使得电网负荷率下降, 一些电力设施没有充分发挥作用, 造成了资源的浪费现象[1]。
由于空调设备的重要性以及能耗问题的严重性, 世界各国都制定了相关的标准和法规用来减轻空调的负面影响, 迫使厂家在空调的设计和生产方面不断优化。提升空调的节能技术是一个系统工程, 只提高部分构造的节能技术并不能达到整体的节能效果。与空调整体能耗相关联的因素有很多, 比如换热器、电机、压缩机、风机、制冷剂、风系统、控制系统以及系统匹配等, 因此, 提高空调设备的节能效果必须从这些因素出发, 在不改变空调生产成本的基础上, 优化空调各结构的设计, 争取提高空调的性能和节能效果。
2 空调压缩机的优化
在空调的各个组成中, 压缩机是空调的核心技术, 压缩机的性能关系着整个空调的性能, 并且起着决定性的作用, 对空调的压缩机进行优化, 能够有效地提高空调的节能效果。一般家用空调的压缩机为旋转式压缩机, 这种旋转式压缩机的额定制冷量与整机的额定制冷量不同, 通常会高200~300 W。当旋转式压缩机的额定制冷量太大时, 用于运行的能耗相应增加, 整个空调设备的能效比就会下降;如果旋转式压缩机的额定制冷量太小时, 制冷系统的冷量就会出现一定的损失, 导致整个空调设备的冷量减少, 达不到设备的标准要求。压缩机的能效比关系着整个空调设备的节能效果, 是空调节能的重要参数, 相同的制冷量, 能效比高的压缩机的功耗就比能效比低的压缩机要小, 提高压缩机的能效比, 能够有效地提高整个空调设备的能效比。虽然能效比高的压缩机对于空调节能有着重要的作用, 但是能效比高的压缩机成本要比能效比低的压缩机要高, 考虑到到成本问题, 不能一味选择能效比高的压缩机, 性能和成本要两者兼顾[2]。
3 空调换热器的优化
要想提高空调设备的能效比, 在进行换热器的选配时, 也要注意一些原则。在目前的空调结构研究中, 提高能效比的有效措施有两种, 一种是更换高能压缩机, 另一种是加大换热器, 这两种方法都是提高空调设备能效比的最直接的措施。在一定程度上增大换热器, 可以达到节能的目的, 但是不能只考虑这一个问题, 因为增大换热器与更换高能效比的压缩机类似, 虽然提高了空调设备整体的能效比, 但是也让空调设备的成本增加了很多。在高能效比的空调设备系统的选配工作中, 过分增大空调器的换热器, 不但增加了空调设备的成本, 还导致空调设备的制冷剂量过多地超过压缩机的最大值, 从而使得空调压缩机出现启动故障以及能效比和制冷能力都下降的问题。因此, 在进行空调系统选配工作中, 需要兼顾空调系统的能效比和成本, 应当根据理论计算后进行多次实验, 确定最佳的换热器配置, 这是优化空调结构设计, 提高空调性能的关键措施。
4 送风方式对空调性能的影响
人们在工作和生活中, 周围空气环境的质量非常关键, 不仅影响着人们的舒适感, 对于人们的工作效率也有一定的影响。良好的空气品质能够给人们愉快的心情, 使人们身心愉悦, 能够更好地投入到工作中。传统的送风方式多为顶板送风, 经处理之后的低温空气通过顶板送风散流器与室内空气混合, 这种方式属于混合通风, 低温空气与室内空气混合后能够消除室内部分的余热余湿, 使得室内的温度和湿度大致可以均匀分布。但是通过顶板送风方式得到的室内空气质量比较差, 而且消耗大量的能量, 因此出现了地板送风、工位送风和置换送风方式。
4.1 地板送风
地板送风也是一种混合通风形式, 经过处理之后的空气首先经过地板下的静压箱, 然后由送风散流器送入室内, 并与室内的其他空气进行混合。通过地板送风方式的新鲜空气能够自下而上地经过人员活动区, 带走室内的余热和余湿, 然后经过房间顶部的排风口排除, 从而使得室内的湿度和温度都能够保持均匀。地板送风方式也存在一定的局限, 因为地板提升的高度是有限的, 因此通过这种送风方式的送风量也是有限的。但是在许多散热设备多、人员比较密集的建筑中, 多数采用地板送风方式, 使得空调设备能够达到更好地效果。
4.2 工位送风
