机械设计常识范例

机械设计常识范文1

（宁夏大学，a．机械工程学院；b．新能源研究中心，银川 750021）

摘要：针对目前灵武长枣筛选存在的问题，设计出一种小型自动化机械用于灵武长枣的筛选。以灵武长枣长短和粗细作为筛选标准，通过两次筛选，最终筛选出基于长短、粗细两个指标的四个等级的长枣，完成了灵武长枣的分级筛选。理论情况下，以筛选效率为10%计算，该设计每小时至少可以筛选出四个等级共计738.2 kg灵武长枣。

关键词 ：灵武长枣；机械式；分级装置

中图分类号：S226．5；S665．1文献标识码：A文章编号：0439－8114（2015）01－0196－03

DOI：10．14088／j．cnki．issn0439－8114．2015．01．051

Designs of Machinery Grading Device of Lingwu Long Jujube

WANG Zi－wena，WANG Chun－xiua，MU Songa，b

（Ningxia University， a． College of Mechanical Engineering； b． New Energy Research Center， Yinchuan 750021， China）

Abstract： Based on the problems existing in Lingwu long jujube screening， a new kind of small automatic machine for the screening of Lingwu long jujube was designed． Using the length and thickness of Lingwu long jujube as the selection criteria， through two steps screening， different kinds of long jujube based on the length and thickness could be screened． Under the theoretical condition， four levels of total 738．2 kg long jujube can be screened out by this design when the screening efficiency is 10％．

Key words： Lingwu long jujube；machinery；grading device

收稿日期：2014－01－10

基金项目：宁夏科技攻关项目（YKX－11－206）

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灵武长枣作为宁夏回族自治区特有的产物，一直受到市场的青睐，畅销全国各地。随着宁夏回族自治区对地方特色产业扶植力度的加大，灵武长枣产业经历了较快的发展，市场需求旺盛。目前灵武长枣一般采用人工挑选的方法进行筛选和分离，工作量较大，工作效率较低，分级质量浮动性较大，这种人工筛选分级方式越来越难以满足市场需求。为此，基于市场需求，拟设计一种新型的灵武长枣分级装置，采用机械筛选分离的方式实现对灵武长枣的筛选分级。

1 分级方案简介

。光电筛选分离法，即通过光学成像，通过微机与样本进行大小以及颜色比较，归一化被分离物的应属标准范围，然后通过后续执行机构执行相关动作，使同一标准范围内的被筛分物执行相同操作，从而达到分离的效果［2］。光电分离法综合运用到光学、微机学、运动学等综合学科的内容，其结构、控制部分较为复杂，但其分级准确度较高。

综合考虑设计要求，以及各筛选方案的优缺点、应用对象和应用条件等因素，设计选用振动筛作为以灵武长枣直径为筛选标准的第一步筛选的筛选机构；选用风力筛选法为以灵武长枣长短为筛选标准的第二步筛选的筛选方案。通过两次筛选，最终实现筛选出基于长短、粗细两个指标的不同等级的灵武长枣，完成灵武长枣的分级筛选。

2 分级方案的设计

2．1 水平振动筛工作原理及运动分析

水平振动筛的运动原理为曲柄摇杆机构［3－5］，曲柄做圆周运动，通过连杆的连接，带动摇杆做周期性往复摆动。

图1为水平振动筛运动机构原理图。图1中AD、BC为曲柄与筛体间连杆，AB为筛体，－X—＋X为水平面，M为被筛选物体，θ为振动筛摆动最大夹角，α为筛体本身与水平面夹角，ε为筛子摆动方向与水平方向夹角。

由于被筛物相对于筛面的摩擦角？渍为一定值，通过合理设置筛面倾斜角α、筛子摆动方向与水平方向夹角ε和筛体摆动频率f，被筛物M在筛面上的有3种运动状态：相对于筛面向下运动、相对于筛面静止和相对于筛面向上运动。为尽可能多地让枣子与筛面接触，提高筛选准确率，所以必须令参数α<？渍，使枣子相对于筛面向上运动。

假定筛体两端吊杆长度相等，且其长度远大于筛子的摆幅，则可知筛子上所有点的运动轨迹均为一圆弧，且可将此圆弧视为一直线段，因此可将筛体AB的运动状态视为简谐运动。通过运动分析和受力分析得到：

式中，w为曲柄转动角速度；k1为被筛物枣子能否沿斜面上移的筛体运动界限指标；g为重力加速度。

对筛体具有负加速度时运动状态进行受力分析得，被筛物沿筛面向下移动的筛体运动限界指标k2为：

式中，k2为被筛物枣子能否沿斜面下移的筛体运动界限指标。

当k≤k2、k≤k1时，仅向下运动；当k＞k1＞k2时，被筛物在筛面上可向上和向下运动，其中向下运动大于向上运动；当k2＞k＞k1时，仅向上运动；当k＞k2＞k1时，可向上和向下运动，且向上运动大于向下运动。当k＝k1＝k2时，被筛物在筛面上相对静止［6］。

在灵武长枣经过筛面筛选的过程中，灵武长枣相对于筛面的姿势是不断变化的，能否保证所有灵武长枣在结束前以合适的姿态经过筛选，是需要解决的问题。通过试验发现，灵武长枣在筛面上运动与筛面接触的过程中，由于受到筛面筛网的作用，其姿态在短暂时间内就发生改变。由最开始的任意姿态，矫正为一合适的姿态经过筛面筛孔的筛选。直径小于筛孔间隙的灵武长枣便落下筛网，直径大于筛孔间隙的灵武长枣则一直留在筛面上，直至最后从尾端筛出，完成第一步的筛选［7］。灵武长枣姿态矫正过程示意图如图2。

2．2 水平振动筛的设计

灵武长枣果实外形呈长椭圆形，平均纵径40 mm，最大纵径70 mm，平均横径21 mm，最大横径43 mm（灵武长枣特大枣占总产量的0．5％），纵、横径比较其他红枣品种大；平均单果重25 g，最大达40 g。在计算过程中，取灵武长枣的平均纵径40 mm，平均横径21 mm，平均单果重25 g。

