机械原理设计方案

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机械原理设计方案范文第1篇

关键词：机械传动系统；概念设计自动化；策略分析

0.引言

机械传动系统概念设计自动化的概念设计可以分为3个阶段：需求阶段、描述阶段以及综合阶段。这三个阶段的设计思想主要体现了一种组合创新的策略，在设计过程中的创新思维主要体现在对功能的分解和、功能与结构进行匹配和基于功能分解的结构重组之中。由于功能描述阶段往往存在着一定的不确定性和抽象性，这会给整个设计过程带来一定的不便，因此就有国外的学者通过将机构用于功能与结构之间的搭接作用，从而形成“功能—机构—结构”的模式，通过这种模式可以实现基本机构的重组，而且能将系统转化为一个全部由转动副所组成的机构链。倘若进一步对机构链中的机架和执行构件等进行处理，便可以得到一个运动链。

1.对功能原理的构思和选择

系统功能的方案设计实际上就是一个成功的机械系统设计项目的核心，系统功能的方案设计是否有效，将对整个机械系统以及机械的制造技术产生重要的影响，正因为这个，所以设计人员要详细地设计机械系统的运动方案和功能原理，从而保障机械系统的有效性，因此在机械系统设计之中制定合理的功能设计方案显得十分必要。对于功能原理的构思，主要是以使用者的要求以及机械系统设计的预期要求为主，对于符合上述两种要求的方案进行探索和研究，并对不同的设计方案进行比较，从中选择出一个比较好的方案。以自动输料板的设计为例，设计人员在设计过程中，应当对以下几点进行考虑：第一，要贯彻机械推拉原理，以便能将物料从底层推出，使物料能通过夹料板被输送到料板上；第二，运用摩擦传动原理，将从底部推出的物料抽走；第三，通过底层吸取的方法以实现对于料板的固定；第四，运用底部的摩擦轮将物料滚出。通过这几点对于功能结构的设计，可以将机械系统的使用目标得以实现，再通过对其进行功能设计和对比不同的方案，便可以实现机械传动系统概念设计自动化。

2.符号方案推理器

2.1. 符号方案推理器的构成

符号方案生成器的构成主要有涉及规则输入、图形载体库、构件相似性分析和符号推理器四个部分所构成。在运行时，符号方案生成器的运行过程是：按照设计要求所规定的内容对设计规则进行确定，再通过对选择好的图形载体进行符合设计规则的逻辑操作。在推理器进行推理的过程中，要对每一条设计规则都要对图形载体中的每一条边（通常情况下可以称为构件）进行相似性分析，从而确定推理过程中不会产生冗余的设计方案。相似性分析主要有两个方面的内容：对有规则操作的构件进行相似性分析、对没有规则操作的构建进行相似性分析。

2.2. 设计规则

有三种渠道可以对设计规则进行生成，这三种渠道分别为：基于系统功能的分解、对现有的问题进行分析和基于基本机构的重组。通过对运动链再生为机构的可能性进行分析，主要有下列9种情况：

2.2.1.通过改变机架在运动链中的位置，用G表示机架。

2.2.2.通过改变主动件在运动链的位置，用C表示主动件。

2.2.3.通过改变运动链之中运动副的形式，用P表示。

2.2.4.通过将二级组改变为齿轮副、凸轮副槽轮副、力作用构建的形式，用R、M、O、F表示。

2.2.5.通过改变输出构件在运动链的位置，用T表示输出构件。

2.2.6.将运动链上不同构件的点作为运动输出，并用N表示。

2.2.7.用S表示运动链中给定构件的位置。

2.2.8.对运动链中作为动力特性约束的构件用D表示。

2.2.9.用L表示运动链中不同构件实现的相对位置和轨迹。

设计者可以通过这9个方面来实现对设计规则的定义。一般可以先将机架作为第一条设计规则，再去确定主动件的设计规则，然后才是其他设计规则，同时对于P副的规则应当将其写在规则集的最后[1]。由于设计问题与运动链的再生环节都不相同，在这种情况下，设计者就可以根据自己的需求制定相关的规则和符号。设计规则的书写格式可以如下表示

