关于大型非标机械装备设计技术的思考.pdf

64 天 津 科 技第 50 卷 增刊第 50 卷 增刊2023 年 11 月Vol.50 Suppl.Nov.2023天 津 科 技 TIANJIN SCIENCE&TECHNOLOGY收稿日期：2023-09-200 引 言大型非标机械装备堪称国之重器，对制造企业而言，高质量地完成大型非标机械装备制造具有重要意义；对设计技术而言，不仅可为设计人员掌握大型机械装备运行的详情提供有利条件，还能对设计技术工作的不足之处做进一步研究与分析，并以此为基础提出有针对性的解决方法，最终为我国大型非标机械装备制造行业可持续发展奠定坚实的基础1-3。1 大型非标机械装备设计技术研究工作的意义目前国内所使用的大型非标机械装备大多都是从国外进口，随着我国科技迅猛发展，国产化制造水平也在不断提高，但是设计技术和制造水平还相对处于追赶阶段。为了更好地推动大型非标机械装备制造实现可增长性、可持久性和可持续发展，必须要对设计技术的相关问题进行深层次的探索和思考。相较于发达国家的大型非标机械装备制造企业，我国大多处于模仿性设计与制造，为此，对大型非标机械装 应用技术关于大型非标机械装备设计技术的思考张 杰（天津重钢机械装备股份有限公司 天津 300450）摘 要：大型非标连续物料装卸搬运机械装备（以下简称“大型非标机械装备”）是物料挖掘、装卸、堆取、输送等装备的总称，通常由排土机、堆料机、取料机、堆取料机、皮带输送机等大型设备组成，被广泛应用在港口、码头、钢铁、矿山、冶金、火电、储料等行业领域，既是根据实际需要量身定制的装备，又是较为繁杂的系统技术工程，在设计和制造过程中会受到人员、设备、材料、方法及环境等因素的影响。对大型非标机械装备设计技术问题进行探索和阐述，旨在为大型非标机械装备制造与设计提供参考。关键词：大型非标装备 设计技术 思考中图分类号：U294.3 文献标志码：A 文章编号：1006-8945（2023）增-0064-03Thoughts on Design Technology of Large-size Non-standard Mechanical Equipment ZHANG Jie（Tianjin Heavy Steel Mechanical Equipment Co.，Ltd.，Tianjin 300450，China）Abstract：Large-size non-standard continuous material handling mechanical equipment（hereinafter referred to as“large-size non-standard mechanical equipment”）is a general term for equipment for excavation，loading and unloading，stacking and conveying，which is usually composed of spreader，stacker，reclaimer，stacker-reclaimer，belt conveyor and other large equipment，and widely used in ports，docks，steel，mining，metallurgy，thermal power，storage and other industries.It is not only customized equipment in accordance with actual needs，but also a complex system technology engineering，which is subject to the personnel，equipment，materials，methods and the environment during the design and manufacturing.This paper explores and expounds the design technical problems of large-scale non-standard mechanical equipment，aiming at providing reference for manufacturing and design of large-scale non-standard mechanical equipment.Key words：large-size non-standard equipment；design technology；thought 65 2023 年 11 月备设计技术的深入研究不仅可以促进制造能力和设计水平的大幅度提升，而且在很大程度上也会促进装备的机械性能、使用寿命、生产效率及制造质量的提升与进步4。