筛面尺寸：筛面横向尺寸1 000 mm，纵向尺寸1 500 mm。实际状态下，由于每排灵武长枣间存在一定间隙，当筛面上布满灵武长枣时，总共可放置1 624个左右。则理想状态下筛面上的灵武长枣重40．6 kg。计算过程中，定筛体与水平方向的夹角α＝5°，被筛物灵武长枣相对于筛面的摩擦角？渍＝30°通过计算，令 k＝k1＝k2，得 k＝k1＝k2＝0．59，ε＝－20°；调节ε＝－35°，得 k1＝0．57，k2＝0．8；k2＞k＞k1。被筛物灵武长枣沿筛面相对向上运动的曲柄限界转速n1≈51 r／min。当n＞n1时，被筛物灵武长枣将沿筛面相对向上运动，取转速n＝100 r／min。

设筛体在右侧位移为正，左侧位移为负，被筛物在筛面上向上位移为正，向下位移为负。对灵武长枣在筛体上右向时限、左向时限内的相对运动情况分别进行受力分析。图3为使灵武长枣得到加速度，并使之沿斜面向上移动的受力分析图。

由牛顿第二定律，对筛面上运动的红枣进行受力分析得：

ma1＝ucos（ε＋α）－mgsinα－F （3）

式中，m为灵武长枣质量；a1为灵武长枣在筛面上的加速度；u为灵武长枣惯性力大小；F为被筛物与筛面的摩擦力。

代入数据得ma1＝3 904．02 N。筛子的质量为25．6 kg，此状态下筛子的惯性力u1＝560 N。根据设计要求，理想状态下筛面上灵武长枣的质量为40．6 kg，其惯性力 u2＝0 N。则吊杆所受拉力为灵武长枣和筛子离心力之和F总＝1 450 N；则本设计中，曲柄转矩Tn＝72．5 N·m；两层水平振动筛所需功率P＝1．52 kW。

在满载荷情况下，要求电动机的功率至少为1．52 kW。功率为1．52 kW的电机目前市场上较易获得，且体积较小，完全能够满足设计要求。因此从动力和理论设计方面，第一步筛选是完全可行的［8，9］。

2．3 风力筛选的设计

在第一步筛选中，筛选出直径在一定范围内的灵武长枣。第二步便筛选出长度在一定范围内的灵武长枣。长度方面的差异，最直接的体现是灵武长枣的轴向最大截面积和质量的不同。通过假设论证，采用了风选的方法，以灵武长枣长短为筛选标准进行筛选分离。图4为风力筛选原理图。

经过第一步的筛选，假设灵武长枣直径相同，且灵武长枣两端椭圆部分大小是相同的，仅在中间部位的长短方面有差别。设计中，将较长灵武长枣抽象为两部分：两端为半椭球，中间为圆柱体。示意图如图5。

得出抽象后较长灵武长枣最大截面积和体积：

式中，S为椭圆最大截面积；A为椭圆的长轴长；B为椭圆的短轴长；V为椭球体积；C为椭球高；l为较基本红枣多出的长度。

长度较长的灵武长枣其最大截面积较大，在同一环境下接受的风力也较大，但是其质量也较大。经数学建模分析得，灵武长枣在风力作用方向的位移大小仅与水平方向加速度有关。就风力作用下灵武长枣加速度大小进行分析，分析l与加速度的关系如公式（6）所示。

式中，P为风机产生的风压；？籽为红枣密度；a2（l）为红枣水平方向加速度；a为椭圆的长半轴长；b为椭圆的短半轴长；c为椭球高的一半。

对公式（6）求导得：

a2’（l）＜0（7）

由公式（7）得：随l的增加，灵武长枣的水平加速度是减小的。即长度越大其位移越小，长度越短其位移越大。选取灵武长枣的平均参数为计算数据，并将其记为基本灵武长枣参数。取纵径为40 mm，横径为21 mm。记灵武长枣姿势矫正过程中初始下落高度为h0＝0 mm，风选过程中灵武长枣的下落高度为h1＝10 B＝200 mm。在竖直方向上，该下落过程时间t＝0．2 s。

Δ＝L1－L0（8）

式中，Δ为筛选分辨度；L1为较短灵武长枣风力作用方向上的位移；L0为较长灵武长枣风力作用方向上的位移。

根据公式

式中，Q为风的流量；S1为出风口截面积。

代入数据t＝0．2 s；当Δ＝30 mm时，P＝187．5 Pa，v＝17．3 m/s，Q＝1．73 m3/s。

风速v＝17．3 m/s，相当于七级风力，流量为Q＝1．73 m3／s 的风力可由4－2×7268E双吸离心式风机提供。因此，第二步采用风力筛选的方法，对灵武长枣以长短作为筛选标准进行筛选，从设计思路到数学建模，理论计算和动力提供等方面均具有较大可行性。

图6为筛选机的三维模型。理论条件下，该筛选机每小时可筛选7 381．8 kg灵武长枣，考虑到在第一步筛选过程中灵武长枣的相互碰撞以及滑落，以筛选效率为10％计算，则每小时至少可以筛选出四种等级共计738．2 kg灵武长枣。

3 小结

设计方案经过小型样机的原理性验证，方案可行，并且具有较好的筛选效果和筛选能力，能够满足对灵武长枣筛选的要求。该装置不仅可以用于灵武长枣的筛选，其筛选原理和方法同样可以用于其他类似物品的筛选，并且可为其他机构的设计提供一定的参考。