A（B）[C|D…！E|F…] （1）

该式中 A——整个步骤中再生的功能构件的类型

——构件的拓扑性

（B）——构件之间的重叠关系

[C|D…！E|F…]——构件的邻接关系

[C|D…——是该规则中的第一部分，代表着相邻性的要求。

！E|F…]——是第二部分，代表的是不相邻性的要求。

2.3. 图形载体库

作为运动链再生符号推理的平台，在缺乏图形载体的情况下，符号推理是无法进行的。对于由运动链组成的机构，符号方案声称其中提供了十杆以下，三自由度以内的全部非同构运动链，对于一般多自由度复杂机构而言，完全可以满足方案设计的需求[2]。

图形载体的初始状态可以通过用字符串“00000000（12）”表示。在该字符串中，“0”的数目代表了八杆机构，而“（12）”则表示了八杆非同构运动链中的第十二种结构。符号方案的推理的本质其实就是对类似于“00000000（12）”的字符串进行符合设计规则的操作。在字符串的操作过程中，相似性分析对于减少冗余设计方案的产生，提高符号方案生成效率起着至关重要的作用[3]。

3.结语

为了适应当今科技快速发展的潮流，在现今的机械系统的设计过程中，应当从功能设计以及系统设计等多个方面进行对机械系统的设计。文章通过以上的阐述，给出了一种基于设计规则的机械设计自动化的思路，并以此来提高机械系统的自动化的程度，这对提高机械系统的可操作性和实用性，促进我国的机械制造行业的发展有着一定的帮助。

参考文献：

[1]王玉新，骞军，颜宏森.构建相似分析的方法[J].天津大学学报.2010（3）

[2]李润芳，林腾蛟，陶泽光，韩熙.现代机械设计方法及其应用[J].机械工艺报.2010（9）

机械原理设计方案范文第2篇

[关键词] 机械原理 案例教学 机械创新设计能力 应用

一、引言

机械原理课程主要研究机械产品运动方案设计的基本设计理论与方法,是机械类专业课程体系中最能培养学生创新能力的一门课程。案例教学是以“案例分析”为核心的一种参与式教学模式,在经济学和管理学等课程中应用较多、效果也较好。深圳大学钟杏云进行的问卷调查表明,案例教学法与其他教学法相比对学生的作用最大,最受学生欢迎,也是学生最希望老师采用的方法。该方法对于激发学生的学习热情,培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力具有重要的作用。目前,案例教学而在机械学科应用不多,探索和实践的成果也不够明显。

机械原理课程的教学效果直接影响后续课程的学习和学生创新意识以及创新能力的培养。如何使学生掌握好课程内容,培养机械创新设计能力,是摆在任课教师面前的重要课题。结合工程实际和课程需要,各高校在机械原理课程教学中所举的应用例子较多,这些例子是将工程实际中复杂的问题简单化,使同学很容易理解课程有关章节所要说明的简单问题。而案例则不同,它只是一些较为全面和真实的材料,供进一步讨论和分析用,并非“最佳做法”,其目的是为了讨论课程中具有复杂逻辑联系的复杂决策问题。

二、案例教学在机械原理课程教学中的实施过程

1.教学案例的选择与设计

案例是实施案例教学的前提条件之一。案例选择要围绕课程教学目标和专业培养方向,并考虑学生的现状和特点。技术本科院校的学生文化素质差别较大,理论基础相对较弱,也无生产实际经验和工程背景,缺乏参与工程实际设计的体会。案例教学不仅要教授课程的理论知识,而且更重视培养学生的创造能力和解决实际问题的能力。选择案例时,教师首先要研究所授班级的专业培养方案和课程的教学目标,确定案例要传授给学生的知识点和培养学生哪些能力;其次,要选择来源于生产实际、有一定技术含量、最好是学生可以操作或能够接触到并易于接受和理解的、教师能够把握的有时代气息的案例。第三,案例要反映课程的重要知识点、核心能力和关键问题,体现对学生核心能力的培养。我校在教学中选择电动护理床作为案例。首先,护理床是真实的典型机电一体化产品,蕴涵着包括机构学理论在内的丰富的工程理论的思想。其机械结构包含课程中重要的连杆机构、齿轮机构和螺旋机构;其次,护理床是用于医院或家庭的助老助残产品,与人们的生活密切相关,是学生易于接受和理解的案例。我校又在该产品的研究方面有一定的技术积累和多台不同功能护理床的样机,同学既能观察到其动作原理和结构组成,又能实际操作和亲身体会。有利于学生分析出目前产品存在的问题。再经调研、分析和讨论交流等活动,可以培养学生求异的思维方式,发挥其主动性及创新潜力;第三,护理床的设计不仅需要机械学理论,还需要电学、控制学和人体工学理论。护理床的最佳方案的确定需要考虑诸多因素以及这些因素之间的复杂逻辑联系。设计具有最佳方案的护理床需要理论联系实际的思考、分析和研究以及全面细致的讨论,对于培养学生的综合决策能力具有重要的意义。第四,护理床案例包含课程的核心概念“机构创新设计”、核心能力“机械的分析能力”、“机械的设计能力”和“机械的创新能力”和机构设计的基本概念“极位夹角”、“死点”、“压力角”和“传动角”等。该案例的实施有助于学生掌握机械设计理论,并应用这些理论解决护理床的设计问题。选择并设计好案例教学是确保案例教学实施的重要条件,护理床案例包括:案例名称、案例来源及背景、产品功能描叙、案例素材发放时间、案例的调研分析要求、案例的讨论地点、形式、提纲和具体组织步骤、案例讨论过程中可能出现的问题及对策、案例教学效果分析等。

