機械設計是指規劃和設計實現預期功能的設備,或改進原有設備的機械性能。
機械設計應滿足的基本要求是:第一,良好的使用性,實現預期功能,滿足使用要求,操作簡易,保養簡單,維修方便,不必追求多功能,因為多功能會增加成本,降低可靠性。
第二點是安全,許多重大事故出自機械故障,起落架故障引發空難,剎車失靈釀成車禍,密封件洩露導致挑戰者號太空梭失事。頻繁出現的汽車召回事件更暴露機械設計不良造成的安全隱患。
機械設計必須以人為本,凡關係到人身安全或重大設備事故的零、部件,都必須進行認真嚴格的設計計算或校核計算,不能憑經驗或以類比的方式代替,計算說明書應妥善保管,以備核查。
暴露的運動構件要配置防護網,容易造成人身傷害的部位必須有安全連鎖裝置或實施遠距離操控,電器元件導線的規格和安裝必須符合安全標準,除此之外,為了保護設備,還應設置保險銷,安全閥等過載保護裝置以及紅燈、警鈴等警示裝置。
第三個可靠性和耐用性,在預定的使用期限內不發生或極少發生故障,大修或更換易損件的周期,不宜太短,以免經常停機影響生產。但是也不宜過分強調耐用,現代化生產推行定期更新,和預期強制報廢,個別零件、部件的長壽對整機並無實際意義,因追求耐用而濫用貴重材料會徒增設備製造的成本。
第四個是經濟,設計中應儘可能多選用標準件和成套組件,不僅可靠,廉價,而且能大大節省設計工作量,零件設計必須關注加工工藝性,力求減少加工費用,良好的經濟性不僅體現在製造成本上,更應體現在機器使用中的高效率,低能耗。
第五個是符合環保要求,機器噪音不超標,不採用石棉等禁用的原材料,確保機器在使用過程中不漏水、漏油、出現粉塵和煙霧,在生產中出現的廢水,廢氣必須經過處理,達到排放標準。除此之外,設備想要有較高的市場競爭力,機械設計師還應與工藝美術人員密切配合,力求設備造型美觀。
一部機器的誕生,從需求萌生,到有了必要的設計念頭,明確設計要求,開始經過設計,製造,鑑定,到設備最終定型,是一個複雜細緻的過程,為了便於理解,可將機械設計的一般過程分成六個階段:第一是明確設計要求;第二是提出可行性方案;第三,定型總體設計結構;第四是結構設計計算與校核、評估;第五,試產鑑定、驗證功能;第六,設備定型,量產。
設計人員要善於把設計構想和設計方案用語言、文字、圖形的方式傳遞給其他參與者,以獲得他們從各自領域技術上的支持,除此之外,設計人員還應該確保設計是否確實為人們所需要,是否有可替代性?是否市場上已有相似功能的設備?維修保養是否方便?
設計人員要富有創造精神,又要從實際出發,善於調研,廣泛聽取用戶和工藝人員的意見,在設計,加工,安裝,調試過程中及時發現問題,取得最佳成效,並從中積累設計經驗經驗。
易車號作者提供文章