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關(guān)鍵詞 石油化工機(jī)械設(shè)備;故障;原因;規(guī)范;措施
中圖分類號(hào):TE682 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)15-0135-01
1 石油化工機(jī)械的故障分類
1.1 突發(fā)性故障
石油化工機(jī)械設(shè)備經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)突發(fā)性的故障導(dǎo)致設(shè)備無法正常的工作。引發(fā)突發(fā)性故障的主要原因是因?yàn)橥饨绛h(huán)境的變化或者是人為因素產(chǎn)生的壓力超出了機(jī)械設(shè)備的承受范圍,使得機(jī)械設(shè)備停止工作。突發(fā)性故障具有無預(yù)兆性,所以往往突發(fā)性故障造成的損失是無法確定的,損失要根據(jù)實(shí)際的故障程度來決定,不過突發(fā)性故障往往會(huì)給石油化工機(jī)械設(shè)備帶來致命的傷害。
1.2 積累性故障
積累性故障與突發(fā)性故障完全相反,積累性故障是因?yàn)殚L期問題的積累使得整個(gè)機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障,影響正常的機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)。這種故障主要原因是設(shè)備老化,設(shè)備使用時(shí)間長等。它具有可預(yù)測(cè)性,這種故障可以采取相應(yīng)的措施來避免。
2 造成石油化工機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的原因
2.1 員工操作的不規(guī)范
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,石油化工業(yè)也迅速的發(fā)展,石油化工業(yè)受到越來越高的重視,但是從事石油化工行業(yè)工作人員的職業(yè)素質(zhì)卻沒能得到發(fā)展。相關(guān)的管理部門沒有制定明確的操作標(biāo)準(zhǔn)來限制工作人員的行為,很多的石油化工工作人員缺乏專業(yè)的石油化工知識(shí),沒有熟練地掌握操作機(jī)械設(shè)備的技巧,在實(shí)際的機(jī)械設(shè)備操作中存在不規(guī)范的行為,不僅降低了工作效率,還損害了機(jī)械設(shè)備。
2.2 石油化工機(jī)械設(shè)備本身設(shè)計(jì)的不合理
石油化工機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的不合理也會(huì)影響到機(jī)械的正常工作,設(shè)計(jì)不合理的部分會(huì)在實(shí)際的機(jī)械設(shè)備應(yīng)用中體現(xiàn)出來,造成不可挽回的損失。設(shè)計(jì)不合理的部分主要是材料的使用不當(dāng)、機(jī)械設(shè)備與實(shí)際工作不符、安全性差等問題,這些問題都是造成機(jī)械設(shè)備故障的原因。石油化工對(duì)于工作的安全系數(shù)要求很高,安全的保障是順利進(jìn)行石油化工工作的關(guān)鍵,因此機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)十分重要。石油化工工作的特殊性,決定了安全的重要性。所以在設(shè)計(jì)時(shí),要考慮到實(shí)際機(jī)械操作中可能出現(xiàn)的問題,盡量減少事故的發(fā)生。
2.3 制造和安裝過程的疏忽
設(shè)計(jì)好機(jī)械設(shè)備之后最重要的就是制造和安裝,但是在實(shí)際的制造和安裝過程中往往存在很多的問題,影響后期的實(shí)際工作。制造中存在制造不科學(xué)合理、加工不徹底、機(jī)械設(shè)備的性能不符合實(shí)際的工作等問題;安裝過程中沒有按照具體的要求工作,制造和安裝的不合格不僅浪費(fèi)了好的設(shè)計(jì)方案,還直接損害了整個(gè)石油化工的利益。
2.4 缺乏系統(tǒng)科學(xué)的管理制度
系統(tǒng)科學(xué)的管理制度對(duì)石油化工的發(fā)展有重要的作用,能夠促進(jìn)石油化工工作的健康發(fā)展。忽視安全管理,管理人員和一線工作人員都缺乏安全意識(shí),機(jī)械設(shè)備沒有定期的養(yǎng)護(hù)和維修;沒有定期培訓(xùn)工作人員,提高工作人員的職業(yè)素質(zhì),石油化工工作中最重要的應(yīng)急措施在實(shí)際的管理過程中也沒有明確的指導(dǎo)。應(yīng)急措施在機(jī)械設(shè)備發(fā)生意外故障時(shí)發(fā)揮很大的作用,防患于未然才能有效地避免機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障,影響工作進(jìn)度,造成經(jīng)濟(jì)損失。
3 控制機(jī)械設(shè)備故障的有效措施
3.1 設(shè)備方面
首先是石油化工機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì),合理科學(xué)的設(shè)計(jì)是控制石油化工機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的前提。在設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備時(shí),要對(duì)石油化工工作有詳細(xì)的了解,根據(jù)實(shí)際工作的需要來設(shè)計(jì)機(jī)械設(shè)備。重視機(jī)械設(shè)備每個(gè)部件的設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)要符合相關(guān)的技術(shù)要求,保證機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量和安全性。設(shè)計(jì)質(zhì)量得到保證后就是具體的制造和安裝,制造機(jī)械設(shè)備要嚴(yán)格地按照設(shè)計(jì)方案,不能忽視每個(gè)細(xì)節(jié),制造機(jī)械設(shè)備的過程中要符合實(shí)際工作的需要,機(jī)械設(shè)備的性能要與實(shí)際需要一致。安裝時(shí)更加要注重細(xì)節(jié)部分,安裝人員要對(duì)機(jī)械設(shè)備有清晰的了解,按照標(biāo)準(zhǔn)的安裝步驟來安裝整個(gè)機(jī)械設(shè)備,保證機(jī)械設(shè)備的安全性。
3.2 管理方面
建立系統(tǒng)完善的管理制度,讓管理工作有章可循。管理人員要重視機(jī)械設(shè)備的安全管理,制定明確的安全管理方案。定期檢查機(jī)械設(shè)備的情況,這樣的方式可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備存在的問題,并采取相應(yīng)的措施來解決問題,保證后期的工作。管理部門也要加強(qiáng)員工的管理,重視員工職業(yè)技能的培養(yǎng),定期對(duì)員工展開培訓(xùn)和學(xué)習(xí),提高員工的專業(yè)技能,同時(shí)促使員工樹立正確的工作觀念,提高工作效率。制定應(yīng)急方案措施也是管理工作的一部分,盡可能的預(yù)測(cè)在實(shí)際的工作中可能出現(xiàn)的問題,并根據(jù)這些問題制定應(yīng)急措施,減少因?yàn)橥话l(fā)狀況造成的損失。規(guī)范化機(jī)械設(shè)備操作流程,機(jī)械設(shè)備操作的每個(gè)流程都有詳細(xì)的說明,讓員工對(duì)整個(gè)工作流程有清晰的認(rèn)識(shí),方便下一步的工作。對(duì)員工在操作機(jī)械設(shè)備時(shí)有嚴(yán)格地要求,員工必須要按照相關(guān)的規(guī)定開展工作,不能隨心所欲地操作機(jī)械設(shè)備,提高設(shè)備操作的規(guī)范性和科學(xué)性。
3.3 人員方面
工作人員必須要通過培訓(xùn)熟練地掌握設(shè)備操作,具有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和較高的職業(yè)技能才能上崗工作。員工還要定期充實(shí)自身的專業(yè)知識(shí),提高職業(yè)技能,適應(yīng)實(shí)際工作的需要。員工在平時(shí)的工作中不僅要規(guī)范地操作設(shè)備,還要定期檢查設(shè)備情況,對(duì)那些經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障的部件要特別地注意。如果在檢查的過程中發(fā)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備存在問題要及時(shí)記錄,并反映給技術(shù)部門,避免后期工作中出現(xiàn)事故。工作人員在操作設(shè)備時(shí)要嚴(yán)格按照規(guī)章工作,發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)異常時(shí),要及時(shí)停止工作,找出原因,問題解決后才能重新開始工作。員工要對(duì)自身的工作有正確的認(rèn)識(shí),意識(shí)到石油化工工作的重要性和危險(xiǎn)性,提高安全意識(shí)和責(zé)任意識(shí)。
4 總結(jié)
總而言之,石油化工機(jī)械設(shè)備的安全工作是整個(gè)石油化工實(shí)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。要想從根本上減少石油化工機(jī)械設(shè)備的故障,應(yīng)該找出造成故障的原因,并采取相應(yīng)的措施解決問題。管理人員和設(shè)備操作人員都要樹立安全意識(shí),重視石油化工機(jī)械設(shè)備的養(yǎng)護(hù)和維修,促進(jìn)石油化工事業(yè)的健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
日常實(shí)際設(shè)計(jì)工作中,常常在按暖規(guī)計(jì)算出建筑冬季采暖通風(fēng)系統(tǒng)的熱負(fù)荷后,計(jì)算采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)q(W/)。采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)是指在采暖室外計(jì)算溫度條件下,為保持室內(nèi)計(jì)算溫度,單位建筑面積在單位時(shí)間內(nèi)需由鍋爐房或其它供熱設(shè)施供給的熱量。采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)q計(jì)算公式如下:
q=Q/Ao (1)
式中Q、Ao分別為冬季采暖通風(fēng)系統(tǒng)的熱負(fù)荷(W)和建筑面積(),且Q值應(yīng)根據(jù)建筑物下列散失和獲得的熱量確定:
1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量,包括基本耗熱量和附加耗熱量,且圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量應(yīng)按下式計(jì)算:
Q1=αFK(tn-twn) (2)
式中Q1、α、F、K、tn、twn分別表示圍護(hù)結(jié)構(gòu)的基本耗熱量(W)、溫差修正系數(shù)、面積()、傳熱系數(shù)[W/(?K)]、冬季采暖室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度(℃)及采暖室外計(jì)算溫度(℃)。
圍護(hù)結(jié)構(gòu)的附加耗熱量應(yīng)按其占基本耗熱量的百分率確定,包括朝向附加、風(fēng)力附加、外門附加、高度附加和間歇附加。
2)加熱由外門、窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣耗熱量,計(jì)算公式為:
Q2=0.28cpρwnL(tn-twn) (3)
式中Q2表示由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣的耗熱量(W)、cp表示空氣的定壓比熱容[kJ/(kg?K)]、ρwn表示采暖室外計(jì)算溫度下的空氣密度(kg/m3)、tn和twn與上同,L表示滲透冷空氣量(m3/h)、其計(jì)算公式如下:
L=L0l1mb (4)
式中L0表示在單純風(fēng)壓作用下,不考慮朝向修正和建筑物內(nèi)部隔斷情況時(shí),通過每米門窗縫隙進(jìn)入室內(nèi)的理論滲透冷空氣量[m3/(m?h)] 、l1表示外門窗縫隙的長度(m)、m表示在風(fēng)壓與熱壓共同作用下,考慮建筑體型、內(nèi)部隔斷和空氣流通等因素后,不同朝向、不同高度的門窗冷風(fēng)滲透壓差綜合修正系數(shù)、b表示門窗縫隙滲風(fēng)指數(shù),當(dāng)無實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí),取b=0.67。