2.案例教学的实施

首先,将护理床案例布置给学生,有针对性的讲解解决问题的方法和思路。然后带领学生到实验室实地观察护理床的结构和动作原理,让学生在床上亲身体验护理床的各项功能,再分组(4人一组,学生选定1人为组长)谈体会、分析其结构及动作不合理之处,提出最佳方案护理床应具有的特征。每组同学提出要完成最佳方案护理床的设计应解决哪些问题,如何解决。每组同学合理分工,检索相关文献,查阅有关资料,调研护理床的销售公司和用户,掌握护理床产品及技术研究的现状和发展趋势。这个过程会促使学生不断学习,充实自己。学生在调研分析的基础上,会综合运用所学知识和经验去分析和解决问题。具体包括:解决现有产品问题的技术依据、新方案的动作原理和机械结构,机构的干涉检验和仿真分析以及控制原理和控制方案等。最后,形成本组的最佳方案,并形成汇报、讨论稿。由于每组同学需要独立完成,全班可能有多种完全不同的合理方案。第二,按规定时间和地点,每组选定1名同学在班级介绍本组的设计方案,充分发表本组同学的独到见解。完毕后,教师组织全班同学按确定的主题认真讨论,形成以学生为中心的发言、提问和解答,让全班学生充分展示自己的观察、沟通、决策和表达能力。在实施过程中,由于班级每名同学对护理床均有深刻的思考和研究,针对汇报者的设计方案,其他同学发言很主动,也有一定深度,这对汇报者设计方案的进一步完善具有一定的作用。教师和班级其他同学认真倾听。同组同学还要做好记录,共同回答其他同学的质疑。鼓励同学围绕主题互相争论。教师既是与同学平等的讨论参与者,还是讨论主题方向把握着,教师要及时进行点评并对讨论中出现的问题予以指导。待汇报和激烈的案例讨论结束后,教师要对课堂教学的全过程进行归纳、总结,并引导学生对本组在案例教学中所取得的成果经验进行总结,对其他组的研究成果进行分析。分析总结有利于学生进一步思考问题和完善设计方案。本次案例教学的成果有:(1)同学们亲身体会到机械产品新方案的形成过程,锻炼了学生综合运用各种理论知识和经验以及流行软件解决实际问题的能力,培养了学生的机械创新技能;(2)护理床连杆机构和齿轮机构的设计和应用是课程教学的重点和难点,机构的核心概念在护理床的方案设计中都得到了应用。案例教学的实施巩固了所学知识,加深了学生对课程基本原理和概念的理解,也活化了知识,并将知识转变为应用知识解决实际问题的能力;(3)培养了大学生的创新意识和机械创新设计能力。同学们完成了多种护理床的机械结构方案,并申请了四项国家专利;(4)案例教学以学生为主体,培养了学生自我学习能力,使学生由被动接受知识变为接受知识与运用知识解决实际问题并举,使案例教学实现了既“授之以鱼”,又“授之以渔”的教学目的;(5)案例教学教师是主导,但需要对学生提出的各种方案和讨论中的问题进行点评,这要求教师对案例有深入的研究,掌握案例相关知识和经验。为此,任课教师需要充分做好准备工作,有利于教师自身素质的提高。

为保证案例教学效果,在课堂讨论案例结束后,教师组织学生对各组完成的方案进行进一步完善。并安排学生写心得体会,对案例教学效果和案例本身的问题进行分析,指出教师工作和案例实施中的问题或不足,并对今后的案例教学提出意见或建议。

