机械设备设计研发中的各种问题探析

崔井军

摘要:机械设备设计是机械设备能否实现预期效果的决定因素,如果机械设计本身不符合机械设备的要求,那么不管在制造环节有多么高超的技术都无法使机械正常使用。本文就机械设计的原则和设计步骤进行论述,并对设计过程中的容易被忽略的问题进行分析。

关键词:机械设计原则机械设计程序

中图分类号:TQ016 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)06(c)-0061-01

1 引言

机械设计是根据用户的使用要求对专用机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、润滑方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。机械设计的目的就是在一定的科学理论指导下,设计出符合企业生产目的的设备。

机械设计按照形式可以可分为新型设计、继承设计和变型设计三类。新型设计是运用新的科技手段和经验,设计出新的机械设备,并且具有旧设备不具有的功能。继承设计是在原有的机械设备基础上,结合新技术和新手段,对旧设备进行改造,使其符合新的生产目标,并起到提高机械设备性能和降低设备维护成本的作用。变型设计是根据新目标对现有的机械设备进行改造,或者就其中的一部分进行改造、更新,以达到新的目标要求。

2 机械设计的原则

机械设计需要遵循一定的原则,否则就会使设计毫无头绪,甚至设计出来的设备无法使用。一般设计人员须遵守以下设计原则。

2.1 技术性能准则

技术性能包括产品功能、制造和运行状况在内的一切性能。技术性能既指静态性能,也指动态性能。例如,产品所能传递的功率、效率、使用寿命、强度、刚度等属于静态性能,抗摩擦、磨损性能、振动稳定性、热特性等属于动态性能。技术性能准则是在零件的各项指标中要符合规定的要求,否则会影响机械设备的正常使用。

2.2 标准化准则

在设计中要注意各项的标准化,包括:(1)概念标准化。也就是在设计过程中所涉及的名词术语、符号、计量单位等都要与相应但是标准一致,否则可能会出现误差,影响设备的使用。(2)方法标准化。在设计中,如果需要进行测量、试验等活动时,测量和实验必须在规定的地点,按照规定的方法进行。

2.3 安全性准则

安全性是机械设备设计的主要内容,也是在设计时要注意的事情。在设计中安全性准则体现在以下方面:(1)零件安全性。零件的标准必须符合规定,还必须是可以正常使用的,不能出现断裂、过度变形、过度磨损等现象,以免造成对设计的不良影响。(2)工作安全性。在设计时,一定要对操作者的安全问题作为主要事项进行考虑,保证他们的人身安全。(3)环境安全性。在设计时,要考虑到机械对周围环境的影响,比如噪音、废气污染等,提前对其进行预防。

3 机械设计的程序

机械设备设计是根据用途和实际需要按照一定步骤进行的。如果设计程序杂乱无章,会影响设计开发的速度,甚至使企业错过发展时机。一般来说,机械设备设计的主要程序有以下几步:

1)根据用户订货的具体要求制定设计任务。2)初步设计。在了解了设计的目标之后,要对设计采用的机械的工作原理和基本结构形式进行熟知,对机械设备进行运动设计、结构设计,绘制初步总图。3)技术设计。根据初审意见对其进行修改,并将初审中的设计思想进行具体化,如包绘制全部零部件图、结构图等。工作完成以后要将其送到设计部门进行二次审查。4)工作图设计。根据二审意见进行修改,对全部工作图(如零件图、部件装配图和总装配图等)进行细致绘制,另外,要对技术文件(如零件表、易损件清单、使用说明等)进行详细的说明,并用文字形式进行保存。

在进行机械设计时,可根据具体情况对设计程序进行修改和调整。比如,接到设计任务时,发现该设计目标简单,没有太高的要求,此时,就可以直接进行技术设计,不必再进行初步设计。

4 设计研发需要注意的问题

在机械设计研发过程中,处理需要遵循一定的原则外,还有许多细节问题需要注意。虽然他们不是设计的重点,但如果对细节问题把握不好,会影响设计的质量,使得设计无法实现预期目标。

4.1 研制阶段需要注意的问题

机械设备的研制阶段是设计的关键时期,如果在此时设计人员不够重视,可能会因为小的疏忽造成大的失误。在机械研制阶段,制造部门按照图纸进行施工,并运用科学的制造工艺以符合设计的要求。在此一过程中,设计者要加强与制造部门的交流,对设计中存在模糊不清的地方进行商讨。设计者虽然对设计制造具有决定权利,但设计者有时对具体的操作程序和操作技术并不熟悉,所以要对技术人员的意见和建议给予积极的回应,对需要调整和改进的事情进行整改。如果设计者认为制造加工是制造单位的事,是否按图纸进行生产也是制造单位的事,与己无关,那么设计就很可能会落空,达不到预期效果。只有设计者与制造单位加强沟通,出现问题及时商谈解决,才能把设计落实到实处。

4.2 安装调试使用阶段的工作方法及需要注意的问题

在调试阶段,有人会因此而放松,对此阶段的工作不甚用心。但是,在调试阶段,设计人员必须到施工现场,对安装调试的全过程进行技术指导和监督,使机械能够实现预期功能。另外,这设计人员在调试阶段可以获取关于该设计的第一手资料,对机械设备设计存在的问题和需要改进的地方获得详细准确的了解。

安装调试结束后,要对机械设备进行试产鉴定,通过设备实际使用效果的评价或产品质量的检验,确定机械设备是否达到使用要求。鉴定机械可以投入使用后,对机械设备的使用、操作、维护等要进行文字说明,并对操作工及维修工进行培训。

5 结语

机械设备设计是企业的主要组成部分,尤其对机械制造企业更是如此。机械设备设计可以为企业提供新的技术,以改进企业的机械设备性能,提高企业产品的性能,进而提高企业的竞争力。在科技是第一生产力的现代社会,设计作为科技进步的标志,设计水平就成为衡量科技的主要指标。所以,我们要加大对设计的科研投入,提高设计水平。

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