3)加熱由外門開啟時(shí)經(jīng)外門進(jìn)入室內(nèi)的冷空氣耗熱量;
4)通風(fēng)耗熱量;
5)通過其他途徑散失或獲得的熱量;
2.2 節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)建筑物耗熱量指標(biāo)計(jì)算方法
建筑物耗熱量指標(biāo)qH(W/)。建筑物耗熱量指標(biāo)是指在計(jì)算采暖期室外平均溫度條件下,為保持室內(nèi)設(shè)計(jì)計(jì)算溫度,單位建筑面積在單位時(shí)間內(nèi)消耗的需由室內(nèi)采暖設(shè)備供給的熱量。其計(jì)算公式如下:
qH = qHT + qINF-qIH (5)
1)qHT為折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)通過建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傳熱量,應(yīng)分別按折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)通過外墻、屋面、地面、門窗、非采暖封閉陽臺(tái)等的傳熱量分項(xiàng)計(jì)算后匯總,且計(jì)算公式如下:
qHT = qHq+ qHw+ qHd+ qHmc+ qHy (6)
式中,qHq、 qHw、 qHd、 qHmc、 qHy分別表示折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)通過外墻、屋面、地面、門窗、非采暖封閉陽臺(tái)的傳熱量,其計(jì)算公式及含義在此就不再一一列舉。
2)qINF為折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)建筑物空氣滲透耗熱量(W/),且計(jì)算公式如下:
qINF =(tn-te)(CpρNV)/A0 (7)
式中CP、ρ、N、V分別是空氣的比熱容(取0.28Wh/kg.K)、空氣的密度(kg/m3)、換氣次數(shù)(取0.5h-1)和換氣體積(m3)。
3)qIH為折合到單位建筑面積上單位時(shí)間內(nèi)建筑物內(nèi)部得熱量(W/),包括炊事、照明、家電和人體等的散熱所得熱量,本標(biāo)準(zhǔn)居住建筑取3.8 W/。
3 暖規(guī)與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)差異比較及分析
3.1 概念差異
1)采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)和建筑物耗熱量指標(biāo)是不完全相同的兩個(gè)概念。前者是在建筑物室內(nèi)外設(shè)計(jì)計(jì)算溫度條件下的能耗量,其值是按暖規(guī)計(jì)算得到的為確定最不利工況時(shí)達(dá)到室內(nèi)溫度所必須選型、設(shè)計(jì)的采暖設(shè)備的依據(jù),中華人民共和國地方標(biāo)準(zhǔn)《采暖居住建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》DB62/T25-3033-2006規(guī)定,甘肅蘭州地區(qū)其值不應(yīng)超過32.6 W/、白銀地區(qū)不應(yīng)超過33.4 W/;后者是在采暖期內(nèi)、在建筑物室外平均溫度條件下的耗熱量,是全部采暖期間內(nèi)耗熱量的平均值,其值按節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算得到,可用以計(jì)算全年采暖能耗量,節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定甘肅蘭州地區(qū)(4~8)層建筑不應(yīng)超過14.4 W/、≤3層不應(yīng)超過16.5 W/。
2)在計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)的耗熱量、冷風(fēng)滲透耗熱量和建筑物耗熱量時(shí),暖規(guī)中都用到了室內(nèi)外最大溫差(tn-twn),而節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中都用到了平均溫差(tn-te),二者的差異是很大的。如在甘肅蘭州地區(qū),前者一般為27℃(采暖室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度取主要房間18℃),后者為18.6℃(室內(nèi)計(jì)算溫度取18℃),前者約為后者的1.452倍。
3)暖規(guī)是從純滲透的角度出發(fā)(衛(wèi)生間除外)計(jì)算確定由門窗縫隙滲入室內(nèi)的冷空氣滲透耗熱量,而節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)是從空氣換氣的角度出發(fā)計(jì)算確定建筑物空氣滲透耗熱量。
3.2 方法差異
1)暖規(guī)是對(duì)每個(gè)房間分別進(jìn)行熱負(fù)荷計(jì)算,然后匯總得到整棟建筑的采暖熱負(fù)荷;而節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)是按室外平均溫度、外墻平均傳熱系數(shù)等參數(shù)的平均值對(duì)整棟建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量、空氣滲透耗熱量和建筑內(nèi)部得熱量分別計(jì)算,然后匯總得到整棟建筑的耗熱量。
2)暖規(guī)與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中圍護(hù)結(jié)構(gòu)耗熱量的計(jì)算公式是類似的,但修正系數(shù)的選取方法不同;由于計(jì)算分類不同,面積的選取也不同,但從整體上講,計(jì)算所用的面積基本一致。
3)在計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量時(shí),節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)護(hù)結(jié)構(gòu)各部分的傳熱系數(shù)都有上限值要求;而實(shí)際工作中按設(shè)暖規(guī)計(jì)算選用的傳熱系數(shù)有時(shí)比按節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算時(shí)規(guī)定的傳熱系數(shù)限值要大一點(diǎn),此時(shí)就需要設(shè)計(jì)時(shí)采取合適的節(jié)能措施以降低傳熱系數(shù),直至符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
4 結(jié)論
1)采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷指標(biāo)和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)中建筑物耗熱量指標(biāo)是有本質(zhì)判別的兩個(gè)概念,計(jì)算方法也不盡相同,且節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各參數(shù)、指標(biāo)的要求更為嚴(yán)格一些。
2)暖規(guī)與節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)在計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱耗熱量時(shí)溫差和傳熱系數(shù)的差異是最主要的原因,而修正系數(shù)、計(jì)算公式等的不同引起的差異則是相對(duì)次要的原因。
關(guān)鍵詞:CAD技術(shù);機(jī)械設(shè)計(jì);合理應(yīng)用
機(jī)械制造業(yè)是促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)之一。機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及開發(fā)一定程度上影響我國機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展水平,尤其近年來CAD技術(shù)的應(yīng)用極大的提高了機(jī)械設(shè)計(jì)效率及質(zhì)量,為機(jī)械制造業(yè)的蓬勃發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。
1 CAD技術(shù)給機(jī)械設(shè)計(jì)帶來的影響
CAD技術(shù)給機(jī)械設(shè)計(jì)帶來的影響多是積極方面的,其不但克服了傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)的弊端,而且使機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量獲得了質(zhì)的飛躍,其給機(jī)械設(shè)計(jì)造成的影響主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面:
首先,注重理論知識(shí)的應(yīng)用。機(jī)械設(shè)計(jì)具有理論性及工程性特點(diǎn),與傳統(tǒng)類比、仿照以及憑借經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法相比設(shè)計(jì)準(zhǔn)確度更高。利用CAD技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)在減輕設(shè)計(jì)人員工作量的同時(shí),無論是繪圖還是計(jì)算均能很好的滿足設(shè)計(jì)規(guī)范及機(jī)械設(shè)計(jì)原理要求。其次,有助于機(jī)械設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)以往資料,修改相關(guān)數(shù)據(jù)即可,設(shè)計(jì)的產(chǎn)品缺乏創(chuàng)新性,很難滿足當(dāng)今年快速發(fā)展的社會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的要求。而利用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)出的機(jī)械產(chǎn)品更為逼真、立體感更強(qiáng),有助于設(shè)計(jì)人員充分發(fā)揮自己的想象,將創(chuàng)新想法融入到機(jī)械設(shè)計(jì)中,增加機(jī)械產(chǎn)品的科技含量。最后,有助于提高機(jī)械制造企業(yè)信息化水平。CAD技術(shù)的應(yīng)用依賴于計(jì)算機(jī)技術(shù),為給CAD技術(shù)的應(yīng)用提供有力的支撐,機(jī)械制造企業(yè)需努力提高自身信息化水平。
2 CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的合理應(yīng)用
CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用可顯著提高機(jī)械設(shè)計(jì)工作效率及質(zhì)量,但倘若在應(yīng)用過程中不采用針對(duì)性策略會(huì)嚴(yán)重影響CAD技術(shù)作用的充分發(fā)揮。因此,機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身實(shí)際,充分發(fā)揮自身優(yōu)勢(shì),積極采取針對(duì)性措施,確保CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的合理應(yīng)用,具體可參考以下內(nèi)容:
(一)注重建模的靈活性
CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用中建模是較為重要的工作,為確保其應(yīng)用的合理性,尤其應(yīng)注重建模的靈活性。機(jī)械設(shè)計(jì)的建模有線框、表面以及實(shí)體建模之分,其中線框建模是機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),因線、點(diǎn)是線框建模的主要信息,因此,耗費(fèi)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源相對(duì)較少。表面建模除包括線、點(diǎn)信息外,還包括面的信息,可進(jìn)行二曲面求交、消隱、表面積計(jì)算等,而且能將曲面物體構(gòu)造出來。實(shí)體建模是難度較高的建模,包括點(diǎn)、線、面信息的同時(shí),還涉及一些拓?fù)湫畔?,?shí)體建??蛇M(jìn)行剖切、消隱、有限元分析等。
因此,利用CAD技術(shù)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)要求采取合理的建模方式,確保建模的準(zhǔn)確性與合理性。例如,當(dāng)零件較為簡單時(shí)可構(gòu)建零件基本體模型,而后利用CAD技術(shù)進(jìn)行布爾運(yùn)算獲得最終設(shè)計(jì)的模型。對(duì)于復(fù)雜程度較高的零件應(yīng)先定義其界面輪廓,并進(jìn)行適當(dāng)?shù)男D(zhuǎn)、拉伸等處理成新的基本體,結(jié)合一定的差、并、交計(jì)算設(shè)計(jì)出零件的實(shí)體模型。
