论机械设备设计中的若干问题

　　摘要：以下本文作者结合自身工作实际，针对机械设备设计的一些基本步骤、工作方法等若干问题进行了阐述。
　　关键词：机械设备设计问题
　　1前言
　　机械设备的设计研发工作是企业创新工作的一个重要组成部分，无论是新产品的制造，还是新技术的实施，都要有新的机械设备的支持。使机械设备的设计研发工作科学，合理，规范地展开，促进技术创新整体水平的提高，因此，很有必要对机械设备设计研发的过程展开讨论，由于在国民经济中，产品生产类设备占有很大比重，本文的讨论就主要针对此类机械设备的设计研发工作。
　　2机械设计的过程
　　2.1机械设备设计研发的目的
　　机械设备设计研发的目的归纳起来讲，就是根据用途和实际需要，设计研发出能有效地实现一种或多种功能的机械装备，满足社会的需求。
　　2.2机械设备设计研发的基本步骤
　　一般来说，机械设备设计研发应按如下步骤进行：
　　(1)需求申请：机械设备的设计研发，首先必须有需求，由需求者提出申请。
　　(2)需求的确认：机械设备的需求申请必须由主管部门或领导确认并批准。
　　(3)设计研发任务书的下达:机械设备的需求申请被确认批准后，必须将需求申请中的具体要求细化成设计研发任务的内容和要求，使设计研发者明确任务及目标，便于组织实施，并将任务书下达到承担任务的部门。
　　(4)组建设计研发项目组:承担设计研发任务的部门收到设计研发任务书后，应根据任务书的内容、要求，选配适当的各类专业人员，组成设计研发项目组，并明确项目组成员的各自责任。
　　(5)初步确定方案：设计研发项目组根据设计任务书，组织对设计研发方案的讨论，并形成最初的设计方案。如果是大型或成套的机械设备，应先进行小样机或关键功能部件的方案设计。
　　(6)方案草图的设计(形成总图及部分主要部件图):根据初步拟定的方案，有关人员进行相关部分的草图设计。
　　(7)设计方案草图的评审：设计草图完成后，项目组应再次组织相关人员对设计方案展开评审，对方案的关键环节和主要部分的合理性进行深入研讨，并综合各方面的建议和意见，形成修改方案。
　　(8)方案修改、正式设计：根据修改方案，对原设计方案进行修正，并开展正式设计。
　　(9)图纸审核、批准：设计完成后，由相关人员进行审核，经领导批准后正式出图。
　　(10)交付加工制造：图纸设计完成后，交付加工单位加工制造之前，要与加工制造单位针对图纸做深入沟通，对图纸上的一些疑问进行磋商，确保加工制造单位对设计思路和要求有较清楚的认识，并且便于施工。
　　(11)跟踪加工制造过程：图纸交付加工后，设计人员应与加工制造单位保持经常性的沟通，及时了解加工进度及遇到的问题，除了对出现的问题做出及时反应外，还应对问题做好详细记录，以备今后查阅和参考。
　　(12)机械设备的验收：机械设备加工制造完成后，设计人员应到加工制造单位进行设备验收，尽可能让机械设备进行连续试运转，观察其运行动作和可靠性是否达到设计要求，发现问题要求加工制造单位及时纠正。验收合格后，方能允许发货，以避免设备到达安装场地后发现问题难以处理。
　　(13)机械设备的安装、调试：机械设备到达安装现场后，设计人员应亲临现场，对设备安装、调试的全过程进行监控、跟踪和技术指导，这一时期的工作对于设计人员来说既很重要也非常必要。可以说，安装、调试阶段的工作质量，对机械设备的最终使用效果起着极为重要的作用。
　　(14)试产鉴定：机械设备安装、调试完成后，设计人员与生产管理人员共同组织机械设备的试产，并对其使用效果进行评价和鉴定。如果达到使用要求，交付使用;如未达到要求，需找到原因，采取措施，修正调试后再行试产，直至满足要求。如果是小样机或关键部件的研制，此步骤完成后，应当对此前的整个过程进行认真总结，并提出中试设备的改进设计方案，进入新一轮中试设备的研制。如果有必要，也可再进行一轮样机及关键部件研制试验。
　　(15)交付使用：机械设备试产达标后，设计人员必须整理出机械设备操作、工艺、维护的相关图纸和资料交付使用部门，并对机械设备的使用、操作人员进行必要的培训，在此基础上，机械设备才能正式交付使用。
　　3设计研发的方法及需要注意的问题
　　在上述设计研发程序的执行过程中，每个阶段都有自己的工作重点，都应正确把握方法，确保设计研发取得良好的效果。在整个过程中特别要注意系统性、科学性和合理性。
　　3.1任务书形成阶段的工作方法及需要注意的问题在机械设备需求申请提出之前，需求部门应对现有同类设备的使用状况做广泛深入的调研，在掌握了尽可能多的信息的基础上，根据现实需要组织相关部门人员讨论如何提出需求申请，需求的技术、性能指标及特殊要求。
　　在此过程中应注意以下几个问题:
　　(1)技术、性能要求一定要科学、合理，应多方征求意见，充分讨论、论证。
　　(2)对特殊要求一定要交待、说明清楚，以免设计者在考虑设计方案时遗漏一些必须考虑的因素。