参考文献：

［1］ 郭年琴，匡永江．振动筛国内外研究现状及发展［J］．世界有色金属，2009（5）：26－27．

［2］ 贺晓光，何建国，王松磊．灵武长枣自动分级机输送系统的研制［J］．宁夏农林科技，2008（6）：12－15．

［3］ 孙 恒，陈作模．机械原理［M］．第八版．北京：高等教育出版社，2008．

［4］ 濮良贵，纪名刚．机械设计［M］．第七版．北京：高等教育出版社，2001．

［5］ 邹慧君．机械运动方案设计手册［M］．上海：上海交通大学出版社，1994．

［6］ 朱典想．刨花水平振动筛选机的运动机理研究［J］．林业机械与木工设备，2000（12）：12－15．

［7］ 吴宗泽．机械结构设计［M］．北京：机械工业出版社，1998．

［8］ 成大仙．机械设计手册［M］．北京：化学工业出版社，1993．

机械设计常识范文2

（万马电子医疗有限公司，临安 311306）

（Wanma Electron Medical Co.，Ltd.，Lin&acute;an 311306，China）

摘要： 本文主要描述机械式现场光纤连接器的设计原理、设计结构、产品特点以及该产品主要应用场合。

Abstract: This paper mainly describes the design principle, structure design, product characteristics and the main applications of mechanical field optical fiber connector.

关键词 ： 光纤到户；光纤接续；预埋型；V型槽；光学性能

Key words: optical fiber to the home；fiber connection；embedded type；V groove；optical performance

中图分类号：TN253 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）34-0033-03

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0 引言

近几年来随着光通信产业的发展、国家的推行，我国FTTH从开始的试点工程到现在的规模部署，得到了飞速发展。

光纤接续作为FTTH建设中的重要环节，其工程量成倍增长，同时FTTH建设接续点向室内的延伸，也带来了工作难度的大幅增加。传统热熔光纤接续方式已经无法适应当下FTTH的终端接续工作。势必要选择更加快捷更加方便的新方式来代替热熔。现场光纤快速连接器恰恰具备这样的优点，现场光纤快速连接器便应运而生。

1 机械式现场光纤连速器的结构设计

机械式现场光纤快速器的结构主要包括V型槽、套环、V型槽盖板、主体件等部件。。

1.1 产品结构设计原理

本论文中涉及机械式现场光纤连接器是采用预埋式结构设计，产品结构原理如图1。

机械式现场光纤连接器是在插芯中预埋一段光纤，光纤一端切割，插芯面进行研磨，依据客户要求制作PC、UPC、APC等各种端面，这样产品的回波性能可以有所保证。预埋光纤的制作原理与普通光纤活动连接器类似，即在裸插芯内孔内注入环氧树脂A、B组分的胶水，再将裸光纤经切割后穿入，这样可以保证裸光纤与插芯的匹配良好。因为所采用的制作工艺完全是活动连接器制作中已经成熟的工艺，因此产品光学性能、环境等相关影响都不会有任何问题。

预埋一段光纤的带纤插芯装入V型槽内，后续客户在用户过程中，将带接续的光缆进行开剥、切割等端面处理后，由产品的后尾部穿入V型槽内，这样预埋光纤与待接续光纤在V型槽内进行对接（如图1），V型槽可以将对接处进行适度压紧，一般要求保证裸光纤夹紧里达到5N，产品性能没有太大差异。而因为人为或者刀具等因素造成的裸光纤对接间隙，可以通过预先填充在V型槽内的光学匹配液进行过渡传输来解决。

预埋式现场连接器的中心对接部件采用的是V型槽的结构设计，即三点定位，这样可以保证预埋光纤与待接续光纤在中心部件对接时能够精确对接（如图2）。现在市场使用较多，用于通信的光纤都是外径为0.125mm的玻璃圆柱体，而真正能够起到通光作用的是其实只有直径8-10um圆形区域。V型槽采用的是有机材料，材料能够不易于受温度、湿度等环境因素变化的影响，对裸光纤的夹持力相对稳定。

1.2 各个部件的设计结构

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1.2.1 V型槽

产品对裸光纤的夹持设计，主要由三个部件完成，一是V型槽，一个是V型槽盖板，另一个是套环。V型槽与盖板采用上下合盖的方式对裸光纤提供对接通道，当两段光纤对接良好后，通过将套环推至V型槽中靠近插芯的那端，将裸纤对接夹紧。因为V型槽在设计中靠近插芯那端直径尺寸稍偏大与后端，这样套环移至靠近插芯端，即将裸光纤进行夹紧。

V型槽的主要设计难点是尺寸加工精度的控制，现有市场上的现场组装式光纤连接器，为提高光纤对接精度，一般采用V型槽对0.125mm裸光纤进行定位夹持。本论文设计开发的产品结构也是采用V型槽，V型槽采用有机材料制造，不易于受温度、湿度等环境的变化而产生影响，对裸光纤的夹持力比较稳定。现场连接器光纤对接处有轴向贴紧力，光纤对接时，由于光纤端面切割状况的影响，两光纤端面间隙往往大于0.005mm，这时需要V型槽内光纤匹配膏的光学作用，匹配液的作用就是用来在光纤对接时弥补由于端面不平所带来了微小空隙，从而使光信号能够顺利折射通过，使得产品性能达到甚至优于一般要求。另外， V型槽采用封闭式的设计结构，光纤匹配膏能够很好的存放与V型槽内，不会被污染，这样会保证产品插入损耗变化随着时间的推移减小。

匹配液的使用对其折射率的精度要求非常严格，一般要求在1.468左右，同时匹配液还得具备良好的抗氧化性，且极难挥发。匹配液的主要成分是硅基化合物和石英微颗粒，是很难挥发的，因此可以保证产品较为长期的使用寿命。

V型槽的加工，除了要保证器件外部相关尺寸的精度， V型槽的尺寸大小设计与加工外，还得要保证V型的槽口中心的是否与器件的轴向正中位置重合，如果偏心，那么完成的器件成品在后续组装过程中会出现断纤、或者数值偏大等状况。

