SolidWorks在小型制氧机设计中的应用

    变压吸附制氧是最近20年来新发展起来的制氧技术，以其为原理制造的制氧机被广泛应用于化工、冶金、环保及医疗卫生等部门。目前，国内大部分厂家在制氧机设计上仍处于二维模型阶段。以实物模型设计为依据，用计算机绘制二维工程图，设计完成后需要制作实物样机。一旦设计方案修改，就必须重新制作实物样机，这样造成设计周期长，人力物力投入大，设计一种新型的制氧机需要花费很长时间。随着计算机技术的发展，尤其是三维CAD技术的广泛应用，设计者在产品设计时，可以直接在计算机上构造三维实体，使得制氧机的设计周期大大缩短。

    采用人们熟悉的Windows界面进行三维模型设计，工作十分简便。本文着重介绍在新型小型制氧机设计中的应用，对三维CAD技术在新产品开发过程中的应用作了尝试和探索。

一、小型制氧机结构简介

    新研制的小型制氧机采用分体式结构，压缩机和制氧主机各为一体。压缩机包括箱体、气体过滤器、无油空气压缩机、冷却器、和排风扇等。制氧主机包括箱体、吸附床、空气储罐、氧气储罐、电磁阀和控制面板等。控制面板装有电源开关、压力表、流量调节器、流量计、出氧接嘴、手动排水阀。压缩机一体与制氧机主机之间的气路通过可拆卸的加强塑料管连接，并配有电路连接线，如图1所示。

图1 小型制氧机结构简图

二、三维实体设计过程

    首先根据小型制氧机的产量、工艺和流程等技术指标，确定小型制氧机的各零部件的结构和尺寸，进行零部件设计；同时依据构思确定框架的基本结构和基本尺寸，进行钣金设计。制氧主机零部件设计和框架结构设计完成以后，进行面板设计和内部结构设计。然后通过装配将设计好的零部件组装起来并与框架和面板进行装配，做干涉检验，如有问题，可返回修改，最终确定小型制氧机的三维实体模型。设计人员再通过模块将设计好的三维模型，输入材质及光源背景渲染成图片，制作成动画演示，送与专家评审通过。最后，出工程图并进行样品加工。

    1 零部件设计

    有全面的零件实体建模功能和变量化的草图轮廓绘制功能，能够自动进行动态过约束检查。用的拉伸、旋转、倒角、抽壳和倒圆等功能可以更简便地得到要设计的实体模型。用户可定义坐标系，可自动计算零部件的物理参数，进行可控制的几何测量；所有特征都可以用拖动手柄改变，并有动态的形状变化预览功能；可从独特的、支持Internet的特征模板中用拖动、放置操作引用特征；可进行变半径倒圆、指定区域倒圆、填角和圆角过渡等操作。图2所示为制氧主机内部各零部件的三维模型。