淺談非標準設備設計方案的擬定及零件的合理設計

摘 要：在機械設計過程中，非標準設備設計是其中非常重要的一項內容，由于非標準設備國家還沒有定型的標準，這就給設計工作帶來較大的難度，對設計人員具有較高的要求，而且成本較高，工藝通用性較差，對工人技術要求也較高，在設計生產廠無法進行批量生產，只能根據具體的設計圖紙來進行制造。文中從非標準設備參數的確定入手，分析了非標準設備設計方案的擬定，并進一步對非標準設備的零件的合理設計進行了具體的闡述。

關鍵詞：非標準設備；參數；設計方案；零件；結構；尺寸；材料

前言

非標準設備即非標設備，其種類具有多樣化，工作條件具有較大差別，無法進行批量生產，在專用工、夾、量和模具配置上具有較大的難度，原材料在供應上也無法達到計劃供應的要求。這就決定了在非標準設備設計時具有較大的難度，不僅缺乏現成的設備資料，而且還很難提前進行必要的模擬試驗，所以需要在非標準設備設計時提前擬定設計方案，對其零件進行合理設計，確保能夠滿足用戶的不同需求。

1 非標準設備參數的確定

在對非標準設備設計前，需要對設備的工作效率、傳動功率、主軸轉速、往復運動速度及工作行程等具體參數進行提前確定，通過對原始參數進行確定后，可以有效的避免結構的變化而導致設計方案變動的問題發生。對于非標準設備參數，通常情況下都是由使用單位來提供，這是由于使用單位對于設備的使用條件較為熟悉，所提出的參數能夠與實際要求具有較好的符合性。但當使用單位所提供的參數和設計要求具有不合理性時，則需要深入的調查研究，由設計人員與使用單位共同來商定非標準設備的參數。

2 非標準設備設計方案的擬定

2.1 確定工作原理

在非標準設備設計的原理選擇時，可以根據具體的條件不同及要求的綜合性指標不同來選擇工作原理，對于一些傳統的工作原理，當其能夠起到較好效果時也可以進行適當的考慮。同時還需要在設計時還需要勇于嘗試和創新，對結構進行簡化，確保工作性能的提升，選擇具有較好經濟效益的工作原理。作為一名非標準設備的設計者，需要加強對新技術的應用，在進行非標準設備設計時，需要將一些較為成熟的新技術和先進的經驗在設計中進行應用，確保所設計出來的非標準設備的性能得以提升，確保其經濟效益能夠實現。

2.2 確定結構方案

有了正確的工作原理后，要想確保其實現，則需要通過不同的結構方案來實現。這就需要設計人員需要對不同的結構方案進行分析和比較，通用沖理論知識和實踐經驗來對各種方案的優劣進行判別，從而做出取舍，選擇合理的結構方案。在對結構方案進行選擇時，并不一定復雜的結構就能夠確保設備工作性能的良好性，往往簡單的結構更能夠有效的解決設計中的存在的問題。在具體對結構方案進行確定時，通常需要注意以下幾個方面的問題：（1）可以適當的選擇機構及傳動形式，確保所擬定的機構不僅要與選定的工作有的是相符合，同時還要與機構運動學規律相符。（2）需要對各零部件的相對位置進行合理布置，在滿足便利進行操作、安裝及維修的基礎上，要盡可能的對結構尺寸進行縮小。（3）為了節省工作量，在零部件選擇時，盡量采用外購標準件、本廠零部件及標準設備的零部件，通過這些零部件來對結構進行改裝，不僅有利于提高產品的質量，而且對于生產成本和維護成本的降低也具有極為重要的意義。（4）一些非標設備相對復雜，在這種情況下，則可以利用組合結構，由多個部件來對設備進行設計，這樣不僅有利于裝配和拆卸，而且還能夠盡量的縮短生產周期，為后期設備的修改和改裝帶來較大的便利。（5）在實際工作中，可以根據自身的經驗和專業知識，對各零部件實際的裝配和加工過程進行設想，從而從結構上對零件的工藝性進行改進，有效的解決裝配和加工過程中可能存在的問題。