三、实施案例教学应注意的几个问题

1.案例教学法要与其他教学法密切结合

尽管案例教学法有明显的优点,但在实践中也发现它存在的一些缺陷,如单位时间传授知识效率不高;知识传授的系统性及完整性不易实现等。为此,在采用案例教学法的同时,还要结合其他理论授课方法,使案例教学与传统教学中的一些有益做法互为补充。传统的教师授课方式有利于知识传授的系统性、严谨性,有利于学生打下深厚的理论功底,培养抽象思维能力。案例教学重视实际问题的分析和解决,既可在教学内容和教学方法上弥补传统教学的不足,又可推动传统教学方法本身的不断改进。案例教学也需要学生有一定的理论基础,并掌握有关的基本概念和基本原理,否则,案例教学难以开展。因此,案例教学法一定要与其他理论教授方式密切结合。

2.教学案例要准确反映课程对学生核心能力的培养

案例教学要围绕课程的核心概念和核心能力开展。由于学生缺乏工程背景和专业知识,若案例涉及过于专业化的知识,学生将难以调研、分析和提出问题的解决方案;若案例太简单对学生来说缺少吸引力、没有新奇感,同样达不到案例预期教学目标。实施案例教学要因材施教,兼顾案例的实践性和理论性这两个方面,这样才能有效地提高案例教学质量。学生只有真正的理解和掌握课程的核心概念,才能够把理论与实际有机的结合起来,使实际问题迎刃而解。成功的教学案例一定要实现教学目标。

3.案例教学要注重课堂和课外相结合

案例教学的主体是学生,教师只起引导作用。对于同样知识点的课程内容,采用案例教学法所用时间较传统教学法多得多,所以,课程的案例教学不易多。机械原理课程我们选择两个案例实施案例教学,一个为护理床,另一个结合专业选择,对于机械设计制造及其自动化专业(数控技术方向)选择了四轴加工中心的机械结构系统。对于布置给学生的案例及要求,学生需要将自己置于产品设计师的位置,从产品的使用要求出发,在课外查阅资料、参观考察和小组讨论,分析案例产品存在的问题、产生原因和解决方法以及改进产品的设计内容和过程等,并在对比分析的基础上形成本组新的设计方案。由于这些内容需本组同学在课外通力合作、发挥集体智慧完成,所以案例的课外研究工作十分重要。课堂讨论由教师主持,按组发言、全班交流讨论,这是全班同学设计经验的共享过程,也使学生真正体会到他们才是案例教学的主体。课堂与课外相结合,才能完成案例教学目标,同时完成护理床的“最佳方案”。

4.案例教学需要师生双方的共同努力

案例教学要求学生和教师共同参与教学。教学是否成功既取决于教师,又取决于学生。选择和提炼案例需要教师熟悉案例内容并进行深入研究,准备好课堂讨论案例可能涉及到的有关知识。这样,既有利于案例的布置,又有利于解答课堂讨论学生提出的各种疑难问题。因此,教师需要通过科学研究、走进企业和进修学习,不断充实和更新自己的知识,拓宽知识面,提高自身综合素质。案例教学法强调学生主动学习、独立思考和工作,自主形成解决问题的最佳方案。在课堂讨论过程中,学生应积极思考、认真准备、踊跃发言,积极参与课堂案例讨论,配合教师完成案例教学任务。

5.案例教学要重视对学生机械创新能力的培养

案例教学缩短了教学场景与实际生活情景的差距,把抽象的原理、概念等具体化,促进从理论到实践的转移,有利于提高学生学习兴趣和能力,激发其探究意识。实践证明:案例教学对学生分析、解决问题和创新能力的培养,对知识的接受程度和保留的持久性等方面富有成效。我校机械原理课程的案例教学是“以培养学生机械装置原理方案设计能力为主线,以机构基本概念和原理的应用为重点,以培养学生创新能力为核心”组织教学的,通过案例教学与传统教学法的结合,使学生掌握了课程的基本概念和核心能力,提高了机械创新设计能力。

参考文献:

[1]张丽梅.案例教学法的研究与教学实践[J].黑龙江教育,2006,(3):51-52.

[2]钟杏云.充分利用案例教学法以提高学生的吸引力[J].技术经济与管理研究,2005,(1):122-123.

