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非標設備設計的常見不足


        在非標設備設計時,既要考慮設計是否滿足需求,是否符合工藝和節能低耗要求,還應考慮要使非標設備的結構簡單,安全穩定,易于加工制造,便于安裝維護,這些因素兼顧才能實現設計的合理化。而實際中,非標項目技術要求的不確定性及使用情況和實現方式的多樣性,導致設計人員在設計過程中,出現雖然設計意圖沒錯,但受到其他條件的限制,很難在實施過程中實現整個設計預期目的的問題,而當實施過程中遇到了無法解決的難題時,通常只能是返回修改設計。此類問題是對非標項目順利實施的一個重大制約因素,以下便以某非標設備設計為例對非標設計中經常出現的幾個不足進行歸類總結。

對用戶需求了解不夠充分,忽視了實際使用情況
        充分考慮用戶實際使用情況是設計合理化的基本內容,某設備主要功能是對試驗件施加預定大小和方向載荷,載荷通過作動筒來實現,因此加載的精確性很大程度上決定于作動筒與試驗件對點的準確性,而試驗件會因為試驗工況的不同而產生上下左右位置的變化,故作動筒需具備二維平面內任意位置可調的功能,此次方案是承力架上安裝作動筒加載橫梁,加載橫梁上安裝作動筒來實現,上下位置通過調節加載橫梁在承力架上的上下位置來實現,左右位置通過調節作動筒在加載橫梁上的左右位置及加載橫梁在承力架上的左右位置來實現,方案如圖1。

圖1.非標設備案例荷載
        實際在移動時,發現加載橫梁在承力架上的左右位置受長條孔限制,不能實現任意位置調節,不能滿足試驗對位置的要求。在不改變加載橫梁的前提下要想實現所有加載點的對正,只能通過移動承力架實現,而單臺承力架重約1.5 t,移動需使用航吊,還涉及試驗件安全問題,移動相當麻煩。

一味追求高要求,導致加工難度大,成本高。
        在一般的制造過程中,機械產品質量技術指標的高低,對應的生產過程中耗費的成本和工時也是成正比的。往往是技術指標高到一定程度時,如果想再提高相關的要求,對應所消耗的工時費將會迅速的增加,所以從經濟上講是不理想的。在機械產品設計時,相關指標的最終確定都必須是在能夠滿足用戶使用要求的基礎上,與結構工藝性相互適應。結構設計必須盡力讓采用的加工工藝更加經濟,最終的質量更高。

圖2.非標設備案例連接件
        某項目中是通過圖2所示連接件與試驗件連接來施加載荷的,由于孔位尺寸精度要求太高,導致裝配十分困難,而裝配施工位置距地2 m,使用輔助工具也是十分不便。實際上,連接件中心是固定在試驗件上的,加載時通過作動筒對單耳連接件施加拉力進而對試驗件施加拉力,對連接件受力情況稍加分析,便可以知道孔位精度要求這么高并無意義,即其孔位尺寸精度對加載點加載精度并無影響,是設計員一味趨于高要求,導致加工難度大,加工成本無謂增加。

忽視了零件間的裝配關系,導致裝配出現問題

圖3.非標設備案例固定座
        便于安裝和維護是合理化設計的重要方面,圖3所示為某項目中固定座,單耳通過螺栓與梯形座連接,安裝時螺栓長度太長工人無法操作,最終解決這個問題的辦法是將螺栓冗余長度給截斷了,若在設計階段就考慮到,及時將問題避免,就不會耽誤工期使項目順利往下實施了。

忽視了現有資源的合理利用,導致不必要的費用
        合理化設計要求設計人員在設計之初就考慮到各種資源的有效配置和利用,部分設計人員忽視了現有資源的合理利用,本對零件略作修改便可大大降低加工難度且不影響使用,考慮的欠缺導致加工難度增大,產生一些不必要的人力物力費用,若在此方面極力避免,可大大降低制造成本。

        非標設計中,同一功能往往有多種方式可以去實現,如何在滿足要求的前提下,將設計做得更加合理,是擺在每一位非標設計人員面前的一個重要問題。

參考文獻:馮偉.非標設備的合理化設計[J].科技資訊2017年16期


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