浅析现代设计理论和方法在冶金机械设计中的应用

2018-01-30李寰

中国设备工程 2018年16期

李寰

（山东省冶金设计院股份有限公司，山东济南 250101）

当前，随着技术的发展和研究的深入，人们逐渐发现，在冶金机械设计中，加强计算机技术的应用，对完善机械市场体制有着很大的推动作用。当前，在机械企业中，其竞争已经不再是传统的制造工艺，而逐渐转向为现代的设计工艺；并且在设计中，已经不再限制于设计方法，这就使得设计工艺不断发展，大大减少了在设计中需要的时间。将现代的设计理论，应用在冶金机械设计中，可以缩短设计的周期，提高机械的性能，实现使用寿命的延长。同时，有效的应用设计理念，也使得在生产和设计中的成本大大降低，减少了制造成本；并且机械在使用和运行中，能耗得到了控制，减少了对环境造成的损害。因此，在机械设计中，利用现代设计理念是科学技术发展的必然，也是当前设计发展的趋势，更是降低能耗和成本、实现可持续发展的必然要求。

1 现代设计理论与方法

当前，先进的科学技术已经渗透到各行各业，机械设计领域也不例外，信息化不断发展和提高，致使当前的现代设计理论也不断得到更新和发展，更表现出了多样化的趋势。在本文中，选取了几种使用比较广泛的理念，针对其设计理念和方法进行了论述和探讨。

1.1 计算机技术

当前，计算机技术的使用彻底改变了传统的生活和生产方式，其发展更是体现在人们生活的方方面面。随着对计算机的不断利用和研究，推动了其衍生技术的发展，这些都被应用在了生产和生活中，带动了信息化和智能化的发展。使得在生产中，机械化水平也不断提高。在冶金机械的设计中，计算机技术更是得到了广泛的利用，比如其工程数据技术和传送信息技术等，都实现了对冶金机械的进一步优化，使得其使用性能不断提高，对工作环境的适应性更高。并且这些变化不只是外观的变化，在设计的精确度方面，也得到了优化和发展，并且大大提高了机械设备的效率。

1.2 人机工程设计技术

冶金工业属于原材料工业，并且在生产中，常常有很多的物料，对这些物料的处理，在冶炼出金属的过程中，造成了许多的“三废”，即废水、废气和废渣。这就使得在实际的操作中，操作冶金机械的人员也常常面临着有害气体的吸入和危险作业等问题，这给他们的身体健康带来了严重的损害。但是，在冶金机械设计中，利用人机工程设计技术，提高了设计人员的重视，更加注重对操作人员的身体节能保护，从而使得设计人员进行设计时，更加关注机械操作者的身心问题，不断实现数据的优化，改善工作环境，提高设备的自动化水平，这就大大加强了设备设计在现代技术中的应用，提高了设备在运行中的安全性，从而大大加强了冶金工作效率，提高了机器的安全性，实现了在整个过程中的安全生产。

1.3 绿色设计理念

当前，随着人们生活水平的提高，也越来越注重绿色环保的作用，这也给机械设计提出了新的挑战。绿色设计理论的宗旨是，在设计中，不能对环境造成威胁和破坏，在不断提高机械设备工作性能的同时，能够做到对环境的保护，在整个设计环节中，始终关注绿色设计理念，并将其贯穿在整个过程中。这就要求冶金机械要尽量减少在使用中乃至杜绝对环境的破坏，这就需要在设计时，设计人员充分利用现代的科技手段，在材料的选择和结构设计上，实现设备的绿色环保功能，从而降低对环境的污染，实现经济效益和生态效益的共同发展。

2 现代设计理论与方法在冶金机械设计中的应用方向

当前，对于冶金机械而言，在进行系统设计时，包含了动力系统、执行系统、传动系统以及操纵控制系统等。因此对各系统进行设计时，现代设计理论和方法被应用在各个方面，并且在设计中应用现代设计理论和方法，可以实现冶金机械性能的提高。

在冶金机械工作中，其原理和性能都决定了在进行设计时，必须要不断优化各项流程，把现代设计理论和方法应用到动力和执行以及操纵等系统中，使得子系统的功能不断优化和发展，从而促进整体性能的提高。在当前，针对冶金机械的各个系统的设计过程，对现代设计理论和方法的应用主要表现为以下几点。

