楊浩

摘 要：工業(yè)是一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，而機(jī)械設(shè)計(jì)制造為工業(yè)發(fā)展提供了強(qiáng)有力的基礎(chǔ)?？v觀歷史，一個(gè)國(guó)家雄厚的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)離不開機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，所以我國(guó)必須促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展，這樣才能推動(dòng)我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，為我國(guó)的工業(yè)制造與軍事實(shí)力打下良好的基礎(chǔ)。文章就機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)展開相關(guān)的分析和探討，希望可以促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的進(jìn)步和發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造 自動(dòng)化 設(shè)計(jì)

1、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的特點(diǎn)分析

1.1 環(huán)保性

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)對(duì)專業(yè)人員的依賴性強(qiáng)、要求高。在實(shí)際操作中的時(shí)候，傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)的專業(yè)人員會(huì)出現(xiàn)或大或小的過失，這使得部分產(chǎn)品需要重復(fù)加工或者重新生產(chǎn)才能投入使用?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化弱化了其對(duì)專業(yè)人員的依賴性，主要依靠電腦程序進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低了機(jī)械設(shè)計(jì)制造的出錯(cuò)率，提高設(shè)計(jì)操作的正確率，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量高，而且生產(chǎn)效率高，為企業(yè)節(jié)約了能源成本。此外，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化充分利用先進(jìn)的空氣凈化技術(shù)等，使產(chǎn)品生產(chǎn)具有更強(qiáng)的環(huán)保性，減少環(huán)境污染，有利于實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。

1.2 安全性

傳統(tǒng)機(jī)械制造生產(chǎn)主要采用機(jī)械手工操作來(lái)完成，一旦人工操作出現(xiàn)失誤，就很有可能出現(xiàn)人身安全事故，存在安全隱患。而現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化融合了先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，工作人員可以通過電腦程序遠(yuǎn)程控制機(jī)械，即可實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)，大大改進(jìn)了工作人員的工作環(huán)境，提高了安全性。雖然機(jī)械自動(dòng)化也會(huì)發(fā)生意外，但是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化能夠在既定的程序中檢測(cè)到安全隱患，發(fā)生意外時(shí)會(huì)及時(shí)采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的背景下，工作人員與機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備直接接觸的機(jī)會(huì)減少，由于操作機(jī)械不當(dāng)而發(fā)生安全事故的可能性大大降低了，員工的安全性得到了保障。

1.3 效率性

與傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)相比，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化所需工作人員減少，生產(chǎn)流程更加有條理，避免了人為因素導(dǎo)致的生產(chǎn)遲緩問題，大大提高了機(jī)械生產(chǎn)的效率。在傳統(tǒng)機(jī)械制造生產(chǎn)中，工作人員必須花費(fèi)一定的時(shí)間來(lái)熟悉生產(chǎn)操作，遵守規(guī)則規(guī)范生產(chǎn)，這會(huì)浪費(fèi)寶貴的時(shí)間，影響生產(chǎn)進(jìn)度。而機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化則依靠機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)，只要啟動(dòng)機(jī)械，就能在預(yù)設(shè)的程序操作中準(zhǔn)時(shí)完成生產(chǎn)。機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)不僅為企業(yè)減少了人工成本，而且生產(chǎn)操作規(guī)范，減少了生產(chǎn)時(shí)間，提高機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)效率。

2、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)原則

2.1 對(duì)產(chǎn)品設(shè)備功能性的滿足

機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化是為了迎合人類工農(nóng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展而開發(fā)的，它對(duì)輸入的物質(zhì)、能量與信息進(jìn)行處理，并輸出人類所需要特性的物質(zhì)、能量與信息，這也是工業(yè)發(fā)展的三大重要轉(zhuǎn)化要素。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化系統(tǒng)而言，它所展現(xiàn)的完全是一個(gè)綜合性的概念，這其中就涵蓋了機(jī)電一體化技術(shù)及機(jī)電一體化產(chǎn)品兩大層面。正是基于對(duì)產(chǎn)品設(shè)備的功能要求滿足，它的設(shè)計(jì)制造技術(shù)才會(huì)不斷更迭創(chuàng)新，使得產(chǎn)品內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)被有機(jī)聯(lián)系。

2.2 基于先進(jìn)智能技術(shù)的創(chuàng)新

按照產(chǎn)品及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能性不同，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)的方向也不同。例如在能量轉(zhuǎn)換機(jī)械技術(shù)應(yīng)用過程中，就主要以輸入、輸出能量及信息的不同來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，比如電動(dòng)機(jī)、水輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等等。而在信息處理方面，則主要以信息的輸出與輸入為主，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖像、影音以及文字的傳輸過程，所以它也強(qiáng)化了對(duì)機(jī)械儀表、計(jì)算機(jī)、包括各種辦公機(jī)械的智能化設(shè)計(jì)過程。再者，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化在不同功能的加工機(jī)構(gòu)中也擁有著不同的設(shè)計(jì)理念。比如在金屬切削機(jī)床的自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中，它就主要根據(jù)工件及刀具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)切削作用力原理來(lái)展開產(chǎn)品設(shè)計(jì)。其中所設(shè)計(jì)的工件及刀具擁有不同的功能及運(yùn)動(dòng)方式，這也促成了它們?cè)诓煌瑱C(jī)床生產(chǎn)線上的豐富用途，擁有了更廣闊的技術(shù)發(fā)揮空間。從人的角度來(lái)看，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化的設(shè)計(jì)與發(fā)展就是在不斷延展人的想象空間，人們?cè)诮柚茖W(xué)原理來(lái)滿足創(chuàng)新要求的同時(shí)，也設(shè)計(jì)出了更多超一流的自動(dòng)化智能化產(chǎn)品。