(二)注重基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)
CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用需要一定的軟硬件支持,為保證CAD技術(shù)優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮,給其合理利用奠定基礎(chǔ),機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)注重軟硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。首先,考慮到機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)專業(yè)性強(qiáng)、較為系統(tǒng)的工作,設(shè)計(jì)過程中需要設(shè)計(jì)人員的密切配合,這就需要構(gòu)建良好的網(wǎng)絡(luò),為設(shè)計(jì)人員的溝通交流提供便利。其次,CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用需使用專門的設(shè)計(jì)軟件,而這些軟件的運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)硬件有基本的要求,因此,為保證機(jī)械設(shè)計(jì)工作的順利進(jìn)行,機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)配備符合機(jī)械設(shè)計(jì)要求的計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng),給機(jī)械設(shè)計(jì)工作的高效開展提供有力的硬件支撐。另外,不斷完善CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用中的規(guī)章制度,確保機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量。例如,針對(duì)要求比較高的機(jī)械零件,要求設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格依據(jù)相關(guān)流程進(jìn)行設(shè)計(jì),確保機(jī)械設(shè)計(jì)工作的規(guī)范性。
(三)注重設(shè)計(jì)人員水平的提高
CAD設(shè)計(jì)人員綜合素質(zhì)直接影響其在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用的合理與否,因此,機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到提高設(shè)計(jì)人員綜合素質(zhì)的重要性。首先,加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人員的思想教育,使其充分認(rèn)識(shí)到機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)最為重要的一環(huán),給后期機(jī)械產(chǎn)品合格與否產(chǎn)生重要影響,從而在思想上提高認(rèn)識(shí),依據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)從事機(jī)械設(shè)計(jì)工作。其次,提高設(shè)計(jì)人員準(zhǔn)確門檻,定期開展機(jī)械設(shè)計(jì)座談活動(dòng)。一方面機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)招聘綜合素質(zhì)高,專業(yè)技能扎實(shí)的設(shè)計(jì)人員,提高設(shè)計(jì)隊(duì)伍的整體素質(zhì)。另一方面,結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)工作實(shí)際,開展座談活動(dòng),讓設(shè)計(jì)人員暢所欲言,討論設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題及解決方法,確保CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)用的合理性,為后期機(jī)械設(shè)計(jì)工作順利的開展奠定基礎(chǔ)。最后,鼓勵(lì)機(jī)械設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)設(shè)計(jì)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。當(dāng)今科技發(fā)展迅速,CAD技術(shù)層出不窮,因此,機(jī)械制造企業(yè)應(yīng)鼓勵(lì)機(jī)械設(shè)計(jì)人員應(yīng)加強(qiáng)學(xué)習(xí),不斷完善自己、充實(shí)自己。通過學(xué)習(xí)掌握最近的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù),并靈活應(yīng)用在機(jī)械設(shè)計(jì)工作中,不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)水平與質(zhì)量,為企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展創(chuàng)造良好的條件。
3 總結(jié)
總之,CAD技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的合理運(yùn)用一定程度上關(guān)系著機(jī)械設(shè)計(jì)水平及自身競(jìng)爭(zhēng)力,因此,機(jī)械制造生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到CAD技術(shù)的重要性,結(jié)合實(shí)際采取積極有效的方法,確保其在機(jī)械設(shè)計(jì)中的合理應(yīng)用,為我國機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量。
參考文獻(xiàn):
【關(guān)鍵詞】橋架梁;有限元分析;應(yīng)力測(cè)試;結(jié)構(gòu)論證
混勻雙向取料機(jī),主要用于鋼鐵廠二次料場(chǎng),與混勻堆料機(jī)配套使用。其構(gòu)成和工作原理見圖1。
1、計(jì)算軟件及計(jì)算對(duì)象
1.1有限元軟件
我們采用的是美國有限元軟件公司開發(fā)的ANSYS分析軟件,它具備比較完整的單元庫,能進(jìn)行靜力、動(dòng)力、屈曲、非線性等分析?,F(xiàn)已被廣泛使用于大型、較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件應(yīng)力分析實(shí)踐中。以下就以橋架梁的建模計(jì)算為實(shí)例,說明強(qiáng)度計(jì)算的過程。
1.2計(jì)算依據(jù)
ISO5049-1(1994)《散貨連續(xù)裝卸機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范》(1994版)
《歐州起重機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范》(FEM)
1.3主要技術(shù)參數(shù)
設(shè)計(jì)取料能力:1600t/h,大車運(yùn)行速度:工作速度2m/min 跑車速度20m/min
小車運(yùn)行速度:11.21m/min兩端受力點(diǎn)垮距:37m橋架梁結(jié)構(gòu)型式:雙工字梁型式
橋架梁全長:43m橋架梁高度:2.8m橋架梁寬度:2.4m橋架梁材料:Q345
2、混勻取料機(jī)工況及載荷分析
2.1工況分析
混勻取料機(jī)在垮距37米的兩根軌道上來回往復(fù)作直線運(yùn)動(dòng),橋架梁上承載了小車及小車驅(qū)動(dòng),斗輪及斗輪驅(qū)動(dòng)等部件。橋架梁上也鋪有軌道,斗輪在軌道上旋轉(zhuǎn)取料并在軌道上
來回往復(fù)作橫向運(yùn)動(dòng)。其基本有以下幾種工況:
(1)混勻取料機(jī)僅考慮自重的空載工況
(2)混勻取料機(jī)正常取料時(shí)的工作工況+非風(fēng)載
(3)混勻取料機(jī)正常取料時(shí)的工作工況+風(fēng)載
(4)混勻取料機(jī)正常取料時(shí)的工作工況+風(fēng)載+重載
(5)混勻取料機(jī)正常取料時(shí)的工作工況+暴風(fēng)+重載
2.2載荷分析
根據(jù)ISO5049-1(1994)《散貨連續(xù)裝卸機(jī)械設(shè)計(jì)規(guī)范》,確定設(shè)計(jì)載荷條件如下:
(1)自重載荷
a.結(jié)構(gòu)自重通過輸入桿件質(zhì)量密度由程序自動(dòng)計(jì)算,約57.7t。
b.小車及驅(qū)動(dòng)裝置、斗輪及驅(qū)動(dòng)裝置、料耙裝置、中間平臺(tái),司機(jī)室等以集中質(zhì)量形式加在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上,合計(jì)約111.6t。皮帶機(jī)重量均勻分布在相應(yīng)節(jié)點(diǎn)上,約13.3t。
(2)工作載荷
斗輪正常挖掘力:2t 重載時(shí)的挖掘力:4t
(3)物料載荷
皮帶機(jī)上物料重量:1.7t/m
(4)水平載荷
慣性力:為行走慣性力,以慣性系數(shù)計(jì)入0.02
(5)風(fēng)載荷
工作時(shí):風(fēng)速20m/s,風(fēng)壓250kN/mm2;
非工作時(shí):風(fēng)速55m/s,風(fēng)壓1890kN/mm2;
(6)地震載荷
地震級(jí)數(shù):6級(jí) 加速度: 0.1g
3、有限元模型建立及計(jì)算
3.1計(jì)算節(jié)點(diǎn),單元,截面
(1)計(jì)算模型有568個(gè)節(jié)點(diǎn)。(2)計(jì)算模型有693個(gè)單元。(3)計(jì)算模型有7種規(guī)格特性截面。
3.2計(jì)算載荷組合
根據(jù)以上載荷分析,載荷組合分為空載工況、工作工況、風(fēng)載工作工況,非工作異常工況(暴風(fēng),地震等)四大類,強(qiáng)度計(jì)算與校核,重點(diǎn)是分析和考察風(fēng)載工作工況和非工作異常工況。
(1)風(fēng)載工作工況:斗輪旋轉(zhuǎn)取料工作,大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)處于起制動(dòng)狀態(tài),小車同時(shí)處于起制動(dòng)狀態(tài),起制動(dòng)慣性力沿大車軌道方向。起制動(dòng)慣性力沿斗輪行走于橋架梁方向。正面?zhèn)让婀ぷ黠L(fēng)載組合
S1=λ(G+T+W+Px+Py)+Qa
(2)非工作異常工況:機(jī)器處于停機(jī)狀態(tài)。暴風(fēng)+地震極端異常工況。
S2=G+T+Qb+Qc
式中λ動(dòng)載系數(shù),1.1
G自重
T物料重量
W斗輪挖掘力
Px大車起制動(dòng)貫性載荷
Py小車起制動(dòng)貫性載荷
Qa工作風(fēng)載(20m/s)沿大車軌道方向
Qb暴風(fēng)載荷(55m/s)沿大車軌道方向
Qc地震載荷
3.3有限元應(yīng)力圖顯示
ANSYS分析軟件提供了強(qiáng)大的作圖及計(jì)算能力,它可以與多數(shù)CAD制圖軟件接口,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共亨和交換。其具有強(qiáng)大的后處理功能,可以非常直觀得到應(yīng)力云圖、應(yīng)力梯度圖、動(dòng)態(tài)分析的動(dòng)畫。
3.4校核
3.4.1許用應(yīng)力校核
混勻堆取料機(jī)主結(jié)構(gòu)件均采用Q345牌號(hào)的鋼材。對(duì)于許用應(yīng)力,板厚超過30mm時(shí)取下限。板厚小于16mm時(shí)許用應(yīng)力可取高些,考慮到整個(gè)結(jié)構(gòu)件板厚不同,取其屈服極限[σ]=345MPa。根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范,安全系數(shù)Ve取值:無風(fēng)工作工況為1.5、有風(fēng)工作工況為1.33、非工作工況為1.2。應(yīng)力校核如下:
最大許用應(yīng)力[σa]=345/1.5=230>154.8MPa
154.8MPa是最大風(fēng)載工況下在橋架梁與行走機(jī)構(gòu)端梁聯(lián)處,應(yīng)力圖顯示出的最大應(yīng)力值,校核通過。
3.4.2位移量校核