1.2.2 V型槽盖板

V型槽盖板材料选择与V型槽一致，上下的配合尺寸也是制作产品的一个很关键要素。在设计以及加工过程中得特别注意配合公差。

1.2.3 套环

套环的设计目的，主要是将对接的两段裸光纤进行夹紧。因此，它的设计尺寸应介于V型槽两端尺寸之间。另外，套环内侧也设计了两道滑道槽口，这样可以保证产品在装配完成后，套环不会随意转动，导致产品操作不顺。

套环正面采用人性化设计，明显的朝向箭头设计可以很方便地引导客户进行操作。一来简化了产品的操作过程，二来也使得产品设计流程更加合理。

1.2.4 主体件

将V型槽、V槽盖板和套环组装好，这三个部件只是提供带接续裸光纤与预埋光纤之间的对接机制，至于待接续光缆的固紧、放置空间，则需要主体件的结构设计来实现。

主体件的非螺纹端，截面设计尺寸应保证能够与常规使用的SC型活动连接器的蓝色外壳进行匹配。另外，裸光纤的对接机制是需要通过套环的上下移动来实现的，这样就要求主体件的中间位置是开口设计的，便于操作人员通过手指移动套环位置来控制产品接续的通断。另外，器件后端，设计了光纤穿纤引导槽道，帮助用户正确穿纤，也减少了在穿纤过程中可能出现的磕碰等状况的发生，器件装配图如图4。

主体件除了与V型槽等进行装配配合，还需要提供外缆的固紧机制，因此，在主体件的后端设计了一定长度的螺纹区，这样在将外缆穿入器件进行对接后，通过尾套与主体件的螺纹配合，将外缆的外皮固紧在主体件的后尾部，这样即可达到产品的抗拉要求。

2 机械式现场光纤连接器的产品特点

①裸光纤夹持机制均采用有机材料制造，不易于受温度变化，对光纤夹持力比较稳定，另外，器件内部带防松机构，器件抗震动，抗跌落性能非常好。

②接续稳定性好。裸光纤对接处有轴向贴紧力，光纤对接时，两光纤端面间隙几乎为零，所以连接损耗常常小于0.3dB，甚至小于0.1dB的情况也长出现。

③插入损耗小。现场连接器的裸光纤对接处在线抗拉力可达5N，对连接损耗无影响；器件承受的轴向拉力，直接作用于器件的客体上，连接器的陶瓷插针不受拉力，不影响光纤对接效果，所以对连接损耗无影响。

④使用成本低。器件的制作成本较低，且安装非常简单，几乎不需要专用施工工具，就能完成安装。随着全球光纤到户的逐渐实施，性能优良，使用成本很低的产品必然是市场的主流。

⑤使用维护性好。安装维护非常简单，不管是施工人员，还是用户，只需进行简单指导或阅读《安装说明书》，使用光纤施工的常用工具就能完成安装维护。

⑥安装速度很快。器件带有光纤导向机构，穿光纤非常快速方便，如果对裸纤施工，不到10秒即可完成光纤定位夹紧，包括对光缆进行压接，一般在30-60秒左右（除光纤准备时间）可完成安装。

3 机械式现场光纤连接器的应用

机械式现场光纤连接器针对其特点，目前主要应用有两类：一类是配线光缆与入户皮线光缆接续点（光纤配线箱）内；另一类就是用户家中接入点，主要是光信息面板内将皮线光缆端接形成端口，和多媒体箱内将皮线光缆端接，直接连接家庭终端ONU。

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3.1 机械式现场光纤连接器对机房使用的跳接光缆直接成端——机房改造 原先机房多采用跳纤或尾纤进行布线，为了实现不同距离接口之间的跳接，很多时候会定制长度偏长的跳纤来使用，这样一来造成光缆的的浪费，二来多余出来的光缆在布线时势必需要存储空间，增加机房机柜的设计难度，也加大后期线缆的维护。

如果采用将松套光缆直接成端，这样，既可以根据施工实际情况裁取一定长度光缆，减少浪费，对机柜设计也减少空间需求，整个机柜整个布线格局更加合理化，对于日后的维护也是很大的帮助。

3.2 机械式现场光纤连接器直接成端——应用于光纤分配箱、楼道箱、用户家里面板盒内 。再来，现场连接器操作方便，不像热熔那般小心翼翼地，简化了布线的盘纤走纤流程。

3.3 机械式现场光纤连接器直接成端连接ONU 现场连接器也可用于将入户光缆直接成端，连接到ONU上，它的使用类似于现在家庭用网线的用法，而且，现在入户光缆多采用2mm×3.1mm的蝶形引入光缆，光缆中间有两根加强芯，依据不同状况，会有金属和非金属两种加强芯进行选择，金属加强芯的光缆抗拉效果更佳。这样的光缆在用户家中使用，既保证了抗拉效果，也不会对入户家中造成很繁杂的布线困扰。

4 总结

随着互联网持续、高速的发展，FTTH作为宽带接入的主要趋势，与之相关联的各类器件的使用成为通信市场中的热点。而机械式现场光纤连接器作为光纤通信领域实现光纤到户最关键的光无源器件之一，其用量自然是非常大的。这也是国内外相关厂家争相设计开发相关产品的原因。本设计的现场光纤连接器采用的是预埋式的原理，V型槽的设计时本产品设计中的关键元器件，也是产品性能的保证。产品设计主要工作内容即CAXA二维、三维软件的绘图操作，在设计该产品过程也得到很多帮助。同时，该产品设计过程中也涉及了无源光产品的测试方法以及相关设备的操作，也学习了有关光通信原理，光传输损耗主要的影响因素等等方面知识。

参考文献：

[1]王建华，钟敬文，徐志勇，崔一峰，鲁斌.光纤接续装置和光纤接续组件[P].中国专利：CN2016191U，2010-12-29.