机械原理设计方案范文第3篇

关键词：机械设计；现代设计；技术

引言

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算并将这转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。机械设计是机械工程的重要组成部分，是决定机械性能最主要的因素。设计工作的质量水平，直接关系到机械产品的质量性能、研制周期和技术经济效益

1.现代机械设计与传统设计特点比较

1.1传统机械设计思维比较被动，现代机械设计具有较强的主动性

传统设计依靠灵感和经验，思维往往比较被动。而随着现代技术的迅速发展和市场竞争的日益激烈，人们必须不断的提出新的、大胆的开发目标和设想，并运用现有的最新科学技术创造出全新的产品。传统依靠经验的设计已经不能适应这一需求。现代设计在进行研究创造设计思维本身的规律时，运用灵感、方案、优化设计产生的内在逻辑，并由此产生了创造学、价值工程、设计方法学等理论。

1.2传统设计注重机械本身预定功能的实现

现代机械设计要求把对象置身于大系统中，并对系统作出设计，将预定的功能在人―机―环境之间进行合理分配。充分考虑到人的生理和心理因素，力求在人际之间做出最佳设计。此外，现代设计还考虑到机械从原料图区、加工装配、投入使用至报废回收等全部生命周期中各个阶段与环境的关系，以减少对自然环境的伤害并保证生态平衡。

1.3现代机械设计强化了传统机械设计对强度准则的要求

有限单元法和断裂力学等领域的研究成果在现代机械设计中的应用，强化了设计者强度设计的能力，现代设计的准则也因此拓宽到产品设计的更多领域。现代消费者对产品的需求从实用需求上升到物质与精神享受并重的层次，对现代机械设计提出了艺术和美学方面的要求。

1.4传统设计历时长、耗费大，现代机械设计周期短，耗费低

传统机械设计一般先根据目标和任务做出第一个方案并造出样机，然后对样机评定、考核，进行修改，形成第二套方案，如此反复，到满意为止，设计过程周期长、耗费高。现代设计根据各种给定的条件，运用优化设计的原理和方法，借助计算机求取最佳设计参数和设计方案。在现代设计中，优化意识还延伸到产品的总体方案论证，产品结构和工艺设计各个方面，并产生了遗传算法、模糊算法等许多新的理论方法。

1.5传统设计受思维进度的约束，现代机械设计利用计算机改变了这一缺陷

在传统的设计中，从概念设计、技术设计到编制工艺、计算工时成本，有许多部门用串行工作方法参与，需要一个漫长的过程，而现代的并行设计技术，使人们在作出一个方案的设计时，通过计算机网络同时获得后续过程相关信息，使设计者有可能及时修改方案，寻求一个全面、综合的优化方案。

2. 机械设计中现代设计技术的应用

2.1 MSD（机械优势设计）

机械优势设计（Mechanical Superiority Design，简称MSD）的关注焦点在于市场的需求，而不是以单纯的创新和个人的兴趣作为设计的出发点。以市场为导向的核心设计理念然让MSD（机械优势设计）具备了更好地适应市场经济环境的能力，主要表现为它能够通过分析和预测机械产品的技术方向，找准自己的市场定位，明确设计的技术方向，协调技术和市场之间的关系；同时，也能够更快的吸收相关的先进的设计技术，并将其应用到机械设计方案当中去。总体来看，MSD（机械优势设计）所采取的一切措施和策略均是为了增强机械设计产品的市场竞争能力。

2.2 MCD（机械创新设计）

机械创新设计（Mechanical Creative Design，简称MCD）的关注焦点在于充分发动设计人员的智慧和创新思维能力，进而设计出来新型的机械功能、机械结构或者机械产品。MCD（机械创新设计）非常强调设计人员在机械设计过程中的灵魂作用和主导作用。因此，在机械设计的过程中，设计人员要充分动用各种创新思维模式（例如，发散思维模式、头脑风暴等）。但是在机械设计中设计人员很难向艺术家构思艺术作品那样做到“天马行空”，因为机械结构选型的多解性和复杂性将创造性思维限制在一定的范围内。但是智能专家系统和各种计算机辅助设计系统在机械设计中的应用，让设计人员能够有更多的精力去运用创造性思维，把繁琐的计算和设计求解交给智能专家系统去完成。