工位送风是一种比较特殊的送风方式, 包括设备通风、区域通风和人员自调节三个部分。工位送风方式是指将送风口安装在人的呼吸区, 通过软管等管道将送风口与地板下的送风装置相连, 送风口的位置是可以灵活多变的, 人们可以根据需求改变送风口的位置, 还可以调节气流的流速、流量、流向以及温度, 能够提高空调设备的使用性能。在现代的办公环境中, 多数采用统间式的设计, 不同的人对环境的要求不一样, 因此工位送风方式比较适合, 能够有效地发挥空调设备的性能[3]。
4.3 置换通风
置换通风是另外一种送风方式, 气流从位于侧墙下部的散流器送入室内, 受到浮生力的作用, 由下上升到人们的工作区, 吸收了周围的余热和余湿形成了热羽流, 在吸收的过程中, 不断吸收周围的余热和余湿, 热羽流的流量不断增加。整个室内空间被分成两个区域, 上区空气的污染物较多, 温度比较均匀, 下层区域呈现明显的温度梯度和污染物梯度。置换通风方式能够保障大空间内的空气保持洁净, 常用于层高大于2.4 m的建筑空间中, 比如常见的会议室、办公室、剧院和计算机机房等。
5 结语
在当今社会中, 人们的日常生活和工作都离不开空调设备, 空调设备也成为众多电器中能耗最高的一个。在可持续发展的道路上, 人们越来越关注能耗问题, 要想提高空调设备的能效比, 需综合考虑空调设备的各个结构, 不能只从某一个结构着手。影响空调设备能效比的因素有多个, 通过对空调结构的优化, 能够提高结构的能效比, 从而提高空调设备整体的能效比, 使得空调性能得到更好的发挥。
摘要：在各种家用电器中, 空调已经成为人们日常生活中必要的设备, 在人们生活能耗中也占据了很大的比例。近年来, 随着可持续发展思想的推进, 人们对于节能环保提出了更高的要求, 为了促进空调节能技术的发展, 各国和地区都给予了大力的支持。空调的结构设计不仅关系着产品的性能, 而且与空调设备的能耗直接关联, 因此, 在空调机构设计中, 优化各方面的结构设计不仅能够提高产品的性能, 还能节约能源, 是人们关注的热点之一。
关键词：空调结构设计,产品性能
参考文献
[1]熊立贵.优化空调结构设计、提高产品性能研究[J].日用电器, 2012, 06:41-44.
[2]王瑞, 王义春, 冯朝卿, 詹火明.空调全铝新型换热器结构优化与性能研究[J].北京理工大学学报, 2012, 07:699-704.
产品性能层次结构 篇2
一、结构分析对比
目前, 单缸直联轮式拖拉机底盘有三种情况 (表1) :
1.利用原来多缸直联轮式拖拉机的底盘配套立式直联单缸柴油机。代表机型:XT160、XT180、XT200、CF220Z、CF250Z;配套动力:德力DLH1100、DLH1105, 江动JDL1105、JDL1110, 常发ZL1115、ZL1125。
2.利用原来皮带传动小四轮拖拉机底盘, 对横向传动轴变速箱进行改进设计, 将侧边横向输入轴改为纵向输入轴, 配套立式直联单缸柴油机, 并实现后置动力轴出。代表机型:CF220ZB, 配套动力:常发ZL1115。
3.考虑机组匹配技术、模块化设计技术要求, 采用9+3挡变速箱, 选装梭行挡, 可实现9+9挡, 速度范围广, 田间作业挡位多, 侧置操纵。可选装中置动力输出, 专门设计的性能、价格更为合理, 功能更为齐全的小型拖拉机专用传动系底盘, 配套低成本、节能型、高效燃烧的立式直联单缸柴油机。代表机型:XT220、CFA220-1、CFA224-1、CFA250-1、CFA254-1、CFA280-1、CFA284-1, 配套动力:常发ZL1115、ZL1122、ZL1125、CF28L。
二、拖拉机标准指标与检测数据对比
