郑晓(中)和他的“灰精灵”团队。
郑晓组建了一个名为“灰精灵”的创新团队,经过半年多时间,终于研发出了国内首台同步带全自动疲劳测试机
作为“胶带产业城”,三门县辖区内的国道、省道沿线遍布着百多家橡胶制品生产企业,尤其海游街道、珠岙镇等地,还是三门橡胶制品的加工基地。
同步带是胶带制品里主要的胶带类型,同步带的质量好坏,取决于它的疲劳程度。
“但当时国内的市场,对于同步带疲劳程度的检测是一片空白,我们也不知道从哪方面来检测疲劳程度,应该说一切都从零开始。” 三门技师学院郑晓说,为此,他们专门组建了一个名为“灰精灵”的创新团队,经过半年多的时间,终于研发出了国内首台同步带全自动疲劳测试机。
人物名片
郑晓
台州市优秀科技工作者
台州市技能大师
台州市首席技师
国家级优秀辅导员
创意起源
企业技术困境背后的市场潜力
2016年8月,跟三门技师学院有着校企合作关系的三门振鑫机械厂,找到负责创新研发的郑晓,跟他反映了企业在生产同步带过程中遇到的一个技术难题——有没有能检测同步带疲劳程度的一种机器或者仪器?
郑晓想,既然企业有技术困境,这背后必定隐藏着一个极大的市场潜力。如果成功解决该技术问题,势必给企业带去不可估量的价值。
“我们作为创新研究的校方,既然企业提出来了,我们就有义务帮助企业解决技术困难,便接下了这个任务。”郑晓说,作为负责人,他不仅组建了创新团队,并且带队实地走访10多家企业开展前期的调研工作。
在前期的调研中,郑晓了解到,高质量的同步带,取决于它的高抗疲劳程度,而想要制造出一个高品质的同步带,就必须在生产过程中保证每根同步带达到一定的疲劳要求。
如何能够快速、准确地测试同步带的疲劳程度,这需要设计一种专门的试验设备。而这个检测设备,它不仅要具有可视化、结构简单等特点,而且还要达到操作简便、数据可靠等要求。
“我们通过对生产企业的调研,分析了同步带的结构、工作状态和疲劳强度指标等,提出采用耐久、堵转两种方式来测试疲劳程度,从而萌发出同步带全自动疲劳测试机的设计构想。”郑晓说。
攻坚克难
经过上百次失败,才找到研制的突破点
用什么方式来检测同步带的疲劳程度已经在理论上得到了解决,接下来就是怎么去检测。
“我们通过深入橡胶企业生产一线进行调研,摸清同步带工作状况,最终提出了耐久试验和堵转试验来衡量其质量情况。”郑晓说。
经过了上百次的失败,郑晓才找到研制的突破点——基于电机电流的plc控制的同步带全自动疲劳测试机。
什么是耐久试验呢?即在加载扭矩工作状态下,测出该同步带发生打滑时的用时数值。而堵转试验,指的是当同步带不会出现断裂时,记录受到过冲击或过载载荷的次数。简而言之,就是以用时和次数衡量同步带的质量,检测出完全符合高品质同步带要求的工作数值。
当同步带全自动疲劳测试机的控制系统切换到耐久模式时,在测试机构上的从动轮加载了扭矩输出机构的恒定扭矩,而测试机构的主动轮由动力输出机构带动,使测试机构的同步带工作。
“当同步带出现打滑时,电机实时电流等于空载电流,就停止计时,该时间表示同步带在加载扭矩下的使用寿命。”郑晓说。
同样地,在堵转模式中,测试机构的主动轮在动力输出机构的带动下,被测同步带把动力传输给测试机构的从动轮,而从动轮在刹车制动机构的制动下被卡死,动力输出机构的电机电流瞬间升高,当到达堵转电流时,电机停止转动,控制系统自动记录堵转1次。
“当同步带在堵转模式中达到断裂时,记录下的堵转次数就表示堵转状态下的使用品质。”郑晓说,结合两个模式下记录的数据,就能检测出同步带的疲劳程度极点所在。
展望未来
填补国内空白,给企业创造上千万的经济价值
同步带全自动疲劳测试机的发明成功,不仅帮助同步带生产企业解决了小型同步带疲劳强度测试的技术难题,更提升了企业的产品优良率以及市场竞争力。
“这个检测设备的发明,填补了三门橡胶企业自我检测同步带质量的空白,也填补了全国的空白。”郑晓说,目前他们已经针对这个同步带全自动疲劳测试机的核心技术申请了国家专利。
这个产品未来的市场怎么样呢?
郑晓说,单单三门县就有200多家橡胶企业,同步带是这些企业的主打产品,它的质量问题关乎到企业的声誉和品牌。而同步带全自动疲劳测试机的耐久试验和堵转试验完全可以检测出同步带的质量情况。
“我们通过走访了解企业的需求以及他们的购买意愿,将近有50%的企业有意愿购买我们的检测机。”郑晓表示,从全国范围来看,同步带检测设备都是一个比较大的市场。下一步,他们将充分利用互联网,把同步带全自动疲劳测试机推向全国各地,使它服务于更多的橡胶企业。
“通过我们的初步核算,同步带全自动疲劳测试机的设计、研发成本在2万元。根据橡胶行业的发展和设备价值,我们初步核定该设备的市场售价为4万元。”
郑晓表示,这个价格也完全在企业的接受能力范围之内,而同步带全自动疲劳测试机至少能够为企业创造出上千万元的价值。
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