2.3 MFD（机械模糊设计）

机械模糊设计（Mechanical Fuzzy Design，简称MFD）的关注焦点在于模糊数学知识在机械设计过程中的充分、灵活、深入地运用。复杂化是当前机械设计的重要趋势之一，复杂化的机械设计必然导致设计中各种变量关系的复杂化。但是过于复杂的机械设计方案，想要对其进行精确的描述则具有极大的困难或者需要花费极大的精力。但是如果将机械设计方案的精确描述改为“承载能力较强”或者“使用寿命较长”等类似的模糊描述，实质上出现了设计中的“模糊现象”。

2.4 MGD（机械绿色设计）

机械绿色设计（Mechanical Green Design，简称MGD）的关注焦点在于提高产品的“绿色程度”，即在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的功能、使用寿命和质量等[3]。绿色设计通常也称为生态设计、环境设计、环境意识设计等。在传统产品设计过程中，设计人员主要按照产品性能、质量和成本要求等指标进行设计，设计过程中对产品的维护性、拆卸性、回收性、淘汰废弃产品的处理及对生态环境的影响等考虑较少[4]。这样制造出来的产品，在其使用寿命结束后，由于缺乏必要的拆卸和回收性能，回收利用率低，其中的有害物质对生态环境造成了严重污染，影响生活质量和生态环境，造成资源的大量浪费。

3.结束语

在机械工程中，机械设计时非常关键和重要的部分，它直接决定了机械的真实性能水平；在进行机械设计的过程中，设计人员利用现代设计技术提供的新技术和新方法可以提升机械设计水平，增强研发能力。

参考文献：

[1]张海筹. 基于IT技术的现代机械设计方法[J].机械设计与制造，2005，（05）：147-148.

机械原理设计方案范文第4篇

关键词：石化行业企业；大型空分设备；生产技术创新；仪表自动化；制造规模

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.028

0 引言

大型空分设备是石化行业、石化企业在生产制造过程中使用的重要仪器设备，其运作机械原理是实现对空气的降温冷却，同时以增压方式让空气的体积变小、转化为液态，根据空气中各组成气体之间的沸点差异，让液化物与气体充分接触并发生反应，在热质交换原理的作用下，实现高纯度气体的分离。我国很多知名石化企业通过学习借鉴国外先进仪器设备的生产经验和生产方案，并在技术研发、科技创新活动的带领帮助下，已经具备设计、生产制造先进大型空分设备的技术能力，能够与其他国际先进设备生产制造厂商进行竞争，全面提高了我国石化机械设备设计、制造生产工艺水平。

1 现阶段国内大型空分设备的设计、制造生产技术概况

最近的数据调查分析显示，国内生产制造大型空分设备的化工企业，在机械设计、制造生产工艺研发等领域中表现优异，其中部分企业的机械设计水平、设备生产制造工艺已经具备国际领先水平。其具体情况总结分析如下。

（1）大型空分设备的生产制造规模扩大化。石油开发采取炼制、成品及副产品销售、油气运输储藏、化工制品生产等行业的集团化发展趋势，对化工生产机械设备的功能性质、使用性质提出了更高的标准要求，化工机械设备需要满足生产制造规模逐渐发展壮大的经营需求。因此体现在大型空分设备管理方面，表现为大型空分设备一方面应当具备更高的生产能力，另一方面还应当提高其配套生产能力。随着化工行业的崛起建设，国际、国内市场上需要更多数量的大型空分设备投入到化工生产过程中。从现实情况分析，我国化工企业亟需在现有基础上，提高大型空分设备的机械设计水平和生产制造工艺，增强企业产品的科技含量，提高企业的综合竞争力，与国际大型化工设备制造厂商企业进行健康、良好的竞争，在国际机械设备制造领域争夺领先地位。我国部分制造企业不断学习国际先进机械技术，加强对机械设备的研发，将新型生产制造技术应用在大型空分设备的设计方案当中，创新技术应用，取得明显实效。

（2）大型空分设备的机械设计方案优化、丰富制造工艺的种类。在对我国化工设备生产企业情况进行统计的基础上，笔者发现化工设备生产企业已经突破了传统的设备制造管理流程，在新型空分设备生产过程中，更加注意客户对大型空分设备的性能要求、功能要求，根据客户意见制定大型空分设备的设计方案、生产制造方法，因此出现了生产制造工艺的多样化、种类丰富。部分大型空分设备生产企业一方面借鉴使用国际上最先进的数据计算系统和计算软件，通过数据系统的构建、数据软件的计算帮助，不断提高大型空分设备的机械设计水平。