国内适用小型轮式拖拉机的现行产品标准主要是GB/T15370-2004《农业轮式和履带拖拉机通用技术条件》和JB/T10495-2005《皮带传动轮式拖拉机通用技术条件》。全国拖拉机标准化技术委员会根据国家标准化管理委员会批准的国家标准制修订计划已完成了GB/T15370.1《农业拖拉机通用技术条件第1部分:50kW以下轮式拖拉机》和GB/T15370.5《农业拖拉机通用技术条件第5部分:皮带传动轮式拖拉机》两个国家标准制修订工作, 并已报国家标准化管理委员会审批。近年来, 单缸直联轮式拖拉机深受市场欢迎, 拖拉机动力性能和油耗经济性能指标明显好于现行拖拉机产品标准, 现行标准已起不到恰当评价单缸直联轮式拖拉机的作用。为此, 以江苏常发农业装备股份有限公司牵头申请立项, 组织起草JB/T《单缸直联传动轮式拖拉机通用技术条件》 (30马力以下) 机械行业标准, 也已完成报批稿。根据已经报批的三个拖拉机产品标准中差异较大的主要指标来看, 单缸直联轮式拖拉机比同功率多缸轮拖和皮带传动小四轮的牵引比油耗、动力输出轴油耗要低15g/kW·h, 牵引效率、转矩储备率和噪声指标均严于皮带传动小四轮拖拉机 (见表2) 。从检测机构试验报告中的实测数据也可看出单缸直联轮式拖拉机的动力性能好于标准, 尤其最大牵引功率下牵引比油耗在270～322g/kW·h范围内, 比现行标准低20～70 g/kW·h;动力输出轴变负荷平均燃油消耗率在297～340g/kW·h范围内, 比现行标准低20～50 g/kW·h (见表3) 。企业批量生产的拖拉机下线检测的燃油消耗率普遍低于标准规定值25～50 g/kW·h, 平均低35 g/kW·h左右。现行的拖拉机标准中的经济性和动力性指标限值实际上对单缸直联拖拉机没有什么约束。
据统计, 我国单缸皮带传动小型轮式拖拉机牵引比油耗均值为338 g/kW·h, 主要分布在310～350 g/kW·h之间。18 kW以下的多缸直联轮式拖拉机牵引比油耗均值为344.4g/kW·h, 主要分布在320～360 g/kW·h之间;PTO变负荷平均比油耗均值为347.9 g/kW·h, 主要分布在330～370 g/kW·h之间。通过直观或间接比较, 小型轮式拖拉机中, 多缸直联与单缸皮带传动相比, 动力输出轴变负荷平均比油耗略低, 牵引比油耗并无优势。
常发CFA系列9+3挡单缸直联拖拉机所配发动机采用过量双轴平衡机构、齿轮室采用调压喷油润滑后, 其振动、噪声明显好于配套卧式单缸柴油机的皮带传动小四轮拖拉机。由于采用直喷进气、高效燃烧系统, 无论拖拉机怎样加速、加载, 发动机都不冒黑烟、燃烧干净。单缸直联轮式拖拉机的动力性能和经济性能普遍好于同功率的其他轮式拖拉机, 这也是单缸直联轮式拖拉机节能降耗的主要优势。
三、用途范围分析
目前这个功率段的产品在国外没有皮带传动, 只有直联传动拖拉机, 其设计和制造水平也比较高, 在园林和农业上应用很普遍。由于小型拖拉机有其鲜明特色, 在我国小面积农田作业, 广大农村家庭进行农副产品加工、灌溉、园林和运输方面仍然有较大市场。直联传动拖拉机水旱通用, 且具有配套多种农机具的优势, 配套不同机具后能完成犁耕、旋耕、收获、脱粒、栽植、田间管理、运输、抽水、磨坊、粉碎等作业。随着小型直联拖拉机的推广应用, 保有量增大, 生产制造成本和使用维修费用将会不断下降, 替代皮带传动小四轮拖拉机的市场前景非常乐观。
产品性能层次结构 篇3
今年年初,江苏常州一家企业用了广东步明精机有限公司生产的BM200F二板直压式注塑机,该机在用于生产一出48腔5ml一次性注射器时发现,所生产出来的制品的重量重复精度很高(重量重复误差0.13%以下),而且每个制品的重量比国内另一家知名企业用250吨的注塑机所生产出来的制品的重量轻0.02克。不要小看这0.02克,一年下来(按11个月计算)将可节省近10万元的材料成本。进一步我们再测试两台设备的其它方面的参数,如能耗、效率等,通过对比发现,用步明精机的BM200注塑机生产同样的产品,一年可为用户节省约16.5万元。这些数据还不包括BM200注塑机低压护模从而使模具寿命提高一倍所带来的经济效益,没有计算每台机一年可节省约2m2的洁净厂房的运行费用及成品出口处零污染所省下来的费用。还有浙江龙游一个用户生产快餐刀叉的例子,同样用BM200E注塑机,在生产一出24腔的塑料刀叉时,每模制品的重量少了3克,效率提高了25%以上。这些例子使我认识到注塑机的结构、性能决定了医用塑料制品加工企业的赢利能力和产品的竞争力。