3 非標準設備零件的合理設計

3.1 合理確定零件的結構形式和尺寸

在對零件的結構形式和尺寸進行確定時，不僅會受制于零件的工作性能、裝配關系和工藝性的影響，而且還需要考慮強度和剛度的要求，這些要求之間往往會相互制約，所以在實際設計過程中，設計需要需要保證零部件結構既定的工作性能的基礎上，在零件的結構形式和尺寸設計上可以根據具體情況來進行確定。

在具體設計過程中，盡可能對零件的形狀進行簡化，從而有效的保證零件的加工工藝性，而且還有利于零件加工余量的減少，有利于加工成本的降低。對于非標設備，由于其在生產時多數情況下都是單件進行，鋼制毛坯往往都會選擇現成的材料、板料及其它型鋼，這樣就只需要減少零件最大外形尺寸就能夠有效的降低材料的消耗。另外，在加工時還盡可能利用工廠現有的設備來進行加工，這樣可以有效的減少安裝及換刀的次數。

3.2 合理選擇材料及毛坯種類

為滿足零件的作用要求，應了解并掌握各種材料的特性及應用范圍，根據零件的使用要求、加工性能及材料經驗等具體條件，以及類似零件的制造和使用的經驗來選取合適的材料。

對一般非標設計，減少零件尺寸及重量在多數情況下不是主要的，因此對受力較大的零件也不一定要采用高強度合金鋼，而常用廉價的碳素鋼來制造，或采取適當的熱處理或表面處理來提高材料的某些性能以達到材料的使用要求。例如：采用低碳鋼經滲碳淬火或用中碳鋼經表面淬火來提高表面硬度制造耐磨零件；或選用適當的表面鍍層以提高零件的耐磨性、耐腐蝕性及耐調度性能；采用噴丸強化處理來提高碳素鋼的疲勞強度等。材料的經驗性反映在材料制造的總成本上，而不是僅材料本身的絕對價格，所以只有對滿足使用要求的材料、相應的加工及熱處理等方面作全面的經驗分析，才能判定選取哪種材料比較合適。例如采用低碳鋼進行滲碳淬火或采取中碳鋼進行調頻淬火，就需為單個或少量零件專門進行滲碳或配制感應加熱線圈，這種情況下，選取價格較高而熱處理簡單的材料更為合理。

零件的材料選擇應注意就地取材的原則，應在制造時盡可能采取庫存材料的品種規格，或制造時盡可能以庫存的材料代替缺少的材料，以避免為少量材料的采購供應而造成人、財及時間的浪費。此外，應可能縮減所用材料的品種，材料品種過多，在供應、生產及管理等方面都造成困難，引起成本增加。特別是在設計和制造過程中，會經常遇到材料代用的問題，原則上應以優材代劣材。在這種過程中，并不是隨便借用較差材料來代用，也不能以優材來代替劣材，需要正確選擇代用材料，確保設備的性能，使設計出來的非標設備能夠正常的工作，避免不必要的浪費情況發生。

4 結束語

非標設備的設計技術性較強，整個過程中具有繁雜性，而且非標準設備種類較多，具有單件及小批量的特點，這就對非標設備設計人員提出了較高的要求，需要加強專業知識的學習，注意日常工作中經驗的積累，從而確保設計的質量，更好的滿足不同用戶的需求。

參考文獻

[1]吳玉慶，隋維東.合理審定非標設備造價有效控制企業資金流失[J].齊魯石油化工，2005，33（3）.

[2]華宏強.非標設備設計制造中應注意的問題[J].機械設計師，2005（4）

[3]曹韻紅.模塊化企業和產品[J].機械研究與應用，2000，13（1）.

作者簡介：季平，身份證號碼：130322196611190036。