受載后的變形位移反映了梁的剛性,根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)范,混均取料機(jī)工作級(jí)別較高,垮中最大變形位移應(yīng)滿足下式要求:
最大許用變形位移量[y]=L/1000>y
37000/1000=37>20.8mm 校核計(jì)算通過
式中L橋架梁垮距,37000mm
y應(yīng)力圖示的最大位移變形量,20.8mm
關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì);自動(dòng)化;系統(tǒng)化;微機(jī)輔助
中圖分類號(hào):F470.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言
在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)不斷提升的今天,機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更加強(qiáng)調(diào)創(chuàng)造性,在注重整體功能的基礎(chǔ)上用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法和計(jì)算機(jī)技術(shù),提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)的質(zhì)量、效率和精度,滿足對(duì)產(chǎn)品的適用性,經(jīng)濟(jì)性、可靠性、美觀性的統(tǒng)一要求。同時(shí),現(xiàn)代機(jī)械在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),不斷地加強(qiáng)其自動(dòng)化程度,對(duì)推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的有利保證。
1、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)涵及特點(diǎn)
1.1 設(shè)計(jì)內(nèi)涵
具體來講,現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)就是將微電子、機(jī)械、控制、信息等技術(shù)在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上有機(jī)地結(jié)合到一起,借此來實(shí)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)最優(yōu)化的目標(biāo)。鑒于機(jī)械設(shè)計(jì)是為系統(tǒng)服務(wù)的,故此從系統(tǒng)的角度上看,可將現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)看作是一個(gè)三維系統(tǒng),這里的三維主要是指邏輯維、時(shí)間維以及方法維。邏輯維具體是指解決相關(guān)問題的邏輯程序或步驟,即分析、綜合、評(píng)價(jià)、決策,這是解決現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)中相關(guān)問題最為合理的四個(gè)步驟;時(shí)間維則是反映時(shí)間順序的設(shè)計(jì)過程,大致可分為四個(gè)階段,即產(chǎn)品規(guī)劃、方案確定、技術(shù)以及加工設(shè)計(jì);方法維指的是機(jī)械設(shè)計(jì)過程中所采用的各種思維方式和設(shè)計(jì)方法。
1.2 主要特點(diǎn)
(1)計(jì)算機(jī)化:在人類社會(huì)不斷發(fā)展的過程中,計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)極大程度地推動(dòng)了生產(chǎn)力的提高?,F(xiàn)如今隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)水平的進(jìn)步,使其被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中,在機(jī)械設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)中都需要借助計(jì)算機(jī)來完成,如優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)仿真等等。(2)系統(tǒng)性:在應(yīng)用現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的各種相關(guān)問題時(shí),其主要通過系統(tǒng)的觀點(diǎn)將機(jī)械看成是一個(gè)具有特定功能以及各部分相互關(guān)聯(lián)的有機(jī)整體,這充分體現(xiàn)出了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的系統(tǒng)性。(3)動(dòng)態(tài)性:現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)不僅重視產(chǎn)品在靜態(tài)下的性能,更加重視其在工作環(huán)境下的動(dòng)態(tài)性能,這樣的設(shè)計(jì)能夠進(jìn)一步提高產(chǎn)品的整體性能。(4)創(chuàng)新性:由于現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)主要是以科學(xué)的設(shè)計(jì)理論以及先進(jìn)的設(shè)計(jì)工具為基礎(chǔ),故此其能夠真正發(fā)揮出設(shè)計(jì)者豐富的想象力和創(chuàng)造性思維,并運(yùn)用各種具有創(chuàng)造性的手段和方法,研發(fā)出更多具有創(chuàng)新性的機(jī)械產(chǎn)品。
2、機(jī)械設(shè)計(jì)中自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用
在不斷提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)能力時(shí)關(guān)系到整個(gè)企業(yè)與國家發(fā)展的戰(zhàn)略問題,在制定工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域時(shí),創(chuàng)新設(shè)計(jì)作為重點(diǎn)之一。創(chuàng)新設(shè)計(jì)關(guān)系到未來企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)能力增加就業(yè)機(jī)會(huì)的戰(zhàn)略性問題,在一方面是對(duì)個(gè)性化發(fā)展趨勢(shì)和快速多變的市場(chǎng)要求企業(yè),能夠準(zhǔn)確地把握市場(chǎng)脈搏,有能力在最短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出能夠滿足市場(chǎng)供應(yīng)的產(chǎn)品,從而贏得豐厚的利潤。然而,產(chǎn)品開發(fā)的迅速創(chuàng)新能力能決定未來企業(yè)存亡的關(guān)鍵,然而創(chuàng)新能力和迅速性將是21世紀(jì)工程設(shè)計(jì)的重要發(fā)展前進(jìn)方向。產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)階段即是產(chǎn)品方案原理設(shè)計(jì)階段,是決定產(chǎn)品創(chuàng)新能力的主要環(huán)節(jié)。為了得到具有創(chuàng)新性的設(shè)計(jì),必須從不同的方面角度出發(fā),得到同一個(gè)問題的解析。通過分析比較,選取那些創(chuàng)新性和新穎性突出的設(shè)計(jì)方案。只要與適應(yīng)市場(chǎng)需求,具有競(jìng)爭(zhēng)力的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案。才具有一定價(jià)值,才能成為特定市場(chǎng)供應(yīng)和特定生產(chǎn)條件下最適有創(chuàng)新性的可行的設(shè)計(jì)方案。因此,產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)不單純要求問題的一個(gè)解析,而要在于得到現(xiàn)有物質(zhì)條件下的最實(shí)用創(chuàng)新性、新穎性、最具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力的產(chǎn)品。
概念設(shè)計(jì)產(chǎn)品以及到人慎重的創(chuàng)新能力問題,使思維形象與思維抽象適用的結(jié)果,受與人類專家方面與創(chuàng)新能力的有限性人類專家的創(chuàng)新能力方面隨機(jī)性,但卻保不了在特定的時(shí)間內(nèi)創(chuàng)出具有新穎的創(chuàng)新能力的設(shè)計(jì)方案,然而,要在人類專家在其中最短時(shí)間迅速的交出能是市場(chǎng)滿足需要的產(chǎn)品是艱難的和不真實(shí)的。然而基本與計(jì)算機(jī)自動(dòng)化的產(chǎn)品。創(chuàng)新能力設(shè)計(jì)技術(shù)是現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品迅速創(chuàng)新機(jī)械自動(dòng)化的唯一可行的方法。從意義機(jī)構(gòu)學(xué)角度來講,任何機(jī)械含機(jī),電,液,控制等的機(jī)電一體化系統(tǒng),所以都可以視其為機(jī)、電、液,控制組成的意義上傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與廣義機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)載體兩部分組成。系統(tǒng)機(jī)電一體化的創(chuàng)新方案,在于關(guān)鍵廣義機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新能力,因此,提出了一種給予二維設(shè)計(jì)創(chuàng)新的復(fù)雜機(jī)械,創(chuàng)新設(shè)計(jì)系統(tǒng)與其系統(tǒng)自動(dòng)化方法,重要解決兩個(gè)問題關(guān)鍵的系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)。
3、機(jī)械系統(tǒng)化設(shè)計(jì)
新時(shí)代機(jī)械設(shè)計(jì)已超過傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)只注重機(jī)械制造產(chǎn)品單純能實(shí)現(xiàn)預(yù)期供應(yīng)功能的需求,然而使機(jī)械設(shè)計(jì)方向自系統(tǒng)化,信息化,智能化發(fā)展方向。觀點(diǎn)從系統(tǒng)出發(fā),機(jī)械系統(tǒng)化設(shè)計(jì)與其技術(shù)控制使原有得機(jī)械產(chǎn)品的能力功力以及技術(shù)制造得到提高一個(gè)嶄新的水平,甚至使原來有的機(jī)械產(chǎn)品制造結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,所帶來的經(jīng)濟(jì)收益和社會(huì)效率是巨大的利潤,所以機(jī)構(gòu)產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)化設(shè)計(jì)與其技術(shù)控制是機(jī)械系統(tǒng)化工業(yè)發(fā)展的必然形勢(shì),也是用新科學(xué)技技術(shù)改造舊時(shí)代機(jī)械制造工業(yè)的有力措施使新科學(xué)技術(shù)發(fā)展的速度很迅速。使產(chǎn)品的屬性進(jìn)一步提高,縱而使用周期縮短,更換的效率越來越高,在產(chǎn)品的制造設(shè)計(jì)中,重要是要在機(jī)械設(shè)計(jì)工藝方面,設(shè)計(jì)者的思路要始而不斷的開始趕上人民社會(huì)不斷發(fā)展的新時(shí)代社會(huì)供應(yīng)需求,計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)要計(jì)算與設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)一步深探究,而且要有一定的結(jié)果,而在制造產(chǎn)品初期開發(fā)的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)輔助然而遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足滿足設(shè)計(jì)的需求,設(shè)計(jì)系統(tǒng)化方法將與任務(wù)設(shè)計(jì)有抽象到具其由設(shè)計(jì)的任務(wù)要求到實(shí)現(xiàn)該任務(wù)的方法與結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分層次,制定出每階段實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和方法,由淺到深處由抽象到具體地將各階段有機(jī)地聯(lián)系在一起,設(shè)計(jì)過程使整個(gè)系統(tǒng)化,使設(shè)計(jì)有順序可循,有方法可依靠,簡于設(shè)計(jì)過程的輔助計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法。