（3）优化大型空分设备中的转动功能设备设计方案。转动功能设备为大型空分设备提供气体来源，其优化设计方案将显著提高大型空分设备的运作效能与安全稳定性能，降低大型空分设备的使用能耗数值。

2 大型空分设备的设计、制造生产技术要点与改革

从我国近些年的化工机械生产制造过程和经验成果总结上看，大型空分设备的生产制造工艺历经生产变革与技术创新，已经日趋成熟完善并能够与国际一流机械制造工艺水平相当。为了在此基础上，继续提高大型空分设备的机械设计水准，实现大型空分设备生产的集中化、规模扩大化，还应当继续加强科技创新能力。

（1）液体膨胀机取代传统的高压节流阀。液体膨胀机能够达到节能的目的，当液体在膨胀的过程中其焓值会降低，这样就更容易下塔的精馏，能够提高空分设备氧气的提取率。

（2）单套空分设备向大规模方向发展。我国现在用的空分设备主要是5-6万级，解决8万级空分设备存在的一些技术上的难题是现阶段的难题。我国的最终目的是实现生产10万等级空分设备，需要不断摸索着总结技术难点并且积极寻找解决方案。

（3）提高关键部机的效率。这里的关键部机主要是指冷凝蒸发器与筛板下塔，我国目前的筛板下塔阻力在16-20KPa，要是可以采用规整填料塔，那么阻力就会减少到到4-5KPa。阻力减少带来的直接经济效益就是我国每年至少可以节约30-40万元的电费，要想更加节约资金，就需要把规整填料进一步精馏以减少填料下塔的高度，基于此，我国目前正在积极地研究新的精馏方案。

3 化工仪表自动化设备的要点与改革

（1）控制系统优化。目前我国化工企业大部分设备装置还是采用传统的常规控制系统，其中大部分还是采用PID控制系统，基于此，导致自动化设备的潜力并没有全面的被发挥出来，所以开发及优化控制系统是自动化设备的发展必然趋势。

（2）过程控制。分散控制系统、编程控制器、自动化系统随着计算机技术与网络技术的不断成熟，本着开放化、标准化的原则，采取国内外市场通用硬软件的方法，将向着开放的分布式监控控制系统发展。

综上所述，在对我国现阶段化工行业大型空分设备生产制造能力水平的统计分析之下，我国化工设备制造企业需要注意生产规模上的扩大化趋势、机械设计的方案优化、丰富制造工艺的种类等现实发展要求，不断根据经济市场发展需求和客户应用需求，调整优化大型空分设备的机械设计方案，增加大型空分设备的科学技术含量。

参考文献：

[1]方莹，朱晓涵，刘益才.压缩空气气水分离装置的发展现状及展望[J].真空与低温，2015（02）.

[2]蒋旭.空分设备换热系统的设计及温差选取[J].深冷技术，2014（06）.

[3]黄科，王艳君，陈彩霞.富氧燃烧用空分流程优化浅析[J].深冷技术，2015（04）.

机械原理设计方案范文第5篇

创新是一个民族的灵魂，是企业的核心文化，现代机械设计离不开创新思维的辅助。本文将论述创新思维的内涵，分析在现代机械设计制造中融入创新思维的重要性，并浅谈如何将创新思维融入到现代机械制造中。

关键词：

现代机械制造；创新思维；融入

创新思维特指人们在实践中有所发现、有所发明的思维活动，具有多向性、跨越性和独特性等明显的特征。现代机械制造对科技的发展具有重要作用，在现代机械制造过程中成功融入创新思维，方能全面提高机械工程质量。本文将简单论述创新思维的内涵，浅析在现代机械设计制造中融入创新思维的重要意义，并从在现代机械制造中体会创新思维的过程，运用发散思维、善用逆向思维等三个方面来探讨将创新思维融入到现代机械制造中的策略。