长期以来,国内医用注塑机以中小型为主,国内市场上使用的主要有肘杆式(见图1)。全液压式(见图2)(包括单缸充液式、二板直压式)和全电动式,其中肘杆式凭借其价格低、节能、速度快、超载能力强而占领了大多数中、低端市场,全电动式及德国进口的二板直压式占领了高端市场,国产的单缸充液式和二板直压式,主要用于中端市场。众所周知,肘杆式的优点十分明显,但缺点也很突出,如开合模精度较差、受力不均,销轴等容易磨损,需要加油润滑,润滑油容易外漏污染制品成型区及制品,换模具时调模不便,低压护模不灵敏,开模容易震动,机器及模具寿命较短等。同样,单缸充液式的优点刚好就是肘杆式的缺点,如开合模精度高、受力均匀,不需要加油润滑、不需要调模、机器及模具寿命长等。同样,单缸充液式的缺点也很突出,如成本高,锁模力的超载能力不如肘杆式、速度慢、能耗高等。由于市场竞争激烈,产品的要求越来越高,原材料、人工等成本也越来越高,而产品的价格(加工费)却越来越低。所以许多客户十分困惑,到底买什么设备合算?买什么设备能够帮自己挣钱。机器价格,能耗(用电),效率是很直观的,很容易计算出来,而机器的精密度、耐用性、可靠性是比较隐性的,其好处不是一下子看到的。同时,用于医用环境的设备的洁净度要求也是不得不考虑的问题。有没有什么方法能够很方便地比较各种结构型式的注塑机的价值呢?这些机器的性能指标和我们企业的赢利又有什么直接关系呢?本文将从洁净度、精度、效率、能耗、机器的耐用性、可靠性等方面进行分析,试图将这些性能指标转化为可以比较的货币形式——人民币加以分析并比较,从中可直观看到哪些性能指标对企业效益影响最大,从而可以预知对应的产品(不同精度要求及加工费)应采购什么设备能够挣钱,或挣更多的钱。
1.洁净度要求
制品出品处附近区域的洁净是首先要考虑的问题。各种锁模结构其产生的污染方式是不同的,肘杆式注塑机产生最大污染的是锁模结构。由于其销轴及调模系统必须加油润滑,油污不但会使肘杆、模板等变黑、变赃,还会流到机架上。产品如果被污染到而没有被发现,甚至出了厂用在了患者身上,将会带来严重后果。虽然目前国内生产肘杆式注塑机占绝大多数,价格也较便宜,但医用注塑厂要评估除加润滑油的额外费用外,产品的去污费用及以后应承担的风险,这是一个首先要考虑的问题。
1.1医用注塑机的布局有三种方案:
(1)注塑机整体放置于洁净室内;
(2)只将注塑机的锁模部分放入洁净室(如:德国克劳斯玛菲的CX系列二板式注塑机),其悬臂式的锁模单元可被移入洁净室生产,当需要安装更换模具时,可将锁模单元移出洁净室;
(3)将锁模部件及产品出品的附近单独设置洁净室,只对洁净室进行净化空气处理,产品通过净化通道被输送到洁净室装配线上。最节省洁净成本的是第(3)种方案,其次是第(2)种方案,国内通常采用第(1)种方案。对医用注塑企业来说,应尽可能选择能够使用第(2)种或第(3)种方案的设备,将洁净室的投资和保持洁净室洁净的运营成本尽量降低。
1.2各种设备的锁模部件的污染方式:
(1)肘杆式:(包括全电式)肘杆式的销轴及调模齿轮及链轮需要润滑,润滑油容易外漏。
(2)单缸充液式:铸造油缸的外表面会渗油。
(3)外循环二板式:拆四个锁模油缸会对制品成型区有影响。
(4)内循环二板直压式:基本没有污染源
1.3动模板支撑导轨的润滑:
A.滑脚式;B.直线导轨式。
1.4需要考虑的其它洁净度要求:
机械安全保护杆的机械碰撞,安全护罩的油漆,油管表面的粗糙度等,塑化部分热量及废气的排出及处理,外露零件防锈等。
要考虑设备的各种防尘、防锈、防渗、防漏油措施,以及这些措施给洁净生产带来的好处以及由于减少洁净成本所带来的经济效益。
2.精度分析
