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        傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造與機(jī)械自動(dòng)化的比較

        2020-03-06 11:31:11王強(qiáng)坤
        工程建設(shè)與設(shè)計(jì) 2020年17期
        關(guān)鍵詞:機(jī)械設(shè)計(jì)機(jī)械生產(chǎn)

        王強(qiáng)坤

        (長沙市軌道交通集團(tuán)有限公司,長沙 410009)

        1 我國機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展歷史

        傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是根據(jù)人的經(jīng)驗(yàn)和想法直接確定方案的設(shè)計(jì)模式,已經(jīng)不再符合機(jī)械設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)方法不僅要考慮所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu),同時(shí)還要把所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的運(yùn)輸和流通等都考慮全面。要完成一個(gè)優(yōu)秀的機(jī)械化設(shè)計(jì)方案,需把優(yōu)化設(shè)計(jì)中的數(shù)學(xué)模型和設(shè)計(jì)方法都運(yùn)用到其中。因?yàn)閮?yōu)化涉及的方法是以數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)技術(shù)為工具,在探究數(shù)學(xué)模型的過程中找到設(shè)計(jì)產(chǎn)品的最佳方案,所以,機(jī)械設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)產(chǎn)品前首先要建立一個(gè)完整的數(shù)學(xué)模型,這樣,一個(gè)復(fù)雜的機(jī)械問題就轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)建模問題。設(shè)計(jì)人員在選出最佳方案后,應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件將設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型求出解,然后再將求出的結(jié)果應(yīng)用到機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,從而滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各種需求。在我國,機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)所涵蓋的內(nèi)容具有廣泛性。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,國家對機(jī)械自動(dòng)化提出了更高的要求。因此,如何運(yùn)用快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù),來更新與優(yōu)化機(jī)械運(yùn)作模式就顯得尤為重要。

        2 傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造與機(jī)械自動(dòng)化理論綜述

        2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的重要性

        1)程序性。從機(jī)械設(shè)計(jì)的過程來看,它更加重視產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)再到銷售的一體化設(shè)計(jì),因此,這就需要設(shè)計(jì)者從產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)以及施工總體設(shè)計(jì)等步驟進(jìn)行全面的考慮,從而更加體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)方法的程序性。

        2)系統(tǒng)性。從設(shè)計(jì)系統(tǒng)的角度來分析,機(jī)械設(shè)計(jì)更加注重使用系統(tǒng)工程來進(jìn)行處理問題,因此,在設(shè)計(jì)的過程中要力求將各部分進(jìn)行關(guān)聯(lián),使之成為一個(gè)有機(jī)的整體,從而使整個(gè)系統(tǒng)得到最優(yōu)化的處理,使系統(tǒng)與外界也能產(chǎn)生相應(yīng)的聯(lián)系。機(jī)械設(shè)計(jì)要敢于打破常規(guī),突破傳統(tǒng)思維,探索新方法、新原理,并依托先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)和工具,來開發(fā)出高品質(zhì)的、具有原創(chuàng)性的新產(chǎn)品。

        2.2 機(jī)械設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)的原理

        地球上任何機(jī)械運(yùn)動(dòng)都要遵循牛頓的力學(xué)定律,機(jī)械設(shè)計(jì)的節(jié)能原理,就是以能量守恒為理論基礎(chǔ),通過能量的高效運(yùn)用,實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)。在機(jī)械運(yùn)動(dòng)的過程中,各種能量之間可以實(shí)現(xiàn)互相轉(zhuǎn)化。在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的過程中,勢能與動(dòng)能之間往往不能實(shí)現(xiàn)完全轉(zhuǎn)化,勢能在向動(dòng)能轉(zhuǎn)化的過程中,會(huì)產(chǎn)生一定的變動(dòng),這樣就造成了能量的損耗,從而產(chǎn)生能源的過量消耗。而機(jī)械節(jié)能設(shè)計(jì),就是對機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的勢能波動(dòng)進(jìn)行控制,使勢能處于合理的范圍內(nèi),提升勢能與動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化率,從而達(dá)到節(jié)能的設(shè)計(jì)效果;在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行過程中,動(dòng)能是保證設(shè)備運(yùn)行的主要能量,機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,許多因素都會(huì)對設(shè)備的動(dòng)能造成影響,產(chǎn)生了能量的消耗。為了減少這種現(xiàn)象的發(fā)生,在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中,要著重減小設(shè)備構(gòu)件之間的摩擦力,降低機(jī)械設(shè)備運(yùn)行過程中能量的損耗,通過這種方式來實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的節(jié)能設(shè)計(jì)【1】。

        3 我國現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造與機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

        3.1 我國現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造與機(jī)械自動(dòng)化的現(xiàn)狀

