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广东深圳专业医疗产品器械工业产品设计非标准设备设计中几个重要问题的探讨
-非标准设备设计中几个重要问题的探讨
2019/03/05
从参数的确定、设计方案的拟定、零件的合理设计等方面,对非标准件设计的几个重要问题进行了探讨。
   关键词:非标准设备;机械设计 ; 机械制造   Abstract: The determination of parame广东深圳专业医疗器材工业产品设计工业设计的“人性”论ters, the formulation of the design, parts of the rational design and several important issues of non-standard design are discussed.Key words: non-standard equipment; mechanical design; machinery manufacturing
  
  中图分类号: G356.9献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)01-0020-02
  
   1引言
   非标准设备,简称为非标设备。
它包括的内容十分广泛,种类繁多,工作条件差别大,生产数量少,专用广东深圳专业医疗产品器械外观工业产品设计高层建筑的结构设计特点及基础结构设计的工、夹、量、模具难以配置齐全,原材料也往往不易得到充分计划供应。
其特点决定在非标准设备设计过程中,往往难以在理论上或具体结构上找到现成的参考资料,或作一些必要的模拟实验,比标准设计所遇到的困难要多得多,因非标准设备设计是一项相当繁重而又必须经常进行的重要工作,故探讨非标准设备设计有着积极的意义。
本文从参数的确定、设计方案的拟定、零件的合理设计等方面,对非标准设备设计过程中的几个重要问题进行了探讨。

   2非标准设备参数的确定
   在进行设计前,通常需要预先确定的参数有设备工作效率、传动功率、主轴转速、往复运动速度、工作行程等,这些参数是进行非标设计的依据。
其大小变化往往会引起结构甚至整个设计方案的变动,故对原始参数的选定,必须十分慎重。
在许多情况下,原始参数是由使用单位提供,使用单位对设备的使用条件比较熟悉,通常能提出比较切合实际的要求,但也可能提出一些不合理的或难以实现的参数和设计要求,这时应多做调查研究,与使用单位共同商量。

   3非标准设备设计方案的拟定
   方案的好坏关系到设备是否适用、可行和经济的决定性环节。
方案拟定包括两个方面内容:根据工作原理确定结构方案。

   (1)确定工作原理为完成同一工作,可以选择不同的工作原理。
究竟选用哪一种工作原理,要根据具体条件和各种要求的综合性能指标评定。
对传统的工作原理,行之有效的应酌情考虑。
同时,应大胆慎重地寻求新的,可简化结构、提高工作性能及获得较好的经济效果的工作原理。
因此,作为设计者应密切注意新技术的发展,把比较成熟的新技术和先进经验及时吸收到非标准设备设计中,但不能盲目,因为衡量设备设计的好坏,不以是否采用新技术或实现某某化为标准,而是从工作性能及经济效果等方面来衡量。

   (2)确定结构方案正确的工作原理只有通过合理的结构方案才能实现。
因为相同的工作原理可用不同的结构方案来实现。
这要求设计者对可能的方案进行分析和比较,利用已有的实践经验和理论知识,找出存在的矛盾,通过调研去判别各种方案的优劣,以决定取舍,使之逐步完善起来。
当然具有良好工作性能的设计方案,并不一定靠采用复杂的结构来实现,有些不好解决的设计问题,往往采用很简单的结构就能实现。

   总的说来,拟定设备结构方案应注意以下五个方面:①适当选择机构及传动形式,使所拟定的机构既要符合所选定的工作原理,又能符合机构运动学规律。
②在总体布置上,合理安排各零件的相对位置,在保证操作安装和维修方便的条件下,尽量缩小结构尺寸。
③在结构中,尽可能采用外购标准件及本厂产品零部件,或用标准设备的零部件来进行必要的改装,以节省工作量,有利于提高质量、降低生产成本和维护成本。
④对较复杂的非标设备,尽可能采用组合结构,即将设备设计成由各个部件组成,可减少零件数,既便于装配和拆卸,又便于生产管理缩短生产周期,也便于设备的设计修改和改装。
⑤注意从结构上改进零件的工艺性,特别是利用加工等方面的经验和知识,设想各零件实际装配和加工过程,考虑装配和加工的可能性,分析可能出现的问题,逐一加以解决。