机械设计常识范文3

关键词：市场经济；机械制造；快速设计

一、快速设计技术是市场经济发展的必然要求

快速设计技术是当前市场在对产品多样化、瞬变性等需求的形势下提出并发展起来的。快速设也称快速响应设计、敏捷设计。快速设计技术是当前市场在对产品多样化、瞬变性等需求的形势下提出并发展起来的。当前国际市场需求快速变化的特点和21世纪更加个性化的市场趋势，使产品投放市场的时间日益成为决定产品竞争力的重要因素，促进了快速设计技术的发展。产品快速设计与制造的主要目的是缩短产品的设计周期，提高产品设计质量，以及提高企业对市场的快速响应能力。

产品快速设计与制造并没有将其解决问题的范围扩大到企业的整个生产领域，而只是将重点放在缩短产品的设计开发周期上，尤其是总体结构和工艺设计方案阶段，以提高产品一次开发成功和快速响应市场的能力。产品快速设计是先进制造技术发展的产物，是计算机辅助设计与制造技术的发展和延伸，它涉及到并行工程技术、产品数据管理（PDM）技术、专家系统、集成建模、优化技术、网络技术以及价值工程和生产工程技术等。快速设计的理论和方法主要有数字化设计、网络化协同设计、模块化设计、智能化设计和绿色设计等。

二、机械产品快速设计的内涵在于针对市场和客户需求

现代机械产品市场的发展趋势集中体现在用户需求个性化加强、产品交货期和生命周期缩短、产品功能价格比提高等方面。“质量、时间、效益”成为现代产品设计的准则，三者之间既相互矛盾而又辨证统一。机械产品快速设计技术正是解决这一矛盾的有效手段。快速设计技术的目标在于高效率地完成高质量设计，缩短产品设计开发周期，提高企业对市场的快速响应能力。一切有助于加快产品开发速度的理论、方法和手段都可以成为快速设计技术与方法的组成部分。快速设计技术与方法以现代设计理论为基础，融合并行设计、模块化设计理 品的设计系统，加快产品设计进度，提高设计质量，快速响应市场需求。

因此，机械产品快速设计的内涵在于针对市场和客户需求，应该充分利用各种产品设计 工具及针对具体产品的设计知识及经验，快速制定满足设计需求的可用于制造的方案，并使方案快速付诸实施。。利用模块化设计方法对产品的结构变形及规格系列进 行规划，建立系列化的产品族结构，构造模块系统并利用参数化、变量化方法建 立产品库、模块库，利用知识化方法建立产品设计对象及其设计过程知识库；二是机械产品设计方案的快速生成。根据用户需求，利用知识化方法和变量化方法，匹配并定制特定产品所需模块，通过模块综合，生成满足用户需求的产品设计方案；三是机械产品设计方案的快速评价与仿真。 对产品设计方案进行装配、运动仿真和动、静态性能分析，评价方案的可行性及设计需求满足程度，对产品设计方案进行优 化并对影响产品性能的薄弱模块环节进行修改。

三、我国机械产品快速设计的实施策略

实施机械产品快速设计是一项系统化工程。。

一是要建立产品需求信息的快速捕捉和决策机制。 充分利用网络技术，快速捕捉复杂多变的市场动态信息，为产品正确地预测 和决策提供保证，并使企业和用户之间的沟通更为直接、快速。市场分析是进行 模块化产品规划的基础，准确的产品定位是模块化发挥最大效益的前提。确定市 场需求量大、前景广阔的一类产品为模块化系统的设计对象，根据用户需求分析， 确定产品的功能、性能、参数范围。

二是要建立模块化产品数据库、知识库及其管理系统。通过产品规划、模块的识别以及产品设计所需的各种知识的提取和加工，建立产品模块及产品知识管理系统。利用基于知识的模块化的产品模型及产品知识 管理系统，能最大限度地重用已有产品模块及其设计知识，使快速设计建立在科 学、正确和合理的基础之上，因而成为能支持富有竞争力的快速产品设计策略的 最有力的工具。

三是要构造机械产品的快速设计集成平台和软件工具集。以重点行业和典型产品的创新设计为背景，提出适合快速设计的软件体系结构，以支撑软件的二次开发为主要手段，利用各种接口将 CAD/CAE/CAM 的应用程序、数据库、规范与标准库连接成一个集成化系统。通过开发各种构件和专 用工具集，建立一个支持复杂信息环境下工程设计应用开发、应用集成和系统运 行的软件平台。以该平台为基础，构建适用于企业和产品特点的快速设计软件

系 统，是实现产品的快速设计有效途径。

四、我国机械产品快速设计系统框架模型

实施机械产品快速设计应以现代设计理论和方法为指导，根据市场需求，综合运用产品创新、概念设计、详细设计所需各种设计技术和设计工具，进行科学化、系统化的设计。 基于述快速设计技术原理究，可建立机械产品快速设计框架体系。该体系分为方法层，工具层与应用层。方法层建立机械产品快速设计的技术、方法体系；工具层提供应用方法层论述的设计技术和方法的工具体系；应用层利用工具层提供的快速设计工具构建面向产品快速设计系统。

1、机械产品快速设计的技术构成

机械产品快速设计基本技术和方法包括模块化设计技术，智能化设计技术和各种计算机辅助技术（CAx）。模块化设计技术是实施快速设计，构建机械产品快速设计系统的核心和基础技术，包括模块化产品族规划、模块化产品数据建模和管理、模块化产品方案设计、方案评价技术等；智能化设计技术是提高产品设计速度和质量的重要手段，主要任务包括产品设计经验和知识的采集、整理、表达、建模以及基于知识的推理求解技术等；各种计算机辅助技术是快速设计的重要工具，包括各种 CAD、CAE、CAM 工具。 企业实现产品族系列规划和客户化产品设计要以产品结构的模块化为基础。 构建模块化的产品族系统将使多数新产品设计任务可以利用对现有的产品和模 块进行变型获得初始设计方案，而无需从零开始重新设计。在进行模块化设计的过程中，引入智能化设计的手段和 CAx 工具，可提高产品设计开发的质量和效率，保障产品设计、制造的成功率。将 CAx 技术和智能化技术引入机械产品快速设计系统的重点在于智能化设计与 CAx 技术的集成，构建 KBE（Knowledge Based Engineering）系统，通过对 产品设计知识和经验加以总结、提炼，提高设计进程的智能化和自动化程度；利用 CAx 平台，建立产品数字化三维实体模型、进行产品结构动、静态性能的分 析和产品装配、运动仿真、可制造性分析，实现数字化的产品设计。

