淺談非標自動化設備結構設計

譚勛哲

寧夏計量質量檢驗檢測研究院（750000）

0 前言

非標自動化設備不受標準約束，設計自由度強，對設計者的經驗與知識儲備有較大的考驗。設計者如能掌握以下幾點設計的經驗與技巧，則能夠在未來的設計工作中受益。

1 設備的合理性

設計合理的非標自動化設備能降低設備成本，保證設備運行穩定、維護便捷。 設計者在設計非標自動化設備過程中，應該從加工者、裝配者和使用者的角度來考慮在材料加工、零件裝配和最終使用中能否順利進行。 對于材料加工，要考慮材料的易加工程度和加工設備的加工能力，確保所需零件可加工并合理控制加工成本。 對于零件裝配，要考慮零件是否存在干涉，公差配合是否合理，關鍵尺寸是否可調整，確保設備精準高效率裝配。 對于最終使用，要考慮人機適配性、設備的穩定性和使用壽命、使用人員的人身安全等情況。 設計者需要不斷完善和加強結構設計經驗，提升對工藝需求、技術參數的熟悉程度，以保證設備設計的合理性。

2 設備的安全性

設備的安全性包括設備安全和人身安全。由于設備安全是結構設計的基礎，設計者一般都會充分考慮設備安全，因此這里只談人身安全。 非標自動化設備有些運動機構運動強度較大，碰撞就有可能造成傷亡；有些運動機構運動強度雖然不大，但行程長，面積大，不容易保護到位。一旦設計者對設備安全性欠考慮， 設備在使用中就容易出現安全隱患，也容易發生安全事故。因此，設計者在非標自動化設備結構設計過程中，要充分考慮設備的人身安全， 一方面要盡可能地將運動機構設置在設備內部，無法設置在設備內部的運動機構則需安裝防護板、防護網等防護裝置，防止使用人員觸碰；另一方面要和電氣工程師溝通， 預留下安裝設備急停、異常卡頓急停、斷電保護開關、防觸碰傳感器等安全裝置的布線槽、安裝孔，以保證使用者在運行非標自動化設備過程中的人身安全。

3 設備標準件的選擇

非標自動化設備結構設計除了自加工零件外，有相當大的一部分標準件需要采購，設計者要根據實際使用情況選擇合適的標準件。 合適與否在于標準件的關鍵參數:如電磁閥、手滑閥等開關類配件，要考慮推薦使用次數，確保配件不會在運行中輕易損壞；彈簧、緊固件等金屬件，則要考慮規格、材質與熱處理工藝，保證金屬件的力學強度、表面硬度、疲勞耐久及脆性等達到要求。 設計者需充分考慮標準件的來源和關鍵參數對設備運行造成的影響，選取合適的標準件，來保障設備的正常運行。

4 設備關鍵零件的設計

非標自動化設備的自加工零件中有些是關鍵零件，需要特殊材料或特殊工藝制作。 設計者在利用相關設計軟件繪制關鍵部位的零件時，需考慮到該部位零件作用的同時保障設備運行。 特殊材料是指非結構鋼材料，如切刀、沖壓模等零件，要用工具鋼替換普通的碳素結構鋼以滿足其強度和切削能力的要求。 特殊工藝則更加廣泛，需要從零件的表面粗糙度、洛氏硬度、零件結構、加工方法、使用壽命、耐熱抗震等方面來考慮。 設計者應該根據所需零件的要求，針對設備的平衡性和協調性，選擇不同的特殊材料和工藝設計關鍵零件的結構，并對設計的每一個關鍵零件把關，避免在設計的過程中出現木桶效應，才能讓自動化設備的運行和使用具有可靠的保障。

5 結語

非標自動化設備在各行各業中有著十分廣泛的應用，其設計質量對工業企業乃至國家經濟的發展具有重要影響。 設計者應該加強非標自動化設備結構設計研究，通過提升設計的合理性、注重設計的安全性、選擇合適的標準件、增強對關鍵零件的設計能力等措施，提高非標自動化設備結構設計水平，使自身掌握的設計經驗和技巧在以后的從業過程中發揮更大的作用。