1创新思维的内涵

创新思维是一种综合能力的体现。这种思维模式不能凭空产生。一方面，创新思维需要以实践为基础，不以实践为基础，思维就会成为幻想。另一方面，创新思维离不开对前人、对他人已有成果的继承，并在继承的基础上进行综合集成，才能更好的实现创新。就思维方式而言，创新思维包括直觉、灵感和想象等因素；既要运用常规的思维方法，又要灵活使用一些非常规的思维方法逆向思维。创新思维具有多向性、跨越性和独特性等明显的特征。创新思维的多向性是指从思维方向去分析，创新思维常常从不同的角度去思考问题。当问题出现之后，会从多种角度、各方面、多层次以及不同条件去构思多种设想，探视多个答案。当某一思路受阻时，能够很快转向另一个方向。与单方向性的思维相比，多向性（多向发散和多路聚合）是创新思维的明显特征之一。创新思维的步骤具有跨越性，创新思维并不排斥一步一步的逻辑推导与分析，但它往往表现为对推理步骤的省略和跨越，也正是这种省略和跨越模式使得创新思维在活动过程中的某些思维活动难以详细描述，以至于在其中起作用的直觉、灵感等思维活动比较微妙。创新思维的结果具有独特性，人们在实践中遇到问题时往往没有现成的答案，许多问题不是用常规的方法就能解决。这就要求人们用独特而巧妙的方法来解决问题。创新思维的“新”主要体现在两个方面，第一是方法新，不是用某一种常规的方法解决问题；第二是结果新，生产和科学中的新发明、新发现，理论上的新见解、新论证常常是独特的。

2在现代机械设计制造中融入创新思维的重要意义

2011年3月，国家出版了《现代机械设计手册》，提出要在现代机械设计制造中融入创新思维，全面提高现代机械的现代化水平，兼顾机械的实用性，追求机械的经济性、通用性和准确性。在现代机械设计制造中融入创新思维，符合机械工程的发展需要，为了提高机械化水平，需要不断创新设计方案，全面推动现代机械走向自动化、现代化和智能化。当代科技竞争非常激烈，在现代机械设计制造中融入创新思维，创新设计方案，改善技术质量，优化机械设备系统，可以提高现代机械的竞争力。而且，在现代机械设计制造中融入创新思维，可以创造出更多的新型机械。任何新产品几乎都是在创新思维的辅助下制造的，现代油漆就是在创新思维的启发下发明的，当人们发现传统油漆虽然光洁美观但是容易老化时，清除过程会很麻烦，某工程师在传统油漆里添加了一种化学药品，这种添加剂的化学性质非常稳定，能够保证油漆刷到墙上不发生任何变化，当清除旧漆时，只需要涂上专门的化学药品就可以全部清除旧漆，现代机械设计制造也一样，需要发现问题，设计解决问题的新方案，然后制造新型机械设备。

3将创新思维融入到现代机械制造中的策略

3.1在现代机械设计制造中体会创新思维的过程创新思维是一个复杂的过程，包括准备、酝酿、明朗和检验四个阶段。在创新思维的准备阶段，工程师可以通过缺点列举法来发现机械设计制造中的问题，然后分析问题，形成有创新价值的课题。进入创新思维的酝酿阶段之后，工程师就要进行钻研与探究，分析问题的根由，设计多种初步方案，进行多方面的实验，以寻求解决问题的途径。明朗阶段是创新思维的突变阶段，经过前两个阶段的准备和酝酿，问题基本上得以解决，也就是机械设计制造的最优方案已完成。最后进入检验阶段，即通过实践来检验机械设计制造方案是否符合客观实际。创新思维的根本目的是解决实践过程中产生的问题，推动认识和实践的发展。

3.2在现代机械设计制造中运用发散思维发散思维又称为辐射思维，它根据已知的事物信息，从不同角度与不同方向思考、寻求解决问题的多样答案，是一种展开性的思维方式。工程师在现代机械制造中运用发散思维时都会具有变通思想，敢于打破传统的机械制造设计，排除既有经验的负面影响，从不同角度、不同侧面甚至不合常规的角度去思考设计方案。而且，发散思维不局限于某一思路，当某一思路行不通时，它会迅速转向其他思路，具有灵活多变性，在发散思维的带动下，工程师可以灵活变通，制作更为完善的机械制造设计方案。

3.3在现代机械设计制造中善用逆向思维逆向思维就是反向探索，也被称作反向法，在现代机械制造中运用逆向思维，工程师要从机械原理和功能结构的反面去思考、探索，打破单方面性质的限制，制作机械制造设计方案，全面提高现代机械的技术质量。结束语综上所述，创新思维是一种综合能力的表现，特指人们在实践中有所发现、有所发明的思维活动，具有多向性、跨越性和独特性等明显的特征。在现代机械设计制造中融入创新思维，可以创造新型机械，提高机械化水平与竞争力。将创新思维成功融入到现代机械制造中，需要在现代机械制造中体会创新思维的过程，运用发散思维，善用逆向思维，这样方能制作出最优的机械制造设计方案，全面提高现代机械化水平。

参考文献

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