4、微機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)
微機(jī)輔助設(shè)計(jì)信息技術(shù)的是一個(gè)重要組成部分,這一款新的方式方法利用了最先進(jìn)的微機(jī)手段,能夠迅速而高效的完成工程設(shè)計(jì)方案,使傳統(tǒng)手動(dòng)工作的低效率低標(biāo)準(zhǔn)率的弊病得到解決。微機(jī)的高運(yùn)作能力相結(jié)合微機(jī)作為人類的能力的延伸,主要包括計(jì)算機(jī)能力強(qiáng),精確度高,程序系統(tǒng)化,自動(dòng)化強(qiáng)大,這與人的能力動(dòng)性和創(chuàng)造新穎性相互配合,有利于在創(chuàng)新能力的基礎(chǔ)上降低人的勞動(dòng)力強(qiáng)度和時(shí)間,系統(tǒng)想要正常運(yùn)行必須將硬件與軟件結(jié)合起來,硬件系統(tǒng)承載著微機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)部分,列屬于輔助技術(shù),但是必須不可少,然而軟件是核心,它是人們想要得到利用的主要對(duì)象元素。軟件可分為軟件系統(tǒng),支撐軟件和應(yīng)用軟件系統(tǒng),軟件對(duì)于計(jì)算機(jī)資源進(jìn)行自動(dòng)控制與管理,在一點(diǎn)它處于整個(gè)軟件的核心內(nèi)層,主要包含有操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)等一系列;支撐軟件是幫助人們高效率迅速開發(fā)軟件工具系統(tǒng),簡稱為軟件開發(fā)工具;應(yīng)用軟件是用利于與計(jì)算機(jī)以及它所提供的各種軟件系統(tǒng)與軟件支撐,自制編制的用于解決各種實(shí)際問題的程序操作。
微機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程包含建立數(shù)學(xué)模型:設(shè)計(jì)機(jī)械零件基本都有現(xiàn)成的數(shù)學(xué)模型,但對(duì)沒有數(shù)學(xué)模具的則首先要建立正確的數(shù)學(xué)模具;設(shè)計(jì)程序構(gòu)圖:根據(jù)手工計(jì)算工程步驟來設(shè)計(jì)計(jì)算程序;程序調(diào)試:程序編好后,先仔細(xì)檢查原程序,然后將其輸入微機(jī)進(jìn)行試算,然后程序適用范圍的邊界,轉(zhuǎn)折點(diǎn)進(jìn)行運(yùn)算,需求與手算結(jié)果完全符合。高級(jí)語言編制程序:根據(jù)程序構(gòu)圖編程。
結(jié)束語
機(jī)械制造行業(yè)是一個(gè)國家綜合國力以及技術(shù)水平的體現(xiàn),在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn),和現(xiàn)代化建設(shè)的急切腳步都讓工業(yè)機(jī)械的市場(chǎng)需求大大提高。同時(shí),也對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度的要求也在不斷的提升,因此,加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度成為當(dāng)前我國機(jī)械設(shè)計(jì)工作中的重要內(nèi)容之一。
參考文獻(xiàn)
[1]李靜峰,劉書婷.機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的探索[J].大眾科技,2008,6.
【關(guān)鍵詞】現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法;煤礦機(jī)械設(shè)計(jì);實(shí)施要點(diǎn)
前言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,社會(huì)對(duì)于煤炭資源的需求不斷增加,如何在保證生產(chǎn)安全的同時(shí),進(jìn)一步提升煤礦的生產(chǎn)效率,是煤礦企業(yè)當(dāng)前重點(diǎn)考慮的問題。煤礦機(jī)械設(shè)備作為煤礦生產(chǎn)中的重要設(shè)備,其性能和質(zhì)量直接影響著整個(gè)煤礦的生產(chǎn)和安全。做好煤礦機(jī)械的設(shè)計(jì)工作,確保設(shè)計(jì)質(zhì)量,不僅可以有效降低生產(chǎn)成本,還可以提高其使用性能和使用壽命,產(chǎn)生更大的經(jīng)濟(jì)效益。應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和方法來進(jìn)行煤礦機(jī)械設(shè)計(jì),能更好地滿足煤礦生產(chǎn)和安全的需要。
1 現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法概述
現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論,是應(yīng)用科學(xué)的思想和方法創(chuàng)造出性能先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理的產(chǎn)品。概括地說,現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法,是使傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)即感性的、經(jīng)驗(yàn)的、靜態(tài)的、手工式的方法轉(zhuǎn)變?yōu)槔硇缘?、科學(xué)的、動(dòng)態(tài)的、計(jì)算機(jī)化的方法?,F(xiàn)代設(shè)計(jì)理論是在研究設(shè)計(jì)競(jìng)爭(zhēng)規(guī)律和分布式資源環(huán)境設(shè)計(jì)活動(dòng)中發(fā)展起來的,其研究重點(diǎn),在于信息傳遞的靈活性和對(duì)分布資源的集成利用,以提高設(shè)計(jì)競(jìng)爭(zhēng)力。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比,現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法涵蓋了自然學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會(huì)學(xué)等諸多元素,是科學(xué)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的結(jié)晶,可以有效保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性、穩(wěn)定性、系統(tǒng)性和準(zhǔn)確性。
2 現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法在煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)施要點(diǎn)
現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展,帶動(dòng)了生產(chǎn)力水平的提高,也推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,社會(huì)對(duì)于能源和資源的需求不斷增大。為了促進(jìn)煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,需要對(duì)煤礦資源進(jìn)行合理地開發(fā)和利用。那么,如何在確保開采安全和開采質(zhì)量的基礎(chǔ)上,提升開采效率呢?這就需要對(duì)現(xiàn)有的煤礦設(shè)備進(jìn)行改造,通過科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法,提升設(shè)計(jì)質(zhì)量,降低設(shè)計(jì)成本。因此,利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法,做好煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)工作,是非常重要的。
在現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法的應(yīng)用過程中,其實(shí)施要點(diǎn)包括以下幾點(diǎn):
首先是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的運(yùn)用;計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)是一種運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的輔助,對(duì)煤礦機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。從目前的發(fā)展情況看,我國的煤礦機(jī)械產(chǎn)品已經(jīng)步入了相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)展階段,在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD、PRE/E等制圖軟件,可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的模塊化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)以及并行設(shè)計(jì)等,可以加強(qiáng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)與制造環(huán)節(jié)之間的相互聯(lián)系,提高煤礦機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)的效率,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,具有非常顯著的成效。
其次是可靠性設(shè)計(jì),可靠性是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行衡量的重要指標(biāo),利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法,可以有效滿足煤礦機(jī)械可靠性設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,一方面,需要對(duì)煤礦機(jī)械所要求的相關(guān)定量指標(biāo)進(jìn)行明確,另一方面,需要對(duì)相應(yīng)的零件數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和統(tǒng)計(jì)分析,建立起合理有效的模型,方便對(duì)其進(jìn)行定量計(jì)算,對(duì)設(shè)備的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià),從而確保最終設(shè)計(jì)方案的合理性和可靠性,保證煤礦機(jī)械設(shè)備的使用安全。
第三是優(yōu)化設(shè)計(jì),優(yōu)化設(shè)計(jì)主要是指按照一般的設(shè)計(jì)理論和方法,遵循相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范和國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),將工程設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)化為相對(duì)簡單明確的數(shù)學(xué)模型問題,之后結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)和優(yōu)化技術(shù),從大量的可用設(shè)計(jì)方案中,選出最優(yōu)設(shè)計(jì)。這樣,不僅能夠有效提升煤礦機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平,對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行改進(jìn),也可以推動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展。例如,在對(duì)煤礦機(jī)械減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),合理運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)方法,可以在保證機(jī)械設(shè)備工作性能和工作效率、工作安全的前提下,使得設(shè)備的體積減少13%,自重減少12%。在設(shè)計(jì)階段,越早應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì),則越能夠顯示出其對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)。