2、快速设计软件工具系统的构成

实施机械产品快速设计需要构建特定的计算机辅助快速设计（CARD）系统， 利用计算机平台来完成产品数字化的设计开发过程。快速设计需要各种计算机辅助工具的支持，一方面要充分利用现有的、发展 成熟的方法和工具，同时还要设计开发面向具体应用、解决具体设计问题的计算 机软件系统。这些都称为快速设计软件工具，根据在快速设计系统中的应用可以 划分为如图 2－5 所示的三个层次：支撑快速设计的支撑平台；实现特定方法或 特定任务的快速设计使能工具；面向具体产品的专用快速设计系统。快速设计的使能工具则是针对快速设计技术中的具体技术方法开发的软件工具，如实施模块化设计的模块划分工具、模块综合工具以及应用智能化设计的 知识建模工具、知识推理工具等。使能工具通过在快速设计支撑平台的基础上进 行二次开发等手段使 CAD、CAE 工具软件能够有效地溶入快速设计系统。专用快速设计系统是针对特定类型产品的专用设计工具。通过将快速设计使能工具集在统一的平台下集成，并针对具体产品的特点建立相应的设计知识库、 模型库、图形库，可快速地构建特定产品快速设计系统。 快速设计软件工具系统的层次性使之能够满足对一定范围内不同种类的产品进行快速设计的需求。快速设计系统使能工具集由模块化设计工具集，智能化设计工具集和 CAx 应用工具集三类构成，从快速设计系统构建和应用的角度可分为快速设计系统构建工具集和产品方案快速设计工具集。

3、快速设计系统集成平台

快速设计集成平台的作用体现在两个方面：一是将快速设计使能工具集和各种支撑工具有机集成在统一的框架内，使之能够为具体的产品设计任务提供快速设计支持；二是提供对并行协同设计模式的支持，使各个设计环节之间能够进行有效的分工与合作。

。构建机械产品 快速设计系统首先要解决产品建模问题，支持快速设计系统的集成和快速方案设计过程。 机械产品快速设计是以模块化设计技术为基础，面向产品族的设计开发，产品结构以模块作为基本构成单元。产品的结构构成模式为产品----模块----子模块，具有层次化的特点。其中，产品、模块与子模块是一组具有相对关系的概念，如在加工中心机床中，刀库模块对整个机床来说是模块，但对组成刀库的 子模块来说，它本身可视为一个模块化产品，拥有自己的模块系统。因此， 可以对产品、模块和子模块建立统一的数据模型，即模块数据模型。集成化模块数据模型的信息构成，主要包括功能信息、性能信息、、结构信息、管理信息和知识信息。

参考文献：

[1]汪应洛．《新世纪的生产系统--精简、灵捷、柔性生产系统》．《中国机械工程》，1995,5．

机械设计常识范文4

关键词：施工现场；机械设备；管理问题

Abstract: the construction site construction machinery equipment management is the process necessary to ensure continuity. Make reasonable allocation of machinery and equipment, the science use, timely maintenance, timely maintenance, reduce equipment failure, improve the effective utilization of mechanical equipment, is the necessary requirement for engineering machinery equipment management work, however, in actual construction process of the construction site often exist problems, in this paper, the mechanical equipment management on construction site analysis of existing problems, and puts forward the countermeasures to resolve the problem.

Key words: the construction site; Mechanical equipment; Management problems

中图分类号：U673.38文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)

一、施工现场机械设备管理存在的问题

（一）管理不健全,责任不明确

部分施工企业虽然制定有《设备管理办法》、《岗位责任制》、《操作规程》等各项管理制度,但一方面制度本身就漏洞百出,另一方面制度执行起来阻碍重重,难以落实。各级设备管理部门和使用单位形成一种谁都能管,谁都管不了的局面,这就是一种典型的责任不明确问题。另外,由于许多企业的改制和其它原因，很多施工单位都淡化了设备管理，有的甚至撤消了设备管理部门，设备管理基本都流于形式。

（二）设备使用存在安全隐患

部分企业的领导为追求利润、降低成本，必须的设备更新改造资金投入过低，致使设备异常陈旧、老化现象较普遍的存在；一些小型施工企业和私营租赁单位都购置了塔机、升降机等设备，但是这些单位通常没有专业人员，不具备应有的设备管理知识，没有设备维修保养的场地和基本条件；起重机械设备的维护保养、大修计划都流于形式或；设备档案管理不当，一些旧设备多次转手买卖，造成事实上的出厂日期不明、生产厂家不明、运行经历不明、技术参数不明等问题。上述这些问题的存在都是设备的使用存在严重的安全隐患。

(三)设备操作员技术水平低，安全意识差

随着现代科技的不断发展，机械设备也在不断更新换代，其自动化程度将越来越高，技术含量也越来越重。它要求管理者要有全新的思想、全新的观念，科学地对机械设备的购置、安装、维修、更新改造等进行有条不紊的综合管理。但由于机构、人员更迭较为频繁，设备管理及维修人员接受专业教育时间短，管理人员对设备管理的整体认识尚较模糊，技术管理水平参差不齐，在实施管理过程中，还未能规范地开展机管工作。