除此之外，还可以实现产品质量的显著提升，能为大型非标机械装备设计与制造技术的长远发展提供保障，既符合国家发展战略和高质量发展的需求，还为企业经济利益的大幅增长提供了有利条件。2 大型非标机械装备设计技术的主要特点2.1 全球化特征我国大型非标机械装备制造与设计技术呈现全球化特点。随着我国“一带一路”战略实施、“国际大循环和国内国际双循环”经济政策实行，我国经济已经走向全球化，这对大型非标机械装备制造水平和设计能力提出了更高的要求。为了持续提升大型非标机械装备设计与制造的国际化，从而跻身世界先进行列，设计人员应当尽一切努力丰富自身专业知识，为大型非标机械装备设计与制造提供坚实保障。此外，设计人员还要严格依据企业的运营详情，尽快掌握先进的设计技术，增强自身的设计技能，进而为大型非标机械装备制造企业的可持续发展提供动力。我国已是世界第二大经济体和对世界经济最大贡献者，对我国的大型非标机械装备制造与设计技术来说，越发地凸显了其全球化的特点，这就要求设计人员在设计过程中既要对先进的技术大胆创新、大胆实践、大胆运用，在突破中形成具有知识产权的技术标准和质量规范，还需要对制造技术和设计水平持续性优化升级，为提高装备制造质量、扩大应用范围提供保障5。2.2 系统特征大型非标机械装备制造与设计技术体现了较强的系统特征，具有继承与发展的特点，设计人员不仅要把传统的设计技术与现代制造技术紧密结合起来，还需要通过智能化模拟技术和大数据信息技术的应用实现设计技术的精准化、高效化、科学化，进而推动大型非标机械装备国产化的进程与发展。实践结果证明，把传统的制造技术与现代的制造理论有机整合，其既可以提高管理人员动态管理水平，还符合施工人员的工作需求。2.3 多元化发展特征大型非标机械装备制造设计技术中的敏捷制造技术更为突出。敏捷制造技术是一个全新的制造概念，以现代数字化发展技术为基础，既能促进大型非标机械装备设计效率的高效提升，又能促进生产技术和制造环节的稳步前进，在很大程度上增强了大型非标机械装备的功能性、安全性、可靠性、智能性的综合指数和质量安全。敏捷制造技术的途径和方式很多，可为实现快速化、准确化设计提供极大的帮助，如利用数字化技术开展设计，其主要途径之一是数字建模，可通过数字模型的研究与分析实现资源配置的最优化。除此之外，在实际生产中可借助智能化技术进行可视化设计，以模拟技术代替实物验证技术，缩短了试验时间和生产周期。随着自动化技术的快速发展，大型非标机械装备用户对装备整体性能的要求也越来越高，尤其是云计算、大数据平台、远程控制和 5G技术的兴起与应用推动了大型高效智能化非标机械装备的发展，满足了各行各业的生产需求。此外，设计技术中较为常见的前瞻性设计方法就是并行优化设计、数理化分析设计和模块化设计，这些设计技术为大型非标机械装备制造与设计技术的发展指明了方向。3 大型非标机械装备设计技术现状和发展趋势3.1 大型非标机械装备制造与设计技术的相关问题党的十八大以来，我国经济进入了高质量、高速度发展时期，政策环境、营商环境、科技环境正在释放出巨大的能量。大型非标机械装备制造与设计技术的发展也随之加快，相较于其他机械制造设计技术来说，敏捷制造技术显示出了独特的优势，包括操作难度低、轻量化成本少、智能化水平高等，凭借这些优点，此项技术在大型非标机械装备领域正在被广泛应用。充分利用敏捷制造技术不仅可以在很大程度上降低工作人员的工作强度和设计负担，还能使工作效率得到明显提升6。除此之外，设计人员在实际使用敏捷制造技术过程中，可以利用数字化设计技术大幅度增强产品的设计水平和质量，以实现大型非标机械装备智能化、无人化的操作。在具体设计过程中，设计人员要合理运用智能化设计技术提高大型非标机械装备的自动化水平及装备智能化程度，这样既能有效提升大型非标机械装备的利用率，又能大幅降低施工人员的劳动强度，从而实现人机和谐共赢。