   前述各个环节是互相联系的有机整体,设计时要反复交替考虑,多做调查研究,使结构方案逐步完善。

   4非标准设备零件的合理设计
   (1)合理确定零件的结构形式和尺寸零件的结构形式和尺寸主要决定于零件的工作性能、装配关系、工艺性以及对强度和刚度的要求。
这些要求之间常存在各种各样的矛盾,但经验证明,在满足既定工作性能的要求下,零件形状及尺寸往往有较大的余地,这要求设计者善于根据具体情况加以解决。

   为保证加工工艺性,一般尽可能简化零件形状,减少零件加工余量,从而减少材料消耗及降低加工成本。
由于非标设备大多是单件生产,钢制毛坯多用现成的材料、板料或其它型钢,很少根据零件形状锻制毛坯,故减少零件最大外形尺寸对降低材料消耗具有决定性的意义。
比如:用棒料车制轴类零件,耗材仅取决于最大轴肩尺寸及轴的长度;为提高零件强度,可以采取增大危险断面广东深圳专业医疗仪器研发工业产品设计医疗幽默10则尺寸、选择高强度材料、适当改变零件结构形状的方法(如制成过渡圆角或柔性结构);为提高零件刚度,广东深圳专业射频治疗仪产品设计公司基于数字光处理的微型投影设备设计在不增加零件的截面的前提下,把实心改成空心的截面,圆截面改方截面等方法从结构上采取措施,可使抗弯或抗扭的刚度系数提高数倍至数十倍。
同时,还应考虑在现有条件下便于装夹、切削及测量,尽可能减少配制专用工、夹、刀、量、模具,尽可能用工厂现有的和效率较高的设备来加工,尽可能减少安装及换刀次数。
当然,为了便于合理选择材料或毛坯,或者机械加工工艺、便于装配及更换磨损零件,根据工作及制造条件的不同,考虑零件采用整体式结构,或采用组合式结构。
若是受载荷零件,为满足强度和刚度要求,其结构形状及主要尺寸就通过一定的计算来确定。

   (2)合理选择材料及毛坯种类为满足零件的作用要求,应了解并掌握各种材料的特性及应用范围,根据零件的使用要求、加工性能及材料经验等具体条件,以及类似零件的制造和使用的经验来选取合适的材料。

   对一般非标设计,减少零件尺寸及重量在多数情况下不是主要的,因此对受力较大的零件也不一定要采用高强度合金钢,而常用廉价的碳素钢来制造,或采取适当的热处理或表面处理来提高材料的某些性能以达到材料的使用要求。
例如:采用低碳钢经渗碳淬火或用中碳钢经表面淬火来提高表面硬度制造耐磨零件;或选用适当的表面镀层以提高零件的耐磨性、耐腐蚀性及耐调度性能广东深圳专业医用电子产品开发公司工业产品设计基于ZigBee的无线医疗监护系统设计;采用喷丸强化处理来提高碳素钢的疲劳强度等。
材料的经验性反映在材料制造的总成本上,而不是仅材料本身的绝对价格,所以只有对满足使用要求广东深圳专业医用器材外观工业产品设计浅析工业设计与市场营销的关系的材料、相应的加工及热处理等方面作全面的经验分析,才能判定选取哪种材料比较合适。
例如采用低碳钢进行渗碳淬火或采取中碳钢进行调频淬火,就需为单个或少量零件专门进行渗碳或配制感应加热线圈,这种情况下,选取价格较高而热处理简单的材料更为合理。

   零件的材料选择应注意就地取材的原则,应在制造时尽可能采广东深圳专业医疗产品仪器工业产品设计医疗产品情感化设计探寻取库存材料的品种规格,或制造时尽可能以库存的材料代替缺少的材料,以避免为少量材料的采购供应而造成人、财及时间的浪费。
此外,应可能缩减所用材料的品种,材料品种过多,在供应、生产及管理等方面都造成困难,引起成本增加。
特别是在设计和制造过程中,会经常遇到材料代用的问题,原则上应以优材代劣材。
那种片面地认为非标设备要求不高,不考虑零件的实际要求而随用较差材料代用的观点是错误的。
相反,无原则地以优材代替劣材也是错误的。
因为材料代用不当往往使设备性能降低,甚至影响设备的正常工作,或造成贵重金属的不必要浪费。

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