第四,創(chuàng)新環(huán)保設(shè)計(jì),在當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展中,創(chuàng)新和環(huán)保可以說是非常重要的兩大元素,同時(shí)也是現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論的重要組成部分。創(chuàng)新設(shè)計(jì),主要是要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員結(jié)合自身的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),充分發(fā)揮創(chuàng)造性思維,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新,從而促進(jìn)產(chǎn)品性能的不斷完善。環(huán)保設(shè)計(jì)要求在設(shè)計(jì)過程中,將產(chǎn)品的基本屬性與環(huán)境屬性緊密結(jié)合起來,確保產(chǎn)品物理目標(biāo)和環(huán)境目標(biāo)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)。例如,在對(duì)煤礦機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要對(duì)材料資源進(jìn)行合理利用,在充分滿足產(chǎn)品基礎(chǔ)功能的前提下,對(duì)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化,減少產(chǎn)品在設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中對(duì)于環(huán)境的污染以及對(duì)于能源的消耗,提升煤礦企業(yè)的社會(huì)效益和環(huán)境效益。
第五指有限元法,有限元法是指通過相應(yīng)的計(jì)算工具,進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的一種方法,可以將復(fù)雜的、具有無限個(gè)質(zhì)點(diǎn)的連續(xù)彈性體,簡化為有限個(gè)單元組成的集合體,并對(duì)其進(jìn)行求解,之后,將單元拼合成為離散的結(jié)構(gòu)物,替代原來的連續(xù)彈性體。有限元法不僅可以對(duì)工程項(xiàng)目中復(fù)雜的非線性問題以及非穩(wěn)態(tài)問題等進(jìn)行分析和求解,也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動(dòng)力分析和靜力分析。煤礦機(jī)械自身的受力是非常復(fù)雜的,正好可以使用有限元法進(jìn)行分析。例如,在對(duì)電動(dòng)挖掘機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),由于其斗桿和動(dòng)臂的受力情況比較復(fù)雜,如果采用正常的力學(xué)知識(shí)進(jìn)行分析,幾乎無從下手,在這種情況下,應(yīng)用有限元法,可以很好的解決機(jī)械設(shè)備的受力分析問題,確保其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和有效性。
最后是智能化設(shè)計(jì),在現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法中,可以將智能化設(shè)計(jì)理解為智能工程,簡單來說,就是通過對(duì)各種傳感器、控制器和執(zhí)行器的有效利用,實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)械的自動(dòng)化工作模式。煤礦的開采和挖掘由于多處于地下礦井中,存在一定的危險(xiǎn)性,在機(jī)械設(shè)計(jì)中引入智能化設(shè)計(jì),可以提升機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化和智能化,在保證煤礦生產(chǎn)順利進(jìn)行的同時(shí),減少生產(chǎn)中的安全風(fēng)險(xiǎn)和隱患。例如,目前在煤礦勘探中廣泛使用的紅外技術(shù)和機(jī)器人技術(shù),都是智能化設(shè)計(jì)的直接成果。
3 結(jié)語
綜上所述,現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:其一,計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,帶動(dòng)了人們?cè)O(shè)計(jì)思想和方法的飛躍,極大地提高了設(shè)計(jì)的效率,豐富了設(shè)計(jì)手段,設(shè)計(jì)方式由傳統(tǒng)的串行設(shè)計(jì)發(fā)展為并行設(shè)計(jì),可以推動(dòng)企業(yè)組織模式的轉(zhuǎn)變,提高其管理水平;其二,多學(xué)科理論與技術(shù)的交叉與融合?,F(xiàn)代設(shè)計(jì)理論及方法,是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)、有限元方法等多種學(xué)科的交叉和融合。例如,可靠性設(shè)計(jì)不僅涉及產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用和管理,還是涉及產(chǎn)品的運(yùn)輸、貯存等不同環(huán)節(jié),包含有概率統(tǒng)計(jì)理論、機(jī)械學(xué)等相關(guān)學(xué)科,具有極強(qiáng)的綜合性。
與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理論相比,現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法具有先進(jìn)性、科學(xué)性、時(shí)代性的特點(diǎn),將其應(yīng)用于煤礦機(jī)械設(shè)計(jì)中,可以極大地提高煤礦機(jī)械的穩(wěn)定性、可靠性和安全性,推動(dòng)煤礦產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】帶式輸送機(jī);地形變化;“飄帶”現(xiàn)象;可調(diào)式壓帶裝置
前言
帶式輸送機(jī)是以輸送帶作牽引和承載構(gòu)件,通過承載物料的輸送帶的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行物料輸送的連續(xù)輸送設(shè)備,廣泛應(yīng)用在煤炭、冶金、電力、化工、礦山、港口、建材、糧食等各個(gè)領(lǐng)域,在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要作用。在煤炭生產(chǎn)中,帶式輸送機(jī)擔(dān)負(fù)著煤炭和矸石的運(yùn)輸任務(wù),是生產(chǎn)系統(tǒng)的大動(dòng)脈。
1帶式輸送機(jī)在變角度地形下的“飄帶”現(xiàn)象
帶式輸送機(jī)運(yùn)輸是一種連續(xù)運(yùn)輸方式,其運(yùn)輸特點(diǎn)是形成從裝載點(diǎn)到卸載點(diǎn)之間的連續(xù)物料流,靠連續(xù)物料流的整體運(yùn)動(dòng)來完成物流從裝載點(diǎn)到卸載點(diǎn)的輸送。基于這樣一種特點(diǎn),在煤炭的輸送過程別是在煤礦井下,帶式輸送機(jī)的鋪設(shè)多依賴井下巷道地形條件,當(dāng)因斷層而引起巷道地形條件發(fā)生變化時(shí),帶式輸送機(jī)的鋪設(shè)會(huì)隨巷道坡度的變化而變化。巷道坡度越陡,輸送帶折彎角越大。啟動(dòng)帶式輸送機(jī)時(shí)處于巷道變坡點(diǎn)位置的輸送帶,由于突然受到較大的張力,自然上升,使輸送帶受力趨于同一條直線,從而導(dǎo)致輸送帶脫離承載托輥組的支撐,產(chǎn)生所謂的“飄帶”現(xiàn)象。當(dāng)輸送帶擺到一定的高度,可能會(huì)波及到巷道頂面或輸送帶上方風(fēng)筒等一些設(shè)備,同時(shí)輸送帶由于脫離托輥的約束其槽形角減小,甚至展平,使輸送帶上原煤的物料堆積角減少導(dǎo)致煤炭撒落,給巷道的清理工作帶來了不便,同時(shí)輸送帶裙邊損壞過快,使用壽命短,嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響煤礦的正常生產(chǎn)。
2帶式輸送機(jī)“飄帶”原因分析
1.壓帶輪2.軸3.支座
通常壓帶裝置與帶式輸送機(jī)中間架固定在一起,當(dāng)帶式輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),輸送帶上揚(yáng)至壓帶裝置,其壓帶輪阻止了輸送帶的再次上揚(yáng)且同步與輸送帶運(yùn)轉(zhuǎn),確保了帶式輸送機(jī)安全運(yùn)行。而且輸送帶仍保持一定槽角,減少了原煤灑落。目前大傾角帶式輸送機(jī)多安裝壓帶裝置,防止輸送帶飄帶現(xiàn)象發(fā)生。
3改進(jìn)措施
1.壓輪架2.壓帶輪輪組
4結(jié)束語
通過對(duì)2種壓帶裝置的分析對(duì)比可知,在帶式輸送機(jī)中采用可調(diào)式壓帶裝置可避免輸送的切割磨損,延長輸送帶使用壽命,降低物資維修費(fèi)用,節(jié)約生產(chǎn)成本,是一種簡單有效的改進(jìn)措施。
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關(guān)鍵詞:CAD;參數(shù)化;開發(fā)思路;數(shù)據(jù)庫;特征模型
1 CAD參數(shù)化概述
CAD是一種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的技術(shù),是借助計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)在工程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過程中提供快速、有效的技術(shù)算計(jì)輔助手段,幫助設(shè)計(jì)人員快速的完成設(shè)計(jì)和優(yōu)化的操作,已到達(dá)高效而準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)效果的技術(shù)。CAD將計(jì)算機(jī)的能力發(fā)揮出來,利用高速度高精確的計(jì)算能力,大容量存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理能力與設(shè)計(jì)者的主觀分析和邏輯判斷能力結(jié)合起來,將思維落實(shí)在人機(jī)交互的界面上,上設(shè)計(jì)達(dá)到可視的效果,由此簡化了設(shè)計(jì)的過程,縮短了設(shè)計(jì)的周期,提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。
CAD技術(shù)本身就是一種綜合性的系統(tǒng)工程,一個(gè)完整的CAD軟件系統(tǒng)實(shí)際上包括了多個(gè)學(xué)科的研究成果,如:計(jì)算機(jī)工程、工程學(xué)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、仿真技術(shù)、設(shè)計(jì)和制造等相關(guān)的專業(yè)知識(shí)的匯集和綜合。實(shí)際上就是以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)為核心,綜合了多個(gè)學(xué)科知識(shí)和技術(shù)的輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)。此項(xiàng)技術(shù)的形成是在上個(gè)世紀(jì)的60年代開始的。目前,現(xiàn)代的設(shè)計(jì)技術(shù)是更加的市場(chǎng)化、規(guī)模化,因此在實(shí)際的應(yīng)用過程中,軟件技術(shù)逐步和制造技術(shù)結(jié)合起來,利用自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)加工和生產(chǎn)技術(shù),此種技術(shù)是建立在設(shè)計(jì)軟件的基礎(chǔ)上的,因此CAD也就進(jìn)入到了自動(dòng)化的領(lǐng)域中。
