機械設備設計研發中的各種問題探析

崔井軍

摘要:機械設備設計是機械設備能否實現預期效果的決定因素,如果機械設計本身不符合機械設備的要求,那么不管在制造環節有多么高超的技術都無法使機械正常使用。本文就機械設計的原則和設計步驟進行論述,并對設計過程中的容易被忽略的問題進行分析。

關鍵詞:機械設計原則機械設計程序

中圖分類號:TQ016 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)06(c)-0061-01

1 引言

機械設計是根據用戶的使用要求對專用機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、潤滑方法等進行構思、分析和計算并將其轉化為具體的描述以作為制造依據的工作過程。機械設計的目的就是在一定的科學理論指導下,設計出符合企業生產目的的設備。

機械設計按照形式可以可分為新型設計、繼承設計和變型設計三類。新型設計是運用新的科技手段和經驗,設計出新的機械設備,并且具有舊設備不具有的功能。繼承設計是在原有的機械設備基礎上,結合新技術和新手段,對舊設備進行改造,使其符合新的生產目標,并起到提高機械設備性能和降低設備維護成本的作用。變型設計是根據新目標對現有的機械設備進行改造,或者就其中的一部分進行改造、更新,以達到新的目標要求。

2 機械設計的原則

機械設計需要遵循一定的原則,否則就會使設計毫無頭緒,甚至設計出來的設備無法使用。一般設計人員須遵守以下設計原則。

2.1 技術性能準則

技術性能包括產品功能、制造和運行狀況在內的一切性能。技術性能既指靜態性能,也指動態性能。例如,產品所能傳遞的功率、效率、使用壽命、強度、剛度等屬于靜態性能,抗摩擦、磨損性能、振動穩定性、熱特性等屬于動態性能。技術性能準則是在零件的各項指標中要符合規定的要求,否則會影響機械設備的正常使用。

2.2 標準化準則

在設計中要注意各項的標準化,包括:(1)概念標準化。也就是在設計過程中所涉及的名詞術語、符號、計量單位等都要與相應但是標準一致,否則可能會出現誤差,影響設備的使用。(2)方法標準化。在設計中,如果需要進行測量、試驗等活動時,測量和實驗必須在規定的地點,按照規定的方法進行。

2.3 安全性準則

安全性是機械設備設計的主要內容,也是在設計時要注意的事情。在設計中安全性準則體現在以下方面:(1)零件安全性。零件的標準必須符合規定,還必須是可以正常使用的,不能出現斷裂、過度變形、過度磨損等現象,以免造成對設計的不良影響。(2)工作安全性。在設計時,一定要對操作者的安全問題作為主要事項進行考慮,保證他們的人身安全。(3)環境安全性。在設計時,要考慮到機械對周圍環境的影響,比如噪音、廢氣污染等,提前對其進行預防。

3 機械設計的程序

機械設備設計是根據用途和實際需要按照一定步驟進行的。如果設計程序雜亂無章,會影響設計開發的速度,甚至使企業錯過發展時機。一般來說,機械設備設計的主要程序有以下幾步:

1)根據用戶訂貨的具體要求制定設計任務。2)初步設計。在了解了設計的目標之后,要對設計采用的機械的工作原理和基本結構形式進行熟知,對機械設備進行運動設計、結構設計,繪制初步總圖。3)技術設計。根據初審意見對其進行修改,并將初審中的設計思想進行具體化,如包繪制全部零部件圖、結構圖等。工作完成以后要將其送到設計部門進行二次審查。4)工作圖設計。根據二審意見進行修改,對全部工作圖(如零件圖、部件裝配圖和總裝配圖等)進行細致繪制,另外,要對技術文件(如零件表、易損件清單、使用說明等)進行詳細的說明,并用文字形式進行保存。

在進行機械設計時,可根據具體情況對設計程序進行修改和調整。比如,接到設計任務時,發現該設計目標簡單,沒有太高的要求,此時,就可以直接進行技術設計,不必再進行初步設計。

4 設計研發需要注意的問題

在機械設計研發過程中,處理需要遵循一定的原則外,還有許多細節問題需要注意。雖然他們不是設計的重點,但如果對細節問題把握不好,會影響設計的質量,使得設計無法實現預期目標。

4.1 研制階段需要注意的問題

機械設備的研制階段是設計的關鍵時期,如果在此時設計人員不夠重視,可能會因為小的疏忽造成大的失誤。在機械研制階段,制造部門按照圖紙進行施工,并運用科學的制造工藝以符合設計的要求。在此一過程中,設計者要加強與制造部門的交流,對設計中存在模糊不清的地方進行商討。設計者雖然對設計制造具有決定權利,但設計者有時對具體的操作程序和操作技術并不熟悉,所以要對技術人員的意見和建議給予積極的回應,對需要調整和改進的事情進行整改。如果設計者認為制造加工是制造單位的事,是否按圖紙進行生產也是制造單位的事,與己無關,那么設計就很可能會落空,達不到預期效果。只有設計者與制造單位加強溝通,出現問題及時商談解決,才能把設計落實到實處。

4.2 安裝調試使用階段的工作方法及需要注意的問題

在調試階段,有人會因此而放松,對此階段的工作不甚用心。但是,在調試階段,設計人員必須到施工現場,對安裝調試的全過程進行技術指導和監督,使機械能夠實現預期功能。另外,這設計人員在調試階段可以獲取關于該設計的第一手資料,對機械設備設計存在的問題和需要改進的地方獲得詳細準確的了解。

安裝調試結束后,要對機械設備進行試產鑒定,通過設備實際使用效果的評價或產品質量的檢驗,確定機械設備是否達到使用要求。鑒定機械可以投入使用后,對機械設備的使用、操作、維護等要進行文字說明,并對操作工及維修工進行培訓。

5 結語

機械設備設計是企業的主要組成部分,尤其對機械制造企業更是如此。機械設備設計可以為企業提供新的技術,以改進企業的機械設備性能,提高企業產品的性能,進而提高企業的競爭力。在科技是第一生產力的現代社會,設計作為科技進步的標志,設計水平就成為衡量科技的主要指標。所以,我們要加大對設計的科研投入,提高設計水平。

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