2.1 将CAD技术应用在机械组合部件的设计中

零部件组合设计是机械设计的重要组成部分。在这个过程中，利用CAD技术可以实现各零部件的标准化，而且方便实施并行设计，加强CAD技术的应用。可以使其运用在整个机械设计中，能够促使在机械的制造中，对于标准零部件的应用，可以直接进行组装，省去中间的换件过程。这样大大降低用于制造机械的成本，减少了费用的消耗，从而使得在整个机械设计和制造中的效率得到了很大的提高。例如，在进行冶金机械的设计过程中，可以在设计液压系统时，直接利用CAD技术；在具体的进行机械设备生产时，可以应用减速机，完成对标准件的组装等。

2.2 绿色设计理念在降低冶金机械环境污染中的应用

当前，经济的发展也促进了人们思想观念的转变。在冶金机械方面，随着其规模的发展，人们不断对其进行探究，逐渐发现，将绿色设计理念应用到机械设计中的重要性。因此，在冶金机械设计时，加强绿色理念的应用，提高对环境保护的重视，在实现经济效益的同时，不断推动生态效益的提高，从而实现可持续发展。以下对绿色设计理念的应用和方法进行了总结，大致可以从几个方面来进行：①在机械的设计中，尽量选择那些绿色环保的材料，做到可回收利用，加强对材料的循环使用。使机械在发挥自己性能的同时，可以降低对环境的依赖，减少对环境的污染。②在机械设计中，绿色设计理念的应用还表现在进行设计时，要减少因为机械运行产生的废弃物。将机械在运行中产生的“三废”降到最低，从而减少对环境造成的威胁，减少机械在运行中产生的废弃物。这就需要在机械设备的设计中，设计人员要加强整体意识，从各个方面进行综合分析，对系统不断优化。这也就更加需要设计人员的专业技能的提高。③进行机械设计时，利用绿色设计理论，在设计中将机械的震动强度降到最低，减少机械运行产生的噪声污染，降低粉尘的生成，从而减少污染。这样才能实现冶金环境的优化，为设备操作者提供良好的工作环境。因此，在整个设计中，设计人员要选择那些具备高减震性能的机械材料，利用具有较高隔振性能的弹性支撑，实现减震结构的设计。

当前，在冶金机械设计中，利用现代的设计理念和方法，其前提是当前人们对环保理念的重视。设计人员认识到了在冶金机械设计中，节能环保设计的必要性，它是当前社会发展的必然产物，符合现代的可持续发展理念。因此，有必要对其进行深入的探讨和利用。

2.3 人机工程设计技术在优化机械设备运行环境方面的应用

当前，在冶金机械设计中，利用人机工程设计，是“以人为本”理念的体现，它的使用使得机械更加人性化。在进行设计时，设计人员将人体学原理作为设计的基本原理，防止在实际的机械操作中，操作者长期依靠同一个姿势，而对身体造成了负面影响；并且，在进行冶金机械设计时，人机工程的利用，可以使得自动化技术的应用更加广泛，减少了在机器运行中操作者的工作时间和工作强度，实现了对整个生产流程的优化。

3 在冶金机械设计中应用现代设计理论和方法的趋势

当前，在冶金机械设计时，常用的现代设计理论还有很多：比如优化设计方法、创新设计方法等。尽管在设计的初期，这些设计理论和方法的应用存在着很大的差异；但是他们有着共同的特点，就是可以提高机械设备的整体性能，实现在整个环节的节能环保。当前，在冶金机械设计中，因为市场不断饱和导致行业的竞争更加激烈，这就使得在实际的冶金机械设计中，实现对当前的科技成果的综合利用和创新有着重要作用，这也对机械的设计创新提出了很高的挑战。当前，人工智能技术炙手可热，获得了快速的发展，这就需要在冶金机械中，及时地将人工智能应用在设计中，并且在设计时，兼顾经济效益和生态效益，把实现设计的安全和可靠性作为设计的前提，将更多现代的技术理念和方法用在机械设计的生产中。