CAD參數(shù)化設(shè)計(jì)實(shí)際上就是在產(chǎn)品開發(fā)和設(shè)計(jì)時(shí),零件設(shè)計(jì)模型的建立速度是影響整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期的重要基礎(chǔ)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)的初期零件的形狀和尺寸往往都還停留在設(shè)計(jì)者的頭腦中,即是以一種模糊的概念存在,要裝配驗(yàn)證、性能分析、數(shù)控編程后才能進(jìn)入到試制階段。此種設(shè)計(jì)流程希望零件的模型應(yīng)當(dāng)容易修改,即具備一定的靈活性。參數(shù)化設(shè)計(jì)的思路就是將模型中一些定量的信息變得具體起來,并使得參數(shù)可隨意的更,并在更改后有系統(tǒng)自動(dòng)生成相關(guān)的數(shù)值,以此形成不同形狀的和尺寸的零件模型。在CAD系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì),建立參數(shù)化模型是最關(guān)鍵的。參數(shù)化模型主要體現(xiàn)的是零件的圖像幾何限定和工程限定。幾何限定主要就是指零件的尺寸,即結(jié)構(gòu)上的要素和尺寸上的要素。工程約束則是零件尺寸之間的邏輯關(guān)系。
2 CAD參數(shù)化開發(fā)思路
2.1 CAD系統(tǒng)的開發(fā)
現(xiàn)代的CAD系統(tǒng)并不是一個(gè)固定模式的軟件系統(tǒng),而是一個(gè)可以就進(jìn)行開發(fā)的軟件系統(tǒng),因此其功能的開發(fā)應(yīng)建立在軟件工程的思路上,以此為指導(dǎo)。主要是為了減少開發(fā)過程中的失誤,提高開發(fā)的效率和系統(tǒng)質(zhì)量。軟件從開始設(shè)計(jì)、開發(fā)、運(yùn)行為周期進(jìn)行展開,通常的開發(fā)流程是分析需求、總體設(shè)計(jì)規(guī)劃、詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、代碼編寫、測(cè)試、運(yùn)行等階段 。每個(gè)階段都有自身的特定功能和內(nèi)容。在實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的過程中應(yīng)當(dāng)按照這樣的思路來進(jìn)行開發(fā)。
1)參數(shù)化需求分析,確定軟件開發(fā)目標(biāo),包括了軟件期望功能、軟件的可靠性、穩(wěn)定性要求,軟運(yùn)行的硬件環(huán)境設(shè)定等;2)總體規(guī)劃,即明確軟件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),模塊劃分、模塊通信、數(shù)據(jù)庫功能等;3)具體設(shè)計(jì)實(shí)施,將總體規(guī)劃的模塊進(jìn)行細(xì)化,即對(duì)模塊進(jìn)行分解并設(shè)計(jì)程序模塊;4)代碼編寫,按照程序模塊編寫源代碼;5)軟件測(cè)試,對(duì)軟件的各個(gè)功能模塊進(jìn)行測(cè)試,檢測(cè)功能和結(jié)構(gòu)方面的缺陷,并進(jìn)行調(diào)整;6)軟件運(yùn)行和維護(hù),在軟件投入運(yùn)行后對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行反饋和收集,對(duì)其進(jìn)行糾錯(cuò)和完善、擴(kuò)充。
2.2 參數(shù)化開發(fā)的思路
目前采用的CAD參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件中,主要的有有Pro/Engineer、UGNX、CATIA和Solidworks四種,這四種軟件在不同的領(lǐng)域發(fā)揮著不同的作用。其中Pro/Engineer是最早進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的,參數(shù)化的實(shí)現(xiàn)也由其首先完成的,目前主要的領(lǐng)域是電子、小家電、日用品等,而其他的三個(gè)軟件主要是應(yīng)用在制作業(yè)。在研究參數(shù)化實(shí)現(xiàn)的過程中,本文以Pro/E為例進(jìn)行分析,以某個(gè)公司的機(jī)械制產(chǎn)品的參數(shù)化設(shè)計(jì)為例進(jìn)行闡述。該公司所采用的是在Pro/E平臺(tái)上基于知識(shí)機(jī)械常用件為基礎(chǔ)完成的CAD開發(fā),在此過程中將行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等設(shè)計(jì)融入到了系統(tǒng)中,并實(shí)現(xiàn)了資源的共享。采用參數(shù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了常用軟件快速設(shè)計(jì)的流程。開發(fā)思路是將一個(gè)零件為設(shè)計(jì)對(duì)象,以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫、零件模型數(shù)據(jù)庫為核心,基于C/S模式,以零件結(jié)構(gòu)參數(shù)定義和交互設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),融合了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)規(guī)則來實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的開發(fā),具體過程如圖1。
開發(fā)的CAD系統(tǒng)具備了以下功能:1)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械常用零件的CAD標(biāo)準(zhǔn)化和參數(shù)化設(shè)計(jì);2)針對(duì)零件的Pro/E設(shè)計(jì)進(jìn)行了智能化拓展;3)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和人機(jī)交互相結(jié)合的操作方式,使得設(shè)計(jì)的過程更加的高效而便捷;4)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持下,完成了網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)、相關(guān)硬件的相互協(xié)調(diào),為CAD和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)連接和集成,為遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)調(diào)用打下了基礎(chǔ);以上就是在CAD開發(fā)中實(shí)現(xiàn)闡述化的基本思路。
3 CAD開發(fā)中圖形參數(shù)化的實(shí)現(xiàn)途徑
3.1 數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)開發(fā)
CAD的圖形參數(shù)化是建立在工程數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上的,因此在開發(fā)的初期應(yīng)建立起相應(yīng)的工程用數(shù)據(jù)庫,并使之可以與CAD向連接。
1)工程數(shù)據(jù)
在工程中應(yīng)用的數(shù)據(jù)體現(xiàn)出來的是數(shù)量大、種類多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)。從數(shù)據(jù)的性質(zhì)上看,有圖形數(shù)據(jù)和非圖形數(shù)據(jù);從應(yīng)用上看有零件定義數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)控制設(shè)計(jì)兩種。其中圖形數(shù)據(jù)就是滿足工程設(shè)計(jì)繪制圖形的二維數(shù)據(jù)和產(chǎn)品圖形中需要的三維數(shù)據(jù)。圖形數(shù)據(jù)構(gòu)成是以網(wǎng)絡(luò)的形式出現(xiàn),層次也不同。同一種實(shí)體可能在不同的應(yīng)用階段出現(xiàn)不同的表達(dá)方式,并且需要完成在不同表達(dá)方式之間的轉(zhuǎn)換。工程應(yīng)用中的非圖形數(shù)據(jù)有三個(gè)主要部分:① 普通管理數(shù)據(jù),主要負(fù)責(zé)對(duì)產(chǎn)品的情況進(jìn)行說明,表達(dá)產(chǎn)品的性能、生產(chǎn)計(jì)劃、報(bào)表等;② 屬于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù),包括設(shè)計(jì)規(guī)范、公差數(shù)據(jù)、結(jié)構(gòu)要素、材料性質(zhì)、技術(shù)規(guī)范等;③ 是對(duì)零件的形狀約束和設(shè)計(jì)過程中的語義條件等。
3.2 CAD參數(shù)化的數(shù)據(jù)特征
在參數(shù)化的過程中,相關(guān)的數(shù)據(jù)需要符合系統(tǒng)的需求,如:CAD數(shù)據(jù)需要包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)、產(chǎn)品材料數(shù)據(jù)、產(chǎn)品繪圖數(shù)據(jù)、技術(shù)編碼數(shù)據(jù)、測(cè)試數(shù)據(jù)、質(zhì)量優(yōu)化數(shù)據(jù)等。
3.3 零件工程數(shù)據(jù)分類
在圖形參數(shù)化的過程中,主要涉及到以下幾種數(shù)據(jù)類型如圖2。
1)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù):此類數(shù)據(jù)主要是來自國家或者行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)等構(gòu)成,其特點(diǎn)就是在某段時(shí)間或者條件下表現(xiàn)為靜態(tài)數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)的過程中將被反復(fù)的查詢和調(diào)用,是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。此類數(shù)據(jù)的代表是機(jī)械設(shè)計(jì)中的公差和配合、各種產(chǎn)品目錄、樣本技術(shù)參數(shù)等。另外一些經(jīng)驗(yàn)公式和曲線規(guī)律或者圖表所給定的特定數(shù)據(jù)也可以看做是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)在設(shè)計(jì)系統(tǒng)的時(shí)候應(yīng)當(dāng)進(jìn)行優(yōu)先處理。
2)設(shè)計(jì)和工藝的參數(shù):此類數(shù)據(jù)主要是針對(duì)不同的產(chǎn)品而形成的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和制造過程中所需要的工藝性參數(shù)構(gòu)成,因?yàn)楫a(chǎn)品和工藝的差異,計(jì)算出來的數(shù)據(jù)也就有所差異,因此形成了設(shè)計(jì)和工藝數(shù)據(jù)。因?yàn)樵O(shè)計(jì)和工藝是多樣化和隨機(jī)的,以此此類數(shù)據(jù)往往是動(dòng)態(tài)化的,需要在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中進(jìn)行隨機(jī)的讀取和保存,同時(shí)相互之間的關(guān)系復(fù)雜,是參數(shù)化過程中的難點(diǎn)。
3)幾何參數(shù):幾何參數(shù)就是在設(shè)計(jì)中對(duì)零件的幾何形狀進(jìn)行定義而形成的幾何數(shù)據(jù),以此數(shù)據(jù)是根據(jù)參數(shù)進(jìn)行改變的,是動(dòng)態(tài)模式。在實(shí)際的應(yīng)用應(yīng)具有可更改和適應(yīng)性,以適應(yīng)參數(shù)改變。
3.4 建立工程數(shù)據(jù)庫
在分析基本數(shù)據(jù)構(gòu)成后,就可以根據(jù)工程數(shù)據(jù)庫的特點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的開發(fā),因?yàn)楣こ虜?shù)據(jù)庫的復(fù)雜性突出,因此開發(fā)難度較大,開發(fā)具有獨(dú)立性、共享性、集中管理和安全維護(hù)等,需要數(shù)據(jù)的高度一致和并發(fā)功能,工程數(shù)據(jù)的建立和系統(tǒng)調(diào)用是CAD參數(shù)化的重要環(huán)節(jié)。