同时一些操作人员对于设备操作过程的安全问题容易忽视，对待安全工作的态度不端正，作业中存在违章行为。比如有的人工龄长、资格老，凭经验办事，虽然能力不强，但在年轻职工面前却要逞能显示自己，故意违章蛮干、冒险作业。他们明知违章，却侥幸地认为“本次违章不一定出事，出事不一定伤人，伤人不一定是我”；明知设备运转不正常，也不停机检查；明知道设备存在缺陷不报告，让机器继续带“病”工作，埋下安全隐患，最终引发安全事故。

(四)使用和保养脱节

目前大多数施工企业虽然都实行定人定机制度，即每个操作人员固定使用一台机械设备，但却忽略了定人保养制度，没有把机械设备维修保养的各项规章制度明确落实到个人。正因为如此，操作人员往往只是“包用不包修”，维修人员也是马虎应付了事，每当机械设备出现故障，操作人员与维修人员往往互相推卸责任。这样，不但影响了产量、质量，也增加了维修费用、运转费用以及降低了设备的使用寿命。此外，不少项目负责人只考虑眼前利益，没有从长远打算，短期行为严重，只注意产值与效益挂钩，在设备管理使用上表现为“重用轻管”，为了赶工期、抢进度，而不惜拼设备，造成机械设备常常处于超负荷状况工作或带“病”作业，甚至违章操作，其结果是该工程项目完工后，机械设备严重磨损老化，而调运到新工程又需花费大量的精力与费用进行整修，造成施工工期贻误，项目部门之间在维修费用上互相推诿，固定资产无形流失。

二、施工现场机械设备管理问题的对策

（一）完善管理，健全规章制度

建立并完善机械设备管理机构，实行统一规划，专人负责，进行全面的综合管理。努力做到专业管理与群众管理相结合，明确专管和群管人员的职责与权限，充分发挥各级职能人员的积极性。

贯彻执行定机、定人、定岗位责任的“三定”制度，让每台机械都有专人负责保管、检修、操作。由于“三定”制度是机械化施工生产和设备管理工作的基础，其执行的好坏将直接影响到企业劳动生产率、施工安全、机械的完好率与使用率，因此在执行过程中除应配备相应人员外，还需注意不要随意变动其工作岗位，以免影响机械设备性能的了解与掌握程度

(二)加强技术培训与安全培训

机械设计常识范文5

由于建筑工程项目机械设备的密度大，建筑工程项目经营成本管理的过程中，部分作业时间短、任务重，机械设备的管理、使用、设备保养、设备维修人员少，加之建筑工程项目机械设备的恶劣的工作环境，使得机械设备管理人员的积极性不高等问题经常产生，尤其是中高级的机械技师的缺乏，使得建筑工程项目机械管理的过程中，经常产生人才不足的问题，影响了建筑工程项目机械设备管理的效率。在建筑工程项目机械设备管理工作中，落后的保养与维修技术，与现代化的机械设备管理要求所不相符，了现代化机械设备在建筑工程项目生产中的应用。建筑工程项目机械设备的保养和维修工在，作为机械设备管理的主要环节，在建筑工程项目这种恶劣的使用环境中，良好的机械设备保养与维修技术，是延长机械设备使用寿命的基础工作。

2提升建筑施工现场机械设备管理现代化的策略

2.1加大对建筑施工现场机械设备信息化管理

建筑工程项目机械设备信息化管理的目标：提升建筑工程项目机械设备的使用效率和安全使用状况，通过先进的计算机技术、系统管理方法等，对建筑工程项目的机械设备进行定期的保养、检查、维护等跟踪管理，以更好地保证建筑工程项目机械设备的正常运转。建筑工程项目机械设备管理的信息化水平随着计算机技术的发展而不断的发展，信息化对建筑工程项目机械设备的管理提出了更高的要求，设备信息化管理能够提升建筑工程项目机械设备的运转、使用效果，对提高建筑工程项目机械设备的管理效率，有着重要的作用。

2.2优化建筑施工现场机械设备故障事先预防体系

建筑工程项目固定机械的事先预防管理模式，对保证建筑工程项目机械设备的低故障，正常运转的水平，有着重要的意义。预防维修是在建筑工程项目的生产空闲时段，对机械设备进行计划性的维修，预防维修能够有效降低机械设备的在线故障率。流动机械设备的维修模式，为了有效降低维修的成本，建筑工程项目流动机械维修模式，使用状态监测、主动养护等方式，主动维护能够及时查找导致故障的成因，提升预防的效果。

2.3构建建筑施工现场机械设备管理的规章制度

制定完善的机械设备管理制度，是保证建筑工程项目机械设备管理效果的基础。建筑工程项目机械设备管理的重点工作时机械设备的现场管理，按照机械设备现场使用的情况和存在的问题，通过相应的措施，保证建筑工程项目机械设备的高效运转。因为，建筑工程项目机械设备大部分都是露天作业的，这种恶劣环境下的作业，对机械设备的性能提出了更好的要求。因此，需要按照建筑工程项目作业的实际情况，进行现场机械设备管理的制度，提升机械设备操作人员的责任意识，保证安全生产、文明生产制度的落实，提升建筑工程项目机械设备的使用效率。

2.4提升建筑施工现场机械设备维修保养的信息化水平

加大对建筑工程项目机械设备的维修保养水平，需要做好设备维修的信息化管理，在建筑工程项目机械设备管理的过程中，传统做法是按照一定的修理周期，对建筑工程项目机械设备制定修理计划，通过系统对机械设备可靠性的分析，计算机械设备无故障的间隔周期，为建筑工程项目机械设备的维修提供了参考依据。另外，因为使用了信息化管理，能够有效的提升故障的控制力度，改变传统的故障处理方法，提升机械设备故障的维修效率，降低维修成本。

2.5加大建筑工程机械管理和维修人员的安排

由于建筑工程项目所使用的机械设备种类多，技术含量高，维修管理专业性强等特征。这就要求在建筑工程机械使用的过程中，要加大引入专业维修和管理人员。并加强对管理和维修人员的在职在岗培训工作，提升他们的专业维修和管理水平，为保障建筑工程项目机械设备的安全和正常运转，提供人力支持。