3、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的設(shè)計(jì)

3.1 鍋爐汽包水位控制方面的設(shè)計(jì)

3.1.1單沖量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

單沖量控制系統(tǒng)是一種簡(jiǎn)單的控制給水系統(tǒng)，主要由汽包、省煤器、給水等幾部分構(gòu)成，這種單沖量控制由于構(gòu)成過于簡(jiǎn)單，一旦出現(xiàn)水位下降嚴(yán)重、水體波動(dòng)很大的情況，會(huì)使設(shè)備出現(xiàn)危險(xiǎn)。因此，單沖量控制系統(tǒng)一般都用于小型鍋爐，為保障安全還需配上連鎖報(bào)警裝置。

3.1.2 雙沖量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

雙沖量控制系統(tǒng)是一個(gè)控制蒸汽流量和對(duì)單回路反饋控制的系統(tǒng)，在單沖量控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了對(duì)蒸汽流量的校正，確保水位控制閥能夠及時(shí)控制水位，保障水位的平穩(wěn)性。

3.1.3 三沖量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

雖然雙沖量控制系統(tǒng)能很好地保障水位的平穩(wěn)，但在使用過程中需要靜態(tài)補(bǔ)償以保證控制閥成線性的特點(diǎn)，并且需要克服給水系統(tǒng)出現(xiàn)擾動(dòng)。為此，引入給水流量信號(hào)，設(shè)計(jì)出三沖量控制系統(tǒng)通過微分作用，避免出現(xiàn)鍋爐停車現(xiàn)象。

3.2 冷卻器控制設(shè)計(jì)

冷卻器的主要作用是使冷卻劑在冷卻器內(nèi)蒸發(fā)吸收工藝物料的熱量，使工藝物料的溫度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求。在工業(yè)生產(chǎn)中一般采用以下幾種方法實(shí)現(xiàn)控制物料溫度的目的。

3.2.1 控制冷卻劑的流量

為有效控制冷卻劑的流量，設(shè)計(jì)了控制冷卻劑流量的方案，通過物料出口溫度與液位的串級(jí)控制，以限制液位的上限，很好地實(shí)現(xiàn)氣氨與液氨的轉(zhuǎn)化，最終達(dá)到控制液氨流量的目的。

3.2.2 控制氣氨排量

控制氣氨排量的方案主要通過改變平均溫度來(lái)控制工藝物料的出口溫度，該方案的靈活性較強(qiáng)，但必須采取有效措施控制壓縮機(jī)入口的壓力波動(dòng)，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中不可避免會(huì)出現(xiàn)一些故障，影響對(duì)氣氨排量的控制，需要在合理的部位安裝液位控制系統(tǒng)，避免氨管路內(nèi)液氨影響壓縮機(jī)的正常運(yùn)行。

4、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)化是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的主要發(fā)展方向之一：（1）在互聯(lián)網(wǎng)影響力逐漸提升的今天，機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域應(yīng)深入認(rèn)識(shí)到互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)，將其與自動(dòng)化技術(shù)聯(lián)合，共同用于生產(chǎn)的控制過程中，使遠(yuǎn)程監(jiān)控得以實(shí)現(xiàn)，降低工作人員的工作難度，提高機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的控制難度，確保生產(chǎn)效率可得到進(jìn)一步的提高。（2）可將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)與制造過程中，通過建立產(chǎn)業(yè)鏈的形式，將機(jī)械的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、維修等連成一個(gè)體系，全面提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域的現(xiàn)代化水平。

4.2 智能化

智能化是社會(huì)未來(lái)的主要發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)也是機(jī)械設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域需努力的主要方向。從自動(dòng)化控制的目標(biāo)來(lái)看，目的主要在于將機(jī)械生產(chǎn)過程中的人、財(cái)、物資源進(jìn)行優(yōu)化配置，以提高其利用效率。智能化的實(shí)現(xiàn)，能夠使上述目的更好的達(dá)成。未來(lái)，可通過建立人機(jī)一體化智能系統(tǒng)的方法，加強(qiáng)人機(jī)交互，縮短人與機(jī)器間的距離，使數(shù)據(jù)的分析以及整理的智能化水平得到提升，使機(jī)器能夠逐漸代替人腦進(jìn)行簡(jiǎn)單的構(gòu)思以及設(shè)計(jì)活動(dòng)，以使機(jī)械設(shè)計(jì)與制造水平得到進(jìn)一步提升。

結(jié)語(yǔ)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化對(duì)于我國(guó)工業(yè)的發(fā)展有著重要的作用，要加大力度提高機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化水平。設(shè)計(jì)人員要積極了解機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化設(shè)計(jì)的原則，在發(fā)展過程中不斷地探索和引進(jìn)新技術(shù)，促進(jìn)機(jī)械制造及其自動(dòng)化的發(fā)展。

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