3.5 零件參數(shù)化的特征數(shù)據(jù)庫建立
零件是由一組相應(yīng)的形狀特征按一定的順序拼合而成的如圖3,基于特征的參數(shù)化模型應(yīng)該能夠充分表達(dá)各形狀特征之間的確定位置關(guān)系,形狀特征與形狀特征之間存在的關(guān)系:附屬關(guān)系與鄰接關(guān)系。
在零件的特征模型中,采用多層次地描述手段來滿足對(duì)零件不同級(jí)別信息的要求。對(duì)特征參數(shù)賦值并確定特征均為后構(gòu)成參數(shù)化常用零件特征模型,采用同一特征模型以不同參數(shù)驅(qū)動(dòng)得到不同結(jié)構(gòu)零件,從而適應(yīng)大量零件圖形的生成。這樣做的優(yōu)勢(shì)明顯:(1)實(shí)現(xiàn)常用零件的快速設(shè)計(jì)在采用基于知識(shí)的模型設(shè)計(jì)中,用戶用直觀的特征(如凸肩、凸緣、鍵槽)和熟悉的設(shè)計(jì)術(shù)語來構(gòu)成常用零件模型,而不再采用原始的點(diǎn)、線和體素來構(gòu)造設(shè)計(jì)對(duì)象,這樣用戶可以在更高層次上進(jìn)行常用零件的設(shè)計(jì)。(2)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型的自動(dòng)生成由于常用零件的特征模型直接體現(xiàn)了設(shè)計(jì)意圖,采用基于特征的模型描述常用零件后可以實(shí)現(xiàn)零件實(shí)體的自動(dòng)生成,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過程中信息流的自動(dòng)化。
4 結(jié)束語
通過前面的論述不難看出,CAD開發(fā)中的圖形參數(shù)化,實(shí)際上就是建立以某些特征為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)庫,并實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)時(shí)CAD系統(tǒng)的共享和調(diào)用,在開發(fā)過程中為了實(shí)現(xiàn)這一途徑就需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行重新構(gòu)建,即利用工程數(shù)據(jù)庫來建立參數(shù)比對(duì)樣本,在設(shè)計(jì)中利用軟件的模型化比對(duì)來完成參數(shù)化的設(shè)計(jì)實(shí)施。
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關(guān)鍵詞:陶瓷機(jī)械;數(shù)字化技術(shù);應(yīng)用研究
我國陶瓷機(jī)械裝備雖然近幾年來有了一定的進(jìn)步,但在整個(gè)陶瓷行業(yè)的發(fā)展中仍沒有發(fā)揮很好的同步發(fā)展效應(yīng),更沒有起到引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的作用。當(dāng)前科技迅猛發(fā)展,數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)作為一支重要的生力軍,在各行各業(yè)都發(fā)揮著巨大的作用?,F(xiàn)代陶瓷機(jī)械裝備應(yīng)加速向“數(shù)字”和“精確”陶瓷行業(yè)發(fā)展。推行CAD/CAE/CAN、MIS 和加工柔性化系統(tǒng)、建立FMS 示范工程、加快我國陶瓷機(jī)械裝備數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的應(yīng)用研究等。已成為歷史賦予我國陶瓷機(jī)械裝備技術(shù)人員的責(zé)任。
一、數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)概述
數(shù)字化(Digital)是指信息(計(jì)算機(jī))領(lǐng)域的數(shù)字(二進(jìn)制)技術(shù)向人類生活各個(gè)領(lǐng)域全面推進(jìn)的過程,是基于產(chǎn)品描述的數(shù)字化平臺(tái),建立基于計(jì)算機(jī)的數(shù)字化產(chǎn)品模型,并在產(chǎn)品開發(fā)全程采用,達(dá)到減少或避免使用實(shí)物的一種產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。這種設(shè)計(jì)全面模擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、分析、裝配、制造等過程。數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高機(jī)械產(chǎn)品開發(fā)能力,縮短產(chǎn)品研制周期,降低開發(fā)成本,實(shí)現(xiàn)最佳設(shè)計(jì)目標(biāo)和企業(yè)間的協(xié)作,使企業(yè)能在最短時(shí)間內(nèi)組織全球范圍的設(shè)計(jì)制造資源共同開發(fā)出新產(chǎn)品,大大提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)集成了現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造過程中的多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù),包括三維建模、裝配分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、產(chǎn)品信息管理、虛擬設(shè)計(jì)與制造、多媒體和網(wǎng)絡(luò)通訊等,是一項(xiàng)多學(xué)科的綜合技術(shù),其目的是通過建立數(shù)字化產(chǎn)品模型,利用數(shù)字模擬、仿真、干涉檢查、CAE 等分析技術(shù),改進(jìn)和完善設(shè)計(jì)方案。數(shù)字化設(shè)計(jì)含蓋了現(xiàn)代設(shè)計(jì)的最新技術(shù),同時(shí)也是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的前提。涉及的主要內(nèi)容有:
1.CAE/CAPP/CAM/PDM CAD/CAE/CAPP/CAM 分別是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)輔助工程、計(jì)算機(jī)輔助工藝過程設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造的英文縮寫,它們是制造業(yè)信息化中數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的核心,是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品開發(fā)的主要工具。PDM 技術(shù)集成是管理與產(chǎn)品有關(guān)的信息、過程及人與組織,實(shí)現(xiàn)分布環(huán)境中的數(shù)據(jù)共享,為異構(gòu)計(jì)算機(jī)環(huán)境提供了集成應(yīng)用平臺(tái),從而支持CAD/CAPP/CAM/CAE 系統(tǒng)過程的實(shí)現(xiàn)。
2.異地、協(xié)同設(shè)計(jì)在因特網(wǎng)/ 企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)的環(huán)境中,進(jìn)行產(chǎn)品定義與建模、產(chǎn)品分析與設(shè)計(jì)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理及產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換等,異地、協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)環(huán)境下為多人、異地實(shí)施產(chǎn)品協(xié)同開發(fā)提供支持工具。
3.基于知識(shí)的設(shè)計(jì)將產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中需要用到的各類知識(shí)、資源和工具融入基于知識(shí)的設(shè)計(jì)(或CAD)系統(tǒng)之中,支持產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程,是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)的重要工具。設(shè)計(jì)知識(shí)包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)原理、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、既有設(shè)計(jì)示例和設(shè)計(jì)手冊(cè)“設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)”設(shè)計(jì)規(guī)范等,設(shè)計(jì)資源包括材料、標(biāo)準(zhǔn)件、既有零部件和工藝裝備等資源。
4.虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造綜合利用建模、分析、仿真以及虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)和工具,在網(wǎng)絡(luò)支持下,采用群組協(xié)同工作,通過模型來模擬和預(yù)估產(chǎn)品功能、性能、可裝配性、可加工性等各方面可能存在的問題,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造的本質(zhì)過程,包括產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、加工制造、性能分析、質(zhì)量檢驗(yàn),并進(jìn)行過程管理與控制等。
二、陶瓷機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的特點(diǎn)
1.當(dāng)前行業(yè)發(fā)展中存在的主要問題
1.1技術(shù)、裝備水平低。大多數(shù)陶機(jī)專業(yè)廠技術(shù)力量不足,產(chǎn)品設(shè)計(jì)多用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,CAD 等現(xiàn)代化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用還不普遍,工廠裝備落后,數(shù)控機(jī)床和加工中心為數(shù)不多,計(jì)量、檢測(cè)、控制手段較差,生產(chǎn)機(jī)械化程度低;
1.2產(chǎn)品質(zhì)量差、檔次低。陶機(jī)產(chǎn)品外觀質(zhì)量落后,有的性能不穩(wěn)定,機(jī)電一體化產(chǎn)品很少,尚有許多空白,成套性差,產(chǎn)品附加值低,在國際市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力;
1.3產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)不合理,生產(chǎn)專業(yè)化水平和企業(yè)管理水平低。我國陶機(jī)工業(yè)雖然己經(jīng)形成一定體系,但專業(yè)化分工、集約化程度很低,標(biāo)準(zhǔn)化程度也不高,產(chǎn)品零件互換性差,難以滿足高檔瓷生產(chǎn)的要求。這種生產(chǎn)方式極大地限制了現(xiàn)代化科技的應(yīng)用,日用陶瓷和建筑陶瓷機(jī)械始終沒有趕上國際先進(jìn)水平。
2.陶瓷機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的特點(diǎn)
2.1結(jié)構(gòu)類型多、型號(hào)多。例如在真空練泥機(jī)設(shè)計(jì)中,有單軸、雙軸和三軸真空練泥機(jī)等;泥漿泵設(shè)計(jì)有單、雙缸,立式、臥式等;
2.2常用設(shè)備功能結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度較小。例如球蘑機(jī)、練泥機(jī)、滾壓成型機(jī)等一般由機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成,不同型號(hào)的設(shè)備采用的部件類型和結(jié)構(gòu)參數(shù)有區(qū)別,但產(chǎn)品功能基本相同。這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性非常便于采用模塊化變型設(shè)計(jì)技術(shù)和參數(shù)設(shè)計(jì)技術(shù);
2.3常用陶瓷機(jī)械產(chǎn)品受企業(yè)投產(chǎn)規(guī)模、陶瓷原料性能的影響,研究開發(fā)周期長,采用ICAD 技術(shù)能縮短產(chǎn)品研究開發(fā)周期,節(jié)約成本。