3结语

机械设计常识范文6

【关键词】水电工程；现场；施工机械；设备管理；问题；措施

前言

现代电力事业得到了长足的发展，国家对于水电工程的建设十分重视。在进行水利工程建设的过程中，需要使用的机械设备数量较多，且种类繁杂，合理的搭配使用并科学的维护保养能够有效的保障工程施工的顺利进行，并提高生产效率，控制工程的进度，并降低工程的成本，但是由于现代机械设备的种类较为丰富，需要设备较为精密，且性能、特点、作业条件、使用方法、保养方式及注意事项均有较大的区别，管理上有一定的难度，也造成了许多不便。因此对于水电工程现场施工机械设备的管理进行深入研究是十分有必要的。

1.水电施工机械设备管理存在的问题

许多施工单位的机械设备使用的频率较高，且时间较长，较为陈旧，长时间的运转使得磨损严重，而许多工程任务量较大，需要连续工作，设备处于超负荷运转，失修严重；②不重视设备保养 机械保养所需时间较多，对于工程进度有一定的影响，并且需要一定的成本及人力投入，管理人员会认为即使一段时间内不保养，设备也能运转，因此保养的次数及质量均不高；③管理制度不完善 许多施工单位对机械设备的台账、技术资料等各项档案资料的整理工作没有落实到位，且管理制度不完善，各项管理工作混乱无序，带来了较多的安全隐患；④管理和操作人员技能有限 管理及操作人员的管理水平及专业技术有限，对施工机械设备的维护方法不恰当，或者信息登记不完善，无法合理的分派设备等，造成施工效率下降，影响工程质量。

2.相应管理方法

2.1合理选择及调配设备

不同的机械设备其自身结构、性能、效率等方面均有区别，技术要求、使用条件均有较大差异，因此需要根据相关操作规程严格执行，合理使用，使各种机械设备均能发挥出最大的效率，降低机械磨损度，延长使用寿命，有效控制成本。在为具体的水电工程项目配备相应设备的过程中，需要先全面掌握施工项目的实际情况，包括项目性质、规模、工程量、施工环境、作业流程、技术工艺、效率要求等，根据上述情况，在施工单位现有的设备中，选择最适合当前施工需要的设备。在调配各个项目之间的设备时，需要了解各个不同的施工项目的工程进度，对于机械设备方面的需求、退场信息也需要全面掌握，并合理安排设备的维修保养工作，将设备的使用与保养有机的结合起来。。

2.2设备的安全管理

水电工程中的机械设备在使用的过程中，会在各种因素的影响下，设备本身或者附属设备的零件、配套工具、各类构件、溅出的固体或者液体等物质会对设备产生一定的危害，并包括了可能造成伤害的各种物理因素或者与机械设备的打滑、绊倒、倾倒及跌落等各种危险。因此，操作人员与指挥人员需要完全掌握各项设备的安全操作规程，并在实践操作中落实到位。另外，为了强化预防机械事故措施的效果，施工单位不仅需要保证机械操作人员与施工现场指挥人员能够科学合理的使用设备，还需要各个管理部门在强化管理、合理使用、科学保养、正确维修的基础上，推行各种管理制度，包括设备机长管理，执行机长风险抵押金制度，明确规定机长的责任范围及权利，从人员因素上，预防安全事故的发生。

2.3定期保养

机械设备的合理保养能够保障其在工作时处于最佳的状态，发挥出最高的工作效率，在保养的过程中也能够发现故障隐患，及时排查，因此保养工作也是十分必要的。在水电工程的施工中，机械操作人员需要根据相关技术要求、标准及操作规范严格进行设备的检查，包括设备每天开机前、施工中及停止施工后的常规保养工作，并将保养情况详细记录下来，作为今后检查或者大修时的参考资料。如果发现异常情况，应先分析出现异常的原因及时排除，不留安全隐患。该措施不仅能够保障保证了设备运行的安全性，又能有效地控制维修成本。在设备退场或者转场时，需要根据规章制度对保养习惯进行全面的约束，即设备、退场或者调拨至新建设项目，均需实施二保带修制度，先进行验收工作，结果显示合格后，才能将设备退场或者进入其他项目，开始投产使用。

2.4建立健全管理制度

各项设备的管理均需要制定统一的规划，将设备的管理作为一项专门的工作来抓，管理目标与工程的质量管理目标保持一致。首先抽调专门的人员进行设备的综合管理，并由专人负责，并将各个人员的职责与权限明确的划分出来，并根据实际情况制定合理的绩效考核机制及奖惩制度，使专项管理与群体管理有机结合起来，最大化的调动管理人员的工作积极性。建立每年机械设备检查评比活动机制。以不定期的方式，抽检设备，检查评比的结构作为绩效考核项目之一，管理效果较为良好的单位与个人予以一定的奖励，而管理混乱的单位或者个人则应适当进行处罚。人员的技能培训也需要予以重视，定期组织人员进行技能的学习，提高操作水平，减少人为因素的隐患。

3.总结

科学技术的发展，各类机械设备不断出现，在数量、种类、质量、性能方面均有了较大的提高，是水电工程中不可或缺的必要条件设施。施工单位对该类机械设备不仅能有数量上的要求，对其进行科学合理的管理也十分重要，能够保障各项施工的顺利开展，也能够使设备保持良好的状态，提高工作效率，有效的控制施工质量及进度。在实践中还需要先全面掌握设备的各项情况，包括特点、性能、组合情况、施工难点等，探索出合理的管理方式，提高机械设备的利用率，保障工程质量，降低成本，创造出更高的经济价值。

参考文献

[1]苑晓洪.浅谈工程机械的现场管理[J].黑龙江科技信息，2010（25）：270.

[2]李军.浅析水利工程施工机械设备管理[J].陕西水利，2009（z1）：109-110..

[3]赵勇.水电施工机械设备的管理[J].今日湖北（下旬刊），2012（11）：5.