设计人员要充分运用计算机网络技术，对原有的设计技术进行持续优化和完善，为大型非标机械装备制造与设计技术的长远发展提供持久的支撑和保障。与此同时，在确保装备正常运行前提下，要持续围绕降低制造与使用成本、提升装备生产效率方面不断进行创新改良，为制造企业和用户的收益提供保障。张杰：关于大型非标机械装备设计技术的思考 66 天 津 科 技第 50 卷 增刊3.2 大型非标机械装备设计技术的发展趋势大型非标机械装备被广泛应用在港口、码头、钢铁、矿山等行业领域，以及工矿企业散料的堆取、输送、均料等工程现场，具有堆取装卸能力大、料场占地面积小、装卸搬运方便、机械化作业程度高、容易实现自动控制等优点，既可以联合作业使用，又可以单独作业使用，与传统装备相比，效率可提高 285%，投资可减少 31.7%，是工矿商贸企业中必不可少的装备。由于装备几乎都是在室外恶劣环境下运行，所以国外设计者往往都采用减震与油脂集中润滑技术，这一方法不仅在很大程度上提升了资源的利用率，还为装备制造过程中的生产质量提供了保障。鉴于此，为更好地强化大型非标机械装备的应用效果，设计人员应当结合当地实际情况进行方案设计，如果使用环境较为寒冷，就必须考虑选用具有低温冲击性能好的材料，这样才能符合装备的需求，增加装备的使用年限。大型非标机械装备在使用过程中同样存在很高的安全风险，人们对装备的安全水平也提出了更高要求，所以必须最大程度地提高装备运行的安全性，设计人员一定要对主结构的材料选择和运行工况进行严格管控，以确保大型非标机械装备运行的稳定性。在实际操作大型非标机械装备设备过程中，有时会出现或遇到地下水、瓦斯、坍塌等危险情况，设计人员要充分考虑到这些情况和风险，装备中要有防风险的安全设施和预警装置，以实时向装备操作人员和企业管理人员提供应急方案和报警信息。企业的工作人员应该及时做好设备维保和更换，有效降低负面影响，为确保安全使用装备提供有利的条件。3.3 表面技术的应用前景表面技术是影响机械装备使用寿命的关键要素之一。随着科学技术的飞速发展，表面技术的研发和应用为大型非标机械装备制造企业的可持续发展提供技术支持，所以表面技术的发展前景是无限广阔的。所谓表面技术，就是通过表面附着技术提高零件表面的耐腐性和耐磨性，以延缓和增强使用寿命，这一技术也可以应用于废旧零部件的表面磨损、腐蚀方面的修复处理。利用科学的方法对原有设备的零部件进行修复，零部件再次投入使用，不仅可以有效提升机械装备的使用效率，还可以大幅度降低资源损耗，有利于装备使用企业的节约耗损。纳米再造技术、激光熔覆技术、复核材料黏合技术都属于表面技术，已在实际应用中获得了广泛好评，让大型非标机械装备中易损性零部件的表面更具高韧性、高强度性、高耐磨性和再用性，以此大幅度增加了大型非标机械装备的使用年限。总之，在大型非标机械装备制造与技术设计过程中充分运用表面技术既可以提高设备的物理性能，还能促进经济效益的提升。设计人员必须要坚持对大型非标机械装备制造与设计技术不断升级和创新，从而制造出更加高效稳定的大型非标机械装备。4 结 语总而言之，通过对大型非标机械装备制造与设计技术的相关情况进行深入分析，同时探究其发展趋势，有助于设计人员更加全面地掌握装备的运行详情，并在此基础上积极采取有效措施，量身定制方案去解决设计工作中存在的问题7，从根本上保证大型非标机械装备的制造质量，促进设备使用率的提升，大幅度延长设备的使用寿命，为实现大型非标机械装备制造企业的稳定发展奠定基础。参考文献初文博，刘明哲.非标设备设计及加工分析 J .山东工业技术，2019（10）：35.陈永华.矿山机械制造设计技术相关问题分析与研究 J .中国科技信息，2013（19）：109-110.马鑫.机械加工非标设备设计及加工研究 J .城市建设理论研究（电子版），2016（24）：73-74.王贝贝.机械加工过程中非标设备的设计加工研究 J .科技展望，2016（11）：63.何金树.机械加工非标设备设计及加工研究 J .中小企业管理与科技（下旬刊），2016（3）：295.季平.浅谈非标准设备设计方案的拟定及零件的合理设计 J .科技创新与应用，2015（18）：125.郭江红.机械加工非标设备设计及加工研究 J .科技创新与应用，2015（1）：62.1234567