        從現(xiàn)狀看,我國自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展水平不斷提高,但在許多方面依舊存在一定不足,難以適應(yīng)機(jī)械制造業(yè)的快速發(fā)展,導(dǎo)致機(jī)械生產(chǎn)的效率及質(zhì)量無法得到保障。同時(shí),我國許多技術(shù)是從國外引進(jìn)的,受其技術(shù)方面的限制,難以保證機(jī)械生產(chǎn)的穩(wěn)定性及安全性,不利于機(jī)械制造業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展。部分企業(yè)依舊采用比較落后、陳舊的機(jī)械設(shè)備,對這些機(jī)械設(shè)備進(jìn)行使用的時(shí)候,需要安排專業(yè)人員進(jìn)行操作,這不僅影響企業(yè)的生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量,也容易出現(xiàn)因操作失誤而造成的安全事故。機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平不高,在一定程度上影響機(jī)械自動(dòng)化的進(jìn)程,這就需要對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行更新,通過自動(dòng)化設(shè)備來提高企業(yè)生產(chǎn)效率及質(zhì)量。

        3.2 我國現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)制造與機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展趨勢

        3.2.1 自動(dòng)化技術(shù)中柔性制造技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用

        所謂柔性制造技術(shù)主要就是以數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化技術(shù),在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中對柔性制造技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用可以提升機(jī)械制造的應(yīng)變能力,從而對多種不同類型的機(jī)械進(jìn)行設(shè)計(jì),對于一些機(jī)械企業(yè)來說,限制其發(fā)展的主要因素就是其能夠制造的機(jī)械種類較少,而在應(yīng)用柔性制造技術(shù)后,就可以對生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整,在確保機(jī)械設(shè)計(jì)制造安全性的基礎(chǔ)上豐富制造種類,如此能夠提升機(jī)械企業(yè)的競爭力,提升機(jī)械設(shè)計(jì)制造水平。在對柔性制造技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的過程中,應(yīng)該以機(jī)械企業(yè)的具體環(huán)境為基礎(chǔ),明確相關(guān)因素對企業(yè)的影響,得出具體問題,并根據(jù)問題調(diào)整柔性制造技術(shù)的應(yīng)用方案,盡最大努力滿足企業(yè)發(fā)展的需求。從這個(gè)角度來看,機(jī)械企業(yè)在機(jī)械設(shè)計(jì)制造過程中對柔性制造技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用能夠幫助企業(yè)適應(yīng)市場環(huán)境,尤其是在競爭較激烈的環(huán)境下,應(yīng)用柔性制造技術(shù)可讓企業(yè)立于不敗之地。根據(jù)市場需求的變化情況,機(jī)械企業(yè)也可以對產(chǎn)品進(jìn)行合理調(diào)整,從而通過柔性制造技術(shù)的應(yīng)用來提升企業(yè)生存效率。

        3.2.2 提高機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的水平

        將智能技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中,是機(jī)械制造行業(yè)的必然發(fā)展趨勢,需要根據(jù)自身的實(shí)際需求對其進(jìn)行有效應(yīng)用,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。在新時(shí)代背景下,傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品已經(jīng)無法滿足人們的實(shí)際需求,且使用過程中出現(xiàn)各種問題,而智能化的生產(chǎn)模式能有效解決這一問題,對整個(gè)生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行智能化的控制,從而降低各種問題的發(fā)生,使機(jī)械生產(chǎn)的目標(biāo)得以順利完成。因此,企業(yè)需要加強(qiáng)對智能技術(shù)的研究,發(fā)揮智能技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的積極作用,使人們對機(jī)械產(chǎn)品的需求得到充分滿足【2】。

        3.2.3 貫徹綠色制造理念

        機(jī)械制造業(yè)雖然推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)向前發(fā)展,同時(shí)也損耗了大量的能量,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染及資源的浪費(fèi),因此,全面貫徹綠色制造理念的任務(wù)十分關(guān)鍵,并對實(shí)現(xiàn)機(jī)械產(chǎn)業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展具有重要的推進(jìn)作用。企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保的生產(chǎn)過程,就需要在產(chǎn)品的生產(chǎn)加工、生產(chǎn)周期將產(chǎn)品屬性與環(huán)境屬性進(jìn)行有效結(jié)合,促進(jìn)生產(chǎn)與環(huán)境的和諧統(tǒng)一發(fā)展;將先進(jìn)技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械生產(chǎn)中,選擇綠色生產(chǎn)加工、優(yōu)化工藝、環(huán)境友好型材料;加強(qiáng)對產(chǎn)品可回收設(shè)計(jì)、綠色材料設(shè)計(jì)、增加綠色產(chǎn)品等途徑來提升機(jī)械產(chǎn)品的使用壽命,實(shí)現(xiàn)全面貫徹綠色制造理念,促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展,并實(shí)現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益。

        4 結(jié)語

        總之,為了更好地滿足現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)需要,我國對機(jī)械自動(dòng)化提出了更高的要求。以上內(nèi)容對機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)原則進(jìn)行了相應(yīng)分析,并在此基礎(chǔ)上對傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造與機(jī)械自動(dòng)化進(jìn)行了相應(yīng)比較。希望可以給相關(guān)工作者帶來一定的借鑒參考價(jià)值,并促進(jìn)我國機(jī)械制造業(yè)不斷向著自動(dòng)化、智能化、信息化方向發(fā)展。

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