各种设备的精度不同(如:合模精度、注射精度、温控精度等),其最终体现在加工产品时的精度上,产品的尺寸精度等是由模具决定的,合格的模具能保证在合适的工艺条件下做出合格的产品,如何保证一直在符合要求的工艺条件下生产出合格的产品,就必须靠设备来保证,通常可用产品的重量重复精度来衡量设备的精度,一般用标准差(均方差)来代替,其公式如下:
(注释:X为变量值(每次重量)、为平均重量)
n为测重的次数,n要大于或等于50才比较准确,求到δ后,我们对这台机器的精度有一定了解,一般新的普通注塑机(肘杆式)为1%,如果肘杆销轴磨损了其精度会急剧下降,δ<0.2%可称为精密机器(目前没有统一规定),一般全液压式注塑机其精度较高,δ<0.5%。许多人认为,自己加工的产品精度要求不高,所以用不了精度高的注塑机,这个观点未必正确。欧洲、日本等,也经历过我们这样严酷的价格竞争时代,最终大家都选择采用好的机器。因为精度差的机器,低压护模不灵敏有时会把模具压坏,模具受力不均,锁模力时大时小,从而导致产品出现飞边,飞边的出现除需要人力修饰,破坏产品表面外观之外,还在无形中将原料变成边角料;其次飞边的出现也意味着产品出现了厚薄不均,或者每次产品的重量不同,如果我们的客户不接受厚薄不均的产品,也不接受薄的产品,厚薄不均及薄的产品就报废,就必须进破碎机破碎后成为再生料才能使用,从原料经过注塑加工后最后变成了再生料,其价值损失是很大的。其价值回收率,我们假定为30%(或者更高),意味着70%的价值损失。例如:一个重50克的产品,加工出来的重量是在50克左右波动,严格来说,有一半的产品重量大于50克,有一半的产品会小于50克,实际上,客户对于产品有三种要求:(1)尺寸精度及外观要求,这是比较严格(2)重量要求在50克左右是合格的,超过一定范围不合格;(3)最小壁厚要求,只是要求有一定的强度,要求最小壁厚不能小于某值。如要求:产品超过50克是合格的,对于后者,我们开模具时,可把产品的壁厚适当做大一些,如:原来只需要1mm,我们可做成1.1mm,这样,即使机器精度差些,也可保证我们做出来的产品大多数是合格的,究竟壁厚做大多少(暂称为裕量倍数)才合理呢,我们可根据产品重量,设备的精度,报废材料的回收率等进行计算,可求出最佳的裕量倍数,从而指导我们开模具,如图3。
裕量损失最少的就是最佳的裕量倍数,求出对应的裕量损失后,我们可以求出一年因机器的精度不足而造成的损失。例如:一台80吨注塑机,如果其δ=1%,产品平均重量50克,价值回收率假定为30%,塑料价格为每公斤10元,客户接受第3种质量要求。经计算,一年下来,因精度原因导致材料损失高达3万多元。
3. 能耗分析
能耗问题是近几年来国家及整个社会关注的焦点,塑料机械行业协会也制订了相应的能耗指标和检测标准,这对行业的正常发展非常有利。能耗也关系到企业的费用支出和产品的竞争力。众所周知,全电式注塑机的能耗最低,普通的肘杆式次之,单缸充液式最高,外循环二板式比单缸充液式好一些。近几年在液压驱动的注塑机中,推行用伺服电机带动油泵作为动力源,虽然其能耗仍不能与全电动式相提并论,但如果设计合理在节能方面已经接近全电式。整体而言,采用伺服电机做动力源,对全液压式来说也是一大福音。虽然与肘杆式相比仍有差距,但差距已经不明显,容易被用户接受。采用伺服电机驱动的内循环二板直压式注塑机经过合理设计,其节能效果可达到或好于同样采用伺服电机驱动的肘杆式注塑机。作为医用注塑厂来说,可根据各种设备的耗能情况,估算出各种设备一台机一年的电费,从而知道能耗指标与经济效益的关系。
4. 效率分析
4.1 影响效率因素有:
空循环时间;空循环时间由开合模速度,升压时间决定,是表征机器效率的最重要指标之一。
4.2 塑化效率和冷却时间:
影响塑化效率主要有螺杆的转速和螺杆的性能。影响冷却时间的因素很多,其中模具的冷却效果关系最大,为了提高效率,许多注塑厂采用一模多腔,重叠模等。如果一模的腔数太多,会使模具单薄,容易引起模具变形,导致产品精度下降,如壁厚增加、飞边、产品变形、腰鼓形等。有时还不能顺利顶出制品,影响正常生产。为了提高效率必须采用好的设备,
5. 低压护模及机器,模具的可靠性,耐用性分析
