機械設計與機械制造的技術探討

摘 要：把以往的機械設計制造與現代的機械自動化實施了對比，顯示出具有自動化的特性是現代化機械和以往的機械在性能上的根本區別。機械自動化在所有行業的運用和拓展，表現出機械自動化的優勢和功效。就是功能多樣化、高效率節奏、高度可信率、節約材料、節約資源，持續完善人們生產生活的多元化需要。從體系化的概念出發，將機械設計的技術、微機電子化技術、自動化技術和操控技術統一應用于化學工廠生產中去。

關鍵詞：機械設計；機械制造；技術探討

中圖分類號：TH16 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）8-0087-02

1 機械設計與機械制造的背景

就在1969年美國的《機械設計概論》雜志主刊上已登載了機電一體化這一概念。隨后，機電一體化進行了持續的拓展。英國機械制造工程師會所在1986年為現代化機械論述了這樣的定義：現代化機械是“根據計算機訊息網絡調控的，用以實現包含機械動力、運轉和能量流動等動力學任務的機械或機電零部件互相聯系的體系”。它和前面所提到的機電一體化是相同的，所以能說現代化機械自然是指機電一體化體系。20世紀80年代國際機械和單位理念聯合協會進行了如下的定義：機電一體化是精密機械系統、電子調控和體系思想在機械設計和機械制造流程中的協作融合。所以又能說機電一體化根本上是在機械設計和機械制造與其自動化基礎上的拓展。把以往的機械設計制造與現代的機械自動化實施了對比，顯示出具有自動化的特性是現代化機械和以往的機械在性能上的根本區別。機械自動化在所有行業的運用和拓展，表現出機械自動化的優勢和功效。就是功能多樣化、高效率節奏、高度可信率、節約材料、節約資源，持續完善人們生產生活的多元化需要。

2 機械設計與機械制造及自動化的適應設計準則

2.1 適應對機器的功效需求

所有種類的機械都是為適應人類的某些需求而研發的，都必需擁有某類首要的功能，各種產品具備各種不同的首要功能。總而言之，機械自動化是一種綜合性的理念，包括了機電一體化設計和機電一體化制造兩種方面的內涵。作為工業產品，它又包括著圖紙設計、產品制造與特色的功效以適應操作需求，而功效是由它內部硬件聯系的構造所決定的。

2.2 使用新興技術持續革新

依據機械產品或機械系統的首要功能的殊異，能對機械產品和機械系統實行分類。

以物體搬運、產品加工為主，輸進物體、能量和訊息，通過加工整理，首要輸出變換了方位和形態的物質體系（或物料產品）稱作加工機。比如各類機電床、交通運輸機器、食品整理加工機器、起重機器、紡織加工機器、印刷排版機器、輕工機器等等。

以能量轉化為主功能，輸進能量和訊息、輸出各種能量的體系（或生產產品）稱作動力機，里面輸出機械能量的是原動力機。比如電動力機、水輪機械、內燃機械等等。

以訊息處理為主功能，輸進訊息和能力，首要輸出某些訊息。比如數據資料、圖文相冊、文字符號、聲音等的機械產品統稱作信息機。比如各類儀器表、電腦、打印機和所有辦公機器等等。

機械自動化體系不僅具有以上必需的主要功能外，還必需具有其它內部性能，就是動力性能、監測性能、調控性能、組構性能等等。

由于以上的功能組構原理，不僅有助于設計和辨析不同機械自動化的產品，而且有助于拓展思路，易于創新發明和創造。

其次，相對于各種主功能之間的加工構造，它的運作方式也各有殊異，同時構造成各種用途的機械產品。比如，金屬斜削機床是依據工具和刀具相互運作發生斜削功用的原理實行工作的。所以，工具和刀具的運作方式各有殊異，便生產出用途殊異的機床。因此說機械自動化的拓展空間前景異常廣闊，擁有很大的想象空間，急需我們使用新興技術適應科學原理來持續更新，建設制造出最前沿的自動化機械產品。

3 化學工廠生產中機械自動化體系的運用

機械生產流程中，對所有工藝流程的物理量（或工藝變化量）具備一定程度的調控要求。某些工藝變化量直接體現出生產流程，對產品的總數和品質起著至關重要的作用。比如，精蒸餾塔的塔頂和塔內溫度，通常在操縱壓力穩定的情形下必需維持不變，才能生產出合乎標準的產品；加熱爐出口高溫不允許超出限制范圍，不然將導致日后另一工段的效果降低；化學應變器的應變高溫必需維持穩定，才能促使效率穩定達標。某些工藝變量雖然沒有直接導致產品的品質和總量，但是維持它的穩定卻仍然是使生產獲取優良調控的前提。

3.1 鍋爐汽水包水位調控方面的科研

鍋爐汽水包是制造蒸汽的設施，很大程度上是工業生產不可或缺的設施。維持鍋爐汽水包的水位高度在規定區域內是至關重要的，如果鍋爐水位偏低，就會導致汽水生產量降低，而且鍋爐容易燒干從而引發事故；如果水位偏高，制造的汽水含水量過高，會導致蒸汽的質量降低。此類都是異常危險的，所以對汽水包的水位要嚴格調控，才能保障鍋爐常態地生產汽水。

3.2 制冷器調控方略的科研

制冷器的熱量承載體是制冷劑，通常采取液化氨等介質當作制冷劑，運用它們在制冷器內部蒸發從而吸取工藝材料的大幅度熱量，使工藝材料的出口高溫降低到工藝生產的需求水準。制冷器在工業上的調控方略一般表現在調控制冷劑的流量，它的機理同樣是經過變化傳熱效率方程里的傳熱面積來完成的。這種方略調控穩定，使冷卻量得以充分運用，而且對收縮機入口高壓沒有影響。不過這種方略調控沒有靈活度，并且蒸發空間得不到保障，容易引起氨氣帶液從而損傷收縮機。因此，能采取溫度與液位串級調控方略。應用此種方略，能制約液位的上限值，保障有充足的蒸發空間。

4 結 語

由于現代化機械自動化在設計和制造上具備多功能性、高品質、高可信率、低能源消耗的優勢，因此機械設計與制造都是環繞機械自動化來施行的。機械自動化技術所面對的共同首要技術是傳感監測技術、訊息整理技術、服務驅動技術、自動化調控技術、對接口技術、緊密機器技術和體系綜合技術等。因此可以說，機械自動化體系就是機電一體化體系。機電一體化的拓展就是機械自動化的拓展。所有設計師必需清楚地意識到機械設計制造唯有朝機械自動化設計制造的前景拓展，才可能是機械工業拓展中獨辟蹊徑的出路。

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