　　(3)对现有同类设备的状况要有充分了解，尽可能向现有的先进水平看齐，防止设计研发出的机械设备因技术落后而导致缺乏市场竞争力。
　　3.2设计阶段的工作方法及需要注意的问题
　　设计阶段是机械设备设计研发过程中的关键阶段，这一阶段各步骤执行的好坏，直接决定了机械设备设计研发的成败和效果。设计过程中，对设计方案要反复讨论，广泛征求各方意见，应遵循系统性原则：注意机械、电气控制的有机结合；注意使用、维护的低成本、方便、高效和安全；注意技术水平与制造成本的综合平衡;注意人员、场地、资源的现实状况；注意可能遇到的问题和解决问题的预案等等。
　　在设计过程中尤其应当防止以下几种倾向：
　　(1)单纯追求技术的高、精、尖，不考虑性价比，不考虑使用、维护的可行性及方便程度。要牢牢记住：设计研发的目的是为了应用，而不是为了好看，严防华而不实的设计方案。
　　(2)片面追求高的制造精度。产生这种现象主要有二个原因：一个是设计者对制造工艺不了解，不知道制造精度要求对制造成本的影响；二是对各精度等级对使用效果的影响程度把握不住，缺少感。
　　(3)重视对机械设备功能效果的考虑，忽视对机械设备操作、维护方便与否的考虑，甚至对如何实施设备的安装都未加考虑。(笔者在从事审图的过程中，常遇到这样的情况：有些设备部件的结构设计，使得加工后要么无法装配，要么装配后无法拆卸或维修。)
　　(4)凭主观经验，不重视科学计算和校核。(笔者曾经多次遇到这样的情况：按照设计图纸制造出的机械设备，由于没有对驱动动力源或是主要受力件进行设计计算或强度校核，设备运转时，设备无法正常工作，有些甚至根本不能工作，主要受力件严重变形甚至破坏。)
　　(5)盲目模仿、不加思考地照抄照搬。一些设计人员由于专业基础理论知识不扎实，在设计时，在借鉴同类机械设备的机构时，不去理解并弄清组成这些机构的机械结构的作用和道理，不对这些机构的每个环节进行深入、细致的分析，结果是关键的部分未能充分重视，不完善的地方也得不到改善和提高，有些甚至把原有设备安装、调试时的一些非必须的辅助结构在没有弄清其有何作用的情况下，也照搬不误，闹出笑话。
　　(6)对设计方案可能产生的问题预测、估计和准备不足，面对现场出现的问题束手无策。
　　3.3研制阶段的工作方法及需要注意的问题
　　研制阶段是设计方案实现的基础阶段，机械设备制造质量的高低，直接影响到能否取得设计的预期效果，甚至影响到设备能否正常使用。在此阶段，除了制造加工的承担单位应当注意严格按照图纸设计要求合理安排制造工艺外，还应当加强设计者与制造者之间的沟通。设计者应积极、主动地经常关心制造过程的情况，与制造者共同商讨合理的加工工艺方法，并虚心听取制造现场技术人员及工人的意见和建议，及时对零件结构、加工精度等做适当的调整。切不可认为：制造加工只是制造加工单位的事，与设计者无关;能否按图纸设计要求进行加工，也都是制造加工者自己的事。机械设备的设计者应当知道，对于制造能力、加工手段和加工工艺，制造加工单位最有发言权，他们的许多意见和建议，甚至判断，是很有价值的，有时是决定性的。
　　3.4安装调试使用阶段的工作方法及需要注意的问题
　　机械设备的安装调试使用阶段是设计研制过程的最后阶段，设计研制项目是否能达到预期目的，效果如何，在此阶段能见分晓。在此阶段，设计人员一定要亲临施工现场，对安装调试的全过程进行技术指导和监控，及时处理现场出现的各种技术问题。这一阶段也是设计人员积累经验、获取第一手资料的最佳阶段。机械设备设计的合理与否，哪些方面存在问题，哪些方面还有改进的必要和可能，都可以通过该阶段的工作获得答案和信息。对设计人员设计水平、处理现场问题能力的提高起着极重要的作用。安装、调试结束后，紧跟着要进行试产鉴定，通过设备实际使用效果的评价或产品质量的检验，确定机械设备是否达到使用要求。鉴定通过后，必须尽快整理出与使用、操作、维护相关的机械设备的各种说明、图纸等技术资料，对操作工及
　　维修工进行培训。同时，要注意专有技术的知识产权保护。员工培训完成、所有必须的技术资料整理齐全并交付机械设备使用部门后，机械设备便可投入使用。
　　4建议及结束语
　　根据以上对机械设备设计研发过程的讨论，为了不断提高机械设备设计研发人员的设计研发能力和水平，使机械设备的设计研发更好地服务于生产和市场竞争，建议机械设备设计研发的管理和实施者应做以下几方面的工作：
　　(1)重视设计任务书所提要求的科学险、合理性。
　　(2)根据设计任务书的要求，广泛收集各种信息，充实设计的输入的，应尽可能安排机械设备设计研发人员到机械设备制造加工车间去实习，增强其对加工工艺、技术及装备的了解和认识。
　　(3)强化机械设备设计研发人员的成本意识和市场竞争意识，使他们不仅要有技术头脑，也要有经济和市场头脑。
　　(4)提高机械设备设计研发人员对现有机械设备进行革新、改造的积极性，增强对现有技术的创新意识。